JPH1033987A - 芳香族炭化水素製造用触媒 - Google Patents

芳香族炭化水素製造用触媒

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JPH1033987A
JPH1033987A JP9114183A JP11418397A JPH1033987A JP H1033987 A JPH1033987 A JP H1033987A JP 9114183 A JP9114183 A JP 9114183A JP 11418397 A JP11418397 A JP 11418397A JP H1033987 A JPH1033987 A JP H1033987A
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zeolite
reaction
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晃司 野村
Masatsugu Kawase
正嗣 川瀬
Jiro Kinoshita
二郎 木下
Yukito Nagamori
幸人 永守
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 亜鉛を担持した芳香族炭化水素製造用触媒に
おいて、反応時に水素還元により亜鉛の飛散を抑え、長
時間の触媒使用による芳香族選択率を保持し、芳香族収
率の低下を抑制することができる触媒を提供する。 【解決手段】 芳香族炭化水素製造用触媒が、酸化亜鉛
1.2〜20重量%とアルミン酸亜鉛8.2〜50重量
%を共存させることからなる中間細孔径ゼオライト系触
媒。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は亜鉛を担持した芳香
族炭化水素製造用触媒に於いて、長期間の触媒の使用に
よる芳香族収率の低下を抑制することのできる触媒及び
該触媒の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、亜鉛を担持した芳香族炭化水素製
造用触媒では亜鉛は酸化亜鉛として担持されることが多
く、反応時に発生する水素により還元されて亜鉛金属と
なり触媒上より飛散してしまうという問題があった。ま
た、特公平7−29948号公報に記載されているよう
に、亜鉛を触媒上に、より安定に固定するために、亜鉛
をスピネル構造を持つアルミン酸亜鉛にする方法もある
が、この場合、触媒中からの亜鉛の飛散は抑制されるも
のの、亜鉛担持の本来の目的である芳香族選択率の向上
効果がなくなってしまうという問題があった。特公平7
−29948号公報からも、酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛
が共存していることは予想されるが、芳香族選択率の向
上効果を発揮するためには酸化亜鉛が一定量以上必要で
あり、本発明のように特定量の酸化亜鉛とアルミン酸亜
鉛が共存していることが重要であるが、該公報ではその
酸化亜鉛量を規定していなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した通り、従
来の技術においては、亜鉛を酸化亜鉛として触媒に担持
した場合、反応時に発生する水素により還元されて亜鉛
金属となり触媒上より飛散してしまうという問題があっ
た。また、亜鉛を触媒にアルミン酸亜鉛の状態で担持す
ると、触媒中からの亜鉛の飛散は抑制されるものの、亜
鉛担持の本来の目的である芳香族選択性の向上効果がな
くなってしまうという問題があった。本発明は、芳香族
炭化水素製造用触媒として、パラフィン、オレフィンお
よび/またはナフテンを含有する炭化水素を芳香族炭化
水素に転化する反応において、亜鉛飛散量を抑え、か
つ、より高い芳香族選択性を維持することのできる触媒
を提供することを課題とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定量の酸化
亜鉛とアルミン酸亜鉛が共存する中間細孔径ゼオライト
系触媒が上記課題の解決に有効であることを見出し、本
願発明を完成した。
【0005】即ち、本発明は、(1)パラフィン、オレ
フィンおよび/またはナフテンを含有する炭化水素を芳
香族炭化水素に転化する反応に使用する中間細孔径ゼオ
ライト系触媒であって、該反応使用前の時点で、該触媒
に酸化亜鉛1.2〜20重量%とアルミン酸亜鉛8.2
〜50重量%が共存することを特徴とする中間細孔径ゼ
オライト系触媒。 (2)該中間細孔径ゼオライト系触媒を構成する中間細
孔径ゼオライトが、Si/Al原子比が12以上のゼオ
ライト骨格を有していることを特徴とする(1)記載の
触媒。
【0006】(3)該中間細孔径ゼオライト系触媒を構
成する中間細孔径ゼオライトが、ZSM−5型ゼオライ
トであることを特徴とする(1)または(2)記載の触
媒。 (4)該中間細孔径ゼオライト系触媒の触媒活性が50
0℃、大気圧下で測定したn−ヘキサン分解の初期の1
次反応速度定数の値として0.2sec-1以上であるこ
とを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の触
媒。 (5)アルミナゾルと亜鉛を陽イオンとする化合物と中
間細孔径ゼオライトとを混合し、乾燥後300℃以上、
800℃以下の温度で焼成することを特徴とする(1)
〜(4)のいずれかに記載の触媒の製造方法。
【0007】(6)アルミナゾルと亜鉛を陽イオンとす
る化合物とを混合し、乾燥後300℃以上、800℃以
下の温度で焼成し、水蒸気処理したものと中間細孔径ゼ
オライトとを混合し、乾燥後さらに300℃以上、80
0℃以下の温度で焼成することを特徴とする(1)〜
(4)のいずれかに記載の触媒の製造方法。 (7)中間細孔径ゼオライトと混合、乾燥、焼成した
後、更に水蒸気処理することを特徴とする(5)又は
(6)記載の触媒の製造方法に関するものである。
【0008】以下、本願発明を詳細に説明する。本発明
の中間細孔径ゼオライト系触媒を構成する「中間細孔径
ゼオライト」とは、いわゆる結晶性アルミノシリケート
であり、中間細孔径、すなわち、約5〜6.5オングス
トロームの有効細孔径を有するものが挙げられる。ま
た、「中間細孔径ゼオライト系触媒」とは、該中間細孔
径ゼオライト及びその他必要とされる他成分、例えば、
酸化亜鉛、アルミン酸亜鉛等を使用して作成した触媒の
ことである。
【0009】中間細孔径ゼオライトの具体例としては、
例えばβ−ゼオライト、Ω−ゼオライト、Y−ゼオライ
ト、L−ゼオライト、エリオナイト、オフレタイト、モ
ルデナイト、フェリエライト、ZSM−5、ZSM−
8、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−35、ZS
M−38などが挙げられるが、ZSM−5、ZSM−
8、ZSM−11などのZSM−5型結晶性アルミノシ
リケートまたはメタロシリケートが好ましい。これらの
ゼオライトにはイオン交換能があり、そのゼオライトに
存在するイオン種としては、例えば水素(H+)、銀
(Ag+)などが好ましいが、ナトリウム(Na+)な
どが存在してもかまわない。
【0010】本発明の中間細孔径ゼオライト系触媒重量
に対する酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛の存在量は、該中間
細孔径ゼオライト系触媒が反応に使用される前の時点
で、それぞれ1.2〜20重量%、8.2〜50重量
%、好ましくは酸化亜鉛1.8〜5.0重量%、アルミ
ン酸亜鉛14〜40重量%である。酸化亜鉛が全くな
く、アルミン酸亜鉛だけであるとパラフィン、オレフィ
ンおよび/またはナフテンを含有する炭化水素を芳香族
炭化水素に転化する反応において、亜鉛担持による芳香
族選択率向上効果がない。また、酸化亜鉛が多いと芳香
族選択率向上効果は長時間持続されるが、亜鉛の飛散量
が多くなり、プロセス後流への亜鉛の付着、堆積による
装置材料の脆化、熱交換器などの効率悪化等の悪影響が
生じる。
【0011】また、アルミン酸亜鉛はパラフィン、オレ
フィンおよび/またはナフテンを含有する炭化水素を芳
香族炭化水素に転化する反応、更には、窒素で希釈した
空気での触媒に付着した炭素もしくは炭化水素を燃焼除
去する触媒再生行程の繰り返しによって酸化亜鉛も生じ
る。従って、アルミン酸亜鉛自体に芳香族選択性向上効
果はないが、酸化亜鉛の補給源となり、酸化亜鉛の減少
を抑制し、その結果として芳香族選択率向上効果を長時
間持続させることが出来る。故に触媒に酸化亜鉛ととも
にアルミン酸亜鉛を共存させることは芳香族選択率向上
効果維持に有効である。
【0012】さらにアルミン酸亜鉛が存在することで、
酸化亜鉛の水素還元等による飛散速度を抑制する効果も
ある。しかし、アルミン酸亜鉛が多すぎると、触媒の活
性、強度を確保することが困難になるためアルミン酸亜
鉛は50%を越えない範囲とし、さらには40%を越え
ない範囲が好ましい。尚、「酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛
の共存」とは、例えば物理的混合、含浸後焼成するなど
方法を問わず、触媒中に酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛が同
時に存在している状態をいう。
【0013】酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛の定量は、X線
回折分析によってアルミン酸亜鉛と酸化亜鉛の存在を確
認したうえで亜鉛の全体量を、蛍光X線分析装置(理学
RIX1000)で標準物質の検量線より求め、そこか
ら後述する酸化亜鉛の原子吸光分析結果より酸化亜鉛の
量を差し引いて求めることができる。酸化亜鉛の分析方
法は、まず触媒1gを乳鉢で数百ミクロン程度にすり潰
し、120℃で1時間乾燥後約0.5gを正確に計りと
り200ccビーカーに入れる。そして、そこに3%塩
酸水溶液150ccを加え電熱ヒーター上で80℃で2
時間加熱する。その後0.2μmメンブランフィルター
で濾過し、濾液を原子吸光分析計(島津製作所製 島津
原子吸光/フレーム分光光度計 AA−640−12
型)でフレーム分析、標準添加法で酸化亜鉛の定量分析
を行った。
【0014】本発明でいう酸化亜鉛とは上記分析方法で
測定されたものをいう。従って、本発明でいう酸化亜鉛
は3%塩酸水溶液で触媒から溶出される亜鉛成分であ
り、一般的にZnOで表される酸化亜鉛の他に、不安定
なアルミン酸亜鉛など、酸化亜鉛以外の成分も含まれる
可能性がある。また、アルミン酸亜鉛とは、島津製作所
のXD−610等のX線回折装置で観察した場合にJC
PDS 5−0669 NBS Circ.、539、
Vol.II、38(1953)に示されるパターンと
同一のX線回折パターンを持つものを意味する。
【0015】本発明の中間細孔径ゼオライト系触媒の製
造に用いられる中間細孔径ゼオライトは、Si/Al原
子比が12以上のゼオライト骨格を有しているものが好
ましい。ここで、ゼオライト骨格のSi/Al原子比と
は、29Si−NMRから求めたSi/Al原子比のこと
をいう。そして29Si−NMRを用いてゼオライト中の
Si/Al原子比を求める方法については「実験化学講
座5、NMR」、第4版(日本国丸善株式会社、199
2)232〜233項に説明されている。また、触媒中
のNa濃度は、触媒を1N−HCl水溶液に入れ5分間
加熱後、濾過し、濾液を原子吸光分析装置(島津製作所
製AA−640−12)にて分析した。
【0016】さらに、触媒活性が500℃、大気圧下で
測定したn−ヘキサン分解の初期の1次反応速度定数の
値として0.2sec-1以上の中間細孔径ゼオライト系
触媒が好ましい。触媒の活性劣化抑制のために、中間細
孔径ゼオライト系触媒に水蒸気処理を施す場合もある
が、500℃、大気圧下で測定したn−ヘキサン分解の
初期の1次反応速度定数の値が0.2sec-1未満であ
ると、芳香族の生成率が低くなり、生産性が悪くなるた
め、n−ヘキサン分解の初期の1次反応速度定数が0.
2sec-1以上となる範囲で水蒸気処理を施すことが好
ましい。
【0017】なお、本発明において、中間細孔径ゼオラ
イト系触媒によるn−ヘキサン分解の初期の1次反応速
度定数(以下、「初期のn−ヘキサン分解1次反応速度
定数」と称す)は、図1に示す装置及び中間細孔径ゼオ
ライト系触媒を用いてn−ヘキサン分解反応を行い、用
いる中間細孔径ゼオライト系触媒の体積、原料n−ヘキ
サン流量、及び得られる反応生成物中のn−ヘキサンの
濃度から、下記のようにして求める。
【0018】即ち、図1において、10mmφの石英反
応管1中に下から石英ウール8、触媒7、ラシヒリング
4の順で充填し、温度計2で測定した触媒7の温度が5
00℃の等温になるように温度調節用熱伝対6で温度が
調整できる電気炉5にて石英反応管1を加熱し、大気
圧、重量時間空間速度(WHSV)4hr-1の条件で、
原料流入口3よりラシヒリング4を通じて触媒7へn−
ヘキサンを供給し、n−ヘキサン供給後0.75時間か
ら1時間の間、即ち、0.25時間、の反応生成物をコ
ンデンサー9にて冷却した後、オイルトラップ10にて
更にドライアイス・エタノール冷媒で冷却し、オイルト
ラップ10中に分離したオイル成分及び発生ガス捕集用
バッグ11中に分離したガス成分をそれぞれ全量採取す
る。そして、米国、ヒューレット・パッカード社製のF
ID−TCDガスクロマトグラフィー(HP−5890
シリーズII)にてガス組成を、島津製作所のFID
ガスクロマトグラフィー(GC−17A)にてオイル組
成を分析して得られる反応生成物中のn−ヘキサン濃度
を、用いる触媒の体積及び原料n−ヘキサン流量と共に
下式に代入して、0.25時間の平均の、初期のn−ヘ
キサン分解1次反応速度定数を求める。
【0019】
【数1】{ガス及びオイル採取時間0.25時間の初期
のn−ヘキサン分解1次反応速度定数(hr-1)}=
(1/θ)×ln{100/[100−(n−ヘキサン
転化率)]} 式中、θ(hr)=触媒の体積(m3 )/原料n−ヘキ
サン流量(m3 /hr)、n−ヘキサン転化率(%)=
100−反応生成物中のn−ヘキサン濃度(wt%)で
ある。
【0020】ここで「触媒の体積」とは、上記の測定試
験において、触媒床に含まれるイナート物質(ラシヒリ
ング、また場合によってはガラスビーズ等)の体積は含
まない触媒のみの体積を意味する。本発明では、上記式
で求められる初期のn−ヘキサン分解1次反応速度定数
(hr-1)を、(sec-1)の単位に換算して用いる。
【0021】本発明の触媒を用いる反応の原料である炭
化水素は、パラフィン、オレフィンおよび/またはナフ
テンを含有する炭化水素であって、炭素数2以上の90
%留出温度が190℃以下の炭化水素である。たとえ
ば、パラフィンとしては、エタン、プロパン、ブタン、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン等で
あり、オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブ
テン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネ
ン等であり、ナフテンとしては、シクロペンタン、シク
ロペンテン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、
メチルシクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘキサ
ジエン等が挙げられる。
【0022】混合物としては、上記のそれぞれの混合
物、あるいはナフサなどの熱分解生成物のC4留分、前
記C4留分よりブタジエンまたはブタジエンとi−ブテ
ンを除いた留分、ナフサなどの熱分解生成物のC5留
分、前記C5留分からジエン類を除いた留分、熱分解ガ
ソリン、熱分解ガソリンよりBTX抽出を行ったラフィ
ネート、FCC分解ガス、FCC分解ガソリン、リフォ
メートよりBTXを抽出したラフィネート等が挙げられ
る。
【0023】パラフィン、オレフィンおよび/またはナ
フテンを含有する炭化水素を芳香族炭化水素に転化する
ときの反応条件は、温度350〜600℃、圧力大気圧
〜30kg/cm2 G、重量空間速度(WHSV)0.
1〜50hr-1が好ましく、さらに好ましくは、温度4
00〜560℃、圧力大気圧〜10kg/cm2 G、W
HSV0.2〜20hr-1である。
【0024】本発明の中間細孔径ゼオライト系触媒を製
造する方法としては、例えば以下に示す方法が挙げられ
る。第1の触媒製造方法は、バインダーとなるアルミナ
のアルミナ源と亜鉛源である亜鉛を陽イオンとする化合
物と中間細孔径ゼオライトに、その他必要に応じて水、
及び結晶セルロース等の成型助剤を加え、混合、成型、
乾燥した後、空気中で300℃以上、800℃以下の温
度で焼成し、さらに、酸化亜鉛が1.2重量%以上20
重量%以下、アルミン酸亜鉛が8.2重量%以上50重
量%以下になるよう水蒸気処理をして、アルミン酸亜鉛
を生じさせ、触媒上に酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛を共存
させる方法である。
【0025】第2の触媒製造方法は、バインダーとなる
アルミナのアルミナ源と亜鉛源である亜鉛を陽イオンと
する化合物と必要に応じて水を加え、混合、乾燥した
後、空気中で300℃以上、800℃以下の温度で焼成
し、さらに、水蒸気処理をし、次いで、中間細孔径ゼオ
ライト、その他必要に応じて水、結晶性セルロース等の
成型助剤を加え、混合、成型、乾燥した後、さらに空気
中で300℃以上、800℃以下の温度で焼成し、さら
に、酸化亜鉛が1.2重量%以上20重量%以下、アル
ミン酸亜鉛が8.2重量%以上50重量%以下になるよ
う水蒸気処理をして、アルミン酸亜鉛を生じさせ、触媒
上に酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛を共存させる方法であ
る。
【0026】第3の触媒製造方法は、酸化亜鉛粉末とア
ルミン酸亜鉛粉末そして、バインダーとなるアルミナの
アルミナ源もしくはシリカのシリカ源と中間細孔径ゼオ
ライトに、その他必要に応じて水、及び結晶性セルロー
ス等の成型助剤を加え、混合、成型、乾燥した後、空気
中で300℃以上、800℃以下の温度で焼成し、さら
に、酸化亜鉛が1.2重量%以上20重量%以下、アル
ミン酸亜鉛が8.2重量%以上50重量%以下になるよ
う水蒸気処理をして、アルミン酸亜鉛を生じさせ、触媒
上に酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛を共存させる方法であ
る。
【0027】第4の触媒製造方法は、亜鉛を陽イオンと
する化合物とアルミン酸亜鉛粉末そして、バインダーと
なるアルミナのアルミナ源もしくはシリカのシリカ源と
中間細孔径ゼオライトに、その他必要に応じて水、及び
結晶性セルロース等の成型助剤を加え、混合、成型、乾
燥した後、空気中で300℃以上、800℃以下の温度
で焼成し、更に、酸化亜鉛が1.2重量%以上20重量
%以下、アルミン酸亜鉛が8.2重量%以上50重量%
以下になるよう水蒸気処理をして、アルミン酸亜鉛を生
じさせ、触媒上に酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛を共存させ
る方法である。
【0028】用いられる亜鉛源としては、亜鉛を陽イオ
ンとする化合物、即ち、亜鉛イオンを発生する化合物、
例えば、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、炭酸亜鉛、水酸化亜鉛、
塩化亜鉛、酢酸亜鉛、シュウ酸亜鉛などを挙げることが
できる。用いられるアルミナ源としては、ジブサイト、
バイヤライト、ベーマイト、ダイアスポア、γ−アルミ
ナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ等のアルミナからなる
無水アルミナまたはアルミナの水和物、好ましくはベー
マイト、γ−アルミナ等のアルミナからなる無水アルミ
ナまたはアルミナの水和物が挙げられるが、その他に、
例えば、アルミニウム塩のように加水分解または加熱分
解、酸化等により、無水アルミナまたはアルミナ水和物
を生成する原料を使用することもできる。
【0029】更に、本発明ではアルミナ源として、アル
ミナの水和物の中でも、アルミナゾルを使用することが
好ましい。アルミナゾルのような、亜鉛源と反応性がよ
くアルミン酸亜鉛を生成しやすいアルミナ源を使用すれ
ば触媒の水蒸気処理工程を省略することも可能であり、
より高活性の触媒を得ることができる。ここでいうアル
ミナゾルとは、5mμ〜200mμのコロイドの大きさ
を持つアルミナ水和物で、アルミナ濃度が5〜25重量
%のものであり、そして重合粒子が水中のCH3 COO
H- ,NO3 - 等の陰イオンを安定剤として分散してい
る液体である。
【0030】本発明において触媒の原料としてアルミン
酸亜鉛を使用せず、触媒の製造過程の焼成、水蒸気処理
等でアルミナ源と亜鉛源を反応させてアルミン酸亜鉛を
生成させようとした時にアルミン酸亜鉛の生成が不足す
る場合は、上記したアルミナ源、亜鉛源の中から、より
反応性の良いアルミナ源、亜鉛源を使用するとよい。触
媒の焼成温度は300℃以上、800℃以下であり、好
ましくは、450℃以上、650℃以下である。焼成温
度が300℃以下では触媒の強度を得る事が困難であ
り、800℃以上の焼成温度では触媒の活性が低下して
しまう。
【0031】本発明において酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛
の比率調整後、さらに触媒に含まれる中間細孔径ゼオラ
イト前処理を目的として水蒸気処理、即ち水蒸気気流中
での熱処理を行うことができる。この処理によって触媒
へのコーキングが防止され、触媒の活性劣化が抑制でき
る。水蒸気処理は、通常水蒸気分圧0.1〜10kg/
cm2 、処理温度500〜800℃、好ましくは550
〜700℃、処理時間0.1〜50時間で、水蒸気単独
または窒素、空気等の希釈剤の存在下に実施する。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明の実施
の形態を具体的に説明する。
【0033】
【実施例】
実施例1 硝酸亜鉛六水和物50gを水200gに溶かし、アルミ
ナゾル100g(日産化学工業社製アルミナゾル52
0)と、Si/Al原子比が25のH−ZSM−5を5
0g加え50℃で加熱し2時間混合する。そして水分が
減少し粘土状になった上記混合物を直径1.6mm、長
さ5mmの円柱状に成型後、120℃で2時間乾燥した
後、電気炉で空気雰囲気中500℃で3時間焼成した。
この触媒15gを反応管に充填し窒素気流中(6[L/
Hr])純水20[g/Hr]を供給し650℃で5時
間スチーミング処理を行った。そして蛍光X線及び、塩
酸で触媒を処理した後に原子吸光分析を実施した結果、
触媒重量に対し酸化亜鉛4.8重量%、アルミン酸亜鉛
26.5重量%であった。
【0034】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1に
示した。その結果、比較例2に比べ酸化亜鉛の残留量が
多く8016時間後の芳香族選択率も高くなっている。
【0035】実施例2 硝酸亜鉛六水和物50gを水100gに溶かし、アルミ
ナゾル200g(触媒化成工業社製Cataloid−
AS−2)と、Si/Al原子比が25のH−ZSM−
5を50g加え50℃で加熱し2時間混合する。そして
水分が減少し粘土状になった上記混合物を直径1.6m
m、長さ5mmの円柱状に成型後、120℃で2時間乾
燥した後、電気炉で空気雰囲気中500℃で3時間焼成
した。この触媒15gを反応管に充填し窒素気流中(6
[L/Hr])純水20[g/Hr]を供給し650℃
で5時間スチーミング処理を行った。そして蛍光X線及
び、塩酸で触媒を処理した後に原子吸光分析を実施した
結果、触媒重量に対し酸化亜鉛4.6重量%、アルミン
酸亜鉛26.8重量%であった。
【0036】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1に
示した。その結果、比較例2に比べ酸化亜鉛の残留量が
多く8016時間後の芳香族選択率も高くなっている。
【0037】実施例3 硝酸亜鉛六水和物50gを水80gに溶かし酢酸2gを
加え、アルミナゾル50g(日産化学工業社製アルミナ
ゾル520)とベーマイト10gそして、Si/Al原
子比が25のH−ZSM−5を50g加えボールミルで
2時間混合する。そして粘土状になった上記混合物を直
径1.6mm、長さ5mmの円柱状に成型後、120℃
で2時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気中500℃で
3時間焼成した。この触媒15gを反応管に充填し窒素
気流中(6[L/Hr])純水20[g/Hr]を供給
し650℃で5時間スチーミング処理を行った。そして
蛍光X線及び、塩酸で触媒を処理した後に原子吸光分析
を実施した結果、触媒重量に対し酸化亜鉛4.9重量
%、アルミン酸亜鉛26.2重量%であった。
【0038】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1に
示した。その結果、比較例2に比べ酸化亜鉛の残留量が
多く8016時間後の芳香族選択率も高くなっている。
【0039】実施例4 硝酸亜鉛六水和物15gを水40gに溶かし、シリカゾ
ル50g(日産化学工業社製スノーテックスN)とアル
ミン酸亜鉛粉末22gそして、Si/Al原子比が25
のH−ZSM−5を50g加え50℃で加熱し2時間混
合する。そして水分が減少し粘土状になった上記混合物
を直径1.6mm、長さ5mmの円柱状に成型後、12
0℃で2時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気中500
℃で3時間焼成した。この触媒15gを反応管に充填し
窒素気流中(6[L/Hr])純水20[g/Hr]を
供給し650℃で5時間スチーミング処理を行った。そ
して蛍光X線及び、塩酸で触媒を処理した後に原子吸光
分析を実施した結果、触媒重量に対し酸化亜鉛4.8重
量%、アルミン酸亜鉛25.5重量%であった。
【0040】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1に
示した。その結果、比較例2に比べ酸化亜鉛の残留量が
多く8016時間後の芳香族選択率も高くなっている。
【0041】実施例5 酸化亜鉛4g、シリカゾル50g(日産化学工業社製ス
ノーテックスN)、アルミン酸亜鉛粉末22g、水20
gそして、Si/Al原子比が25のH−ZSM−5を
50g、結晶性セルロース2g(旭化成工業社製アビセ
ルTG−101)を加え2時間混合する。そして粘土状
になった上記混合物を直径1.6mm、長さ5mmの円
柱状に成型後、120℃で2時間乾燥した後、電気炉で
空気雰囲気中500℃で3時間焼成した。この触媒15
gを反応管に充填し窒素気流中(6[L/Hr])純水
20[g/Hr]を供給し650℃で5時間スチーミン
グ処理を行った。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒を処
理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量に対
し酸化亜鉛4.6重量%、アルミン酸亜鉛25.8重量
%であった。
【0042】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1に
示した。その結果、比較例2に比べ酸化亜鉛の残留量が
多く8016時間後の芳香族選択率も高くなっている。
【0043】実施例6 硝酸亜鉛六水和物20gを水50gに溶かし、アルミナ
ゾル200g(川研ファインケミカル社製アルミナゾル
ー10)とSi/Al原子比が25のH−ZSM−5を
50g加え50℃で加熱し2時間混合する。そして水分
が減少し粘土状になった上記混合物を直径1.6mm、
長さ5mmの円柱状に成型後、120℃で2時間乾燥し
た後、電気炉で空気雰囲気中500℃で3時間焼成し
た。この触媒15gを反応管に充填し窒素気流中(6
[L/Hr])純水20[g/Hr]を供給し650℃
で5時間スチーミング処理を行った。そして蛍光X線及
び、塩酸で触媒を処理した後に原子吸光分析を実施した
結果、触媒重量に対し酸化亜鉛2.1重量%、アルミン
酸亜鉛9.6重量%であった。
【0044】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1に
示した。その結果、比較例2に比べ酸化亜鉛の残留量が
多く8016時間後の芳香族選択率も高くなっている。
【0045】実施例7 硝酸亜鉛六水和物50gを水100gに溶かし、アルミ
ナゾル200g(触媒化成工業社製Cataloid−
AS−2)を加え50℃で加熱し2時間混合する。そし
て水分が減少し粘土状になった上記混合物を直径1.6
mm、長さ5mmの円柱状に成型後、120℃で2時間
乾燥した後、電気炉で空気雰囲気中500℃で3時間焼
成した。この触媒15gを反応管に充填し窒素気流中
(6[L/Hr])純水20[g/Hr]を供給し65
0℃で5時間スチーミング処理を行った後乳鉢ですりつ
ぶし、Si/Al原子比が25のH−ZSM−5を22
gと水50gを加え50℃で加熱し2時間混合する。そ
して水分が減少し粘土状になった上記混合物を直径1.
6mm、長さ5mmの円柱状に成型後、120℃で2時
間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気中500℃で3時間
焼成した。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒を処理した
後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量に対し酸化
亜鉛4.8重量%、アルミン酸亜鉛25.3重量%であ
った。
【0046】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを200[g/Hr]供給し550℃
で24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で
置換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸
素濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に
切り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、
15Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L
/Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。こ
の反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続
した。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016
Hr後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合
わせて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1
に示した。その結果、比較例4に比べ酸化亜鉛の残留量
が多く8016時間後の芳香族選択率も高くなってい
る。
【0047】比較例1 硝酸亜鉛六水和物20gを水50gに溶かし、シリカゾ
ル50g(日産化学工業社製スノーテックスN)と、S
i/Al原子比が25のH−ZSM−5を50g加え5
0℃で加熱し2時間混合する。そして水分が減少し粘土
状になった上記混合物を直径1.6mm、長さ5mmの
円柱状に成型後、120℃で2時間乾燥した後、電気炉
で空気雰囲気中500℃で3時間焼成した。この触媒1
5gを反応管に充填し窒素気流中(6[L/Hr])純
水20[g/Hr]を供給し650℃で5時間スチーミ
ング処理を行った。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒を
処理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量に
対し酸化亜鉛16.2重量%であった。
【0048】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1に
示した。その結果、酸化亜鉛だけの場合、8016Hr
後に実施例1〜5と同程度の芳香族選択率を得るために
は亜鉛飛散が速いため、酸化亜鉛が2倍近く必要であ
り、亜鉛飛散量も2倍近く多くなる。
【0049】比較例2 硝酸亜鉛六水和物9gを水30gに溶かし、シリカゾル
50g(日産化学工業社製スノーテックスN)と、Si
/Al原子比が25のH−ZSM−5を50g加え50
℃で加熱し2時間混合する。そして水分が減少し粘土状
になった上記混合物を直径1.6mm、長さ5mmの円
柱状に成型後、120℃で2時間乾燥した後、電気炉で
空気雰囲気中500℃で3時間焼成した。この触媒15
gを反応管に充填し窒素気流中(6[L/Hr])純水
20[g/Hr]を供給し650℃で5時間スチーミン
グ処理を行った。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒を処
理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量に対
し酸化亜鉛4.8重量%であった。
【0050】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1に
示した。
【0051】比較例3 シリカゾル50g(日産化学工業社製スノーテックス
N)、アルミン酸亜鉛粉末31g、水20gそして、S
i/Al原子比が25のH−ZSM−5を50g、結晶
性セルロース2g(旭化成工業社製アビセルTG−10
1)を加え2時間混合する。そして粘土状になった上記
混合物を直径1.6mm、長さ5mmの円柱状に成型
後、120℃で2時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気
中500℃で3時間焼成した。この触媒15gを反応管
に充填し窒素気流中(6[L/Hr])純水20[g/
Hr]を供給し650℃で5時間スチーミング処理を行
った。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒を処理した後に
原子吸光分析を実施した結果、触媒重量に対し酸化亜鉛
0%、アルミン酸亜鉛34.1重量%であった。
【0052】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
1時間後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、
合わせて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表
1に示した。その結果実施例1〜6に比べ酸化亜鉛がな
くアルミン酸亜鉛だけでは、はじめから芳香族選択率が
低い。
【0053】比較例4 硝酸亜鉛六水和物20gを水50gに溶かし、シリカゾ
ル50g(日産化学工業社製スノーテックスN)と、S
i/Al原子比が25のH−ZSM−5を50g加え5
0℃で加熱し2時間混合する。そして水分が減少し粘土
状になった上記混合物を直径1.6mm、長さ5mmの
円柱状に成型後、120℃で2時間乾燥した後、電気炉
で空気雰囲気中500℃で3時間焼成した。そして蛍光
X線及び、塩酸で触媒を処理した後に原子吸光分析を実
施した結果、触媒重量に対し酸化亜鉛16.2重量%で
あった。
【0054】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを200[g/Hr]供給し550℃
で24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で
置換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸
素濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に
切り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、
15Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L
/Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。こ
の反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続
した。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016
Hr後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合
わせて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表1
に示した。その結果、酸化亜鉛だけの場合、8016H
r後に実施例7と同程度の芳香族選択率を得るためには
亜鉛飛散が速いため、酸化亜鉛が2倍近く必要であり、
亜鉛飛散量も2倍近く多くなる。
【0055】
【表1】
【0056】比較例5 Si/Al原子比が25のH−ZSM−5を[15屯/
cm2 ]の圧力で圧縮し1〜2mmの板状にした後、さ
じで砕き、ふるいにかけて8〜20メッシュに成型す
る。これを反応管に60g充填し窒素気流中(6[L/
Hr])純水20[g/Hr]を供給し650℃で1時
間スチーミング処理を行った。そして、この水蒸気処理
をしたH−ZSM−5を乳鉢ですりつぶし粉末にし50
gとり、硝酸亜鉛六水和物5gを水20gに溶かしたも
のに加え、さらに、シリカゾル50g(日産化学工業社
製スノーテックスN)を50℃で加熱し2時間混合す
る。そして水分が減少し粘土状になった上記混合物を直
径1.6mm、長さ5mmの円柱状に成型後、120℃
で2時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気中500℃で
3時間焼成した。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒を処
理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量に対
し酸化亜鉛6.5重量%であった。
【0057】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表2に
示した。
【0058】実施例8 Si/Al原子比が25のH−ZSM−5を[15屯/
cm2 ]の圧力で圧縮し1〜2mmの板状にした後、さ
じで砕き、ふるいにかけて8〜20メッシュに成型す
る。これを反応管に50g充填し窒素気流中(6[L/
Hr])純水20[g/Hr]を供給し650℃で1時
間スチーミング処理を行った。そして、この水蒸気処理
をしたH−ZSM−5を乳鉢ですりつぶし粉末にし、硝
酸亜鉛六水和物6gを水20gに溶かしたものに加え、
さらに、シリカゾル50g(日産化学工業社製スノーテ
ックスN)、アルミン酸亜鉛粉末7gを50℃で加熱し
2時間混合する。そして水分が減少し粘土状になった上
記混合物を直径1.6mm、長さ5mmの円柱状に成型
後、120℃で2時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気
中500℃で3時間焼成した。そして蛍光X線及び、塩
酸で触媒を処理した後に原子吸光分析を実施した結果、
触媒重量に対し酸化亜鉛2.3重量%、アルミン酸亜鉛
9.9重量%であった。
【0059】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表2に
示した。その結果、比較例5に比べ酸化亜鉛の残留量が
多く8016時間後の芳香族選択率も高くなっている。
【0060】比較例6 酸化亜鉛2g、シリカゾル50g(日産化学工業社製ス
ノーテックスN)、そして、Si/Al原子比が25の
H−ZSM−5を50g加え2時間混合する。そして粘
土状になった上記混合物を直径1.6mm、長さ5mm
の円柱状に成型後、120℃で2時間乾燥した後、電気
炉で空気雰囲気中500℃で3時間焼成した。そして蛍
光X線及び、塩酸で触媒を処理した後に原子吸光分析を
実施した結果、触媒重量に対し酸化亜鉛2.7重量%で
あった。
【0061】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表2に
示した。
【0062】実施例9 酸化亜鉛2g、シリカゾル50g(日産化学工業社製ス
ノーテックスN)、アルミン酸亜鉛粉末7g、水20g
そして、Si/Al原子比が25のH−ZSM−5を5
0g加え2時間混合する。そして粘土状になった上記混
合物を直径1.6mm、長さ5mmの円柱状に成型後、
120℃で2時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気中5
00℃で3時間焼成した。そして蛍光X線及び、塩酸で
触媒を処理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒
重量に対し酸化亜鉛2.6重量%、アルミン酸亜鉛9.
6重量%であった。
【0063】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表2に
示した。その結果、比較例6に比べ酸化亜鉛の残留量が
多く8016時間後の芳香族選択率も高くなっている。
【0064】
【表2】
【0065】実施例10 Si/Al原子比が25のH型ZSM−5結晶性アルミ
ノシリケート51重量%とγ−アルミナ14重量%及び
硝酸亜鉛35重量%を水に溶かして、混練後、押し出し
成形を実施し、直径1.6mm,長さ4〜6mmに成形
した。次いで、120℃,3時間乾燥後、500℃,3
時間焼成し、亜鉛を10重量%含むZSM−5ゼオライ
ト成形触媒を得た。
【0066】次にこの触媒を固定層一段断熱型反応器に
充填し、水蒸気を40容量%含む水蒸気−窒素混合ガス
中で、圧力1Kg/cm2 ・G,温度650℃の条件下
で5時間熱処理した。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒
を処理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量
に対し酸化亜鉛2.7重量%、アルミン酸亜鉛21.0
重量%であった。次に、本文前記記載の装置を用いて、
このゼオライト成型触媒の等温でのn−ヘキサン転化反
応試験を行った。圧力大気圧,温度500℃,重量時間
空間速度(WHSV)4hr-1の条件で、n−ヘキサン
の分解反応を0.25時間実施し、その間の平均のn−
ヘキサン分解新鮮活性を下式にて求めたところ0.28
であった。
【0067】次に、表3に示すC4留分と表4に示すC
5留分を6:4(重量比)に混合した原料(不飽和炭化
水素/飽和炭化水素比1.54)を530℃に加熱し、
反応器に供給した。この反応を48時間実施する。その
後再生行程として窒素で置換しながら2Hrで450℃
まで降温する。そして酸素濃度を1%に窒素で希釈した
ガスに切り替え20Hr再生したところで温度を500
℃にして10Hr、さらに530℃に上げ10Hr再生
後に窒素に切り替える。この48時間サイクルの反応、
再生の行程を繰り返1年間運転を継続した。この触媒の
反応、再生繰り返し開始時と1年後の芳香族収率、そし
て合わせて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を
反応条件と共に表5に示した。
【0068】比較例7 Si/Al原子比が25のH型ZSM−5結晶性アルミ
ノシリケート(SiO2 /Al2 O3 モル比70)35
%とシリカゾル45%(日産化学工業社製スノーテック
スN)及び硝酸亜鉛20%を水に溶かして、混練後、押
し出し成形を実施し、直径1.6mm,長さ4〜6mm
に成形した。次いで、120℃,3時間乾燥後、500
℃,3時間焼成し、亜鉛を10重量%含むZSM−5ゼ
オライト成形触媒を得た。
【0069】次にこの触媒を固定層一段断熱型反応器に
充填し、水蒸気を40容量%含む水蒸気−窒素混合ガス
中で、圧力1Kg/cm2 ・G,温度650℃の条件下
で5時間熱処理した。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒
を処理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量
に対し酸化亜鉛9.8重量%、アルミン酸亜鉛0.0重
量%であった。次に、本文前記記載の装置を用いて、こ
のゼオライト成型触媒の等温でのn−ヘキサン転化反応
試験を行った。圧力大気圧,温度500℃,重量時間空
間速度(WHSV)4hr-1の条件で、n−ヘキサンの
分解反応を0.25時間実施し、その間の平均のn−ヘ
キサン分解新鮮活性を下式にて求めたところ0.28で
あった。
【0070】次に、表3に示すC4留分と表4に示すC
5留分を6:4(重量比)に混合した原料(不飽和炭化
水素/飽和炭化水素比1.54)を530℃に加熱し、
反応器に供給した。この反応を48時間実施する。その
後再生行程として窒素で置換しながら2Hrで450℃
まで降温する。そして酸素濃度を1%に窒素で希釈した
ガスに切り替え20Hr再生したところで温度を500
℃にして10Hr、さらに530℃に上げ10Hr再生
後に窒素に切り替える。この48時間サイクルの反応、
再生の行程を繰り返1年間運転を継続した。この触媒の
反応、再生繰り返し開始時と1年後の芳香族収率、そし
て合わせて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を
反応条件と共に表5に示した。
【0071】比較例8 Si/Al原子比が25のH型ZSM−5結晶性アルミ
ノシリケート35重量%とシリカゾル60重量%(日産
化学工業社製スノーテックスN)及び硝酸亜鉛5%を水
に溶かして、混練後、押し出し成形を実施し、直径1.
6mm,長さ4〜6mmに成形した。次いで、120
℃,3時間乾燥後、500℃,3時間焼成し、亜鉛を2
重量%含むZSM−5ゼオライト成形触媒を得た。
【0072】次にこの触媒を固定層一段断熱型反応器に
充填し、水蒸気を40容量%含む水蒸気−窒素混合ガス
中で、圧力1Kg/cm2 ・G,温度650℃の条件下
で5時間熱処理した。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒
を処理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量
に対し酸化亜鉛2.7重量%、アルミン酸亜鉛0.0重
量%であった。 次に、本文前記記載の装置を用いて、
このゼオライト成型触媒の等温でのn−ヘキサン転化反
応試験を行った。圧力大気圧,温度500℃,重量時間
空間速度(WHSV)4hr-1の条件で、n−ヘキサン
の分解反応を0.25時間実施し、その間の平均のn−
ヘキサン分解新鮮活性を下式にて求めたところ0.28
であった。
【0073】次に、表3に示すC4留分と表4に示すC
5留分を6:4(重量比)に混合した原料(不飽和炭化
水素/飽和炭化水素比1.54)を530℃に加熱し、
反応器に供給した。この反応を48時間実施する。その
後再生行程として窒素で置換しながら2Hrで450℃
まで降温する。そして酸素濃度を1%に窒素で希釈した
ガスに切り替え20Hr再生したところで温度を500
℃にして10Hr、さらに530℃に上げ10Hr再生
後に窒素に切り替える。この48時間サイクルの反応、
再生の行程を繰り返1年間運転を継続した。この触媒の
反応、再生繰り返し開始時と1年後の芳香族収率、そし
て合わせて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を
反応条件と共に表5に示した。
【0074】
【表3】
【0075】
【表4】
【0076】
【表5】
【0077】実施例11 硝酸亜鉛六水和物36gを水100gに溶かし、アルミ
ナゾル100g(日産化学工業社製アルミナゾル52
0)とSi/Al原子比が25のH−ZSM−5を50
g加え50℃で加熱し2時間混合する。そして水分が減
少し粘土状になった上記混合物を直径1.6mm、長さ
5mmの円柱状に成型後、120℃で2時間乾燥した
後、電気炉で空気雰囲気中500℃で3時間焼成した。
この触媒15gを反応管に充填し窒素気流中(6[L/
Hr])純水20[g/Hr]を供給し650℃で5時
間スチーミング処理を行った。そして蛍光X線及び、塩
酸で触媒を処理した後に原子吸光分析を実施した結果、
触媒重量に対し酸化亜鉛2.9重量%、アルミン酸亜鉛
22.4重量%であった。この触媒10gを反応管に充
填し、水素を20[L/Hr]流し550℃で20Hr
還元する。この水素還元後の酸化亜鉛量、アルミン酸亜
鉛量の測定結果を表6に示した。
【0078】比較例9 硝酸亜鉛六水和物7gを水30gに溶かし、シリカゾル
100g(日産化学工業社製スノーテックスN)とH−
ZSM−5を50g加え50℃で加熱し2時間混合す
る。そして水分が減少し粘土状になった上記混合物を直
径1.6mm、長さ5mmの円柱状に成型後、120℃
で2時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気中500℃で
3時間焼成した。この触媒15gを反応管に充填し窒素
気流中(6[L/Hr])純水20[g/Hr]を供給
し650℃で5時間スチーミング処理を行った。そして
蛍光X線及び、塩酸で触媒を処理した後に原子吸光分析
を実施した結果、触媒重量に対し酸化亜鉛2.4重量
%、アルミン酸亜鉛0.0重量%であった。この触媒1
0gを反応管に充填し、水素を20[L/Hr]流し5
50℃で20Hr還元する。この水素還元後の酸化亜鉛
量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表6に示した。
【0079】
【表6】
【0080】実施例12 Si/Al原子比が25のアンモニウムイオン型ZSM
−5結晶アルミノシリケート200gに対し、硝酸亜鉛
(亜鉛金属として14g)およびアルミナゾル(Al2
O3 として50g)を加え、混練後、押し出し成型を実
施し直径1.6mm、長さ4〜6mmの円柱状に成型
後、120℃で4時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気
中500℃で3時間焼成した。この触媒20gを内径1
2mmの石英ガラス製反応管に充填し水蒸気を80%含
む水蒸気−窒素混合ガス中で、大気圧下650℃で1時
間熱処理を行った。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒を
処理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量に
対し酸化亜鉛2.5重量%、アルミン酸亜鉛8.6重量
%であった。
【0081】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを20[g/Hr]供給し530℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表7に
示した。その結果、比較例10に比べ芳香族選択率が1
時間後、8016時間後ともに高くなっている。
【0082】比較例10 Si/Al原子比が25のアンモニウムイオン型ZSM
−5結晶アルミノシリケート200gに対し、硝酸亜鉛
(亜鉛金属として4.6g)およびアルミナゾル(Al
2 O3 として50g)を加え、混練後、押し出し成型を
実施し直径1.6mm、長さ4〜6mmの円柱状に成型
後、120℃で4時間乾燥した後、電気炉で空気雰囲気
中500℃で3時間焼成した。この触媒20gを内径1
2mmの石英ガラス製反応管に充填し水蒸気を80%含
む水蒸気−窒素混合ガス中で、大気圧下650℃で1時
間熱処理を行った。そして蛍光X線及び、塩酸で触媒を
処理した後に原子吸光分析を実施した結果、触媒重量に
対し酸化亜鉛1.1重量%、アルミン酸亜鉛8.1重量
%であった。
【0083】この触媒10gを反応管に充填し、常圧無
希釈下でヘキサンを50[g/Hr]供給し550℃で
24時間反応を行い、その後窒素20[L/Hr]で置
換しながら1Hrで450℃まで降温する。そして酸素
濃度を2%に窒素で希釈したガス20[L/Hr]に切
り替え10Hr再生したところで温度を500℃に、1
5Hr後に550℃に上げ20Hr後に窒素20[L/
Hr]に切り替え24時間で再生行程を終了する。この
反応、再生の行程を繰り返し8016Hr実験を継続し
た。この触媒の反応、再生繰り返し前と実験8016H
r後でのヘキサン反応時の芳香族選択率を測定し、合わ
せて酸化亜鉛量、アルミン酸亜鉛量の測定結果を表7に
示した。
【0084】
【表7】
【0085】
【発明の効果】本発明の芳香族炭化水素製造用触媒は、
酸化亜鉛とアルミン酸亜鉛が共存することによって触媒
中の酸化亜鉛の減少が抑制され、パラフィン、オレフィ
ンおよび/またはナフテンを含有する炭化水素を芳香族
炭化水素に転化する反応において、従来に比べ亜鉛飛散
量を抑え、より高い芳香族選択性を維持できるという優
れた効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】n−ヘキサン分解1次反応速度定数を求めるた
めに用いる反応装置の概略図。
【符号の説明】
1 石英反応管 2 温度計 3 原料流入口 4 ラシヒリング 5 電気炉 6 熱電対 7 触媒 8 石英ウール 9 コンデンサー 10 オイルトラップ 11 発生ガス補集用バック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永守 幸人 岡山県倉敷市潮通3丁目13番1 山陽石油 化学株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パラフィン、オレフィンおよび/または
    ナフテンを含有する炭化水素を芳香族炭化水素に転化す
    る反応に使用する中間細孔径ゼオライト系触媒であっ
    て、該反応使用前の時点で、該触媒に酸化亜鉛1.2〜
    20重量%とアルミン酸亜鉛8.2〜50重量%が共存
    することを特徴とする中間細孔径ゼオライト系触媒。
  2. 【請求項2】 該中間細孔径ゼオライト系触媒を構成す
    る中間細孔径ゼオライトが、Si/Al原子比が12以
    上のゼオライト骨格を有していることを特徴とする請求
    項1に記載の触媒。
  3. 【請求項3】 該中間細孔径ゼオライト系触媒を構成す
    る中間細孔径ゼオライトが、ZSM−5型ゼオライトで
    あることを特徴とする請求項1または2記載の触媒。
  4. 【請求項4】 該中間細孔径ゼオライト系触媒の触媒活
    性が500℃、大気圧下で測定したn−ヘキサン分解の
    初期の1次反応速度定数の値として0.2sec-1以上
    であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    の触媒。
  5. 【請求項5】 アルミナゾルと亜鉛を陽イオンとする化
    合物と中間細孔径ゼオライトとを混合し、乾燥後300
    ℃以上、800℃以下の温度で焼成することを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれかに記載の触媒の製造方法。
  6. 【請求項6】 アルミナゾルと亜鉛を陽イオンとする化
    合物とを混合し、乾燥後300℃以上、800℃以下の
    温度で焼成し、水蒸気処理したものと中間細孔径ゼオラ
    イトとを混合し、乾燥後さらに300℃以上、800℃
    以下の温度で焼成することを特徴とする請求項1〜4の
    いずれかに記載の触媒の製造方法。
  7. 【請求項7】 中間細孔径ゼオライトと混合、乾燥、焼
    成した後、更に水蒸気処理することを特徴とする請求項
    5または6記載の触媒の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2798519A1 (fr) * 1998-09-08 2001-03-16 Fujitsu Ltd Dispositif laser utilisant un film de reflexion et son procede de fabrication
JP2006249192A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Sekiyu Combinat Kodo Togo Unei Gijutsu Kenkyu Kumiai 石化ラフィネートの高オクタン価化法
JP2017119267A (ja) * 2015-12-18 2017-07-06 東ソー株式会社 芳香族化合物製造触媒及び芳香族化合物の製造方法
JP2021113175A (ja) * 2020-01-20 2021-08-05 東ソー株式会社 芳香族化合物の製造方法

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JP2006249192A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Sekiyu Combinat Kodo Togo Unei Gijutsu Kenkyu Kumiai 石化ラフィネートの高オクタン価化法
JP2017119267A (ja) * 2015-12-18 2017-07-06 東ソー株式会社 芳香族化合物製造触媒及び芳香族化合物の製造方法
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