JP2011005446A - Zeolite catalyst and method for producing compound having adamantane structure - Google Patents

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幾子 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst by which adamantanes are produced at high selectivity and at high yield in the isomerization of a tricyclic saturated hydrocarbon compound having at least ten carbon atoms; and to provide a method for producing adamantanes by using the catalyst concerned.SOLUTION: The catalyst contains zeolite having MWW-type topology. In this case, the ratio of the external surface area of the catalyst to the whole surface area is 0.3 or larger, and the external surface area is 145-600 m/g.

Description

本発明は、ゼオライト触媒、およびアダマンタン構造を有する化合物(以下、アダマンタン類ということがある。)の製造方法に関する。さらに詳しくは、特定のゼオライトを含有し、高選択率および高収率でアダマンタン類を製造することができる触媒、および当該触媒を使用するアダマンタン類の製造方法に関する。   The present invention relates to a zeolite catalyst and a method for producing a compound having an adamantane structure (hereinafter sometimes referred to as adamantanes). More specifically, the present invention relates to a catalyst containing a specific zeolite and capable of producing adamantanes with high selectivity and high yield, and a method for producing adamantanes using the catalyst.

アダマンタンは、シクロヘキサン環が4個、かご型に結合した構造を有し、対称性が高く、安定な化合物であり、このようなアダマンタン構造を有する化合物は、特異な機能を示すことから、潤滑油、レジストなどの電子材料、農医薬品の原料および高機能性工業材料の原料などとして有用であることが知られている。このアダマンタン類を製造する方法として、一般的に、炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物を異性化する方法が採用されている。例えば、アダマンタンはジシクロペンタジエン(DCPD)を水添して得られるトリメチレンノルボルナン(TMN)を触媒により異性化させることによって得られ、該触媒として工業的には塩化アルミニウムが通常用いられている(例えば、特許文献1参照)。また陽イオン交換したゼオライトに白金、レニウム、ニッケル、コバルト等の活性金属を担持したものを用いるアダマンタン類の製造方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   Adamantane has a structure in which four cyclohexane rings are bonded in a cage shape, and is a highly symmetrical and stable compound. Since a compound having such an adamantane structure exhibits a unique function, It is known to be useful as an electronic material such as a resist, a raw material for agricultural pharmaceuticals, and a raw material for high-functional industrial materials. As a method for producing this adamantane, a method for isomerizing a tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms is generally employed. For example, adamantane is obtained by isomerizing trimethylene norbornane (TMN) obtained by hydrogenating dicyclopentadiene (DCPD) with a catalyst, and aluminum chloride is usually used industrially as the catalyst ( For example, see Patent Document 1). Also known is a method for producing adamantanes using a cation-exchanged zeolite carrying an active metal such as platinum, rhenium, nickel or cobalt (for example, see Patent Document 2).

上記のように種々の触媒がアダマンタン類の製造用触媒として知られているが、それぞれ課題が残されておりさらなる技術開発が求められている。例えば、塩化アルミニウムを使用してアダマンタン類を製造する場合、原料に対する触媒使用量を多くする必要がある。しかも、この触媒は反応中に副生する重質分と錯形成するため、反応終了後に触媒として再使用することが出来ない。したがってこの方法を用いた場合、大量の廃アルミニウムが生成することとなり、廃棄処理は環境汚染という問題を生じさせることになる。また、塩化アルミニウムは強腐食性であるため、高価な耐腐食性材質の装置を使用する必要がある。さらに塩化アルミニウムを用いた場合、生成したアダマンタン類が着色するため、再結晶及び活性炭などによる脱色工程が必要となり、後処理が煩雑になるという欠点を有する。   As described above, various catalysts are known as catalysts for the production of adamantanes, but each has a problem and further technical development is required. For example, when adamantanes are produced using aluminum chloride, it is necessary to increase the amount of catalyst used relative to the raw material. In addition, since this catalyst forms a complex with heavy components produced as a by-product during the reaction, it cannot be reused as a catalyst after completion of the reaction. Therefore, when this method is used, a large amount of waste aluminum is generated, and the disposal process causes a problem of environmental pollution. In addition, since aluminum chloride is highly corrosive, it is necessary to use an apparatus made of an expensive corrosion-resistant material. Further, when aluminum chloride is used, the produced adamantane is colored, so that a decoloring step using recrystallization or activated carbon is necessary, and the post-treatment is complicated.

また、回分反応で、陽イオン交換した超安定Y型ゼオライトまたはY型ゼオライトに、白金、レニウム、ニッケル、コバルト等の金属を含浸法で担持した触媒を使用する場合は、比較的アダマンタン類の収率が高くなるが、塩化水素の共存が必須であり、共存させないとアダマンタン類の収率が低い(非特許文献1、2)。この場合、塩化水素が強腐食性であるため、高価な耐腐食性材質の装置を使用する必要があるなどの問題がある。   In addition, when a catalyst in which a metal such as platinum, rhenium, nickel, cobalt, etc., is supported on an ultrastable Y-type zeolite or Y-type zeolite that has been cation-exchanged in a batch reaction by an impregnation method, relatively adamantanes are collected. Although the rate is high, the coexistence of hydrogen chloride is essential, and otherwise the yield of adamantanes is low (Non-Patent Documents 1 and 2). In this case, since hydrogen chloride is highly corrosive, there is a problem that it is necessary to use an apparatus of an expensive corrosion-resistant material.

また、塩化水素を共存させずに、陽イオン交換したY型ゼオライトに1質量%以下の白金を担持させた触媒を用いて流通反応でアダマンタン類を製造する場合(例えば、特許文献3)、副反応による水素化分解生成物が多いためにアダマンタン類の選択率が低く収率も低くなる(TMN転化率91.5%、アダマンタン選択率16.1%、アダマンタン収率15.5%)。さらに、触媒劣化抑制のため高圧水素下の条件が必須であり、副生する水素化分解生成物の抑制は難しくアダマンタン選択率の向上は困難という欠点を有する。   Further, when adamantanes are produced by flow reaction using a catalyst in which platinum of 1% by mass or less is supported on a cation-exchanged Y-type zeolite without coexisting hydrogen chloride (for example, Patent Document 3), Since there are many hydrocracking products by reaction, the selectivity of adamantane is low and the yield is also low (TMN conversion 91.5%, adamantane selectivity 16.1%, adamantane yield 15.5%). Furthermore, the conditions under high-pressure hydrogen are essential for suppressing catalyst deterioration, and it is difficult to suppress by-product hydrocracking products and it is difficult to improve adamantane selectivity.

特開平2−235826号公報JP-A-2-235826 特公昭52−2909号公報Japanese Patent Publication No.52-2909 特開2005−118718号公報JP 2005-118718 A

Guo Jianwei et al. PETROCEMICHAL INDUSTRY, 1998, vol.27, No.1Guo Jianwei et al. PETROCEMICHAL INDUSTRY, 1998, vol.27, No.1 GAO Zi et al. CHINESE Journal of chemistry, 1994, vol.12, No.1GAO Zi et al. CHINESE Journal of chemistry, 1994, vol.12, No.1

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物の異性化反応において高選択率および高収率でアダマンタン類を製造することができる触媒および当該触媒を用いてアダマンタン類を製造する方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a catalyst capable of producing adamantanes with high selectivity and high yield in an isomerization reaction of a tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms, and the catalyst. It aims at providing the method of manufacturing adamantane using it.

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定のゼオライト触媒により上記課題が解決することを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明は、
1. MWW型のトポロジーを有するゼオライトを含有し、全表面積に占める外表面積の割合が0.3以上であり、外表面積が145〜600m2/gである触媒、
2. 前記ゼオライトの結晶サイズが0.1〜40nmである前記1に記載の触媒、
3. Si/Al(mol/mol)が5〜17である前記1または2に記載の触媒、
4. 前記触媒が活性金属担持触媒であって、当該活性金属が周期律表第8族〜10族に属する金属およびレニウムから選ばれる金属である前記1〜3のいずれかに記載の触媒、
5. 前記活性金属が白金である前記4に記載の触媒、
6. 前記活性金属の担持量が、触媒全量基準で1質量%以下である前記4または5に記載の触媒、
7. 以下の工程1〜4
工程1:水熱合成法によりゼオライト前駆体を調製する工程
工程2:工程1の後に焼成する工程
工程3:工程2の後にアンモニウムイオン交換処理または酸処理を行う工程
工程4:工程3の後に焼成する工程
を含む、前記1〜6のいずれかに記載の触媒の製造方法であって、工程1において、別途製造した、MWW型のトポロジーを有するゼオライトおよび/またはゼオライト前駆体を原料に添加して水熱合成を行うことを特徴とする触媒の製造方法、
8. 前記1〜6のいずれかに記載の触媒を用いて、炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物を異性化してアダマンタン構造を有する化合物を製造する方法、および
9. 三環式飽和炭化水素化合物が、トリメチレンノルボルナン、ジメチルトリメチレンノルボルナン、パーヒドロアセナフテン及びパーヒドロフルオレンから選ばれる化合物である、前記8に記載の製造方法
に関するものである。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by a specific zeolite catalyst. The present invention has been completed based on such findings.
That is, the present invention
1. A catalyst containing a zeolite having an MWW type topology, a ratio of an outer surface area to a total surface area of 0.3 or more, and an outer surface area of 145 to 600 m 2 / g;
2. The catalyst according to 1, wherein the zeolite has a crystal size of 0.1 to 40 nm,
3. The catalyst according to 1 or 2, wherein Si / Al (mol / mol) is 5 to 17,
4). The catalyst according to any one of 1 to 3, wherein the catalyst is an active metal-supported catalyst, and the active metal is a metal selected from Group 8 to Group 10 of the periodic table and rhenium,
5. The catalyst according to 4 above, wherein the active metal is platinum,
6). The catalyst according to 4 or 5, wherein the amount of the active metal supported is 1% by mass or less based on the total amount of the catalyst,
7). The following steps 1-4
Step 1: Step of preparing a zeolite precursor by hydrothermal synthesis method Step 2: Step of firing after Step 1 Step 3: Step of performing ammonium ion exchange treatment or acid treatment after Step 2 Step 4: Firing after Step 3 A method for producing a catalyst according to any one of the above 1 to 6, comprising a step of adding a zeolite having a MWW topology and / or a zeolite precursor separately produced in step 1 to a raw material. A method for producing a catalyst, characterized by hydrothermal synthesis;
8). 8. a method for producing a compound having an adamantane structure by isomerizing a tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms using the catalyst according to any one of 1 to 6; 9. The production method according to 8 above, wherein the tricyclic saturated hydrocarbon compound is a compound selected from trimethylene norbornane, dimethyltrimethylene norbornane, perhydroacenaphthene and perhydrofluorene.

本発明によれば、炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物の異性化反応において高選択率および高収率でアダマンタン類を製造することができる触媒および当該触媒を用いてアダマンタン類を製造する方法が提供される。   According to the present invention, a catalyst capable of producing adamantanes with high selectivity and high yield in an isomerization reaction of a tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms, and producing adamantanes using the catalyst A method is provided.

実施例1で得られた触媒(触媒A)のX線回折パターンである。2 is an X-ray diffraction pattern of the catalyst (catalyst A) obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られた触媒(触媒B)のX線回折パターンである。2 is an X-ray diffraction pattern of the catalyst (catalyst B) obtained in Example 2. 実施例3で得られた触媒(触媒C)のX線回折パターンである。3 is an X-ray diffraction pattern of the catalyst (catalyst C) obtained in Example 3. 実施例4で得られた触媒(触媒D)のX線回折パターンである。4 is an X-ray diffraction pattern of the catalyst (catalyst D) obtained in Example 4. 比較例1で得られた触媒(触媒E)のX線回折パターンである。3 is an X-ray diffraction pattern of the catalyst (catalyst E) obtained in Comparative Example 1. 比較例2で得られた触媒(触媒F)のX線回折パターンである。3 is an X-ray diffraction pattern of a catalyst (catalyst F) obtained in Comparative Example 2. 比較例3で得られた触媒(触媒G)のX線回折パターンである。3 is an X-ray diffraction pattern of a catalyst (catalyst G) obtained in Comparative Example 3. 比較例4で得られた触媒(触媒H)のX線回折パターンである。4 is an X-ray diffraction pattern of the catalyst (catalyst H) obtained in Comparative Example 4.

本発明のゼオライト触媒は、MWW型のトポロジーを有するゼオライトを含有する触媒である。MWW型のトポロジーを有するゼオライトの具体例としては、MCM−22ゼオライト、SSZ−25ゼオライト、ITQ−1ゼオライト、PSH−3ゼオライトおよびERB−1ゼオライトが挙げられる。   The zeolite catalyst of the present invention is a catalyst containing a zeolite having an MWW type topology. Specific examples of zeolite having an MWW type topology include MCM-22 zeolite, SSZ-25 zeolite, ITQ-1 zeolite, PSH-3 zeolite and ERB-1 zeolite.

ゼオライト物質の命名法はインターナショナル・ゼオライト・アソシエーツのストラクチャー・コミッション(IZA−SC)によって決定される。該コミッションには、IUPACによって、全ての確認された特有のフレーム構造のトポロジーを有するゼオライトに対して構造型コードを帰属させる権限が付与されている。現在では、最終的な用語は、ゼオライト構造型のアトラス(第4版、著者:W.M.マイヤー、D.H.オルソン、Ch.ベロッハー)に記録されており、また、次のウェブサイトにおいて定期的に改訂されている記録にアクセスすることができる:www.iza-sc.ethz.ch/IZA-SC/Atlas/AtlasHome.html。このハンドブックには、新規な独立構造を有すると考えられる各々のゼオライト型のトポロジーが記録されており、現在では、約125種の独立したゼオライト構造が掲載されている。IZA−SCによってMWW型トポロジーとして帰属されたゼオライト物質は多層物質であって、10員環と12員環の存在に起因する2つの細孔を有する。ゼオライト構造型のアトラスにおいては、この同じトポロジーを有するものを異なった5種の物質、(すなわち、MCM−22ゼオライト、ERB−1ゼオライト、ITQ−1ゼオライト、PSH−3ゼオライトおよびSSZ−25ゼオライト)に分類している。MWW型ゼオライトは種々の用途を有するものとして記載されている。米国特許第4826667号明細書には、SSZ−25ゼオライトが主として接触炭化水素変換反応、例えば、接触分解、水素化分解、水素化脱蝋、オレフィンと芳香族化合物形成反応(例えば、キシレン異性化)において有用なだけでなく、吸着剤、充填剤および軟水化剤としても有用であることが記載されている。米国特許第4954325号明細書には、MCM−22ゼオライトとして知られている物質の16種類の異なる用途が記載されている。   The nomenclature of the zeolitic material is determined by the International Zeolite Associates Structure Commission (IZA-SC). The commission is given the authority by the IUPAC to assign structural codes to zeolites with all identified unique frame structure topologies. At present, the final term is recorded in the zeolite structure type atlas (4th edition, authors: WM Meyer, DH Olson, Ch. Bellocher), and at the following website: You can access regularly revised records: www.iza-sc.ethz.ch/IZA-SC/Atlas/AtlasHome.html. This handbook records the topology of each zeolite type that is believed to have a new independent structure, and currently lists about 125 independent zeolite structures. The zeolitic material assigned as an MWW type topology by IZA-SC is a multilayer material and has two pores due to the presence of a 10-membered ring and a 12-membered ring. In the Atlas of the zeolite structure type, there are five different materials having the same topology (ie, MCM-22 zeolite, ERB-1 zeolite, ITQ-1 zeolite, PSH-3 zeolite and SSZ-25 zeolite). It is classified into. MWW-type zeolite is described as having various uses. In U.S. Pat. No. 4,826,667, SSZ-25 zeolite is mainly used for catalytic hydrocarbon conversion reactions such as catalytic cracking, hydrocracking, hydrodewaxing, olefin and aromatic compound forming reactions (eg xylene isomerization). Are useful as adsorbents, fillers and water softeners. U.S. Pat. No. 4,954,325 describes 16 different uses of the material known as MCM-22 zeolite.

本発明のゼオライト触媒は、全表面積に占める外表面積の割合(外表面比率と表すことがある。)が0.3以上である。外表面比率が0.3以上の触媒においては、外表面比率が大きいほどアダマンタン類の収率が増加する傾向がある。その上限については特に制限はないが、通常0.6以下である。また、本発明のゼオライト触媒は、外表面積が145〜600m2/gである。外表面積が145m2/g未満であるとアダマンタン類の収率が低くなり、600m2/gを超えるゼオライトは通常は合成が困難である。
なお、本発明において上記外表面比率および外表面積を求めるために、多孔質物質の比表面積を測定する方法として一般に用いられる、窒素吸着法を用いた。
窒素吸着法とは、乾燥処理した試料をガラス製のセルに入れて真空脱気し、77Kの温度にて少量ずつ窒素ガスを導入し、平衡圧と吸着量を測定するものであり、BET表面積を測定する一般的な方法である。この測定法で得られる吸着等温線を用いて、細孔を有する試料に対するt−plot解析を行う。「t−plot解析」は、上記の窒素吸着法によって得たデータを解析するものである。これはt−曲線すなわち吸着膜の厚さtを相対圧p/p0に対してプロットした標準等温線を用いるものである(Lippens、de Boerによるt−plot法)。具体的には下記の式(1)によって表される。
t=(V/Vm)σ (1)
(上記式中、tは吸着膜の厚さを表し、v/vmは吸着膜中の平均吸着層数を表し、σは単分子層の厚さを表すものである)
吸着量vをtにプロットしたものがt−plotであり、細孔の孔径に対応するt値で折れた直線が得られる。高圧側、即ち、t値の大きい方の直線の傾きから、細孔を有する試料の外表面積が得られる。窒素吸着法の測定とBET表面積、t−plotによる外表面積の解析は、例えば日本ベル株式会社やユアサアイオニクス社等の市販の吸着測定装置を用いて行うことができる。
In the zeolite catalyst of the present invention, the ratio of the outer surface area to the total surface area (sometimes referred to as the outer surface ratio) is 0.3 or more. In a catalyst having an outer surface ratio of 0.3 or more, the yield of adamantane tends to increase as the outer surface ratio increases. Although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit, Usually, it is 0.6 or less. Moreover, the zeolite catalyst of the present invention has an outer surface area of 145 to 600 m 2 / g. If the outer surface area is less than 145 m 2 / g, the yield of adamantanes is lowered, and zeolites exceeding 600 m 2 / g are usually difficult to synthesize.
In the present invention, in order to obtain the outer surface ratio and the outer surface area, a nitrogen adsorption method generally used as a method for measuring the specific surface area of the porous substance was used.
The nitrogen adsorption method is a method in which a dried sample is placed in a glass cell, vacuum degassed, nitrogen gas is introduced in small portions at a temperature of 77K, and the equilibrium pressure and adsorption amount are measured. Is a common method of measuring. Using the adsorption isotherm obtained by this measurement method, a t-plot analysis is performed on a sample having pores. The “t-plot analysis” analyzes data obtained by the nitrogen adsorption method. This uses a t-curve, that is, a standard isotherm in which the thickness t of the adsorbed film is plotted against the relative pressure p / p 0 (Lippens, t-plot method by de Boer). Specifically, it is represented by the following formula (1).
t = (V / V m ) σ (1)
(In the above formula, t denotes the thickness of the adsorbed film, v / v m represents the average number of adsorption layers in the adsorption film, sigma is representative of the thickness of the monomolecular layer)
A plot of the adsorption amount v on t is t-plot, and a straight line broken at the t value corresponding to the pore diameter is obtained. The outer surface area of the sample having pores can be obtained from the high-pressure side, that is, the slope of the straight line having the larger t value. The measurement of the nitrogen adsorption method and the analysis of the BET surface area and the outer surface area by t-plot can be performed using a commercially available adsorption measurement device such as Nippon Bell Co., Ltd. or Yuasa Ionics.

本発明の触媒中のゼオライトの結晶サイズは、通常0.1〜40nm、好ましくは1〜40nmである。通常の合成法によれば、結晶サイズは0.1nm以上となり、40nm以下であることで、アダマンタン類の収率が向上する。尚、結晶サイズは、XRD測定から得られるX線回折パターンの2θ=26°±1付近に現れるピークの半値幅を用いて、以下に示す(2)式より求めた計算値である。
D=Kλ/Bcosθ (2)
(上記式中、Dは結晶サイズを表し、Kはシェラー定数を表し、λはX線波長を表し、Bは結晶サイズが有限である事に起因する回折線幅の広がりを表し、θはXRD測定から求めたピークの回折角度(RAD)を表すものである)
本発明においては、シェラー定数として0.9、X線波長はCuKα1線(1.5406Å)を使用した。装置特有の線幅の測定は、NBS標準シリコンSRM640a(平均粒子径6μm)を用いて、2θ=28.4°付近に現れるSi(111)回折ピークの半値幅を測定した。
X線回折パターンは、例えば、株式会社理学製粉末X線回折装置UltimaIIIなど
で測定することができる。
The crystal size of the zeolite in the catalyst of the present invention is usually 0.1 to 40 nm, preferably 1 to 40 nm. According to a usual synthesis method, the crystal size is 0.1 nm or more, and the yield of adamantanes is improved by being 40 nm or less. The crystal size is a calculated value obtained from the following equation (2) using the half width of the peak appearing in the vicinity of 2θ = 26 ° ± 1 of the X-ray diffraction pattern obtained from the XRD measurement.
D = Kλ / Bcos θ (2)
(In the above formula, D represents the crystal size, K represents the Scherrer constant, λ represents the X-ray wavelength, B represents the broadening of the diffraction line width due to the finite crystal size, and θ represents XRD. (It represents the diffraction angle (RAD) of the peak obtained from the measurement)
In the present invention, the Scherrer constant is 0.9, and the X-ray wavelength is CuKα1 line (1.5406 mm). The measurement of the line width peculiar to the apparatus was performed by measuring the half width of the Si (111) diffraction peak appearing in the vicinity of 2θ = 28.4 ° using NBS standard silicon SRM640a (average particle diameter 6 μm).
The X-ray diffraction pattern can be measured with, for example, a powder X-ray diffraction apparatus Ultimate III manufactured by Rigaku Corporation.

本発明の触媒は、Si/Al(mol/mol)が、通常5〜17好ましくは5.5〜16である。この範囲内であることで、ゼオライトの結晶サイズが小さくなり、アダマンタン類の収率が向上する。   In the catalyst of the present invention, Si / Al (mol / mol) is usually 5 to 17, preferably 5.5 to 16. Within this range, the crystal size of the zeolite is reduced, and the yield of adamantanes is improved.

本発明で用いるMWW型のトポロジーを有するゼオライトの製造方法は特に限定されないが、例えば、以下のように水熱合成法によりゼオライト前駆体を調製し、焼成、アンモニウムイオン交換等の処理、再度焼成することによって、本発明で用いるゼオライトを製造することができる。   The method for producing a zeolite having an MWW type topology used in the present invention is not particularly limited. For example, a zeolite precursor is prepared by a hydrothermal synthesis method as described below, followed by treatment such as calcination, ammonium ion exchange, and calcination again. Thus, the zeolite used in the present invention can be produced.

前記ゼオライト前駆体は、例えば、ヒュームドシリカなどのシリカ源、アルミン酸ナトリウムなどのアルミニウム源、アルカリ金属水酸化物などの塩基やフッ化物などの鉱化剤、鋳型となる有機アミン又はその塩、及び溶媒を加熱処理する水熱合成法により得られるものである。鋳型となる有機アミン又はその塩としては、アダマンタン第四級アンモニウムイオン、ヘキサメチレンイミン、ピペリジンなどが挙げられ、特にヘキサメチレンイミンが好ましい。水熱合成法の反応条件は特に制限されないが、通常80〜225℃、1〜60日間で行われる。
上記の水熱合成にて得られたゼオライト前駆体を焼成することでMWWトポロジーを有するゼオライトが得られる。焼成処理は、通常の方法によって行うことができるが、例えば、200〜700℃の範囲で、空気、窒素などの雰囲気中、大気圧下、減圧下もしくは加圧下で、0.5〜48時間加熱することにより行うことができる。
Examples of the zeolite precursor include silica sources such as fumed silica, aluminum sources such as sodium aluminate, bases such as alkali metal hydroxides and mineralizers such as fluorides, organic amines or salts thereof serving as templates, And a hydrothermal synthesis method in which the solvent is heat-treated. Examples of the organic amine used as a template or a salt thereof include adamantane quaternary ammonium ions, hexamethyleneimine, and piperidine, and hexamethyleneimine is particularly preferable. The reaction conditions for the hydrothermal synthesis method are not particularly limited, but are usually 80 to 225 ° C. and 1 to 60 days.
A zeolite having an MWW topology is obtained by firing the zeolite precursor obtained by the hydrothermal synthesis. The baking treatment can be performed by a normal method, for example, heating in an atmosphere of 200 to 700 ° C. in an atmosphere such as air or nitrogen, under atmospheric pressure, reduced pressure or increased pressure for 0.5 to 48 hours. This can be done.

アンモニウムイオン交換処理は、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム等のアンモニウム塩の水溶液を用いて行うことができる。また、アンモニウムイオン交換処理の代わりに、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸やギ酸、酢酸等の有機酸を用いて酸処理を行ってもよい。
上記の処理の後に焼成することでプロトン型のMWWトポロジーを有するゼオライトが得られる。焼成処理は、通常の方法によって行うことができるが、例えば、200〜700℃の範囲で、空気、窒素などの雰囲気中、大気圧下、減圧下もしくは加圧下で、0.5〜48時間加熱することにより行うことができる。
上記の方法により、本発明で用いるゼオライトを製造することができるが、特に、外表面積や結晶サイズは、Si/Al比によって調節することができる。
The ammonium ion exchange treatment can be performed using an aqueous solution of an ammonium salt such as ammonium chloride, ammonium nitrate, or ammonium sulfate. Further, instead of ammonium ion exchange treatment, acid treatment may be performed using an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, or an organic acid such as formic acid or acetic acid.
By calcination after the above treatment, a zeolite having a proton type MWW topology can be obtained. The baking treatment can be performed by a normal method, for example, heating in an atmosphere of 200 to 700 ° C. in an atmosphere such as air or nitrogen, under atmospheric pressure, reduced pressure or increased pressure for 0.5 to 48 hours. This can be done.
Although the zeolite used in the present invention can be produced by the above method, in particular, the outer surface area and the crystal size can be adjusted by the Si / Al ratio.

さらに、前記ゼオライト前駆体を調製する際に、別途製造したMWW型のトポロジーを有するゼオライトやゼオライト前駆体を原料に添加し、これを用いて水熱合成してもよい。この方法によれば水熱合成の時間を大幅に短縮することができ、本願発明のゼオライト触媒を効率よく調製することができる。この際添加するMWW型のトポロジーを有するゼオライトやゼオライト前駆体の添加量は、シリカの仕込み量に対し、通常0.001〜60質量%、好ましくは1〜40質量%である。   Furthermore, when preparing the zeolite precursor, a zeolite or zeolite precursor having an MWW type topology manufactured separately may be added to the raw material, and hydrothermal synthesis may be performed using this. According to this method, the hydrothermal synthesis time can be greatly shortened, and the zeolite catalyst of the present invention can be efficiently prepared. The amount of zeolite or zeolite precursor having an MWW topology to be added is usually 0.001 to 60% by mass, preferably 1 to 40% by mass, based on the charged amount of silica.

本発明の触媒は、活性金属担持触媒であってもよい。活性金属を担持させることで触媒劣化が抑制される。当該活性金属としては、例えば、周期律表第8〜10族に属する金属及びレニウムが挙げられ、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金およびレニウムから選ばれる金属であり、特に白金が好適である。これらの活性金属は一種を単独で担持させてもよく、二種以上を組み合わせて担持させてもよい。活性金属の担持量は特に制限はないが、触媒活性の点から触媒全量基準で通常1質量%以下であり、好ましくは、0.0001〜1質量%の範囲である。この範囲であると触媒劣化が抑制され、かつ、アダマンタン類が高収率で得られる。   The catalyst of the present invention may be an active metal supported catalyst. By supporting the active metal, catalyst deterioration is suppressed. Examples of the active metal include metals belonging to Groups 8 to 10 of the periodic table and rhenium, preferably a metal selected from ruthenium, rhodium, palladium, iridium, platinum and rhenium, and platinum is particularly preferable. It is. These active metals may be supported alone or in combination of two or more. The amount of the active metal supported is not particularly limited, but is usually 1% by mass or less, preferably 0.0001 to 1% by mass based on the total amount of the catalyst from the viewpoint of catalyst activity. Within this range, catalyst deterioration is suppressed, and adamantanes are obtained in high yield.

活性金属の担持方法としては、イオン交換法や含浸法が挙げられる。
イオン交換法の場合、該活性金属の塩又は錯塩水溶液を所定のゼオライトと接触させ、このゼオライト中のカチオンサイト、例えばアルカリ金属イオン、H+、NH4 +などをイオン交換したのち、乾燥処理後、焼成処理することにより、所望の触媒を得ることができる。
含浸法の場合、所定のゼオライトと活性金属の塩又は錯塩を混合したのち、常法に従って水分を留去させ、次いで乾固物を焼成処理することにより、所望の触媒を得ることができる。
焼成処理の温度は、イオン交換法で用いる金属の種類や含浸法で用いる金属の種類などに応じて、適宜選定される。このようにして得られた本発明の触媒の形状については特に制限はなく、粉末状、粒状、円柱状など任意であってよい。
Examples of the active metal loading method include an ion exchange method and an impregnation method.
In the case of an ion exchange method, an aqueous salt or complex salt solution of the active metal is brought into contact with a predetermined zeolite, and cation sites in the zeolite, such as alkali metal ions, H + , NH 4 + and the like, are ion-exchanged and then dried. The desired catalyst can be obtained by firing treatment.
In the case of the impregnation method, a desired catalyst can be obtained by mixing a predetermined zeolite and a salt or complex salt of an active metal, distilling off water according to a conventional method, and then calcining the dried solid.
The temperature of the firing treatment is appropriately selected according to the type of metal used in the ion exchange method, the type of metal used in the impregnation method, and the like. There is no restriction | limiting in particular about the shape of the catalyst of this invention obtained in this way, Powder form, a granular form, cylindrical form, etc. may be arbitrary.

本発明の触媒は、三環式飽和炭化水素化合物の異性化反応用触媒として好適に用いられ、特に炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物を原料とすることで、アダマンタン構造を有する化合物を高選択率および高収率で製造することができる。以下においてアダマンタン構造を有する化合物の製造方法について説明する。   The catalyst of the present invention is suitably used as a catalyst for the isomerization reaction of a tricyclic saturated hydrocarbon compound, and particularly a compound having an adamantane structure by using a tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms as a raw material. Can be produced with high selectivity and high yield. Hereinafter, a method for producing a compound having an adamantane structure will be described.

本発明のゼオライト触媒を用いるアダマンタン類の製造方法において、原料としては炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物が挙げられる。これらの中でも炭素数が10〜15の三環式飽和炭化水素化合物であって炭素−炭素結合間の歪が比較的大きいものが好ましく、例えば、トリメチレンノルボルナン[テトラヒドロジシクロペンタジエン]、ジメチルトリメチレンノルボルナン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロフェナレン、1,2−シクロペンタノパーヒドロナフタリン、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレンなどが挙げられる。さらに、これら化合物のアルキル置換体、例えば、9−メチルパーヒドロアントラセンなども好適なものとして挙げられる。これらの中では、特にトリメチレンノルボルナン、ジメチルトリメチレンノルボルナン、パーヒドロアセナフテン及びパーヒドロフルオレンが好適である。
これらの炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物は、ジシクロペンタジエンやアセナフテンなどの原料化合物を、公知の水素添加用触媒、例えば、ラネーニッケルや白金などの存在下に水素添加することにより容易に得ることができる。
In the method for producing adamantanes using the zeolite catalyst of the present invention, examples of the raw material include tricyclic saturated hydrocarbon compounds having 10 or more carbon atoms. Among these, tricyclic saturated hydrocarbon compounds having 10 to 15 carbon atoms and those having a relatively large strain between carbon-carbon bonds are preferable. For example, trimethylene norbornane [tetrahydrodicyclopentadiene], dimethyltrimethylene Examples thereof include norbornane, perhydroacenaphthene, perhydrofluorene, perhydrophenalene, 1,2-cyclopentanoperhydronaphthalene, perhydroanthracene, perhydrophenanthrene. Furthermore, the alkyl substituted body of these compounds, for example, 9-methyl perhydroanthracene, etc. are mentioned as a suitable thing. Of these, trimethylene norbornane, dimethyltrimethylene norbornane, perhydroacenaphthene and perhydrofluorene are particularly preferred.
These tricyclic saturated hydrocarbon compounds having 10 or more carbon atoms can be easily obtained by hydrogenating raw material compounds such as dicyclopentadiene and acenaphthene in the presence of a known hydrogenation catalyst such as Raney nickel or platinum. Can get to.

前記炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物を異性化するに際して、単環式飽和炭化水素化合物、芳香族化合物、水、アルコール類などを併存させて反応を行うことができる。これらの化合物の存在下で反応を行うと、アダマンタン類の選択率が向上する。
ここで、併存させる単環式飽和炭化水素化合物としては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどが挙げられる。特に、シクロヘキサン若しくはエチルシクロヘキサン又はこれらの混合物が好適である。また、芳香族化合物としては、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素;フェノール、ベンズアルデヒド、安息香酸、ベンジルアルコール、アニソールなどの含酸素芳香族化合物;アニリン、ニトロベンゼンなどの含窒素芳香族化合物;クロロベンゼン、ブロモベンゼンなどの含ハロゲン芳香族化合物などが挙げられる。これら芳香族化合物の中でも、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素化合物が特に好ましい。一方、アルコール類としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、tert−ブチルアルコール、ベンジルアルコールなどの一価アルコールや、エチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコールなどが挙げられる。
これら併存させる化合物の添加量は特に制限はなく、各種状況に応じて適宜選定することができる。
When isomerizing the tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms, the reaction can be carried out in the presence of a monocyclic saturated hydrocarbon compound, an aromatic compound, water, alcohols, and the like. When the reaction is carried out in the presence of these compounds, the selectivity of adamantanes is improved.
Here, examples of the monocyclic saturated hydrocarbon compound to coexist include cyclopentane, cyclohexane, ethylcyclohexane, methylcyclohexane, and the like. In particular, cyclohexane or ethylcyclohexane or a mixture thereof is suitable. Examples of aromatic compounds include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, naphthalene, and anthracene; oxygen-containing aromatic compounds such as phenol, benzaldehyde, benzoic acid, benzyl alcohol, and anisole; Nitrogen aromatic compounds; halogen-containing aromatic compounds such as chlorobenzene and bromobenzene. Among these aromatic compounds, aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene, xylene, naphthalene and anthracene are particularly preferable. On the other hand, examples of alcohols include monohydric alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, tert-butyl alcohol, and benzyl alcohol, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin.
There is no restriction | limiting in particular in the addition amount of these compounds to coexist, It can select suitably according to various situations.

異性化反応の反応温度は、高すぎると分解反応による副生成物が増加し、アダマンタン類の選択率が低くなりアダマンタン類の収率が低下する傾向がある。また反応温度が低すぎると、原料の転化率が低下しアダマンタン類の収率が低下する傾向がある。したがって、反応温度は、通常150〜450℃、好ましくは200〜400℃であり、更に好ましくは、250〜350℃である。この範囲内においては、反応温度が高いほどアダマンタン類の収率は高くなる。
異性化反応の反応圧力は、通常は常圧もしくは加圧下に行う。液相反応になるように加圧下で行うことが望ましい。
異性化反応は水素共存下で行ってもよい。水素を共存させることで触媒劣化が抑制される。
If the reaction temperature of the isomerization reaction is too high, by-products due to the decomposition reaction increase, the selectivity of the adamantane tends to decrease, and the yield of the adamantane tends to decrease. On the other hand, if the reaction temperature is too low, the conversion rate of the raw materials tends to decrease and the yield of adamantanes tends to decrease. Therefore, the reaction temperature is usually 150 to 450 ° C., preferably 200 to 400 ° C., and more preferably 250 to 350 ° C. Within this range, the higher the reaction temperature, the higher the yield of adamantanes.
The reaction pressure of the isomerization reaction is usually normal pressure or increased pressure. It is desirable to carry out under pressure so that it may become a liquid phase reaction.
The isomerization reaction may be performed in the presence of hydrogen. By coexisting hydrogen, catalyst deterioration is suppressed.

反応形式は、流通式、回分式のいずれであってもよい。流通式の場合は、重量空間速度(WHSV)は、通常、0.01〜50h-1、好ましくは0.1〜30h-1の範囲で選定され、WHSVが小さくなるほどアダマンタン類の収率は高くなる。水素/炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物のモル比は、通常0〜10、好ましくは0〜5の範囲である。当該範囲内であることでアダマンタン類の収率が増加する。一方、回分式の場合、触媒/原料質量比で、通常0.01〜2、好ましくは0.05〜1の範囲で選定される。また、反応時間は、通常1〜50時間程度である。 The reaction format may be either a flow type or a batch type. In the case of the flow type, the weight hourly space velocity (WHSV) is usually selected in the range of 0.01 to 50 h −1 , preferably 0.1 to 30 h −1. The lower the WHSV, the higher the yield of adamantanes. Become. The molar ratio of hydrogen / tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms is usually in the range of 0 to 10, preferably 0 to 5. Within the range, the yield of adamantanes increases. On the other hand, in the case of a batch type, the catalyst / raw material mass ratio is usually selected within the range of 0.01 to 2, preferably 0.05 to 1. The reaction time is usually about 1 to 50 hours.

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の計算により触媒性能を評価した。
(1)転化率:(1−反応後の原料質量/反応前の原料質量)×100(質量%)
(2)アダマンタン(ADM)類選択率:[生成したADM類の質量/(反応前の原料質量−反応後の原料質量)]×100(質量%)
(3)アダマンタン(ADM)類収率:(生成したADM類の質量/反応前の原料質量)×100(質量%)
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. The catalyst performance was evaluated by the following calculation.
(1) Conversion rate: (1-raw material mass after reaction / raw material mass before reaction) × 100 (mass%)
(2) Adamantane (ADM) class selectivity: [mass of generated ADMs / (mass of raw material before reaction-mass of raw material after reaction)] × 100 (mass%)
(3) Yield of adamantane (ADM): (mass of produced ADMs / mass of raw material before reaction) × 100 (mass%)

〔実施例1〕触媒Aの調製
テフロン(登録商標)容器に純水131g、アルミン酸ナトリウム2.33g、水酸化ナトリウム0.008g、ヘキサメチレンイミン8.25g、ヒュームドシリカ10.0gを加え、室温で0.5時間撹拌し、ゲルを調製した。得られたゲルをテフロン(登録商標)製のオートクレーブに仕込み、水熱合成装置にて20rpmで攪拌しながら、150℃で168時間加熱した。得られた結晶生成物をろ過、水洗後、120℃で一晩乾燥した。乾燥した結晶生成物を、空気雰囲気下540℃で12時間焼成することで白色粉末を得た。
得られた白色粉末のうちの4gに、1mol/Lの硝酸アンモニウム水溶液400gを加え80℃で1時間加熱撹拌した後、ろ過、水洗した。この操作を4回繰り返すことで、アンモニウムイオン交換を行った。イオン交換後の白色粉末を120℃で乾燥した後、540℃で12時間焼成することで、プロトン型のMWWトポロジーを有するゼオライトを白色粉末として得た。
0.0072gのPt(NH34Cl2・H2Oを純水2.8mlに溶かした水溶液を調製した。上記の白色粉末4gに、Pt(NH34Cl2・H2O水溶液を数滴ずつ滴下しよく混練した。全てのPt(NH34Cl2・H2O水溶液を添加後、空気中、300℃で3時間焼成し、0.1質量%Pt担持触媒を得た。得られた触媒Aの物性を第1表に、Cu−Kα放射線を使用したX線回折装置を用いて、X線回折パターンを測定した結果を図1に示す。
[Example 1] Preparation of catalyst A 131 g of pure water, 2.33 g of sodium aluminate, 0.008 g of sodium hydroxide, 8.25 g of hexamethyleneimine and 10.0 g of fumed silica were added to a Teflon container. The gel was prepared by stirring at room temperature for 0.5 hour. The obtained gel was charged into a Teflon (registered trademark) autoclave and heated at 150 ° C. for 168 hours while stirring at 20 rpm in a hydrothermal synthesizer. The obtained crystal product was filtered, washed with water, and dried at 120 ° C. overnight. The dried crystal product was baked at 540 ° C. for 12 hours in an air atmosphere to obtain a white powder.
400 g of a 1 mol / L ammonium nitrate aqueous solution was added to 4 g of the obtained white powder, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 1 hour, and then filtered and washed with water. By repeating this operation four times, ammonium ion exchange was performed. The white powder after the ion exchange was dried at 120 ° C. and then calcined at 540 ° C. for 12 hours to obtain a zeolite having a proton type MWW topology as a white powder.
An aqueous solution in which 0.0072 g of Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 .H 2 O was dissolved in 2.8 ml of pure water was prepared. A few drops of Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 .H 2 O aqueous solution was dropped into 4 g of the above white powder and kneaded well. After all the Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 · H 2 O aqueous solution was added, it was calcined in air at 300 ° C. for 3 hours to obtain a 0.1 mass% Pt-supported catalyst. The physical properties of the obtained catalyst A are shown in Table 1, and the results of measuring the X-ray diffraction pattern using an X-ray diffractometer using Cu-Kα radiation are shown in FIG.

〔実施例2〕触媒Bの調製
アルミン酸ナトリウム3.88gとし、水酸化ナトリウムを添加しなかった以外は実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒Bの物性を第1表に、X線回折パターンを図2に示す。
[Example 2] Preparation of catalyst B A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3.88 g of sodium aluminate was added and sodium hydroxide was not added. The physical properties of the obtained catalyst B are shown in Table 1, and the X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

〔実施例3〕触媒Cの調製
アルミン酸ナトリウム1.55g、水酸化ナトリウム0.34gとした以外は実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒Cの物性を第1表に、X線回折パターンを図3に示す。
[Example 3] Preparation of catalyst C A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that sodium aluminate (1.55 g) and sodium hydroxide (0.34 g) were used. The physical properties of the obtained catalyst C are shown in Table 1, and the X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

〔実施例4〕触媒Dの調製
ゲル調製時に実施例1で得られた白色粉末をシリカの質量に対して10質量%添加し加熱時間を96時間とした以外は実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒Dの物性を第1表に、X線回折パターンを図4に示す。
[Example 4] Preparation of catalyst D A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10% by mass of the white powder obtained in Example 1 was added to the mass of silica and the heating time was 96 hours. Was prepared. The physical properties of the catalyst D obtained are shown in Table 1, and the X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

〔比較例1〕触媒Eの調製
アルミン酸ナトリウム5.81gとし、水酸化ナトリウムを添加しなかった以外は実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒Eの物性を第1表に、X線回折パターンを図5に示す。
[Comparative Example 1] Preparation of catalyst E A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that sodium aluminate was 5.81 g and sodium hydroxide was not added. The physical properties of the obtained catalyst E are shown in Table 1, and the X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

〔比較例2〕触媒Fの調製
アルミン酸ナトリウム1.30g、水酸化ナトリウム0.44gとした以外は、実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒Fの物性を第1表に、X線回折パターンを図6に示す。
[Comparative Example 2] Preparation of catalyst F A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.30 g of sodium aluminate and 0.44 g of sodium hydroxide were used. The physical properties of the catalyst F obtained are shown in Table 1, and the X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

〔比較例3〕触媒Gの調製
アルミン酸ナトリウム0.93g、水酸化ナトリウム0.60gとした以外は、実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒Gの物性を第1表に、X線回折パターンを図7に示す。
[Comparative Example 3] Preparation of Catalyst G A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.93 g of sodium aluminate and 0.60 g of sodium hydroxide were used. The physical properties of the catalyst G obtained are shown in Table 1, and the X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

〔比較例4〕触媒Hの調製
加熱時間を96時間とした以外は、実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒Hの物性を第1表に、X線回折パターンを図8に示す。
Comparative Example 4 Preparation of Catalyst H A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the heating time was 96 hours. The physical properties of the catalyst H obtained are shown in Table 1, and the X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

Figure 2011005446
Figure 2011005446

〔実施例5〕
実施例1で得られた触媒2gをSUS製の反応管に充填し、常圧、空気気流中300℃で3時間焼成した。その後、77質量%トリメチレンノルボルナン(TMN)のエチルシクロヘキサン溶液の供給を開始し、300℃、反応圧力6MPa、H2/TMN=2.5、WHSV=7h-1(TMN基準)の条件で連続的に反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 5
2 g of the catalyst obtained in Example 1 was filled in a SUS reaction tube and calcined at 300 ° C. for 3 hours in a normal pressure and air stream. Thereafter, supply of an ethylcyclohexane solution of 77% by mass trimethylenenorbornane (TMN) was started, and continuous under the conditions of 300 ° C., reaction pressure 6 MPa, H 2 /TMN=2.5, WHSV = 7 h −1 (TMN standard). Reaction was carried out. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例6〕
反応温度を325℃とした以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 6
The reaction was conducted in the same manner as in Example 5 except that the reaction temperature was 325 ° C. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例7〕
WHSVを1.75h-1(TMN基準)とした以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 7
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that WHSV was changed to 1.75 h −1 (TMN standard). Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例8〕
実施例2で調製した触媒を用いた以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 8
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Example 2 was used. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例9〕
実施例2で調製した触媒、WHSVを1.75h-1(TMN基準)とした以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 9
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Example 2 and WHSV were changed to 1.75 h −1 (TMN standard). Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例10〕
実施例3で調製した触媒を用いた以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 10
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Example 3 was used. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例11〕
実施例3で調製した触媒、WHSVを1.75h-1(TMN基準)とした以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 11
The reaction was carried out in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Example 3 and WHSV were changed to 1.75 h −1 (TMN standard). Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例12〕
実施例4で調製した触媒を用いた以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 12
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Example 4 was used. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例13〕
原料を80質量%パーヒドロアセナフテンのエチルシクロヘキサン溶液とした以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 13
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that the raw material was an ethylcyclohexane solution of 80% by mass perhydroacenaphthene. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔実施例14〕
原料を80質量%パーヒドロフルオレンのエチルシクロヘキサン溶液とした以外は、実施例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
Example 14
The reaction was conducted in the same manner as in Example 5 except that the raw material was an ethylcyclohexane solution of 80% by mass perhydrofluorene. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔比較例5〕
比較例1で得られた触媒2gをSUS製の反応管に充填し、常圧、空気気流中300℃で3時間焼成した。その後、77質量%トリメチレンノルボルナン(TMN)のエチルシクロヘキサン溶液の供給を開始し、300℃、反応圧力6MPa、H2/TMN=2.5、WHSV=7h-1(TMN基準)の条件で連続的に反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
[Comparative Example 5]
2 g of the catalyst obtained in Comparative Example 1 was filled in a SUS reaction tube and calcined at 300 ° C. for 3 hours in a normal pressure and air stream. Thereafter, supply of an ethylcyclohexane solution of 77% by mass trimethylenenorbornane (TMN) was started, and continuous under the conditions of 300 ° C., reaction pressure 6 MPa, H 2 /TMN=2.5, WHSV = 7 h −1 (TMN standard). Reaction was carried out. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔比較例6〕
比較例2で調製した触媒を用いた以外は、比較例5と同様に反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
[Comparative Example 6]
The reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 2 was used. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔比較例7〕
比較例3で調製した触媒を用いた以外は、比較例5と同様に反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
[Comparative Example 7]
The reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 3 was used. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔比較例8〕
比較例2で調製した触媒、WHSVを1.75h-1(TMN基準)とした以外は、比較例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
[Comparative Example 8]
The reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 2 and WHSV were changed to 1.75 h −1 (TMN standard). Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔比較例9〕
比較例3で調製した触媒、WHSVを1.75h-1(TMN基準)とした以外は、比較例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
[Comparative Example 9]
The reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 3 and WHSV were changed to 1.75 h −1 (TMN standard). Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

〔比較例10〕
比較例4で調製した触媒を用いた以外は、比較例5と同様にして反応を行った。原料供給開始50時間後の結果を第2表に示す。
[Comparative Example 10]
The reaction was performed in the same manner as in Comparative Example 5 except that the catalyst prepared in Comparative Example 4 was used. Table 2 shows the results after 50 hours from the start of raw material supply.

Figure 2011005446
Figure 2011005446

本発明によれば、炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物の異性化反応に用いられる触媒が得られ、当該触媒を用いることで高選択率および高収率でアダマンタン類を製造することができる。   According to the present invention, a catalyst used for the isomerization reaction of a tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms is obtained, and adamantanes are produced with high selectivity and high yield by using the catalyst. Can do.

Claims (9)

MWW型のトポロジーを有するゼオライトを含有し、全表面積に占める外表面積の割合が0.3以上であり、外表面積が145〜600m2/gである触媒。 A catalyst containing a zeolite having an MWW type topology, a ratio of an outer surface area to a total surface area of 0.3 or more, and an outer surface area of 145 to 600 m 2 / g. 前記ゼオライトの結晶サイズが0.1〜40nmである請求項1に記載の触媒。   The catalyst according to claim 1, wherein the zeolite has a crystal size of 0.1 to 40 nm. Si/Al(mol/mol)が5〜17である請求項1または2に記載の触媒。   The catalyst according to claim 1 or 2, wherein Si / Al (mol / mol) is 5 to 17. 前記触媒が活性金属担持触媒であって、当該活性金属が周期律表第8族〜10族に属する金属およびレニウムから選ばれる金属である請求項1〜3のいずれかに記載の触媒。   The catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the catalyst is an active metal-supported catalyst, and the active metal is a metal selected from Group 8 to Group 10 of the periodic table and rhenium. 前記活性金属が白金である請求項4に記載の触媒。   The catalyst according to claim 4, wherein the active metal is platinum. 前記活性金属の担持量が、触媒全量基準で1質量%以下である請求項4または5に記載の触媒。   The catalyst according to claim 4 or 5, wherein the amount of the active metal supported is 1% by mass or less based on the total amount of the catalyst. 以下の工程1〜4
工程1:水熱合成法によりゼオライト前駆体を調製する工程
工程2:工程1の後に焼成する工程
工程3:工程2の後にアンモニウムイオン交換処理または酸処理を行う工程
工程4:工程3の後に焼成する工程
を含む、前記1〜6のいずれかに記載の触媒の製造方法であって、工程1において、別途製造した、MWW型のトポロジーを有するゼオライトおよび/またはゼオライト前駆体を原料に添加して水熱合成を行うことを特徴とする触媒の製造方法。
The following steps 1-4
Step 1: Step of preparing a zeolite precursor by hydrothermal synthesis method Step 2: Step of firing after Step 1 Step 3: Step of performing ammonium ion exchange treatment or acid treatment after Step 2 Step 4: Firing after Step 3 A method for producing a catalyst according to any one of the above 1 to 6, comprising a step of adding a zeolite having a MWW topology and / or a zeolite precursor separately produced in step 1 to a raw material. A method for producing a catalyst, comprising performing hydrothermal synthesis.
請求項1〜6のいずれかに記載の触媒を用いて、炭素数10以上の三環式飽和炭化水素化合物を異性化してアダマンタン構造を有する化合物を製造する方法。   A method for producing a compound having an adamantane structure by isomerizing a tricyclic saturated hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms using the catalyst according to any one of claims 1 to 6. 三環式飽和炭化水素化合物が、トリメチレンノルボルナン、ジメチルトリメチレンノルボルナン、パーヒドロアセナフテン及びパーヒドロフルオレンから選ばれる化合物である、請求項8に記載の製造方法。   The production method according to claim 8, wherein the tricyclic saturated hydrocarbon compound is a compound selected from trimethylene norbornane, dimethyltrimethylene norbornane, perhydroacenaphthene and perhydrofluorene.
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