JPS5867340A - オレフイン合成用多孔性結晶質触媒 - Google Patents

オレフイン合成用多孔性結晶質触媒

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JPS5867340A
JPS5867340A JP56165496A JP16549681A JPS5867340A JP S5867340 A JPS5867340 A JP S5867340A JP 56165496 A JP56165496 A JP 56165496A JP 16549681 A JP16549681 A JP 16549681A JP S5867340 A JPS5867340 A JP S5867340A
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JP
Japan
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catalyst
smectite
layers
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montmorillonite
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JPS633655B2 (ja
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Shigemitsu Shin
新 重光
Yoshimichi Kiyozumi
嘉道 清住
Kunio Suzuki
邦夫 鈴木
Kazuo Hashimoto
和生 橋本
Hideo Watanabe
日出夫 渡辺
Yoshinari Kawamura
川村 吉成
Yuji Shimazaki
島崎 祐司
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明1r+′、、スメクタイトに対し、その層間に順
化ケイ素を介在(Intercalate )させたこ
とを特徴とするオレフィン合j夕用多孔性結晶質触媒に
関するものである。
従来、メタノールのような低級アルコールを、触媒の存
在下、加熱反応させてオレフィンを合成する方法は知ら
れている。この方法において(d、触媒開発が11【要
な技術課題になるが、現在のところ、この手車の角虫媒
としては、モーヒ°ルオイル社から提案されている合成
ゼオライト触媒が、最も有利なものと考慮されている。
しかしながら、この合成ゼオライト触媒の揚台、その合
成に難点があり、高活性触媒を再現性よく合成すること
は非常に困難である。
本発明触媒は、このような合成ゼオライトとは、結晶構
造的に異ったスメクタイトをホスト化合物として用い、
その層間にゲスト化合物としての酸化ケイ素を介在させ
たことを特徴とする。
本発明で用いるスメクタイトは、層状構造を有するイオ
ン交換性の膨−潤粘土鉱物であり、天然産及び水熱合成
等で得られる人造物のいずれもが適用される。このスメ
クタイトは、従来周知の粘土鉱物であり、例えば、モン
モリロナイト、バ・イデラ・fト、ノントロナイト、サ
ボナイト、ヘクトライト、ンーコナイト等が包含きれる
。1だ、本発明においてVよ、スメクタイトヲ主成分と
する粘土などの物質、?1」えば、酸性白土や、ベント
ナイトを用いることができる。
本発明の触1.t%を調製するためには、先ず、前記ス
メクタイト又は、スメクタイトを主成分とする物質に、
ケイ素イオン供給体を溶解させた水溶液を作用させて、
下記の反応式により示されるように、スメクタイト中に
含才れる陽イオンとケイ素イオンを交換させる。この場
合、ケイ素イオン供給体として(ri、シラン誘導体、
四塩化ケイ素、ケイ酸などのケイ素の有機及び無機塩が
任意に用いられる。
M  L  −nHO+Si+X +tH,,0−+ 
Ss  L  −+nHO+  M+X”  ト (n
+1−m )H02 この式(Cおいて、M はスメクタイトに金線れるイオ
ン交換性陽イオンを表わし、アルカリ金属、アルカリ土
類金属などが挙げられ、L はスメクタイトを溝底する
層状粒子の巨大陰イオン層を貴わし、nI−T、、0は
層間水を表わす。X−は有機又は無機陰イオンである。
tH、、0は水溶液中の水を示す。7.m及びnはいず
れも任意の正の整数である。
前記イオン交換反応は、室温〜100℃の温度領域で攪
拌加熱又1“・よ還流加熱により行うことができろし、
丑だ加圧下、100℃以上に加熱して、水熱条件下で行
うこともできる。前記のイオン交換反応を受けたケイ素
イオンを含むスメクタイトは次に乾燥し、加熱処理し、
その中に含才れるケイ素イオンを酸化ケイ素に変換させ
る。この、鳴合の加熱処理は、空気や窒素カスやホスト
化合物としてのスメクタイトの層j用に、ゲスト化合物
としての酸化ケイ素の柱状ブロックが形成された構造を
有する、いわゆるインターカレーション化合物(1nt
ercalation compo−und )であシ
、その眉間には、ケイ素イオン含有スメクタイトを加熱
処理する際の加熱温度や加熱時間に依存して、3A〜6
.C程度の空隙(側孔)が形成され、全体としてI′は
多孔性物質となっている。寸だ、この触媒は、X線結晶
学的に結晶質の物質であり、126に〜156Aの1次
底面反射を有する。スメクタイト中に2けるケイ素含量
は、SiO3換算で2〜60重量係、好ましくは10〜
30重量係である○ 本発明の触媒は、アルコールあるいはその脱水生成物で
あるジアルキルエーテルを原料としたオレフィン合成用
触媒として用いられる。即ち、本発明の触媒を用いてオ
レフィンの合成を行うには、アルコール又附ニジアルキ
ルエーテルあるいは両者の混合物を反応条件下において
、本発明の触媒を接触させる。この場合、反応条件とし
ては、200〜500℃、好ましくは、300〜400
℃の温度が採用され、壕だ、反応圧力としては、アルコ
ール及び/又はアルキルエーテルの分圧で01〜50 
K9/cf 、好壕しくけ、05〜20 K9/cot
である。原料としては、炭素数1〜4個の低級アルコー
ル又はそれから誘導される低級ジアルキルエーテルが用
いられるが、メタノールやジメチルエーテルを原料とす
るのが好捷しい。この反応は、流通式又はバッチ式のい
ずれの方法でも実施することができる。この5    
         /、7% F1反応により得られる
オレフィンは、主として、炭素数2〜4のオレフィンで
ある。
次に本発明を実施例によりさらに説明する。
実施例 1 液500m1に加え、室温で24時間攪拌し、モンモリ
ロナイトのイオン交換性陽イオンをhl e 4 N 
C1で交換する。イオン交換終了後、傾斜法にて充分水
洗した後、電気乾燥炉を用いて、空勿中60℃で5時間
乾燥を行う。このようKLで得に層間イオンを完全に置
換(7たモンモリロナイトを原料として、これを先ず、
ベンズアルデヒド100me中に包潤させる。次に、5
ic14−ベンゼン溶液(1:])2200mに浸し、
その後、加水発情させて、触媒PIC−2を得る。
5iC14+C6H3CH0−+C6H3CHCL2+
(−8iOC12)n(−Sjocz、、−)、+I−
1..O−+5iQ2・刈−+20+1−1ct上記式
により、モンモリロナイトの層間にS t 02−6= を形成することが可能である。
天然産モンモリロナイト、IVlg 4 N CZによ
り交換したしたモンモリロナイト及び触媒PTC−2の
X線回折パターンを表1. 、2 、3にそれぞれ示す
。なお、X線回折測定は、各試料粉末をX線回折試料ガ
ラス板に固定し、X線源(X線管球印加電圧40kV、
電流30 mA、 Njフィルター使用)を試料板に照
射しながr)、20 /rrmのゴニオメータ−走査法
jf3.2 cm、/ rrtvrのチャート走置速度
、で行った。
〈表 1〉天然弁モンモリロナイトのX線回折パターン
12.3   001    VS 6.2   002    W 11.3   003    W 3.1   004    8 26  005   W 2、]     006    W 〈表2:>  Me4NCLによりイオン交換したモン
モリロナイトのX線回折パターン 13.8     001       VS6.9 
    002        W2O003W 3.4.     004        S〈表3〉
触媒PIC−2のX線回折パターンdc4      
h kt      I/L14.7        
 001          84.9       
  003           VV3.6    
 004       ’Wなお、表中に示した符号は
次のことを意味する。
d;面間隔、hkt:面指数、I/L、;X線反射強度
(相対・強度)、VS;最強線。
S;弧線、W;弱線 表1のX線回折パターンから明らか々ように、天然産モ
ンモリロナイトは12.3Aの1次底面反射d001を
示し、典型的なアルカリモンモリロナイト(理想化学組
成へα1/3〔Mg1/3At5/3)Si401o(
O1])2〕・2I]20)であることがわカル。
これに対し、Me4NC1によりイオン交換し7たモン
モリロナイトのX枦回折パターンは、最初の回折線がd
 = 13.8λ(表2)となっており、モンモリロナ
イトの層間にM e 4NCtイオンがアルカリイオン
の代りに交換挿入されたことを示している。また、上記
の方法で製造された触媒1)TC−2の最初の回折線は
d=147入である。従って、完全に層間の空隙が破壊
された、いわゆる脱イオン・脱水モンモリロナイト[:
(Iv+g’乙At5′A) S i 40 + o 
(OH) 2 :]のdOO]が96穴であることを勘
案すれば、水沫で得られた触媒PIC−2の層間の有効
間隙(細孔径)は51人(−14,7穴−9,6A)と
算定される。
実施列2 実施例1の方法で製造したインターカレーション化合物
触媒PIC−2のメタノールから低級オレフィンを主と
する炭化水素への転化反応活性試51逆を、天然産モン
モリロナイトと比較しながら行った。実験方法は次のと
おりである。
触媒試料2mlを常圧流通式ステンレス製反応管(内径
1.0 mm )に充填し、アルゴンガス気流(40m
l/minの流速)中で、5oo℃、3時間の加熱前処
理を行った。次いで、アルゴンガスをキャリヤーガス(
流速2 rnl/ min )とし、メタノールを反応
管中に導入(チャージ′i4:2ml/hγ)し、キャ
リヤーガスを内部標準としてガスクロマトグラフにより
1時j11毎の反応生成物の成分分析を行った。L)−
ISVは1.Ohr’  である。
表4及び表5にインターカレーション化合物触媒PIC
−]及び天然産モンモリロナイトの反応結果を、メタノ
ールチャージ量100fi’当りの炭素数1から炭素数
5−1での反応生成物の収率としてv数単位で示す。ま
た、表4に得られた収率から算出さhた炭素数1から炭
素数5すでの炭化水素中の各炭化木菟成分の選択率を重
量係で表6に示す。
〈表4〉 触媒PIC−2のメタノール転化反応の生成
物分布(7数) 生成物 300℃ 350℃ 400℃CO200,0
1008 C(つ0.020.]、30.35 ジメチルエーテル 0.95   1,35   1.
95メタン     0.04   0.10   0
.40エチレン     0.05   0.09  
 0.05エタン      OO,020,02プロ
ペン     0.05   0.11   0.05
プロパン      OOO i−ブタン     0.04   0.07   0
.02n−−−ブタン      OO,040tra
nsブテン     OO,020cis−ブテン  
   OOO l−ペンタン    0.02   0.02    
 On−ペンタン     O00 〈表5〉 天然産モンモリロナイトのメタノール転化反
応の生成物分布(7数) CO痕跡  0.01. 0.08 CO痕跡  痕跡 O ジメチルエーテル0.09    0.29   1.
1.3メタン    痕 跡    0.05   0
.35エチレン   痕 跡     0   001
エタン   痕 跡    0    0.01プロペ
ン    痕 跡    0.01    痕跡プロパ
ン    0.01      痕跡   痕跡i−ブ
タン     0       0     0n−ブ
タン      OOO l ra、n5−7゛テン   0      0  
  0′″“−7゛テア    0      0  
  0t−ペンタン   0      0    0
η−ペンタン   0      0    011− 〈表6〉 触媒PIC−2のメタノール転化反応におけ
る低級炭化水素の選択率(重量係)メタン     1
9.52   25.42 77.78エチレン   
 21.98    ]、6,82  5.58エタン
       0      2.94   2.02
プロピレン   23.80   23.86 12.
07プロパン     OOO l−ブタン   25.23   12.28   2
.55n−ブタン    0     11.28  
 0加憫−ブテン   O2,700 cis−ブテン    0      0   02−
ペンタン   9,47     4.71    O
n−ペンタン   0      0   0表4と表
5の比較から明らかなように、天然産モンモリロナイト
はメタン以外の炭化水素は殆んど生成せず、低級オレフ
ィン合成用触媒として適切でないが、インターカレーシ
ョン化合物触媒P11C−2はかなりの低級炭化水素を
生成−12= する。甘だ、表6から明らかなように、この触媒]’J
C−2は300℃の反応温度においては、低級オレフィ
ンの選択性もかなり高く、炭素数1から炭素数5までの
炭化水素中のオレフィンの全選択率は約46係となって
おり、350℃の反応温度では43.4%である。さら
に、炭素数2と炭素数3の炭化水素中のオレフィン(エ
チレンとプロピレン)の割合は、300℃で100%、
350℃で938%にも達し、本発明のインターカレー
ション化合物触媒PIC−2は低級オレフィン合成用触
媒として有用なものであると結論できる。
第1頁の続き @発 明 者 島崎祐司 茨城県筑波郡谷田部町東1丁目 1番地化学技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スメクタイト又はスメクタイトを主成分ととする
    物グ1に対し、その層間に酸化ケイ素を介在させ、りこ
    とを特徴とする低級アルコール及び7/又は低級ジアル
    キルエーテルを原料とするオレフィン合成用名代性結晶
    質触媒。
JP56165496A 1981-10-16 1981-10-16 オレフイン合成用多孔性結晶質触媒 Granted JPS5867340A (ja)

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JP56165496A JPS5867340A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 オレフイン合成用多孔性結晶質触媒

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JP56165496A JPS5867340A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 オレフイン合成用多孔性結晶質触媒

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JPS5867340A true JPS5867340A (ja) 1983-04-21
JPS633655B2 JPS633655B2 (ja) 1988-01-25

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4753908A (en) * 1985-12-10 1988-06-28 Agency Of Industrial Science Method for production of microporous separating material from smectite type mineral

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4753908A (en) * 1985-12-10 1988-06-28 Agency Of Industrial Science Method for production of microporous separating material from smectite type mineral

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JPS633655B2 (ja) 1988-01-25

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