JPS59199638A - 低級オレフインの製造方法 - Google Patents
低級オレフインの製造方法Info
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- JPS59199638A JPS59199638A JP58072133A JP7213383A JPS59199638A JP S59199638 A JPS59199638 A JP S59199638A JP 58072133 A JP58072133 A JP 58072133A JP 7213383 A JP7213383 A JP 7213383A JP S59199638 A JPS59199638 A JP S59199638A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、低級オレフィンの製造方法に関するものであ
り、更に詳しくは、メタノール及び/又はジメチルエー
テルをオフレタイト構造を有する結晶性アルミノシリケ
ート触媒を用い接触転化して、炭素数2〜4(以下、C
2〜C4と略称)の低級オレフィン類を製造する方法に
関するものである。
り、更に詳しくは、メタノール及び/又はジメチルエー
テルをオフレタイト構造を有する結晶性アルミノシリケ
ート触媒を用い接触転化して、炭素数2〜4(以下、C
2〜C4と略称)の低級オレフィン類を製造する方法に
関するものである。
近年、メタノールあるいはその脱水反応により容易に得
られるジメチルエーテルをZSM−5と称する酸素原子
10員環構造の特徴的な#lII孔構造を有する結晶性
アルミノシリケート、即チゼオライを触媒とし、芳香族
炭化水素類に富むガソリンに転化する方法が開発された
。本技術は石油価格の高騰、将来における石油資源の枯
渇等の問題から注目を浴びている。
られるジメチルエーテルをZSM−5と称する酸素原子
10員環構造の特徴的な#lII孔構造を有する結晶性
アルミノシリケート、即チゼオライを触媒とし、芳香族
炭化水素類に富むガソリンに転化する方法が開発された
。本技術は石油価格の高騰、将来における石油資源の枯
渇等の問題から注目を浴びている。
一方、メタノールあるいはジメチルエーテルを原料に石
油化学の基幹原料であるエチレン、プロピレン、ブテン
類などの低級オレフィンを製造する方法についても、そ
の開発が期待されている。
油化学の基幹原料であるエチレン、プロピレン、ブテン
類などの低級オレフィンを製造する方法についても、そ
の開発が期待されている。
このメタノール及び/又はジメチルエーテルから低級オ
レフィンを製造する方法に関しては、多数の報告があ′
る。例えば、特開昭56〜58499号には、ZSM−
3’4を触媒に用いる方法が、またUsP406671
4号にはアルカリイオン交換したZSM−5を触媒とし
て用いる方法などがある。また、USP4062905
号には細孔径が6fl−以下のゼオライト触媒を用い、
02〜C3の低級オレフィンを選択的に製造する方法が
示されている。+i’fll孔径6X以下のゼオライト
は、酸素原子8員環構造によりもたらされ、具体的には
、エリオナイト、チャバサイト、ゼオライトTなどが挙
げられている。
レフィンを製造する方法に関しては、多数の報告があ′
る。例えば、特開昭56〜58499号には、ZSM−
3’4を触媒に用いる方法が、またUsP406671
4号にはアルカリイオン交換したZSM−5を触媒とし
て用いる方法などがある。また、USP4062905
号には細孔径が6fl−以下のゼオライト触媒を用い、
02〜C3の低級オレフィンを選択的に製造する方法が
示されている。+i’fll孔径6X以下のゼオライト
は、酸素原子8員環構造によりもたらされ、具体的には
、エリオナイト、チャバサイト、ゼオライトTなどが挙
げられている。
特開昭51−122003号には、シリカ/アルミナ比
が12〜3.000で制御指数が1〜12のゼオライト
を触媒として用いるアルコールあるいはエーテル類の低
級オレフィンへの転化方法が示されている。ここで言う
制御指74”Z (Constraint工naθX)
は、主としてゼオライトの細孔形状により変化する反応
性を定義する指数として用いられている。更に、U S
P −4,079,095号には、25M54.オフ
レタイト、エリオナイト、ゼオライトTなどのエリオナ
イトーオフレタイト系のゼオライト剤I媒を用いるメタ
ノール及び/又はジメチルエーテルからの02〜C5低
級オレフィンの選択的な製造方法が示されている。この
方法によれば、比較的高いエチレン及びプロピレンの選
択率が得られている。しかし、原料メタノールあるいは
ジメチルエーテルの転化率が低り、シかも短時間に活性
が低下し触媒寿命が短いことが示されている。特に希釈
剤として原料ガス中に水蒸気を共存させる場合には、触
媒の失活が著しく、低級オレフィンの収率が低くなると
いう問題がある。
が12〜3.000で制御指数が1〜12のゼオライト
を触媒として用いるアルコールあるいはエーテル類の低
級オレフィンへの転化方法が示されている。ここで言う
制御指74”Z (Constraint工naθX)
は、主としてゼオライトの細孔形状により変化する反応
性を定義する指数として用いられている。更に、U S
P −4,079,095号には、25M54.オフ
レタイト、エリオナイト、ゼオライトTなどのエリオナ
イトーオフレタイト系のゼオライト剤I媒を用いるメタ
ノール及び/又はジメチルエーテルからの02〜C5低
級オレフィンの選択的な製造方法が示されている。この
方法によれば、比較的高いエチレン及びプロピレンの選
択率が得られている。しかし、原料メタノールあるいは
ジメチルエーテルの転化率が低り、シかも短時間に活性
が低下し触媒寿命が短いことが示されている。特に希釈
剤として原料ガス中に水蒸気を共存させる場合には、触
媒の失活が著しく、低級オレフィンの収率が低くなると
いう問題がある。
通常、メタノールあるいはジメチルエーテルを炭化水素
炉に接触転化する方法においては、ゼオライト等の触媒
上に炭素が析出すると触媒失活の原因となる。特にこの
炭素析出は、低級オレフィンを製造する場合に著しいと
いう傾向がある。
炉に接触転化する方法においては、ゼオライト等の触媒
上に炭素が析出すると触媒失活の原因となる。特にこの
炭素析出は、低級オレフィンを製造する場合に著しいと
いう傾向がある。
このようにして失活した触媒は、析出した炭素を空気流
逆T高温で燃焼除去することにより比較的容易に再生さ
れるが、この炭素析出があまり急激に起ると頻繁な再生
処理が必要となり、遂には永久劣化の原因ともなり工業
的には41jξめて不利となる。
逆T高温で燃焼除去することにより比較的容易に再生さ
れるが、この炭素析出があまり急激に起ると頻繁な再生
処理が必要となり、遂には永久劣化の原因ともなり工業
的には41jξめて不利となる。
本発明者らは、メタノール及び/又はジメチルエーテル
を、尚選択率でC7〜C4の低級オレフィンに転化し、
更には急激な触媒活性低下が少なく、触媒寿命の長いゼ
オライト触媒について鋭意研9eした結果、本発明に到
達した。
を、尚選択率でC7〜C4の低級オレフィンに転化し、
更には急激な触媒活性低下が少なく、触媒寿命の長いゼ
オライト触媒について鋭意研9eした結果、本発明に到
達した。
即ち、該転化反応において、低級オレフィンの選択率及
び触媒の寿命に開力する因子としては、用いるゼオライ
トの結晶構造9粒子径、結晶化度等はじめとして多くの
因子が挙げられる。本発明者らは、これら諸要因につい
て詳前11に検討した結果、TMA−オフレタイト(T
lit Aはテトラメチルアンモニウムイオンを示す
)と通称されるテトラメチルアンモニウム塩を添加して
合成されるオフレタイト構造を有する結晶性アルミノン
リクートが比較的良好な低級オレフィンへの選択率ケ示
す触媒となることが明らかとなったが、公知の方法で製
造されるTMA−オフレタイトは、工業鳩媒としては不
充分であることが判明した。更に、該転化反応の触媒と
して用いる場合、高純度で結晶構造が艮(発達し、細孔
構造に乱れの少ない、いわゆる高結晶化度の、更には粒
子径の小さい微油1なものであれば、極めて良好な触媒
活性9選択性及び触媒寿命が得られるという新規な事実
を見出した。これらの本発明の目的とするT M A−
オフレタイトは、特定の方法、即ち本願発明者らの一部
による出1頭中の日特願昭57−14785号の方法に
より有利に取得でき、触媒とじうろことが明らかとなり
、本発明を完成した。
び触媒の寿命に開力する因子としては、用いるゼオライ
トの結晶構造9粒子径、結晶化度等はじめとして多くの
因子が挙げられる。本発明者らは、これら諸要因につい
て詳前11に検討した結果、TMA−オフレタイト(T
lit Aはテトラメチルアンモニウムイオンを示す
)と通称されるテトラメチルアンモニウム塩を添加して
合成されるオフレタイト構造を有する結晶性アルミノン
リクートが比較的良好な低級オレフィンへの選択率ケ示
す触媒となることが明らかとなったが、公知の方法で製
造されるTMA−オフレタイトは、工業鳩媒としては不
充分であることが判明した。更に、該転化反応の触媒と
して用いる場合、高純度で結晶構造が艮(発達し、細孔
構造に乱れの少ない、いわゆる高結晶化度の、更には粒
子径の小さい微油1なものであれば、極めて良好な触媒
活性9選択性及び触媒寿命が得られるという新規な事実
を見出した。これらの本発明の目的とするT M A−
オフレタイトは、特定の方法、即ち本願発明者らの一部
による出1頭中の日特願昭57−14785号の方法に
より有利に取得でき、触媒とじうろことが明らかとなり
、本発明を完成した。
以上、本発明はメタノール及び/又はジメチルエーテル
を限定されたTMA−オフレタイトを触媒として用い、
02〜C4の低級オレフィンを有利に転化する方法を提
供するものである。
を限定されたTMA−オフレタイトを触媒として用い、
02〜C4の低級オレフィンを有利に転化する方法を提
供するものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の方法において触媒としては、テトラメチルアン
モニウム塩を添加して合成されるオフレタイト構造の結
晶性アルミノシリケート、いわゆるTMA−オフレタイ
トが用いられるが、本発明で用いられるTMA−オフレ
タイトは Did 1表のX線回折パターンで示される
ものである。
モニウム塩を添加して合成されるオフレタイト構造の結
晶性アルミノシリケート、いわゆるTMA−オフレタイ
トが用いられるが、本発明で用いられるTMA−オフレ
タイトは Did 1表のX線回折パターンで示される
ものである。
TMA−オフレタイトは、通常、M、O*Aa、03・
(5〜10)SiOz・zH,Oの化学組成で表わされ
る(ただし、MはTMA、Na及びにイオンでM20の
係数は1前後で変動する。XはO〜10である。)。
(5〜10)SiOz・zH,Oの化学組成で表わされ
る(ただし、MはTMA、Na及びにイオンでM20の
係数は1前後で変動する。XはO〜10である。)。
T M Aは、オフレタイト結晶中に陶イオ/として存
在し、オフレタイトを500〜600℃で焼成するとT
MAは分解脱離しHイオンと1より、オフシタイト中に
残存する。
在し、オフレタイトを500〜600℃で焼成するとT
MAは分解脱離しHイオンと1より、オフシタイト中に
残存する。
一般のTMA−オフレタイトの製造方法については、す
でに公知であるが、本発明の方法における触媒として用
いるためには、前記表1のX線回折パターンに示される
如く、結晶化度が高く、その結晶中に異種のゼオライト
等の不純物を言まないことが必要である。更に、使用さ
れるTMA−オフレタイトはその生成時の粒子径が微細
なほど良(、望ましくは2μ以下、特に望ましくは1μ
以下のものである。
でに公知であるが、本発明の方法における触媒として用
いるためには、前記表1のX線回折パターンに示される
如く、結晶化度が高く、その結晶中に異種のゼオライト
等の不純物を言まないことが必要である。更に、使用さ
れるTMA−オフレタイトはその生成時の粒子径が微細
なほど良(、望ましくは2μ以下、特に望ましくは1μ
以下のものである。
このよりなTMA−オフレタイトは、公知の方法では製
造できない。例えば、日持分昭49−27280号及び
U S P 5.578.398号第1表 11.5 100 1仝7 7.6 10〜40 13.4 6.6 40〜80/、、3
10〜40 嵩 5,7 10〜40 10〜60 19.4 :′、大 。。〜8゜20.5 2’5.5 3.8 20〜7023.7
3.8 100〜16024.8
3.6 50〜12026.1 5.4
0〜1026.9 3.5 10〜
402a1 五210〜40 28.3 5.2 20〜506α5
2.9 5〜2031.2 2.9
50〜12031.4 2.8 5
0〜1303五4 2.7 10〜306
5.9 2.5 5〜6056.2
2.5 5〜60によれば、5i02源+
AL!03源、 Na、O源、に20源及び(TMA
) 、 O源となる各原料混合物を、比較C低温度で長
時間かけて結晶化、あるいは高温度にして結晶化時間を
短縮して製造する方法等が記載されている。これらの方
法により取得されるTMA−オフレタイトは表2のX線
回折ノくターンを示すことが明らかにされている。通常
、結晶化温度を低(して長時間をかげて結晶させれば、
粒子径の比較的小さい該オフレタイトを得ることは可能
であるが、結晶化度が充分でなく、非晶質物質乎ソーダ
ライト等の不純物が含まれてしまう。一方、結晶化温度
が高いと、結晶構造に乱れを生じたり、アナルサイムや
ソーダライト等の不純物の生成が著しくなり、かつ粒子
径が大きくなる。これらはモルデナイト、ソーダライト
、アナルサイムなどの限られた種類のゼオライト以外は
、結晶系で準安定相として存在するために、わずかな埠
境袈化でも結晶化に影響すると考えられるからである0
該公知の方法によるT M A−オフレタイトを本発明
の方法における触媒とした場合、低級オレフィンの選択
率、特に触媒寿命において不充分な結果しか得られない
。従って、本発明の;触媒として使用される高純度及び
微細なTMA−オフレタイトは、特定な方法で製造され
ねばならない第2表 2θ ■/工。 a(X) 77 100 1145 11.75 16.5 7.541!1,4
55.2 6.6514.05 99
6.50 15.43 15.0 5.7419.42
2&5 4.5720.47 415
4.5425.7 89.2 ′5.76
24.85 45.0 15926.9 1
&6 3.312&3 17.4 5
.15 30.5 .9.5 2.9531.35
79.7 2.855152 19.1
2.6855.90 15.8 Z51
100 11.51 11.50 10000
1 7.58 110 6.64 &64 20101
6.55 200 5.76 5.76 55111
4.99 201 4.58 4.5B 4210
4.55 4.35 59300
i3 五8343002 3.79 211 5.77 3.77
11102 3.60
5.6(J 5301 3.4
2 5.42 2220
3j2 362 2211
2 3.29 310 3.19 3.19
17202 5.16 221 3.04 311 2−94 2.94
5400 2.88
2.88 64212 2.
85 2.85 15302
2.69 401 2.69 2.69
3620 2.64
2.64 4003 2.52 410 2.51 2.5
1 20が本発明者らの一部が出願中の日特願昭
57−14785号の方法により容易に製造することが
できる。
造できない。例えば、日持分昭49−27280号及び
U S P 5.578.398号第1表 11.5 100 1仝7 7.6 10〜40 13.4 6.6 40〜80/、、3
10〜40 嵩 5,7 10〜40 10〜60 19.4 :′、大 。。〜8゜20.5 2’5.5 3.8 20〜7023.7
3.8 100〜16024.8
3.6 50〜12026.1 5.4
0〜1026.9 3.5 10〜
402a1 五210〜40 28.3 5.2 20〜506α5
2.9 5〜2031.2 2.9
50〜12031.4 2.8 5
0〜1303五4 2.7 10〜306
5.9 2.5 5〜6056.2
2.5 5〜60によれば、5i02源+
AL!03源、 Na、O源、に20源及び(TMA
) 、 O源となる各原料混合物を、比較C低温度で長
時間かけて結晶化、あるいは高温度にして結晶化時間を
短縮して製造する方法等が記載されている。これらの方
法により取得されるTMA−オフレタイトは表2のX線
回折ノくターンを示すことが明らかにされている。通常
、結晶化温度を低(して長時間をかげて結晶させれば、
粒子径の比較的小さい該オフレタイトを得ることは可能
であるが、結晶化度が充分でなく、非晶質物質乎ソーダ
ライト等の不純物が含まれてしまう。一方、結晶化温度
が高いと、結晶構造に乱れを生じたり、アナルサイムや
ソーダライト等の不純物の生成が著しくなり、かつ粒子
径が大きくなる。これらはモルデナイト、ソーダライト
、アナルサイムなどの限られた種類のゼオライト以外は
、結晶系で準安定相として存在するために、わずかな埠
境袈化でも結晶化に影響すると考えられるからである0
該公知の方法によるT M A−オフレタイトを本発明
の方法における触媒とした場合、低級オレフィンの選択
率、特に触媒寿命において不充分な結果しか得られない
。従って、本発明の;触媒として使用される高純度及び
微細なTMA−オフレタイトは、特定な方法で製造され
ねばならない第2表 2θ ■/工。 a(X) 77 100 1145 11.75 16.5 7.541!1,4
55.2 6.6514.05 99
6.50 15.43 15.0 5.7419.42
2&5 4.5720.47 415
4.5425.7 89.2 ′5.76
24.85 45.0 15926.9 1
&6 3.312&3 17.4 5
.15 30.5 .9.5 2.9531.35
79.7 2.855152 19.1
2.6855.90 15.8 Z51
100 11.51 11.50 10000
1 7.58 110 6.64 &64 20101
6.55 200 5.76 5.76 55111
4.99 201 4.58 4.5B 4210
4.55 4.35 59300
i3 五8343002 3.79 211 5.77 3.77
11102 3.60
5.6(J 5301 3.4
2 5.42 2220
3j2 362 2211
2 3.29 310 3.19 3.19
17202 5.16 221 3.04 311 2−94 2.94
5400 2.88
2.88 64212 2.
85 2.85 15302
2.69 401 2.69 2.69
3620 2.64
2.64 4003 2.52 410 2.51 2.5
1 20が本発明者らの一部が出願中の日特願昭
57−14785号の方法により容易に製造することが
できる。
即ち、8102. At203. NFL20g
x、o、 (TMA)20+H20からなる反応混
合物において、H2o/s 102 モル比が10〜7
0 、 (TMA)2o/5i02 モル比が0.0
08〜0.04の範囲の反応混合物を周速12 m/s
ec以上で攪拌しながら温度130〜180℃で結晶化
すれば良い。かくして取得されるTMA−オフレタイト
は、粉末X線回折法により、銅のにα2重線を用いて測
定する。その結果、第1表に示すようなX線回折パター
ンが得られ、不純物の生成は認められず、実質的にTM
A−オフレタイトに帰属され゛る以外のX線回折ピーク
は存在しないことがわかる。ここで面間隔■は回折角2
θ(度)から求めたが、測定によっては、回折角度は2
θで約0.2度9面間隔で約cL1Xのくい違いを生ず
ることがあるが、本質的なものではない。一方、粒子径
も2μ以下の微細なものを取得しうる。
x、o、 (TMA)20+H20からなる反応混
合物において、H2o/s 102 モル比が10〜7
0 、 (TMA)2o/5i02 モル比が0.0
08〜0.04の範囲の反応混合物を周速12 m/s
ec以上で攪拌しながら温度130〜180℃で結晶化
すれば良い。かくして取得されるTMA−オフレタイト
は、粉末X線回折法により、銅のにα2重線を用いて測
定する。その結果、第1表に示すようなX線回折パター
ンが得られ、不純物の生成は認められず、実質的にTM
A−オフレタイトに帰属され゛る以外のX線回折ピーク
は存在しないことがわかる。ここで面間隔■は回折角2
θ(度)から求めたが、測定によっては、回折角度は2
θで約0.2度9面間隔で約cL1Xのくい違いを生ず
ることがあるが、本質的なものではない。一方、粒子径
も2μ以下の微細なものを取得しうる。
なお、オフレタイトとしては天然品も存在するが、これ
は第3表で示されるX線回折パターンを有しており、不
純物等の問題より本発明の触媒としては除外される。
は第3表で示されるX線回折パターンを有しており、不
純物等の問題より本発明の触媒としては除外される。
本発明の触媒として用いられるTMA−オフレタイトは
、天然品あるいは前記公知の方法で製造されるものとは
、各々のX線回折パターンの比較により差異が元分認め
られる。即ち、不純物に基づく回折ピークの存在の有無
とともに、特徴的なことは、本発明で使用するTMA−
オフレタイトでは、面指数211に対応する2θ≠2五
7度の回折ピーク強度工が面指数100に対応する2θ
、=77度の回折ピーク強度工0に比して強いことであ
る。これらのことから該TMA−オフレタイトは、極め
てオフレフイト結晶構造の良く発達したものと判断され
る。
、天然品あるいは前記公知の方法で製造されるものとは
、各々のX線回折パターンの比較により差異が元分認め
られる。即ち、不純物に基づく回折ピークの存在の有無
とともに、特徴的なことは、本発明で使用するTMA−
オフレタイトでは、面指数211に対応する2θ≠2五
7度の回折ピーク強度工が面指数100に対応する2θ
、=77度の回折ピーク強度工0に比して強いことであ
る。これらのことから該TMA−オフレタイトは、極め
てオフレフイト結晶構造の良く発達したものと判断され
る。
かくして得られたTMA−オフレタイトは、本発明の方
法において触媒として用いられるが、該オフレタイトの
交換可能な隔イオンの少なくとも一部が水素イオンであ
ることがより好ましい。
法において触媒として用いられるが、該オフレタイトの
交換可能な隔イオンの少なくとも一部が水素イオンであ
ることがより好ましい。
一方、水素イオン交換量が多(なりすぎると、該転化反
応において水素移行反応が著顕になりC2−4オレフイ
ンの選択率が著しく低下し、更に炭素析出が促進されて
くる。従って、本発明の方法においては、10〜50%
の範囲の水素イオン交換量が望ましい。このTMA−オ
フレタイトは前記の如く、その結晶中に陽イオンの一部
としてTMAを含有するため、該陽イオンを水素イオン
に変換するためには、該オフレタイトを空気流通下、4
00〜800℃、好ましくは500〜600°Cの温度
範囲で1時間以上焼成すればよい。
応において水素移行反応が著顕になりC2−4オレフイ
ンの選択率が著しく低下し、更に炭素析出が促進されて
くる。従って、本発明の方法においては、10〜50%
の範囲の水素イオン交換量が望ましい。このTMA−オ
フレタイトは前記の如く、その結晶中に陽イオンの一部
としてTMAを含有するため、該陽イオンを水素イオン
に変換するためには、該オフレタイトを空気流通下、4
00〜800℃、好ましくは500〜600°Cの温度
範囲で1時間以上焼成すればよい。
勿論、公知の方法に従ってそのままあるいは焼成後、塩
化アンモニウム水溶液等のアンモニウムイオンを含む水
浴液中でイオン交換し、アンモニウム型に変換後、焼成
して水素イオン型としても何らさしつかえない。
化アンモニウム水溶液等のアンモニウムイオンを含む水
浴液中でイオン交換し、アンモニウム型に変換後、焼成
して水素イオン型としても何らさしつかえない。
更に、TMA−オフレタイトは粉末として製造されるが
、これを触媒として用いる際、適当な形状に成型しても
良い。この成型は通常の方法で良く、例えば、押し出し
成型、打錠成壓、噴霧乾燥造粒などいずれかの方法を採
用すれば良い。その際、通常添加される粘結剤あるいは
成型助剤等を添加することができる。例えば、シリカ、
アルミナ、シリカアルミナ、粘土類、グラファイト、ス
テアリン慮、殿粉、ポリビニルアルコール等を0〜80
%、好ましくは2〜30チの範囲で添加できる。このよ
うにして得られた成型品は焼成して用いる。従って、前
記のイオン交換等の後、成型し、前記温度範囲で焼成あ
るいは成型後焼成し、水素イオン型に交換しても良い。
、これを触媒として用いる際、適当な形状に成型しても
良い。この成型は通常の方法で良く、例えば、押し出し
成型、打錠成壓、噴霧乾燥造粒などいずれかの方法を採
用すれば良い。その際、通常添加される粘結剤あるいは
成型助剤等を添加することができる。例えば、シリカ、
アルミナ、シリカアルミナ、粘土類、グラファイト、ス
テアリン慮、殿粉、ポリビニルアルコール等を0〜80
%、好ましくは2〜30チの範囲で添加できる。このよ
うにして得られた成型品は焼成して用いる。従って、前
記のイオン交換等の後、成型し、前記温度範囲で焼成あ
るいは成型後焼成し、水素イオン型に交換しても良い。
本発明の方法は、メタノール及び/又はジメチルエーテ
ルを該オフレタイト触媒と高温で接触させることにより
実施される。
ルを該オフレタイト触媒と高温で接触させることにより
実施される。
反応方法は固定床、流動床あるいは移動床のいずれの方
法でも良く、触媒の形状はそれに応じて適当なものを選
ぶことができる。反応調i度は300〜500℃、好ま
しくは350〜450°C9圧力は特には制限ないが、
通常1〜30気圧の範囲で良く、好ましくは1〜20気
圧である。
法でも良く、触媒の形状はそれに応じて適当なものを選
ぶことができる。反応調i度は300〜500℃、好ま
しくは350〜450°C9圧力は特には制限ないが、
通常1〜30気圧の範囲で良く、好ましくは1〜20気
圧である。
原料メタノール及び/又はジメチルエーテルは気体状態
で触媒上に供給されるが、この原料ガス中I(キャリヤ
ーガスあるいは希釈剤として転化反応に不活性な窒素、
ヘリウム、二酸化炭素、アルゴン、水蒸気、水素等ある
いはメタン、エタン。
で触媒上に供給されるが、この原料ガス中I(キャリヤ
ーガスあるいは希釈剤として転化反応に不活性な窒素、
ヘリウム、二酸化炭素、アルゴン、水蒸気、水素等ある
いはメタン、エタン。
プロパン等の低級炭化水素類などを加えることができる
。この際、原料ガス中のメタノールあるいはジメチルエ
ーテルの濃度は、特に制限されないが、少なくとも10
チ以上であることが望ましい。
。この際、原料ガス中のメタノールあるいはジメチルエ
ーテルの濃度は、特に制限されないが、少なくとも10
チ以上であることが望ましい。
更に、ガス空間速度は、原料ガス濃度2反応温度などに
より変化するが、通常100〜20.000hr−”、
好ましくは200〜10,000 hr−’の範囲であ
る。
より変化するが、通常100〜20.000hr−”、
好ましくは200〜10,000 hr−’の範囲であ
る。
なお、反応方式としてメタノールを一旦r−アルミナな
どの公知の触媒で脱水し、ジメチルエーテルに変換した
後、該オフレタイト劇媒上に流通させても良い。勿論、
該転化反応で回収される未反応ジメチルエーテル及び/
又はメタノールを再び原料として循環させても何らさし
つかえない。
どの公知の触媒で脱水し、ジメチルエーテルに変換した
後、該オフレタイト劇媒上に流通させても良い。勿論、
該転化反応で回収される未反応ジメチルエーテル及び/
又はメタノールを再び原料として循環させても何らさし
つかえない。
本発明の方法において触媒の寿命が極めて永いことが特
徴の一つであるが、経時による活性低下を完全にまぬが
れることはできない。しかし、活性の低下した触媒は、
その一部あるいは全部を通常の方法、即ち空気等の酸素
を含有する400〜800℃の高温下で流通させ、触媒
上圧析出した炭素を燃焼除去することにより再生され、
再使用が可能となる。
徴の一つであるが、経時による活性低下を完全にまぬが
れることはできない。しかし、活性の低下した触媒は、
その一部あるいは全部を通常の方法、即ち空気等の酸素
を含有する400〜800℃の高温下で流通させ、触媒
上圧析出した炭素を燃焼除去することにより再生され、
再使用が可能となる。
以゛下、本発明を実施例をあげて説明するが、これら実
施例のみに限定されるものではない。
施例のみに限定されるものではない。
など、実施例において反応はすべて固定床流通式のマイ
クロリアクター(5iiaφx200間)を用い常圧下
で行った。反応生成物はすべてガスクロマトグラフで分
析し、下記の数値を算出した。
クロリアクター(5iiaφx200間)を用い常圧下
で行った。反応生成物はすべてガスクロマトグラフで分
析し、下記の数値を算出した。
触媒寿命:ΣHO(mol/z−cat、 )触媒が失
活するまでに転化反応により生成した炭化水素類の総和
を、FJ’Ji婬17当り、メタノールmol数基準に
換算。
活するまでに転化反応により生成した炭化水素類の総和
を、FJ’Ji婬17当り、メタノールmol数基準に
換算。
選択率: (+1101チ)
触媒が失活するまでに生成した各炭化水素を個別に積算
し、メタノール基準に換算。
し、メタノール基準に換算。
使用ゼオライトのX線回折及び触媒の物性等は次のよう
にして測定した。
にして測定した。
X線回折:
理学電機■社製 X線回折装置
[ガイガーフレックス」を用い、粉末X線回折法により
銅のにα二重線を用いて測定。
銅のにα二重線を用いて測定。
BET比表面積(m27f) :
島津製作所製 オーア式比表面債・泊11孔分布解析装
置2100Dm、を用い、窒業吸着法で測定。
置2100Dm、を用い、窒業吸着法で測定。
細孔容積Σp (ml/y) :
同上装置を用いて窒素吸着法によりゼオライト触媒の場
合に重要な20X以下の有効細孔容量を測定。
合に重要な20X以下の有効細孔容量を測定。
ゼオライトの化学組成:
化学分析の結果より算出。
ゼオライトの粒子径:
走査型電子顕微鏡を用いた。
〔実施例−1〕
水酸化ナトリウム175.27及び水酸化カリウム7α
72を純水25.071に溶解し、この水浴液に水酸化
テトラメチルアンモニウム1o wt%−水浴液357
. Orを添加した。次いでアルミレ醒ナトリウム水浴
fji (Na201a8wt%、 Al10321
.8%)234、 Orを加え、最後に攪拌しながら非
晶質固体シリカ(日本シリカニ業社製ホワイトカーボン
5i02 =94.5w14. HIO5,5wt%
) 585.0 Fをぢ5加し、次の式で表わされる反
応混合物を作った。
72を純水25.071に溶解し、この水浴液に水酸化
テトラメチルアンモニウム1o wt%−水浴液357
. Orを添加した。次いでアルミレ醒ナトリウム水浴
fji (Na201a8wt%、 Al10321
.8%)234、 Orを加え、最後に攪拌しながら非
晶質固体シリカ(日本シリカニ業社製ホワイトカーボン
5i02 =94.5w14. HIO5,5wt%
) 585.0 Fをぢ5加し、次の式で表わされる反
応混合物を作った。
0.37 (TMA)20−5.80 Na、 O−1
,26K20−At!O,* 1 a45i02 *5
2HtO この反応混合物を攪拌機付きのオートクレーブに入れ、
窒素雰囲気下170’Cで結晶化した。攪拌羽根はター
ビン型で回転した際の最大直径がオートクレーブ内径の
1/2であった。(覚拌i頭度(周M ) k’L ’
m/sec 1反応混合l’a ijl’M jNV
l−(シリカ添加終了後)からオートクレーブへ仕込む
までの時間は約1時間であった。オートクレーブの昇温
時間(加熱を開始してから結晶化酩17(17o℃にな
るまでの時間)は約2時間であった。170°Cに5分
曲維持した後、冷却し固形物を戸別し、光分水洗後、1
10℃で2時間乾燥した。
,26K20−At!O,* 1 a45i02 *5
2HtO この反応混合物を攪拌機付きのオートクレーブに入れ、
窒素雰囲気下170’Cで結晶化した。攪拌羽根はター
ビン型で回転した際の最大直径がオートクレーブ内径の
1/2であった。(覚拌i頭度(周M ) k’L ’
m/sec 1反応混合l’a ijl’M jNV
l−(シリカ添加終了後)からオートクレーブへ仕込む
までの時間は約1時間であった。オートクレーブの昇温
時間(加熱を開始してから結晶化酩17(17o℃にな
るまでの時間)は約2時間であった。170°Cに5分
曲維持した後、冷却し固形物を戸別し、光分水洗後、1
10℃で2時間乾燥した。
銅にα二重線によるX線回折測定の治も果、回収ゼオラ
イトは第4表のX線回折パターンを示した。
イトは第4表のX線回折パターンを示した。
これ以外のX線回折ピークは実質的に認められず、極め
て旨純度のTMA−オフレタイトであることが明らかで
ある。走査型電子顕微鏡による砲架では粒子径0.4〜
0.9μの微細結晶であった。
て旨純度のTMA−オフレタイトであることが明らかで
ある。走査型電子顕微鏡による砲架では粒子径0.4〜
0.9μの微細結晶であった。
化学分析の結果、次の化学組成であった。
0.28(TMA)20−[13ONa2011O,4
2に、0LIAz203・7.I 5i02 @3.5
H,0 第4表 かくして得られたT M A−オフレタイト粉末を空気
中540’Cで4時間焼成した。BET比表面積は44
8m2/fで、直径20X以下の細孔の細孔容積ΣPは
0.321nl / fであった。
2に、0LIAz203・7.I 5i02 @3.5
H,0 第4表 かくして得られたT M A−オフレタイト粉末を空気
中540’Cで4時間焼成した。BET比表面積は44
8m2/fで、直径20X以下の細孔の細孔容積ΣPは
0.321nl / fであった。
マイクロリアクターにこのオフレタイト触媒012を充
てんし反応を実施した。反応条件と斧吉果を第5表に示
した。なお、得られた反工6生1戊!1勿中、炭化水素
数の分布は次の、]11りであラフこ。
てんし反応を実施した。反応条件と斧吉果を第5表に示
した。なお、得られた反工6生1戊!1勿中、炭化水素
数の分布は次の、]11りであラフこ。
メタン 5.Omol係
エタン 01
エチレン 269
プロパン 2−2
プロピレン 36.1
ブタン知 z8
フ゛テン尖白 21.6
> (、5,3
芳香族 O
し実施例−2〜5〕
実施例−1と同一触媒を用(・同様にして反応した。反
応条件と結果を第5表に示した。
応条件と結果を第5表に示した。
〔実施例−6〕
実施例−1で失活した触媒に540°Cにお(・て酸素
2チを含む窒素ガスを12m67m1nで導入し、二酸
化炭素が反応管より流出ガス中に認めもれな(なるまで
焼成を続けた。次いで窒素ガスで酸素を充分パージ後、
実施例−1と同一条件で反応を行った。第5衣に結果を
示した。
2チを含む窒素ガスを12m67m1nで導入し、二酸
化炭素が反応管より流出ガス中に認めもれな(なるまで
焼成を続けた。次いで窒素ガスで酸素を充分パージ後、
実施例−1と同一条件で反応を行った。第5衣に結果を
示した。
第5表
※ 希釈ガス:窒素
TMA−オルタイトを第6表に示した一A 注以外は実
施例−1と同様にして合成した。X 14回折測定の結
果、いずれも第1表に示すような回折パターンが得られ
、実質的にこれら以外のピークは認められなかった。実
施例−1と同様((尭成し、同一条件で反応を行った。
施例−1と同様にして合成した。X 14回折測定の結
果、いずれも第1表に示すような回折パターンが得られ
、実質的にこれら以外のピークは認められなかった。実
施例−1と同様((尭成し、同一条件で反応を行った。
結果を第6衣に示した。
第6表
〔比較例−1〕
特公昭49−27280号に従い、アルミン酸ナトリウ
ム922.水酸化ナトリウム112r。
ム922.水酸化ナトリウム112r。
水酸化カリウム2781及び水14407からなる水溶
液にコ1コイド吠シリカゾル(si O,30wt%含
有)2142rを加え、更に↓1五化テトラメチルアン
モニウムの50係水浴液131.2rを添加した。これ
を温度100℃で4日間攪拌せずに静置して結晶化させ
た。以後、実施例−1と同様にして結晶を得た。この結
晶のX線回折測定の結果、第2表に類似したX線回折パ
ターンが得もルだ。
液にコ1コイド吠シリカゾル(si O,30wt%含
有)2142rを加え、更に↓1五化テトラメチルアン
モニウムの50係水浴液131.2rを添加した。これ
を温度100℃で4日間攪拌せずに静置して結晶化させ
た。以後、実施例−1と同様にして結晶を得た。この結
晶のX線回折測定の結果、第2表に類似したX線回折パ
ターンが得もルだ。
特に、2θ=14.0.19.8.24.4.54.7
度に不純物に起因する回折ピークが認められた。
度に不純物に起因する回折ピークが認められた。
粒子径は6〜10μであり、次の化学組成であった。
0.26 (TMA)20−0.12 Na20−0.
62 K20・At、 03 e7.8 EIi02
・4.2 H,0 かくして得られたオフレタイトを空気中540℃で4時
間焼成した。BET比表面積は406 mug細孔容積
ΣPはo、1a、l/rであった。
62 K20・At、 03 e7.8 EIi02
・4.2 H,0 かくして得られたオフレタイトを空気中540℃で4時
間焼成した。BET比表面積は406 mug細孔容積
ΣPはo、1a、l/rであった。
実施例−1と同一条件で反応を行った結果、炭化水素(
JJ′jの生成分布は次の11i1りであった。
JJ′jの生成分布は次の11i1りであった。
メタン 4.5 mc+l係
エタン O
エチレン 20.6
プロパン 0.7
プロピレン 646
ブタン類 06
ブテン類 22.9
>C,17,0
芳香族 00
02〜4オレフインの選択率7 Z8係、ΣHO69,
7mo 1/l* c a tであった。
7mo 1/l* c a tであった。
〔比較例−2〕
実施例−1と同様にして次の反応混合物を作った。
0、!+9 (TMA) 2 o・5.75 Na20
・1.1 sx、 O・At、 03 ・17.65i
02 中325H,0 これを攪拌せず静置した以外は実施例−1に従い、17
0℃で240分間結晶化させた。回収された結晶は、X
線回折測定より結晶度は良好であったが、2θ=i 4
.0. 19.8.24.4.34.7度に不純のピー
クが認められた。粒子径は5〜20μで結晶が不揃いで
あった。これを実施例−1と同様に焼成し、触媒とした
。BET比表面積698m2/1で、Σpo、18−/
?であった。反応を実施例−1と同条件で行った結果、
C,1〜4オレフインの選択率79.0%、ΣHO51
5mo1/j”catであった。
・1.1 sx、 O・At、 03 ・17.65i
02 中325H,0 これを攪拌せず静置した以外は実施例−1に従い、17
0℃で240分間結晶化させた。回収された結晶は、X
線回折測定より結晶度は良好であったが、2θ=i 4
.0. 19.8.24.4.34.7度に不純のピー
クが認められた。粒子径は5〜20μで結晶が不揃いで
あった。これを実施例−1と同様に焼成し、触媒とした
。BET比表面積698m2/1で、Σpo、18−/
?であった。反応を実施例−1と同条件で行った結果、
C,1〜4オレフインの選択率79.0%、ΣHO51
5mo1/j”catであった。
し比較例−5〕
実施例−1で調11したオフレタイトを次の方法でイオ
シ交換処理した。即ち、1規定の塩化アンモニウム水溶
液を用いて、95℃の加熱条件下で5時間にわたって処
理した。取得されたスラリーを沢過し、水洗後、120
°Cで15時間乾燥した。
シ交換処理した。即ち、1規定の塩化アンモニウム水溶
液を用いて、95℃の加熱条件下で5時間にわたって処
理した。取得されたスラリーを沢過し、水洗後、120
°Cで15時間乾燥した。
これを空気流通下、540℃で6時間焼成した。
化学分析の結果、水素イオンの交換量799チであった
。これを触媒として実施例−1と同方法でメタノール転
化反応を実施した。得られた炭化水素類の生成分布は次
の通りであった。
。これを触媒として実施例−1と同方法でメタノール転
化反応を実施した。得られた炭化水素類の生成分布は次
の通りであった。
メタ7 11.Omo1%
エタン 08
エチレン 61.9
プロパン 16.6
プロピレン 18.1
ブタン類 10.1
ブテン類 Z8
)0. 2.5
芳香族 1.1
ar−+オレフィンの選択率5 Z8 % 、ΣHC2
6,2mol、/I−ecatであった。
6,2mol、/I−ecatであった。
特許出願人 東洋曲達工業株式会社
手続補正書
昭和58年 6月22日
特許庁長官若杉和夫 殿
1事件の表示
昭和58年特肪願第 72133 号2発明の名称
低級オレフィンの製造方法
6補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 〒746 山ロ県新南陽市大字富144560番
地電話番号(585)ろろ11 4補正命令の日刊 26
地電話番号(585)ろろ11 4補正命令の日刊 26
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 fi+ メタノール及び/又はジメチルエーテルを接
触転化して、低級オレフィンを製造するに際し、酸化物
のモル比で表わして下記の組成:’d○−At203−
(5〜10)Sin、 −(0〜10)H,0(Mは原
子価nの陽イオンを示す)を有し、かつ、第1表に示す
X線回折パターンを示゛し、実質的にこれら以外のxg
回折ピークを有しないオフレタイト構造を有する結晶性
アルミノシリケートな触媒として用いることを特徴とす
る低級オレフィンの製造方法。 (2)オフレタイト構造を有する結晶性アルミノシリケ
ートが5i02 、 At、o3. Nano、
K2O。 (TMA)20 (TMAはテトラメチルアンモニウム
イオン)、H,Oかうなる反応混合において、H20/
5102モル比が10〜70 、 (TI仏) 20/
S 1gモル比がa、 o o s〜004を満足し、
周速0、3 rV/aec以上で亨拌しながら温度15
0〜180℃で結晶化して合成されるT kA A・オ
フレタイトである特許請求の範囲第1項記載の方法。 (3)Mがカリウム、ナトリウム及びTMAである特許
請求の範囲第1〜2項記載の方法。 (4)該結晶性アルミノンリケードを触媒として用いる
際、その又換可能な陽イオンの10%以上かつ50%以
下が水素イオンである特許請求の範囲第1〜6項記載の
方法。 (5)該結晶性アルミノシリケートの粒子佼が2μ以下
である特許請求の範囲第1〜第4項記載の方法。 (6)反応温度300〜500℃、圧力1,0〜30気
圧、ガス空間速度100〜201口0Ohr−” の
粂件下でメタノール及び/又はジメチルエーテルを転化
する特許請求の範囲第1〜5項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072133A JPS59199638A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 低級オレフインの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072133A JPS59199638A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 低級オレフインの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59199638A true JPS59199638A (ja) | 1984-11-12 |
| JPS6241651B2 JPS6241651B2 (ja) | 1987-09-03 |
Family
ID=13480484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58072133A Granted JPS59199638A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 低級オレフインの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59199638A (ja) |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP58072133A patent/JPS59199638A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6241651B2 (ja) | 1987-09-03 |
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