JPH03178934A - 芳香族炭化水素の製造方法および触媒 - Google Patents
芳香族炭化水素の製造方法および触媒Info
- Publication number
- JPH03178934A JPH03178934A JP22443690A JP22443690A JPH03178934A JP H03178934 A JPH03178934 A JP H03178934A JP 22443690 A JP22443690 A JP 22443690A JP 22443690 A JP22443690 A JP 22443690A JP H03178934 A JPH03178934 A JP H03178934A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- atomic ratio
- weak
- pentane
- hydrocarbons
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用骨!PP]
木発目は、炭素数2〜7の脂肪族炭化水素及び/又は脂
環族炭化水素を主成分とする原料を、結晶性アルミノジ
ンコシリケート、または、これに遷移金属を含有させた
触媒と接触させて芳香族炭化水素を製造する方法および
触媒に関する。
環族炭化水素を主成分とする原料を、結晶性アルミノジ
ンコシリケート、または、これに遷移金属を含有させた
触媒と接触させて芳香族炭化水素を製造する方法および
触媒に関する。
「従来の技術1
石油製品の改質等の目的で脂肪族炭化水素及び/又は脂
環族炭化水素を芳香族炭化水素に転化する多くの方法が
提案されており、その中で25M5と呼ばれるゼオライ
1〜触媒を用いてパラフィン、オレフィン及び/又はナ
フテンからなる炭化水素を高選択率で芳香族化合物に転
化する方法が既に知られている(特公昭56−4263
9号公報)。
環族炭化水素を芳香族炭化水素に転化する多くの方法が
提案されており、その中で25M5と呼ばれるゼオライ
1〜触媒を用いてパラフィン、オレフィン及び/又はナ
フテンからなる炭化水素を高選択率で芳香族化合物に転
化する方法が既に知られている(特公昭56−4263
9号公報)。
さらにZSM 5’Fゼオライトを亜鉛カチオンで置
換した亜鉛−1−] −Z S M−5、あるいは亜鉛
を担持させた触媒を用いると芳香族化合物の収率が向上
することも上記特許公報に開示されている。
換した亜鉛−1−] −Z S M−5、あるいは亜鉛
を担持させた触媒を用いると芳香族化合物の収率が向上
することも上記特許公報に開示されている。
また25M5のアルミニウムを亜鉛で置換した構造をも
つジンコシリケートが合成できることおよびそのような
ジンコシリケート触媒および白金担持ジンコシリケート
触媒が低級パラフィン系炭化水素からの芳香族炭化水素
の製造にすぐれた選択性を示すことも知られている。(
USI)Re 29948、特開昭63−8342号
公報) [発明が解決しようとする課題] しかし亜鉛カチオンで置換した亜鉛−H−7,3M−5
触媒あるいは亜鉛を担持さゼたゼオライト触媒は反応中
に触媒から亜鉛が失なわれ、触媒活性が時間とともに低
下する。
つジンコシリケートが合成できることおよびそのような
ジンコシリケート触媒および白金担持ジンコシリケート
触媒が低級パラフィン系炭化水素からの芳香族炭化水素
の製造にすぐれた選択性を示すことも知られている。(
USI)Re 29948、特開昭63−8342号
公報) [発明が解決しようとする課題] しかし亜鉛カチオンで置換した亜鉛−H−7,3M−5
触媒あるいは亜鉛を担持さゼたゼオライト触媒は反応中
に触媒から亜鉛が失なわれ、触媒活性が時間とともに低
下する。
またZ S M −5のアルミニウムを亜鉛で置換した
構造をもつジンコシリケートは酸強度が小さく、触媒活
性、寿命ともに充分とはいえない。
構造をもつジンコシリケートは酸強度が小さく、触媒活
性、寿命ともに充分とはいえない。
本発明者らは、炭素数2〜7の脂肪族炭化水素及び/又
は脂環族炭化水素から高選択率でかつ長ll1間安定的
に芳香族炭化水素を製造するための触媒について鋭意検
討した結果、ZSM−5型ゼオシイト(アルミノシリケ
ート)のアルミニラl\を部分的に亜鉛で置換し、特定
のSi/Aff原子比および、S i / 7. n原
子比を有する結晶性アルミノジンコシリケートが、活性
が高くかつ芳香族選択率が高く、しかも性能の経時劣化
が遅い触媒であることを見出した。
は脂環族炭化水素から高選択率でかつ長ll1間安定的
に芳香族炭化水素を製造するための触媒について鋭意検
討した結果、ZSM−5型ゼオシイト(アルミノシリケ
ート)のアルミニラl\を部分的に亜鉛で置換し、特定
のSi/Aff原子比および、S i / 7. n原
子比を有する結晶性アルミノジンコシリケートが、活性
が高くかつ芳香族選択率が高く、しかも性能の経時劣化
が遅い触媒であることを見出した。
「課題を解決するための手段]
すなわち本発明は炭素数2〜7の脂肪族炭化水素及び/
又は脂環族炭化水素を少なくとも50重量%含有する原
料を、Si/A、2原子比が14〜35であり、S i
/ Z n原子比が30〜350である結晶性アルミ
ノジンコシリケートと接触させることを特徴とする芳香
族炭化水素の製造方法およびそのような結晶性アルミノ
ジンコシリケートからなる芳香族炭化水素製造用触媒で
ある。
又は脂環族炭化水素を少なくとも50重量%含有する原
料を、Si/A、2原子比が14〜35であり、S i
/ Z n原子比が30〜350である結晶性アルミ
ノジンコシリケートと接触させることを特徴とする芳香
族炭化水素の製造方法およびそのような結晶性アルミノ
ジンコシリケートからなる芳香族炭化水素製造用触媒で
ある。
陽イオンを含有する結晶性アルミノシリケートはゼオラ
イ1〜として天然品および合成品で知られている。アル
ミノシリケートはSin、四面体とA 、Q 04四面
体が酸素原子を共有して架橋し酸素原子に対するアルミ
ニウムおよびケイ素原子の比率が1=2である3次元の
骨格構造を有している。
イ1〜として天然品および合成品で知られている。アル
ミノシリケートはSin、四面体とA 、Q 04四面
体が酸素原子を共有して架橋し酸素原子に対するアルミ
ニウムおよびケイ素原子の比率が1=2である3次元の
骨格構造を有している。
一方本発明で用いる結晶性アルミノジンコシリケートは
、アルミノシリケートのアルミニウムを部分的に亜鉛で
置換した゛もので、ケイ素、アルミニウムおよび亜鉛原
子が酸素を共有して架橋し結晶性アルミノシリケートと
同し骨格構造を有する。ケイ素、アルミニウムあるいは
亜鉛原子のすべてが必ずしも同一の結晶構造を構成する
必要はなく、それらの1部がそれぞれの酸化物などの他
の形態をとって共存しても差し支えない。
、アルミノシリケートのアルミニウムを部分的に亜鉛で
置換した゛もので、ケイ素、アルミニウムおよび亜鉛原
子が酸素を共有して架橋し結晶性アルミノシリケートと
同し骨格構造を有する。ケイ素、アルミニウムあるいは
亜鉛原子のすべてが必ずしも同一の結晶構造を構成する
必要はなく、それらの1部がそれぞれの酸化物などの他
の形態をとって共存しても差し支えない。
なお、本発明のアルミノジンコシリケートは、陽イオン
の大部分をナトリウムイオンで置換して元素分析を行な
い、Na/Al比を求めることによって、イオン交換に
より亜鉛イオンで置換したアルミノシリケート或は亜鉛
を担持させたアルミノシリケードと区別することができ
る。すなわち、亜鉛イオンで置換したアルミノジンケ・
−1・或は亜鉛を担持させたアルミノシリケートは、N
a/Al比が1より小さいが、アルミノジンコンリケー
ドはNa/Al比が1より大きい。これはアルミノジン
コシリケート・の結品格−rを構成する亜鉛はアルミニ
ウムとともに陽イオン交換ザイトを提供するためである
。
の大部分をナトリウムイオンで置換して元素分析を行な
い、Na/Al比を求めることによって、イオン交換に
より亜鉛イオンで置換したアルミノシリケート或は亜鉛
を担持させたアルミノシリケードと区別することができ
る。すなわち、亜鉛イオンで置換したアルミノジンケ・
−1・或は亜鉛を担持させたアルミノシリケートは、N
a/Al比が1より小さいが、アルミノジンコンリケー
ドはNa/Al比が1より大きい。これはアルミノジン
コシリケート・の結品格−rを構成する亜鉛はアルミニ
ウムとともに陽イオン交換ザイトを提供するためである
。
供養こ本発明のアルミノジン−1シリケートとシンコシ
リケ−1・とはアンモニアのy?、温脱離測定によ−)
で区別されうる。すなわちジンコシリケ−1へでは、強
酸点に由来する350〜450″Cにおけるアンモニア
の脱離が少ないのに対し、アルミノジンコシリケートは
これが顕奸に認められる。これは結晶格r−を構成する
亜鉛が、強酸点を生成しないのに対し、アルミニウムは
強酸点を/1ミ成するためである。
リケ−1・とはアンモニアのy?、温脱離測定によ−)
で区別されうる。すなわちジンコシリケ−1へでは、強
酸点に由来する350〜450″Cにおけるアンモニア
の脱離が少ないのに対し、アルミノジンコシリケートは
これが顕奸に認められる。これは結晶格r−を構成する
亜鉛が、強酸点を生成しないのに対し、アルミニウムは
強酸点を/1ミ成するためである。
本発明の結晶性アルミノジンコシリケート中のS i
/ A 9の原子比は]−4〜35、Si/Znの原子
比は30〜350の範囲である。
/ A 9の原子比は]−4〜35、Si/Znの原子
比は30〜350の範囲である。
Si/Affの原子比が14より小さいと、触媒性能の
経時劣化の遅い結晶が形成されにくく、方、同原子比が
35より大きいと触媒の活性が寸分でなく経時劣化も速
くなる。
経時劣化の遅い結晶が形成されにくく、方、同原子比が
35より大きいと触媒の活性が寸分でなく経時劣化も速
くなる。
またS i / Z nの原子比が:30より小さいと
結晶の形成が悪く触媒の経時劣化が速い。 一方、同原
子比が350より大きいと芳香族の選択率が低い。
結晶の形成が悪く触媒の経時劣化が速い。 一方、同原
子比が350より大きいと芳香族の選択率が低い。
本発明に用いる結晶性アルミノジンコシリケトはZSM
−5型ゼオライトに類似した第1表に示すX線回折図を
有するものが好ましい。
−5型ゼオライトに類似した第1表に示すX線回折図を
有するものが好ましい。
第 1 表
アルミノジンコシリケートの粉末X線回折格子面間隔(
d値) 相対強度 11.2±03強 10.1±0.3強 5.99±0.2弱 5.58±0.1弱 5.02±0.1弱 4.62±0.08弱 427±0.08弱 3.85±0.07強 3.72±0.05強 3.65±0.05弱 3.05±0.03弱 2.99±0.03弱 本発明の結晶性アルミノジンコシリケートはそのままで
も芳香族炭化水素製造用触媒として使用することができ
るが、結晶性アルミノジンコシリケートにイオン交換法
、含浸法などで遷移金属を含有させた触媒は、更に活性
および芳香族選択率が向上する。含有させる遷移金属は
、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、鉄などの第
■属金属、銅、クロム、モリブデンなどをあげることが
できるが、その中では白金およびクロムが活性および芳
香族選択率の点で優れているので特に好ましい。
d値) 相対強度 11.2±03強 10.1±0.3強 5.99±0.2弱 5.58±0.1弱 5.02±0.1弱 4.62±0.08弱 427±0.08弱 3.85±0.07強 3.72±0.05強 3.65±0.05弱 3.05±0.03弱 2.99±0.03弱 本発明の結晶性アルミノジンコシリケートはそのままで
も芳香族炭化水素製造用触媒として使用することができ
るが、結晶性アルミノジンコシリケートにイオン交換法
、含浸法などで遷移金属を含有させた触媒は、更に活性
および芳香族選択率が向上する。含有させる遷移金属は
、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、鉄などの第
■属金属、銅、クロム、モリブデンなどをあげることが
できるが、その中では白金およびクロムが活性および芳
香族選択率の点で優れているので特に好ましい。
結晶性アルミノジンコシリケ−1・は、ケイ素化合物、
アルミニウム化合物、亜鉛化合物、アルカリ金属塩、水
、そして場合により有機窒素化合物および酸を混合し、
100°C〜220°Cの温度に3〜200時間保って
合成することができる。
アルミニウム化合物、亜鉛化合物、アルカリ金属塩、水
、そして場合により有機窒素化合物および酸を混合し、
100°C〜220°Cの温度に3〜200時間保って
合成することができる。
ケイ素化合物の1例としてケイ酸ナトリウム、ケイ酸カ
リウム、シリカあるいはこれら2種以上の混合物などを
用いることができる。
リウム、シリカあるいはこれら2種以上の混合物などを
用いることができる。
アルミニウム化合物として硫酸アルミニウム、硝酸アル
ミニウム、塩化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、
アルミン酸カリウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、
あるいはこれら2種以−にの混合物などを用いることが
できる。
ミニウム、塩化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、
アルミン酸カリウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、
あるいはこれら2種以−にの混合物などを用いることが
できる。
亜鉛化合物として硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、酸化
亜鉛、水酸化亜鉛、あるいはこれら2種以上の混合物な
どを用いることができる。
亜鉛、水酸化亜鉛、あるいはこれら2種以上の混合物な
どを用いることができる。
アルカリ金属塩として、ナトリウム、カリウムの水酸化
物、塩化物、臭化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、あるい
はこれら2種以上の混合物などを用いることができる。
物、塩化物、臭化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、あるい
はこれら2種以上の混合物などを用いることができる。
有機窒素化合物として、テトラプロピルアンモニウム、
テトラブチルアンモニウム、トリプロピルメチルアンモ
ニウムtlどの第4級アンモニウム】 0 の水酸化物、臭化物、塩化物、あるいは、トリプロピル
アミン、]・リブチルアミン、モルホリンなどのアミン
、1−リエタノールアミン、シエタノルアミンなどのア
ミノアルコール、アセトアミド、プロピオンアミドなど
のアミド、メチル尿素、1,3−ジメチル尿素などのア
ルキル尿素、アセトニトリル、プロピオニトリルなどの
二1−リルあるいはこれらの2神以上の混合物などを用
いることかできる。
テトラブチルアンモニウム、トリプロピルメチルアンモ
ニウムtlどの第4級アンモニウム】 0 の水酸化物、臭化物、塩化物、あるいは、トリプロピル
アミン、]・リブチルアミン、モルホリンなどのアミン
、1−リエタノールアミン、シエタノルアミンなどのア
ミノアルコール、アセトアミド、プロピオンアミドなど
のアミド、メチル尿素、1,3−ジメチル尿素などのア
ルキル尿素、アセトニトリル、プロピオニトリルなどの
二1−リルあるいはこれらの2神以上の混合物などを用
いることかできる。
酸として、硫酸、硝酸、塩酸、酢酸、リン酸、あるいは
これら2種以上の混合物を用いることができる。
これら2種以上の混合物を用いることができる。
また、これらの原料はそれぞれ+ii、独で用いる必要
はなく、例えばシリカアルミナのようにあらがしめ混合
された状態、あるいは化合物であってもよい。原料とし
てここに例示したものに限られるものではない。
はなく、例えばシリカアルミナのようにあらがしめ混合
された状態、あるいは化合物であってもよい。原料とし
てここに例示したものに限られるものではない。
合成されたアルミノジンコシリケートはイオン交換性で
あり、陽イオンの大部分をF11イオンに交換して用い
ることができる。交換に先だって合1 成されたアルミノジンコシリケートを例えば空気中で5
40℃で焼成してもよい。11+イオンへの交換は、硝
酸、塩酸、硫酸などの水溶液に浸けることにより、ある
いはアンモニウム塩水溶液に浸けてアンモニウムイオン
に交換したものを焼成することにより行なうことができ
る。これらのイオン交換において、水溶液に浸むづて加
熱、減圧などにより気体を除く操作を加えて6よい。
あり、陽イオンの大部分をF11イオンに交換して用い
ることができる。交換に先だって合1 成されたアルミノジンコシリケートを例えば空気中で5
40℃で焼成してもよい。11+イオンへの交換は、硝
酸、塩酸、硫酸などの水溶液に浸けることにより、ある
いはアンモニウム塩水溶液に浸けてアンモニウムイオン
に交換したものを焼成することにより行なうことができ
る。これらのイオン交換において、水溶液に浸むづて加
熱、減圧などにより気体を除く操作を加えて6よい。
史にアルミノシンコシリケーhの陽イオンの大部分をア
ルカリ土類金属イ」ンで交換したものも用いることがで
きる。
ルカリ土類金属イ」ンで交換したものも用いることがで
きる。
H4あるいはアルカリ土類金属イオンでイオン交換され
たアルミノシンコシリヶ−1〜に遷移金属を担持して用
いることができる。
たアルミノシンコシリヶ−1〜に遷移金属を担持して用
いることができる。
結晶性アルミノジンコシリケートはそのままでも、ある
いは造粒剤を加えて成形しても触媒として用いることが
できる。造粒剤としてはシリカ、アルミナ、粘土、無機
塩、有機高分子、界面活性剤など−gHに知られている
ちのを使用できる。
いは造粒剤を加えて成形しても触媒として用いることが
できる。造粒剤としてはシリカ、アルミナ、粘土、無機
塩、有機高分子、界面活性剤など−gHに知られている
ちのを使用できる。
このような結晶性アルミノジンコシリケートは2
炭素vi2〜7の脂肪族炭化水素及び/又は脂環族炭化
水素から芳香族炭化水素を製造する触媒として用いられ
るが、炭素数2〜7の脂肪族炭化水素としては、エタン
、プロパン、n−ブタン、i −ブタン、0−ペンタン
、l−ベンクン、ネオペンタン、「】−ヘキサン、メヂ
ルベンクン、ジメヂルブタン、n−へブタン、メチルヘ
キサン、ジメチルペンタンなどの飽和炭化水素、エチレ
ン、プロピレン、ブテン、ブタジェン、ペンテン、ペン
タジェン、ヘキセン、ヘプタジエン、ペンテン、ヘプタ
ジエン、シクロペンテン、メチルシクロペンタン、シク
ロヘキセン、メチルシクロヘキセン、ヘクロヘブデン、
シクロヘキセンエン、メチルシクロヘキサンエンなどの
不飽和炭化水素が含まれる。
水素から芳香族炭化水素を製造する触媒として用いられ
るが、炭素数2〜7の脂肪族炭化水素としては、エタン
、プロパン、n−ブタン、i −ブタン、0−ペンタン
、l−ベンクン、ネオペンタン、「】−ヘキサン、メヂ
ルベンクン、ジメヂルブタン、n−へブタン、メチルヘ
キサン、ジメチルペンタンなどの飽和炭化水素、エチレ
ン、プロピレン、ブテン、ブタジェン、ペンテン、ペン
タジェン、ヘキセン、ヘプタジエン、ペンテン、ヘプタ
ジエン、シクロペンテン、メチルシクロペンタン、シク
ロヘキセン、メチルシクロヘキセン、ヘクロヘブデン、
シクロヘキセンエン、メチルシクロヘキサンエンなどの
不飽和炭化水素が含まれる。
また脂環族炭化水素としては、シクロペンタン、メチル
シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ン、シクロへブタン、エチルシクロベンクンなどを挙げ
ることができる。
シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ン、シクロへブタン、エチルシクロベンクンなどを挙げ
ることができる。
反応に供給される原料は上記の炭素数2〜7の脂肪族炭
化水素及び/又は脂環族炭化水素を少なくとも50重量
%含有するものであり、上記以外の成分、例えばベンゼ
ン、トルエン、炭素数C8以上の炭化水素、メタノール
、ジメチルニーデルなどが混入していても差しつかえな
い。
化水素及び/又は脂環族炭化水素を少なくとも50重量
%含有するものであり、上記以外の成分、例えばベンゼ
ン、トルエン、炭素数C8以上の炭化水素、メタノール
、ジメチルニーデルなどが混入していても差しつかえな
い。
芳香族化反応は350〜600℃の温度範囲で行なうの
が適当である。反応温度が350°Cより低いと芳香族
炭化水素の収率が十分でなく、方、600℃より高いと
コーク生成による触媒性能の劣化が速い6 原料の供給
速度は原料の組成、反応温度、触媒の種類によるが、重
量時間空間速度が0.1〜10Hr”の範囲が適当であ
る。重量時間空間速度が0.11(r−’より小さいと
芳香族炭化水素の製造効率が低く、一方、10Hr”よ
り大きいと芳香族炭化水素の収率が十分でない。
が適当である。反応温度が350°Cより低いと芳香族
炭化水素の収率が十分でなく、方、600℃より高いと
コーク生成による触媒性能の劣化が速い6 原料の供給
速度は原料の組成、反応温度、触媒の種類によるが、重
量時間空間速度が0.1〜10Hr”の範囲が適当であ
る。重量時間空間速度が0.11(r−’より小さいと
芳香族炭化水素の製造効率が低く、一方、10Hr”よ
り大きいと芳香族炭化水素の収率が十分でない。
芳香族化反応の圧力はO〜l0kg/crr?−Gの圧
力が適当である。10kg/crr?−G以上の圧力で
は芳香族炭化水素の収率が高くない。反応原料である炭
素数2〜7の脂肪族炭化水素はそのままイj(給してち
よいが、水素、窒素、二酸化炭素とともに供給してイ)
よい。
力が適当である。10kg/crr?−G以上の圧力で
は芳香族炭化水素の収率が高くない。反応原料である炭
素数2〜7の脂肪族炭化水素はそのままイj(給してち
よいが、水素、窒素、二酸化炭素とともに供給してイ)
よい。
し実施例]
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例1
蒸留水104m℃に塩化す]−リウム26g、ブ1−ラ
ブ口ビルアンモニウムブロミド19gを溶解したC浦に
、蒸留水60m9に硫酸型1(1134g、硫酸アルミ
ニウム1.71g、テトラプロピルアンモニウムプロミ
ド5.6g、 濃硫酸5.3gを溶かしたA液と、蒸留
水45mffに水ガラス3号69gを溶かしたB液を撹
拌しながら同I1.?にか一つ連続的に加えた。その際
、混合液のp Hが10に細持されるように水酸化ナト
リウl\または硫酸を加えて調節した。この混合液から
ゲルを遠心分離で間取し、1時間拙潰し、遠心分離によ
る上澄液と合わせ)::。混合物をオートクレーブに移
し、3時間で160℃まで昇温し、撹拌しつつ引続き1
60°Cに20時間保持した。放冷し 5 て固形物を取出し、水洗し、乾燥後540″Cで焼成し
て、第1表に示すX線回折図による格子面間隔を有する
アルミノジンコシリケート18gが15)られた。これ
を硝酸アンモニウム水溶液に浸して陽イオンをN I(
4+イオンで置換し、540℃で35時間焼成して1J
型にした。これをデトラアンミンジクロロ白金水溶液に
浸して白金を0.5重量%担持したちのを触媒Aとする
。この触媒に、J−3ける原子比S i / A 12
は33、S i / Z nは45であった。
ブ口ビルアンモニウムブロミド19gを溶解したC浦に
、蒸留水60m9に硫酸型1(1134g、硫酸アルミ
ニウム1.71g、テトラプロピルアンモニウムプロミ
ド5.6g、 濃硫酸5.3gを溶かしたA液と、蒸留
水45mffに水ガラス3号69gを溶かしたB液を撹
拌しながら同I1.?にか一つ連続的に加えた。その際
、混合液のp Hが10に細持されるように水酸化ナト
リウl\または硫酸を加えて調節した。この混合液から
ゲルを遠心分離で間取し、1時間拙潰し、遠心分離によ
る上澄液と合わせ)::。混合物をオートクレーブに移
し、3時間で160℃まで昇温し、撹拌しつつ引続き1
60°Cに20時間保持した。放冷し 5 て固形物を取出し、水洗し、乾燥後540″Cで焼成し
て、第1表に示すX線回折図による格子面間隔を有する
アルミノジンコシリケート18gが15)られた。これ
を硝酸アンモニウム水溶液に浸して陽イオンをN I(
4+イオンで置換し、540℃で35時間焼成して1J
型にした。これをデトラアンミンジクロロ白金水溶液に
浸して白金を0.5重量%担持したちのを触媒Aとする
。この触媒に、J−3ける原子比S i / A 12
は33、S i / Z nは45であった。
またこのl(lqの触媒A+:N a Clで処理し、
陽イオンの大部分をNaで置換し、Na/AI比を求め
た結果、13であった。さらに、このIJ型の触媒Aに
室温でアンモニアを吸着させ、ヘリウムを流通させなが
ら胃、温し、熱伝導度型検出器で脱離するアンモニア量
を測定した。この結果を第1図の曲線Aとして示した。
陽イオンの大部分をNaで置換し、Na/AI比を求め
た結果、13であった。さらに、このIJ型の触媒Aに
室温でアンモニアを吸着させ、ヘリウムを流通させなが
ら胃、温し、熱伝導度型検出器で脱離するアンモニア量
を測定した。この結果を第1図の曲線Aとして示した。
触媒Aにおけるアンモニアの昇温脱離曲線はアルミノジ
ンコシリケートに特有の350〜400℃におzJる顕
苔なアンモニア脱離を示している。
ンコシリケートに特有の350〜400℃におzJる顕
苔なアンモニア脱離を示している。
6
次に触媒Aを充填し500″Cに保った反応器に、反応
原料n−ペンタンを重Mll¥間空間速度2Hz”で、
字素で24vo 1%に希釈して流通させ芳香族化反応
を行なった。反応器出口ガスを採取しガスクロマ1−グ
ラフィーでその組成を分析し、その分析値よりn−ペン
タン転化率と芳香族選択率を以下の式により計算した。
原料n−ペンタンを重Mll¥間空間速度2Hz”で、
字素で24vo 1%に希釈して流通させ芳香族化反応
を行なった。反応器出口ガスを採取しガスクロマ1−グ
ラフィーでその組成を分析し、その分析値よりn−ペン
タン転化率と芳香族選択率を以下の式により計算した。
n−ペンタン転化率(%)
1
100− xlOO
C+ + C2
2
原料流通開始1時間後のn−ペンタン転化率と芳香族選
択率、およびn−ペンタン転化率が80%になる時間と
その時の芳香族選択率を実施例2〜13、比較例2〜3
とともに表2に示す。
択率、およびn−ペンタン転化率が80%になる時間と
その時の芳香族選択率を実施例2〜13、比較例2〜3
とともに表2に示す。
7
実施例2
硫酸アルミニウムの使用量を2.85gにし、他は実施
例1と同し方法で白金担持H型アルミノジンコシリケー
ト触媒を調製し、この触媒を用いて実施例1と同し方法
でn−ペンタンの芳香族化反応を行なった。この触媒の
原子比Si/AI2は20、Si/Znは45てあった
。
例1と同し方法で白金担持H型アルミノジンコシリケー
ト触媒を調製し、この触媒を用いて実施例1と同し方法
でn−ペンタンの芳香族化反応を行なった。この触媒の
原子比Si/AI2は20、Si/Znは45てあった
。
X癒姻ユ
硫酸アルミニウムの使用量を3.99gにし、他は実施
例1と同し方法で触媒調製とn−ペンタンの芳香族化反
応を行なった。触媒中の原子比Si/Affは]4、S
i / Z nは45であった。
例1と同し方法で触媒調製とn−ペンタンの芳香族化反
応を行なった。触媒中の原子比Si/Affは]4、S
i / Z nは45であった。
X施旦1
硫酸亜鉛の使用量を0.27gにし、他は実施例1と同
し方法で触媒調製と、n−ペンタンの芳香族化反応を行
なった。触媒中の原子比Si/Affは33、S i
/ Z nは210であった。
し方法で触媒調製と、n−ペンタンの芳香族化反応を行
なった。触媒中の原子比Si/Affは33、S i
/ Z nは210であった。
亙旌員互
硫酸亜鉛の使用量を0.54gにし、他は実施例1と同
じ方法で触媒調製とn−ペンタンの芳香 8 族化反応を行なった。触媒中の原子比S i / A
Q。
じ方法で触媒調製とn−ペンタンの芳香 8 族化反応を行なった。触媒中の原子比S i / A
Q。
は33、S i / 7. nは109てあ一〕だ。
丈狙A1
白金担持上程を省略し、他は実施例1と同し方法で触媒
を調製し、重量時間空間速度lでn−ペンタンを反h1
1、させた。触媒中の原子比Si/Affは:33、S
i / Z nは45であった。
を調製し、重量時間空間速度lでn−ペンタンを反h1
1、させた。触媒中の原子比Si/Affは:33、S
i / Z nは45であった。
夫施組L′L
実施例1の触媒調製において白金↑0持の1111に、
1−1 型アルミノシン=Iシリク゛−用一を蛸酸マグ
ネシウム水溶液に浸漬して陽イオンをM g 2−に交
換する工程を加えて触媒を調製した。この触媒を用いて
実施例1と同し条件で「l−ペンタンの芳香族化反応を
行なった。
1−1 型アルミノシン=Iシリク゛−用一を蛸酸マグ
ネシウム水溶液に浸漬して陽イオンをM g 2−に交
換する工程を加えて触媒を調製した。この触媒を用いて
実施例1と同し条件で「l−ペンタンの芳香族化反応を
行なった。
実施例8
アルミノジンコシリケ−1・の陽イオンをCa”に交換
する他は実施例7と同様に触媒を調製し、n−ペンタン
の芳香族化反応を行なった。
する他は実施例7と同様に触媒を調製し、n−ペンタン
の芳香族化反応を行なった。
実施例9
実施例1に準して調製したFI型アルミノシリケ9
1へ80重量部にベンI−ナイ1−20重量部を加え−
C混練、造粒、焼成したものに白金を05重量%担持し
た触媒を調製し、実施例【と同し条件でn−ペンタンの
芳香族化反応を行なった。
C混練、造粒、焼成したものに白金を05重量%担持し
た触媒を調製し、実施例【と同し条件でn−ペンタンの
芳香族化反応を行なった。
実施例10
実施例1で調製した触媒Aを用いて、反応)晶度を45
0℃とし、重量時間空間速度IHr−’Fnペンタンを
窒素で24 v o 1%に希釈して反応させた。
0℃とし、重量時間空間速度IHr−’Fnペンタンを
窒素で24 v o 1%に希釈して反応させた。
実逓I(L±
触媒Aを用いて、n−ペンタンを窒素で希釈せずに、重
量時間空間速度を1.38r−’とし、反応温度500
°Cでn−ペンタンの芳香族化反応を行なった。
量時間空間速度を1.38r−’とし、反応温度500
°Cでn−ペンタンの芳香族化反応を行なった。
実施例12
触媒Aを用いて、圧力を3kg/cni″・Gとした以
外は実施例11と同じ条件で反応を行なった。
外は実施例11と同じ条件で反応を行なった。
実施例13
テトラアンミンジクロロ白金水溶液の代わりに0
クロム酸アンモニウム水溶液にH型アルミノジンコシリ
ケ−1−を浸してクロムを0.15重量%担持する以外
は実施例1と同様にしで調製した触媒を用いて、圧力I
Kg/cm2・G、反応温度540℃で、n−ペンタン
を窒素で希釈せずに重量時間空間速度111r”で反応
させた。
ケ−1−を浸してクロムを0.15重量%担持する以外
は実施例1と同様にしで調製した触媒を用いて、圧力I
Kg/cm2・G、反応温度540℃で、n−ペンタン
を窒素で希釈せずに重量時間空間速度111r”で反応
させた。
比較例1
硫酸アルミニウムを用いない他は実施例1と同し方法で
ジンコシリケート触媒を調製した。触媒中の原子比S
i / A f2.は800、S i / Z nは4
5であった。
ジンコシリケート触媒を調製した。触媒中の原子比S
i / A f2.は800、S i / Z nは4
5であった。
またこのIJ型ジンコシリケート触媒について、実施例
1と同様の方法で、アンモニアの昇温脱離測定を行なっ
た。この結果を、第1図に曲線Bとして示した。ジンコ
シリケートにおけるアンモニアの昇温脱離曲線はアルミ
ノジンコシリケートとは異なる挙動を示している。
1と同様の方法で、アンモニアの昇温脱離測定を行なっ
た。この結果を、第1図に曲線Bとして示した。ジンコ
シリケートにおけるアンモニアの昇温脱離曲線はアルミ
ノジンコシリケートとは異なる挙動を示している。
この触媒を用い実施例1と同し条件でn−ペンタンを反
応させた。
応させた。
n−ペンタン転化率と芳香族選択率は実施例11
と同様に計算した。原料流通開始1時間後のnペンタン
転化率は80%、芳香族選択率は39w t%であり、
このジンコシリケート触媒は、本発明の触媒に比べて特
にn−ペンタン転化率が低い。また8時間後にはn−ペ
ンタン転化率」3よび芳香族選択率はそれぞれ57%、
35wし%まで低下した。
転化率は80%、芳香族選択率は39w t%であり、
このジンコシリケート触媒は、本発明の触媒に比べて特
にn−ペンタン転化率が低い。また8時間後にはn−ペ
ンタン転化率」3よび芳香族選択率はそれぞれ57%、
35wし%まで低下した。
比較例2
硫酸亜鉛を用いない他は実施例1と同し方法でアルミノ
シリケート触媒を調製した。原子比Si/Af2は33
てZnは存在しなかった。
シリケート触媒を調製した。原子比Si/Af2は33
てZnは存在しなかった。
このH型のアルミノシリケート触媒をNaC1で処理し
て陽イオンの大部分をNaに置換し、Na/Ai比を求
めたところ、0.9であった。
て陽イオンの大部分をNaに置換し、Na/Ai比を求
めたところ、0.9であった。
このH型のアルミノシリケート触媒を用い実施例1と同
じ条件でn−ペンタンを反応させた。
じ条件でn−ペンタンを反応させた。
原料流通開始1時間後のn−ペンタン転化率は100%
、芳香族選択率は44wt%てあったが、21時間後に
はn−ペンタン転化率が80%にまで低下し、芳香族選
択率ち40 w t%であっ2 た6 比較例3 実施例1の触媒調製において、硫酸アルミニウムの使用
量を1.14g、硫酸亜鉛の使用量を0.61:とし、
他は実施例1と同し方法で低At、高Zn含有率のアル
ミノジンコシリケート触媒を調製し、実施例1と同じ条
件でn−ペンタンの転化反応を行なった。この触媒にお
ける原子比Si/Affは50.Si/Znは20であ
った。
、芳香族選択率は44wt%てあったが、21時間後に
はn−ペンタン転化率が80%にまで低下し、芳香族選
択率ち40 w t%であっ2 た6 比較例3 実施例1の触媒調製において、硫酸アルミニウムの使用
量を1.14g、硫酸亜鉛の使用量を0.61:とし、
他は実施例1と同し方法で低At、高Zn含有率のアル
ミノジンコシリケート触媒を調製し、実施例1と同じ条
件でn−ペンタンの転化反応を行なった。この触媒にお
ける原子比Si/Affは50.Si/Znは20であ
った。
n−ペンタン転化率と芳香族選択率は、原料流通開始1
時間後のn−ペンタン転化率は100%、芳香族選択率
は44 w−e%であったが、3%晴間後で11−ペン
タン転化率が80%にまで低下し、その峙の芳香族選択
率は31. w t%であった。
時間後のn−ペンタン転化率は100%、芳香族選択率
は44 w−e%であったが、3%晴間後で11−ペン
タン転化率が80%にまで低下し、その峙の芳香族選択
率は31. w t%であった。
以下余白
表
4
よ逓建+l 14
表3に示す組成のベンゼン5%を含有する炭化水素混合
物を原料として、重量時間空間速度1.9+(r−’で
窒素で20VO1%に希釈して反応温度500℃で触媒
Aに流通させ芳香族化反応を行なった。
物を原料として、重量時間空間速度1.9+(r−’で
窒素で20VO1%に希釈して反応温度500℃で触媒
Aに流通させ芳香族化反応を行なった。
表 3
反応器出口ガス組成から転化率と芳香族選択率を求めた
ところ、流通開始1時間後の転化率と芳香族選択率はそ
れぞれ99%、56wt%、17時間後ではそれぞれ9
5%、51wt%であった。
ところ、流通開始1時間後の転化率と芳香族選択率はそ
れぞれ99%、56wt%、17時間後ではそれぞれ9
5%、51wt%であった。
ただし転化率と芳香族選択率を次に示す式から求めた。
転化率(%)
Ao、95
芳香族選択率(wt%)
ただし、
B =
C=
(反応品出ロガス中全炭化水素濃度
(wt%))
(反応器出口ガス中C5〜C7パラ
フイン、シクロパラフィン濃度
(wt%))
(反応器出口ガス中芳香族炭化水素
濃度(wt%))
[発明の効果]
本発明は、特定の範囲のSi/Ag原子比およびSi/
7:n原子比を有するアルミノジンコシリケ−1・を倉
荷する触媒を用いたことにより、脂肪族炭化水素及び/
又は脂環族炭化水素か6万香族炭化水素が高い転化率と
芳香族選択率で得られるのみならず、触媒活性が長期間
の維持できるので、触媒、It命が長く、工業的に有利
な方法である。
7:n原子比を有するアルミノジンコシリケ−1・を倉
荷する触媒を用いたことにより、脂肪族炭化水素及び/
又は脂環族炭化水素か6万香族炭化水素が高い転化率と
芳香族選択率で得られるのみならず、触媒活性が長期間
の維持できるので、触媒、It命が長く、工業的に有利
な方法である。
第1図のAは実施例1で調製したアルミノジンコシリケ
ート触媒、また第1図のBは比較例1て調製したジンコ
シリケート触媒のアンモニア昇温脱離測定の結果を示す
グラフである。
ート触媒、また第1図のBは比較例1て調製したジンコ
シリケート触媒のアンモニア昇温脱離測定の結果を示す
グラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)炭素数2〜7の脂肪族炭化水素及び/又は脂環族
炭化水素を少なくとも50重量%含有する原料を、Si
/Al原子比が14〜35であり、Si/Zn原子比が
30〜350である結晶性アルミノジンコシリケートと
接触させることを特徴とする芳香族炭化水素の製造方法
。 (2)炭素数2〜7の脂肪族炭化水素及び/又は脂環族
炭化水素を少なくとも50重量%含有する原料を、Si
/Al原子比が14〜35であり、Si/Zn原子比が
30〜350である結晶性アルミノジンコシリケートに
遷移金属を含有させた触媒と接触させることを特徴とす
る芳香族炭化水素の製造方法。 (3)遷移金属が白金及び/またはクロムである請求項
2に記載の芳香族炭化水素の製造方法。 (4)結晶性アルミノジンコシリケートが下記に示す粉
末X線回折図を有するものである請求項1ないし3に記
載の芳香族炭化水素の製造方法。 格子面間隔(d値)相対強度 11.2±0.3強 10.1±0.3強 5.99±0.2弱 5.58±0.1弱 5.02±0.1弱 4.62±0.08弱 4.27±0.08弱 3.85±0.07強 3.72±0.05強 3.65±0.05弱 3.05±0.03弱 2.99±0.03弱 (5)Si/Al原子比が14〜35であり、Si/Z
n原子比が30〜350である結晶性アルミノジンコシ
リケートからなる芳香族炭化水素製造用触媒。 (6)Si/Al原子比が14〜35であり、Si/Z
n原子比が30〜350である結晶性アルミノジンコシ
リケートに遷移金属を含有させてなる芳香族炭化水素製
造用触媒。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23296389 | 1989-09-11 | ||
| JP1-232963 | 1989-09-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03178934A true JPH03178934A (ja) | 1991-08-02 |
Family
ID=16947619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22443690A Pending JPH03178934A (ja) | 1989-09-11 | 1990-08-28 | 芳香族炭化水素の製造方法および触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03178934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022165039A (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-31 | 公立大学法人北九州市立大学 | 芳香族炭化水素の製造方法 |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP22443690A patent/JPH03178934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022165039A (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-31 | 公立大学法人北九州市立大学 | 芳香族炭化水素の製造方法 |
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