JPH0326337A - 異性化用触媒 - Google Patents

異性化用触媒

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JPH0326337A
JPH0326337A JP15912589A JP15912589A JPH0326337A JP H0326337 A JPH0326337 A JP H0326337A JP 15912589 A JP15912589 A JP 15912589A JP 15912589 A JP15912589 A JP 15912589A JP H0326337 A JPH0326337 A JP H0326337A
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JP
Japan
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platinum
layered clay
ion
isomerization
catalyst
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Pending
Application number
JP15912589A
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English (en)
Inventor
Yusuke Izumi
泉 有亮
Kazuo Urabe
卜部 和夫
Hiroaki Sakurai
宏昭 桜井
Yasuhiro Tajima
康宏 田島
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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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、異性化用触媒に関し、更に詳しくはスメクタ
イト型層状粘土鉱物を金属イオンでイオン交換した後、
白金を担持した異性化用触媒に関する。
(従来の技術) 層状粘土鉱物は、シリカ、アルミナ、永さらに鉄、アル
カリ金属、アルカリ土類金属などから或る鉱物であり、
古くから固体酸性を示す物質として知られている。スメ
ククイト型層状粘土鉱物はAI, MgSLiSPe,
 Znなどの酸化物又は水酸化物で配位した八面体層と
Si及び/又はAIの酸化物の形態で配位した四面体層
とから或っている層状格子構造をとっている。このよう
な粘土鉱物は、層状構造の結合力の弱い二次元層間へ各
種の化合物、例えばイオン、錯体、有機もしくは無機化
合物を挿入すれば層間隔を任意に変化できることが知ら
れている。そこで、固体酸性を有すること、及び層間に
各種の化合物を挿入することによって層間隔を任意に変
化させ得ることなどの理由から、層状粘土鉱物は形状選
択性を有する触媒としての使用が期待されてきた。
しかしながら、層状粘土鉱物の多くは加熱することによ
って層間に挿入されていた各種の分子や水を放出したり
、層間隔が収縮したりあるいは層構造が破壊されるなど
の問題を有していた。更に、高温度における反応では前
述のように層間隔の収縮や破壊が起こりやすいので実質
的には外表面しか反応に寄与できないことも工業的な観
点から問題であった。
そこでこうした欠点を改善し、層状粘土鉱物を固体酸触
媒あるいは触媒の担体として有効な素材とするために種
々の方法が提案されている。例えば、層間に“柱”を立
てて層状粘土鉱物を補強するいわゆる架橋による方法が
提案されている。特開l1859−13932号公報に
はジイソブロビルベンゼンからモノイソプロビルベンゼ
ンへの転化反応用触媒として、スメクタイト型粘土を重
合体陽イオン性ヒドロキシ無機金属錯体と反応させるこ
とによって補強層状粘土を作って使用する方法が開示さ
れている。また、特開昭59−163328号公報にお
いても層状粘土鉱物触媒を調製する際に陽イオン性ヒド
ロキシ金属錯体によって架橋させる方法が開示されてい
る。しかし、架橋の形或は必ずしも容易ではなく、例え
ばアルミニウムの多核水酸化物錯体の調製には煩雑な摸
作と多大な時間を要するものであった。
一方、層状粘土鉱物の利用の現状を見ると、工業的には
石油精製や石油化学プロセスの芳香族化合物の脱色、微
量オレフィンの除去のために、スメクタイト型の代表的
なモンモリロナイトを主或分とする白土が使用されてい
る。粘土鉱物の石油精製あるいは石油化学プロセス利用
の研究例としては、重質油の水素化分解(Catal,
 Today , 第2巻,309〜319頁.198
8年)、アルキル化反応および異性化反応用触媒(特願
昭5845153号公報)等の技術が開示されている。
しかしながら、これらの方法も触媒の調製に際して架橋
の操作が必要であり、十分な触媒性能を得るには面倒な
操作が必要であった。
(発明が解決しようとする課題) 上記のように従来の層状粘土鉱物触媒は、高温で十分な
触媒機能を発揮し得す、活性維持のための架橋法も容易
なものではなかった。そこで本発明は簡単な摸作でしか
も優れた性能を有する接触異性化用触媒を提供しようと
するものである。
(課題を解決するための手段〉 本発明者等は永年に渡って層状粘土鉱物の触媒作用につ
いて鋭意研究を重ねて来た。その結果、スメクタイト型
層状粘土鉱物を金属イオンでイオン交換した後、白金を
担持した層状粘土鉱物が優れた骨格異性化の触媒能を有
することを見いだして本発明を完戊するに至った。
すなわち、本発明は、元素の周期律表第I[A族、第I
11A族及びランタン系列から選ばれる少なくとも1種
の金属イオンでイオン交換したサポナイト又はヘクトナ
イトに白金を担持することにより簡単に調製でき、しか
も骨格異性化に優れた性能を有する異性化用触媒に関す
る。
本発明に用いられる層状粘土鉱物はスメクタイト型層状
粘土鉱物であり、一般式 M”I/311 〔M),)  (Si4−+zs )
 010(OH)2で示されるサポナイト、および一般
式 M”+7sh [Mgs−+7sL1+/3〕(314
) 01G(叶)2で示されるヘクトライトである。一
般にはM”+がNaSK又はCaであるスメクタイト型
層状粘土鉱物が用いられ、天然品であっても合戒品であ
ってもよい。
本発明における層状粘土鉱物の金属イオンによるイオン
交換には元素の周期律表第IIA族、第■A族及びラン
タン系列から選ばれる金属の金属イオンが用いられる。
具体的な金属としてはSr, Mg,AI, La, 
Csを挙げることができる。これらの金属は、電気陰性
度大きなもの程最終的に得られる触媒の酸性が強くなり
、活性は増大する。この観点から、金属としてはAIが
最も好ましい。
金属イオンのイオン交換量には特に限定はないが、ほぼ
完全にイオン交換することが好ましい。
ほぼ完全にイオン交換後の各金属の含率量は以下のとお
りである。
Sr−サポナイト  3.7wt% Mg−サボナイ}   1.06Wt%(イオン交換さ
れた部分のみ) AI−サポナイト  0.78INt%La−サポナイ
ト  3,9wt% Sr−ヘクトライト 3.76Wt% Mg一ヘクトライト LO7wt% A1一ヘクトライト 0.81llt%La−ヘクトラ
イト 3.96wt% イオン交換処理は次のようにして行われる。前記の金属
の供給源として硝酸塩、硫酸塩等の無機塩あるいは酢酸
塩、蓚酸塩等の有機酸塩など水溶液中でイオンを生或す
る化合物を用いる。例えば硝酸塩の0、01〜5mOl
%、好ましくは0.05〜lrnol%の水溶液をイオ
ン交換しようとする層状粘土鉱物のイオン交換容量に対
して当量以上、好ましくは1.2〜3倍用意する。この
溶液に層状粘土鉱物を加え、0〈90℃、好ましくは1
0〜70℃において5〜50時間、好ましくは15〜3
0時間イオン交換する。この際、層状粘土鉱物を溶液中
に分散させるためにゆるやかに撹拌を続ける。尚、この
イオン交換は常温においても十分に進行する。所定の時
間処理した後、金属イオンが導入された層状粘土鉱物は
濾別され、洗液中に金属イオンが検出されなくなるまで
イオン交換水で十分に洗浄される。乾燥すれば金属イオ
ン交換層状粘土鉱物が得られる。
次ぎに、金属イオン交換層状粘土鉱物に白金を担持する
。本発明に用いられる白金化合物は水溶性の化合物が好
ましい。具体的に白金化合物を挙げればfl2Ptc1
s 、H2PtCl<・4H20、[Pt(NHs)4
〕Cl2・820などである。通常はPtとして0.0
1〜5wt%、好ましくは0,05〜lwt%の水溶液
として用いられる。
白金の金属イオン交換スメクタイト型層状粘土鉱物への
担持量は0,01〜5wt%、好ましくは0、1〜2w
t%が適当である。担持は所定量の白金水溶液に金属イ
オン交換層状粘土鉱物を加え撹拌しながら水を蒸発除去
すればよい。蒸発乾固後更に150℃以下の任意の温度
で乾燥する。
以上のようにして得られた白金担持金属イオン交換スメ
クタイト型層状粘土鉱物は粉砕し粒度を調整した後ある
いはアルミナゾル等のごく一般的な結合剤を加えて戊型
品とした後使用される。但し、戊型品は担持した白金化
合物を分解するために使用に先だって水素還元に付され
る。水素還元には連続流通式反応装置が用いられ、還元
温度は300〜600℃、好ましくは350〜500℃
、水素の流量(GHSV)は500〜5 0 0 0 
h−’好ましくは1000〜3 0 0 0 h−’と
することが適当である。
本発明による白金担持金属イオン交換層状粘土鉱物はパ
ラフィン系炭化水素の骨格異性化に良好な活性を示す。
パラフィン系炭化水素を具体的に挙げれば炭素数4〜1
5、好ましくは5〜10の炭化水素である。さらに具体
的にはブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、ノナン等を挙げることができる。これらのパラフィ
ン系炭化水素は単独でもあるいは混合物としても異性化
反応に供することができる。
反応には固定床式や流動床式の連続反応装置を使用する
ことができる。一級的には固定床式連続反応装置が好適
であり、反応条件は次のようである。反応温度は300
〜550℃、好ましくは350〜500℃である。反応
圧力には特に制限はないが、通常は常圧で行うのが安全
性の点から好都合である。パラフィン系炭化水素の供給
量(WHSV)は0.5〜1 0 h−’、好まし《は
1〜5h−1である。
以上に示した本発明の白金担持金属イオン交換層状粘土
鉱物触媒はパラフィン類の異性化(改質)反応において
優れた骨格異性化能を示し、低級炭化水素への分解活性
は比較的弱い特徴を有する。
この反応は金属(pt)と酸或分の゛′二元機能′”に
よって進行すると考えられる。また、白金担持金属イオ
ン交換層状粘土鉱物触媒はゼオライト等他の触媒系と比
較しても活性低下が少なく、異性化(改貿)反応用触媒
として優れた性能を有するものである。尚、ここで骨格
異性化とは、直鎖状の9 10 パラフィン系炭化水素を分岐状のパラフィン系炭化水素
に改質することをいう。
〈実施例〉 以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。
実施例1 硝酸アルミニウムの0.1モル/水溶液を800me調
製した。この溶液中にNa型のサポナイト1 2. 8
 gを加えて室温において一昼夜撹拌し、イオン交換に
よって層状粘土鉱物中に金属陽イオンを導入した。イオ
ン交換後、吸引濾過し、イオン交換水で洗液中にアルミ
ニウムイオンが検出されなくなるまで十分に洗浄した。
次いで、60℃において一昼夜乾燥し、アルミニウムイ
オン交換層状粘土鉱物(AI”−Sと略記する〉を得た
白金の担持は次のように行った。(Pt (NH.) 
4 〕Cl2・H20をイオン交換水に溶解し、白金と
して0.06Wt%の水溶液を調製した。この白金水溶
液を30g秤取し、先に調製したAI”−36gを加え
て撹拌しながら湯煎上で水を留去した。次いで60℃に
おいて一昼夜乾燥し、白金含有率が0.5wt%の白金
担持アルミニウムイオン交換サポナイ} (Pt/ (
八l3+  9)と略記する)を得た。
以上のようにして調製したPt/ (AI”−S)をn
−へキサンの異性化(改質)反応に触媒として用いた。
先ず、調製したPt/(AI” − S)を粉砕して6
0メッシュ以下の粒度に篩分した。その0.28gを常
圧流通式反応装置の反応部に充填し、反応に先立って水
素還元を行った。水素の流速は5 0 0i1!/h 
(GHSVとして約1 6 0 0 h−’)とし、処
理温度は400℃、処理時間は1時間とした。次に反応
部へn−ヘキサンをWHSV=2.Oh−1で供給し、
400℃において異性化(改質)反応を行った。
触媒のB.  E. T.法による表面積と酸量の測定
結果を表1にする。反応開始後1時間後のn−へキサン
の転化率と生底物の改質選択率(ガスクロマトグラフ法
によって求めた生或物中の2−メチルペンタン、3−メ
チルペンタン、メチルチクロペンタンおよびベンゼンの
比率)を表2に示す。
11 12 実施例2 サポナイトの代りにヘクトライトを用いた以外は実施例
1と同一の方法で白金担持アルミニウム交換へクトライ
ト (Pt/ (AI” − H )と略記する)を調
製した。実施例1と同一の方法で水素還元し、実施例1
と同一の方法、条件でn−ヘキサンの異性化反応を行っ
た。その結果を表lおよび表2に示す。
実施例3 硝酸アルミニウムの代りに硝酸ランタンを用いた以外は
実施例1と同一の方法で白金担持ランタンイオン交換サ
ポナイト (Pt/ (La” 一S)と略記する〉を
調製した。実施例1と同一の方法で水素還元し、実施例
lと同一の方法、条件でn−へキサンの異性化反応を行
った。その結果を表2に示した。
実施例4 硝酸アルミニウムの代りに硝酸マグネシウムを用いた以
外は実施例1と同一の方法で白金担持マグネシウムイオ
ン交換サポナイ} (Pt/(Mg” 一S)と略記す
る〉を調製した。実施例1と同一の方法で水素還元し、
実施例1と同一の方法、条件でnへキサンの異性化反応
を行った。その結果を表2に示した。
実施例5 硝酸アルミニウムの代りに硝酸ストロンチュウムを用い
た以外は実施例1と同一の方法で白金担持ストロンチュ
ウムイオン交換サポナイト(Pt/ (Sr” − S
 )と略記する)を調製した。実施例1と同一の方法で
水素還元し、実施例1と同一の方法及び条件でn−へキ
サンの異性化反応を行った。その結果を表1および表2
に示した。
比較例l 実施例1と同一の方法でアルミニウムイオン交換サポナ
イト( (AI”− S )と略記する)を調製し、白
金を担持せずに実施例lと同一の方法、条件でn−へキ
サンの異性化反応を行った。その結果は、表2に示した
ように実施例に比べて転化率は極めて低く、またC6化
合物の改質選択率も満足すべきものではなかった。
13 14 比較例2 S l 0 2 /A I 2 0 3比4.9のY型
ゼオライト (JRCZ−HY4.8>を実施例1と同
一の方法で処理して白金含有率がQ,5wt%の白金担
持Y型ゼオライ} (Pt/HYと略記する)を調製し
た。実施例1と同一の方法で水素還元し、実施例1と同
一の方法、条件でn−へキサンの異性化反応を行った。
その結果は表1および表2に示したように。表面積およ
び酸量は実施例に比較して大きな値を示したが、活性劣
化が激しく、且つC8化合物の改質選択率は低いもので
あった。
比較例3 比表面積1 7 .7 m’/ gのアルミナ(JRC
AL○−4)を実施例1と同一の方法で処理して白金含
有率がQ,5wt%の白金担持アルミナ(Pt/AI2
03 と略記する)を調製した。実施例1と同一の方法
で水素還元し、実施例1と同一の方法、条件でn−へヰ
サンの異性化反応を行った。その結果は表1および表2
に示したように、表面積はサポナイトのそれに近いもの
の酸量は少なく、その結果活性は低いものであった。
表 l 触媒の物性 15 16 表 2 n−へキサンの異性化反応結果 (発明の効果) 本発明の白金担持金属イオン交換層状粘土鉱物からなる
異性化用触媒は、調製に際して公知の方法のように層状
粘土鉱物に“柱′゜を立てる操作を必要とせず、調製操
作が極めて容易である。さらに、本発明の触媒は、スメ
ククィト型層状粘土鉱物をイオン交換と白金の担持によ
って調製されるが、高い反応温度においても優れた異性
化活性と選択性を有するものである。
注 C6化合物の鎮状とは2−メチルペンタンと3−メチル
ペンタンを環状とはメチルシクロペンクンをベンゼンで
ある。
17 18

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  元素の周期律表第IIA族、第IIIA族及びランタン系
    列から選ばれる少なくとも1種の金属イオンでイオン交
    換したサポナイト又はヘクトナイトに白金を担持した異
    性化用触媒。
JP15912589A 1989-06-21 1989-06-21 異性化用触媒 Pending JPH0326337A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005272195A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合酸化物とその製造方法
US8555132B2 (en) 2007-10-15 2013-10-08 Cisco Technology, Inc. Modification of error statistics behind equalizer to improve inter-working with different FEC codes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005272195A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合酸化物とその製造方法
US8555132B2 (en) 2007-10-15 2013-10-08 Cisco Technology, Inc. Modification of error statistics behind equalizer to improve inter-working with different FEC codes
US8874988B2 (en) 2007-10-15 2014-10-28 Cisco Technology, Inc. Modification of error statistics behind equalizer to improve inter-working with different FEC codes

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