JP2001113174A - 少なくとも1つのnes構造型ゼオライトおよびレニウムを含む触媒、並びにアルキル芳香族炭化水素のトランスアルキル化におけるその使用法 - Google Patents
少なくとも1つのnes構造型ゼオライトおよびレニウムを含む触媒、並びにアルキル芳香族炭化水素のトランスアルキル化におけるその使用法Info
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Abstract
リウムおよびホウ素からなる群から選ばれる少なくとも
1つの元素Tとを含む、少なくとも1つのNES構造型
ゼオライト、好ましくはNU−87を含む触媒を提供す
る。 【解決手段】 元素Tは、好ましくは、Si/T全体原
子比が、20を越えるように抜き取られる。このゼオラ
イトは、少なくとも一部酸形態で存在する。バインダ
は、好ましくはアルミナである。さらに触媒は、第VIIB
族、第VIB族およびイリジウムからなる群から選ばれる
少なくとも1つの金属、好ましくはレニウムを含む。最
後に、場合によっては、触媒は、その他に元素周期表の
第III族および第IV族の元素、好ましくはインジウムお
よびスズからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属
を含む。
Description
水素の変換反応において使用可能な触媒に関する。より
正確には、本発明は、アルキル芳香族炭化水素のトラン
スアルキル化、好ましくはキシレンを生成するための、
トルエンと少なくとも炭素原子数9を含む芳香族化合物
のトランスアルキル化触媒に関する。本発明は、前記触
媒の調製、およびアルキル芳香族炭化水素のトランスア
ルキル化方法におけるその使用法にも関する。
化用の多数の触媒が、既に先行技術において記載されて
いる。それらは、モルデナイトをベースとするか(米国
特許US−A−3506731、US−A−41511
20、US−A−4180693、US−A−4210
770、US−A−3281483、US−A−378
0121またはUS−A−3629351)、さもなけ
ればオメガ・ゼオライトもベースとする(米国特許US
−A−5210356またはUS−A−537131
1)。
6には、NES構造型ゼオライトであるゼオライトNU
−87と、例えば臭化デカメトニウムのようなポリメチ
レン・ジアンモニウム・カチオンの塩の存在下でのその
調製方法とが記載されている。この特許には、レニウム
が、水素化・脱水素特性について他の多数の元素の中か
ら挙げられている。
オライトSSZ−37に関するものである。その粗合成
ゼオライトのSiO2/Al2O3比は、400を越え
る。このゼオライトの合成は、有機構造化剤すなわち鋳
型剤(template)が、ゼオライトSSZ−37のための
N,N,ジメチル−4−アゾニアトリシクロ[5.2.
2.0(2,6)]ウンデク−8−エン・カチオンであ
る点で、NU−87の合成とは異なる。
またはトランスアルキル化のためのNES構造型ゼオラ
イトNU−87の有益性は、本出願人のフランス特許F
R−2752568において証明されている。本特許に
おいては、さらに金属、例えばニッケルの添加による有
益性が望まれる。
1には、ゼオライト・モルデナイトおよびレニウムをベ
ースとする触媒の使用が、少なくとも1つのエチル基を
有する芳香族化合物を含むC9芳香族留分のトランスア
ルキル化について記載されている。レニウムが好ましい
金属であるにも拘わらず、他の金属(Ni、Co、M
o、CrおよびW)が、本発明に適切であるとして挙げ
られる。
ム、鉄、ガリウムおよびホウ素からなる群から選ばれる
少なくとも1つの元素Tとを含む、少なくとも1つのN
ES構造型ゼオライト、好ましくはNU−87を含む。
好ましくは、元素Tは、Si/T全原子比が20を越え
るように抜き取られている。このゼオライトは、少なく
とも一部酸形態で存在する。バインダは、好ましくはア
ルミナである。さらに触媒は、元素周期表の第VIIB族お
よび第VIB族の金属とイリジウムとからなる群から選ば
れる少なくとも1つの金属、好ましくはレニウムを含
む。最後に、場合によっては触媒は、その他に元素周期
表の第IIIA族および第IVA族の元素、好ましくはインジ
ウムおよびスズからなる群から選ばれる少なくとも1つ
の金属を含む。さらに本発明は、例えばトルエンおよび
少なくとも炭素原子数9を有するアルキル芳香族化合物
のようなアルキル芳香族炭化水素のトランスアルキル化
方法における触媒の使用法にも関する。この触媒は、特
に少なくとも炭素原子数10を有する芳香族化合物分子
を高百分率(5重量%超)で含むC9 +芳香族仕込原料
の処理において高性能を示す。さらにこの仕込原料は、
ベンゼンも含んでもよい。
であり、約20を越えるSi/T比を得るために好まし
くは脱アルミニウムされた、少なくとも1つのNES構
造型ゼオライト、好ましくはゼオライトNU−87と、
第VIIB族および第VIB族の金属とイリジウムとからなる
群から選ばれる少なくとも1つの金属、好ましくはレニ
ウムとを含む触媒により、触媒性能、特に先行技術の触
媒に比して、例えばトルエンおよび少なくとも炭素原子
数9を有するアルキル芳香族化合物のようなアルキル芳
香族炭化水素のトランスアルキル化反応において改善さ
れた活性、安定性および選択性が示されることが見出さ
れた。この触媒は、特に炭素原子数10以上を有する芳
香族分子を高百分率(5重量%超)で含むC9 +芳香族
仕込原料の処理において高性能を示す。このことによ
り、これら重質分子(例えばジメチルエチルベンゼン、
ジエチルベンゼン等)を、先行技術の触媒に比して改善
された選択性と安定性とを示しながら、キシレンへと高
品質化することが可能になる。さらに、このことによ
り、改善された純度のベンゼンを生成することが可能に
なる。
〜85重量%の割合で少なくとも1つのNES構造型ゼ
オライト、好ましくはゼオライトNU−87と、触媒の
100%までの補足物としての少なくとも1つのマトリ
ックス(すなわちバインダ)とを含む触媒に関する。ケ
イ素と、アルミニウム、鉄、ガリウムおよびホウ素から
なる群から選ばれる少なくとも1つの元素T、好ましく
はアルミニウムとを含む前記ゼオライト、好ましくはゼ
オライトNU−87は、好ましい実施の形態において脱
硫され、かつ少なくとも一部、好ましくは実質上全部酸
形態である。前記ゼオライトが、脱アルミニウムされて
いる場合、このゼオライトのSi/T全原子比は、一般
に20を越え、好ましくは25を越え、より好ましくは
約25〜350、またはさらにより好ましくは25〜2
50、またはさらには約25〜150である。ゼオライ
トが、本発明による触媒中に含まれる場合、NES構造
型ゼオライトは、少なくとも一部、好ましくは実質上全
部酸形態、すなわち水素型(H+)である。ナトリウム
含有量は、乾燥ゼオライトの総重量に対して0.1重量
%未満、好ましくは0.05重量%未満である。
量%、好ましくは0.5〜3重量%で、第VIIB族および
第VIB族の金属とイリジウムとからなる群から選ばれる
少なくとも1つの金属、好ましくはレニウムと、場合に
よっては含有量0.01〜5重量%、好ましくは0.0
5〜3重量%で、元素周期表の第IIIA族および第IVA族
からなる全体から選ばれる、好ましくはインジウムおよ
びスズからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素と
を含む。非常に好ましくは、イリジウムは、本発明の触
媒中に含まれることもある第VIII族の唯一の元素であ
る。
有量10〜60%、好ましくは15〜40%で存在し、
一般に(例えばカオリンまたはベントナイトのような天
然粘土からの)粘土、酸化マグネシウム、アルミナ、シ
リカ、酸化チタン、酸化ホウ素、酸化ジルコニウム、燐
酸アルミニウム、燐酸チタン、燐酸ジルコニウム、シリ
カ・アルミナおよび活性炭からなる群、好ましくはアル
ミナおよび粘土からなる群、より好ましくはアルミナ類
から選ばれる。
NESは、好ましくはヨーロッパ特許EP−03789
16 B1に合致して調製されるゼオライトNU−87
である。従って、ゼオライトNU−87は、ケイ素源
と、元素T源と、アルカリ・カチオンと、ポリメチレン
・ジアンモニウムカチオンの塩、例えば臭化デカメトニ
ウムから選ばれる有機構造化剤との混合により調製され
る。
トNESは、好ましくは元素Tが骨格から抜き取られた
(抽出された)ものである。
において、NES構造型脱アルミニウムゼオライトを調
製するために、有機構造化剤を含む粗合成NES構造型
ゼオライトから、脱アルミニウムの2つの手段が使用さ
れてよい。これら2つの手段は、後述される。しかしな
がら、当業者に公知のあらゆる他の手段も本発明の枠内
に含まれる。
れらの手段は、他の元素Tに対しても通用するものであ
る。
般に約450〜550℃で乾燥空気流下に第1焼成工程
を含む。この第1焼成工程は、ゼオライトの細孔隙内に
存在する有機構造化剤の除去を目的とする。この焼成工
程の後に、無機酸、例えばHNO3またはHCl、ある
いは有機酸、例えばCH3CO2Hの水溶液による処理
工程が行われる。後者の工程は、所期の脱アルミニウム
レベルを得るのに必要な回数だけ繰り返されてよい。こ
れら2工程(乾燥空気下での焼成および直接酸攻撃)の
間に、少なくとも1つの溶液NH4NO3による1回ま
たは複数回のイオン交換を行って、アルカリ・カチオ
ン、特にナトリウムを少なくとも一部、好ましくは実質
上全部除去するようにすることが可能である。同様に、
直接酸攻撃による脱アルミニウム処理の終了時に、場合
によっては少なくとも1つの溶液NH4NO3による1
回または複数回のイオン交換を行って、残留アルカリ・
カチオン、特にナトリウムを除去するようにすることが
可能である。
件を選択する必要がある。この観点から、最も決定的な
パラメータは、酸水溶液による処理温度、前記酸の濃
度、前記酸の種類、酸溶液量と処理されるゼオライト重
量との比、処理時間、および実施される処理の回数であ
る。
四塩化ケイ素(SiCl4)、ヘキサフルオロシリケー
ト・アンモニウム[(NH4)2SiF6]、エチレン
ジアミンテトラ酢酸(EDTA)、並びにそのモノおよ
びジナトリウム塩形態のような脱アルミニウム性化学剤
による脱アルミニウム処理も行われてよい。これらの反
応体は、例えばSiCl4の場合には、溶液状またはガ
ス相で使用されてよい。
熱処理と呼ばれる第2脱アルミニウム手段は、酸攻撃の
前に行われ、初めの段階において温度一般に約450〜
550℃で乾燥空気流下に焼成を含む。この焼成は、ゼ
オライトの細孔隙内に閉塞された有機構造化剤を除去す
ることを目的とする。次いで、こうして得られた固体
は、少なくとも1つの溶液NH4NO3による1回また
は複数回のイオン交換に付されて、ゼオライト内のカチ
オン位置に存在するアルカリ・カチオン、特にナトリウ
ムを少なくとも一部、好ましくは実質上全部除去するよ
うにする。こうして得られたゼオライトは、骨格の少な
くとも1つの脱アルミニウム・サイクルに付される。こ
の脱アルミニウム・サイクルは、温度一般に550〜9
00℃で場合によっては好ましくは水蒸気の存在下に行
われる少なくとも1つの熱処理を含む。この熱処理後
に、場合によっては無機酸または有機酸の水溶液による
少なくとも1つの酸攻撃が行われる。水蒸気の存在下で
の焼成条件(温度、水蒸気圧および処理時間)、並びに
酸攻撃・後(ポスト)焼成の条件(攻撃時間、酸濃度、
使用される酸の種類、および酸容積とゼオライト重量と
の比)は、所期の脱アルミニウム・レベルを得るように
適合される。同じ目的において、行われる熱処理・酸攻
撃サイクル数を変動することも可能である。
る工程、すなわち酸溶液による処理を、例えば先に挙げ
られた化合物、すなわち四塩化ケイ素(SiCl4)、
ヘキサフルオロシリケート・アンモニウム[(NH4)
2SiF6]、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDT
A)、並びにそのモノおよびジナトリウム塩形態のよう
な脱アルミニウム性化学剤の溶液による処理によって置
き換えることからなる。
において、骨格の脱アルミニウム・サイクルは、場合に
よっては好ましくは水蒸気の存在下に行われる少なくと
も1つの熱処理工程と、NES構造型ゼオライトの酸媒
質中での少なくとも1つの攻撃工程とを含み、所期特徴
を有する脱アルミニウムされたNES構造型ゼオライト
を得るために必要な回数だけ繰り返されてよい。同様
に、場合によっては好ましくは水蒸気の存在下に行われ
る熱処理に続いて、異なる濃度の酸溶液を用いるいくつ
かの連続的酸攻撃が、行われてもよい。
は、場合によっては好ましくは水蒸気の存在下に温度一
般に550〜900℃で、有機構造化剤を含むNES構
造型ゼオライトの熱処理が含まれる。この場合、熱処理
による有機構造化剤の焼成工程と骨格の脱アルミニウム
工程とは、同時に行われてよい。次いで、ゼオライト
は、場合によっては無機酸(例えばHNO3またはHC
l)あるいは有機酸(例えばCH3CO2H)の少なく
とも1つの水溶液によって処理される。最後に、こうし
て得られた固体は、場合によっては少なくとも1つの溶
液NH4NO3による少なくとも1つのイオン交換に付
されて、ゼオライト内のカチオン位置に存在する実質上
すべてのアルカリ・カチオン、特にナトリウムを除去す
るようにする。
オライト粒子の表面においてのみではなく、ゼオライト
粒子の大部分におけるアルミニウム原子数の低下を生じ
させる脱アルミニウム手段が使用される。好ましい脱ア
ルミニウムNESゼオライトは、ゼオライト粒子中のメ
ゾ細孔結晶格子を含み、このゼオライト粒子は、透過電
子顕微鏡検査により視覚化されてよい。
段により続行されてよい。一般に、この調製は、マトリ
ックスとゼオライトとの混合とこれに続く成形により得
られる。第VIIB族および第VIB族の元素とイリジウムと
からなる群から選ばれる少なくとも1つの元素は、成形
前か、さもなければ混合の際にか、さもなければ好まし
くは成形の後に導入されてよい。従って、マトリックス
+ゼオライト混合物は、第VIIB族および第VIB族の元素
とイリジウムとからなる群から選ばれる元素を含む触媒
についての担体であることが理解される。成形は、一般
に焼成前に行われ、次いで焼成は、一般に温度250〜
600℃で行われる。第VIIB族および第VIB族とイリジ
ウムとからなる群の元素は、前記焼成後に導入されてよ
い。いずれにせよ、前記元素は、一般に自由選択でゼオ
ライト上に実質上全部、あるいはマトリックス上に実質
上全部、あるいはゼオライト上に一部およびマトリック
ス上に一部担持される。この自由選択は、当業者に公知
のやり方で、前記担持の際に使用されるパラメータ、例
えば前記担持を行うために選ばれる前駆体の種類によっ
て行われる。
ムからなる群から選ばれる元素、好ましくはレニウム
は、当業者に公知のあらゆる方法により予め成形された
ゼオライト・マトリックス混合物上に担持されてよい。
そのような担持は、一般に乾式含浸、イオン交換または
共沈殿の技術によって行われる。前駆体として、限定さ
れないものとして、例えば乾式含浸により担持される過
レニウム酸、過レニウム酸アンモニウムが挙げられる。
ムからなる群の元素の担持の後に、一般に空気下または
酸素下での焼成が、温度一般に300〜600℃、好ま
しくは350〜550℃で一定期間0.5〜10時間、
好ましくは1〜4時間行われる。
は、成形の前または成形の後に任意の順序で、同じやり
方で全部、あるいは異なる技術により導入されてよい。
使用される技術が、イオン交換技術である場合には、い
くつかの連続的交換が、金属の要求される量を導入する
ために必要である。
が、その使用のためにペレット化、集合物(アグレゲー
ト)、押出し物およびビーズ形態、好ましくは押出し物
またはビーズ形態であるようなものである。
法のうちの1つは、(少なくとも1つの酸と粉体マトリ
ックスとの混合によって一般に得られる)マトリック
ス、例えばアルミナの湿潤ゲル中にゼオライトを、得ら
れるペーストの充分な均質性を得るために必要な期間、
すなわち例えば10分間程混練し、ついで前記ペースト
を、例えば直径0.4〜4mmの押出し物を成形するた
めにダイを通過させることからなる。次いで、乾燥炉に
おける100℃での数時間の乾燥後、および例えば40
0℃での2時間の焼成後、元素、例えばレニウムは、例
えば過レニウム酸アンモニウム溶液を用いる乾式含浸に
より担持されてよい。前記担持の後に、最終焼成が、例
えば400℃で2時間行われる。好ましくは、得られた
触媒は、巨視的な金属分布係数好ましくは0.7〜1.
3(限界値を含む)により特徴付けられる。この係数
は、粒子の縁部に対する該同じ粒子の中心部の前記金属
の濃度比として定義され、Castaingのmicrosondeにより
測定されるその濃度分布から得られる。さらに、好まし
くは、ビーズまたは押出し物形態下の本発明による触媒
は、シェル法(SMS1471−74)により測定され
る、床での圧潰強度値0.7MPa超を有する。
で、温度一般に室温〜250℃、好ましくは40〜20
0℃での乾燥の後に、通常温度250〜600℃で、一
般に最終焼成と呼ばれる焼成によって終了する。 前記
乾燥工程は、好ましくは前記焼成を行うために必要な温
度での上昇の間に行われる。
0℃、好ましくは350〜550℃で1〜10時間、好
ましくは2〜5時間還元を行ってよい。そのような還元
は、一定反応における前記触媒の使用場所に対して、現
場外で、あるいは現場で行われてよい。
むものである。この場合、硫黄は、接触反応前の現場で
(in situ)、あるいは現場外で(ex situ)、先に挙げられ
た1つまたは複数の元素を含む、成形され、焼成された
触媒上に導入される。硫化は、例えば二硫化ジメチルま
たは硫化水素のような当業者に公知のあらゆる硫化剤を
用いて行われる。場合によっては硫化は、還元の後に行
われる。現場での硫化の場合、触媒が予め還元されてい
ない場合、還元は、硫化の前に行われる。現場外での硫
化の場合、還元についで硫化が行われる。
を含む触媒は、炭化水素の転換に使用される。
0〜100%を含むものであるトルエン・AC9 +混
合物(ここにおいて、AC9 +は、1分子当たり少なく
とも炭素原子数9を含むアルキル芳香族炭化水素を意味
する)を用いる、アルキル芳香族炭化水素のトランスア
ルキル化、好ましくはトルエンと、一般にC9 +(すな
わち1分子当たり少なくとも炭素原子数9を有する)ア
ルキル芳香族炭化水素とのトランスアルキル化における
前記触媒の使用に関する。前記触媒は、前記使用に対し
て、非常に有効であることがわかる、何故ならこの触媒
は、大量のAC 9 +重質芳香族化合物を含む処理すべき
仕込原料の存在下においてさえ、特に活性であり、選択
性であり、かつ安定性であることを示すからである。こ
れら重質芳香族化合物は、大きな割合のAC10 +を含
むものである。従って、少なくとも5重量%〜25重量
%までの、およびそれ以上のAC10 +を含むAC9 +
仕込原料が、高品質化られる。例として、限定的でない
ものとして、ジメチルエチルベンゼン、ジエチルベンゼ
ン、プロピルエチルベンゼン等が挙げられる。従って、
重質アルキル芳香族化合物のトランスアルキル化におけ
るこの触媒の使用は、特に有益である。
通りである:すなわち温度250〜650℃、好ましく
は350〜550℃、圧力1〜6MPa、好ましくは2
〜4.5MPa、毎時触媒1キログラム当たり導入され
る仕込原料のキログラムで表示される、供給空間速度
0.1〜10h−1、好ましくは0.5〜4h−1、お
よび炭化水素に対する水素モル比2〜20、好ましくは
3〜12モル/モルである。
い、モルデナイトおよびレニウムをベースとする触媒の
調製]使用される原料は、モルデナイト・ゼオライトで
あった。これは、Si/Al全原子比7.6と、乾燥モ
ルデナイト・ゼオライトの重量に対するナトリウムの重
量含有量約3.8%とを有していた。
酸溶液による酸攻撃を、約100℃で4時間受けて、モ
ルデナイトのゼオライト骨格内に存在するアルミニウム
原子を一部抜き取るようにした。次いで、こうして脱ア
ルミニウムされたモルデナイト・ゼオライトを、10N
のNH4NO3溶液中のイオン交換に約100℃で4時
間付して、残留ナトリウムを除去するようにした。
デナイト・ゼオライトは、Si/Al全原子比47.9
と、乾燥モルデナイト・ゼオライトの重量に対するナト
リウムの重量含有量48ppmとを有していた。
ルを用いる押し出しにより成形して、乾燥空気下での乾
燥および焼成後、H型モルデナイト・ゼオライト80重
量%と、アルミナ20重量%とを含む担体S1を得るよ
うにした。
により含浸して、固体上にレニウム0.3重量%を担持
するようにした。次いで湿潤固体を、120℃で12時
間乾燥し、乾燥空気流量下に500℃の温度で1時間焼
成した。こうして得られた触媒C1は、モルデナイト7
9.7重量%と、アルミナ20.0重量%と、レニウム
0.29重量%とを含んでいた。
−87およびニッケルをベースとする触媒の調製]使用
される原料は、ゼオライトNU−87であった。これ
は、Si/Al全原子比17.2と、Na/Al原子比
0.144に一致するナトリウム重量含有量とを含んで
いた。このゼオライトNU−87を、ヨーロッパ特許出
願EP−A−0377291またはヨーロッパ特許EP
−B−0378916に基づいて合成した。
焼成を、空気および窒素流下に550℃で6時間受け
た。次いで、得られた固体を、10NのNH4NO3溶
液中のイオン交換に約100℃で4時間付した。次いで
ゼオライトNU−87を、7N硝酸溶液による処理に約
100℃で5時間付した。導入された硝酸溶液の容積V
(ml)は、乾燥ゼオライトNU−87の重量Pの10
倍であった(V/P=10)。この7N硝酸溶液による
処理の2回目を、同じ操作条件下に行った。
トは、H型で存在しかつSi/Al全原子比34.6
と、Na/Al比0.007とを有していた。
ミナ・ゲルを用いる押し出しにより成形して、乾燥空気
下での乾燥および焼成後、ゼオライトH・NU−87
70重量%と、アルミナ30重量%とを含む担体S2を
得るようにした。
よる乾式含浸に付して、触媒中にニッケル0.6重量%
を担持するようにした。次いで湿潤固体を、120℃で
12時間乾燥し、乾燥空気流量下に500℃の温度で1
時間焼成した。得られた触媒C2は、水素型NU−87
69.6重量%と、アルミナ29.8重量%と、ニッ
ケル0.58重量%とを含んでいた。
87およびレニウムをベースとする触媒の調製]担体S
2を、過レニウム酸アンモニウムの水溶液により含浸し
て、固体上にレニウム0.3重量%を担持するようにし
た。次いで湿潤固体を、120℃で12時間乾燥し、乾
燥空気流量下に500℃の温度で1時間焼成した。こう
して得られた触媒C3は、水素型NU−87 69.8
重量%と、アルミナ29.9重量%と、レニウム0.3
1重量%とを含んでいた。
1および触媒C2と、本発明に合致する触媒C3との触
媒性能の比較]触媒を、予め水素下に450℃で2時間
還元した。
DS)を含む仕込原料を用いて、硫黄/金属原子比が
1.5になるような濃度で処理した。この処理を、水素
/炭化水素比4を維持しながら、400℃で3時間行っ
た。
すなわち ・温度 :400℃ ・全圧力 :30bg ・H2/HC(炭化水素):5モル/モル。
4.3重量%含む、主として炭素原子数9を有する芳香
族化合物からなる仕込原料(A1)、 ・炭素原子数10を有する芳香族化合物を17.0重量
%含む仕込原料AC9 +(A2)。
較:一方がニッケルを含み(本発明に合致しない触媒C
2)、他方がレニウムを含む(本発明に合致する触媒C
3)、NU−87をベースとする2つの触媒を、まずト
ルエン50%と、仕込原料A1 50%とを含む仕込原
料を用いて等条件で比較した。結果を、表1に記載し
た:
触媒は、ニッケルをベースとする触媒(先行技術)に比
して明らかに改善された性能を示した。実際、この触媒
は、半減された金属含有量に対して高い全転換率を伴っ
て特に活性であった。さらにベンゼン+キシレンの収率
は増加し、エチルベンゼンの低収率により、パラキシレ
ンの分離を促進させることが可能になった。最後に、軽
質化合物の収率が、重質化合物の収率を犠牲にして増加
した。このことは、触媒の安定性に有利であった。この
C1〜C4軽質フラクションの増加は、主としてこの新
規触媒の脱アルカリ特性によるものであった。実際、表
1に記載された結果により、本発明に合致する触媒C3
は、触媒C2における分子の生成を導くエチルベンゼン
を脱アルキルすることが証明できた。炭素原子数2また
はそれ以上の少なくとも1つのアルキル基を有する、仕
込原料中に存在する炭素原子数8、9および10の芳香
族化合物の詳細な分析により、触媒C3を用いるこれら
化合物全体の高度な脱アルキルが証明された。このこと
により、軽質化合物における高収率がもたらされた。
明に合致しない触媒C2に比して改善された安定性を有
していた。トルエン50%/(A1)50%の仕込原料
下での、ニッケルをベースとする触媒C2の場合には、
全転換率は、260時間で51.9%から46.5%に
低下した。このことは、100時間での3.8%の失活
に相当した。レニウムをベースとする触媒C3の場合に
は、全転換率の53.5%から51.6%への低下を伴
って、より大幅に重質仕込原料(T20%/(A2)8
0%)について失活は100時間で3.6%であった。
ところで、仕込原料の平均分子量が増加する場合、安定
性が低下することは、当業者に公知である。従って、本
発明による触媒は、予期しないことではあるが、明らか
に改善された安定性を有していた。このことにより、レ
ニウムをベースとする触媒は、ニッケルをベースとする
触媒よりも大幅に安定であることが証明された。
ゼオライトMORをベースとし(本発明に合致しない触
媒C1)、他方が、ゼオライトNU−87をベースとす
る(本発明に合致する触媒C3)、レニウムを含む2触
媒を、トルエン20%と、仕込原料(A2)80%とを
含む仕込原料を用いて、等転換率で比較した。結果を、
表2に記載した:
とする触媒の優れた選択性を証明することが可能になっ
た。実際、キシレンの収率が増加する一方で、反応の所
望でない二次的生成物であるC5 +の収率が大幅に低下
した。このフラクションC5 +のいくつかの化合物によ
り、生成されたベンゼンの純度に不利な条件が与えられ
る。蒸留されたベンゼンの純度は、次の式により算出す
ることが可能であった(国際特許WO98/56741
による): 蒸留されたベンゼンの純度=100×ベンゼン/(ベン
ゼン+a+b+c+d)ここにおいて、 a=0.1×C6パラフィン類 b=0.7×メチルシクロペンタン c=シクロヘキサン d=C7ナフテン類。
算出されたベンゼンの純度は98.17%である一方、
本発明に合致する触媒C3の場合には、この算出純度
は、99.69%であった。このように非常に明確な純
度の増加は、本発明による触媒の使用の際における追加
的な利点であった。
環に由来する(開環およびクラッキング)主として炭素
原子数5および6を有するパラフィン類を含む。従っ
て、芳香核の損失が増大し、その結果、本発明に合致し
ない触媒C1の場合には、所期の生成物の損失が起き
た。
素原子数9および10を有する芳香族化合物の詳細な分
析により、NU−87をベースとする、本発明に合致す
る触媒の脱アルキル特性が、モルデナイトをベースとす
る、本発明に合致しない触媒の該脱アルキル特性よりも
優れていることが証明された。例えば、仕込原料中にお
いて24.25重量%で存在するエチルトルエンの転換
率は、触媒C1を用いて92.9%であるのに対して、
触媒C3を用いて95.4%であった。しかしながら、
触媒C1が、C1〜C4軽質フラクションにおいて優れ
た収率をもたらすことが証明された。実際は、2つの型
の反応により、これらの軽質化合物が生じた:すなわち
炭素原子数2またはそれ以上を含むアルキル基を有する
アルキル芳香族化合物の脱アルキル、並びに環の開環反
応とその後のクラッキングである。従って、モルデナイ
トをベースとする触媒により、NU−87をベースとす
る触媒以上のクラッキングと、該触媒以下の脱アルキル
とが生じた。従って、このNU−87をベースとする触
媒は、脱アルキル反応において性能がより優れていた。
この脱アルキル反応により、エチル基およびプロピル基
等を含む重質アルキル芳香族化合物を、(ポリメチル)
ベンゼン化合物に高品質化することが可能になった。該
(ポリメチル)ベンゼン化合物は、キシレンに高品質化
ることが可能であった。
媒、並びに高含有量のAC9と、高含有量のAC9およ
びAC10との存在下でのトランスアルキル化における
その使用の有益性が証明された。実際、この触媒は、選
択的脱アルキルによる重質分子の転換において、より活
性であり、かつキシレンにおいて改善された収率をもた
らし、かつ改善された純度のベンゼンをもたらした。触
媒の非常に良好な安定性を保持しつつ、この特別に重質
な仕込原料の転換が行われた。
Claims (20)
- 【請求項1】 少なくとも1つのバインダ、並びに少な
くとも一部酸形態で存在し、かつケイ素と、アルミニウ
ム、鉄、ガリウムおよびホウ素からなる群から選ばれる
少なくとも1つの元素Tとを含む少なくとも1つのNE
S構造型ゼオライトを含む触媒であって、さらに元素周
期表の第VIIB族および第VIB族の金属とイリジウムとか
らなる群から選ばれる少なくとも1つの金属を含む触
媒。 - 【請求項2】 元素TがNES構造型ゼオライトから抜
き取られ、Si/T全原子比が20を越えることを特徴
とする、請求項1記載の触媒。 - 【請求項3】 NES構造型ゼオライトのSi/T全原
子比が25〜350である、請求項1または2記載の触
媒。 - 【請求項4】 NES構造型ゼオライトがゼオライトN
U−87である、請求項1〜3のうちのいずれか1項記
載の触媒。 - 【請求項5】 ナトリウム含有量がNES構造型ゼオラ
イトの全重量に対して0.1重量%未満である、請求項
1〜4のうちのいずれか1項記載の触媒。 - 【請求項6】 第VIIB族および第VIB族の金属とイリジ
ウムとからなる群から選ばれる金属が、レニウムであ
る、請求項1〜5のうちのいずれか1項記載の触媒。 - 【請求項7】 さらに、元素周期表の第IIIA族および第
IVA族の金属からなる群から選ばれる少なくとも1つの
金属を含む、請求項1〜6のうちのいずれか1項記載の
触媒。 - 【請求項8】 インジウムおよびスズから選ばれる少な
くとも1つの元素を含む、請求項1〜7のうちのいずれ
か1項記載の触媒。 - 【請求項9】 硫黄を含む、請求項1〜8のうちのいず
れか1項記載の触媒。 - 【請求項10】 触媒の全重量に対して、重量でNES
構造型ゼオライト30〜90%と、第VIIB族および第VI
B族の元素とイリジウムとからなる群から選ばれる少な
くとも1つの元素0.01〜5重量%と、100%まで
の補足物として少なくとも1つのマトリックスとを含
む、、請求項1〜9のうちのいずれか1項記載の触媒。 - 【請求項11】 さらに、元素周期表の第IIIA族および
第IVA族の少なくとも1つの元素0.01〜5%を含
む、請求項1〜10のうちのいずれか1項記載の触媒。 - 【請求項12】 第VIIB族および第VIB族の金属とイリ
ジウムとからなる群から選ばれる金属が、巨視的分布係
数0.7〜1.3を有する、請求項1〜11のうちのい
ずれか1項記載の触媒。 - 【請求項13】 床における圧潰強度の値0.7MPa
超を有することを特徴とする、請求項1〜12のうちの
いずれか1項記載の触媒。 - 【請求項14】 有機構造化剤を含む粗合成ゼオライト
NESの直接酸攻撃法による脱アルミニウムを含む、請
求項1〜13のうちのいずれか1項記載の触媒の調製
法。 - 【請求項15】 有機構造化剤を含む粗合成ゼオライト
NESの熱処理および酸攻撃法による脱アルミニウムを
含む、請求項1〜13のうちのいずれか1項記載の触媒
の調製法。 - 【請求項16】 熱処理が、水蒸気の存在下に行われ
る、請求項15記載の調製法。 - 【請求項17】 マトリックスおよびNES構造型ゼオ
ライトの混合と、混合物の成形と、第VIIB族および第VI
B族の金属とイリジウムとからなる群から選ばれる少な
くとも1つの金属の導入とを含む、請求項14〜16の
うちのいずれか1項記載の触媒の調製法。 - 【請求項18】 トルエンおよび少なくとも炭素原子数
9を有するアルキル芳香族化合物のようなアルキル芳香
族炭化水素仕込原料のトランスアルキル化方法におけ
る、請求項1〜13のうちのいずれか1項記載の、ある
いは請求項14〜17のうちのいずれか1項記載により
調製される触媒の使用法。 - 【請求項19】 少なくとも炭素原子数10を有する芳
香族化合物を少なくとも5重量%含む芳香族仕込原料の
処理における、請求項18記載の使用法。 - 【請求項20】 温度250〜650℃、圧力1〜6M
Pa、毎時触媒1キログラム当たり導入される仕込原料
のキログラムで表示される供給空間速度0.1〜10h
−1、および炭化水素に対する水素モル比2〜20での
請求項18または19記載の使用法。
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