JPH07213909A - シリカ上に担持された硫酸をベースにした汚染された触媒の新しい再生方法 - Google Patents

シリカ上に担持された硫酸をベースにした汚染された触媒の新しい再生方法

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JPH07213909A
JPH07213909A JP7000489A JP48995A JPH07213909A JP H07213909 A JPH07213909 A JP H07213909A JP 7000489 A JP7000489 A JP 7000489A JP 48995 A JP48995 A JP 48995A JP H07213909 A JPH07213909 A JP H07213909A
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Jean-Francois Joly
フランソワ ジョリ ジャン
Eric Benazzi
ベナジ エリック
Frederic Chaigne
シェーニュ フレデリック
Jean-Yves Bernhard
イーヴ ベルナール ジャン
Jean-Charles Viltard
シャルル ヴィルタール ジャン
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    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/02Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • B01J27/053Sulfates
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/56Addition to acyclic hydrocarbons
    • C07C2/58Catalytic processes
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C2527/053Sulfates or other compounds comprising the anion (SnO3n+1)2-
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 シリカ上に担持された硫酸をベースにした汚
染されたアルキル化触媒を、この触媒が含んでいる炭化
水素を含む有機物質の除去によって浄化する方法。前記
触媒は、遊離または結合された形態の有機物質を、炭素
原子で表わして、少なくとも 0.1重量%含むものであ
る。本方法において、前記触媒は、100 〜400 ℃の温度
のガスの流量下にカ焼されることを特徴とする。 【効果】 脂肪族の接触アルキル化反応で用いられた使
用済み触媒の処理方法として優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒が使用される化学
反応中に汚染されているため、シリカおよび不純物を含
む硫酸をベースにしている触媒に含まれる、炭化水素を
含む有機物質の新しい除去方法に関するものである。ま
た本発明は、炭化水素を含む有機物質の除去の結果生じ
る気体流出物の処理に関するものでもある。
【0002】本発明は、特に、例えばジメチルブタン、
トリメチルペンタン、トリメチルヘキサンおよびトリメ
チルヘプタンからなる群の中の少なくとも一つの物質を
得ることができる、オレフィンによるイソブタンおよび
/またはイソペンタンの接触アルキル反応より由来す
る、シリカおよび硫酸をベースにした使用済み触媒の処
理方法に関するものである。
【0003】
【従来技術および解決すべき課題】数多くの化学および
石油化学方法が触媒として硫酸を使っている。この酸
は、一般に、その不純物、特に有機物の含有量が許す限
りリサイクルされる。そこで、有機物質で比較的一杯に
なった硫酸のパージが行われ、処理工場へ送られる。こ
れら硫酸廃棄物の唯一の工業的処理方法は、この酸が燃
焼により二酸化硫黄SO2 に変換され、次にこの二酸化
硫黄が無水硫酸(SO3 )に変換され、これ自体が今度
は水中に吸収されることにより硫酸に再変換される方法
である。しばしば硫酸スラッジと命名される、不純物を
含む硫酸を生産するいろいろな方法の中で、例として、
エチレン系炭化水素からのアルコール合成方法(特にエ
チレンからエタノール合成、プロピレンからイソプロパ
ノール合成およびブテン-1とブテン-2の混合物から2-ブ
タノールの合成)、プロピレンまたはブテンのようなオ
レフィンによるイソブタンのアルキル化方法および精製
操作における炭化水素の浄化方法を挙げることができ
る。
【0004】これらの方法、特にアルキル化方法は、今
日でもなおその場で処理されるには弱すぎると見なされ
る、比較的弱い使い古しの酸を多量に生成する。従っ
て、この物質は硫酸製造工場へ送られ、そこで純粋硫酸
に変換され、そこからアルキル化プラントへ再び送られ
る。多くの場合、硫酸スラッジの処理プラントは、これ
らスラッジの生産場所から離れているので、硫酸スラッ
ジまたは純粋酸のように危険で汚染された物質の一般に
陸上輸送で起こりがちな数多くの危険がもたらされる。
この処理は、酸を二酸化硫黄SO2 へ変換する第一燃焼
工程を含んでいる。さらに、大抵の場合、得られた純粋
酸は場合によっては新品の酸よりも価格が高く、処理工
場は、スラッジの供給顧客がこの純粋酸を引き取るとき
しかこの処理を行うことを引き受けないので、大きな負
担がアルキル化工場にかかっている。
【0005】以前から数多くの使い古しの酸の浄化方法
が記述されている。かくして米国特許 A-3652708は、燃
焼工場へ送る前の、過剰オレフィンによって処理する残
留酸の炭化水素含有量の削減方法を記載しているが、先
に記した諸問題を完全には解決していない。欧州特許 B
-52548に記載された方法は、炭化水素を含む有機物質の
酸化剤として硝酸を使用している。この方法では、窒素
酸化物の除去プラントで形成されるガスを処理しなけれ
ばならず、これが大きな支障となる。また、1988年7 月
のZhurnal Prikaladnoi Khimiiに掲載された、Shenfel'
d D.E.等の論文、巻61、No. 7、頁1550〜1553には、二
工程により使い古された酸を分解する使い古し酸の処理
方法が記載された。50〜270 ℃の温度で行われる第一工
程で、コークスに似た黒い固体残滓が形成される。質量
が最初の使い古し酸の炭素含有量にほぼ一致するこの残
滓は、400 ℃以上の温度の空気流の存在下に酸化され
る。第一工程での、最初の使い古し酸の中に存在した炭
化水素を含む有機第一物質(原料)の転換は、硫酸との
反応により形成された炭素酸化物の量から計算して、お
よそ12%である。この文献に記載された方法は、固体の
炭素を含む残滓を生産し、この炭素を含んだ残滓を非常
に高い温度で空気により酸化しなければならないという
大きな欠点がある。国内登録番号 92/02072 のフランス
特許請求では、酸化力が硫酸の酸化力よりも高い薬剤
が、処理される使い古し酸の中に導入される。これら酸
化薬剤の中では、化合物H2 2 、H2 SO5 およびH
2 2 8が挙げられる。これらの薬剤を使用すること
により、方法が複雑で高価になる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による方法は、従
来技術の方法で使用される技術で起こる問題を取り除
き、特にアルキル化プラントから由来する硫酸スラッジ
の生産場所に簡単に配置することができる解決策を提供
している。この新しい方法は、ここでは、国内登録番号
91/13303 のフランス特許請求に記載されたような、硫
酸で含浸されたシリカからなる触媒を使用する、オレフ
ィンによるイソブタンのアルキル化方法にとって特に興
味深いものである。
【0007】本発明による方法は、シリカ上の硫酸をベ
ースにしたこのタイプの触媒に含まれる炭化水素を含む
有機物質の除去方法に関するものであり、前記不純物を
含む硫酸は、一般にこの段階で、硫酸をおよそ 50 〜9
9.5重量%、および遊離または結合形態の有機物質を、
炭素原子で表わして少なくとも 0.1重量%含んでいる。
【0008】上記で示されたように、シリカ上に含浸さ
れた不純物を含む硫酸は、国内登録番号 91/13303 のフ
ランス特許請求の中で記述されたような、再処理される
ためにアルキル化プラントから排除されたアルキル化触
媒にその端を発していてもよい。
【0009】参考として、触媒粒子の平均直径は、一般
に 0.1〜200 ミクロン(1ミクロン=10-6 m) である。
【0010】シリカの多孔質の中に含まれる不純物を含
む酸の処理方法は、一つまたは二つの工程を有する。処
理される不純物を含む硫酸の化学的組成によっては、第
一工程しか行わなくてもよい。
【0011】第一工程において、不純物を含む酸により
含浸されたシリカからなる触媒は、処理される物質の
0.05 〜10リットル/h/g、好ましくは0.1 〜5リットル/
h/gの流量の、分子酸素を含む、例えば空気また純粋酸
素を含むガスの流量下に、温度100〜400 ℃、好ましく
は 100〜350 ℃、さらにより好ましくは 170〜330 ℃で
カ焼される。この処理の時間は、有利には数分(例えば
3分間)から8時間である。
【0012】任意の第二工程で、処理される物質の 0.0
5 〜10リットル/h/gの流量の、分子酸素を含む、例えば
空気または純粋酸素を含むガスの流量下に、第一工程の
終わりに得られた固体を、400 〜600 ℃、好ましくは 4
50〜550 ℃の温度で、第一工程の終った時点でシリカ上
にまだ存在している炭化水素を含む沈積物を除去するよ
うに、カ焼する。
【0013】第一および第二工程のカ焼処理により、不
純物を含む硫酸中に最初に存在する炭化水素を含む化合
物の酸化と二酸化炭素SO2 により形成される物質を含
む気相が生成され、かつ浄化された硫酸からなる凝縮可
能な液相がもたらされる。
【0014】第一工程で、画期的にシリカ中に含まれる
硫酸の大部分を回収することができることが発見され、
従って硫酸は、本発明による方法の第一工程のカ焼が行
われる管状炉から出る蒸気から凝縮される。凝縮された
硫酸は十分に純粋であるので、発煙硫酸(オレウム)と
混合され、このように調製された硫酸溶液の水の含有量
がおよそ2重量%以下であるようにされた後、かつシリ
カ上に再含浸された後、脂肪族アルキル化触媒の製造に
入れることができる。さらに、本発明による方法の第二
工程の後にカ焼されたシリカは、硫酸により再度含浸さ
れてもよく、このようにして新しいアルキル化触媒を得
る。
【0015】本発明による方法において、第二カ焼工程
中、より詳細には第二工程の第一段階で形成されたガス
は、大抵の場合、ガスが含んでいる物質の価値づけのた
めと、また同時に環境保護に関する法律上の理由から大
気中へ直接廃棄されない。これらのガスは、大抵、ガス
が含んでいる硫黄酸化物の大部分を硫黄に変換すること
のできる還元に付される。本発明による方法が精製所で
使用される場合、本方法は大変良くこの精製所に同化
し、形成された二酸化硫黄は、ほとんどの場合その付近
に存在するクラウス(CLAUS) (排煙の処理)プラントへ
送られても良く、そこで硫黄に還元されて、次に場合に
よっては、酸化作用によって無水硫酸に再変換される。
【0016】
【実施例】以下の実施例は、その範囲を限ることなく、
本発明を例証している。
【0017】[実施例]シリカ上に含浸された硫酸から
なり、オレフィンによるイソブタンのアルキル化パイロ
ットプラントでテストされた使用済み触媒の再処理。
【0018】−未使用のアルキル化触媒の組成 未使用のアルキル化触媒は、粒子の平均直径が 115μm
のシリカ 41.7 重量%および無水硫酸 58.3 重量%から
なる。
【0019】−イソブタンのアルキル化での触媒の使用 ブテン-1によりイソブタンをアルキル化するために、直
径7cm、高さ15 cm の管状反応器を使用する。上記でそ
の組成が示された触媒 200 gが入ったこの反応器に、下
方から液相が補給され、反応器内でのその液相の直線速
度は、触媒の流動化を確実に行うために十分な速度の
0.36 cm/secである。
【0020】イソブタン/アルキレート分離帯域のイソ
ブタンの、反応器の入り口へのリサイクルを模擬するた
めに、仕込物として、ブテン-1を 8.3重量%含むイソブ
タンとブテン-1との液体混合物を使用する。仕込物の容
量流量は 102 ml/h である。反応器を出た液体流出物の
大部分が、仕込物と混合された後、前記反応器の入り口
へリサイクルされる。このために、50リットル/hのリサ
イクル容量流量を使用する。プラントから 100 ml/h 前
後の流量で連続的に、イソブタンの一部、転換されてい
ないブテン-1の一部および生成されたアルキレートを含
む液相を抜き出す。反応器内の温度は−3℃に調節さ
れ、圧力は5バールである。テストを15日間行った後、
触媒を取り出して、本発明で記述された方法を使って再
生する。
【0021】−使用済み触媒の再生 乾燥粉末の形態にある、使用済み触媒 200 gは、乾燥空
気 1.9リットル/h/gの流量下に、温度 290℃で5時間カ
焼され、ガスは冷却され、凝縮された液体はフラスコの
中に集められる。カ焼の後、一方で、質量が 87.54 gの
液体フラクション、他方で、質量が 84.7 g の乾燥粉末
を回収する。凝縮されなかったガスの質量は 27.76 gで
ある。集められた液体は、およそ 93 重量%の力価の硫
酸であり、シリカ上に存在する炭素を含む残滓(およそ
炭素 1.1重量%)は、550 ℃の空気下に4時間追加カ焼
されて完全に取り除かれてもよい。
【0022】本発明による方法は、初めに触媒内に存在
する硫酸のおよそ 75 %を回収することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリック ベナジ フランス国 モンテソン ブールヴァール ドゥ ラ レピュブリク 67 (72)発明者 フレデリック シェーニュ フランス国 ヴァランス リュ ヴィクト ール ユゴー 95 レ ベル フーユ レ ジダーンス (無番地) (72)発明者 ジャン イーヴ ベルナール フランス国 メネシ リュ ドゥ ラ フ ネゾン 14 (72)発明者 ジャン シャルル ヴィルタール フランス国 ヴァランス リュ ヴィクト ール ユゴー 95 レ ベル フーユ レ ジダーンス (無番地)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリカ上に担持された硫酸をベースにし
    た汚染されたアルキル化触媒を、この触媒が含んでいる
    炭化水素を含む有機物質の除去によって浄化する方法で
    あって、前記触媒は、遊離または結合された形態の有機
    物質を、炭素原子で表わして、少なくとも 0.1重量%含
    むものである方法において、前記触媒は、100 〜400 ℃
    の温度のガスの流量下にカ焼されることを特徴とする浄
    化方法。
  2. 【請求項2】 第一カ焼工程が終わると、第二カ焼工程
    で、400 〜600 ℃の温度で、ガスの流量下に、触媒上に
    まだ存在する炭化水素を含む沈積物を除去するようにカ
    焼が続行される、請求項1による方法。
  3. 【請求項3】 第一工程で、触媒は 100〜350 ℃の温度
    でカ焼される、請求項1および2のいずれかによる方
    法。
  4. 【請求項4】 カ焼は 170〜330 ℃で行われる、請求項
    3による方法。
  5. 【請求項5】 第一工程で、カ焼時間は数分間〜8時間
    である、請求項1〜4のうちの1項による方法。
  6. 【請求項6】 第二工程で、カ焼は 450〜550 ℃で行わ
    れる、請求項1〜5のうちの1項による方法。
  7. 【請求項7】 一つまたは複数のカ焼工程で使用される
    ガスは、分子酸素を含むガスである、請求項1〜6のう
    ちの1項による方法。
  8. 【請求項8】 一つまたは複数のカ焼工程で形成された
    ガスは、ガスが含んでいる硫黄酸化物の大部分の硫黄へ
    の変換を伴う還元に付される、請求項1〜7のうちの1
    項による方法。
JP7000489A 1994-01-06 1995-01-06 シリカ上に担持された硫酸をベースにした汚染された触媒の新しい再生方法 Withdrawn JPH07213909A (ja)

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FR2714622B1 (fr) 1996-04-05
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