JP2010069384A - Olefin production catalyst and method of producing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high olefin selectivity catalyst capable of producing an olefin from an aldehyde which is easily made from am alcohol, and to provide an olefin production method using the catalyst. <P>SOLUTION: The olefin production catalyst includes a regularly mesoporous body and a metallic element supported thereon. The olefin production method comprises bringing an aldehyde which is easily made from an alcohol, into contact with the catalyst to form an olefin. Therefore, the olefin can be obtained in a high yield. Further, since the raw material is an aldehyde, this method can solve the problem as seen in the case where propylene is formed from ethanol in which ethylene is formed, and a further reaction is suppressed and an ethylene yield becomes high, and propylene can hardly be obtained. Furthermore, the method can also solve the problem as seen in the case where an acidic catalyst such as zeolite is used in which the catalyst life becomes shortened due to catalyst degeneration. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルデヒドを原料としてオレフィンを製造する触媒およびその触媒を用いたオレフィンの製造方法に関する。   The present invention relates to a catalyst for producing olefins using aldehyde as a raw material, and a method for producing olefins using the catalyst.

低級オレフィン(エチレン・プロピレン・ブテン)の製造は、現在は石油留分の熱分解法により実施されている。しかし、石油資源の枯渇問題等から石油以外の原料から低級オレフィンを作る方法が求められており、天然ガスや石炭から合成されるアルコールやジメチルエーテル(以下、DME)を原料として低級オレフィンを製造する方法が報告されている(特許文献1参照)。さらに近年では、化石原料を使わないカーボンニュートラルであるバイオアルコールを原料とする製造方法も報告されている(特許文献2参照)。
また、アルコールからの低級オレフィン製造では、MTO(Methanol To Olefin)反応に代表されるように、酸触媒であるゼオライトが一般的に使用されている(特許文献3参照)。さらに、バイオエタノールからプロピレンを作る反応にもゼオライト触媒を用いることが提案されている(特許文献2参照)。
Production of lower olefins (ethylene, propylene, butene) is currently carried out by the pyrolysis method of petroleum fractions. However, there is a demand for a method for producing lower olefins from raw materials other than petroleum due to the problem of exhaustion of petroleum resources, etc., and a method for producing lower olefins using natural gas or alcohol synthesized from coal or dimethyl ether (hereinafter DME) Has been reported (see Patent Document 1). Furthermore, in recent years, a production method using bioalcohol, which is carbon neutral that does not use fossil raw materials, as a raw material has been reported (see Patent Document 2).
In the production of lower olefins from alcohols, zeolites that are acid catalysts are generally used as represented by MTO (Methanol To Olefin) reaction (see Patent Document 3). Furthermore, it has been proposed to use a zeolite catalyst in the reaction for producing propylene from bioethanol (see Patent Document 2).

特開2007−290991号公報JP 2007-290991 A 特開2007−291076号公報JP 2007-291076 A 特開平1−50827号公報JP-A-1-50827

しかし、酸触媒は、高活性である一方で、幅広い生成物が生成してしまい目的物の選択率が低いことや、炭素析出や脱アルミニウム等の劣化が進行しやすいという問題を抱えている。これらを解決するために、ゼオライト触媒の細孔径を制御したり、添加物を加えて酸強度を制御したりする等の改良方法が検討されているが、依然としてゼオライト触媒を利用しており根本的な解決策とはなっていない。
また、近年、バイオエタノールを意識した、エタノールからの低級オレフィン製造に関する検討が行われている。しかし、前述と同様にゼオライト触媒が用いられており、酸触媒としての根本的な問題の解決法は示されていない。特に、エタノールを利用する場合において酸触媒を用いると、エタノールの脱水反応が進行して、エチレンが生成し、それ以上の反応が進行し難いという課題がある。
さらに、ゼオライトを利用しない新しい触媒として金属を担持したメゾ多孔体触媒の提案もあるが、当該触媒は酸触媒の問題点を改善できる可能性がある一方で、エタノールの反応結果では、エチレン収率が高くなるという課題がある。
However, while the acid catalyst is highly active, it has a problem that a wide range of products are generated and the selectivity of the target product is low, and deterioration such as carbon deposition and dealumination tends to proceed. In order to solve these problems, improvement methods such as controlling the pore diameter of the zeolite catalyst and controlling the acid strength by adding an additive have been studied. Is not a good solution.
In recent years, studies on the production of lower olefins from ethanol have been conducted in consideration of bioethanol. However, a zeolite catalyst is used in the same manner as described above, and a solution to the fundamental problem as an acid catalyst is not shown. In particular, when using an acid catalyst in the case of using ethanol, there is a problem that the dehydration reaction of ethanol proceeds, ethylene is generated, and further reaction is difficult to proceed.
In addition, there is a proposal of a mesoporous catalyst that supports metal as a new catalyst that does not use zeolite, but this catalyst may improve the problems of acid catalyst, but the ethanol reaction results show that the yield of ethylene There is a problem that becomes higher.

本発明の目的は、アルコールから容易に製造できるアルデヒドを原料とし、アルデヒドからオレフィンの選択率が高い触媒およびこの触媒を用いたオレフィン製造方法を提供すること。   An object of the present invention is to provide a catalyst having a high selectivity of olefins from aldehydes using aldehydes that can be easily produced from alcohol, and a method for producing olefins using the catalysts.

本発明は、アルデヒドから炭素数3以上のオレフィンを生成させるオレフィン製造触媒であって、規則性メゾ多孔体に、周期表第6族元素から周期表第13族元素のうちいずれか一の元素が担持されたことを特徴としたオレフィン製造触媒である。
このことにより、本発明の触媒は、所望のオレフィンを高い収率で得ることができる。また、アルデヒドを原料としているため、エタノールから直接プロピレンを生成させる場合のようにエチレンが多量に生成し、それ以上の反応が進行しにくくなることを防止することができる。従って、エチレンの収率が高くなり所望のプロピレンが得にくくなるというおそれを解消することができる。
The present invention is an olefin production catalyst for producing an olefin having 3 or more carbon atoms from an aldehyde, wherein any one element from Group 6 elements of the Periodic Table to Group 13 elements of the Periodic Table is contained in the regular mesoporous material. An olefin production catalyst characterized by being supported.
As a result, the catalyst of the present invention can obtain a desired olefin in a high yield. In addition, since aldehyde is used as a raw material, it is possible to prevent a large amount of ethylene from being produced as in the case of producing propylene directly from ethanol, and it is possible to prevent further reaction from proceeding. Therefore, the fear that the yield of ethylene becomes high and it becomes difficult to obtain the desired propylene can be eliminated.

本発明では、前記規則性メゾ多孔体に担持される元素は、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、マンガン、銅、亜鉛及びクロムの中から選ばれる少なくともいずれか一種である(以下、鉄、コバルト、ニッケル等、と省略する場合も有る)。より好ましくは鉄、コバルト、ニッケルの中から選ばれる少なくともいずれか一種である。
このことにより、本発明の触媒は、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。また、アルデヒドを原料としているため、エタノールから直接プロピレンを生成させる場合のようにエチレンが多量に生成し、それ以上の反応が進行しにくくなることを防止することができる。従って、エチレンの収率が高くなり所望のプロピレンが得にくくなるというおそれを解消することができる。さらに、ゼオライト触媒のような酸性触媒を用いる場合のような、触媒劣化により触媒の寿命が短くなるという問題を解消することができる。
In the present invention, the element supported on the regular mesoporous material is at least one selected from iron, cobalt, nickel, aluminum, manganese, copper, zinc and chromium (hereinafter referred to as iron, cobalt, It may be abbreviated as nickel). More preferably, it is at least one selected from iron, cobalt, and nickel.
Thus, the catalyst of the present invention can obtain a desired olefin in a higher yield. In addition, since aldehyde is used as a raw material, it is possible to prevent a large amount of ethylene from being produced as in the case of producing propylene directly from ethanol, and it is possible to prevent further reaction from proceeding. Therefore, the fear that the yield of ethylene becomes high and it becomes difficult to obtain the desired propylene can be eliminated. Furthermore, the problem that the catalyst life is shortened due to catalyst deterioration, such as when an acidic catalyst such as a zeolite catalyst is used, can be solved.

本発明では、前記規則性メゾ多孔体を構成する骨格は、主成分がシリカである構成が好ましい。
この発明では、規則性メゾ多孔体を構成する骨格の主成分がシリカである。
このことにより、鉄、コバルト、ニッケル等を良好に担持することができるので、良好な物性の規則性メゾ多孔体を得ることができる。よって、触媒機能の高い触媒を得ることができ、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
In the present invention, the skeleton constituting the regular mesoporous material preferably has a structure in which the main component is silica.
In the present invention, the main component of the skeleton constituting the regular mesoporous material is silica.
As a result, iron, cobalt, nickel, and the like can be favorably supported, so that a regular mesoporous material having good physical properties can be obtained. Therefore, a catalyst having a high catalytic function can be obtained, and a desired olefin can be obtained in a higher yield.

本発明では、前記規則性メゾ多孔体は、開口径が1.4nm以上10nm以下である構成が好ましい。
この発明では、規則性メゾ多孔体として、開口径が1.4nm以上10nm以下で調製したものを用いている。
このことにより、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
In the present invention, it is preferable that the regular mesoporous material has an opening diameter of 1.4 nm or more and 10 nm or less.
In the present invention, a regular mesoporous material prepared with an opening diameter of 1.4 nm or more and 10 nm or less is used.
As a result, the desired olefin can be obtained in a higher yield.

本発明では、前記アルデヒドは、アセトアルデヒドと、パラアルデヒドと、クロトンアルデヒドと、ブチルアルデヒドとから選ばれる少なくともいずれか一種である構成が好ましい。
この発明では、アルデヒドとしてアセトアルデヒド、パラアルデヒドと、クロトンアルデヒド、ブチルアルデヒドを用いている。
このことにより、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
In the present invention, the aldehyde is preferably at least one selected from acetaldehyde, paraaldehyde, crotonaldehyde, and butyraldehyde.
In the present invention, acetaldehyde, paraaldehyde, crotonaldehyde, and butyraldehyde are used as aldehydes.
As a result, the desired olefin can be obtained in a higher yield.

本発明では、前記アルデヒドは、アルコールを脱水素して得られたもの、もしくは酸化させて得られたもの、または糖を発酵反応させて得られたものである構成が好ましい。
この発明では、アルコールを脱水素もしくは酸化させて、または糖を発酵反応させて得られたアルデヒドを用いている。
このことにより、アルコールから原料のアルデヒドを容易に得ることができる。
In the present invention, the aldehyde is preferably obtained by dehydrogenating alcohol, obtained by oxidation, or obtained by fermentation reaction of sugar.
In the present invention, an aldehyde obtained by dehydrogenating or oxidizing alcohol or fermenting sugar is used.
This makes it possible to easily obtain the raw material aldehyde from the alcohol.

本発明は、アルデヒドからオレフィンを生成させるオレフィン製造方法であって、前記アルデヒドを、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のオレフィン製造触媒に接触させることを特徴とするオレフィン製造方法である。
この発明では、アルデヒドを、オレフィン製造触媒に接触させてオレフィンを製造している。
このことにより、所望のオレフィンを高い収率で得ることができる。
The present invention is an olefin production method for producing an olefin from an aldehyde, wherein the aldehyde is contacted with the olefin production catalyst according to any one of claims 1 to 6. It is.
In this invention, an aldehyde is brought into contact with an olefin production catalyst to produce an olefin.
Thereby, a desired olefin can be obtained with a high yield.

本発明は、アルコールを脱水素もしくは酸化して、または糖を発酵反応して得られたアルデヒド類を製造する工程の後に、前記工程で得られたアルデヒド類を、上記のオレフィン製造触媒に接触させることを特徴とするオレフィン製造方法である。
このことにより、アルコールから原料のアルデヒドを容易に得ることができ、さらに、所望のオレフィンを高い収率で得ることができる。
In the present invention, after the step of producing aldehydes obtained by dehydrogenating or oxidizing alcohol or fermenting sugar, the aldehydes obtained in the step are brought into contact with the olefin production catalyst. This is an olefin production method.
As a result, the raw aldehyde can be easily obtained from the alcohol, and the desired olefin can be obtained in a high yield.

以下、本発明のオレフィンの製造方法に係る一実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、アルデヒドとしてアセトアルデヒドを原料としてプロピレンを製造する構成について説明する。
Hereinafter, an embodiment according to the method for producing olefin of the present invention will be described.
In addition, this embodiment demonstrates the structure which manufactures propylene from acetaldehyde as a raw material as an aldehyde.

(触媒の構成)
本実施形態におけるオレフィンの製造に用いる触媒は、規則性メゾ多孔体である。
この規則性メゾ多孔体は、規則性ナノ細孔を有する無機または無機有機複合の固体物質である。なお、触媒には、例えばアルミナ粉粒物などが混在するものを用いてもよい。
(Composition of catalyst)
The catalyst used for the production of olefin in the present embodiment is a regular mesoporous material.
This regular mesoporous material is an inorganic or inorganic-organic composite solid material having regular nanopores. In addition, you may use for a catalyst the thing in which an alumina granular material etc. are mixed, for example.

そして、規則性メゾ多孔体を構成する骨格は、シリカが主成分であることが好ましい。
ここで、規則性メゾ多孔体の合成方法としては、特に制限はないが、例えば炭素数が8以上の高級アルキル基を有する四級アンモニウム塩をテンプレートとして、シリカの前駆体を原料として合成する方法などが例示できる。
そして、シリカ前駆体の種類としては、例えば、コロイダルシリカ、シリカゲル、フュームドシリカなどの非晶質シリカ、珪酸ナトリウムや珪酸カリウムなどの珪酸アルカリ、テトラメチルオルソシリケート、テトラエチルオルソシリケートなどのアルコキサイドを、単独または混合して用いることができる。
また、テンプレートの種類としては、特に制限はないが、一般式CH3(CH2)nN(CH3)3・X(nは7〜21の整数、Xはハロゲンイオンあるいは水酸化物イオン)で表記されるハロゲン化アルキルトリメチルアンモニウム系陽イオン界面活性剤が好ましい。
具体的には、n−オクチルトリメチルアンモニウムブロミド、n−デシルトリメチルアンモニウムブロミド、n−ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、n−テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、n−オクタデシルトリメチルアンモニウムブロミドなどが例示できる。
なお、規則性ナノ細孔を容易に形成することができ、強度などの物性も良好であるとともに、周期表第6属元素から周期表第13属元素、特に鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、マンガン、銅、亜鉛及びクロムの少なくとも一種の安定した担持が容易である点で、シリカを用いることが好ましい。
The skeleton constituting the regular mesoporous material is preferably composed mainly of silica.
Here, the method for synthesizing the regular mesoporous material is not particularly limited. For example, a method of synthesizing a silica precursor as a raw material using a quaternary ammonium salt having a higher alkyl group having 8 or more carbon atoms as a template. Etc. can be exemplified.
And as a kind of silica precursor, for example, amorphous silica such as colloidal silica, silica gel, fumed silica, alkali silicate such as sodium silicate and potassium silicate, alkoxide such as tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, They can be used alone or in combination.
The type of template is not particularly limited, but the general formula CH 3 (CH 2 ) n N (CH 3 ) 3 .X (n is an integer of 7 to 21, X is a halogen ion or a hydroxide ion) A halogenated alkyltrimethylammonium cationic surfactant is preferred.
Specific examples include n-octyltrimethylammonium bromide, n-decyltrimethylammonium bromide, n-dodecyltrimethylammonium bromide, n-tetradecyltrimethylammonium bromide, n-octadecyltrimethylammonium bromide and the like.
In addition, regular nanopores can be easily formed, properties such as strength are good, and periodic table group 6 elements to periodic table group 13 elements, particularly iron, cobalt, nickel, aluminum, manganese Silica is preferably used because it is easy to stably support at least one of copper, zinc and chromium.

さらに、規則性メゾ多孔体としては、開口径が、例えば1.4nm以上10nm以下で調製したものを用いることが好ましい。
ここで、規則性メゾ多孔体の開口径が1.4nmより小さくなると、例えば、反応分子や生成分子の拡散性が低下して反応効率が低下するおそれがある。
一方、規則性メゾ多孔体の開口径が10nmより大きくなると、例えば、細孔の効果すなわち活性成分である鉄、コバルト、ニッケル等の良好な担持が困難となり、高い収率が得られなくなるおそれがある。
このことにより、プロピレンを高い収率で製造する点で、規則性メゾ多孔体の開口径を1.4nm以上10nm以下に設定することが好ましい。
Furthermore, as the regular mesoporous material, it is preferable to use one having an opening diameter of 1.4 nm to 10 nm, for example.
Here, when the opening diameter of the regular mesoporous material is smaller than 1.4 nm, for example, the diffusibility of the reaction molecules and the generated molecules may be lowered, and the reaction efficiency may be lowered.
On the other hand, when the opening diameter of the regular mesoporous material is larger than 10 nm, for example, the effect of pores, that is, good support of active components such as iron, cobalt, and nickel becomes difficult, and high yield may not be obtained. is there.
Accordingly, it is preferable to set the opening diameter of the regular mesoporous material to 1.4 nm or more and 10 nm or less in terms of producing propylene with a high yield.

なお、触媒として、規則性メゾ多孔体に、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、マンガン、銅、亜鉛及びクロムの群から選ばれる1種または2種以上の金属を担持したものを用いてもよい。
ここで、規則性メゾ多孔体に金属を担持する方法としては、特に制限はなく、例えば、含浸法、気相蒸着法、担持錯体分解法などを用いることができる。
特に、規則性メゾ多孔体を合成した細孔内に貯蔵されているテンプレートを焼成除去することなく、水溶媒中で金属イオンとテンプレートイオンとを交換するテンプレートイオン交換法が製造容易性の点で好ましい。
また、テンプレートイオン交換は、細孔内にテンプレートが吸蔵されている規則性メゾ多孔体を金属の無機酸塩または有機酸塩の水溶液と接触させる方法が利用できる。
そして、規則性メゾ多孔体に担持される金属(Me)の量は、規則性メゾ多孔体の骨格を構成するシリカを基準として、例えば、原子比Si/Meが5以上500以下、特に15以上100以下であることが好ましい。
ここで、原子比Si/Meが5より小さくなると、Meの割合が多くなって触媒活性の低い金属酸化物粒子の生成を抑制しにくくなり、触媒活性が低下するおそれがある。
一方、原子比Si/Meが500より大きくなると、Meの割合が少なくなって高分散化した金属の十分な担持が得られなくなり、触媒活性が低下するおそれがある。
このことにより、金属の担持量は、原子比Si/Meが5以上500以下、特に15以上100以下に設定することが好ましい。
また、テンプレートイオン交換により金属を担持させた規則性メゾ多孔体は、残存するテンプレートを焼成によって除去するために、酸素が存在する雰囲気下で加熱処理を施すことが好ましい。
ここで、加熱処理の温度は、例えば、200℃以上800℃以下が好ましく、300℃以上600℃以下がより好ましい。
そして、加熱処理の温度が200℃より低くなると、テンプレートの焼成に時間を要するおそれがある。
一方、加熱処理の温度が800℃より高くなると、細孔壁を構成しているシリカの崩壊が生じるおそれがある。
このことにより、金属を担持した規則性メゾ多孔体の加熱処理の温度を200℃以上800℃以下、好ましくは300℃以上600℃以下に設定することが好ましい。
As the catalyst, a regular mesoporous material carrying one or more metals selected from the group consisting of iron, cobalt, nickel, aluminum, manganese, copper, zinc and chromium may be used.
Here, the method for supporting the metal on the regular mesoporous material is not particularly limited, and for example, an impregnation method, a vapor deposition method, a supported complex decomposition method, and the like can be used.
In particular, the template ion exchange method in which metal ions and template ions are exchanged in an aqueous solvent without firing and removing the template stored in the pores synthesized with the regular mesoporous material is easy to manufacture. preferable.
Further, template ion exchange can use a method in which a regular mesoporous material having a template occluded in pores is brought into contact with a metal inorganic acid salt or organic acid salt aqueous solution.
The amount of the metal (Me) supported on the regular mesoporous material is, for example, an atomic ratio Si / Me of 5 or more and 500 or less, particularly 15 or more, based on silica constituting the skeleton of the regular mesoporous material. It is preferable that it is 100 or less.
Here, when the atomic ratio Si / Me is smaller than 5, the ratio of Me increases, it becomes difficult to suppress the formation of metal oxide particles having low catalytic activity, and the catalytic activity may be lowered.
On the other hand, when the atomic ratio Si / Me is larger than 500, the ratio of Me is decreased, and sufficient support of the highly dispersed metal cannot be obtained, and the catalytic activity may be lowered.
Accordingly, the metal loading is preferably set so that the atomic ratio Si / Me is 5 or more and 500 or less, particularly 15 or more and 100 or less.
In addition, the regular mesoporous material on which a metal is supported by template ion exchange is preferably subjected to a heat treatment in an atmosphere in which oxygen exists in order to remove the remaining template by firing.
Here, for example, the temperature of the heat treatment is preferably 200 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, and more preferably 300 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.
And when the temperature of heat processing becomes lower than 200 degreeC, there exists a possibility that time may be required for baking of a template.
On the other hand, when the temperature of the heat treatment is higher than 800 ° C., the silica constituting the pore walls may be collapsed.
Thus, the temperature of the heat treatment of the regular mesoporous material carrying a metal is preferably set to 200 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, preferably 300 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.

(オレフィンの製造方法)
本発明のオレフィンの製造方法は、上述した触媒にアルデヒド原料を接触させてオレフィンを生成すなわち製造させる。
ここで、オレフィンの製造装置としては、特に限定されないが、例えば、上述した触媒を充填して内部に触媒層を有しアルデヒド原料が流通可能な反応器である固定床式気相流通反応装置を用いることができる。
原料のアルデヒドとしては、特にプロピレンを高選択的に生成させる目的でアセトアルデヒドを原料とする。
また、アルデヒド原料としては、他のアルデヒドが混在したり、水が混合されたりしていてもよい。さらに、アルデヒド原料としては、固定床式気相流通反応装置に直接供給、あるいは窒素、ヘリウム、アルゴン、炭酸ガスなどの不活性ガスにより適宜希釈して供給、すなわち不活性ガスが混合されたものとしてもよい。さらに、アルコールを出発原料とし、脱水素触媒を通過させアルデヒドに転換させたものを原料としてもよい。
なお、本実施形態に用いるアルデヒドは、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラアルデヒド、プロピオンアルデヒド、アクロレイン、プロピオールアルデヒド、ブチルアルデヒド、クロトンアルデヒド、バレルアルデヒド、カプロンアルデヒド、ヘプトンアルデヒドが好ましい(以下、アセトアルデヒド、パラアルデヒド、クロトンアルデヒド、ブチルアルデヒド等、と省略する場合も有る)。さらに、アルデヒドは、アセトアルデヒド、パラアルデヒド、クロトンアルデヒド、ブチルアルデヒドがより好ましい。
なお、アルコールを脱水素もしくは酸化させて、または糖を発酵反応させて得られたアルデヒドを製造する工程の後段に、得られたアルデビドを、前述で説明したオレフィン製造触媒に接触させる工程を設けても良い。この場合、アルコール原料から直接オレフィンを製造する場合に比べ、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
又、別の場所で、エタノールから製造したアルデビドを、本発明のオレフィン製造触媒を用いるオレフィン製造装置まで輸送する手間、エネルギーが節約できる。
(Olefin production method)
In the method for producing olefin of the present invention, an aldehyde raw material is brought into contact with the above-described catalyst to produce or produce an olefin.
Here, the olefin production apparatus is not particularly limited. For example, a fixed bed gas phase flow reaction apparatus which is a reactor filled with the above-described catalyst and having a catalyst layer inside and capable of flowing an aldehyde raw material is used. Can be used.
As the raw material aldehyde, acetaldehyde is used as a raw material for the purpose of producing propylene with high selectivity.
Moreover, as an aldehyde raw material, other aldehydes may be mixed and water may be mixed. Further, as the aldehyde raw material, it is directly supplied to a fixed bed type gas flow reactor or supplied after being appropriately diluted with an inert gas such as nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, that is, an inert gas is mixed. Also good. Furthermore, it is good also as a raw material what used alcohol as a starting material, and passed the dehydrogenation catalyst and converted into the aldehyde.
The aldehyde used in this embodiment is preferably formaldehyde, acetaldehyde, paraaldehyde, propionaldehyde, acrolein, propiolaldehyde, butyraldehyde, crotonaldehyde, valeraldehyde, capronaldehyde, heptone aldehyde (hereinafter referred to as acetaldehyde, paraaldehyde). , Crotonaldehyde, butyraldehyde, etc. may be omitted). Furthermore, the aldehyde is more preferably acetaldehyde, paraaldehyde, crotonaldehyde, or butyraldehyde.
In addition, a step of contacting the obtained aldehyde with the olefin production catalyst described above is provided after the step of producing an aldehyde obtained by dehydrogenating or oxidizing alcohol or fermenting sugar. Also good. In this case, the desired olefin can be obtained in a higher yield than when the olefin is directly produced from the alcohol raw material.
Further, it is possible to save energy and labor for transporting aldebid produced from ethanol to an olefin production apparatus using the olefin production catalyst of the present invention at another location.

そして、反応温度としては、150℃以上600℃以下であることが好ましい。ここで、反応温度が150℃より低くなると、触媒活性が十分に得られなくなって反応速度が低下しオレフィンの製造効率が低下するおそれがある。
一方、反応速度が600℃より高くなると、例えばコークが生成するなどして触媒活性の劣化を生じるおそれがある。
このことにより、反応温度は150℃以上500℃以下が好ましく、250℃以上500℃以下に設定するのがより好ましい。
なお、原料ガスの反応圧力は、常圧から高圧までの広い範囲で適宜設定できる。なお、製造性や装置構成などの観点から、常圧から1.0MPa程度に設定することが好ましい。
And as reaction temperature, it is preferable that they are 150 degreeC or more and 600 degrees C or less. Here, when the reaction temperature is lower than 150 ° C., sufficient catalytic activity cannot be obtained, the reaction rate is lowered, and the production efficiency of olefin may be lowered.
On the other hand, if the reaction rate is higher than 600 ° C., for example, coke may be generated, which may cause deterioration of catalytic activity.
Accordingly, the reaction temperature is preferably 150 ° C. or more and 500 ° C. or less, and more preferably set to 250 ° C. or more and 500 ° C. or less.
The reaction pressure of the raw material gas can be appropriately set within a wide range from normal pressure to high pressure. From the viewpoint of manufacturability and apparatus configuration, it is preferable to set the pressure from normal pressure to about 1.0 MPa.

そして、アルデヒド原料と触媒との接触時間は、アルデヒド原料を気相で反応させる場合、例えば0.001(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)以上10(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)以下、特に0.01(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)以上10(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)以下であることが好ましい。
ここで、触媒との接触時間が0.001(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)より短くなると、原料のオレフィンの転化率の向上が望めず、所望とするオレフィンを高い収率で製造できなくなるおそれがある。
一方、触媒との接触時間が10(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)より長くなると、重合などの副反応が生じて、高い収率で所望とするオレフィンが得られなくなるおそれがある。
このことにより、原料アルデヒドガスと触媒との接触時間は、0.001(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)以上10(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)以下、特に0.01(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)以上10(g−触媒・秒)/(mL−原料アルデヒドガス)以下に設定することが好ましい。
The contact time between the aldehyde raw material and the catalyst is, for example, 0.001 (g-catalyst · second) / (mL-raw aldehyde gas) to 10 (g-catalyst · second) when the aldehyde raw material is reacted in the gas phase. / (ML-raw material aldehyde gas) or less, particularly 0.01 (g-catalyst · second) / (mL-raw material aldehyde gas) or more and 10 (g-catalyst · second) / (mL-raw material aldehyde gas) or less. Is preferred.
Here, when the contact time with the catalyst is shorter than 0.001 (g-catalyst · second) / (mL-raw aldehyde gas), the improvement of the conversion of the raw olefin cannot be expected, and the desired olefin is obtained at a high yield. It may become impossible to manufacture at a high rate.
On the other hand, if the contact time with the catalyst is longer than 10 (g-catalyst · second) / (mL-raw aldehyde gas), side reactions such as polymerization may occur, and the desired olefin may not be obtained in a high yield. There is.
Thus, the contact time between the raw aldehyde gas and the catalyst is 0.001 (g-catalyst · second) / (mL-raw aldehyde gas) or more and 10 (g-catalyst · second) / (mL-raw aldehyde gas). In the following, it is particularly preferable to set it to 0.01 (g-catalyst · second) / (mL-raw aldehyde gas) or more and 10 (g-catalyst · second) / (mL-raw aldehyde gas).

また、原料アルデヒドに水が含まれる場合、原料アルデヒド中の水供給量は、50vol%以下であることが好ましい。
ここで、原料アルデヒド中の水供給量が50vol%より多くなると、アルデヒドの転化率が低くなり、高い収率でオレフィンを得ることができなくなるおそれがある。
このことにより、原料アルデヒド中の水供給量は、50vol%以下、好ましくは40vol%以下、より好ましくは30vol%以下に設定することが好ましい。
Moreover, when water is contained in the raw material aldehyde, the amount of water supplied in the raw material aldehyde is preferably 50 vol% or less.
Here, when the amount of water supply in the raw material aldehyde is more than 50 vol%, the conversion rate of the aldehyde is lowered, and there is a possibility that the olefin cannot be obtained in a high yield.
Thus, the water supply amount in the raw material aldehyde is preferably set to 50 vol% or less, preferably 40 vol% or less, more preferably 30 vol% or less.

(実施形態の作用効果)
上記実施形態では、規則性メゾ多孔体に6から13族元素のうちいずれか一の元素が担持されている。
このため、所望のオレフィンを高い収率で得ることができる。また、アルデヒドを原料とするため、エタノールからプロピレンを生成させる場合のような、エチレンが生成し、それ以上の反応が進行しにくく、エチレンの収率が高くなり所望のプロピレンが得にくくなるというおそれを解消することができる。さらに、ゼオライト触媒のような酸性触媒を用いる場合のような、触媒劣化により触媒の寿命が短くなるという問題を解消することができる。
(Effect of embodiment)
In the above-described embodiment, any one element among the 6th to 13th group elements is supported on the regular mesoporous material.
For this reason, a desired olefin can be obtained with a high yield. In addition, since aldehyde is used as a raw material, ethylene is produced as in the case of producing propylene from ethanol, and further reaction is unlikely to proceed, resulting in a high yield of ethylene and difficulty in obtaining desired propylene. Can be eliminated. Furthermore, the problem that the catalyst life is shortened due to catalyst deterioration, such as when an acidic catalyst such as a zeolite catalyst is used, can be solved.

上記実施形態では、規則性メゾ多孔体に担持される元素が鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、マンガン、銅、亜鉛及びクロムの少なくとも一種から選ばれる少なくともいずれか一種である。
このため、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。また、アルデヒドを原料とするため、エタノールからプロピレンを生成させる場合のような、エチレンが生成し、それ以上の反応が進行しにくく、エチレンの収率が高くなり所望のプロピレンが得にくくなるというおそれを解消することができる。
In the above embodiment, the element supported on the regular mesoporous material is at least one selected from at least one of iron, cobalt, nickel, aluminum, manganese, copper, zinc, and chromium.
For this reason, a desired olefin can be obtained with a higher yield. In addition, since aldehyde is used as a raw material, ethylene is produced as in the case of producing propylene from ethanol, and further reaction is unlikely to proceed, resulting in a high yield of ethylene and difficulty in obtaining desired propylene. Can be eliminated.

上記実施形態では、規則性メゾ多孔体を構成する骨格の主成分がシリカである。
このため、鉄、コバルト、ニッケル等を良好に担持することができるので、良好な物性の規則性メゾ多孔体を得ることができる。よって、触媒機能の高い触媒を得ることができ、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
In the above embodiment, the main component of the skeleton constituting the regular mesoporous material is silica.
For this reason, since iron, cobalt, nickel, etc. can be carry | supported favorably, the regular mesoporous body of a favorable physical property can be obtained. Therefore, a catalyst having a high catalytic function can be obtained, and a desired olefin can be obtained in a higher yield.

上記実施形態では、規則性メゾ多孔体として、開口径が1.4nm以上10nm以下で調製したものを用いる。
このため、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
In the above embodiment, a regular mesoporous material having an opening diameter of 1.4 nm or more and 10 nm or less is used.
For this reason, a desired olefin can be obtained with a higher yield.

上記実施形態では、アルデヒドとしてアセトアルデヒド、パラアルデヒド、クロトンアルデヒド、ブチルアルデヒド等が用いられている。
このため、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
In the above embodiment, acetaldehyde, paraaldehyde, crotonaldehyde, butyraldehyde or the like is used as the aldehyde.
For this reason, a desired olefin can be obtained with a higher yield.

上記実施形態では、アルコールを脱水素もしくは酸化させて、または糖を発酵反応させて得られたアルデヒドを用いている。
このため、アルコール原料からでも、一旦アルデヒドへ転換することにより、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
In the said embodiment, the aldehyde obtained by dehydrogenating or oxidizing alcohol or fermenting sugar is used.
For this reason, a desired olefin can be obtained with a higher yield by once converting it to an aldehyde even from an alcohol raw material.

上記実施形態では、アルデヒドをオレフィン製造触媒に接触させてオレフィンを製造している。
このため、オレフィン製造触媒を用いることで、容易に所望のオレフィンを高い収率で得ることができる。
In the above embodiment, the aldehyde is produced by contacting the aldehyde with the olefin production catalyst.
For this reason, a desired olefin can be easily obtained with a high yield by using an olefin production catalyst.

上記実施形態では、アルコールを脱水素もしくは酸化させて、または糖を発酵反応させて得られたアルデヒドを製造する工程の後段に、得られたアルデビドを前述で説明したオレフィン製造触媒に接触させる、オレフィンの製造方法を開示する。
このため、アルコール原料から直接オレフィンを製造する場合に比べ、所望のオレフィンをより高い収率で得ることができる。
In the above-described embodiment, the olefin is obtained by contacting the obtained aldehyde with the olefin production catalyst described above after the step of producing an aldehyde obtained by dehydrogenating or oxidizing alcohol or fermenting sugar. The manufacturing method is disclosed.
For this reason, compared with the case where an olefin is directly manufactured from an alcohol raw material, a desired olefin can be obtained with a higher yield.

(実施形態の変形例)
なお、以上に説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。
また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状などは、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状などとしても問題はない。
(Modification of the embodiment)
The aspect described above shows one aspect of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and within the scope of achieving the objects and effects of the present invention. Needless to say, the modifications and improvements are included in the contents of the present invention.
In addition, the specific structure and shape in carrying out the present invention may be used as other structures and shapes within the scope of achieving the object and effect of the present invention.

すなわち、本発明のオレフィンの製造方法を実施する製造装置としては、上述した固定床式気相流通反応装置に限られるものではない。例えば、流動床として原料ガスを触媒と接触させるなど、原料を触媒と接触させるいずれの構成が適用できる。
さらに、触媒としては、粉粒体や塊状物、いわゆるハニカム構造物など、各種形態で利用できる。
また、触媒として、シリカメゾ多孔体に限らず、例えば、骨格の主成分にアルミナなど、他の無機材料などが含まれるものなど、規則性メゾ多孔体であればいずれの組成物を適用することができる。
そして、触媒としては、規則性メゾ多孔体を単体で用いる構成に限らず、上述したように、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、マンガン、銅、亜鉛及びクロムの群から選ばれる1種または2種以上を担持したものを用いてもよい。
That is, the production apparatus for carrying out the olefin production method of the present invention is not limited to the above-described fixed bed gas phase flow reaction apparatus. For example, any configuration in which the raw material is brought into contact with the catalyst, such as bringing the raw material gas into contact with the catalyst as a fluidized bed, can be applied.
Furthermore, as a catalyst, it can utilize with various forms, such as a granular material and a lump, what is called a honeycomb structure.
In addition, the catalyst is not limited to the silica mesoporous material, and any composition may be applied as long as it is a regular mesoporous material such as a material in which the main component of the skeleton includes other inorganic materials such as alumina. it can.
And as a catalyst, not only the structure which uses a regular mesoporous body by itself but as mentioned above, 1 type or 2 types chosen from the group of iron, cobalt, nickel, aluminum, manganese, copper, zinc, and chromium You may use what carried the above.

また、規則性メゾ多孔体の物性、規則性メゾ多孔体に担持させる鉄、コバルト、ニッケル等の群から選ばれる1種または2種以上の担持量などの触媒の物性は、上述した条件に限られるものではなく、処理効率や装置構成などにより、適宜設定できる。
さらには、アルデヒド原料としては、生成物であるオレフィンに対応したものであれば、アセトアルデヒドなどに限られず、さらには水やその他のアルデヒドなどを含んでいてもよい。
また、アルデヒド原料を気化した原料アルデヒドガスの触媒との接触条件である反応処理条件についても、上述した条件に限られるものではなく、反応温度が150℃以上600℃以下であれば、処理効率や装置構成などにより、適宜設定できる。
The physical properties of the ordered mesoporous material, and the physical properties of the catalyst such as one or more supported amounts selected from the group of iron, cobalt, nickel, etc. supported on the ordered mesoporous material are limited to the above-mentioned conditions. However, it can be appropriately set depending on the processing efficiency, the apparatus configuration, and the like.
Furthermore, the aldehyde raw material is not limited to acetaldehyde and the like as long as it corresponds to the product olefin, and may further contain water or other aldehydes.
Further, the reaction treatment conditions which are the contact conditions with the catalyst of the raw material aldehyde gas obtained by vaporizing the aldehyde raw material are not limited to the above-mentioned conditions. It can be set appropriately depending on the device configuration.

その他、本発明の実施における具体的な構造および形状などは、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などとしてもよい。
[実施例]
In addition, the specific structure and shape in the implementation of the present invention may be other structures as long as the object of the present invention can be achieved.
[Example]

次に、本発明のオレフィンの製造方法について、実施例により具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Next, the manufacturing method of the olefin of this invention is demonstrated concretely by an Example. The present invention is not limited to the following examples.

(触媒の調製)
シリカ源に日産化学工業製スノーテックス20(コロイダルシリカ)、界面活性剤としてドデシルトリメチルアンモニウムブロミド(東京化成製)を用いた。実験用具は全てテトラフルオロエチレン製のものを用いた。
まず、界面活性剤225.0gにイオン交換水641.4gを混ぜ強く攪拌した。これにスノーテックス20(306.7g)と水酸化ナトリウム水溶液(NaOH11.7g+H2O125.6g)を交互に少量ずつ滴下した。
そして、全量滴下後混合溶液を313Kで2時間攪拌した。このとき、混合溶液の最終pHは11.6であった。
この混合溶液を静置条件下、オートクレーブ中413Kで48時間水熱処理した。そして、得られた白色生成物を濾過し2Lのイオン交換水で洗浄した後、乾燥機中353Kで一晩乾燥させた。
乾燥後の試料3.0gを30mLのイオン交換水に加え攪拌し、縣濁させた。ここに、硝酸ニッケル六水和物(和光純薬製特級試薬)0.38gを30mLのイオン交換水に溶解させた水溶液をゆっくりと滴下した。添加終了後、室温で1時間攪拌を継続した。攪拌後、混合液を353Kの水浴中で20時間静置した。その後濾過し、約1Lのイオン交換水に分散させ5分間攪拌後濾過し、353Kで一晩乾燥させた。乾燥後の試料を磁性皿に薄く広げ、773Kまで昇温後、6時間焼成し、Ni−M41を得た。このNi−M41のSi/Ni原子比は21.3であった。
(Preparation of catalyst)
Snowtex 20 (colloidal silica) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the silica source, and dodecyltrimethylammonium bromide (manufactured by Tokyo Chemical Industry) as the surfactant. All experimental tools were made of tetrafluoroethylene.
First, 641.4 g of ion-exchanged water was mixed with 225.0 g of a surfactant and stirred vigorously. Snowtex 20 (306.7 g) and aqueous sodium hydroxide solution (NaOH 11.7 g + H 2 O 125.6 g) were alternately added dropwise thereto.
And after dripping all, the mixed solution was stirred at 313K for 2 hours. At this time, the final pH of the mixed solution was 11.6.
This mixed solution was hydrothermally treated at 413 K in an autoclave for 48 hours under standing conditions. The obtained white product was filtered and washed with 2 L of ion exchange water, and then dried overnight at 353 K in a dryer.
3.0 g of the dried sample was added to 30 mL of ion-exchanged water and stirred to make it suspend. An aqueous solution prepared by dissolving 0.38 g of nickel nitrate hexahydrate (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 30 mL of ion exchange water was slowly added dropwise thereto. After completion of the addition, stirring was continued for 1 hour at room temperature. After stirring, the mixture was allowed to stand in a 353 K water bath for 20 hours. Thereafter, the mixture was filtered, dispersed in about 1 L of ion exchange water, stirred for 5 minutes, filtered, and dried overnight at 353K. The dried sample was spread thinly on a magnetic dish, heated to 773 K, and baked for 6 hours to obtain Ni-M41. The Si / Ni atomic ratio of this Ni-M41 was 21.3.

(アセトアルデヒドの反応)
上記Ni−M41を触媒としてアセトアルデヒドの反応を行った。内径5mmのSUS製反応管の中央に触媒を100mg充填する。反応に先立ち、触媒の前処理として、100mL/minの窒素ガスを流しながら、40分掛けて673Kまで昇温し、673Kにて1時間保持した。その後、目的の原料(アセトアルデヒド、エタノール等)をこの窒素気流中に0.5μL注入し、触媒層を通過させて反応を行った。
生成物の分析については、反応管と直結させたFIDガスクロにて分析を行った。
なお、比較例2,3においてはNi−M41の代わりに市販のゼオライト触媒H−ZSM−5を用いて反応を行った。
得られた結果を表1に示す。
(Reaction of acetaldehyde)
Acetaldehyde was reacted using Ni-M41 as a catalyst. 100 mg of catalyst is packed in the center of a SUS reaction tube having an inner diameter of 5 mm. Prior to the reaction, as a pretreatment of the catalyst, the temperature was raised to 673 K over 40 minutes while flowing 100 mL / min of nitrogen gas and held at 673 K for 1 hour. Thereafter, 0.5 μL of a target raw material (acetaldehyde, ethanol, etc.) was injected into this nitrogen stream and reacted through the catalyst layer.
About the analysis of the product, it analyzed by the FID gas chromatography directly connected with the reaction tube.
In Comparative Examples 2 and 3, the reaction was carried out using a commercially available zeolite catalyst H-ZSM-5 instead of Ni-M41.
The obtained results are shown in Table 1.

Figure 2010069384
Figure 2010069384

(結果)
比較例1〜3及び実施例1〜4の生成物の成分分析を行った結果を以下に示す。
[比較例1]
(result)
The results of component analysis of the products of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 4 are shown below.
[Comparative Example 1]

比較例1では、金属を担持したメゾ多孔体触媒(Ni−M41)でエタノールを反応させた。この場合、高いエタノール転化率を示すが、その主生成物はエタンであり、プロピレンの収率は低い結果となった。
[比較例2]
In Comparative Example 1, ethanol was reacted with a metal-supported mesoporous material catalyst (Ni-M41). In this case, although high ethanol conversion was shown, the main product was ethane and the yield of propylene was low.
[Comparative Example 2]

比較例2では、ゼオライト触媒であるH−ZSM−5でエタノールを反応させた。この場合、高いエタノール転化率を示すが、生成物中のプロピレン収率はエチレン収率よりも低い結果となった。
[比較例3]
In Comparative Example 2, ethanol was reacted with H-ZSM-5, which is a zeolite catalyst. In this case, high ethanol conversion was shown, but the propylene yield in the product was lower than the ethylene yield.
[Comparative Example 3]

比較例3では、ゼオライト触媒であるH−ZSM−5でアセトアルデヒドを反応させた。この場合、エチレン収率とプロピレン収率が同程度であるが、オレフィンの収率が全体的に低い。これより、アルデヒドを原料としたオレフィン製造に酸触媒であるゼオライトを用いても効果がないことが確認された。   In Comparative Example 3, acetaldehyde was reacted with H-ZSM-5 which is a zeolite catalyst. In this case, the ethylene yield and the propylene yield are comparable, but the olefin yield is generally low. From this, it was confirmed that the use of zeolite as an acid catalyst for olefin production using aldehyde as a raw material has no effect.

実施例1では、金属を担持したメゾ多孔体触媒(Ni−M41)でアセトアルデヒドを反応させた。この場合、比較例1と比較してエチレン収率が大きく抑えられ、プロピレン収率が増加した。これにより、プロピレンがオレフィン中の主生成物となった。   In Example 1, acetaldehyde was reacted with a metal-supported mesoporous material catalyst (Ni-M41). In this case, the ethylene yield was greatly suppressed as compared with Comparative Example 1, and the propylene yield increased. This made propylene the main product in the olefin.

実施例2では、金属を担持したメゾ多孔体触媒(Ni−M41)でクロトンアルデヒドを反応させた。この場合、比較例1と実施例2とを比較して、さらにエチレン収率が抑えられ、プロピレン収率が増加した。比較例1〜3および実施例1〜4の中で、プロピレン/エチレン比率が最大となった。   In Example 2, crotonaldehyde was reacted with a metal-supported mesoporous material catalyst (Ni-M41). In this case, compared with Comparative Example 1 and Example 2, the ethylene yield was further suppressed and the propylene yield increased. Among Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 4, the propylene / ethylene ratio was maximized.

実施例3では、金属を担持したメゾ多孔体触媒(Ni−M41)でブチルアルデヒドを反応させた。この場合、実施例1,2と同様に、エチレン収率が大きく抑えられ、プロピレン収率が増加した。また、プロピレン以外のオレフィン収率も高い結果となった。   In Example 3, butyraldehyde was reacted with a metal-supported mesoporous material catalyst (Ni-M41). In this case, as in Examples 1 and 2, the ethylene yield was greatly suppressed, and the propylene yield increased. In addition, the yield of olefins other than propylene was high.

実施例4では、金属を担持したメゾ多孔体触媒(Ni−M41)の前段に脱水素触媒(ズードケミー触媒(株)製G−99C)を充填し、エタノールを反応させた。この場合、比較例1と比較しエチレン収率が大きく抑えられ、プロピレン収率が増加した。これにより、比較例1〜3および実施例1〜4の中で、プロピレン収率が最大となった。   In Example 4, a dehydrogenation catalyst (G-99C manufactured by Zude Chemie Catalysts Co., Ltd.) was charged in the previous stage of the mesoporous catalyst (Ni-M41) supporting a metal, and ethanol was reacted. In this case, the ethylene yield was greatly suppressed as compared with Comparative Example 1, and the propylene yield increased. Thereby, in Comparative Examples 1-3 and Examples 1-4, the propylene yield became the maximum.

(まとめ)
以上より、アルデヒドからプロピレンを製造する場合、酸触媒であるゼオライト触媒を用いても高いプロピレン収率を実現することはできない。しかし、金属を担持したメゾ多孔体触媒(Ni−M41)を用いることで、高いプロピレン収率を実現することができる。
また、エタノールを原料としてプロピレンを製造する場合、まず脱水素反応によりエタノールをアセトアルデヒドに転換することにより、プロピレン収率が増加する。
さらに、アルデヒドとしてアセトアルデヒド以外のアルデヒドについても適用することができる。例えば、クロトンアルデヒドを用いた場合でも高いプロピレン収率を得ることができる。
(Summary)
From the above, when producing propylene from an aldehyde, a high propylene yield cannot be realized even if a zeolite catalyst which is an acid catalyst is used. However, a high propylene yield can be realized by using a mesoporous catalyst (Ni-M41) carrying a metal.
Moreover, when producing propylene using ethanol as a raw material, the propylene yield is increased by first converting ethanol to acetaldehyde by a dehydrogenation reaction.
Furthermore, it can apply also about aldehydes other than acetaldehyde as an aldehyde. For example, even when crotonaldehyde is used, a high propylene yield can be obtained.

本発明は、アルデヒドを原料としてオレフィンを製造する方法に利用できる。
The present invention can be used in a method for producing an olefin using an aldehyde as a raw material.

Claims (9)

アルデヒドから炭素数3以上のオレフィンを生成させるオレフィン製造触媒であって、
規則性メゾ多孔体に、周期表第6属元素から周期表第13族元素のうちいずれか一の元素が担持された
ことを特徴としたオレフィン製造触媒。
An olefin production catalyst for producing an olefin having 3 or more carbon atoms from an aldehyde,
An olefin production catalyst characterized in that an ordered mesoporous material is loaded with any one element from Group 6 elements of the Periodic Table to Group 13 elements of the Periodic Table.
請求項1に記載のオレフィン製造触媒であって、
前記規則性メゾ多孔体に担持される元素は、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、マンガン、銅、亜鉛及びクロムの中から選ばれる少なくともいずれか一種である
ことを特徴としたオレフィン製造触媒。
The olefin production catalyst according to claim 1,
The element supported on the regular mesoporous material is at least one selected from iron, cobalt, nickel, aluminum, manganese, copper, zinc and chromium.
請求項1または請求項2に記載のオレフィン製造触媒であって、
前記規則性メゾ多孔体を構成する骨格は、主成分がシリカである
ことを特徴としたオレフィン製造触媒。
The olefin production catalyst according to claim 1 or 2,
The skeleton that constitutes the ordered mesoporous material has a main component of silica as a olefin production catalyst.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のオレフィン製造触媒であって、
前記規則性メゾ多孔体の開口径が1.4nm以上10nm以下である
ことを特徴としたオレフィン製造触媒。
The olefin production catalyst according to any one of claims 1 to 3,
An opening diameter of the regular mesoporous material is 1.4 nm or more and 10 nm or less.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のオレフィン製造触媒であって、
前記アルデヒドは、アセトアルデヒドと、パラアルデヒドと、クロトンアルデヒドと、ブチルアルデヒドとから選ばれる少なくともいずれか一種である
ことを特徴としたオレフィン製造触媒。
The olefin production catalyst according to any one of claims 1 to 4,
The aldehyde is an olefin production catalyst characterized by being at least one selected from acetaldehyde, paraaldehyde, crotonaldehyde, and butyraldehyde.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のオレフィン製造触媒であって、
前記アルデヒドは、アルコールを脱水素して得られたもの、もしくは酸化させて得られたもの、または糖を発酵反応させて得られたものである
ことを特徴としたオレフィン製造触媒。
An olefin production catalyst according to any one of claims 1 to 5,
The aldehyde is obtained by dehydrogenating alcohol, obtained by oxidation, or obtained by fermentation reaction of sugar.
アルデヒドからオレフィンを生成させるオレフィン製造方法であって、
前記アルデヒドを、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のオレフィン製造触媒に接触させる
ことを特徴とするオレフィン製造方法。
An olefin production method for producing an olefin from an aldehyde,
The said aldehyde is made to contact the olefin production catalyst as described in any one of Claims 1-6. The olefin production method characterized by the above-mentioned.
請求項7に記載のオレフィン製造方法であって、
前記アルデヒドは、アルコールを脱水素して得られたアルデヒド、もしくは酸化させて得られたアルデヒド、または糖を発酵反応させて得られたアルデヒドを使用する
ことを特徴とするオレフィン製造方法。
The olefin production method according to claim 7,
As the aldehyde, an aldehyde obtained by dehydrogenating alcohol, an aldehyde obtained by oxidation, or an aldehyde obtained by fermentation reaction of sugar is used.
アルコールを脱水素もしくは酸化して、または糖を発酵反応して得られたアルデヒド類を製造する工程の後に、前記工程で得られたアルデヒド類を、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のオレフィン製造触媒に接触させることを特徴とするオレフィン製造方法。   The aldehyde obtained by the said process is used as described in any one of Claims 1-6 after the process of dehydrogenating or oxidizing alcohol, or manufacturing the aldehyde obtained by fermenting sugar. An olefin production method comprising contacting with the olefin production catalyst described in 1.
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