JPS63137751A - 担体にレニウムを担持した、複分解によるオレフィンの製造用触媒の調製方法 - Google Patents

担体にレニウムを担持した、複分解によるオレフィンの製造用触媒の調製方法

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JPS63137751A JP62291652A JP29165287A JPS63137751A JP S63137751 A JPS63137751 A JP S63137751A JP 62291652 A JP62291652 A JP 62291652A JP 29165287 A JP29165287 A JP 29165287A JP S63137751 A JPS63137751 A JP S63137751A
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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】 産業上の利用分野 本発明は、レニウムを含む触媒の調製方法、得られた触
媒および複分解によるオレフィンの製造用へのこの触媒
の使用に関する。
従来技術およびその問題点 オレフィンの複分解すなわちアルキリデン基相互の再分
配反応は、例えばスチームクラブキングに由来する軽質
オレフィンすなわちエチレン、プロピレンおよびブテン
間の再平衡に実際的な大きな利点を与える。
この反応を触媒しやすい種々の型の触媒が知られている
。すなわちそれらの構成成分がすべて反応触媒に可溶で
ある時に均質型の触媒、あるいは成分のうちの少なくと
も１つが前記媒質中に不溶な時に不均質型のものが知ら
れている。
これらの不均質型のものは、活性金属が高い費用を要す
る時かつ損失無しにそれを再使用することを考える必要
がある時に、特に有利である。
例えば米国特許第３，６４１．１８９号および米国特許
ｉ３．６７６．５２０号においてのように、単純オレフ
ィンの複分解を触媒するために、不均質形態での使用が
推奨されるレニウムベースの触媒の場合である。
本発明は、先行技術の触媒より活性な触媒を得ることを
可能にする触媒について記載している。
問題点の解決手段 本方法は、（ａ）　レニウム化合物の溶液によるアルミ
ナ含有多孔質担体の含浸、（ｂ）８５〜２５０℃におけ
るその後の加熱（この間含浸溶媒を少なくとも大部分除
去する）および（Ｃ）触媒を活性化するための４００〜
１０００℃における最終加熱から成る。
本方法は、多孔質担体の含浸が、毛管含浸とも呼ばれる
乾式含浸であること、および含浸担体を、レニウム化合
物の溶液の添加の終了後および８５〜２５０℃での加熱
前に、少なくとも１０時間実質的に非蒸発条件すなわち
吸着溶媒１　　の少なくとも８５％、好ましくは少なく
とも９５％が含浸担体にとどまるような条件下に、０〜
８０℃の温度に維持することを特徴とする。
乾式含浸とは、担体の細孔の容積より小さいかまたは最
大でもそれに等しい容積の溶液による含浸を意味する。
好ましくは溶液の容積は、担体の細孔の容積の少なくと
も９０％である。
担体は好ましくはアルミナまたは少なくとも２０重量％
のアルミナともう１つの耐火性酸化物例えばシリカ、マ
グネシアまたは酸化チタンとの混合物である。この担体
は、かなりな比表面積例えば少なくとも１０ａ２／ｇと
、かなりな細孔容積例えば少なくとも０　、　１　ｅｓ
３１ｇｓ好ましくは０．３〜１ｅａ３／ｇを有しなけれ
ばならない。
この最小容積は液体の自由体積である。さもなければ含
浸は行なわれないであろう。これに反して、細孔を塞ぐ
ガスの種類はあまり重要ではない。このガスはまた真空
にされることによって追い出されてしまってもよい。
好ましいレニウムの化合物は、七酸化レニウム、過レニ
ウム酸アンモニウムおよび過レニウム酸である。レニウ
ム化合物を、水または有機溶媒、例えばメタノールのよ
うなアルコール中の溶液にする。レニウムの他に、その
他の金属を触媒に導入してもよい。文献および特許がそ
れらの数多くの例を挙げており、従ってここではそれの
余すところのないリストを挙げても無益である。
含浸担体を、少なくとも１０時間、例えば１０〜１００
０時間、上に挙げた条件下で０〜８０℃に維持する。１
０時間を大巾に上回る含浸時間は、一般にそれ以上の利
益はもたらさない。
これとは逆に、より短い、例えば０〜８０℃に１０分〜
２時間維持する含浸時間により、活性がこれより劣る触
媒を生じる。この事実は驚くべきことである。これは乾
式含浸がはるかに短い、すなわち数分程度の時間を要す
ることが一般に認められているからである。例えばＡ、
Ｖ。
ＮＥＩＭＡＲＫＳＬ、１．ＫＨＥＩＦＥＺおよびＶ、Ｂ
、ＦＥＮＥＬＯＮＯＶの“ｒｎｄ、Ｅｎｇ、Ｃｈｅｍ、
Ｐｒｏｄ、Ｒｅｓ、Ｄｅｖ、。
（１９８１年）第２０巻、第４３９〜４５０頁、特に第
４４１頁参照。
後続の加熱（工程（ｂ））は、溶媒の少なくとも大部分
、好ましくは溶媒のほとんど全部を除去すること、およ
びレニウムを安定化することを目的としている。例えば
８５〜２５０℃、好ましくは１００〜１８０℃の温度で
、例えば３０分〜５時間あるいはそれ以上の間加熱する
と満足すべき結果が生じる。中性雰囲気下、例えば窒素
の掃気、または酸化雰囲気下例えば空気の掃気によって
、さらには真空下操作を行なってもよい。短かすぎる加
熱時間または低すぎる温度は避けるべきである。なぜな
らば、これによって後の活性処理の間不完全な安定化お
よびレニウムの損失が生じるからである。それとは逆に
高すぎる温度は本工程の間、レニウムの損失を生じる。
レニウムを含む含浸溶液の濃度の選択によって、担体上
のレニウムの量を調整する。含浸したいと思うレニウム
の量が、その飽和限度にある溶液が導入することを可能
にする量より多い時、操作を数回に分けて行ない、その
都度一連の工程（ａ）および（ｂ）を、担体上の所望の
レニウム含量が得られるまで繰返す。このことによって
０．０１〜２０％、好ましくは１〜１５％の乾燥Ｍ量の
レニウムを含む固体を得ることができる。
工程（ａ）および（ｂ）に続いて、得られた触媒の活性
化は、４００〜１０００℃好ましくは５００〜９００℃
における加熱（工程（Ｃ））によって行なわれる。この
加熱は、非還元性ガス雰囲気下、例えば酸素、窒素また
はアルゴン下、窒素によって希釈された酸素下、好まし
くは空気下、静的または動的条件下に行なわれる。しか
しながら、軽質のガス流が好ましい。ガス流の湿度率は
、好ましくは２００　ｐｐｍ以下に維持される。同様に
過剰空気の存在下、メタンの燃焼ガスから成る雰囲気下
の加熱を実施してもよい。この活性化処理時間は、例え
ば１０分〜５時間またはそれ以上である。その後でこの
ようにして得られた活性触媒を、好ましくは無水雰囲気
下に冷却する。有利には、炭化水素仕込原料と接触させ
る前に、必要であれば窒素パージを行なってもよい。
前記の担持レニウム触媒によって触媒される複分解反応
において反応しやすいオレフィンは、下記一般式によっ
て示される直鎖オレフィンであってもよい：　ＲＩ　Ｒ
２Ｃ”＝　ＣＲ３１４（式中、ＲＩ　、Ｒ２、Ｒ３およ
びＲ４は同一または異なり、水素またはｃ、−Ｃ２，の
炭化水素基である）。オレフィンはまた環式構造のもの
であってもよく、環は３〜２０個の炭素原子を有する。
オレフィンをそれ自体と反応させてもよいし、複数のオ
レフィンを混合してそれらの相互間で反応させてもよい
。１つの適用例は、エチレンと２−ブテンとの反応によ
るプロピレンの製造またはプロピレンのエチレン＋２−
ブテン混合物への逆の転換反応である。
複分解反応は、好ましくは溶媒の不存在下に行なわれる
。しかしながら溶媒例えば炭化水素すなわちハロゲン化
、脂肪族、シフラン系または芳香族炭化水素の存在は有
害ではない。
反応は、攪拌反応器においであるいは、１つまたは複数
の反応体を、触媒の固定床、移動床または流動床を通過
させて行なってもよい。
最も多くの場合、温度０〜２００℃、好ましくは２０〜
１２０℃で操作を行なう。圧力は臨界的なものではない
。
複分解反応は、好ましくは液相において酸素および湿度
の不存在下に実施される。反応体および溶媒を、この意
味で予め有効に処理する。
発明の効果 本発明は以上のとおり構成されているので、本書冒頭で
説明した、先行技術の触媒よりも大幅に活性な触媒を得
ることができる。
実　　施　　例 下記実施例は本発明を例証するが、その範囲を限定する
ものではない。
実施例１ 触媒の調製 γ−アルミナ（比表面積＝１８７ＩＩ２１ｇ１細孔容積
：　０．　５２ｅｍ３／ｇ）　３０ｇを空気流下３５０
℃で３時間焼成する。周囲温度における冷却後、このア
ルミナを、水１５．６ｃｍａ中過レニウム酸アンモニウ
ム１．６６ｇの水溶液（触媒の理論的レニウム含量３．
８５重量％に対応する）によって含浸する。この際水溶
液をアルミナ上に１滴ずつ導入し、激しく攪拌する。
すべての水溶液がアルミナによって吸収された時、これ
には約５分かかる。あるいはこれを２４時間２０℃で湿
った大気中に放置する。この期間が終ると、重量の目だ
つほどの変化がみられない固体を、１０分で外部の油浴
を用いて、１４０℃の温度、０　、　１　ｍｗＨｇの圧
力にし、これらの条件下に１０時間維持する。この時、
触媒を再び空気の大気圧下に置き、ついで水１５０ｐｐ
＋５を含む空気流によって１８１／時の流量で掃気する
。温度を次第に８００℃まで上昇させ、このレベルを３
時間維持する。このようにして活性化された触媒を、空
気流下、周囲温度まで冷却し、ついで数回窒素パージし
、窒素下貯蔵する。
複分解における使用： 上記のように調製された触媒１７ｇを、湿気を避けて、
温度の調整を可能にする水を流通させたダブルジャケッ
ト管から成る反応器に装入する。液体プロピレンを、ポ
ンプを用いて、流量１０７ｃｍ３／時（８禎流量／触媒
の容積Ｘ時間：ＶＶＨ−４，４０）で、反応器の底部よ
り触媒に注入する。温度は３５０℃で、反応器内の圧力
を、反応器の下流に配置された調整器を用いて、３．５
ＭＰａに維持する。これらの条件下、反応器の出口にお
けるプロピレンの転換率は、エチレンと２−ブテンの等
モル混合物２０％である。選択率はほとんど１００％で
ある。
実施例２ 触媒の調製 新たな触媒のロフトを、実施例１においてと同様に調製
する。ただし、過レニウム酸アンモニウムの水溶液によ
る含浸後、含浸触媒を１５日間周囲温度に湿った大気中
に放置して、その後この触媒を実施例１に記載された熱
処理に付す。
複分解における使用 実施例１に記載されたのと同じ装置に、上で調製された
触媒１７ｇを装入する。液体プロピレンを、温度３５℃
、圧力３．５ＭＰａ下、流ｆｆ１１１４．３ｃｓ３／時
（ＶＶＨ−４，７０）　で注入する。プロピレンの転換
率は１８％である（選択率：はぼ１００％）。
実施例３（比較例） この実施例は本発明の一部ではなく、比較例として挙げ
る。
触媒の調製 触媒１０ツトを、実施例１におけるように調製する。た
だし過レニウム酸アンモニウムの水溶液による含浸後、
含浸触媒を１５分間だけ放置した後、これを実施例に記
載したように熱処理に付す。
複分解における使用 実施例１に記載されたのと同じ装置に、上で調製された
触媒１７ｇを装入する。液体プロピレンを流量１０７ｃ
ｍ３／時（ＶＶＨ−４，４０）で、温度３５℃、圧力３
．５ＭＰａで注入する。
プロピレンの転換率は１０％である。選択率はほぼ１０
０％である。
この実施例は、このロットの触媒のより低い活性を示す
。
実施例４ 触媒の調製 実施例１で使用されたγ−アルミナ５０ｇを、空気流下
３５０℃で３時間焼成する。７０℃での冷却後、このア
ルミナを７０℃で水２１Ｃ１１３中過レニウム酸アンモ
ニウム５．５３ｇの水溶液（触媒の理論的レニウム含量
ニア、６ｇｆｆ１量％）によって含浸する。この際水溶
液を７０℃で１滴ずつアルミナに導入し、激しく攪拌す
る。
ついでアルミナを湿った大気中に７０℃で２０時間放置
する。この時間の後、固体を温度１４０℃、圧力０．ｌ
ｌＨｇで２時間加熱する。この時触媒を空気の大気圧に
戻し、ついで水９０　ｐｐｍを含む空気流によって、２
５／／時の流量で掃気する。温度を次第に５５０℃まで
上昇させ、このレベルを３時間維持する。このように活
性化された触媒を、空気流下周囲温度で冷却し、ついで
窒素で数回パージし、窒素下貯蔵する。
複分解における使用： 上で調製された触媒１７ｇを、実施例１に記載された装
置に装入する。プロピレンを、液体で、流量７１．４ｃ
ＩＩ１３／時（ＶＶＨ−２，９４）、温度７０℃、圧力
５ＭＰａで注入する。プロピレンの転換率は３９％であ
る（選択率：はぼ１００％）。
実施例５ 実施例１において使用されたγ−アルミナ５０ｇを空気
流下３５０℃で３時間焼成する。周囲温度における冷却
後、このアルミナを過レニウム酸の水溶液（金属のレニ
ウム３．８５ｇを含む２１Ｃ１１３％すなわち触媒の理
論的レニウム含量は７．７重量％である）によって含浸
する。
この際水溶液をアルミナに一滴ずつ導入し、激しく攪拌
する。ついでアルミナを湿った大気中に２０時間２０℃
に放置する。この時間後、重量が目立つほどは変化して
いない固体を１５分間で空気の循環する乾燥器内で１２
０℃の温度にし、これらの条件下に２時間維持する。こ
の時触媒を冷却し、炉に移し、ここで触媒を過剰の空気
の存在下、メタンの燃焼ガスから成るガス流による掃気
に付す。このことによって、温度を次第に７５０℃まで
上昇させる。このレベルを３０分間維持する。このガス
流の組成は下。
記のとおりである：　Ｃ０２−４，５８；　Ｎ２０＝９
．１７；０２−９．９２；Ｎ２−７６．３３容量％。こ
のように活性化された触媒を、乾燥窒素流下、周囲温度
まで冷却し、ついで窒素下貯蔵する。
複分解における使用 上で調製した触媒１７ｇを、実施例１に記載された装置
に装入する。液体プロピレンを、流量１０７ｃＩ１３／
時（ＶＶＨ−４，４０）　、温度３５℃、圧力４．５Ｍ
Ｐａで注入する。プロピレンの転換率は３５％である（
選択率：はぼ１００％）。
以上

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）レニウムを含む触媒の調製方法であって、アルミ
    ナを含む多孔質担体を、溶媒中のレニウム化合物の溶液
    によって含浸し、ついで含浸溶媒の少なくとも大部分を
    除去しながら８５〜２５０℃で加熱し、最後に４００〜
    １０００℃で加熱して触媒を活性化させる方法において
    、多孔質担体を乾式含浸すること、およびレニウム化合
    物の溶液の添加の終了後でかつ８５〜２５０℃における
    加熱前に、少なくとも１０時間、実質的に非蒸発条件下
    に０〜８０℃に維持することを特徴とする方法。
  2. （２）含浸触媒中のレニウムが、多孔質担体の０．０１
    〜２０重量％の割合にあることを特徴とする、特許請求
    の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）レニウム化合物が、七酸化レニウム、過レニウム
    酸アンモニウムおよび過レニウム酸から成る群に属する
    、特許請求の範囲第１または第２項記載の方法。
  4. （４）多孔質担体は、多孔度が少なくとも０．１ｃｍ＾
    ３／ｇ、比表面積が少なくとも１０ｃｍ＾２／ｇのアル
    ミナである、特許請求の範囲第１〜３項のうちいずれか
    １項記載の方法。
  5. （５）８５〜２５０℃で３０分〜５時間で中性雰囲気ま
    たは酸化雰囲気または真空下加熱し、ついで４００〜１
    ０００℃で１０分〜５時間、非還元雰囲気で加熱する、
    特許請求の範囲第１〜４項のうちいずれか１項記載の方
    法。
  6. （６）６００〜１０００℃で１０分〜５時間、メタンの
    燃焼ガスから成る雰囲気下、過剰空気の存在下に加熱す
    る、特許請求の範囲第１〜５項のうちいずれか１項記載
    の方法。
  7. （７）特許請求の範囲第１〜６項のうちいずれか、１項
    記載の方法によって得られるようなレニウムを含む触媒
    。
  8. （８）複分解によるオレフィンの製造における、特許請
    求の範囲第１〜６項のうちいずれか１項記載の方法によ
    って得られるような、レニウムを含む触媒の使用。
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