JPH09117670A - 脂肪族化合物のアルキル化用固体触媒 - Google Patents

脂肪族化合物のアルキル化用固体触媒

Info

Publication number
JPH09117670A
JPH09117670A JP8240097A JP24009796A JPH09117670A JP H09117670 A JPH09117670 A JP H09117670A JP 8240097 A JP8240097 A JP 8240097A JP 24009796 A JP24009796 A JP 24009796A JP H09117670 A JPH09117670 A JP H09117670A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
catalyst
solid catalyst
catalyst according
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP8240097A
Other languages
English (en)
Inventor
Eric Benazzi
ベナジ エリック
Jean-Francois Joly
フランソワ ジョリ ジャン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies nouvelles
Original Assignee
IFP Energies nouvelles
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies nouvelles filed Critical IFP Energies nouvelles
Publication of JPH09117670A publication Critical patent/JPH09117670A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0215—Sulfur-containing compounds
    • B01J31/0225—Sulfur-containing compounds comprising sulfonic acid groups or the corresponding salts
    • B01J31/0227—Sulfur-containing compounds comprising sulfonic acid groups or the corresponding salts being perfluorinated, i.e. comprising at least one perfluorinated moiety as substructure in case of polyfunctional compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B01J35/45—Nanoparticles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54—Preparation 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
    • C07C2/56—Addition to acyclic hydrocarbons
    • C07C2/58—Catalytic processes
    • C07C2/62—Catalytic processes with acids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/30—Addition reactions at carbon centres, i.e. to either C-C or C-X multiple bonds
    • B01J2231/32—Addition reactions to C=C or C-C triple bonds
    • B01J2231/323—Hydrometalation, e.g. bor-, alumin-, silyl-, zirconation or analoguous reactions like carbometalation, hydrocarbation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B01J37/0203—Impregnation the impregnation liquid containing organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2521/00—Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
    • C07C2521/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • C07C2521/08—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2527/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • C07C2527/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • C07C2527/03—Acids of sulfur other than sulfhydric acid or sulfuric acid, e.g. halosulfonic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2531/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • C07C2531/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • C07C2531/025—Sulfonic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脂肪族化合物のアルキル化が効率的に行える
ようにする。 【解決手段】 有機または無機細孔担体に、式R- SO
3 H(式中、Rはフッ素またはアルキル基またはフッ素
化アルキル基である)の酸から選ばれる少なくとも一つ
の酸と弱塩基性である少なくとも一つの有機非プロトン
性溶媒とからなる少なくとも一つの活性相が含浸されて
なる固体触媒であって、前記担体が前記活性相の含浸前
に総細孔容積0.5〜6cm3 /gを有し、本質的に平
均直径0.1〜150μmの粒子により構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脂肪族化合物のア
ルキル化用固体触媒に関し、更に詳しくは、有機または
無機細孔担体に、式R- SO3 H[式中、Rはフッ素ま
たはアルキル基または(一部または全部フッ素化され
た)フッ素化アルキル基であり、Rは好ましくはFまた
はCF3 、より好ましくはCF3 である]の酸から選ば
れる少なくとも一つの酸と弱塩基性である少なくとも一
つの有機非プロトン性溶媒とからなる少なくとも一つの
活性相が含浸されてなる固体触媒に関する。
【0002】また、本発明は、1分子当り炭素原子数3
〜6を有する少なくとも一つのオレフィン(すなわちC
3 〜C6 オレフィン)による、前記触媒を用いた脂肪族
化合物のアルキル化、すなわちイソブタンおよび/また
はイソペンタンの接触アルキル化での前記触媒の使用に
も関し、これにより高度の分枝化および高オクタン価を
有するパラフィン系化合物を得ることが可能になる。
【0003】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】多数
の液体または固体の酸触媒が、少なくとも一つのオレフ
ィン、例えばプロピレン、1-および2-ブテンまたはイソ
ブテンによる、イソパラフィン、例えばイソブタンまた
はイソペンタンの脂肪族アルキル化に寄与することが一
般に知られている。工業的に最も一般に使用される触媒
は液体触媒であり、それらは濃硫酸および単独または三
フッ化ホウ素のようなルイス酸との混合物状のフッ化水
素酸である。
【0004】上記液体触媒を用いた脂肪族化合物のアル
キル化方法は、後述するように、大きな不都合を有す
る。
【0005】すなわち、フッ化水素酸では、その毒性お
よび強度の揮発性が問題となり、硫酸では、費用のかか
る再処理を必要とする触媒の大きな消費量が問題とな
る。それ故に、固体触媒、あるいはアルミノシリケート
もしくは金属酸化物のような固体に担持された触媒、例
えば硫酸で処理されたジルコニアの使用が推奨されてき
た。
【0006】米国特許US-A-3,795,712には、少なくとも
一つのオレフィンによる芳香族化合物のアルキル化反
応、少なくとも一つのオレフィンによるイソブタンの脂
肪族アルキル化反応、およびオレフィンのオリゴマー化
または重合反応に、触媒作用を及ぼす目的で、ルイス酸
またはブレンステッド酸と、式R- SO2 - R′(式
中、RおよびR′は、各々別々に、1分子当り炭素原子
数1〜8を有する1価の基であるか、あるいは場合によ
っては不活性炭化水素溶媒中で、RとR′の全体とし
て、炭素原子数3〜12を有する2価の基である)のス
ルホンとを含む触媒組成物を用いることが提案されてお
り、酸の濃度はスルホン1リットル当り、10-5モル〜
5モルであり、これは、酸がトリフルオロメタンスルホ
ン酸である場合、またはスルホンがスルホラン(sulfola
ne) である場合には、酸の0.00012〜37重量%
をなす。
【0007】国際特許出願PCT WO93/00316には、少なく
とも一つのハロゲンによって置換されたフッ化水素酸ま
たはスルホン酸10〜90重量%と、金属ハロゲン化物
の意図的な不存在下に40より少ない供与体数を有する
溶媒10〜90重量%とを含む脂肪族化合物のアルキル
化用液体触媒組成物が記載されている。多数の記述にお
いて、このような溶媒として、スルホラン、テトラメチ
レンスルホン、およびジメチルスルホキシドが表されて
いる。
【0008】本発明の目的は、上述した米国特許US-A-3
795712および国際特許WO 93/00316に記載されている、
脂肪族化合物のアルキル化に使用される液体触媒組成物
のような不都合を生じない固体触媒を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機または無
機細孔担体に、式R- SO3 H(式中、Rはフッ素また
はアルキル基またはフッ素化アルキル基である)の酸か
ら選ばれる少なくとも一つの酸と弱塩基性である少なく
とも一つの有機非プロトン性溶媒とからなる少なくとも
一つの活性相が含浸されてなる固体触媒であって、前記
担体が前記活性相の含浸前に総細孔容積0.5〜6cm
3 /gを有し、本質的に平均直径0.1〜150μmの
粒子により構成されているものである。
【0010】式R- SO3 HにおけるRはフッ素または
アルキル基または(一部または全部フッ素化された)フ
ッ素化アルキル基であるが、Rは好ましくはFまたはC
F3、より好ましくはCF3 である。
【0011】担体の総細孔容積は、0.5〜6cm3 /
gであるが、より好ましくは0.6〜6cm3 /gであ
り、更に好ましくは1.5〜6cm3 /gである。
【0012】触媒を構成する粒子の平均直径は、0.1
〜150μm(1μm=10-6m)であるが、より好ま
しくは5〜110μmであり、更に好ましくは5〜80
μmである。
【0013】酸としては、フルオロスルホン酸FSO3
Hまたはトリフルオロメタンスルホン酸CF3 SO3 H
が挙げられ、好ましいものはトリフルオロメタンスルホ
ン酸CF3 SO3 Hである。
【0014】担体としては、シリカが例示されるが、該
シリカは不純物、例えば酸化物、アルカリ、アルカリ土
類、アルミニウム化合物または当業者に周知の他の全て
の不純物を含み得るものであり、これらの不純物の総量
は、一般にはシリカに対して2重量%を越えないもので
ある。
【0015】好ましくはシリカである、有機または無機
細孔担体は、一般には、活性相の含浸前には、比表面積
0.1〜1500m2 /gを有するものである。
【0016】活性相は、(重量%で)一般には、酸10
〜99%、好ましくは30〜99%、より好ましくは4
0〜99%と、弱塩基性である有機非プロトン性溶媒1
〜90%、好ましくは1〜70%、より好ましくは1〜
60%とを含むものである。
【0017】使用される酸は、一般には、重量%で、滴
定量95〜100%、好ましくは98〜100%を有
し、100%までの補足物は、ほとんどの場合水で構成
される。
【0018】弱塩基性の有機非プロトン性溶媒は、一般
には酸に混和性であり、炭化水素相に非混和性である。
該溶媒の塩基度は、該溶媒が混合状態にある酸のプロト
ン性作用を低減しないようにできるだけ低いものでなけ
ればならない。溶媒は、一般には、テトラヒドロチオフ
ェンの二酸化物の登録商標名であるスルホラン、(さら
にジメチルスルフィノンと称される)ジメチルスルホキ
シド、ニトロメタンおよびジオキサン(1-2-ジオキサン
および1-4-ジオキサン)からなる群から選ばれる。好ま
しくは、前記溶媒は、スルホラン、ジオキサンおよびジ
メチルスルホキシドからなる群から選ばれる。より好ま
しくは、前記溶媒はスルホランである。
【0019】アルキル化装置内で実際に使用される、滴
定量97〜99重量%の硫酸に比べて、本発明による触
媒の利点の1つは、該触媒中に含まれる前記酸が硫酸よ
りも非常に弱い酸化特性を有することから、この非常に
弱い酸化特性を示しつつ、硫酸より以上あるいは同等の
酸度を示すことである。他方では、本発明による触媒の
利点の1つは、酸がトリフルオロメタンスルホン酸であ
る場合に、トリフレートアルキルと命名される化合物形
態で、触媒中に含まれる酸の炭化水素溶液中での望まし
くない変化を抑制することである。
【0020】本発明による触媒の他の利点の1つには、
得られたアルキレートの特質があり、該特質とは、担体
へ硫酸またはトリフルオロメタン硫酸を使用する場合よ
りもアルキレート中の硫黄含有量が少ないことである。
【0021】本発明による触媒の他の利点は、前記使用
により、触媒の消費量の減少が生じ、かつアルキル化装
置の操作費用の低減が生じることである。
【0022】活性相は、一般には、担体の総細孔容積の
80〜100%を占めており、好ましくは前記細孔容積
の90〜100%を占める。
【0023】本発明による触媒の調製方法は、一般には
少なくとも二つの工程からなる。第一工程において、有
機または無機細孔担体は、50℃より高い温度、好まし
くは80℃より高い温度、より好ましくは150〜60
0℃、例えば約500℃で焼成される。この焼成工程の
時間は、通常10分〜50時間、好ましくは15分〜2
5時間である。焼成は、一般には、流量0.001〜1
0リットル/時間/g、好ましくは0.1〜5リットル
/時間/gの乾燥空気の存在下、または乾燥空気/窒素
混合物の存在下に行なわれる。第二工程は、前記焼成担
体に活性相を含浸させることにある。この第二工程を実
施するために、当業者に周知のあらゆる技術を用いてよ
い。この調製方法には、通常、含浸工程に先だって、活
性相調製用補足工程が加えられる。
【0024】本発明は、1分子当り炭素原子数3〜6を
有する少なくとも一つのオレフィンの存在下でのイソブ
タンおよび/またはイソペンタン(イソブタン、もしく
はイソペンタン、あるいはイソブタンおよびイソペンタ
ン)からなる群から選ばれる少なくとも一つのイソパラ
フィンの接触アルキル化における、上記本発明の触媒の
使用にも関する。
【0025】本発明による触媒は、良好な条件下でオレ
フィンによるイソパラフィンのアルキル化反応を行える
方法において用いられる。特に、前記反応は、(オレフ
ィンがブテンである場合には、またイソパラフィンがイ
ソブタンである場合には、転換されたブテンの約83.
6kJ/モルである)強い発熱性により特徴付けられ、
本発明による触媒を用いることによって、温度の良好な
均一性と反応体の集中性を得ることができる。
【0026】本発明による触媒を用いるイソパラフィン
のアルキル化方法においては、操作条件、より特別には
温度および圧力は、一般には、イソパラフィン、オレフ
ィンおよび反応生成物からなる混合物が液体であるよう
に選択される。さらに、触媒が、液体−固体の良好な接
触を確実に行なうように、前記液体中に浸されることが
重要である。
【0027】本発明による触媒は、有利には、液相で、
並びにイソパラフィンおよび/またはイソパラフィンの
混合物との混合状態で、1分子当り炭素原子数3〜6を
有する少なくとも一つのオレフィンと、イソブタンおよ
び/またはイソペンタンとのアルキル化反応帯域内で使
用される。本発明による触媒は、ほとんど完全に攪拌さ
れた反応帯域での膨脹床で、あるいは循環床で使用され
てよい。好ましくは、該触媒は、連続液相を用いる方法
において使用される。触媒は、後述する好ましい2つの
使用形態に従って懸濁状態で使用されるのが好ましい。
【0028】本発明による触媒の好ましい第1の使用形
態は、炭化水素液相中での懸濁状触媒の十分な攪拌を得
るように、少なくとも一つの攪拌手段、例えば少なくと
も一つのスクリューを用いて、ほとんど完全な混合、す
なわち完全であるか、またはほぼ完全である混合が行わ
れる反応帯域(攪拌またはグリニャール炉)内でのもの
であり、上記炭化水素液相は、一般にはイソパラフィン
(イソブタンおよび/またはイソペンタン)、少なくと
も一つのオレフィン、場合によっては少なくとも一つの
不活性希釈剤(例えばプロパンおよび直鎖状ブタン)、
並びにアルキル化反応生成物を含む。イソブタンおよび
/またはイソペンタン、並びに少なくとも一つのオレフ
ィンからなる転換すべき仕込原料は、例えば、反応帯域
内に存在する炭化水素液相中の少なくとも一箇所に液体
形態で導入される。
【0029】炭化水素相中の懸濁状態である本発明によ
る触媒の好ましい第二の使用形態は、並流での移動床、
すなわち循環床である。該使用形態において、炭化水素
液相中での懸濁状触媒は、一般にはイソパラフィン(イ
ソブタンおよび/またはイソペンタン)、少なくとも一
つのオレフィン、場合によっては少なくとも一つの不活
性希釈剤(例えばプロパンまたは直鎖状ブタン)、並び
にアルキル化反応生成物を含んでおり、反応帯域内を下
から上に流通する。次いで、炭化水素相中の触媒の懸濁
によって構成される全てのものは、反応帯域の入口に再
度導入される前に、少なくとも一つの熱交換器と、少な
くとも一つのポンプとを横断して流通する。イソブタン
および/またはイソペンタン、並びに少なくとも一つの
オレフィンからなる転換すべき仕込原料は、液体形態ま
たは気体形態で反応帯域の少なくとも一つの箇所に導入
される。
【0030】前述の二つの使用形態において、転換され
なかった、あるいは反応の化学量論において、過剰に導
入されるイソパラフィン(イソブタンおよび/またはイ
ソペンタン)は、一般にはアルキレートから分離した後
に、反応帯域内への直接導入によって、あるいは転換す
べき仕込原料との混合によって再循環される。
【0031】イソパラフィン−オレフィン混合物は、一
般には、毎時触媒重量1ユニット当り導入されるオレフ
ィンの重量で表示される、毎時空間速度(pph)0.
001〜10h-1、好ましくは0.002〜2h-1で反
応帯域内に導入される。前記混合もまた反応帯域の内部
で実施されてよい。あらゆる場合において、このように
構成された混合物は、炭化水素混合物が触媒上で液体で
留まるような圧力および温度条件下で反応帯域内に存在
する。
【0032】反応温度は、一般には+40℃より低く、
好ましくは+15℃より低く、より好ましくは+5〜−
5℃である。反応帯域の圧力は、一般には前記帯域内で
炭化水素を液状に維持するのに十分なものである。
【0033】二次反応を制限するために、一般にはオレ
フィンに対して過剰のイソパラフィンが用いられる。例
として、ブテンによるイソブタンのアルキル化の場合に
は、イソブタンは、仕込原料中に純粋で、または例えば
イソブタンの少なくとも40%を含むブタンの混合物形
態で導入されてよい。さらに、純粋ブテン、あるいはさ
らには異性体ブテンの混合物を導入してもよい。あらゆ
る場合において、仕込原料中のイソブタン/ブテンのモ
ル比は、一般には1〜100、好ましくは3〜50、よ
り好ましくは5〜15である。
【0034】触媒の性質および反応条件(特に温度)が
的確に選択される場合には、本発明による触媒によっ
て、少なくとも一つのオレフィンによる少なくとも一つ
のイソパラフィンのアルキル化生成物の製造が可能にな
る。該アルキル化生成物は、エンジン用燃料として、ま
たガソリンの成分として有益なものであり、かつ例えば
1分子当り炭素原子数8を有するパラフィンを少なくと
も60モル%と、不飽和化合物1モル%以下とを含み、
1分子当り炭素原子数8を有するパラフィンは、トリメ
チルペンタン70〜98モル%を含む。
【0035】本発明による触媒の他の利点は、1分子当
り炭素原子数3〜6を有するオレフィン混合物を用い
て、イソブタンを低温でアルキル化することが見込まれ
ることであり、該オレフィン混合物中では、1分子当り
炭素原子数4以上を有するオレフィンの割合が非常に大
きいものである。
【0036】
【発明の実施の形態】次の実施形態は、本発明を例証す
るが、その範囲を何ら限定するものではない。
【0037】[実施形態1] (1) 本発明に係る触媒1の調製 滴定量98重量%のトリフルオロメタンスルホン酸80
gと、予め減圧蒸留したスルホラン20gとを混合し
て、本発明に合致する活性相100gを調製した。従っ
て、このように調製した酸相は、スルホラン20重量%
と、滴定量98重量%のトリフルオロメタンスルホン酸
80重量%とを含んでいる。
【0038】次いで、比表面積383m2 /g、総細孔
容積2.6cm3 /gおよび平均粒子直径35μmを有
するシリカ10gを乾燥空気下、500℃、4時間の焼
成により活性化した。このように活性化したシリカをア
ルゴン下に保持した。そして、上述の操作方法に従って
調製した活性相26.5gを前記シリカ6.5gに湿気
を避けて乾式含浸させた。
【0039】このようにして得た固体は、触媒1と称し
て、活性相の重量含有量80.3重量%を有した。
【0040】(2) 触媒1を用いた2-ブテンによるイソブ
タンのアルキル化 触媒1を、2-ブテンによるイソブタンのアルキル化に使
用して、高オクタン価を有する分枝状パラフィンを製造
するようにした。上述のように調製した触媒1の33g
を、アルゴン流下に予めパージした、容量360mlの
フィッシャーアンド ポーター(Fischer & Porter)型ガ
ラス製反応器内に導入した。この場合、触媒を含む反応
器を閉鎖して、一次減圧に付した。次いで、該反応器を
温度−10℃で冷却した。
【0041】そして、イソブタン200mlを、触媒を
含む反応器内に攪拌下に注入して、前記反応器を−4℃
の冷却槽中に浸した。温度を均一にするために、攪拌
下、混合物(触媒+イソブタン)を30分間放置した。
【0042】次いで、2-ブテン17.8gを、連続的に
一定量、全体で5時間、添加して、反応器の温度を注入
の全期間、−1℃に維持した。
【0043】反応後、炭化水素相(アルキレート+イソ
ブタン)を反応器から抜き取り、次いで該炭化水素相を
ガスクロマトグラフィーにより分析した。その重量組成
を表1に記載した。オレフィンの転換率は100%であ
った。
【0044】[実施形態2] (1) 比較触媒2の調製 本実施形態では、滴定量98重量%のトリフルオロメタ
ンスルホン酸を、他の追加物を用いないで、活性相とし
て、使用した。
【0045】比表面積383m2 /g、総細孔容積2.
6cm3 /gおよび平均粒子直径35μmを有するシリ
カ10gを乾燥空気下、500℃、4時間の焼成により
活性化した。このように活性化したシリカをアルゴン下
に保持した。そして、上述の操作方法に従って調製した
活性相26.5gによる前記シリカ6.5gの乾式含浸
を湿気を避けて行なった。
【0046】このようにして得た固体は、触媒2と称し
て、活性相の重量含有量80.3重量%を有した。
【0047】(2) 触媒2を用いた2-ブテンによるイソブ
タンのアルキル化 このように調製した触媒2を、実施形態1と同じ操作条
件下でテストした。得られた炭化水素相の重量組成を表
1に記載した。オレフィンの転換率は100%であっ
た。
【0048】
【表1】 表1に示された結果から、本発明による触媒1におい
て、トリフルオロメタンスルホン酸を含む活性相中の弱
塩基性である有機非プロトン性溶媒の存在による明確な
効果が証明され、この場合、前記溶媒はスルホランであ
った。具体的には、触媒1により、触媒2に比べて、同
一実施条件において、C8 化合物のより大きな選択率
と、望ましくない化合物である、C9 + (炭素数9以
上)重質化合物のより僅かな選択率とが達成された。
【0049】[実施形態3] (1) 本発明による触媒3の調製 総細孔容積2.6cm3 /g、比表面積402m2 /g
および平均粒子直径76μmを有するシリカ10gを、
150℃、12時間の焼成により活性化した。このよう
に活性化したシリカを窒素下に保持した。そして、実施
形態1で調製した活性相25.2gの前記シリカ6.2
gへの乾式含浸を行なった。
【0050】このようにして得た固体は、触媒3と称し
て、活性相の重量含有量80.25重量%を有した。該
固体を湿気を避けてアルゴン下に保持した。
【0051】(2) 触媒3を用いた2-ブテンによるイソブ
タンのアルキル化 上記方法に従って調製した触媒3の31.4gを、アル
ゴン流下に予めパージした、容量360mlのフィッシ
ャー アンド ポーター(Fischer & Porter)型ガラス製
反応器内に導入した。この場合、触媒を含む反応器を閉
鎖して、一次減圧に付した。次いで、該反応器を温度−
10℃で冷却した。
【0052】そして、イソブタン200mlを、触媒を
含む反応器内に(スクリュー)攪拌下に注入して、前記
反応器を−4℃の冷却槽中に浸した。温度を均一にする
ために、攪拌下、混合物(触媒3+イソブタン)を30
分間放置した。
【0053】2-ブテン15.6gを、一定量ずつ1時間
毎に、全体で5時間添加して、反応器の温度を注入の全
期間、−1℃に維持した。
【0054】反応後、炭化水素相(イソブタン+アルキ
レート)を反応器から抜き取り、ガスクロマトグラフィ
ーにより分析した。この炭化水素相の重量組成を表2に
記載した。オレフィンの転換率は100%であった。
【0055】[実施形態4] (1) 比較触媒4の調製 実施形態3で使用したシリカと同じシリカ10gを、同
実施形態において用いた方法と同じ方法で調製した。こ
の場合、実施形態2で使用した酸25.2gを前記シリ
カ6.2gに乾式含浸させた。
【0056】このようにして得た固体は、触媒4と称し
て、酸相の重量含有量80.25重量%を有した。該固
体を湿気を避けてアルゴン下に保持した。
【0057】(2) 触媒4を用いた2-ブテンによるイソブ
タンのアルキル化 上記方法に従って調製した触媒4の31.4gを、アル
ゴン流下に予めパージした、容量360mlのフィッシ
ャー アンド ポーター(Fischer & Porter)型ガラス製
反応器内に導入した。この場合、触媒を含む反応器を閉
鎖して、一次減圧に付した。次いで、該反応器を温度−
10℃に冷却した。そして、イソブタン200mlを、
触媒を含む反応器内に(スクリュー)攪拌下に注入し
て、前記反応器を−4℃の冷却槽中に浸した。温度を均
一にするために、攪拌下、混合物(触媒4+イソブタ
ン)を30分間放置した。
【0058】2-ブテン15.6gを、一定量ずつ1時間
毎に、全体で5時間添加して、反応器の温度を注入の全
期間、−1℃に維持した。
【0059】反応後、炭化水素相を反応器から抜き取
り、次いで、イソブタンを徐々に気化して、アルキレー
トを回収した。該アルキレートをガスクロマトグラフィ
ーにより分析した。その重量組成を表2に記載した。オ
レフィンの転換率は100%であった。
【0060】
【表2】 表2に示された結果から、本発明による触媒において、
トリフルオロメタンスルホン酸を含む活性相中の弱塩基
性である有機非プロトン性溶媒の存在による明確な効果
が証明され、この場合、前記溶媒はスルホランであっ
た。具体的には、触媒3により、触媒4に比べて、同一
実施条件において、C8 化合物のより大きな選択率と、
望ましくない化合物である、C9 + 重質化合物のより僅
かな選択率とが達成された。
【0061】[実施形態5] (1) 本発明による触媒5の調製 滴定量100重量%のトリフルオロメタンスルホン酸4
0gと、予め減圧蒸留したスルホラン10gとを混合し
て、本発明に合致する活性相50gを調製した。滴定量
100%のトリフルオロメタンスルホン酸40gは、滴
定量98重量%のトリフルオロメタンスルホン酸30.
45gと、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(CF
3 SO2 )2 O 9.55gとの混合によって得た。従
って、このように調製した酸相は、スルホラン20重量
%と、滴定量100重量%のトリフルオロメタンスルホ
ン酸80重量%とを含んだ。
【0062】次いで、実施形態3で使用したシリカと同
じシリカ10gを、同実施形態において用いた方法と同
一方法で調製した。そして、上記操作方法に従って調製
した活性相26.1gの前記シリカ6.5gへの乾式含
浸を行なった。
【0063】このようにして得た固体は、触媒5と称し
て、酸相の重量含有量80.1重量%を有した。該固体
を湿気を避けてアルゴン下に保持した。
【0064】(2) 触媒5を用いた2-ブテンによるイソブ
タンのアルキル化 上記方法に従って調製した触媒5の32.6gを、アル
ゴン流量下に予めパージした、容量360mlのフィッ
シャー アンド ポーター(Fischer & Porter)型ガラス
製反応器内に導入した。この場合、触媒を含む反応器を
閉鎖して、一次減圧に付した。次いで、該反応器を温度
−10℃に冷却した。
【0065】そして、イソブタン200mlを、触媒を
含む反応器内に(スクリュー)攪拌下に注入して、前記
反応器を−4℃の冷却槽中に浸した。温度を均一にする
ために、攪拌下、混合物(触媒5+イソブタン)を30
分間放置した。
【0066】2-ブテン19.6gを、一定量ずつ1時間
毎に、全体で5時間添加して、反応器の温度を注入の全
期間、−1℃に維持した。
【0067】反応後、炭化水素相(アルキレート+イソ
ブタン)を反応器から抜き取り、ガスクロマトグラフィ
ーにより分析した。上記炭化水素相の重量組成を表3に
記載した。オレフィンの転換率は100%であった。
【0068】[実施形態6] (1) 比較触媒6の調製 滴定量100%のトリフルオロメタンスルホン酸50g
を、滴定量98重量%のトリフルオロメタンスルホン酸
38.06gと、トリフルオロメタンスルホン酸無水物
(CF3 SO2 )2 O 11.94gとの混合によって
得た。従って、このように調製した酸相は、滴定量10
0重量%のトリフルオロメタンスルホン酸(CF3 SO
3 H)100重量%を含んだ。
【0069】次いで、実施形態3および実施形態5で使
用したシリカと同じシリカ10gを、実施形態3におい
て用いた方法と同じ方法を用いて調製した。そして、上
記操作方法に従って調製した活性相26.1gの前記シ
リカ6.5gへの乾式含浸を行なった。
【0070】このようにして得た固体は、触媒6と称し
て、酸相の重量含有量80.1重量%を有した。該固体
を湿気を避けてアルゴン下に保持した。
【0071】(2) 触媒6を用いた2-ブテンによるイソブ
タンのアルキル化 上記方法に従って調製した触媒6の32.6gを、アル
ゴン流量下に予めパージした、容量360mlのフィッ
シャー アンド ポーター(Fischer & Porter)型ガラス
製反応器内に導入した。この場合、触媒を含む反応器を
閉鎖して、一次減圧に付した。次いで、該反応器を温度
−10℃に冷却した。
【0072】そして、イソブタン200mlを、触媒を
含む反応器内に(スクリュー)攪拌下に注入して、前記
反応器を−4℃の冷却槽中に浸した。温度を均一にする
ために、攪拌下、混合物(触媒6+イソブタン)を30
分間放置した。
【0073】2-ブテン19.6gを、一定量ずつ1時間
毎に、全体で5時間添加して、反応器の温度を注入の全
期間、−1℃に維持した。
【0074】反応後、炭化水素相(アルキレート+イソ
ブタン)を反応器から抜き取り、ガスクロマトグラフィ
ーにより分析した。炭化水素相の重量組成を表3に記載
した。オレフィンの転換率は100%であった。
【0075】
【表3】 表3に示された結果から、トリフルオロメタンスルホン
酸を含む活性相中の弱塩基性である有機非プロトン性溶
媒の存在による明確な効果が証明され、この場合、前記
溶媒はスルホランであった。具体的には、触媒5によ
り、触媒6に比べて、同一実施条件において、C8 化合
物のより大きな選択率と、望ましくない化合物である、
C9 + 重質化合物のより僅かな選択率とが達成された。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C07C 9/18 6958−4H C07C 9/18

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機または無機細孔担体に、式R- SO
    3 H(式中、Rはフッ素またはアルキル基またはフッ素
    化アルキル基である)の酸から選ばれる少なくとも一つ
    の酸と弱塩基性である少なくとも一つの有機非プロトン
    性溶媒とからなる少なくとも一つの活性相が含浸されて
    なる固体触媒であって、前記担体が前記活性相の含浸前
    に総細孔容積0.5〜6cm3 /gを有し、本質的に平
    均直径0.1〜150μmの粒子により構成されてい
    る、脂肪族化合物のアルキル化用固体触媒。
  2. 【請求項2】 活性相が、酸10〜99重量%および溶
    媒1〜90重量%を含んでおり、かつ前記酸が滴定量9
    5〜100重量%を有する、請求項1記載の固体触媒。
  3. 【請求項3】 溶媒が、スルホラン、ジメチルスルホキ
    シド、ニトロメタンおよびジオキサンからなる群から選
    ばれる、請求項1または2記載の固体触媒。
  4. 【請求項4】 溶媒が、スルホラン、ジメチルスルホキ
    シドおよびジオキサンからなる群から選ばれる、請求項
    1〜3のいずれか一項記載の固体触媒。
  5. 【請求項5】 溶媒が、スルホランである、請求項1〜
    4のいずれか一項記載の固体触媒。
  6. 【請求項6】 酸が、フルオロスルホン酸またはトリフ
    ルオロメタンスルホン酸である、請求項1〜5のいずれ
    か一項記載の固体触媒。
  7. 【請求項7】 酸が、トリフルオロメタンスルホン酸で
    ある、請求項1〜6のいずれか一項記載の固体触媒。
  8. 【請求項8】 担体が、シリカである、請求項1〜7の
    いずれか一項記載の固体触媒。
  9. 【請求項9】 1分子当り炭素原子数3〜6を有する少
    なくとも一つのオレフィンによる、イソブタンおよびイ
    ソペンタンからなる群から選ばれる少なくとも一つのイ
    ソパラフィンの接触アルキル化における反応帯域内での
    触媒の使用であって、反応温度が40℃より低く、反応
    帯域の圧力が前記帯域内で炭化水素を液状に維持するの
    に十分なものである、請求項1〜8のいずれか一項記載
    の固体触媒の使用。
  10. 【請求項10】 触媒が、反応帯域内で炭化水素とほと
    んど完全に混合されて使用される、請求項9記載の固体
    触媒の使用。
  11. 【請求項11】 触媒が、並流の移動床で使用される、
    請求項9記載の固体触媒の使用。
JP8240097A 1995-09-11 1996-09-11 脂肪族化合物のアルキル化用固体触媒 Withdrawn JPH09117670A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9510695 1995-09-11
FR9510695A FR2738503B1 (fr) 1995-09-11 1995-09-11 Catalyseur solides d'alkylation aliphatique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09117670A true JPH09117670A (ja) 1997-05-06

Family

ID=9482483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8240097A Withdrawn JPH09117670A (ja) 1995-09-11 1996-09-11 脂肪族化合物のアルキル化用固体触媒

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5906957A (ja)
EP (1) EP0761306B1 (ja)
JP (1) JPH09117670A (ja)
DE (1) DE69612801T2 (ja)
ES (1) ES2159704T3 (ja)
FR (1) FR2738503B1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5849965A (en) * 1997-05-22 1998-12-15 Amoco Corporation Multistage alkylation process
US6395673B1 (en) 2000-06-29 2002-05-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Catalyst of mixed fluorosulfonic acids
US20180065900A1 (en) * 2016-09-08 2018-03-08 Alvega Technologies, Inc. Process of Alkylation of Isobutane with Olefins

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2081989A5 (ja) * 1969-11-24 1971-12-10 Inst Francais Du Petrole
CA1020590A (en) * 1973-05-21 1977-11-08 Gulf Research And Development Company Hydrogen fluoride alkylation of iso-paraffins in the presence of trifluoromethanesulfonic acid
US4008178A (en) * 1974-11-04 1977-02-15 Texaco Inc. Alkylation catalyst for production of motor fuels
US4056578A (en) * 1976-03-04 1977-11-01 Shell Oil Company Isoparaffin-olefin alkylation process using a supported perfluorinated polymer catalyst
US4060565A (en) * 1976-03-04 1977-11-29 Shell Oil Company Hydrocarbon conversion process using a supported perfluorinated polymer catalyst
US4022847A (en) * 1976-03-04 1977-05-10 Shell Oil Company Hydrocarbon conversion process using an unsupported perfluorinated polymer catalyst
WO1993000316A1 (en) * 1991-06-21 1993-01-07 Mobil Oil Corporation Improved liquid acid alkylation catalyst and isoparaffin:olefin alkylation process
US5196628A (en) * 1991-06-21 1993-03-23 Mobil Oil Corporation Liquid acid alkylation catalyst and isoparaffin:olefin alkylation process
US5420093A (en) * 1991-10-25 1995-05-30 Institut Francais Du Petrole Catalyst based on silica and sulfuric acid and its use for the alkylation of paraffins
DE69207548T2 (de) * 1991-10-25 1996-05-15 Inst Francais Du Petrol Verwendung von einem Katalysator zur Alkylierung von Paraffinen
ES2090914T3 (es) * 1992-08-20 1996-10-16 Inst Francais Du Petrole Procedimiento de alquilacion de parafinas.
FR2699429B1 (fr) * 1992-12-22 1995-01-27 Inst Francais Du Petrole Catalyseur d'alkylation de paraffines.
FR2704161B1 (fr) * 1993-04-20 1995-06-02 Inst Francais Du Petrole Catalyseur d'alkylation de paraffines.
US5349116A (en) * 1993-06-25 1994-09-20 Phillips Petroleum Company Alkane alkylation and catalyst therefor
ES2108953T3 (es) * 1993-09-10 1998-01-01 Inst Francais Du Petrole Catalizador de alquilacion de isoparafinas c4-c5 por al menos una olefina c3-c6.
FR2714622B1 (fr) * 1994-01-06 1996-04-05 Inst Francais Du Petrole Nouveau procédé de régénération d'un catalyseur impur à base d'acide sulfurique déposé sur silice.
DE69521990T2 (de) * 1994-03-31 2002-04-04 Infineum Usa Lp Aus supersäuren hergestellte lewissäure enthaltende trägerkatalysatoren, die für umwandlungsreaktionen von kohlenwasserstoffen verwendbar sind.

Also Published As

Publication number Publication date
EP0761306A1 (fr) 1997-03-12
FR2738503B1 (fr) 1997-10-03
FR2738503A1 (fr) 1997-03-14
EP0761306B1 (fr) 2001-05-16
DE69612801T2 (de) 2001-08-30
MX9603960A (es) 1997-07-31
US5906957A (en) 1999-05-25
ES2159704T3 (es) 2001-10-16
DE69612801D1 (de) 2001-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3388355B2 (ja) パラフィン類のアルキル化触媒
US5849978A (en) Liquid catalyst for aliphatic alkylation
EP0647473A1 (en) Catalyst for paraffin alkylation
FI107447B (fi) Alkylointikatalyyttikoostumus
JP2002510303A (ja) 二酸化炭素および/または他の助溶剤を用いる改良固体酸超臨界アルキル化反応
US5420093A (en) Catalyst based on silica and sulfuric acid and its use for the alkylation of paraffins
US5693585A (en) Aliphatic alkylation catalyst comprising an active phase containing a cuprous compound on a support
US5444175A (en) Process for the alkylation of paraffins
FI107448B (fi) Alkylointikatalyytiksi sopiva koostumus
US5491278A (en) Alkylation process using solid superacid catalyst liquid phase
EP0839781B1 (en) Process for the preparation of a hydrocarbon product being rich in middle distillate hydrocarbon fraction
US5731256A (en) Alkylation catalyst for C4 -C5 isoparaffins using at least one C2 -C6 olefin
US10550049B2 (en) Hydrocarbon conversion processes using non-cyclic amide and thioamide based ionic liquids
US5489730A (en) Catalyst for alkylation of C4 -C5 isoparaffin by at least one C3 -C6 olefin
US5906957A (en) Solid aliphatic alkylation catalyst
US5489728A (en) Catalyst for alkylation of C4 -C5 isoparaffin by at least one C3 -C6 olefin
JPH06277523A (ja) パラフィンのアルキル化用触媒
US10889534B2 (en) Alkylation processes using liquid Lewis acid catalysts
US5475184A (en) Paraffin alkylation catalyst
US5646086A (en) Alkylation catalyst for C4 -C5 isoparaffins using at least one C2 -C6 olefin
US5811626A (en) Paraffin alkylation process
US6583330B1 (en) Catalysts containing heteropolyanions usable in processes for conversion of paraffins
EP0663377A1 (en) Alkylation process
MXPA96003960A (en) Solid catalyst of alifil alifilation
US5891819A (en) Catalyst comprising hydrogen halide, sulfone, and a promoter

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031202