JPH0796201A - 失活触媒の再生方法 - Google Patents

失活触媒の再生方法

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JPH0796201A
JPH0796201A JP24086093A JP24086093A JPH0796201A JP H0796201 A JPH0796201 A JP H0796201A JP 24086093 A JP24086093 A JP 24086093A JP 24086093 A JP24086093 A JP 24086093A JP H0796201 A JPH0796201 A JP H0796201A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】コークあるいは硫黄の蓄積又は白金の凝集等に
より失活した触媒、あるいは極度に失活した触媒でも容
易に再生でき、特に硫黄被毒により失活した触媒の再生
に優れ、活性を新触媒と同等の程度まで回復することが
できる失活触媒の再生法を開発することである。 【構成】周期律表の第VIII族貴金属を担持したゼオライ
トを含む失活した触媒を再生するに当たり、該失活触媒
を酸化条件下でデコーキング処理し、次いで水素還元処
理を行った後に、ハロゲンまたはハロゲン含有化合物を
含む液体で接触処理し、しかる後に焼成することを特徴
とする失活触媒の再生方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は失活触媒の再生方法に関
し、詳しくは周期律表の第VIII族貴金属を担持したゼオ
ライトを含む失活触媒、特に芳香族化合物製造用触媒の
効果的な再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、白金等の周期律表第VIII族貴
金属を担持したゼオライト等の各種の触媒が、芳香族化
合物製造用の触媒として有効であることは知られてい
る。しかし、これらの触媒は、長時間の反応により貴金
属上へのコークや硫黄の蓄積及び白金粒子等の成長によ
り失活し、触媒の役目を満足に果たさなくなるため、適
時再生処理することが必要となる。 上述の如き失活し
た触媒(例えば、白金担持L型ゼオライト等)を希酸素
の存在下に、430〜540℃の温度で加熱することに
より、失活触媒のコーク析出物を除去できることはよく
知られているが、高温時のデコーキングは、担持された
貴金属粒子の成長、すなわち、貴金属粒子の表面積の減
少を生ぜしめ、触媒活性の低下を招く結果となる。その
ため、高温デコーキングの後、空気及び塩素又は四塩化
炭素のような塩素化合物と高温で接触させること(オキ
シクロル化処理)により、触媒の貴金属粒子を再分散さ
せる必要がある(特開昭60−168540号及び特公
平2−24585号の各公報参照)。しかし、上記のオ
キシクロル化処理では、硫黄により被毒された触媒や極
度に失活した触媒を再生することは極めて困難である。
また、失活触媒を酸化条件下でデコーキング後、中性溶
液又は酸性溶液で洗浄してから塩基性水溶液で処理し、
脱イオン水で洗浄後乾燥,焼成して再生する方法が開示
されている(特表昭62−500710号公報)。しか
し、この方法は再生効率が悪く、処理工程が多く、使用
する水溶液が触媒容量に対して10倍以上必要であると
いう問題があり、また硫黄の除去については何等開示し
ていない。さらに、失活触媒を水素還元処理のみで再
生する技術(特開昭57−24316号公報)やハロ
ゲン含有化合物の存在下でデコーキングする技術(特開
平1−231944号公報)、デコーキング後白金を
更に凝集させた後、硫黄を除去する技術(特表平1−5
02008号公報)あるいはデコーキング後、液相ハ
ロゲン化処理する技術(特開平5−96177号公報)
等が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、の方法で再
生された触媒はその性能が低く、またの触媒の再生工
程においては、ハロゲン含有化合物の存在下、高温でデ
コーキングするため、処理装置が高価となり、その上ハ
ロゲン含有化合物として、最近環境への影響が問題とな
っているフロンガスが使用されており、その使用は環境
上望ましくない。また、の触媒の再生工程において
は、デコーキングによりコ−クを除去した後、更に高濃
度の酸素により高温で白金を凝集させたのち、高濃度の
塩化水素と接触させ硫黄を除去し、更に白金を再分散さ
せるためオキシクロル化処理するため、処理装置が高価
となり、また処理工程が多い。更にの触媒の再生工程
は、失活触媒をデコーキングし、かつデコーキング触媒
の含水率に見合う水に、所定量のハロゲン担持量になる
ハロゲン含有化合物を溶解した水溶液を、デコーキング
触媒に含浸し、乾燥,焼成を行い、再生するものである
が、この方法においては硫黄の除去が不十分であり、失
活触媒によっては硫黄の除去が困難な場合さえある。そ
こで、本発明者らは、上記従来技術の欠点を解消し、コ
ークあるいは硫黄の蓄積又は白金の凝集等により失活し
た触媒や極度に失活した触媒でも容易に再生でき、特に
硫黄被毒により失活した触媒の再生に優れ、活性を新触
媒と同等の程度まで回復することができる失活触媒の再
生法を開発すべく、鋭意研究を重ねた。
【0004】
【課題を解決するための手段】その結果、失活触媒をデ
コーキング処理後、水素還元処理を行い、その後にハロ
ゲンまたはハロゲン含有化合物を含有する液体で処理す
ることにより、上記問題を解消し、効果的な再生が達成
されることを見出した。本発明は、かかる知見に基いて
完成したものである。
【0005】すなわち本発明は、周期律表の第VIII族貴
金属を担持したゼオライトを含む失活した触媒を再生す
るに当たり、該失活触媒を酸化条件下でデコーキング処
理し、次いで水素還元処理を行った後に、ハロゲンまた
はハロゲン含有化合物を含む液体で接触処理し、しかる
後に焼成することを特徴とする失活触媒の再生方法を提
供するものである。
【0006】本発明の方法を適用しうる触媒は、周期律
表の第VIII族貴金属を担持したゼオライトを含む失活し
た触媒であり、特に芳香族製造用触媒である。ここで、
ゼオライトは、合成ゼオライト,天然ゼオライトのいず
れでもよく、またX型,Y型,L型,モルデナイト型,
ZSM−5型等、任意のものであってもよいが、特にL
型のものが好ましい。担持される金属は、周期律表の第
VIII族貴金属、例えばOs, Ru, Rh,Ir, Pd,
Ptであり、特にPtが好ましい。また、触媒は担持さ
れる金属の第二成分として、Re,Sn,Ge等を含ん
でいてもよい。また、ゼオライトはシリカ,アルミナ,
アルミノ珪酸塩及び粘度等の無機質結合剤で成形されて
いてもよい。
【0007】本発明の対象となる触媒は、上記のような
周期律表の第VIII族貴金属を担持したゼオライト等、例
えば特開昭52−33632号公報,同57−2431
6号公報,同58−133835号公報,同58−13
4035号公報,同58−223614号公報,同59
−80333号公報,同59−179589号公報,同
60−15489号公報,同60−168539号公
報,同60−175548号公報,同61−60787
号公報,同61−125437号公報,同61−148
296号公報,同61−151019号公報,同62−
57653号公報等に開示されている触媒等、非常に広
範囲のものである。このような触媒は、特に芳香族化合
物の製造に使用され、例えば軽質ナフサからベンゼンを
製造する反応、重質ナフサからアルキルベンゼンを製造
する反応、重質ナフサから高オクタン価ガソリンを製造
する反応の触媒などとして有効である。このような反応
に長時間使用すると、触媒は表面にコーク,硫黄等を蓄
積することにより失活する。
【0008】本発明では、このように失活した触媒を酸
化条件下でデコーキング処理し、次いで水素還元処理を
行った後に、ハロゲンまたはハロゲン含有化合物を含む
液体、所謂液相ハロゲンで接触処理し、しかる後焼成す
ることにより再生させる。酸化条件下でのデコーキング
処理は、種々の方法により行うことができる。その処理
条件は、例えば酸素を用いた場合は、通常処理温度は1
00〜600℃、好ましくは100〜550℃であり、
処理時間は1〜48時間、好ましくは2〜30時間であ
り、処理圧力は0〜20kg/cm2 G、好ましくは0
〜10kg/cm2 Gである。
【0009】次に本発明の方法では、上記のように失活
した触媒をデコーキング処理した後、水素還元処理を行
う。このような水素還元処理は、処理温度が通常100
〜600℃、好ましくは200〜550℃であり、処理
時間が1〜50時間、好ましくは1〜30時間であり、
処理圧力が0〜20kg/cm2 G、好ましくは0〜1
0kg/cm2 Gの条件下で行われる。
【0010】更に本発明の方法では、上述のように失活
触媒をデコーキング処理後に水素還元処理した後、液相
ハロゲンで接触処理(液相ハロゲンで処理)を行う。こ
の液相ハロゲン処理は、例えば、上記水素還元処理され
た触媒の含水率にみあう水、通常は触媒1g当たり0.2
〜0.6ccの水に、ハロゲンまたはハロゲン含有化合物
を溶解させた液(液相ハロゲン)に該触媒を接触させる
ことにより行われる。この接触方法としては、常圧含浸
法,真空含浸法,浸透法等が挙げられる。上記ハロゲン
またはハロゲン含有化合物としては、例えば臭素,塩化
水素,塩化アンモニウム,フッ化水素,フッ化アンモニ
ウム,臭化水素,臭化アンモニウム,沃化水素,沃化ア
ンモニウム等が挙げられ、特に好ましいのは、塩化水
素,塩化アンモニウム及びフッ化アンモニウムである。
この処理にあたって用いるハロゲンまたはハロゲン含有
化合物は、一種類でもまた二種以上を混合したものを充
当してもよい。
【0011】このようにして得られた液相ハロゲン処理
された触媒について、そのハロゲンまたはハロゲン含有
化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、通
常は0.1〜10重量%、好ましくは0.3〜5重量%であ
る。焼成は、酸素の存在下で行われ、処理温度は通常1
00〜600℃、好ましくは200〜500℃であり、
処理時間は0.5〜24時間、好ましくは1〜10時間で
あり、処理圧力は0〜20kg/cm2 G、好ましくは
0〜10kg/cm 2 である。
【0012】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によりさら
に具体的に説明する。 実施例1 (イ)触媒の調製 L型ゼオライト(東ソー(株)製;TSZ−500KO
A)100重量部にシリカバインダー(日産化学(株)
製;スノーテックス)20重量部を添加し、混練成型し
た。その後、500℃にて2時間空気焼成を行ってシリ
カバインダー成型L型ゼオライトを得た。得られたシリ
カバインダー成型L型ゼオライトを石英反応管に充填
し、窒素を流しながら、200℃で30分間保持し、そ
の後ガスを窒素からモノクロロトリフルオロメタンに切
替え、500℃に昇温した。500℃にて2時間保持し
た後、ガスをモノクロロトリフルオロメタンから窒素に
切替えて降温し、ハロゲン処理L型ゼオライトを得た。
次いで、塩化テトラアンミン白金0.342gを、脱イオ
ン交換水10gに溶解し含浸液を調製した。この含浸液
を上記のハロゲン処理L型ゼオライト20gに攪拌しな
がら徐々に滴下し白金を担持した。次いで室温で一晩乾
燥後、空気中80℃で乾燥した。得られた触媒を触媒A
1とする。触媒A1中の硫黄量は20ppmであった。
【0013】(ロ)触媒の失活 上記(イ)で調製した触媒A1を、反応管に充填した
後、水素気流中、540℃で24時間処理した。次い
で、反応圧力を3kg/cm2 Gに調節した後、ヘキサ
ン及び水素をそれぞれそれぞれ重量空間速度2hr-1
水素/ヘキサン=0.5モル/1モルで供給し、反応管出
口の芳香族収率が60%となるように反応温度を調節し
ながら触媒を失活させた。得られた失活触媒を触媒A2
とする。触媒A2の硫黄量は90ppmであった。
【0014】(ハ)失活触媒の再生 (1)デコーキング処理 触媒A2(4g)を反応管に仕込み、圧力0kg/cm
2 Gにおいて、65cc/分の速度で窒素ガスを流し、
120℃まで昇温し、120℃で3時間保持した後、圧
力を4kg/cm2 Gまで昇圧し、ガスを窒素ガスから
混合ガス(ガス組成(体積比);O2 /N2 =0.2/9
9.8)に切替え、昇温速度50℃/分で450℃まで昇
温し、450℃で反応管出口のCO2 濃度が所定濃度以
下になるまで保持した。得られたデコーキング触媒を触
媒A3とする。尚、デコーキング触媒の硫黄量は90p
pmであり、失活触媒の硫黄量と変化なかった。
【0015】(2)水素還元処理 上記(1)で得られた触媒A3(3g)を反応管に仕込
み、650cc/分の流量で水素ガスを流しながら54
0℃まで昇温し、540℃で24時間保存した。得られ
た還元触媒を触媒A4とする。触媒A4の硫黄量は70
ppmであり、新触媒レベルまでは減少していなかっ
た。 (3)ハロゲン処理及び焼成 上記(2)で得られた触媒A4(2g)に、塩化アンモ
ニウム0.06g,フッ化アンモニウム0.039gおよび
脱イオン交換水0.76gを混合した溶液を含浸させ、室
温で一晩放置した後、ロータリーエバポレータで触媒中
の水分を100℃で除去した。得られた触媒を空気雰囲
気下で400℃で3時間焼成処理することによって触媒
を再生した。得られた再生触媒を触媒A5とする。触媒
A5の硫黄量は30ppmであり、新触媒に近いレベル
まで減少していた。
【0016】(ニ)触媒の評価 16から32メッシュにふるい分けた触媒を石英反応管
中に入れ、石英砂を触媒の上下に置いた。触媒を水素気
流中、540℃で24時間処理した。次いで、圧力5k
g/cm2 G,温度517℃に調節した後、ヘキサンお
よび水素をそれぞれ重量空間速度16hr-1,水素/ヘ
キサン=5モル/1モルで供給し、第1表に示す時間で
データを取った。得られた結果を第1表に示す。
【0017】実施例2 実施例1と同様の方法でデコーキング触媒を調製した。
得られたデコーキング触媒(3g)を反応管に仕込み、
650cc/分の流量で水素ガスを流しながら、300
℃まで昇温し、300℃で5時間保持した。得られた還
元触媒の硫黄量は80ppmであり、新触媒レベルまで
減少していなかった。この還元触媒を実施例1と同様の
方法でハロゲン処理及び焼成を行い再生した。得られた
再生触媒を触媒A6とする。触媒A6の硫黄量は40p
pmであった。次に、この再生触媒を実施例1と同様の
方法で反応評価した。結果を第1表に示す。
【0018】実施例3 実施例1と同様の方法でデコーキング触媒を調製した。
得られたデコーキング触媒を、水素ガスを流しながら3
00℃で24時間保持した以外は実施例2と同様に水素
還元した。得られた還元触媒の硫黄量は80ppmであ
り、新触媒レベルまで減少していなかった。この還元触
媒を実施例1と同様の方法でハロゲン処理及び焼成を行
い再生した。得られた再生触媒を触媒A7とする。触媒
A7の硫黄量は30ppmであった。次に、この再生触
媒を実施例1と同様の方法で反応評価した。結果を第1
表に示す。
【0019】比較例1 実施例1と同様の方法でデコーキング触媒を調製した。
得られたデコーキング触媒は、水素還元を行わずに実施
例1と同様の方法でハロゲン処理及び焼成を行い再生し
た。得られた再生触媒を触媒B1とする。触媒B1の硫
黄量は90ppmであり失活触媒の硫黄量と変化なかっ
た。次に、この再生触媒を実施例1と同様の方法で反応
評価した。結果を第1表に示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】第1表からわかるように、失活触媒をデコ
ーキング処理及び液相ハロゲン処理するのみでは触媒中
の硫黄量は新触媒のレベルまで回復しないが、デコーキ
ング処理、水素還元処理及び液相ハロゲン処理を組合せ
ることにより、触媒中の硫黄分は新触媒並み減少し、芳
香族収率及び芳香族収率減少速度も新触媒並に回復して
いることがわかる。尚、第1表における芳香族収率減少
速度は次式により求めた。 芳香族収率減少速度=〔10hr. 芳香族収率(重量%)
−20hr. 芳香族収率(重量%)〕/(20−10)
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、失活触媒をデコーキン
グ処理した後に水素還元処理し、次いで液相ハロゲンで
処理することにより、再生触媒の活性を容易に新触媒程
度あるいは同等以上に回復させることが可能であり、特
に触媒中の硫黄分を新触媒並みに減少させることが出来
る。また、本発明によれば、安価なハロゲンやハロゲン
含有化合物を用いて失活触媒を再生することができる。
したがって、本発明の再生方法は、石油精製分野,石油
化学分野等において、有効な利用が期待される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周期律表の第VIII族貴金属を担持したゼ
    オライトを含む失活した触媒を再生するに当たり、該失
    活触媒を酸化条件下でデコーキング処理し、次いで水素
    還元処理を行った後に、ハロゲンまたはハロゲン含有化
    合物を含む液体で接触処理し、しかる後に焼成すること
    を特徴とする失活触媒の再生方法。
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