JP2015526401A - 酸素含有物質からオレフィンへの転化のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
低級炭化水素およびそれらの誘導体を製造するための出発材料となる鉱油埋蔵層の不足が増加していることを考えると、そのような汎用化学物質の代替製造方法がますます重要になっている。低級炭化水素およびそれらの誘導体を得るための代替方法において、とりわけ不飽和低級炭化水素などの低級炭化水素およびそれらの誘導体を他の原材料および/または化学物質から最高の選択性で得るために、特定の触媒が頻繁に使用されている。この文脈では、重要な方法としては、出発化学物質であるメタノールを接触転化に付し、通常オレフィン、パラフィンおよび芳香族化合物の混合物を生じる方法が挙げられる。
したがって、本発明の目的は、特に酸素含有物質(oxygenates、酸素化物)からオレフィンへの転化のための触媒の改良であって、酸素含有物質の空間速度および転化率が同等である触媒の実用寿命を延ばすことができる触媒を提供することであった。この文脈では、本発明の特定の目的は、所望の選択性および/または十分な空時収量を実現するために、例えばメタノールからオレフィンを製造する方法において、触媒の再生が必要とされる前に触媒の実用寿命を決定する触媒のコーキングに関して改善をもたらすことであった。
(1)1つまたは複数のエーテルを含むガス流を用意(製造)する工程と、
(2)(1)で用意(製造)されたガス流を触媒と接触させる工程と
を含み、触媒は、
−支持体基材と、
−基材に塗布された層と
を含み、層は、MFI、MELおよび/またはMWW構造タイプの1つまたは複数のゼオライトを含む方法に関する。
(4)1つまたは複数のエーテルを含むガス流を用意する工程と、
(5)(4)で用意されたガス流を再生触媒と接触させる工程。
(i)支持体基材ならびにMFI、MELおよび/またはMWW構造タイプの1つまたは複数のゼオライトを用意する工程と、
(ii)MFI、MELおよび/またはMWW構造タイプの1つまたは複数のゼオライトおよび1つまたは複数の溶媒を含む混合物を製造する工程と、
(iii)(ii)で得られた混合物を均質化する工程と、
(iv)支持体基材を(iii)で得られた均質化された混合物でコーティングする工程と、
(v)(iv)で得られたコーティングされた支持体基材を場合によっては乾燥する工程と、
(vi)(iv)または(v)で得られたコーティングされた支持体基材を場合によってはか焼する工程と
含む方法で得ることができる、エーテルをオレフィンに転化する方法の実施形態がさらに好ましい。
比較例1
ZSM−5を含む押出物の製造
Si/Al=50のH−ZSM−5(Zeochem社のZEO−cat PZ2−100 H)380gを擬ベーム石(Pural SB;Sasol社)329gと混合し、水50ml中のギ酸10gと混合し、混練機中にて水300mlで処理して、均質な材料を得た。か焼した押出物のゼオライト/結合剤の比が60:40に対応するように出発質量を選択した。押出成形プレスを用いて、この混練材料を約100バールで2.5mmのダイに通した。引き続いて、押出物を乾燥棚中にて120℃で16時間乾燥し、(加熱時間4時間後)マッフル炉中にて500℃で4時間か焼した。その後、押出物をふるい分け機中にて2つの鋼球(直径約2cm、258g/球)で処理して、1.6〜2.0mmの小片を得た。
Si/Al=50のH−ZSM−5ゼオライト(Zeochem社のZEO−cat PZ2−100 H)の水性懸濁液(固形物濃度40質量%)を製造し、超音波洗浄機で均質化した。コージェライト(900cpsi、直径0.9cm、長さ=11cm)の円柱状ハニカムピース体をこの懸濁液に浸漬し、次いで圧縮空気を吹き付けて乾燥した。次いで、コーティングされた支持体を110℃で1時間乾燥し、続いて550℃で3時間か焼した。コーティング工程をハニカムピース体1個当たりゼオライト0.5g(0.071g/cm3)のロード量が達成されるまで繰り返した。
比較例1に従って製造した触媒2gを炭化ケイ素24gと混合し、連続電気加熱管型反応器に反応器の床が長さ30cmおよび直径12mmになるように配置した。実施例1に従って製造した触媒を使用する試験では、コーティングされたハニカム体2つを反応器に配置し、管壁においてガラス繊維コードで封止した。
Claims (27)
- 酸素含有物質をオレフィンに転化する方法であって、
(1)1種または複数種のエーテルを含むガス流を用意する工程と、
(2)(1)で用意されたガス流を触媒と接触させる工程と
を含み、触媒は、
−支持体基材と、
−前記基材に塗布された層と
を含み、前記層はMFI、MELおよび/またはMWW構造タイプの1種または複数種のゼオライトを含む方法。 - 支持体基材の形が顆粒、ペレット、網目、環、球、円柱、円筒、モノリス、ならびにそれらの2種以上の混合物および/または組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 1種または複数種のモノリスがハニカム、組紐、発泡体およびそれらの2つ以上の組合せからなる群から選択される、請求項2に記載の方法。
- 支持体基材がセラミックおよび/または金属性物質を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 1種または複数種のゼオライトがMFI構造タイプである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒が、MFI、MELおよび/またはMWW構造タイプの1種または複数種のゼオライトを、コーティングされた支持体基材の体積に対して総添加量0.005〜1g/cm3で含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- (1)によるガス流が1種または複数種のジ(C1〜C3)アルキルエーテルを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- (1)によるガス流中のエーテルの含有量が全体積に対して30〜100体積%の範囲である、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- (1)によるガス流が1種または複数種の脂肪族アルコールの脱水反応の前駆体から得ることができる、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- (1)によるガス流中の含水量が全体積に対して5〜60体積%の範囲である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- (2)による接触が200〜700℃の範囲の温度で行われる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- (2)による接触が0.1〜10バールの範囲の圧力で行われる、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 連続法である、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- (2)による接触における空間速度が0.5〜50h−1の範囲である、請求項13に記載の方法。
- 連続法が中断なしに行われる触媒の実用寿命が15〜200時間の範囲である、請求項14に記載の方法。
- (3)触媒を再生のためにか焼する工程と、
(4)1種または複数種のエーテルを含むガス流を用意する工程と、
(5)(4)で用意されたガス流を再生触媒と接触させる工程と
をさらに含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。 - (3)におけるか焼が200〜1100℃の範囲の温度で行われる、請求項16に記載の方法。
- (3)におけるか焼が0.25〜30時間行われる、請求項16または17に記載の方法。
- 工程(3)〜(5)が1回〜1000回繰り返される、請求項16から18のいずれか一項に記載の方法。
- (i)支持体基材ならびにMFI、MELおよび/またはMWW構造タイプの1種または複数種のゼオライトを用意する工程と、
(ii)MFI、MELおよび/またはMWW構造タイプの1種または複数種のゼオライトおよび1種または複数種の溶媒を含む混合物を製造する工程と、
(iii)(ii)で得られた混合物を均質化する工程と、
(iv)支持体基材を(iii)で得られた均質化された混合物でコーティングする工程と、
(v)(iv)で得られたコーティングされた支持体基材を場合によっては乾燥する工程と、
(vi)(iv)または(v)で得られたコーティングされた支持体基材を場合によってはか焼する工程と
を含む方法で触媒を得ることができる、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。 - (v)における乾燥が50〜220℃の範囲の温度で行われる、請求項20に記載の方法。
- (vi)におけるか焼が300〜850℃の範囲の温度で行われる、請求項20または21に記載の方法。
- (ii)で製造された混合物が、アルコール、水、2種以上のアルコールの混合物、および水と1種または複数種のアルコールとの混合物からなる群から選択される1種または複数種の溶媒を含む、請求項20から22のいずれか一項に記載の方法。
- (ii)で製造された混合物の固形物濃度が10〜75質量%の範囲である、請求項20から23のいずれか一項に記載の方法。
- (iii)における均質化が撹拌、混練、アジテーション、振動またはそれらの2つ以上の組合せによって行われる、請求項20から24のいずれか一項に記載の方法。
- (iv)におけるコーティングがスプレーコーティングおよび/またはウォッシュコーティングで行われる、請求項20から25のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(iv)が1回または複数回繰り返される、請求項20から26のいずれか一項に記載の方法。
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