JPH03224632A - オレフィン水和触媒の再生法 - Google Patents

オレフィン水和触媒の再生法

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JPH03224632A
JPH03224632A JP2019118A JP1911890A JPH03224632A JP H03224632 A JPH03224632 A JP H03224632A JP 2019118 A JP2019118 A JP 2019118A JP 1911890 A JP1911890 A JP 1911890A JP H03224632 A JPH03224632 A JP H03224632A
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nitric acid
slurry
aqueous solution
zeolite
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Hiroshi Ishida
浩 石田
Kenji Akakishi
賢治 赤岸
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、各種化学原料として重要なアルコールを、オ
レフィンの水和によって製造する際の触媒の再生法に関
するものである。
(従来の技術) ゼオライトを触媒として用いて、液相でオレフィンの水
和反応を行う場合、反応の経過とともに触媒の活性が徐
々に低下する。この活性が低下した触媒の再生法として
は、液相で過酸化水素、オゾン、有機過酸、硝酸等の酸
化剤を用いて再生する方法(特開昭61−234945
号公報参照)や、ゼオライトを予めアルカリ金属イオン
で交換し、ついで分子状酸素を含有するガスと200〜
600℃で接触させた後、該アルカリ金属イオンを再交
換により除去する方法(特開昭61−234946号公
報参照)等が提案されている。
(発明が解決しようとする課題) 従来技術の中で、液相で酸化剤を用いる方法の中の過酸
化水素、オゾン、有機過酸は高価であり、また、爆発の
危険性があるため安全上の設備を必要とする問題があっ
た。その点で、安価で取り扱いも容易な硝酸を用いる再
生法は有利であるが、この方法では、酸化力が弱いため
に、触媒の活性低下が著しい場合や、長期に亘って劣化
再生を繰り返すにつれて再生率が低(なるという問題を
有していた。また、予めアルカリ金属イオンで交換し、
その後、分子状酸素と接触させる方法は、再生工程が長
く、さらに、液相処理と気相処理を含むため、乾燥、焼
成等の操作が入り、操作が極めて煩雑となる問題があっ
た。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、価格や安全上有利な硝酸を用いる再生法
の再生率を高める目的で鋭意検討を重ねた結果、反応系
で活性低下した触媒を無機アルカリ水溶液と接触させた
後、硝酸水溶液と接触させることが再生率を高める上で
有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、液相でのオレフィン水和反応に供
したゼオライト触媒を再生するに当たり、該ゼオライト
を無機アルカリ水溶液と接触させた後、硝酸水溶液と接
触させることを特徴どする触媒の再生法である。
本反応系でのゼオライトの活性低下の原因は、はっきり
分かっていないため、なぜアルカリ水溶液と接触させる
ことが有効であるかは明らかでないが、以下のようなこ
とが考えられる。
液相におけるオレフィンの水和反応においては、長期間
反応系で使用していると、触媒上に徐々に高沸物が蓄積
してくる。これらの高沸物は、ゼオライトの細孔を閉塞
して活性低下の原因となる。
これらの高沸物の中には、生成物のアルコールがオレフ
ィンと反応してできる高沸のエーテル、アルコール等が
含まれ、アルカリは、これらの分解、ならびにアルコラ
ード化して水溶性を増すのに効いている可能性が考えら
れる。また、別の原因としては、本反応系は高温の水の
存在下であるため、長期に使用しているとゼオライトの
結晶格子からのアルミニウムの脱離が起こり、活性点の
減少による活性低下が起こり、アルカリ処理は、ゼオラ
イト内に残留している脱離したアルミニウムを、結晶格
子に戻す働きをしている可能性もある。
一方、硝酸の役割は、アルカリ処理によってアルカリ型
となったゼオライトを酸型に戻すためのイオン交換剤と
しての役割と、先に述べた有機物除去のための酸化剤と
して役割を果たしているものと考えられる。
本発明に用いられる無機アルカリ水溶液とは、アルカリ
性の無機塩の水溶液であれば特に制限はないが、例えば
、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカ
リ金属炭酸水素塩等の水溶液が挙げられる。中でも好ま
しいのはアルカリ金属水酸化物であり、特に好ましいの
は水酸化ナトリウムである。
無機アルカリ水溶液中の無機塩の量は、触媒1kg当た
り0.1−10当量の範囲であり、好ましくは0.5〜
5当量、さらに好ましくは1.0〜380当量の範囲で
ある。特に水酸化ナトリウム水溶液を用いる場合の水酸
化ナトリウムの量は、触媒1 kg当たり0.5〜5モ
ル、好ましくは0゜8〜3モル、さらに好ましくは1〜
2モルの範囲である。この無機塩の量が0. 1当量よ
り少ないと再生効果が低く、また、10当量よりも多い
とアルカリ性が強過ぎてゼオライトの溶解による結晶破
壊が著しくなる。
アルカリ水溶液の量は、無機塩の量が先に述べた範囲に
入っていれは特に制限はないが、通常、触媒1 kg当
たり1〜100kg、好ましくは2〜50kg、さらに
好ましくは3〜30kgの範囲である。
アルカリ水溶液と接触させる際の温度は、液相状態が保
たれていれば特に制限はないが、通常0〜200°C1
好ましくは10〜150°C1さらに好ましくは20〜
100°Cの範囲である。
アルカリ水溶液と接触させる際の実施態様は、固定床方
式でもスラリー状態でもかまわないが、好ましいのはス
ラリー状態である。
本発明においては、アルカリ水溶液と接触させた後、濾
過水洗を行っても、また、直接硝酸を加えて硝酸と接触
させてもよい。
本発明における硝酸の量は、触媒1 kg当たり1〜3
0モルの範囲であり、好ましいのは2〜20モル、さら
に好ましいのは5〜15モルの範囲である。
硝酸と接触させる際の温度は、通常0〜150°C1好
ましくは10〜120℃、さらに好ましくは20〜10
0°Cの範囲である。
本発明においては、硝酸と接触させる際に、触媒として
バナジン酸アンモニウムや亜硝酸ナトリウム等の塩を加
えてもかまわない。
硝酸と接触させる際の実施態様は、特に制限はなく、例
えば、固定床方式でも、スラリー状態でもかまわないが
、好ましいのはスラリー状態である。
本発明においてアルカリ水溶液、硝酸と接触させる時間
は特に制限はないが、通常10分〜100時間、好まし
くは30分〜50時間、さらに好ましくは1〜20時間
の範囲である。
本発明の再生法は、液相でのオレフィン水和反応で活性
が低下した触媒に対して有効である。ここで言うオレフ
ィンとは、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン等の
鎖状オレフィンや、シクロペンテン、シクロヘキセン、
シクロオクテン等の環状オレフィンが挙げられる。中で
も本発明の再生法が特に有効なのは、シクロヘキセンの
場合である。
本発明で再生するゼオライトは、反応の種類によってそ
れぞれ異なるが、例えば、フォージャサイト、L型ゼオ
ライト、フェリエライト、オフレタイト、エリオナイト
、ゼオライトベータ、モルデナイト、ZSM−4、ZS
M−5、ZSM−8、ZSM−11、ZSM−12、Z
SM−20、ZSM−35、ZSM−48等が挙げられ
る。中でも本発明の再生法が特に有効なのは、ZSM−
5である。
(発明の効果) 本発明の再生法を用いると、液相でオレフィン水和反応
で活性が低下した触媒を、簡便な方法で高い再生率で再
生することができる。このことは、工業的に実施する上
で非常に有利となる。
(実施例) 次に、本発明を実施例で説明する。
参考例1 水ガラス(Nato 8. 9重量%、5iOz28.
 9重量%、Hg062.2重量%)79.5kgにN
a0HO,39kgとnzo30kgを加えて均一な溶
液を得た。この溶液を600!オートクレーブに仕込み
、攪拌しながら、Hg0225kgにA f t (S
O4) 3  ・18Hz06kgと濃硫酸4.5kg
を溶かした水溶液を室温で1時間かけてポンプで送入し
た。その後、温度を170℃まで上げて、1100rp
の攪拌条件下で10時間結晶化させた。その後、合成ス
ラリーを抜き出して、一部を濾過洗浄、120°Cで4
時間乾燥した後のX線回折分析の結果、結晶化度35%
のZSM−5であった。
ここで得られたスラリー158kgに、水ガラス86k
g、  NaOH0,42kg、さらにIIzo 33
 kgを加え、そこにoto240kgにAj!□(S
O4) 3  ・18H!06.3kgと濃硫酸4.5
kgを溶かした水溶液を100rpn+で攪拌しながら
ポンプで1時間かけて送入した。その後、温度を150
℃まで上げて、1100rpで攪拌しながら30時間結
晶化を行った。得られたスラリー4001!、を、コト
ブキ技研工業株式会社製ロータリーフィルターを用いて
25重量%まで濃縮した後、一定スラリー濃度で濾液の
pHが10.5になるまで置換洗浄を行った。
得られたスラリーに、63重量%濃度の硝酸25 kg
とHg0137kgを加え、50’Cで4時間イオン交
換を行い、その後、ロータリーフィルターで30重量%
まで濃縮して、一定スラリー濃度で濾液のpHが4.5
になるまで置換洗浄を行った。
このようにして、H型のZSM−5スラリーを得た。
参考例2 参考例1で得られたH型のZSM−5スラリーを触媒に
用いて、シクロヘキセンの水和反応を以下の条件で行っ
た。
反応部オイル/スラリー容量比−10/90スラリー濃
度=30重量% シクロヘキセン供給速度:1.7(g−シクロヘキセン
/g−cat −hr) 反応温度:120°C 圧カニ 6 kg/ cnl (Nt加圧)反応装置:
 41 SUS 304製オートクレーブ(反応部上部
に内部セトラーを有する)撹拌回転数:20Orpm 水の供給は、スラリー濃度が一定になるようにパルス的
に供給した。
反応開始直後の反応器出口オイル中のシクロヘキサノー
ル濃度は12.5重量%であったが、その後、3000
時間連続運転したところ、シクロヘキサノール濃度は7
.0重量%まで低下した。
実施例1 参考例2で3000時間運転した触媒の再生を以下の手
順で行った。
反応器からスラリー300ccを抜き出し、静置してオ
イルとスラリーが分離したならば、スラリーだけを取り
、ガラス製容器中で加熱して溶存オイルをストリッピン
グによって除去する。この操作によって、35重量%の
劣化触媒スラリー250gを得た。このスラリーに、N
aO!l 5. 6 gをLO50gに溶かした水溶液
を加え、80’Cで4時間撹拌下に、アルカリ水溶液処
理を行った。この際の触媒1 kg当たりのN a O
IIの量は1.6モルである。
次に、得られたスラリーに、61重量%濃度の硝酸74
.3gを加えて、90゛cで4時間攪拌下に硝酸処理を
行った。この際の触媒1 kg当たりの硝酸(純品換算
)の量は9モルであった。
この硝酸処理スラリーをヌッチェで減圧濾過した後、濾
液のpHが5.0になるまで水洗して、含水率40重量
%の再生触媒のケークを得た。
この再生触媒を用いて、1!の5IIS 304製オー
トクレーブ中で、参考例2と同じ条件でシクロヘキセン
の水和反応を行った。
その結果、反応開始直後の反応器出口オイル中のシクロ
ヘキサノール濃度は11.0重量%であった。
実施例2 参考例2で3000時間連続運転した触媒の再生を、以
下の手順で行った。
反応器からスラリー300 ccを抜き出し、オイルと
スラリーを分離して、スラリーを減圧濾過、2fのHz
Oで水洗した。その後、得られたケーク146g (含
水率40重量%)を、NaOH6,7gをH2O150
gに溶かした水溶液に加えて、90°C18時間攪拌条
件下でアルカリ水溶液処理を行った。この際の触媒1 
kg当たりのNa1l(の量は1.9モルであった。得
られたスラリーを濾過、1iの1120で水洗した後、
61重量%濃度の硝酸100gとバナジン酸アンモニウ
ム0.1g、亜硝酸ナトリウム2.0gを020100
gに溶かした溶液に加え、90°C15時間撹拌条件下
に硝酸処理を行った。この際の触媒1kg当たりの硝酸
(純品換算)の量は12.1モルであった。
このスラリーをヌッチェで減圧濾過した後、濾液のPH
が4.8になるまで水洗して、再生触媒のケークを得た
。
この再生触媒を用いて、11のSOS 304製オート
クレーブ中で、参考例2と同じ条件でシクロヘキセンの
水和反応を行った。
その結果、反応開始直後の反応器出口オイル中のシクロ
ヘキサノール濃度は11.3重量%であった。
比較例1 実施例1の最初のオイルストリッピング後の35重量%
の劣化触媒スラリー250gに、61重量%濃度の硝酸
74.3gを加えて、90°Cで4時間撹拌下に硝酸処
理を行った。この際の触媒1kg当たりの硝酸(純品換
算)の量は9モルであった。
この硝酸処理スラリーをヌッチヱで減圧濾過した後、濾
液のpHが5.0になるまで水洗して、含水率38重量
%の再生触媒ケークを得た。
この再生触媒を用いて、11のSUS 304製オート
クレーブ中で、参考例2と同じ条件でシクロヘキセンの
水和反応を行った。
その結果、反応開始直後の反応器出口オイル中のシクロ
ヘキサノール濃度は10重量%であった。
この値は、実施例1に比べてかなり低く、アルカリ水溶
液処理の効果が大きいことが分かる。
参考例3 50重量%N a OII水溶液138 g、  Af
t(SOa)、・14Hz0118 g、沈降性シリカ
粉末320 g。
uzo750gの混合物にピロリドン320gを加えて
、2!のオートクレーブ中で、撹拌しなから110°C
114日間結晶化させた。
得られたスラリーを濾過、洗浄した後、120°Cで8
時間乾燥させた後、X線回折分析を行った結果、この生
成物は、ZSM−35であった。
この乾燥した生成物をアルミナと混ぜ合わせ、水を加え
た後、押出機を用いて押出成型を行った。
その結果、ZSt−35を65重量%含む押出成型物を
得た。これを、先ず500°C1窒素雰囲気中で焼成し
、次いで、lNの硝酸アンモニウム水溶液でイオン交換
した後、600°Cで空気中で焼成して、ZSM−35
を含む成型触媒を得た。
参考例4 参考例3の触媒を用いて、プロピレンの水和反応を以下
の条件で行った。
H!0/プロピレンモル比=2/1 WH3V(プロピレンおよびゼオライト基準)=0.6
hr柑 反応温度=170°C 圧カニ 70 kg/cff1 反応開始後直後のプロピレン転化率は55%であったが
、300時間運転後には、20%まで低下した。
実施例3 参考例4で300時間運転後の触媒層に、100°Cで
窒素を1時間流した後、0.8NのNaOH水溶液を、
WH3V (ゼオライト基準)=2hr”80”Cで4
時間、ポンプで循環させた。その後、H2Oを同条件で
2時間循環させた後、INの硝酸を、WH3V=2hr
−’、80°Cで4時間ポンプで循環させた。その後、
820を同条件で4時間循環させて再生を終了した。
この再生触媒を用いて、参考例4と同じ条件でプロピレ
ンの水和反応を行った。
その結果、反応開始直後のプロピレンの転化率は40%
であった。
比較例2 参考例4で300時間運転後の触媒層に、100°Cで
窒素を1時間流した後、INの硝酸を、WH3V=2h
r−’、80°Cで4時間ポンプで循環させた。その後
、H2Oを同条件で4時間循環させて再生を終了した。
この再生触媒を用いて、参考例4と同じ条件でプロピレ
ンの水和反応を行った。
その結果、反応開始直後のプロピレンの転化率は31%
であった。
(ほか1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)液相でのオレフィン水和反応に供したゼオライト
    触媒を再生するに当たり、該ゼオライトを無機アルカリ
    水溶液と接触させた後、硝酸と接触させることを特徴と
    するオレフィン水和触媒の再生法。
  2. (2)無機アルカリ水溶液がアルカリ金属水酸化物の水
    溶液である請求項1記載のオレフィン水和触媒の再生法
    。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0769947A (ja) * 1993-08-27 1995-03-14 Mitsubishi Chem Corp ゼオライト触媒の前処理方法
WO1999004902A1 (fr) * 1996-01-26 1999-02-04 Mitsubishi Chemical Corporation Procede de regeneration de catalyseur d"hydratation pour olefines cycliques

Cited By (3)

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US6432858B1 (en) 1996-01-26 2002-08-13 Mitsubishi Chemical Corporation Process for the regeneration of hydration catalyst for cyclic olefins

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