JPH0773675B2 - 担体にレニウムを担持した、複分解によるオレフィンの製造用触媒の調製方法 - Google Patents

担体にレニウムを担持した、複分解によるオレフィンの製造用触媒の調製方法

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JPH0773675B2 JP62291652A JP29165287A JPH0773675B2 JP H0773675 B2 JPH0773675 B2 JP H0773675B2 JP 62291652 A JP62291652 A JP 62291652A JP 29165287 A JP29165287 A JP 29165287A JP H0773675 B2 JPH0773675 B2 JP H0773675B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、担体にレニウムを担持した、複分解によるオ
レフィンの製造用触媒の調製方法に関する。
従来技術およびその問題点 オレフィンの複分解すなわちアルキリデン基相互の再分
配反応は、例えばスチームクラッキングに由来する軽質
オレフィンすなわちエチレン、プロピレンおよびブテン
間の再平衡に実際的な大きな利点を与える。
この反応を触媒しやすい種々の型の触媒が知られてい
る。すなわちそれらの構成成分がすべて反応触媒に可溶
である時に均質型の触媒、あるいは成分のうちの少なく
とも1つが前記媒質中に不溶な時に不均質型のものが知
られている。これらの不均質型のものは、活性金属が高
い費用を要する時かつ損失無しにそれを再使用すること
を考える必要がある時に、特に有利である。例えば米国
特許第3,641,189号および米国特許第3,676,520号におい
てのように、単純オレフィンの複分解を触媒するため
に、不均質形態での使用が推奨されるレニウムべースの
触媒の場合である。
本発明は、先行技術の触媒より活性な触媒を得ることを
可能にする触媒について記載している。
問題点の解決手段 本方法は、(a)レニウム化合物の溶液によるアルミナ
含有多孔質担体の含浸、(b)85〜250℃におけるその
後の加熱(この間含浸溶媒を少なくとも大部分除去す
る)および(c)触媒を活性化するための400〜1000℃
における最終加熱から成る。
本方法は、多孔質担体の含浸が、毛管含浸とも呼ばれる
乾式含浸であること、および含浸担体を、レニウム化合
物の溶液の添加の終了後および85〜250℃での加熱前
に、少なくとも10時間実質的に非蒸発条件すなわち吸着
溶媒の少なくとも85%、好ましくは少なくとも95%が含
浸担体にとどまるような条件下に、0〜80℃の温度に維
持することを特徴とする。
乾式含浸とは、担体の細孔の容積より小さいかまたは最
大でもそれに等しい容積の溶液による含浸を意味する。
好ましくは溶液の容積は、担体の細孔の容積の少なくと
も90%である。
担体は好ましくはアルミナまたは少なくとも20重量%の
アルミナともう1つの耐火性酸化物例えばシリカ、マグ
ネシアまたは酸化チタンとの混合物である。この担体
は、かなりな比表面積例えば少なくとも10m2/gと、かな
りな細孔容積例えば少なくとも0.1cm3/g、好ましくは0.
3〜1cm3/gを有しなければならない。
この最小容積は液体の自由体積である。さもなければ含
浸は行なわれないであろう。これに反して、細孔を塞ぐ
ガスの種類はあまり重要ではない。このガスはまた真空
にされることによって追い出されてしまってもよい。
好ましいレニウムの化合物は、七酸化レニウム、過レニ
ウム酸アンモニウムおよび過レニウム酸である。レニウ
ム化合物を、水または有機溶媒、例えばメタノールのよ
うなアルコール中の溶液にする。
含浸担体を、少なくとも10時間、例えば10〜1000時間、
上に挙げた条件下で0〜80℃に維持する。10時間を大巾
に上回る含浸時間は、一般にそれ以上の利益はもたらさ
ない。これとは逆に、より短い、例えば0〜80℃に10分
〜2時間維持する含浸時間により、活性がこれより劣る
触媒を生じる。この事実は驚くべきことである。これは
乾式含浸がはるかに短い、すなわち数分程度の時間を要
することが一般に認められているからである。例えばA.
V.NEIMARK、L.I.KHEIFEZおよびV.B.FENELONOVの“Ind.E
ng.Chem.Prod.Res.Dev.,(1981年)第20巻、第439〜450
頁、特に第441頁参照。
後続の加熱(工程(b))は、溶媒の少なくとも大部
分、好ましくは溶媒のほとんど全部を除去すること、お
よびレニウムを安定化することを目的としている。例え
ば85〜250℃、好ましくは100〜180℃の温度で、例えば3
0〜5時間あるいはそれ以上の間加熱すると満足すべき
結果が生じる。中性雰囲気下、例えば窒素の掃気、また
は酸化雰囲気下例えば空気の掃気によって、さらには真
空下操作を行ってもよい。短かすぎる加熱時間または低
すぎる温度は避けるべきである。なぜならば、これによ
って後の活性処理の間不完全な安定化およびレニウムの
損失が生じるからである。それとは逆に高すぎる温度は
本工程の間、レニウムの損失を生じる。
レニウムを含む含浸溶液の濃度の選択によって、担体上
のレニウムの量を調整する。含浸したいと思うレニウム
の量が、その飽和限度にある溶液が導入することを可能
にする量より多い時、操作を数回に分けて行い、その都
度一連の工程(a)および(b)を、担体上の所望のレ
ニウム含量が得られるまで繰返す。このことによって0.
01〜20%、好ましくは1〜15%の乾燥重量のレニウムを
含む固体を得ることができる。
工程(a)および(b)に続いて、得られた触媒の活性
化は、400〜1000℃好ましくは500〜900℃における加熱
(工程(c))によって行なわれる。この加熱は、非還
元性ガス雰囲気下、例えば酸素、窒素またはアルゴン
下、窒素によって希釈された酸素下、好ましくは空気
下、静的または動的条件下に行なわれる。しかしなが
ら、軽質のガス流が好ましい。ガス流の湿度率は、好ま
しくは200ppm以下に維持される。同様に過剰空気の存在
下、メタンの燃焼ガスから成る雰囲気下の加熱を実施し
てもよい。この活性化処理時間は、例えば10分〜5時間
またはそれ以上である。その後でこのようにして得られ
た活性触媒を、好ましくは無水雰囲気下に冷却する。有
利には、炭化水素仕込原料と接触させる前に、必要であ
れば窒素パージを行なってもよい。
前記の担持レニウム触媒によって触媒される複分解反応
において反応しやすいオレフィンは、下記一般式によっ
て示される直鎖オレフィンであってもよい:R1R2C=CR3R
4(式中、R1、R2、R3およびR4は同一または異なり、水素
またはC1〜C20の炭化水素基である)。オレフィンはま
た環式構造のものであってもよく、環は3〜20個の炭素
原子を有する。オレフィンをそれ自体と反応させてもよ
いし、複数のオレフィンを混合してそれらの相互間で反
応させてもよい。1つの適用例は、エチレンと2−ブテ
ンとの反応によるプロピレンの製造またはプロピレンの
エチレン+2−ブテン混合物への逆の転換反応である。
複分解反応は、好ましくは溶媒の不存在下に行なわれ
る。しかしながら溶媒例えば炭化水素すなわちハロゲン
化、脂肪族、シクラン系または芳香族炭化水素の存在は
有害ではない。
反応は、攪拌反応器においてあるいは、1つまたは複数
の反応体を、触媒の固定床、移動床または流動床を通過
させて行なってもよい。
最も多くの場合、温度0〜200℃、好ましくは20〜120℃
で操作を行う。圧力は臨界的なものではない。
複分解反応は、好ましくは液相において酸素および湿度
の不存在下に実施される。反応体および溶媒を、この意
味で予め有効に処理する。
発明の効果 本発明は以上のとおり構成されているので、本書冒頭で
説明した、先行技術の触媒よりも大幅に活性な触媒を得
ることができる。
実施例 下記実施例は本発明を例証するが、その範囲を限定する
ものではない。
実施例1 触媒の調製 γ−アルミナ(比表面積:187m2/g、細孔容積:0.52cm3/
g)30gを空気流下350℃で3時間焼成する。周囲温度に
おける冷却後、このアルミナを、水15.6cm3中過レニウ
ム酸アンモニウム1.66gの水溶液(触媒の理論的レニウ
ム含量3.85重量%に対応する)によって含浸する。この
際水溶液をアルミナ上に1滴ずつ導入し、激しく攪拌す
る。すべての水溶液がアルミナによって吸収された時、
これには約5分かかる。あるいはこれを24時間20℃で湿
った大気中に放置する。この期間が終ると、重量の目だ
つほどの変化がみられない固体を、10分で外部の油浴を
用いて、140℃の温度、0.1mmHgの圧力にし、これらの条
件下に10時間維持する。この時、触媒を再び空気の大気
圧下に置き、ついで水150ppmを含む空気流によって18
/時の流量で掃気する。温度を次第に800℃まで上昇さ
せ、このレベルを3時間維持する。このようにして活性
化された触媒を、空気流下、周囲温度まで冷却し、つい
で数回窒素パージし、窒素下貯蔵する。
複分解における使用: 上記のように調製された触媒17gを、湿気を避けて、温
度の調製を可能にする水を流通させたダブルジャケット
管から成る反応器に装入する。液体プロピレンを、ポン
プを用いて、流量107cm3/時(容積流量/触媒の容量×
時間:VVH=4.40)で、反応器の底部より触媒に注入す
る。温度は350℃で、反応器内の圧力を、反応器の下流
に配置された調整器を用いて、3.5MPaに維持する。これ
らの条件下、反応器の出口におけるプロピレンの転換率
は、エチレンと2−ブテンの等モル混合物20%である。
選択率はほとんど100%である。
実施例2 触媒の調製 新たな触媒のロットを、実施例1においてと同様に調製
する。ただし、過レニウム酸アンモニウムの水溶液によ
る含浸後、含浸触媒を15日間周囲温度に湿った大気中に
放置して、その後この触媒を実施例1に記載された熱処
理に付す。
複分解における使用 実施例1に記載されたのと同じ装置に、上で調製された
触媒17gを装入する。液体プロピレンを、温度35℃、圧
力3.5MPa下、流量114.3cm3/時(VVH=4.70)で注入す
る。プロピレンの転換率は18%である(選択率:ほぼ10
0%)。
実施例3(比較例) この実施例は本発明の一部ではなく、比較例として挙げ
る。
触媒の調製 触媒1ロットを、実施例1におけるように調製する。た
だし過レニウム酸アンモニウムの水溶液による含浸後、
含浸触媒を15分間だけ放置した後、これを実施例に記載
したように熱処理に付す。
複分解における使用 実施例1に記載されたのと同じ装置に、上で調製された
触媒17gを装入する。液体プロピレンを流量107cm3/時
(VVH=4.40)で、温度35℃、圧力3.5MPaで注入する。
プロピレンの転換率は10%である。選択率はほぼ100%
である。
この実施例は、このロットの触媒のより低い活性を示
す。
実施例4 触媒の調製 実施例1で使用されたγ−アルミナ50gを、空気流下350
℃で3時間焼成する。70℃での冷却後、このアルミナを
70℃で水21cm3中過レニウム酸アンモニウム5.53gの水溶
液(触媒の理論的レニウム含量:7.68重量%)によって
含浸する。この際水溶液を70℃で1滴ずつアルミナに導
入し、激しく攪拌する。ついでアルミナを湿った大気中
に70℃で20時間放置する。この時間の後、固体を温度14
0℃、圧力0.1mmHgで2時間加熱する。この時触媒を空気
の大気圧に戻し、ついで水90ppmを含む空気流によっ
て、25/時の流量で掃気する。温度を次第に550℃ま
で上昇させ、このレベルを3時間維持する。このように
活性化された触媒を、空気流下周囲温度で冷却し、つい
で窒素で数回パージし、窒素下貯蔵する。
複分解における使用: 上で調製された触媒17gを、実施例1に記載された装置
に装入する。プロピレンを、液体で、流量71.4cm3/時
(VVH=2.94)、温度70℃、圧力5MPaで注入する。プロ
ピレンの転換率は39%である(選択率:ほぼ100%)。
実施例5 触媒の調製: 実施例1において使用されたγ−アルミナ50gを空気流
下350℃で3時間焼成する。周囲温度における冷却後、
このアルミナを過レニウム酸の水溶液(金属のレニウム
3.85gを含む21cm3、すなわち触媒の理論的レニウム含量
は7.7重量%である)によって含浸する。この際水溶液
をアルミナに一滴ずつ導入し、激しく攪拌する。ついで
アルミナを湿った大気中に20時間20℃に放置する。この
時間後、重量が目立つほどは変化していない固体を15分
間で空気の循環する乾燥器内で120℃の温度にし、これ
らの条件下に2時間維持する。この時触媒を冷却し、炉
に移し、ここで触媒を過剰の空気の存在下、メタンの燃
焼ガスから成るガス流による掃気に付す。このことによ
って、温度を次第に750℃まで上昇させる。このレベル
を30分維持する。このガス流の組成は下記のとおりであ
る:CO2=4.58;HO=9.17;O2=9.92;N2=76.33容量%。こ
のように活性化された触媒を、乾燥窒素流下、周囲温度
まで冷却し、ついで窒素下貯蔵する。
複分解における使用 上で調製した触媒17gを、実施例1に記載された装置に
装入する。液体プロピレンを、流量107cm3/時(VVH=
4.40)、温度35℃、圧力4.5MPaで注入する。プロピレン
の転換率は35%である(選択率:ほぼ100%)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 (72)発明者 フランソワ・ユーゲ フランス国ナンテール(92000)・アブニ ュー・フェリックス・フォール2番地 (72)発明者 リュシアン・ソーシヌ フランス国クロワシー・シュール・セーヌ (78290)・プラス・デ・フレール・ティ サンディエ2番地

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】担体にレニウムを担持した、複分解による
    オレフィンの製造用触媒の調製方法であって、アルミナ
    を含む多孔質担体を、溶媒中のレニウム化合物の溶液に
    よって含浸し、ついで含浸溶媒の少なくとも大部分を除
    去しながら85〜250℃で加熱し、最後に400〜1000℃で加
    熱して触媒を活性化させる方法において、多孔質担体を
    乾式含浸すること、およびレニウム化合物の溶液の添加
    の終了後でかつ85〜250℃における加熱前に、少なくと
    も10時間、実質的に非蒸発条件下に0〜80℃に維持する
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】含浸触媒中のレニウムが、多孔質担体の0.
    01〜20重量%の割合にあることを特徴とする、特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】レニウム化合物が、七酸化レニウム、過レ
    ニウム酸アンモニウムおよび過レニウム酸から成る群れ
    に属する、特許請求の範囲第1または第2項記載の方
    法。
  4. 【請求項4】多孔質担体は、多孔度が少なくとも0.1cm3
    /g、比表面積が少なくとも10cm2/gのアルミナである、
    特許請求の範囲第1〜3項のうちいずれか1項記載の方
    法。
  5. 【請求項5】85〜250℃で30分〜5時間で中性雰囲気ま
    たは酸化雰囲気または真空下加熱し、ついで400〜1000
    ℃で10分〜5時間、非還元雰囲気で加熱する、特許請求
    の範囲第1〜4項のうちいずれか1項記載の方法。
  6. 【請求項6】600〜1000℃で10分〜5時間、メタンの燃
    焼ガスから成る雰囲気下、過剰空気の存在下に加熱す
    る、特許請求の範囲第1〜5項のうちいずれか1項記載
    の方法。
JP62291652A 1986-11-18 1987-11-18 担体にレニウムを担持した、複分解によるオレフィンの製造用触媒の調製方法 Expired - Lifetime JPH0773675B2 (ja)

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