JP2011161426A - 芳香族炭化水素の水素化触媒及びそれを用いた水素化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】活性金属としてPd及びPtを含み、チタニアとアルミナの複合酸化物を担体とし、該複合酸化物中のチタニア含有率が25〜90質量%であることを特徴とする芳香族炭化水素の水素化触媒である。該水素化触媒は、比表面積が200m2/g以上、平均細孔径が40〜130Å、酸量が0.4〜0.8mmol/gの担体を用い、活性金属の担持量が0.001〜10質量%、PdとPtの担持比率がモル比で1/10〜10/1であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
(1)転化率
転化率(%)=100−未反応トルエンのGC面積百分率
ここで、GC面積百分率はガスクロマトグラムにより検出された全ての有機化合物のピーク面積に対する対応する化合物のピーク面積百分率を指す。
選択率(%)=生成したメチルシクロヘキサン(MCH)のGC面積百分率/(100−未反応トルエンのGC面積百分率)×100
触媒A〜Lは、以下のようにゾル・ゲル法にてチタニアとアルミナの複合酸化物を調製し、その後、共含浸法により金属を担持して調製した。
Al[(CH3)2CHO]3 5.00gとTi[(CH3)2CHO]4 17.8gを、2−プロパノール 62.8g(金属アルコキシドに対して12当量)に溶解させた。混合溶液を攪拌しながら、イオン交換水14.12g(金属アルコキシドに対して9当量)を0.3mL/min程度で滴下し、加水分解させた。その後、懸濁液を500mLのナス型フラスコに移し、冷却管で溶媒を還流させながら、60℃で24h熟成させた。熟成後、溶媒の除去を行い、十分に減圧乾燥させた。その後マッフル炉を用いて、130℃で2h保持した後、500℃まで2hで昇温させ、500℃で6hの焼成を行って、TiO2含有率80質量%のTiO2−Al2O3複合担体を得た。調製した担体は100メッシュ以下に粉砕し、担体キャラクタリゼーションまたは触媒担体に用いた。
TiO2含有率 [質量%] = TiO2質量 [g] / (TiO2質量 [g] + Al2O3質量 [g] )
ここでのTiO2質量は前駆体のTi[(CH3)2CHO]4とAl[(CH3)2CHO]3がすべて酸化物(TiO2とAl2O3)になったと仮定した際の計算値である。
Al[(CH3)2CHO]3とTi[(CH3)2CHO]4の割合以外は、触媒Aと同様にして、触媒B〜Fを調製した。担体中のTiO2含有率を表1に示す。
水素還元温度を400℃から260℃とした以外は触媒B〜Fと同様にして、触媒G〜Lを調製した。担体中のTiO2含有率を表1に示す。
金属担持するときに用いるPd前駆体溶液(濃度:5.64×10-2M)の量を0ml、Pt前駆体溶液(濃度:1.93×10-2M)の量を23.1mlとするほかは、触媒Aと同様にして、触媒Mを調製した。
金属担持するときに用いるPd前駆体溶液(濃度:5.64×10-2M)の量を14.5ml、Pt前駆体溶液(濃度:1.93×10-2M)の量を0mlとするほかは、触媒Aと同様にして、触媒Nを調製した。
ヘキサクロロ白金(IV)酸六水和物1.67gをイオン交換水に溶解させ、塩化パラジウム(II)2.28gを希塩酸に溶解させ、これらを混合し、Pd/Pt=4mol/molの溶液を調製した。これを、比表面積306m2/g、細孔容積0.73cm3/g、平均細孔径76Åの市販のアルミナ担体198gにスプレーし、含浸させて担持した。オーブン乾燥機中130℃で12時間乾燥した後、ロータリーキルンで空気を8L/分の流速で流しながら500℃で0.5時間焼成し触媒とした。なお、水素化反応の前に400℃で1h水素還元して用いた。
上記のようにして得られた触媒に対して、以下の方法でキャラクタリゼーションを行った。結果を表1に示す。
窒素吸着法による細孔径分布測定装置(ASAP2400、マイクロメリテックス社製)を用いて、比表面積、細孔径、細孔容量、細孔分布を求めた。比表面積はBET法、細孔分布はBJH法により計測される20〜600Åの範囲の細孔容量を用いた。求めた細孔径ごとの細孔容量を積算して細孔容量の積算値が50%となる時の細孔径を平均細孔径(D50)と定義した。
黒川秀樹, 「表面分析のケーススタディ 36 固体表面の酸塩基特性の評価法」, 表面技術誌, 52巻4号, 344 (2001)を参考にして、アンモニア化学吸着により酸量を測定した。なお、100℃での、触媒1gあたりのアンモニア化学吸着量を酸量と定義した。
比表面積あたりのアンモニア化学吸着量を酸点密度とした。
パルスCO化学吸着量を測定した。
(実施例1)
触媒A 0.05gを還元管に入れ、130℃で30分の真空排気後、流量100ml/分で水素を流通させ400℃で1hの水素還元処理を行った。その後、水素流通下で室温まで冷却し、還元管に水素を流通させたまま、トルエン0.72g(7.8mmol)、ジメチルジスルフィド1.611×10-6g(1.712×10-8mol)を溶解させたn−トリデカン40mlを添加してスラリーとし、これを熱電対、圧力ゲージ、機械式攪拌器を備えた容積100mLのステンレス製オートクレーブに移送した。オートクレーブ内を純水素で3回置換後、外部温度を170℃まで昇温した。所定の温度に達してから純水素を10kgf/cm2となるまで導入し、攪拌速度1000rpmで攪拌を開始した。ジメチルジスルフィドが全量硫化水素に転化したとすると、反応開始時の硫化水素濃度は、水素に対し2.1体積ppmであった。30分後攪拌を停止し、温度を下げ、(最終圧6.8kgf/cm2)開封して生成油を採取し、ガスクロマトグラフで分析したところ、トルエン転化率は33.3%、メチルシクロヘキサン選択率は100%であった。
触媒Aの代わりに触媒Xを用いた他は、実施例1と同様にして反応を行った。温度を下げ、(最終圧8.3kgf/cm2)開封して生成油を採取し、ガスクロマトグラフで分析したところ、トルエン転化率は25.7%、メチルシクロヘキサン選択率は100%であった。
オートクレーブに添加したジメチルジスルフィドの量を3.222×10-5g(3.424×10-7mol)とした他は、実施例1と同様にして反応を行った。ジメチルジスルフィドが全量硫化水素に転化したとすると、反応開始時の硫化水素濃度は、水素に対し42体積ppmであった。反応後、生成油を採取し、ガスクロマトグラフで分析したところ、トルエン転化率は13.8%、メチルシクロヘキサン選択率は100%であった。
触媒Aを触媒Xに代える他は、実施例2と同様にして反応を行った。生成油のガスクロマトグラフ分析から、トルエン転化率は7.4%、メチルシクロヘキサン選択率は100%であった。
触媒A 0.3gを還元管に入れ、130℃で30分の真空排気後、流量100ml/分で水素を流通させ400℃で1hの水素還元処理を行った。その後、水素流通下で室温まで冷却し、還元管に水素を流通させたまま、トルエン0.72g(7.8mmol)、ジメチルジスルフィド1.274×10-3g(1.354×10-5mol)を溶解させたn−トリデカン40mlを添加してスラリーとし、これを熱電対、圧力ゲージ、機械式攪拌器を備えた容積100mLのステンレス製オートクレーブに移送した。オートクレーブ内を純水素で3回置換後、外部温度を250℃まで昇温した。所定の温度に達してから純水素を20kgf/cm2となるまで導入し、攪拌速度1000rpmで攪拌を開始した。ジメチルジスルフィドが全量硫化水素に転化したとすると、反応開始時の硫化水素濃度は、水素に対し1000体積ppmであった。3時間後攪拌を停止し、温度を下げ、開封して生成油を採取し、ガスクロマトグラフで分析したところ、水素化速度は0.7mmol/g−cat.・h、トルエン転化率は7.5%、メチルシクロヘキサン選択率は94.6%であった。
触媒Aを触媒Xに代える他は、実施例3と同様にして反応を行った。生成油のガスクロマトグラフ分析から、水素化速度は0.3mmol/g−cat.・h、トルエン転化率は3.4%、メチルシクロヘキサン選択率は92.7%であった。
ジメチルジスルフィドの量を1.512×10-3g(1.607×10-5mol)とする他は、実施例3と同様にして反応を行った。ジメチルジスルフィドが全量硫化水素に転化したとすると、反応開始時の硫化水素濃度は、水素に対し1187体積ppmであった。反応後、生成油を採取し、ガスクロマトグラフで分析したところ、トルエン転化率は5.5%、メチルシクロヘキサン選択率は74.6%であった。
触媒Aに代えて触媒B〜Fを用いる他は、実施例4と同様にして反応を行った。結果を表3に示す。
触媒G〜Lを用いて実施例4〜6、比較例4〜6と同様にして反応を行った。結果を表3に示す。
固定床流通式反応装置に触媒A 2.0g(1.6cm3)を充填し、常圧で、トルエンを1.9mL/h、硫化水素70体積ppmを含むH2:He=7:3の水素含有ガスを流通し、電気炉温度200℃、液空間速度(LHSV)=1.2hr-1、水素/オイル比(H2/Oil)=7mol/molの条件下でトルエンの水素化反応を行った。トルエン供給から1.5時間後の生成油のガスクログラフ分析から、トルエン転化率は85%、メチルシクロヘキサン選択率は100%であった。トルエン供給から6.5時間後、同様に生成油を分析すると、トルエン転化率は16%、メチルシクロヘキサン選択率は100%であった。
触媒Aに代えて触媒Xを用いる他は、実施例10と同様にして反応を行った。トルエン供給から1.5時間後のトルエン転化率は19%、メチルシクロヘキサン選択率は99.9%であったが、3.5時間後に転化率は1%に低下し、4.5時間後には転化率が0%となった。
触媒Aを触媒M,Nにかえるほかは、実施例3と同様に行った。結果を表5に示す。
金属をPd−Ptとすることで、それぞれ単独の場合よりも転化率、水素化速度、MCH選択率が向上した。
触媒A 0.05gを還元管に入れ、130℃で30分の真空排気後、流量100ml/分で水素を流通させ400℃で1hの水素還元処理を行った。その後、水素流通下で室温まで冷却し、還元管に水素を流通させたまま、トルエン0.72g(7.8mmol)、n−トリデカン40mlを添加してスラリーとし、これを熱電対、圧力ゲージ、機械式攪拌器を備えた容積100mLのステンレス製オートクレーブに移送した。オートクレーブ内を純水素で3回置換後、外部温度を130℃まで昇温した。所定の温度に達してから純水素を10kgf/cm2となるまで導入し、攪拌速度1000rpmで攪拌を開始した。30分後攪拌を停止し、温度を下げ、開封して生成油を採取し、ガスクロマトグラフで分析したところ、水素化速度は28.6mmol/g−cat.・h、トルエン転化率は9.9%、メチルシクロヘキサン選択率は98.7%であった。
触媒Aを触媒M,Nにかえるほかは、比較例13と同様に行った。結果を表5に示す。
比較例13−15から、純水素による水素化の場合と、硫化水素を含む水素ガスによる水素化の場合では、担持金属種による反応性の優劣が異なっており、純水素下で活性の高い触媒が、硫化水素を含む水素ガス下でも良いとは限らず、容易に推測できない。
Claims (3)
- 活性金属としてPd及びPtを含み、チタニアとアルミナの複合酸化物を担体とし、該複合酸化物中のチタニア含有率が25〜90質量%であることを特徴とする芳香族炭化水素の水素化触媒。
- 前記担体は、比表面積が200m2/g以上、平均細孔径が40〜130Å、酸量が0.4〜0.8mmol/gであり、
前記活性金属の担持量が0.001〜10質量%、PdとPtの担持比率がモル比で1/10〜10/1であることを特徴とする請求項1に記載の芳香族炭化水素の水素化触媒。 - 0.5〜2000体積ppmの硫化水素を含む水素含有ガスと請求項1又は2に記載の水素化触媒を用いることを特徴とする芳香族炭化水素の水素化方法。
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---|---|---|---|---|
CN102921446A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-02-13 | 石河子大学 | 一种Ni-Mox/N/Al-MCM-41加氢催化剂及其制备方法和应用 |
JP2014185059A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Cosmo Oil Co Ltd | 水素の製造方法 |
WO2017170421A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日本ゼオン株式会社 | 水素化方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08224471A (ja) * | 1995-02-17 | 1996-09-03 | Tonen Corp | 耐火性無機酸化物触媒担体及び該担体を用いた水素化処理用触媒 |
JPH10180112A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-07-07 | Sekiyu Sangyo Kasseika Center | 炭化水素油の水素化処理用触媒及び軽油の水素化処理方法 |
WO2001015805A1 (fr) * | 1999-08-30 | 2001-03-08 | Cosmo Oil Co., Ltd. | Catalyseur destine a l'hydrotraitement du gas-oil, et procede d'hydrotraitement du gas-oil |
JP2001246253A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-09-11 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | 芳香族炭化水素の水素化触媒組成物 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08224471A (ja) * | 1995-02-17 | 1996-09-03 | Tonen Corp | 耐火性無機酸化物触媒担体及び該担体を用いた水素化処理用触媒 |
JPH10180112A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-07-07 | Sekiyu Sangyo Kasseika Center | 炭化水素油の水素化処理用触媒及び軽油の水素化処理方法 |
WO2001015805A1 (fr) * | 1999-08-30 | 2001-03-08 | Cosmo Oil Co., Ltd. | Catalyseur destine a l'hydrotraitement du gas-oil, et procede d'hydrotraitement du gas-oil |
JP2001246253A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-09-11 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | 芳香族炭化水素の水素化触媒組成物 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102921446A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-02-13 | 石河子大学 | 一种Ni-Mox/N/Al-MCM-41加氢催化剂及其制备方法和应用 |
JP2014185059A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Cosmo Oil Co Ltd | 水素の製造方法 |
WO2017170421A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日本ゼオン株式会社 | 水素化方法 |
US10752563B2 (en) | 2016-03-31 | 2020-08-25 | Zeon Corporation | Hydrogenation method |
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