JP2011500325A - 触媒組成物の再生プロセス - Google Patents
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Abstract
【選択図】無し
Description
酸化物四面体構造は酸素原子を共有して架橋されており、全ての3価元素(例えばアルミニウム)と4価元素の酸素に対する比率は1:2である。
3価元素(例えばアルミニウム)を含有する四面体構造中のイオン原子価は、結晶中に例えばプロトンや、アルカリ金属、アルカリ土類金属カチオンを内包することでバランスする。これは、3価元素(例えばアルミニウム)と、H+、Ca2+/2、Sr2+/2、Na+、K+、Li+などの種々のカチオンとの比が等しくなることに表われている。
大孔径ゼオライトは一般に、孔径が少なくとも約7Åであり、LTL、VFI、MAZ、FAU、OFF、*BEAとMOR型骨格のゼオライトが含まれる(IUPAC Commission of Zeolite Nomenclature)。大孔径ゼオライトの例は、マザイト(mazzite)、オフレタイト(offretite)、ゼオライトL、VPI-5、ゼオライトY、ゼオライトX、オメガ、およびベータである。
一般に中間径ゼオライトは孔径が約5Åから約7Å未満であり、例えばMFI、MEL、EUO、MTT、MFS、AEL、AFO、HEU、FER、MWWと、TON型骨格のゼオライトが含まれる(IUPAC Commission of Zeolite Nomenclature)。中間径ゼオライトの例には、ZSM-5、ZSM-1l、ZSM-22、「MCM-22型」、シリカライト1、シリカライト2も含まれる。
一般に小径ゼオライトは孔径が約3Åから約5.0Å未満であり、例えば, CHA、ERI、KPI、LEV、SODと、LTA型骨格のゼオライトが含まれる(IUPAC Commission of Zeolite Nomenclature)。小径ゼオライトの例には、ZK-4、ZSM-2、SAPO-34、SAPO-35、ZK-14、SAPO-42、ZK-21、ZK-22、ZK-5、ZK-20、ゼオライトA、チャバザイト(chabazite)、ゼオライトT、グメリナイト(gmelinite)、ALPO-17及びクリノプチロライト(clinoptilolite)などが含まれる。
(i)共通の一次結晶構成単位セルで構成されるモレキュラーシーブであって、単位セルがMWW骨格トポロジーを有するモレキュラーシーブ。(単位セルは原子の立体的配列であり、三次元空間に置かれたとき結晶構造を形成する。このような結晶構造は"Atlas of Zeolite Framework Types"(15版、2001年)に開示されており、本願に参照として組み込まれる。)
(ii) 共通の二次構成単位で構成されるモレキュラーシーブであって、MWW骨格トポロジーの単位セルを二次元に置いたとき単位セル1つ分の厚みの単層となり、好ましくは厚みがc−単位セル1つ分であるモレキュラーシーブ。
(iii) 共通の二次構成単位で構成される1以上の単位セル厚みの層からなるモレキュラーシーブであって、単位セル厚みの単層が少なくとも2層積み重なるか、充填されるか、結合されて構成されるモレキュラーシーブ。このような二次構成単位の積み重なりは、規則的であっても、不規則であっても、ランダムであっても、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。
(iv) MWW骨格トポロジーを有する単位セルが、規則的またはランダムに、二次元的または三次元的に組み合わされて構成されたモレキュラーシーブ。
モレキュラーシーブの分析に用いられるX線回折のデータは、銅のK-α二重線を入射放射線として用いる標準的方法により、シンチレーションカウンターとコンピュータを備えるX線回折装置を用いて得ることができる。
MCM-22型物質に属する物質には、MCM-22(米国特許第4954325号、及び米国特許出願11/823,722号に開示されている)、PSH-3(米国特許第4439409号に開示されている)、SSZ-25(米国特許第4826667号に開示されている)、ERB-1(欧州特許第0293032号に開示されている)、ITQ-1(米国特許第6077498号に開示されている)、ITQ-2(国際公開パンフレットWO97/17290に開示されている)、ITQ-30(国際公開パンフレットWO2005/118476に開示されている)、MCM-36(米国特許第5250277号に開示されている)、MCM-49(米国特許第5236575号に開示されている)、UZM-8 (米国特許第6,756,030号に開示されている)、MCM-56(米国特許第5362697号に開示されている)、EMM-10-P (米国特許出願第11/823,129号に開示されている)、及びEMM-10 (米国特許出願第11/824,742号及び11/827,953号に開示されている)が含まれる。これらの特許文献は本願に参照として組み込まれる。
例えば、米国特許第6936744号には、モノアルキル化芳香族化合物、特にクメンを製造するための方法であって、ポリアルキル化芳香族化合物と、アルキル化可能な芳香族化合物とを、一部が液相の状態でアルキル転移触媒と接触させて、モノアルキル化芳香族化合物を生成させるステップを備え、アルキル転移触媒が少なくとも2つの異なる結晶性モレキュラーシーブから成り、このモレキュラーシーブはゼオライトベータ、ゼオライトY、モルデナイト、およびX線回折パターンの格子面間隔の最大が12.4±0.25、6.9±0.15、3.57±0.07および3.42±0.07Åに表れる物質から選択される方法が開示されている。
生成した約15mol%のエチルベンゼンはさらにエチレンと反応して、ジエチルベンゼン異性体(DEB)、トリエチルベンゼン異性体(TEB)、及びさらに重質の芳香族化合物が生成する。これらの連鎖反応生成物は、一般にポリエチル化ベンゼン(PEB)と総称される。
またエチル化反応の他に、副反応により微量のキシレン異性体が生成する。気相反応でキシレンが生成することにより、約0.05-0.20 wt%のキシレンを含有するエチルベンゼンが生成する。キシレンはその後製造されるスチレンの不純物になるため、一般には好ましくない成分とされている。
液相反応の利点はキシレン及び他の好ましくない副生物の生成量が少ないことである。液相反応でのエチル化反応速度は気相反応よりも低い。このため、液相反応に求められる触媒体積は、液相反応よりも大きい。しかし、液相反応の比較的低い反応温度は、大きい触媒体積を伴う短所を経済的に補償している。すなわち、液相用触媒の場合にはエチレン化温度が低いことにより、PEBを生成する連鎖反応は非常に低く、液相反応では約5〜8%のエチルベンゼンがPEBに転換されるに過ぎない。これに対し、気相反応では15〜20%のエチルベンゼンがPEBに転換される。従って、ベンゼンの化学量論量に対する過剰量は、気相法では400〜2000%であるのに対し、液相法では150〜400%である。
アルキル化反応の原料の精製にはかなりの費用がかかるため、低品質の原料でも使用可能なアルキル化反応プロセスが求められている。
好ましい実施形態では、モレキュラーシーブにはMCM-22、MCM-49、MCM-56、ゼオライトベータ、ゼオライトY、及びゼオライトモルデナイトの内の少なくともいずれか1が含まれる。
いくつかの実施形態では、本願は触媒を再生する方法に関し、この再生方法には、触媒を再生条件下においてガス状原料と少なくとも1時間接触させ、好ましくは1時間から10日間、より好ましくは12時間から5日間、最も好ましくは」24時間から3日間接触させて再生された触媒とガス状製品を生成させることが含まれ、ここで、触媒にはモレキュラーシーブが少なくとも10wt%、好ましくは50 wt%含まれ、接触工程前の触媒には接触工程前の触媒の重量を基準として、炭化水素成分が0.001 wt%から45 w.%、好ましくは0.1 wt%から10 wt%含まれ、窒素含有化合物が0.001から10 wt.%、好ましくは0.01から5 wt%含まれ、モレキュラーシーブがMCM-22型モレキュラーシーブ、*BEA骨格型を有するモレキュラーシーブ、FAU骨格型を有するモレキュラーシーブ、MOR骨格型を有するモレキュラーシーブの内の少なくともいずれか1であり、ガス状原料がN2、H2、アルケン、He、Ar、CO、及びCO2の内の少なくともいずれか1であり、ガス状製品に、ガス状原料の少なくとも一部と、触媒の炭化水素成分の少なくとも一部と、触媒の窒素含有化合物の少なくとも一部とが含まれ、再生条件には温度範囲が約400から600℃、好ましくは約500から560℃、より好ましくは約530℃から550℃で、圧力範囲が約101.3 kPa-aから10130 kPa-aで、空間速度の範囲が0.05から10(ガス状原料m3hr-1/kg触媒)、好ましくは約0.1から2.5 hr-1、より好ましくは0.5から1.5 hr-1であることが含まれる。
(i) 長鎖オレフィン、例えば、C14オレフィンを用いて芳香族炭化水素、例えば、ベンゼンを、アルキル化して、長鎖アルキル芳香族を製造する芳香族炭化水素のアルキル化。反応条件は、約340℃〜約500℃の温度、約101〜約20200kPa-a(絶対圧力)の圧力、約2hr-1〜約2000hr-1の重量空間速度、及び約1/1〜約20/1の芳香族炭化水素/オレフィンモル比の反応条件を別個に、又は組み合わせて用いる。この長鎖アルキル芳香族は後にスルホン化して合成洗剤にすることができる。
(ii) 例えば、プロピレンでベンゼンをアルキル化してクメンを生成する場合のように、芳香族炭化水素をガス状オレフィンでアルキル化して短鎖アルキル芳香族化合物を製造する芳香族炭化水素のアルキル化。反応条件として、約10℃〜250℃の温度、約101〜約3030kPa-aの圧力、及び5hr-1〜約50hr-1の重量空間速度(WHSV)を別個に、又は組み合わせて行う。
(iii) 大部分がベンゼンとトルエンからなるリフォーメイトを、C5オレフィンを含む燃料ガスを用いてアルキル化して、特にモノ−及びジ−アルキレートを製造するアルキル化反応。この反応は、約315℃〜約455℃の温度、約3000〜約6000kPa-aの圧力、約0.4hr-1〜約0.8hr-1のオレフィンのWHSV、約1hr-1〜約2hr-1の改質ガソリンのWHSV、及び容量比で約1.5〜2.5の燃料ガス流れの反応条件を別個に又は組み合わせた条件下で行われる。
(iv) ベンゼン、トルエン、キシレン、及びナフタレン等の芳香族炭化水素を長鎖オレフィン、例えばC14オレフィンでアルキル化して、アルキル化芳香族潤滑油ベースストックを製造する芳香族炭化水素アルキル化反応。この反応は、約160℃〜約260℃の温度、及び約2600〜3500kPa-aの圧力を別個に、又は組み合わせた反応条件で行われる。
(v) フェノールをオレフィン、又はこれに等しいアルコールでアルキル化して、長鎖アルキルフェノールを製造するフェノールのアルキル化反応。この反応は、約200℃〜約250℃の温度、約1500〜2300kPa-aの圧力、約2hr-1〜約10hr-1の総WHSVの反応条件を別個に、又は組み合わせた反応条件下において行われる。
(vi) 軽質パラフィンをオレフィン及び芳香族化合物に転換する反応。この反応は約425℃〜約760℃の温度、及び約170〜約15000kPa-aの圧力を別個に又は組み合わせて用いる反応条件下で行われる。
(vii) 軽質オレフィンをガソリンに転換する反応。この反応は、約175℃〜約375℃の温度、及び約800〜約15000kPa-aの圧力を別個に、又は組み合わせて用いる反応条件下で行われる。
(viii) 初留点が約260℃の改良炭化水素原料を、プレミアム留分及びガソリンの沸点範囲を有する生成物に水素化分解する2段階の反応。第一段階の反応では本願のMCM-22型のモレキュラーシーブを第8族〜第10族金属と組み合わせた触媒を用いる。第二段階の反応では、ゼオライトベータを第8族〜第10族金属と組み合わせた触媒を用いる。この反応は、約340℃〜約455℃の温度、約3000〜約18000kPa-aの圧力、約176〜約1760リットル/リットルの水素循環、及び約0.1〜10hr-1の液体空間速度(LHSV)を別個に又は組み合わせた反応条件下で行う。
(ix) 本願のMCM-22型モレキュラーシーブと水素化成分とを触媒に用い、又はこの触媒とゼオライトベータとの混合物を用いた、水素化分解/脱ロウの組合せ反応。この反応は、約350℃〜約400℃の温度、約10000〜約11000kPa-aの圧力、約0.4〜約0.6のLHSV、及び約528〜880リットル/リットルの水素循環を別個に又は組み合わせた反応条件下で行われる。
(x) 例えば、メタノールをイソブテン及び/又はイソペンテンと反応させてメチル-t-ブチルエーテルおよび/またはt-アミルメチルエーテル(TAM)を生成させる反応のように、アルコールとオレフィンを反応させてエーテルの混合物を製造する反応。この反応は約20℃〜約200℃の温度、200〜約20000kPa-aの圧力、約0.1hr-1〜約200hr-1のWHSV(ゼオライトのグラム数/1時間当たりのオレフィンのグラム数)、及び約0.1/1〜約5/1のアルコール/オレフィン原料のモル比を別個に、又は任意に組み合わせた条件下で行われる。
(xi) C9+芳香族化合物を共原料として用いたトルエンの不均化反応。この反応は約315℃〜約595℃の温度、約101〜約7200kPa-aの圧力、約0(水素を添加しない)〜約10の水素/炭化水素モル比、および/または約0.1hr-1〜約30hr-1のWHSVを別個に、又は任意に組み合わせた反応条件で行われる。
(xii) 薬理活性を有する化合物である、2-(4-イソブチルフェニル)プロピオン酸、すなわちイブプロフェンの製造。このカルボン酸はイソブチルベンゼンをプロピレン酸化物と反応させて、中間体、2-(4-イソブチルフェニル)プロパノールを生成し、続いて、このアルコールを酸化して生成させる。
(xiii) ドイツ特許DENo.3,625,693に開示されているような、アミンを繊維反応性のヘテロ環化合物と反応させて、実質的に塩を含まない反応性染料含有溶液を製造する際の酸結合剤としての使用。
(xiv) 2,6-トルエンジイソシアネート(2,6-TDI)を異性体から分離するための吸着体としての使用。本願に参照として組み込まれる米国特許No.4,721,807に開示されているように、TDIが2,6-TDIと2,4-TDIとの混合原料である場合、この混合原料と予めKイオンでイオン交換した本願のMCM-22型モレキュラーシーブとを接触させ、次にトルエンを含む脱着剤で脱着させることにより2,6-TDIを回収する。
(xv) 2,4-トルエンジイソシアネート(2,6-TDI)を異性体から分離するための吸着体としての使用。本願に参照として組み込まれる米国特許No.4,721,806に開示されているように、TDIが2,4-TDIと2,6-TDIとの混合原料である場合、この混合原料と、予めNa、Ca、Liおよび/またはMgでカチオン交換した本願のMCM-22型モレキュラーシーブとを接触させ、次いでトルエンを含む脱着剤により脱着させて2,4-TDIを回収する。
(xvi) メタノールからガソリンへの触媒転換により得られた90〜200℃のボトムフラクションのジュレン含量を減らすための反応での使用。この反応は水素化金属と本発明のMCM-22型モレキュラーシーブとを含む触媒上で、ジュレン含有ボトムフラクションと水素を接触させることを含む。この反応は約230℃〜約425℃の温度、及び約457〜約22000kPa-aの圧力を別個に又は組み合わせた条件下で行われる。
(xvii) フェノール及びケトンの共生成反応における使用。ベンゼンをアルキル化した後、アルキルベンゼンヒトロペルオキシドが形成され、このアルキルベンゼンヒドロペルオキシドをフェノールおよび/またはケトンに分解する。例えば、ベンゼン及びプロピレンをフェノールおよび/またはアセトンに分解する。例えば、PCT/EP2005/008557に開示されているように、ベンゼンとC4オレフィンをフェノールとメチルエチルケトンに分解する。続いて、PCT/EP2005/008554に開示されているように、フェノールとアセトンをビスフェノールAに転換、PCT/EP2005/008551に開示されているようにベンゼンをフェノールとシクロヘキサノエン、又はベンゼンとエチレンをフェノール及び/又はメチルエチルケトンに転換することができる。
(xviii) モノアルキルベンゼンに対する選択性が必要とされるベンゼンのアルキル化反応における使用。例えばPCT/EP2005/008557に開示されているように、ベンゼン及び直鎖ブテンを多く含むC4オレフィンから選択的にsec-ブチルベンゼンを生成する反応。この転換反応は本願の触媒を用いて、約60℃〜約260℃、または約100℃〜200℃の温度、7000kPa-a以下の圧力、及び約0.1〜50hr-1のC4アルキル化剤に基づく重量空間速度(WHSV)、及びベンゼンに対するアルキル化剤のモル比が約1〜約50の条件下で、原料のベンゼンおよび/またはC4オレフィンを一緒に供給して行われる。
(xix) 例えば、ポリアルキルベンゼンのトランスアルキル化のようなトランスアルキル化反応。
本願に言う反応物には、アルキル化可能な芳香族化合物と、アルケンのアルキル化剤とが含まれる。
また、より分子量の大きいアルキル芳香族炭化水素を出発物質として使用することもでき、オレフィンオリゴマーで芳香族炭化水素をアルキル化して生成する芳香族炭化水素も含まれる。このような化合物は本願技術分野においてアルキレート(alkylate)と呼ばれ、ヘキシルベンゼン、ノニルベンゼン、ドデシルベンゼン、ペンタデシルベンゼン、ヘキシルトルエン、ノニルトルエン、ドデシルトルエン、ペンタデシルトルエン、ヘキシルトルエン、ノニルトルエン、ドデシルトルエン、ペンタデシルトルエン等が含まれる。アルキル化物は高沸点留分として得られることが多く、芳香族環に付加されたアルキル基のサイズは約C6から約C12の範囲内にある。
ZSM-5は米国特許3,702,886号と再公表第29,948号に詳細に記載されている。ZSM-11は米国特許第3,709,979号に詳細に記載されている。ZSM-12は米国特許第3,832,449号に記載されている。ZSM-22は米国特許第4,556,477号に記載されている。ZSM-23は米国特許第4,076,842号に記載されている。ZSM-35は米国特許第4,016,245号に記載されている。ZSM-48は米国特許第4,234,231号により詳しく記載されている。
適当な細孔径のモレキュラーシーブにはゼオライトベータ、ゼオライトY、超安定Y(USY)、脱アルミY(Deal Y)、モルデナイト、TEA-モルデナイト、ZSM-3、ZSM-4、ZSM-18とZSM-20が含まれる。ゼオライトZSM-14は米国特許第3,923,636号に開示されている。ゼオライトZSM-20は米国特許第3,972,983号に記載されている。ゼオライトベータは米国特許第3,308,069号と再公表第28,341号に記載されている。低ナトリウム超安定Yモレキュラーシーブ(USY)は米国特許第3,293,192号と第3,449,070号に記載されている。脱アルミ化Yゼオライト(Deal Y)は米国特許第3,442,795号に見出される方法によって合成できる。ゼオライトUHP-Yは米国特許第4,401,556号に記載されている。モルデナイトは天然に産する物質である。しかしTEA-モルデナイト(つまり、テトラエチルアンモニウムを付加する試薬を含む反応混合物から合成されるモルデナイト)のように、合成品としても入手できる。TEA-モルデナイトは米国特許第3,766,093号と第3,894,104号に開示されている。
このような物質には活性または不活性物質や、合成または天然ゼオライト、あるいはクレイやアルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、及びこれらの組合せ等の酸化物が含まれる。このような酸化物は、天然の物か、またはシリカと他の金属酸化物を含むゼラチン状またはゲルの形態の物である。クレイも、触媒の機械的強度を向上させたり、加工を容易にしたりするための酸化型のバインダーに含まれ得る。
このような物質をモレキュラーシーブとともに用いることにより、すなわちそれ自身が触媒活性を有する物質をモレキュラーシーブと混合したり、合成中に共存させたりすることにより、触媒の転化率や選択性を変化させることができる。
不活性な物質は反応の転化率を制御するための希釈材として機能し、反応速度を制御する他の手段を用いなくても、製品を経済的かつ順調に得ることができる。またこのような物質を、例えばベントナイトやカオリン等の天然のクレイと混合して触媒のバインダーまたはマトリックスとして機能させることにより、商業プラントでの操業条件下での破砕強度を向上させることができる。
モレキュラーシーブと無機酸化物マトリックスの比率は、広い範囲で変化させることができる。通常、モレキュラーシーブの含有量は約1から約90wt%であり、特にモレキュラーシーブと無機酸化物マトリックスの複合体をビーズ形状にする場合、複合体中のモレキュラーシーブの含有量は約2から約80wt%である。
典型的な不純物の例には、N-メチルピロリドン(NMP)、一般に原料ベンゼン中に含まれるスルホランや、一般に原料エチレン中に含まれるジメチルホルムアミド(DMF)が含まれる。これらの非反応性不純物の性状によっては、下流工程の液相アルキル化工程に影響が表れる。このため、液相アルキル化工程へ送られる前に、気相アルキル化反応システムからの流出液の一部または全部が処理される。ひとつの実施形態では、この処理は前処理装置で行われる。
前処理装置は気相アルキル化反応システムからの流出液から触媒毒を除去できるように設計され、一般に、流出液から硫黄および窒素含有化合物を含む不純物を除去する能力を有するクレイ、活性炭、アルミナ、および/またはモレキュラーシーブが充填されている。前処理装置は、温度約25℃から約200℃の範囲で操業される。
また、気相アルキル化反応システムからの流出液を前処理装置に供給する前に、この流出液を分留して未反応のアルキル化可能な芳香族化合物を留去して気相アルキル化反応システムへリサイクルし、必要であれば原料ベンゼン中に混入していた水を除去することが好ましい場合がある。
液相でのアルキル化反応では、アルキル化可能な芳香族化合物にはベンゼンが含まれ、アルケンにはエチレンが含まれ、アルキル化芳香族化合物にはエチルベンゼンが含まれ、最初の液相アルキル化反応システムのアルキル化反応ゾーンの反応条件には、温度が約120℃から約270℃で、圧力が約675 kPa-aから約8300 kPa-aであることが含まれる。
このような反応性ガード触媒床は、各液相アルキル化反応ゾーンで用いられる触媒と同一または異なるアルキル化触媒が充填され、外気条件下、またはアルキル化条件下に保たれる。
ガード触媒床は外気条件下、あるいは適切なアルキル化条件下に保たれる。
アルキル化可能な芳香族化合物と、原料アルケンの少なくとも一部とを反応性ガード触媒床に通過させた後、最初の液相アルキル化反応ゾーンへ供給する。反応性ガード触媒床は、所望のアルキル化反応を生じさせるだけでなく、原料中に存在し、反応ゾーンの液相アルキル化反応触媒の触媒毒となり得る窒素化合物等の、反応性の不純物の除去も行なうことができる。
従って、ガード触媒床中の触媒は、液相アルキル化反応ゾーン中のアルキル化触媒よりも頻繁に再生および/または交換される。このため、ガード触媒床を使用できないときでもアルキル化反応の原料を液相アルキル化反応システムに直接供給できるよう、一般にガード触媒床にはバイパス用流路が設けられる。
気相アルキル化反応システムまたは液相アルキル化反応システムからの流出液には、ポリアルキル化芳香族化合物が含まれている。従って、これらの流出液のいずれか一方または両方を製品分離システムへ送り、未反応の芳香族化合物、目的とするモノアルキル化芳香族化合物だけでなく、ポリアルキル化芳香族化合物も分離する。
ポリアルキル化芳香族化合物は、アルキル化反応器とは別に設けられたトランスアルキル化反応器へ送られる。トランスアルキル化反応器では、トランスアルキル化触媒の存在下でポリアルキル化芳香族化合物を追加の芳香族化合物と反応させることによって、モノアルキル化芳香族化合物がさらに製造される。
一般にトランスアルキル化反応は、ポリアルキル化芳香族化合物とアルキル化可能な芳香族化合物が少なくとも液相に保たれる条件下で行われる。
ポリプロピルベンゼンとベンゼンによるトランスアルキル化反応を行う際の条件には、温度約150℃から300℃、圧力5500 kPa-a以下、反応ゾーンへの液体の総重量を基準とするWHSVが約0.1から約20hr-1、ベンゼン対ポリプロピルベンゼンの重量比が約1から10であることが含まれる。
ポリブチルベンゼンとベンゼンによるトランスアルキル化反応を行う際の条件には、温度約100℃から300℃、圧力1000 から7000kPa-a、反応ゾーンへの全供給量を基準とするWHSVが約1から約50hr-1、ベンゼン対ポリブチルベンゼンの重量比が1から10であることが含まれる。
触媒をTGA測定装置にセットした。TGAにヘリウムを流通させながら、温度を約25℃から500℃まで上げた。温度500℃の状態に一時間保ち、水分を除去した。乾燥した触媒の重量を記録した。
空気による触媒再生では、NH3吸着量で評価した触媒酸度が、未使用触媒との比較において約33%低下した。
不活性化後の使用済み触媒を、アルキル化反応器の外で、温度約540℃、圧力約101.3kPa-a条件下で、空気を用いて再生した。触媒の平均酸度は不活性化前の0.8591から0.5550 meq NH3 / g触媒まで低下した。
反応器外での空気による触媒再生では、NH3吸着量で評価した触媒酸度が、未使用の触媒との比較において約33%低下した。
不活性化後の使用済み触媒を、アルキル化反応器内で窒素を用いて再生した。反応器の温度を約25℃から538℃まで、昇温速度約1℃/分で昇温した。反応器を538℃に24時間保った。窒素のガス容積空間速度は、約0.8(m3N2hr-1/kg触媒)であった。再生触媒の平均酸度は、不活性化前の0.8591から0.7216 meq NH3 / g触媒まで低下した。
538℃で窒素により再生された触媒では、NH3吸着量で評価した触媒酸度の低下は15%に過ぎなかった。これは、空気で再生した場合と比較して、50%以上改善されていることを意味する。
不活性化された触媒のコークスおよび/または炭化水素の形態の炭素含有量は、不活性化された触媒の重量を基準として約6〜10wt%であった。これに対し、再生された触媒のコークスおよび/または炭化水素の形態の炭素含有量は、不活性化された触媒の重量を基準として約0.09〜0.15wt%であった。
不活性化された触媒のピロ・ケミルミネッセンス(pyro-chemiluminescence) (Antek社 Model 772 Pyroreactor, 720 detector)で測定した窒素含有化合物の量は、不活性化された触媒の重量を基準として約25〜150 wppmであった。これに対し、再生された触媒のピロ・ケミルミネッセンス(Antek社 Model 772 Pyroreactor, 720 detector)で測定した窒素含有化合物の量は、不活性化された触媒との比較において、少なくとも80減少していた。
Claims (15)
- 触媒を再生する方法であって、触媒とガス状原料とを再生条件下において少なくとも1時間接触させて再生触媒とガス状製品とを生成させる接触工程が含まれ、
ここで、前記触媒にはモレキュラーシーブが少なくとも10wt%含まれ、前記接触工程前の前記触媒には、前記接触工程前の前記触媒の重量を基準として炭化水素成分が0.001 wt%から45 wt%含まれるとともに、窒素含有化合物が0.001から10 wt%含まれ、
前記モレキュラーシーブがMCM-22型モレキュラーシーブ、*BEA骨格型を有するモレキュラーシーブ、FAU骨格型を有するモレキュラーシーブ、MOR骨格型を有するモレキュラーシーブの内の少なくともいずれか1であり、
前記ガス状原料がN2、H2、アルケン、He、Ar、CO及びCO2の内の少なくともいずれか1であり、
前記ガス状製品に、前記ガス状原料の少なくとも一部と、前記触媒の前記炭化水素成分の少なくとも一部と、前記触媒の前記窒素含有化合物の少なくとも一部とが含まれ、
前記再生条件には温度範囲が約400から600℃で、圧力範囲が約101.3 kPa-aから10130 kPa-aで、空間速度の範囲が0.05から10(ガス状原料m3hr-1/kg触媒)であることが含まれる、触媒を再生する方法。 - 前記接触工程前の前記触媒に、前記接触工程前の前記触媒の重量を基準として炭化水素成分が0.1 wt%から10 wt%含まれるとともに、窒素含有化合物が0.01から5 wt%含まれる、請求項1に記載の触媒を再生する方法。
- 再生された触媒には接触工程前の触媒と比較して、少なくとも50wt%低下した炭化水素成分と、少なくとも50wt%低下した窒素含有化合物とが含まれる、請求項1または2に記載の触媒を再生する方法。
- 前記ガス状原料に窒素含有化合物が5vol%未満含まれる(N2を除く)、請求項1から3のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- ガス状原料に水が1wt%未満含まれる、請求項1から4のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- 前記モレキュラーシーブにMCM-22、MCM-49、MCM-56、ゼオライトベータ、ゼオライトY、及びゼオライトモルデナイトの内の少なくともいずれか1が含まれる、請求項1から5のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- 前記ガス状原料に少なくとも95wt%の窒素が含まれる、請求項1から6のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- 前記再生条件に、温度範囲が約500から560℃で、圧力範囲が約101.3 kPa-aから10130 kPa-aで、空間速度の範囲が0.1から2.5 (ガス状原料m3hr-1/kg触媒)であることが含まれる、請求項1から7のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- 前記再生条件に、温度範囲が約530℃から550℃で、圧力範囲が約101.3 kPa-aから10130 kPa-aで、空間速度の範囲が0.5から1.5 (ガス状原料m3hr-1/kg触媒)であることが含まれる、請求項1から8のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- 前記触媒を再生条件下においてガス状原料と1時間から10日間接触させる、請求項1から9のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- さらに、前記ガス状製品の少なくとも一部を前記接触工程(a)に送り返すリサイクル工程が含まれる、請求項1から10のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- 前記ガス状製品の90wt%未満を前記接触工程(a)に送り返す、請求項11に記載の触媒を再生する方法。
- さらに、前記ガス状製品中の前記炭化水素成分の少なくとも一部と、前記窒素含有化合物の少なくとも一部とを分離する工程が含まれる、請求項1から12のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- 前記触媒はエチルベンゼン製造プロセスまたはクメン製造プロセスでの使用済み触媒である、請求項1から13のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法。
- 請求項1から14のいずれか1項に記載の触媒を再生する方法で製造された触媒組成物。
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