JPH0647673B2 - 多種類の触媒を用いた多層触媒改質法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多層の触媒層によって石油を改質する方法に関
する。

〔従来の技術〕

ガソリン範囲の炭化水素原料の触媒改質は重要な商業的
プロセスであって、近時世界のあらゆる主要製油所で行
われ、これによって石油化学工業用の中間体あるいは耐
エンジンノック性の高いガソリン成分が生産されてい
る。ガソリンからの鉛アンチノック添加剤の除去の普及
や高性能内燃機の洗浄に対する要求により、ガソリン
『オクタン』すなわちガソリン成分の耐ノック性に対す
る要求が高まり続けている。触媒による改質装置は、こ
うしたオクタンに対する要求の高まりに応えるために厳
しい条件下で運転しなければならない。こうした趨勢に
より一層効果的な改質用触媒や触媒組合わせ物への必要
が生じている。

触媒改質に使用する多機能触媒複合物には、多孔性無機
酸化物担体上に金属の水素添加成分／脱水素成分が担持
され、これによってクラッキングと異性化を行う酸化部
位が与えられる。高純度アルミナに担持された白金から
なる触媒複合物は技術的には実際上よく知れれている。
また通常の当業者は、白金触媒改質作業のおける製品収
量または触媒寿命を改善する、金属モディファイヤー例
えばレニウム、イリジウム、スズ及びゲルマニウムを知
っている。

触媒の組成、原料の性質及び運転条件が、主要反応の相
対的重要度と順位（sequence）に影響を与える。すなわ
ち、芳香族化合物にするためのナフテン類の脱水素、パ
ラフィン類の脱水素環化、ナフテン類とパラフィン類の
異性化、パラフィン類の軽質炭化水素への水添分解及び
触媒に付着するコークスの生成がある。ナフテン類の脱
水素は主として第１番目の触媒ゾーンで起こり、一方水
添分解は主として後の諸触媒ゾーンで起こる。所望のガ
ソリン範囲の製品を高収率に得るには、脱水素、脱水素
環化及び異性化反応が好まれている。

ナフサ範囲の炭化水素の触媒改質に用いる触媒の機能
は、主として次の三つのパラメータによって測定する。

(1)活性は、定めれれた厳しさの水準、すなわち反応条
件の組合わせを示す厳しさの水準、すなわち定められた
温度、圧力、接触時間及び水素分圧下で触媒が炭化水素
反応物を製品に転化する能力の測定値である。典型的に
は活性度とは所定の厳しさ水準において所定の原料から
得たペンタン類及び重質（“Ｃ₅ ⁺”）オクタン価であ
る。あるいは逆に所定のオクタン価を得るのに必要な温
度である。

(2)選択性とは、特定の活性水準において所定の原料か
ら石油化学芳香族化合物すなわちＣ₅ ⁺製品を得る収量を
言う。

(3)安定性とは、単位時間当りの、または処理した原料
油の活性または選択性の変化率を言う。活性安定性は、
普通、単位時間あたりまたは所定のＣ₅ ⁺製品オクタンを
得るための原料油に対する運転温度の変化率として測定
する。温度変化率が低い場合は活性安定性がよいが、こ
れは触媒改質装置が普通比較的一定な製品オクタンにお
いて運転するからである。選択性安定性は、単位時間あ
たりの、または原料油のＣ₅ ⁺製品または芳香族化合物の
減少率として測定する。正常な運転条件におけるハイオ
クタンガソリン成分に対する必要性を満たすには、高触
媒活性が必要である。そして運転の厳しさが高いほど所
望製品の収量が低下するので、高触媒活性が一層重要と
なる。

また運転条件は、厳しいほど触媒の失活性を促進する。
触媒改質操作における二元機能触媒の失活性の主原因
は、前述の触媒表面上のコークス生成によるものであ
る。触媒に対する別の再活性化法を当業者はよく知って
いる。触媒の再生は、装置の定期的休止時、すなわち、
『半再生』運転時に、あるいは個々のリアクターを分離
し再生する『スイングリアクター』システムによって行
うことができる。『連続』運転の場合には、触媒をゆっ
くり移動するベッドによって引き抜き、再生し、再活性
化し、そしてリアクターに戻す。『混成（ハイブリッ
ド）』システムは再生技術の組合わせであり、連続触媒
再生リアクターを既存の固定床システムに加えたもので
ある。反応物は個々のリアクター中で、上向き流れ、下
向き流れ、ラジアル流れとなって触媒と接触するが、特
にラジアル流れが好ましい。

従って、本技術分野における作業者が直面している問題
は、種々の原料、製品用件及びリアクターシステムに対
して活性、選択性及び安定性を有する触媒システムを開
発することである。本問題は上述のような、必要とされ
る触媒改質に関する厳しさのため一層必要なものになっ
てきた。種々の触媒複合材料がリアクターシステムの逐
次ゾーンに用いられている多層触媒ゾーンシステムは、
本問題に対する解決法として興味が高まっている。個々
の触媒複合物の活性、選択性及び安定性は、多層触媒ゾ
ーンシステムの各ゾーンにおいて生ずる特定な反応を補
うものである。

従来技術には、多触媒ゾーンシステムすなわち多段シス
テムに対する多数の参考文献がある。多重触媒ゾーンシ
ステムの各ゾーンにおける白金含有触媒に組込むため
に、周知のレニウムのほかに、すでに若干の金属モディ
ファイヤーが開示されている。

例えば、米国特許第3,772,183号では、多孔質耐火性無
機担体に担持されたガリウムと水素添加成分、特に白
金、とからなる第２ゾーン改質触媒が開示されている。
第１の改質ゾーンは従来技術の適当な改質触媒でよく、
特にアルミナ担持の白金及びレニウム触媒がよい。ま
た、米国特許第3,772,184号、第4,134,823号、第4,325,
808号では、第２ゾーン改質触媒上にガリウムと他の助
触媒を使用することが開示されている。

米国特許第3,791,961号によれば、原料油中のパラフィ
ン類の大半を転化するために『最終（tail）』ゾーン触
媒として多孔質担体に白金／インデンを担持することを
述べている。最初のゾーンでは、特に白金とレニウムか
らなる従来のナフテン脱水素触媒を使用している。ま
た、米国特許第3,684,693号及び第4,613,423号では最終
リアクターで助触媒としてインジウムの使用を開示して
いる。米国特許第4,174,271号では最終ゾーンに向かっ
て、種々の助触媒、特にゲルマニウムをはじめとしイン
ジウムの濃度を上げて行くことを述べている。米国特許
第4,588,495号では、白金及び特にインジウムを含有し
た触媒を用いる一番目のリアクター以外のリアクターで
助触媒としてスズ、インジウム、またはテルリウムを使
用することを開示しているが、一番目のリアクターでの
触媒は、従来の担持された白金とレニウムからなり、芳
香族類を生成させ脂肪族類の分解を最小にする。

上記従来技術では、第２ゾーンまたは最終ゾーンに用い
る助触媒が開示されている。しかし、これら文献のいず
れにも、ゲルマニウム含有触媒の利用については述べら
れていない。

米国特許第4,167,473号では、多数の触媒ゾーンで不同
（dissimilar）な触媒粒子の使用について述べており、
触媒粒子は重力による流れによって下方に移動する。そ
の明細書には、ゲルマニウムをはじめとする多種の助触
媒が列挙されている。そして前述の『連続』または『混
成』システムのような触媒再活性化用システムについて
述べており、触媒は連続的にレアクターから引き抜か
れ、再生され、再活性化され、そしてもとのシステムに
戻される。

米国特許第3,729,408号では、１Ｂ族の金属好ましくは
銅を、耐火性酸化物担体に担持された白金からなる最初
の反応ゾーンの触媒に加える。本触媒は、アルキルシク
ロペンタン類の芳香族類への転化に対する選択性を顕著
に増大する。しかし、通常の当業者には周知なように、
アルキルシクロペンタン類の芳香族類への転化率は、高
い改質厳しさの下に運転される最近の触媒改質機を用い
れば高くなる。そして本発明の利用にはそのため限度が
ある。

米国特許第4,663,020号では、固体の触媒担体に担持さ
れたスズと一種類以上の白金族金属からなる最初の触媒
を開示している。第２の触媒は特に白金／レニウムから
なり、これらを単独使用するものよりも多くの石油化学
芳香族化合物が得られる。しかし、白金／スズ触媒の安
定性は比較的低いことがよく知られている。白金／スズ
触媒は、連続触媒再生を行う触媒改質装置に商業的に用
いられているが、本発明と比較し、安定性の低さを補う
ことによって長所が生かされている。

ゲルマニウムを含む改質触媒は、従来の単段触媒システ
ムでよく知られている。例えば米国特許第3,578,574号
では、特にガソリン留分の改質に有用な、多孔質担体を
用いたゲルマニウム、白金族金属及びハロゲンからなる
触媒を開示している。

一番目のゾーンにおける触媒の金属成分としてのみ、白
金とゲルマニウムを用いた段階（staging）触媒の利点
が、従来技術で述べられている。ゲルマニウムを含んだ
段階化された触媒を使用すると、収量が顕著に改善され
ることが発見され、これは特に半再生装置及び循環式触
媒改質装置に適用でき、この結果ゲルマニウム含有触媒
が商業的なものとなった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、炭化水素を触媒改質するための多層プ
ロセスすなわち多段プロセスを提供することにある。本
発明の付随的目的は、ガソリン範囲の炭化水素から石油
化学芳香族化合物またはガソリン製品の収量を増すこと
である。

本発明は、固体触媒担体に担持された実質的に白金、ゲ
ルマニウム及びハロゲンからなる触媒複合体からなる最
初のゾーン及び固体触媒担体に担持された白金、ゲルマ
ニム及びハロゲンからなる触媒または固体触媒担体に担
持された白金、ハロゲン及び金属助触媒からなるゲルマ
ニウムを含まない触媒複合物を利用した多層触媒改質プ
ロセスは単層触媒システムに比べ収量が大幅に改善され
ると言う発見に基づくものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の一実施例では、炭化水素原料を触媒で改質する
にあたり、（ａ）前記原料と水素を、最初の触媒ゾーン
において触媒改質条件下で実質的に白金、ゲルマニウ
ム、耐火無機酸化物及びハロゲンからなる最初の触媒複
合物と反応させること、次いで（ｂ）さらに、端末触媒
ゾーンにおいて得られた流出物を端末触媒複合物Ａまた
はＢ（但し、複合物Ａは実質的にゲルマニウムを含まず
そして白金、ハロゲン、金属助触媒及び耐火性無機酸化
物担体からなり、また複合物Ｂは白金、ゲルマニウム、
耐火性無機酸化物、ハロゲン及び金属助触媒からなる）
と反応させることによって、炭化水素原料を触媒で改質
することを目的とするものである。

好ましい一実施例の場合、最初及び端末の触媒複合物の
前記耐火性無機酸化物がアルミナからなっている。

非常に好ましい一実施例の場合、最初及び端末の触媒複
合物中の前記ハロゲンが塩素成分からなっている。

さらに非常に好ましい一実施例の場合、端末の触媒複合
物ＡまたはＢ中の前記金属助触媒がレニウムである。

択一的な一実施例の場合、最初及び端末の触媒複合物の
前記耐火性無機酸化物がアルミナからなり、最初及び端
末の触媒複合物中の前記ハロゲンが塩素成分からなり、
そして端末の触媒複合物Ｂ中の金属助触媒がリン成分で
変成したレニウムからなっている。

択一的な一実施例の場合、最初及び端末の触媒複合物の
前記耐火性無機酸化物がアルミナからなり、最初及び端
末の触媒複合物中の前記ハロゲンが塩素化合物からな
り、そして端末の触媒複合物Ａまたは触媒複合物Ｂ中の
金属助触媒が、ロジウム、ルテニウム、コバルト、ニッ
ケル及びそれらの混合物からなる群から選択した表面含
浸金属成分からなっている。

択一的な一実施例の場合、端末ゾーンが少なくとも中間
触媒ゾーンと端末触媒ゾーンとからなり、この場合、端
末触媒複合物Ｂの金属対ゲルマニウム比が中間触媒ゾー
ンのそれよりも高い。

別の実施例の場合、最初の触媒ゾーンが少なくとも最初
の触媒ゾーンと中間触媒ゾーンからなり、この場合、最
初の触媒複合物が実質的に白金、ゲルマニウム、耐火性
無機酸化物からなり、そして中間触媒ゾーン複合物が白
金、ゲルマニウム、耐火性無機酸化物、ハロゲン、レニ
ウム、ロジウム、ルテニウム、コバルト、ニッケル及び
イリジウムから選択した金属助触媒、及びそれらの混合
物からなっている。

これらと他の目的と実施例は本発明の詳細な説明を読む
ことによって明らかになるであろう。

手短に繰り返すと、本発明の一実施例では、炭化水素原
料を触媒で改質するにあたり、（ａ）前記原料と水素
を、最初の触媒ゾーンにおいて実質的に白金、ゲルマニ
ウム、耐火性無機酸化物及びハロゲンからなる触媒複合
物と反応させること、次いで（ｂ）さらに端末触媒ゾー
ンにおいて得られた流出物を端末触媒複合物ＡまたはＢ
（但し、複合物Ａは固体触媒担体に担持された白金、ハ
ロゲン及び金属助触媒からなるゲルマニウムを含まない
複合物であり、また複合物Ｂは、白金、ゲルマニウム、
耐火性無機酸化物、ハロゲン及び金属助触媒の組合せ物
である）と反応させることによって、炭化水素原料を触
媒で改質することを目的とするものである。

触媒改質法は周知の技術である。炭化水素原料と水素リ
ッチなガスを予熱し、これを代表的には直列な２ないし
５基のリアクターからなる改質ゾーンにチャージする。
リアクター間に適当な加熱手段を設け、各リアクターに
おける反応吸収熱を補う。

最初及び端末触媒複合物をそれぞれ有している最初及び
端末の触媒ゾーンは一般的に別個のリアクター中にあ
る。しかし、触媒ゾーンは一基のリアクター中で分離床
にすることができる。各触媒ゾーンは、上記のようにリ
アクター間に設けた適当な加熱手段を持った２基以上の
リアクターに配置することができ、例えば最初の触媒ゾ
ーンは最初のリアクターに配置し、そして端末の触媒ゾ
ーンはひき続く三つのリアクターに配置できる。またこ
れら分離した触媒ゾーンは、異なった組成の触媒複合物
を有する一つ以上の反応ゾーンによって本発明の触媒複
合物のいずれからも分離できる。

端末触媒ゾーンは、異なった組成を有する中間及び端末
触媒複合物をそれぞれ有する中間及び端末触媒ゾーンに
分割できる。中間及び端末触媒ゾーンは一般的には別の
リアクターに配置されているが、これら触媒ゾーンは一
基のリアクター内で別々の床にすることができる。中間
及び端末触媒ゾーンは各々上述したようにリアクター間
に設けた適当な加熱手段を有する２基以上のリアクター
に配置することができる。一般的に、端末触媒複合物
は、本触媒ゾーンにおいてよく生ずるコークス生成と触
媒失活の傾向を緩和するように配合される。端末触媒複
合物が複合物Ｂである場合、普通の当業者には周知のよ
うに、コークス生成と触媒失活を阻止するために比較的
高比率の金属助触媒ゲルマニウムを含有することが、本
発明を制限することなく、特に考えられる。こうした金
属助触媒としては、例えばレニウム、ロジウム、ルテニ
ウム、コバルト、ニッケル及びイリジウムがある。

最初の触媒ゾーンは、異なった組成を有する最初及び中
間触媒複合物をそれぞれ有する最初及び中間触媒ゾーン
に分割できる。最初及び中間触媒ゾーンは一般的には別
々のリアクターに配置されているが、これら触媒ゾーン
は一基のリアクター内で別々の床にすることができる。
最初及び中間触媒ゾーンは各々上述したようにリアクタ
ー間に設けた適当な加熱手段を有する２基以上のリアク
ターに配置することができる。一般的に、中間触媒複合
物は、コークス生成と触媒失脱活を緩和するように配合
される。中間触媒複合物には、普通の当業者が周知のよ
うに、コークス生成と触媒失活を阻止するために金属助
触媒を配合することが、本発明を制限することなく、特
に考えられる。こうした金属助触媒としては、例えばレ
ニウム、ロジウム、ルテニウム、コバルト、ニッケル及
びイリジウムがある。

反応物は個々のリアクター内で、上向き流れ、下向き流
れまたは径方向流れとなって、好ましくは径方向流れと
なって触媒と接触できる。触媒は固定床装置または連続
触媒再生を行う移動床装置に充填する。本発明の好まし
い実施態様は固定床装置である。触媒を再活性化するた
めの当業者には周知の別の方法としては、 半再生リアクター： 装置全体を次第に上昇する温度によって運転して製品オ
クタン価を保ち、最後に装置を停止して触媒の再生を再
活性化する。

スイングリアクター： 充填されている触媒が失活するに従い、個々のリアクタ
ーが多岐管配置によって個々に分離され、その他のリア
クターが稼働している間に、分離されたリアクター内の
触媒を再生しそして再活性化する。

連続型リアクター： 触媒を緩慢な移動床によってリアクターから連続的に引
き抜き、これをリアクターに戻す前に触媒を再生しまた
再活性化する。本装置によれば、運転厳しさを高くする
ことができ、そして数日間各触媒粒子を再活性化するこ
とによって高い触媒活性が保持される。

混成型リアクター： 半再生リアクターと連続型リアクターを同一装置内に入
れたものである。通常、本リアクターは連続型リアクタ
ーを既存の半再生リアクターに加えることによって使用
され、高い厳しさで運転され優れた選択性が得られる。

本発明の好ましい実施態様は、『半再生リアクター』ま
たは『スイングリアクター』であり、これらは『混成リ
アクター』に組込むことができる。

改質ゾーンからの流出物を冷却手段を経て典型的には約
０℃ないし65℃に維持した分離ゾーンに通し、そこで普
通『不安定改質物』とよばれる液体流れから分離する。
得られた水素流れは次に適当な圧縮手段によって循環さ
れ改質ゾーンに還流される。分離ゾーンからの液相は通
常は引き抜かれ、ブタン濃度を調節するために精流装置
で処理し、それによって得られた改質物のフロントエン
ドの揮発性をコントロールする。

本改質装置に供給される炭化水素原料はガソリン範囲内
で沸騰するナフテン類とパラフィン類からなる。好まし
い原料は、主としてナフテン類とパラフィン類からなる
ナフサ類であるが、多くの場合、芳香族化合物もまた存
在する。好ましい部類の中には直留ガソリン、天然ガソ
リン、合成ガソリンその他がある。代替実施態様とし
て、熱分解ガソリンまたは接触分解ガソリンまたは部分
的改質ナフサ類を用いることが有利な場合がある。直留
ガソリンと分解ガソリン範囲のナフサ類もまた有利に使
用できる。ガソリン範囲ナフサ原料は、約40〜70℃の初
留点と約160〜220℃の終留点を有する全留（full-boili
ng）ガソリンであり、またそれらの留分から選ばれるこ
とができ、それは普通重質ナフサ（例えば沸点が100〜2
00℃のナフサ）といわれる高沸点留分である。場合によ
っては、抽出装置から回収した純炭化水素または炭化水
素混合物を用いることもまた有利である。例えば芳香族
化合物抽出における抽殘または直留ガソリンであって芳
香族化合物に転化するものである。

本発明は実質的に水分のない環境で利用するのが有利で
ある。改質ゾーンにおいてこの条件を達成するのに必要
なことは、原料油と改質ゾーンに供給する水素流れ中の
水分をコントロールすることである。最良な結果は、普
通、転化ゾーンに入る全水分量が原料油中の水分当量で
表わした場合50ppm未満、好ましくは20ppm未満に押さえ
られたときに得られる。一般に、この状態は原料油と水
素流れ中の水分を注意深くコントロールすることによっ
て達せられる。原料油は周知の適当な乾燥手段、例えば
水に対する高い選択性を有する普通の固体吸収剤、例え
ば結晶性アルミノケイ酸ナトリウムまたは結晶性アルミ
ノケイ酸カルシウム、シリカゲル、活性アルミナ、モレ
キュラーシーブ、無水硫酸カルシウム、高表面積ナトリ
ウム、その他吸収剤を使用して乾燥できる。同様に、原
料油の水分は、精留塔または類似の装置中で適当なスト
リッピング操作によって調節できる。場合によっては、
吸収剤乾燥と蒸留乾燥を有利に併用して原料油中の水分
を殆ど完全に除去できる。原料油は乾燥してH₂Oとして2
0ppm未満にするのが好ましい。炭化水素転化ゾーンに入
る水素流れの水分を20容量ppm以下の水準に維持するこ
とが好ましい。水素流れの水分がこの範囲を越える場合
は、水素流れを普通の乾燥条件において上記のような適
当な乾燥剤に接触させて手軽に20容量ppm以下にするこ
とができる。

本発明は実質的に硫黄のない環境で使用することが好ま
しい。改質反応ゾーンに供給する炭化水素原料を処理す
るためには、周知の技術的手段はすべて利用できる。例
えば、原料には吸着プロセス、触媒プロセス、またはそ
れらを併用したプロセスが適用できる。吸着プロセスで
は、モレキュラーシーブ、高表面積シリカ／アルナ、炭
素モレキュラーシーブ、結晶性アルミノケイ酸、活性炭
素、ニッケルまたは銅などの金属の高表面積金属組成物
が利用できる。実質的にこれら原料油から硫黄系、窒素
系及び水生成汚染物質を除去し、また原料油中オレフィ
ン類があればこれを飽和するために、原料油を水素化精
製法、水素処理法、水素化脱硫法等の既存の触媒予備処
理法によって処理することが望ましい。接触法では周期
表のVI−Ｂ族、II−Ｂ族、VIII族からなる群から選んだ
金属を含有し、耐火性無機酸化物担体を有する、周知技
術である伝統的な硫黄減少触媒配合物が利用できる［コ
ットン及びウイルキンソン（Cotton and Wilkin-son）
によるAdvanced Inorganic Chemistry,（３rd.Ed.,197
2）参照のこと］。

本発明の改質プロセスの運転条件では、約100ないし700
kPaの範囲内の圧力（abs）、好ましくは約350ないし425
0kPaの範囲内の圧力（abs）を使用する。改質条件にお
ける温度は、約315℃ないし600℃、好ましくは約425℃
ないし565℃である。改質技術の当業者には周知のよう
に、この広範囲の温度からの最初の温度を選択は、主と
して原料油の性質と触媒の性質を考慮し製品改質物に対
する所望のオクタン価の関数として行われる。

通常、温度は、一定のオクタン製品を得るために、避け
がたい失活を補うため運転中にゆっくり上昇させる。

本発明における改質条件には一般に充分な水素を用い、
改質ゾーンに流入する炭化水素原料１モルあたり約１な
いし20モルの水素を与えるが、炭化水素原料１モルあた
り約２ないし10モルの水素を用いたときに優れた結果が
得られる。同様に、改質に用いる液空間速度（LHSV）を
0.1ないし10/hrの範囲から、好ましくは１ないし５/hr
の範囲から選ぶ。

本発明のプロセスで必要とする触媒は、多孔質担体また
は触媒として有効量の必要金属とハロゲン成分を担持し
た担体を使用する。

本発明に使用する耐火性担体をまず考え、その材料が多
孔質で吸着性で高表面積な担体であり、その面積が約25
ないし500m²/ｇであることが好ましい。また、多孔質担
体材料は組成が均一であり、そして炭化水素転化プロセ
スでの条件に対して比較的耐火性であることが必要であ
る。用語『組成の均一』とは、担体が層を有せず、組成
物に固有な成分に濃度傾斜がなく、しかも組成が完全に
均一であることを意味する。従って、もし担体が２種類
以上の耐火材料の混合物であるなら、担体全体にわたっ
てこれら材料の相対量は一定かつ均一となる。二元機能
炭化水素転化触媒に伝統的に利用されてきた担体材料を
本発明の範囲内に含ませることを目的とするにあたっ
て、前期担体材料としては、例えば、(1)アルミナ、酸
化チタン、酸化ジルコニウム、酸化クローム、酸化亜
鉛、マグネシア、トリア、ボリア、シリカ-アルミナ、
シリカ-マグネシア、クロミア-アルミナ、アルミナ-ボ
リア、シリカ-ジルコニア、その他のような耐火無機酸
化物、(2)セラミックス、磁器、ボーキサイト、(3)人工
または天然のシリカまたはシリカゲル、炭化ケイ素、ク
レー及びシリケートであって、酸処理でき、またはでき
ないもの、例えば、アタパルガスクレー、けい藻土、酸
性白土、カオリン、キースラガー、その他、(4)結晶性
ゼオライトアルミノシリケート、例えば天然または人工
のモルデナイト及び／またはホージャサイトでありハイ
ドロジェンホームまたは多価カチオンで処理した形をし
ているもの、(5)これらのうち１以上のグループのうち
の１以上の成分を組合わせたものである。前期担体材
料。

本発明に使用する好ましい耐火性無機酸化物はアルミナ
である。適当なアルミナ材料は、結晶性アルミナでガン
マー、イーター、及びシーターアルミナとして知られ、
特にガンマーまたはイーターアルミナが最良の結果を与
える。好ましい耐火性無機酸化物は見掛け崇密度が約0.
3ないし約1.01ｇccであり、そして表面特性は例えば、
平均孔直径は約20ないし300オングストローム、孔容積
は約0.1ないし１cc/ｇ，また表面積は約100ないし500m²
/ｇである。

アルミナは好ましい耐火性無機酸化物であり特に好まし
いアルミナは米国特許第2,892,858号に記載のチーグラ
ー（ziegler）高級アルコール合成反応の副生物として
米国特許第3,852,190号及び第4,012,313号によって特徴
づけられているアルミナである。簡単にするためこのよ
うなアルミナを以下『チーグラーアルミナ』と呼ぶ。チ
ーグラーアルミナは現在ビスタケミカル社（Vista Chem
ical Company）から『カタパル（Catapal）』という商
標名で、またはコンディアケミー社（Condea Chemie GM
BH）から『プラル（Pural）』という商標名で入手でき
る。この材料は非常に高純度の擬ベーマイト（pseudobo
ehmite）であって、高温度で焼後、高純度のガンマー
アルミナが生ずる。このアルミナ粉末は、触媒形成技術
の当業者には周知である技術によって適当な触媒材料に
成形できる。球形の担体粒子が、例えばチーグラーアル
ミナを用い、(1)アルミナ粒子を適当な釈解用の酸（pep
tizing/acid）と水を反応させてアルミナゾルに変化さ
せ、次いで得られたゾルとゲル化剤の混合物を油浴に滴
下し、周知の方法で簡単にガンマーアルミナ担体粒子に
することのできる、アルミナゲルの球形粒子とし、(2)
確立された方法で前記粉末から押出物を形成し、次いで
押出物粒子をスピニングディスク（spinning disk）上
で球形粒子になるまで回転し、これを乾燥しそして焼
して所望の球形担体材料とし、(3)得られた粒子を適当
な釈解剤で湿潤し、次いで粉末粒子を回転して所望の寸
法の球形材にすることによって、前記球形担体粒子が成
形できる。このアルミナ粉末はまた当業者には周知の他
のいかなる所望な形状、例えばロッド、ピル、ペレッ
ト、タブレット、グラニュール、押出物、その他の形状
に、触媒材料成形業者が周知の方法で成形できる。本発
明に好ましい種類の担体材料は、円筒状押出物であっ
て、一般に、直径は約0.8ないし3.2mm（特に1.6mm）、
長さ対直径の比は約１：１ないし約５：１，特に好まし
くは２：１である。担体材料の特に好ましい押出物形状
は、好ましくはアルミナ粉末を水と適当な釈解材、例え
ば硝酸、酢酸、アルミニウム、硝酸アルミニウム、及び
類似物質を、押出し可能なドウが得られるまで混合す
る。ドウを得るための添加水量は、500 ℃で約45ないし
65質量％の強熱減量（LOI）特に55質量％の強熱減量が
生ずる程度の量である。一方、酸添加率は、混合物に使
用する揮発分のないアルミナ粉末の２ないし７質量％で
充分であり、特に好ましくは３ないし４質量％である。
得られたドウを適当な寸法のダイから押出して押出粒子
を形成する。次にこれら粒子を、約260℃ないし約427
℃，約0.1ないし約５時間乾燥し、さらに約480℃ないし
約816℃，約0.5ないし約５時間強熱してチーグラーアル
ミナ耐火性無機酸化物の好ましい押出粒子を形成する。
耐火無機酸化物は実質的に、見掛け崇密度が約0.6ない
し約１ｇ/ccで表面積が約150ないし280m²/ｇ（好ましく
は細孔体積が0.3ないし0.8cc/ｇで、約185ないし235m²/
ｇ）を有する純粋なチーグラーアルミナからなるのが好
ましい。

最初及び端末触媒複合物の一重要成分は白金成分であ
る。この白金成分は、端末触媒複合物中に、酸化物、硫
化物、ハロゲン化物、オキシハロゲン化物などのような
化合物として複合物の他の一種類以上の成分と化学結合
し、あるいは元素金属として存在することができる。最
良の結果は、実質的に本成分のすべてが元素の状態で存
在し、かつそれが担体材料中に均一に分散している場合
に得られる。実際に、白金成分は一般に、元素基準に計
算したとき、端末触媒複合物の約0.01ないし２質量％含
有している。優れた結果は、触媒が約0.05ないし１質量
％の白金を含有しているときに得られる。

この白金成分は、担体物質内に白金成分を均質に分散さ
せるため、共沈または共ゲル化、イオン交換または含浸
といって適切ないかなる方法ででも触媒化合物中にとり
込まれうる。触媒を調製する好ましい方法には、可溶性
でかつ分解可能な白金化合物を用いて担体物質を含浸さ
せるという作業が関与してくる。例えば、塩化白金酸の
水溶液と担体を混合することによりこの成分を担体に加
えることができる。その他の水溶性白金化合物を含浸溶
液内で用いることも可能であり、これには塩化白金酸ア
ンモニウム、臭化白金酸、二塩化白金、四塩化白金水化
物、二塩化ジクロロカルボニル白金、ジニトロジアミノ
白金などが含まれる。塩化白金酸といった塩化白金化合
物の使用は、白金成分及び少なくとも少量のハロゲン成
分の両方を単一の段階でとり込むことを用意にすること
から好まれている。酸性水溶液中で複合含陰イオン白金
を白金化合物が生成する場合、好ましい含浸段階におい
て、最良の結果が得られる。塩化水素またはそれに類似
する酸も同様に、ハロゲン成分のとり込み及び金属成分
の分布をさらに容易にする目的で一般に付加される。さ
らに、貴重な白金化合物を洗い流してしまう危険性を最
小限におさえるため焼された後に担体物質を含浸させ
ることが一般に好まれる。しかしながら、場合によって
は、担体物質がゲル化された状態にあるときにこれを含
浸させるのが有利であることもある。

初期触媒複合物及び最終触媒複合物Ｂの第２の主要成分
は、ゲルマニウム成分である。この成分は一般に触媒複
合物の中において、金属元素、酸化物、水酸化物、ハロ
ゲン化物、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩といった
化合物、または触媒のその他の成分のうちの１つまたは
複数のものと化学的に組合わされたものといった、触媒
として利用可能なあらゆる形で存在しうる。この説明に
よって本発明を制限するつもりはないが、ゲルマニウム
部分のほぼすべてが酸化ゲルマニウムまたはオキシハロ
ゲン化ゲルマニウムまたはハロゲン化ゲルマニウムまた
はその混合物の形といった金属元素のもの以上の酸化状
態にある形で、ゲルマニウム成分が複合物の中に存在
し、しかも、本触媒複合物の調製に好んで用いられる次
に記述する酸化及び還元段階が、この目的を達成するた
めに特別に設計されたものである場合に、最良の結果が
得られると考えられている。ここで用いている「オキシ
ハロゲン化ゲルマニウム」という語は、ここで網羅され
ている全てのケースについて同じ関係で必ずしも存在し
ているわけではないゲルマニウム、酸素及びハロゲンの
調和のとれた複合体を意味するものである。このゲルマ
ニウム成分は、触媒として有効ないかなる量ででも使用
されうるが、優れた結果は、元素ベースで、触媒中のゲ
ルマニウム質量百分率が約0.05％から約５％の場合に得
られる。通常、最高の結果は、元素ベースで計算して、
ゲルマニウム質量百分率が約0.01％から約１％までの場
合に得られる。この触媒についてのゲルマニウム対白金
族金属の好ましい原子比は約0.1：１から約20：１であ
る。

このゲルマニウム成分は好ましくは、共沈または共ゲル
化、または多孔質担体物質との共押出し、ゲル化された
担体物質とのイオン交換または、乾燥、焼期間前後ま
たは途中の多孔質担体物質の含浸による方法といった、
担体物質中のゲルマニウム部分の比較的均質な分散が結
果として得られるような当該技術分野で既知の何らかの
適切な方法で、触媒複合物の中にとり込まれる。不均等
なゲルマニウム分布をもたらす方法が本発明の範囲に含
まれているものである。本発明の範囲には、触媒複合物
内に金属成分を望まれるやり方でとり込み同時に分布さ
せるための全ての従来の方法が含まれることが意図され
ており、使用される特定のとり込み方法が本発明の主要
な特徴であるとみなされることはない。触媒複合物内に
ゲルマニウム成分をとり込む１つの方法には、好ましい
担体物質つまりアルミナの調製中に相応する水和酸化物
またはオキシハロゲン化物の形でゲルマニウム成分を共
ゲル化または共沈させる作業が関与してくる。この方法
には標準的に、アルミナヒドロゾルに対して四塩化ゲル
マニウム、酸化ゲルマニウム及びそれに類するものとい
った適当なゾル可溶性またはゾル分散性ゲルマニウム化
合物を加える作業及びその後適切なゲル化剤と含ゲルマ
ニウムヒドロゾルを組合せる作業そして結果として得ら
れた混合物をオイルバス内に滴下する作業などが含まれ
ている。これについては以下に詳述する。代替的には、
ゲルマニウム化合物をゲル化剤に付加することもでき
る。結果として得られたゲル化された担体物質を空気中
で乾燥、焼させた後、アルミナと酸化ゲルマニウム及
び／またはオキシ塩化ゲルマニウムの密な組合せが得ら
れる。ゲルマニウム成分を触媒複合物の中にとり込む１
つの好ましい方法には、多孔性担体物質を含浸させるた
めゲルマニウムの可溶性で分解可能な化合物を使用する
作業が関与してくる。一般に、含浸段階で用いられる溶
媒は、望ましいゲルマニウム化合物を溶解させ、アルコ
ール、エーテル、酸及び類似の溶媒といった触媒のその
他の成分または担体物質に不利な影響を与えることなく
担体物質全体に均等に分布するまでそれを溶解状態に保
つという能力を基準にして選択される。好ましい一つの
溶媒は、酸性水溶液である。従って、ゲルマニウム成分
は、酸化ゲルマニウム、四塩化ゲルマニウム、ゲルマニ
ウムテトラエトキシド、二弗化ゲルマニウム、四弗化ゲ
ルマニウム、二ヨウ化ゲルマニウム、酸化エチルゲルマ
ニウム、テトラエチルゲルマニウム及びそれに類する化
合物といった適当なゲルマニウム塩、複合体または化合
物の酸性水溶液と担体物質を混合することにより、この
担体物質に付加されうる。特に好ましい含浸溶液として
は、四塩化ゲルマニウム、三弗化塩化ゲルマニウム、二
塩化二弗化ゲルマニウム、エチルトリフェニルゲルマニ
ウム、テトラメチルゲルマニウム及びそれに類する化合
物の無水アルコール溶液がある。この含浸溶液内で用い
るのに適した酸は、以下のようなものである、すなわ
ち、塩酸、硝酸等のような無機酸、及びしゅう酸、マロ
ン酸、クエン酸といったような酸度の強い有機酸であ
る。一般に、ゲルマニウム成分は、担体物質に白金族成
分が加えられる前、またはそれと同時或いはその後に含
浸させることができる。しかしながら、ゲルマニウム成
分と白金族成分と同時に含浸させたとき優れた結果が得
られる。

Ｂタイプの好ましい最終触媒には、白金及びゲルマニウ
ムと合わせて、金属助触媒としてレニウムが含まれてい
る。この白金-ゲルマニウム-レニウムは、いくつかの変
形実施態様にとって優れた初期触媒複合物でもある。レ
ニウム成分は共沈、共ゲル化、共押出し、イオン交換ま
たは含浸といったこれらの成分の均質な分布をもたらす
ようないかなる方法ででも耐火性無機酸化物と複合され
うる。代替的には、表面含浸といった不均質な分布が本
発明の範囲内に入る。

含レニウム触媒複合物を調製する好ましい方法は、第１
段階として、白金及びゲルマニウム成分を前述のように
担体物質内にとり込む作業を含んでいる。レニウム成分
のとり込みに先立ち、含白金及びゲルマニウム複合物
を、以下に詳述するように、約370℃から約600℃で酸化
させることができる。好ましくは、複合物のハロゲン含
有量を調整するため、酸化段階で空気流の中に精製水を
注入する。含白金及びゲルマニウム複合物のハロゲン含
有量は、レニウム成分の付加の前で質量百分率で約0.1
％から約10％でなくてはならず、好ましいハロゲン質量
百分率の範囲は約0.1から約1.0％である。

レニウム成分は好ましくは、可溶性で分解可能なレニウ
ム化合物を用いて触媒複合物の中にとり込まれる。使用
することのできるレニウム化合物としては、過レニウム
酸アンモニウム、過レニウム酸ナトリウム、過レニウム
酸カリウム、オキシ塩化レニウムカリウム、ヘキサクロ
ロレニウム酸カリウム（IV）、塩化レニウム、七酸化レ
ニウム及びそれに類似する化合物がある。レニウム成分
の含浸において過レニウム酸水溶液を用いた場合、最高
の結果が得られる。

その厳密な構成の如何にかかわらず、レニウム成分の分
散は、レニウムが元素ベースで最終複合物の質量百分率
で約0.01％から約５％を構成することになるように充分
なものでなくてはならない。

レニウムは、最終触媒複合物Ａの好ましい金属助触媒で
ある。最終触媒複合物Ａは、基本的にゲルマニウムが不
在であり、元素ベースでのゲルマニウムの質量百分率は
約0.05％未満であるものとして特徴づけられる。最終触
媒複合物Ａの白金及びレニウム成分は、共沈、共ゲル
化、共押出し、イオン交換または含浸といったこれらの
成分の好ましくとも均等な分布をもたらすようなあらゆ
る方法で、耐火性無機酸化物と複合されうる。代替的に
は、表面含浸といった不均等分布が、本発明の範囲内に
入る。触媒複合物Ａを調製する好ましい方法には、比較
的均等な形での耐火性無機酸化物の含浸のため白金及び
レニウムの可溶性で分解可能な化合物を利用する作業が
関与してくる。塩化白金酸といったような白金ハロゲン
化合物の使用は、単一の段階で白金成分と少なくとも少
量のハロゲン成分の両方をとり込むことを容易にするこ
とから、好まれる。さらに、過レニウム酸の水溶液をレ
ニウム成分の含浸において用いることも好まれる。

本発明に基づく最終触媒複合物ＡまたはＢの代替的金属
助触媒は、ロジウム、ルテニウム、コバルト、ニッケ
ル、イリジウム及びそれらの混合物からなるグループか
ら選択された表面含浸金属成分である。ここで用いられ
ている「表面含浸された」という語は、触媒分子の外表
面内に表面含浸された成分の80％以上があるということ
を意味していると理解すべきである。「外表面」という
語は、好ましくは触媒体積の外側50％を構成する触媒の
もっとも外側の層として定義づけされる。「層」という
のは、ほぼ均等な厚みの層を意味する。

一つの金属成分は、触媒の外表面内のその平均濃度がそ
の触媒の残りの内部部分内の同じ金属成分の平均濃度の
４倍以上である場合に、表面含浸されているとみなされ
る。代替的には、金属成分と等分散白金成分の平均原子
比が触媒の外表面において残りの内部部分内におけるよ
りも４倍以上大きい場合に、その金属成分は表面含浸さ
れていると言われる。表面含浸された金属成分を含む触
媒複合物は、本明細書に参考として含み入れられている
米国特許第4,677,094号（Moser）の中で記述されてい
る。

前述の通り、表面含浸金属は、ロジウム、ルテニウム、
コバルト、ニッケル、イリジウム及びそれらの混合物か
らなるグループの中から選択される。表面含浸金属成分
は、金属元素としてまたはその複合物の他の成分の一つ
または複数のものとの化学的組合わせの形で、或いはま
た酸化物、オキシハロゲン化物、硫化物、ハロゲン化物
などの金属の化学的化合物として、複合物中に存在しう
る。金属成分は、触媒として有効ないかなる量ででも複
合物中で使用できるが、好ましい量は、金属元素をベー
スとして計算して質量百分率でその約0.01％から約２％
である。標準的には、表面含浸金属が質量百分率で約0.
05％から約１％である場合に最高の結果が得られる。さ
らに言うと、上述の金属のうち一つ以上が触媒上に表面
含浸されているようにすることにより有利な結果を得る
ことができるということは、本発明の範囲内である。

表面含浸された成分は、好ましいやり方で触媒担体の外
表面内に金属成分が濃縮している結果をもたらすような
適当なあらゆる方法で、触媒複合物の中にとり込まれう
る。さらに、これは、（担体物質の調製中または調製後
のいずれであれ）複合物の調製のいかなる段階において
も付加でき、結果として得られる金属成分が本書中で用
いられている意味で表面含浸されている限り、使用され
る厳密なとり込み方法はさほど重要とは考えられない。
この成分をとり込む好ましい方法は、適切な含金属水溶
性で、均質に分散した白金及びゲルマニウムを含む多孔
性担体物質が含浸される含浸段階である。また、含浸溶
液に対し、いかなる「付加的な」酸化合物も加えられな
いことも好ましい。特に好ましい調製方法においては、
以下に説明するように、表面含浸金属成分の含浸に先立
って、白金及びゲルマニウムを含む担体物質は、酸化及
びハロゲンストリッピング手順に付される。塩化ヘキサ
ミンロジウム、塩化カルボニルロジウム、水化三塩化ロ
ジウム、ペンタクロロアクオルテニウム酸アンモニウ
ム、三塩化ルテニウム、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、
塩化第１コバルト、硝酸第１コバルト、三塩化イリジウ
ム、四塩化イリジウム及びそれに類する化合物を含む、
水溶性で分解可能な表面含浸金属化合物の水溶液が好ま
れる。

本発明においては、前述のルテニウム、イリジウム、ロ
ジウム、ルテニウム、コバルト及びニッケルに加えて、
またはこれらに代わってその他の金属変性剤が最終触媒
複合物に含まれ得ることが考慮されている。かかる変性
剤は、当業者にとっては周知のものであり、スズ、イン
ジウム、ガリウム及びタリウムが含まれるが、これらに
限定されるわけではない。触媒として有効な量のこのよ
うな変性剤は、当該技術分野では既知のあらゆる適当な
方法により触媒複合物中にとり込まれうる。

インジウムは、本発明に基づくゲルマニウムを含まない
白金-レニウム最終触媒複合物Ａのための好ましい代替
え的金属助触媒である。インジウムは、白金成分及びレ
ニウム成分の第１の均等な分散上へのインジウム成分の
第２の分散により触媒複合物内にとり込まれる。「その
上へのインジウム成分の第２の分散」という文章は、白
金及びテニウム成分の第１の均等な分散全体の上へのイ
ンジウム成分の第２の適用を意味し、かかる第２の分散
は、耐火性無機酸化物全体にわたるその分散を結果とし
てもたらすような形で、含白金及びレニウム耐火性無機
酸化物をインジウムと接触させることにより形成され
る。

インジウム成分の第２の分散の付加に先立って、少なく
とも１回の酸化段階が必要とされる。この酸化段階は、
その均等な分散が保持されるように白金成分及びレニウ
ム成分を定着させるように作用し、かかる酸化段階の直
後には、ハロゲン調製段階が続いていてもよい。さら
に、酸化段階の前または後に還元段階を用いることがで
きる。ハロゲン調製段階の後に還元段階が続いてもよ
い。インジウム成分を触媒複合物の中にとり込むために
は、適切ないかなる可分解インジウム化合物でも使用で
きる。含浸はインジウムを耐火性無機酸化物と接触させ
る特に適した手段である。一般に、かかる含浸段階にお
いて用いられる溶媒は、望ましいインジウム化合物を溶
解する能力を基準として選定され、好ましくは、酸性水
溶液である。従って、インジウム成分は、三臭化インジ
ウム、過塩素酸イジウム、三塩化インジウム、三弗化イ
ンジウム、硝酸インジウム、硫酸インジウム及びそれに
類する化合物といった適当なインジウム塩またはインジ
ウム化合物の酸性水溶液と耐火性無機酸化物を混合する
ことにより、この耐火性無機酸化物に付加することがで
きる。特に好ましい含浸溶液としては、三塩化インジウ
ムの酸性水溶液がある。インジウム成分の第２の分散の
含浸に続いて、結果として得られた複合物は次に、酸化
段階とそれに次ぐハロゲン調製段階そしてその後の還元
段階を受けることができる。第２の分散を形成する厳密
な方法の如何に関わらず、元素ベースで最終複合物の質
量百分率で約0.01％から約５％を構成するのに充分な
（レニウム＋インジウム）成分がその中に含まれていな
くてはならない。

最高の結果を得るには、ここで用いられている触媒の調
製において少なくとも一回の酸化段階を使用することが
必要である。この酸化段階を実施するのに用いられる条
件は、触媒複合物内の金属成分のほぼ全てをその相応す
る酸化物形態に変換するべく選定される。酸化段階は標
準的には約370℃から約600℃までの温度で行われる。空
気を含め、酸素大気が標準的に用いられる。一般に、酸
化段階は約0.5時間から約10時間以上の期間行われる
が、正確な時間は、金属成分のほぼ全てをその相応する
酸化物形態に変換するのに必要とされる時間である。当
然のことながらこの時間は、使用される酸化温度及び使
用される大気の酸素含有量に応じて変わる。

酸化段階に加えて、触媒の調製にあたっては、ハロゲン
調製段階もまた同様に用いることができる。前述の通
り、ハロゲン調製段階は２重の機能を果たしうる。まず
第１に、ハロゲン調製段階は白金及びレニウム成分の第
１の均等な分散及びインジウム成分の第２の分散におい
て補助を行う。さらに、本発明の触媒にはハロゲン成分
が含まれているため、ハロゲン調製段階は、望ましいレ
ベルのハロゲンを最終触媒複合物の中にとり込む手段と
しても役立つ可能性がある。ハロゲン調製段階は空中ま
たは酸素大気内のハロゲンまたは含ハロゲン化合物を用
いる。触媒複合物内へとり込むのに好ましいハロゲンに
は塩素が含まれているため、ハロゲン調製段階中に用い
られる好ましいハロゲンまたは含ハロゲン化合物は塩
素、HClまたはこれらの化合物の前駆物質である。ハロ
ゲン調製段階を実施するにあたり、触媒複合物は空気中
または酸素大気中のハロゲンまたは含ハロゲン化合物
と、約370℃から約600℃の高い温度で接触させられる。
調製の助けとなるよう、接触段階中水を存在させておく
ことがさらに望ましい。特に、触媒のハロゲン成分が塩
素を含む場合、約５：１から約100：１の水対HClモル比
を用いることが好ましい。ハロゲン化段階の持続時間は
標準的に約0.5時間から約５時間以上である。条件が類
似しているため、ハロゲン調製段階は酸化段階の間に起
こってもよい。代替的には、ハロゲン調製段階は、本発
明の触媒を調製するのに用いられている特定の方法によ
り要求されるように酸化段階の前後に行われてもよい。
使用される厳密なハロゲン調製段階の如何に関わらず、
最終触媒のハロゲン含有量は、完成した複合物の質量百
分率で約0.1％から約10％を元素ベースで構成するよう
充分なハロゲンがあるようなのでなくてはならない。

一変形実施態様において、最初の触媒複合物のハロゲン
含有量は最終触媒複合物のものより低い。例えば、多重
触媒ゾーン改質（リホーミング）において適用された触
媒の塩素成分含有量がこのような形で調製された場合、
より高いＣ₅ ⁺生成物選択性が観察されていた。各触媒の
ハロゲン含有量は、前述のあらゆる適切な方法で調製さ
れうる。

触媒を調製するにあたっては、還元階段を用いることも
必要である。還元段階は、相応する元素金属状態に白金
成分のほぼ全て及びレニウム成分の一部を還元し、耐火
性無機酸化物全体を通してこれらの成分が比較的均質に
かつ細分化された形で分散するように設計されている。
還元階段は、ほぼ水のない環境内で行われることが好ま
しい。好ましくは、還元用ガスはほぼ純粋な乾燥した水
素（すなわち体積百分率で20ppm未満の水）である。し
かしながら、CO₂、窒素などのその他の還元用ガスを用
いることもできる。標準的には、白金成分のほぼ全て及
びレニウム成分の一部を元素金属状態に還元するのに有
効な約0.5時間から10時間以上の時間約315℃から約650
℃までの還元温度を含む条件において、還元ガスを酸化
された触媒複合物と接触させる。還元階段は触媒複合物
を炭化水素変換ゾーン内に装荷する前に行われてもよい
し、また、炭化水素変換プロセス運転開始手順の一部分
として現場内で行われてもよい。ただし、後者の技法を
用いる場合、ほぼ無水状態に炭化水素変換プラントを予
め乾燥するよう適切な予備措置を構じなくてはならず、
ほぼ無水の含水素還元ガスが用いられなくてはならな
い。

一変形実施態様において、最終触媒複合物Ｂにはリン成
分が含まれている。このリン成分は、元素またはリン化
合物といった触媒として活性ないかなる形で存在してい
てもよい。リンの正確な形はわかっていない。リンは、
元素ベースで計算された場合、好ましくは最終触媒複合
物のリン質量百分率で約0.01％から約５％までの触媒と
して有効ないかなる量ででも用いることができる。もっ
とも好ましいのは、最終触媒複合物を基準として質量百
分率で約0.2％のリン含有量である。

リン成分のとり込みは、リンが金属成分全体にわたり析
出されているかぎり、適当ないかなる方法ででも達成さ
れうる。好ましい方法は、次亜リン酸、亜リン酸ジメチ
ル、トリフェニルフォスフィン、シクロエチルフォスフ
ィン、三塩化リン、リン酸、酸化トリブチル、三臭化リ
ン、三ヨウ化リン、オキシ塩化リン及びそれに類する化
合物といった分解可能なリン化合物の含浸が関与する。
もっとも好ましい含浸液としては、次亜リン酸水溶液が
ある。

リン成分のとり込みの後、触媒は、約１時間から約24時
間以上の期間約95℃から約315 ℃の温度で乾燥される。
乾燥された触媒は次に、従来の酸化手順を受けることな
く、還元段階に付される。好ましくは、この段階におい
て還元剤としてほぼ純粋で乾燥した水素(すなわち、体
積百分率で20ppm未満のH₂O)が用いられる。還元剤は、
約0.5時間から10 時間以上の間約145℃から約525℃の温
度で乾燥された触媒と接触させられる。好ましい条件の
大部分が段階的温度還元を含んでおり、ここでは触媒は
一定の期間与えられた温度に保持される。一つの好まし
い段階的還元には、150℃の温度に保たれる２時間及び
それに続く205℃に保たれるさらに２時間が含まれ、最
後に525℃に保たれる１時間で完了する。この還元段階
は、プラントを予めほぼ無水状態にまで乾燥させる予備
措置を構じること及び無水の水素が用いられることを条
件として、運転開始シーケンスの一部分として現場内で
行われうる。

最終触媒複合物は、元素ベースで最終複合物の質量百分
率で約0.05％から0.5％を構成するのに充分な硫黄をと
り込むよう設計された予備硫化段階に付されると有利で
ある。硫黄成分は、既知のいかなる技法によってでも触
媒中にとり込まれうる。例えば、触媒複合物を、硫化水
素、低分子量メルカプタン、有機硫化物、二硫化物など
の適切な含硫黄化合物内で水素が存在する中で行われる
処理に付すことができる。標準的には、この手順には、
一般に約10℃から最高約600℃までの範囲の温度を含む
硫黄の望ましいとり込みを行うのに充分な条件で硫化水
素１モルあたり約10モルの水素をもつ水素と硫化水素の
混合物といった硫化用ガスで還元済触媒を処理すること
が含まれる。この硫化段階をほぼ無水の条件下で行うこ
とが一般にすぐれた実践方法である。

〔実施例〕

例 Ｉ 本発明に基づく多重ゾーン触媒からの結果を単一触媒の
性能と比較するため、パイロットプラントテストを行っ
た。最初のゾーン「触媒Ａ」は、押出しされたアルミナ
担体上の塩化白金−ゲルマニウムであった。最終ゾーン
「触媒Ｂ」は、Ａタイプのもので、触媒Ａと同じ押出し
されたアルミナ担体上のゲルマニウムを含まない白金−
レニウム触媒を含んでいた。触媒組成の主要なパラメー
タは以下のとおりであった。（質量百分率）： 比較試験全てに同じ原料を用いた。原料の特性は以下の
とおりであった。

Sp. Gr 0.7447 ASTM D-86，℃： IBP 80 50％ 134 EP 199 質量百分率：パラフィン 61.6 ナフテン 26.3 芳香族 12.1 テストは、全てのケースにおいて2.5LHSV及び1725kPa
（ga）の圧力にてシビアリティ98RON（リサーチ・オク
タン価）透明（clear）Ｃ₅ ⁺生成物に基づくものであっ
た。多重ゾーン「Ａ／Ｂ」は、第１ゾーン内で30％の触
媒Ａ、第２ゾーン内で70％の触媒Ｂであった。結果は以
下のとおりであった。

比較結果は第１図にも示されている。多重ゾーン触媒
は、両方の単一触媒作業に比べて選択性の利点を示し
た。第１図及びデータは、多重ゾーン触媒が触媒サイク
ル全体にわたりこの利点を増大させたことを示してい
る。多重ゾーン触媒の活性及び安定性も同様に、いずれ
の単一触媒作業の場合に比べても、製品オクタン価を達
成するのに必要とされる温度上昇率がより低く、作業温
度もより低いという点で、より有利であった。

例 II 例Ｉの多重ゾーン触媒が同じ触媒の混合充填に対し利点
を示すか否かについて調査するため、さらにパイロット
プラントテストを行った。例Ｉの同じ多重ゾーン充填に
対してＡ30％/Ｂ70％の混合物内で、例Ｉの触媒Ａ及び
Ｂをテストした。なお最初のゾーン内に触媒Ａ30％、最
終ゾーン内に触媒Ｂ70％であった。原料、シビアリティ
及び作業条件は、例Ｉのものと同じであった。

この試験の結果は第２図に示されている。本発明に基づ
く多重ゾーン充填は選択度、活性及び安定性において、
混合充填よりも明らかな利点を示した。

例 III 初期触媒複合物の比較的低い塩化物含有量の効果をパイ
ロットプラントテストで評価した。触媒Ａ″は、触媒
Ａ′のようなパイロットプラント内でテストされた他の
点では類似している触媒のものの約半分の塩化物含有量
の球状アルミナ担体上の白金-ゲルマニウム製剤であっ
た。触媒Ｂは、例Ｉで前述したような押出しされたアル
ミナ担体上の白金-レニウム製剤であった。個々の触媒
の主要な組成パラメータは、以下のとおりであった。

原料は例Ｉの場合と同じであり、シビアリティは、98RO
N及び99RON透明を含むおよそ二つのオクタン価の範囲に
わたり変化した。多重ゾーン系は、初期ゾーンで20％の
触媒Ａ″またはＡ′、最終ゾーンで80％の触媒Ｂであっ
た。結果は、第３図にシビアリティ範囲についてまとめ
られており、2.5時間_-1、LHSV、2030kPa（ga）の圧力、
98RON透明で、以下のとおりであった。

初期触媒ゾーン内での塩化物が比較的低い触媒は、両方
の触媒ゾーンにおいて基本的に同じ塩化物レベルをもつ
触媒に比べて、選択度が改善されていた。

例 IV パイロットプラントテストは、最終ゾーン内でＡタイプ
のゲルマニウムを含まないレニウム-インジウム触媒系
を使用することの影響を考慮するべく構成された。初期
ゾーン触媒Ａは、押出しされたアルミナ担体上のもう
一つの白金-ゲルマニウム製剤であった。多重ゾーン触
媒を、例Ｉに前述したような白金-レニウム触媒Ｂと比
較した。この試験の個々の触媒の主要組成パラメータは
以下のとおりであった（質量百分率）： 原料は、例Ｉの場合と同じであり、シビアリティは、17
25kPa（ga）の圧力で、2.5LHSVで98RONＣ₅ ⁺生成物であ
った。多重ゾーン系は、初期ゾーンで触媒Ａ30％、最
終ゾーンで触媒Ｃ70％であった。結果は、以下のとおり
であった。

従って、多重ゾーン触媒は、選択度、選択度安定性及び
活性安定性に関し単一触媒よりも明らかに利点を示し、
また活性については単一触媒に匹敵していた。従って、
触媒サイクル全体にわたる結果を考慮すると、多重ゾー
ン触媒は、選択度及び活性の両方において利点を示して
いる。

例 Ｖ 本発明に基づく多重ゾーン触媒からの結果を単一触媒の
性能と比較するため、パイロットプラントテストを行っ
た。初期ゾーン触媒を「触媒Ａ」と名付け、これは、押
出しされたアルミナ担体上の塩化白金-ゲルマニウムで
あった。第２ゾーンは、Ｂタイプの最終触媒複合物で、
触媒Ａと同じ押出されたアルミナ担体上の白金-ゲルマ
ニウム-レニウム触媒であった。これを「触媒Ｄ」とし
た。触媒組成の主要パラメータは、以下のとおりであっ
た（質量百分率）。

試験は、全てのケースにおいて、2.5時間^-1LHSV、1725k
Pa（ga）の圧力で、98RON（リサーチ法オクタン価）透
明Ｃ₅ ⁺生成物のシビアリティに基づくものであった。多
重ゾーン「Ａ／Ｂ」は、最初のゾーンで触媒Ａ30％、第
２のゾーンで触媒Ｄ70％であった。結果は、以下のとお
りであった。

多重ゾーン触媒は、個々の触媒のいずれに比べても、選
択度において明らかな利点を示している。多重ゾーン触
媒の選択度安定性は第１ゾーン触媒のものよりも優れて
いるが、第２ゾーン触媒のものに匹敵しない。しかしな
がら、多重ゾーン触媒の選択度の利点は、選択度表示が
触媒サイクル中の平均収量を基準にしていることから、
安定性の差異に関わらず有効である。多重ゾーン触媒の
初期活性は、第１ゾーン触媒のものよりも優れ、第２ゾ
ーン触媒のものと個別に同等であった。多重ゾーン触媒
の活性安定性は、いずれの個別触媒のものよりも優れて
いる。従って、多重ゾーン触媒は、触媒サイクル中活性
における明らかな利点を示している。

例 VI 最終ゾーン内のＢタイプの白金-ゲルマニウム-レニウム
-リン触媒系（触媒Ｅ）の影響を考慮するため、パイロ
ットプラントテストを組織した。この触媒を、第１ゾー
ンに白金-ゲルマニウム、第２ゾーンに白金-レニウムの
状態での多重ゾーン系及び全て白金-レニウム触媒とい
う二つの触媒系と比較した。触媒Ｆは、押出しされたア
ルミナ担体上の白金-ゲルマニウムの製剤であった。触
媒Ｂは、押し出されたアルミナ上の白金-レニウム製剤
であった。触媒Ｅは前述のとおり、押出しされたアルミ
ナ媒体上の白金-ゲルマニウム-レニウム-リンを含んで
いた。個別の触媒の主要な組成パラメータは以下のとお
りであった（質量百分率）。

原料は、例Ｉの場合と同じであり、シビアリティは、2.
5時間^-1、LHSV、1725kPa（ga）の圧力で約95から99RON
透明Ｃ₅ ⁺生成物であった。多重ゾーン触媒「Ｆ／Ｃ」
は、第１ゾーンで触媒Ｆ20％、第２ゾーンで触媒Ｂ80％
で構成されていた。多重ゾーン触媒「Ｆ／Ｅ」は、第１
ゾーン内で触媒Ｆ、第２ゾーン内で触媒Ｅ80％からなっ
ていた。結果は98RON透明で以下のとおりであった。

第４図は、約95から99RON透明の作業シビアリティ範囲
にわたる結果を示している。本発明に基づく多重触媒Ｆ
／Ｅは、より優れた結果を示した。

【図面の簡単な説明】

図１は、別個に試験した同一触媒に対する本発明の多層
逐次システムの選択性、活性、及び安定性をグラフに描
いたものである。同一運転条件厳しさにおける、Ｃ₅+製
品の最初の収量と触媒令（catalyst age）によるＣ₅+製
品収量の傾斜の比較である。また同一厳しさに対する最
初の温度と、触媒令に対して厳しさを維持するのに必要
な温度上昇も比較した。 図２は、本発明のものではなく随意な、同一組成を有す
る物理的混合物に対し、本発明の多層逐次システムを適
用した場合の選択性、活性、及び安定性をグラフ化した
ものである。再度、最初のＣ₅+製品収量、収量の傾斜、
最初の温度、及び必要な温度上昇を、同一運転厳しさの
下に比較した。 図３は、２番目の触媒複合物よりも最初の触媒複合物の
塩化物濃度が低い本発明の多層逐次システムによって得
たＣ₅+製品の収量をグラフに示したものである。結果
は、両触媒の塩化物濃度がほぼ同一な本発明の多層逐次
システムと単層触媒システムについて、製品のオクタン
価変化に対する結果を比較したものである。 図４は、本発明の多層逐次システムによって得たＣ₅+製
品の収量と本発明のものではない多層逐次システム及び
単層触媒システムによる収量の選択性、活性、及び安定
性の比較をグラフ化したものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 35/02 Ｍ 7821−4Ｇ (72)発明者 ジョージ ジョン アントス アメリカ合衆国，60123 イリノイ，エル ジン，ペッパートリー レイン ８エヌ 191番地 (72)発明者 リー ワーン アメリカ合衆国，60108 イリノイ，ブル ーミンデイル，ファーンウッド レイン 130番地 (72)発明者 ヴァイヴカナンド ペールレーカー アメリカ合衆国，67220 カンサス，ウィ チタ，ペムブルーク 5406番地

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炭化水素供給原料と水素を、触媒による改
   質条件下で、少なくとも二つの逐次触媒ゾーン内にある
   触媒と接触させることからなる、炭化水素の触媒改質方
   法において、 (a) 最初の触媒ゾーンは、耐火性無機酸化物と共に、
   組合わせた白金成分、ゲルマニウム成分及びハロゲン成
   分とからなる最初の触媒複合物を含有する、そして、 (b) 端末の触媒ゾーンは、端末の触媒複合物Ａまたは
   Ｂを含有する、ただし端末触媒複合物Ａは、ゲルマニウ
   ムを実質的に含まず、また耐火性無機酸化物と共に白金
   成分、ハロゲン成分及びレニウム、インジウム、ロジウ
   ム、ルテニウム、コバルト、ニッケル、イリジウム及び
   それらの混合物から選んだ触媒有効量の金属助触媒の組
   合わせからなり、そして端末触媒複合物Ｂは、耐火性無
   機酸化物と共に白金成分、ゲルマニウム成分、ハロゲン
   成分及びレニウム、ロジウム、ルテニウム、コバルト、
   ニッケル、イリジウム及びそれらの混合物から選んだ触
   媒有効量の金属助触媒の組合わせからなることを特徴と
   する炭化水素の触媒改質方法。
2. 【請求項２】最初及び端末の触媒複合物の各々の前記耐
   火性無機酸化物がアルミナからなり、また最初及び端末
   の触媒複合物が元素基準で約0.1 ないし約１質量％のハ
   ロゲンからなることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】最初の触媒複合物のハロゲン含量が実質的
   に端末の触媒複合物のハロゲン含量より低いことを特徴
   とする請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】最初及び端末の触媒複合物が、元素基準で
   0.01ないし２質量％の白金を含有し、最初の触媒複合物
   が元素基準で0.05ないし５質量％のゲルマニウムを含有
   し、そして端末の触媒複合物ＡまたはＢの金属助触媒含
   有量が元素基準で約５質量％であることを特徴とする請
   求項１，２または３に記載の方法。
5. 【請求項５】端末の触媒複合物ＡまたはＢが、ロジウ
   ム、ルテニウム、コバルト、ニッケル、イリジウム及び
   それらの混合物からなる群から選んだ、表面に含浸させ
   た金属成分からなり、そしてまた端末の触媒複合物が元
   素基準で約0.05ないし約２質量％の表面含浸金属成分か
   らなることを特徴とする請求項１，２，３または４に記
   載の方法。
6. 【請求項６】端末の触媒複合物Ｂが、元素基準で0.01な
   いし５質量％の量のリン成分を含有することを特徴とす
   る請求項１，２，３，４または５に記載の方法。
7. 【請求項７】端末触媒複合物ＡまたはＢが、硫黄成分を
   含有し、また端末触媒複合物の硫黄含有量が元素基準で
   0.05ないし0.5質量％であることを特徴とする請求項１
   ないし請求項６のうちの任意の請求項に記載の方法。
8. 【請求項８】最初及び端末の触媒ゾーンにおける触媒複
   合物の全質量のうち、最初の触媒複合物が10％ないし70
   ％を占め、端末の触媒複合物が30％ないし90％を占める
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちの任意
   の請求項に記載の方法。
9. 【請求項９】改質条件が、温度が425℃ないし565℃であ
   り、圧力が350ないし2500kPaであり、液空間速度が１な
   いし５/hr.であり、そして水素対炭化水素供給原料のモ
   ル比が２：１ないし10：１であることを特徴とする請求
   項１ないし請求項８のうちの任意の請求項に記載の方
   法。
10. 【請求項１０】一番目の触媒ゾーンと中間の触媒ゾーン
    からなる最初の触媒ゾーンにおいて、 (a) 一番目の触媒ゾーンが、耐火性無機酸化物と共
    に、白金成分、ゲルマニウム成分及びハロゲン成分の組
    合わせ物から実質的になっている一番目の触媒複合物を
    含み、また、 (b) 中間触媒ゾーンが、耐火性無機酸化物と共に、白
    金成分、ゲルマニウム成分、ハロゲン成分及びレニウ
    ム、ロジウム、ルテニウム、コバルト、ニッケル、イリ
    ジウムとそれらの混合物から選んだ触媒有効量の金属助
    触媒とからなる中間触媒複合物を含むことを特徴とする
    請求項１ないし請求項９のうちの任意の請求項に記載の
    方法。