JP2018012103A - 選択的水素化触媒ならびにその製造および使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
適用なし。
適用なし。
最初に理解されるべきことは、1以上の実施形態の実例となる実施が下に記載されるが、開示される系および/または方法は、現在公知であるかまたは現存するかにかかわらずいくつかの技法を用いて実行されることができるということである。本開示は、本明細書において説明および記載される例となる設計および実施を含む、下に説明される実例となる実施、図面、および技法に決して限定されるべきではなく、その等価物の完全な範囲とともに添付される特許請求の範囲内で変更され得る。
この実施例は、水素化プロセスで使用される様々なパラジウム含有触媒組成物の調製を説明する。触媒A〜Eは、以下の通り調製した:5m2/gから12m2/gに及ぶ表面積を有するα−アルミナ支持体は、BASFにより供給された。次に支持体を塩化物処理し、それに続いて本明細書に記載されるようなパラジウムおよび銀を添加した。表1、2、および3は、触媒A〜Eの物理的な特性を要約する。図2〜6は、触媒A〜Eについての水銀ポロシメトリーからの細孔径分布を示す。破線は、サンプル分布を表し、一方実線は積算圧入率を表す。
触媒性能試験は以下の通り行った:約20mLの触媒を、40mLのアランダムと混合し、0.692インチの内径および約18インチの長さを有するステンレス鋼製ジャケット付き反応器管の中に入れた。触媒は反応器の中央にあり、反応器の両端に約10mLのアランダムを詰めた。反応温度は、反応器管のジャケットを通してエチレングリコールを循環させることによって制御した。次に、列挙された温度で気圧で200mL/分の流量の水素で2時間、触媒を活性化させた。次に、触媒を、供給材料のガス(およそ:13重量%のメタン、85.8重量%のエチレン、1.2重量%のアセチレン、および0.1重量%の水素)と約913mL/分、200psigで接触させた。一部の試験は、より高い水素濃度を使用し、同様に記載される。反応温度を調節して、約90%のアセチレン転化率を生じるようにした。転化率は、アセチレンの消失と呼ばれる。ガス分析は、KCl−Al2O3プロットカラムを用いるガスクロマトグラフィーにより実施した。図7は、アセチレンの90%転化率を維持するために必要な温度を時間の関数として示す。図8は、エチレンの選択性を時間の関数として示す。
エタンに対する選択性=(生成したエタンの重量/消費したアセチレンの重量)*100
C4に対する選択性=(生成したC4の重量/消費したアセチレンの重量)*100
重質分に対する選択性=(生成した重質分の重量/消費したアセチレンの重量)*100
エチレンに対する選択性=100−エタンに対する選択性−C4に対する選択性−重質分に対する選択性
以下の列挙される実施形態は、限定されない例として記載される:
1.押出された無機支持体が、細孔、総細孔容積、および細孔径分布を有し;細孔径分布が、各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し;第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有し;かつ、押出された無機支持体の総細孔容積の約5%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、金属またはメタロイドの酸化物を含む押出された無機支持体;および少なくとも1つの触媒活性金属を含む、組成物。
2.細孔直径の第1のピークの第1の最大値が、約200nm〜約9000nmである、実施形態1の組成物。
3.押出された無機支持体の総細孔容積の約10%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、実施形態1または2の組成物。
4.細孔直径の第1のピークの第1の最大値が、約400nm〜約8000nmである、実施形態1または3の組成物。
5.押出された無機支持体の総細孔容積の約15%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、実施形態4の組成物。
6.金属またはメタロイドの酸化物が、シリカ、チタニア、アルミナ、またはアルミン酸塩から本質的になる、実施形態1〜5のいずれかの組成物。
7.金属またはメタロイドの酸化物が、スピネルから本質的になる、実施形態1、2、3、4、または5の組成物。
8.約1m2/g〜約35m2/gの表面積を有する、実施形態1〜7のいずれかの組成物。
9.微分水銀圧入により求められる約0.1cc/g〜約0.6cc/gの総細孔容積を有する、実施形態1〜8のいずれかの組成物。
10.第1のピークの第1の最大値と第2のピークの第2の最大値との間の距離が、少なくとも約400nmである、実施形態1〜9のいずれかの組成物。
11.第1のピークが、非ガウス分布であり、第2のピークのピーク半値幅よりも大きいピーク半値幅を有する、実施形態1〜10のいずれかの組成物。
12.ハロゲン化物をさらに含む、実施形態1〜11のいずれかの組成物。
13.第10族金属をさらに含む、実施形態1〜12のいずれかの組成物。
14.第1B族金属をさらに含む、実施形態1〜13のいずれかの組成物。
15.塩化物をさらに含む、実施形態1〜14のいずれかの組成物。
16.水素化触媒の細孔径分布が、各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し、かつ、第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有する、金属またはメタロイドの酸化物、細孔形成剤、および水を含む混合物を押出して押出物を形成すること;押出物を乾燥させて乾燥した押出物を形成すること;押出物を焼成して焼成された押出物を形成すること;焼成された押出物を塩素含有化合物と接触させて塩化物化された支持体を形成すること;塩化物化された支持体中の塩化物の量を低下させて清浄化された塩化物化支持体を形成すること;および清浄化された塩化物化支持体を第10族金属および第1B族金属と接触させて水素化触媒を形成することを含む、水素化触媒を調製する方法。
17.焼成された押出物、塩化物化された支持体、清浄化された塩化物化支持体、または水素化触媒が、約1m2/g〜約35m2/gの表面積を有する、実施形態16の方法。18.焼成された押出物、塩化物化された支持体、洗浄された塩化物化支持体、または水素化触媒が、微分水銀圧入により求められる約0.1cc/g〜約0.6cc/gの総細孔容積を有する、実施形態16または17の方法。
19.押出物が、シリカ、チタニア、アルミナ、またはアルミン酸塩から本質的になる、実施形態16、17、または18の方法。
20.押出物が、αアルミナから本質的になる、実施形態16、17、または18の方法。
21.水素化触媒の総細孔容積の5%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、実施形態16、17、18、19、または20の方法。
22.押出された無機支持体の細孔径分布が各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し;第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有し;押出された無機支持体の総細孔容積の15%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれ;かつ、無機支持体が、約5m2/g〜約15m2/gの表面積を有する、金属またはメタロイドの酸化物を含む押出された無機支持体。
23.細孔直径の少なくとも1つの分布が約120nm以上の直径を有する細孔を含む、細孔直径の多峰性分布を有する無機支持体を選択すること;
無機支持体および水を含む混合物を押出して押出物を形成すること;
押出物を乾燥させて乾燥した押出物を形成すること;
押出物を焼成して焼成された押出物を形成すること;および
焼成された押出物を第VIII族金属および第1B族金属と接触させて水素化触媒を形成することを含む、水素化触媒を調製する方法。
24.焼成された押出物を塩素含有化合物と接触させて塩化物化された支持体を形成すること;塩化物化された支持体を洗浄液と接触させて洗浄された塩化物化支持体を形成すること;洗浄された塩化物化支持体を第VIII族金属および第1B族金属と接触させて水素化触媒を形成することをさらに含む、実施形態23の方法。
25.高度不飽和炭化水素を不飽和度の低い炭化水素に変換するために効果的な条件下、水素および触媒組成物の存在下、高度不飽和炭化水素を含む炭化水素流体流を反応器の中に導入する工程を含み、触媒組成物の少なくとも50%が、実施形態23に従って生成された水素化触媒を含む、オレフィン富化炭化水素流において高度不飽和炭化水素を不飽和度の低い炭化水素に選択的に水素化するための方法。
26.シリカ、チタニア、アルミナ、またはスピネルから本質的になる、複数の押出された無機支持体を調製すること;
押出された無機支持体の微分水銀圧入の対数を関数として細孔直径をプロットすること;および
各ピークが最大値を有する、少なくとも2つのピークを有する押出された無機支持体を識別することを含む、第1のピークが第1の細孔直径最大値が約120nm以上の細孔を含み、かつ、細孔直径の第1のピークが押出された無機支持体の総細孔容積の約5%以上に相当する、方法。
27.選択的水素化触媒を調製する際の使用のための押出された無機支持体を市販することをさらに含む、実施形態26の方法。
28.第10族金属、第1B族金属、および、実施形態26〜27のいずれかの識別された押出無機支持体を含む水素化触媒。
29.実施形態26〜27のいずれかの識別された押出無機支持体の少なくとも1つ、および、低下したファウリング速度を有する水素化触媒の調製における、識別された押出無機支持体の使用を説明する書面を含む、包装製品(packaged product)。
以下を特許請求する:
[請求1]
金属またはメタロイドの酸化物を含む押出された無機支持体と;
少なくとも1つの触媒活性金属を含み、
前記押出された無機支持体が、細孔、総細孔容積、および細孔径分布を有し;前記細孔径分布が、各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し;第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有し;かつ、押出された無機支持体の総細孔容積の約5%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、組成物。
[請求2]
前記細孔直径の第1のピークの第1の最大値が、約200nm〜約9000nmである、請求1に記載の組成物。
[請求3]
前記押出された無機支持体の前記総細孔容積の約10%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、請求1または2に記載の組成物。
[請求4]
前記細孔直径の第1のピークの第1の最大値が、約400nm〜約8000nmである、請求1または3に記載の組成物。
[請求5]
前記押出された無機支持体の前記総細孔容積の約15%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、請求4に記載の組成物。
[請求6]
前記金属またはメタロイドの酸化物が、シリカ、チタニア、アルミナ、またはアルミン酸塩から本質的になる、請求1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
[請求7]
前記金属またはメタロイドの酸化物が、スピネルから本質的になる、請求1、2、3、4、または5に記載の組成物。
[請求8]
約1m 2 /g〜約35m 2 /gの表面積を有する、請求1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
[請求9]
微分水銀圧入により求められる約0.1cc/g〜約0.6cc/gの総細孔容積を有する、請求1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
[請求10]
前記第1のピークの第1の最大値と前記第2のピークの第2の最大値との間の距離が、少なくとも約400nmである、請求1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
[請求11]
前記第1のピークが、非ガウス分布であり、第2のピークのピーク半値幅よりも大きいピーク半値幅を有する、請求1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
[請求12]
ハロゲン化物をさらに含む、請求1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
[請求13]
第10族金属をさらに含む、請求1〜12のいずれか一項に記載の組成物。
[請求14]
第1B族金属をさらに含む、請求1〜13のいずれか一項に記載の組成物。
[請求15]
塩化物をさらに含む、請求1〜14のいずれか一項に記載の組成物。
[請求16]
金属またはメタロイドの酸化物、細孔形成剤、および水を含む混合物を押出して押出物を形成する工程と;
前記押出物を乾燥させて乾燥した押出物を形成する工程と;
前記乾燥した押出物を焼成して焼成された押出物を形成する工程と;
前記焼成された押出物を塩素含有化合物と接触させて塩化物化された支持体を形成する工程と;
前記塩化物化された支持体中の塩化物の量を低下させて清浄化された塩化物化支持体を形成する工程と;
前記清浄化された塩化物化支持体を第10族金属および第1B族金属と接触させて水素化触媒を形成する工程とを含み、
前記水素化触媒の細孔径分布が、各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し、かつ、第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有する、水素化触媒を調製する方法。
[請求17]
前記焼成された押出物、前記塩化物化された支持体、前記清浄化された塩化物化支持体、または前記水素化触媒が、約1m 2 /g〜約35m 2 /gの表面積を有する、請求16に記載の方法。
[請求18]
前記焼成された押出物、前記塩化物化された支持体、前記洗浄された塩化物化支持体、または前記水素化触媒が、微分水銀圧入により求められる約0.1cc/g〜約0.6cc/gの総細孔容積を有する、請求16または17に記載の方法。
[請求19]
前記押出物が、シリカ、チタニア、アルミナ、またはアルミン酸塩から本質的になる、請求16、17、または18に記載の方法。
[請求20]
前記押出物が、αアルミナから本質的になる、請求16、17、または18に記載の方法。
[請求21]
前記水素化触媒の総細孔容積の5%以上が、前記細孔直径の第1のピークに含まれている、請求16、17、18、19、または20に記載の方法。
[請求22]
前記押出された無機支持体の細孔径分布が各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し;第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有し;前記押出された無機支持体の総細孔容積の15%以上が、前記細孔直径の第1のピークに含まれ;かつ、前記無機支持体が、約5m 2 /g〜約15m 2 /gの表面積を有する、金属またはメタロイドの酸化物を含む押出された無機支持体。
[請求23]
細孔直径の少なくとも1つの分布が約120nm以上の直径を有する細孔を含む、細孔直径の多峰性分布を有する無機支持体を選択する工程と;
前記無機支持体および水を含む混合物を押出して押出物を形成する工程と;
前記押出物を乾燥させて乾燥した押出物を形成する工程と;
前記乾燥した押出物を焼成して焼成された押出物を形成する工程と;
前記焼成された押出物を第VIII族金属および第1B族金属と接触させて水素化触媒を形成する工程と
を含む、水素化触媒を調製する方法。
[請求24]
前記焼成された押出物を塩素含有化合物と接触させて塩化物化された支持体を形成する工程と;前記塩化物化された支持体を洗浄液と接触させて洗浄された塩化物化支持体を形成する工程と;前記洗浄された塩化物化支持体を前記第VIII族金属および前記第1B族金属と接触させて前記水素化触媒を形成する工程とをさらに含む、請求23に記載の方法。
[請求25]
高度不飽和炭化水素を不飽和度の低い炭化水素に変換するために効果的な条件下、水素および触媒組成物の存在下、高度不飽和炭化水素を含む炭化水素流体流を反応器の中に導入する工程を含み、前記触媒組成物の少なくとも50%が、請求23に従って生成された前記水素化触媒を含む、オレフィン富化炭化水素流において高度不飽和炭化水素を不飽和度の低い炭化水素に選択的に水素化するための方法。
[請求26]
シリカ、チタニア、アルミナ、またはスピネルから本質的になる、複数の押出された無機支持体を調製する工程と;
前記押出された無機支持体の微分水銀圧入の対数を関数として前記細孔直径をプロットする工程と;
各ピークが最大値を有する、少なくとも2つのピークを有する前記押出された無機支持体を識別する工程とを含み、第1のピークが、第1の細孔直径最大値が約120nm以上の細孔を含み、かつ、前記細孔直径の第1のピークが、前記押出された無機支持体の総細孔容積の約5%以上に相当する、方法。
[請求27]
選択的水素化触媒を調製する際の使用のための前記押出された無機支持体を市販することをさらに含む、請求26に記載の方法。
[請求28]
第10族金属、第1B族金属、および、請求26〜27に記載の前記識別された押出無機支持体を含む水素化触媒。
[請求29]
請求26〜27に記載の前記識別された押出無機支持体の少なくとも1つ、および、低下したファウリング速度を有する水素化触媒の調製における前記識別された押出無機支持体の使用を説明する書面を含む、包装製品。
Claims (29)
- 金属またはメタロイドの酸化物を含む押出された無機支持体と;
少なくとも1つの触媒活性金属を含み、
前記押出された無機支持体が、細孔、総細孔容積、および細孔径分布を有し;前記細孔径分布が、各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し;第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有し;かつ、押出された無機支持体の総細孔容積の約5%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、組成物。 - 前記細孔直径の第1のピークの第1の最大値が、約200nm〜約9000nmである、請求項1に記載の組成物。
- 前記押出された無機支持体の前記総細孔容積の約10%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記細孔直径の第1のピークの第1の最大値が、約400nm〜約8000nmである、請求項1または3に記載の組成物。
- 前記押出された無機支持体の前記総細孔容積の約15%以上が、細孔直径の第1のピークに含まれている、請求項4に記載の組成物。
- 前記金属またはメタロイドの酸化物が、シリカ、チタニア、アルミナ、またはアルミン酸塩から本質的になる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記金属またはメタロイドの酸化物が、スピネルから本質的になる、請求項1、2、3、4、または5に記載の組成物。
- 約1m2/g〜約35m2/gの表面積を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 微分水銀圧入により求められる約0.1cc/g〜約0.6cc/gの総細孔容積を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記第1のピークの第1の最大値と前記第2のピークの第2の最大値との間の距離が、少なくとも約400nmである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記第1のピークが、非ガウス分布であり、第2のピークのピーク半値幅よりも大きいピーク半値幅を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
- ハロゲン化物をさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
- 第10族金属をさらに含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物。
- 第1B族金属をさらに含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物。
- 塩化物をさらに含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の組成物。
- 金属またはメタロイドの酸化物、細孔形成剤、および水を含む混合物を押出して押出物を形成する工程と;
前記押出物を乾燥させて乾燥した押出物を形成する工程と;
前記乾燥した押出物を焼成して焼成された押出物を形成する工程と;
前記焼成された押出物を塩素含有化合物と接触させて塩化物化された支持体を形成する工程と;
前記塩化物化された支持体中の塩化物の量を低下させて清浄化された塩化物化支持体を形成する工程と;
前記清浄化された塩化物化支持体を第10族金属および第1B族金属と接触させて水素化触媒を形成する工程とを含み、
前記水素化触媒の細孔径分布が、各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し、かつ、第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有する、水素化触媒を調製する方法。 - 前記焼成された押出物、前記塩化物化された支持体、前記清浄化された塩化物化支持体、または前記水素化触媒が、約1m2/g〜約35m2/gの表面積を有する、請求項16に記載の方法。
- 前記焼成された押出物、前記塩化物化された支持体、前記洗浄された塩化物化支持体、または前記水素化触媒が、微分水銀圧入により求められる約0.1cc/g〜約0.6cc/gの総細孔容積を有する、請求項16または17に記載の方法。
- 前記押出物が、シリカ、チタニア、アルミナ、またはアルミン酸塩から本質的になる、請求項16、17、または18に記載の方法。
- 前記押出物が、αアルミナから本質的になる、請求項16、17、または18に記載の方法。
- 前記水素化触媒の総細孔容積の5%以上が、前記細孔直径の第1のピークに含まれている、請求項16、17、18、19、または20に記載の方法。
- 前記押出された無機支持体の細孔径分布が各ピークが最大値を有する少なくとも2つの細孔直径のピークを示し;第1のピークが約120nm以上の細孔直径の第1の最大値を有し、第2のピークが約120nm未満の細孔直径の第2の最大値を有し;前記押出された無機支持体の総細孔容積の15%以上が、前記細孔直径の第1のピークに含まれ;かつ、前記無機支持体が、約5m2/g〜約15m2/gの表面積を有する、金属またはメタロイドの酸化物を含む押出された無機支持体。
- 細孔直径の少なくとも1つの分布が約120nm以上の直径を有する細孔を含む、細孔直径の多峰性分布を有する無機支持体を選択する工程と;
前記無機支持体および水を含む混合物を押出して押出物を形成する工程と;
前記押出物を乾燥させて乾燥した押出物を形成する工程と;
前記乾燥した押出物を焼成して焼成された押出物を形成する工程と;
前記焼成された押出物を第VIII族金属および第1B族金属と接触させて水素化触媒を形成する工程と
を含む、水素化触媒を調製する方法。 - 前記焼成された押出物を塩素含有化合物と接触させて塩化物化された支持体を形成する工程と;前記塩化物化された支持体を洗浄液と接触させて洗浄された塩化物化支持体を形成する工程と;前記洗浄された塩化物化支持体を前記第VIII族金属および前記第1B族金属と接触させて前記水素化触媒を形成する工程とをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 高度不飽和炭化水素を不飽和度の低い炭化水素に変換するために効果的な条件下、水素および触媒組成物の存在下、高度不飽和炭化水素を含む炭化水素流体流を反応器の中に導入する工程を含み、前記触媒組成物の少なくとも50%が、請求項23に従って生成された前記水素化触媒を含む、オレフィン富化炭化水素流において高度不飽和炭化水素を不飽和度の低い炭化水素に選択的に水素化するための方法。
- シリカ、チタニア、アルミナ、またはスピネルから本質的になる、複数の押出された無機支持体を調製する工程と;
前記押出された無機支持体の微分水銀圧入の対数を関数として前記細孔直径をプロットする工程と;
各ピークが最大値を有する、少なくとも2つのピークを有する前記押出された無機支持体を識別する工程とを含み、第1のピークが、第1の細孔直径最大値が約120nm以上の細孔を含み、かつ、前記細孔直径の第1のピークが、前記押出された無機支持体の総細孔容積の約5%以上に相当する、方法。 - 選択的水素化触媒を調製する際の使用のための前記押出された無機支持体を市販することをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- 第10族金属、第1B族金属、および、請求項26〜27に記載の前記識別された押出無機支持体を含む水素化触媒。
- 請求項26〜27に記載の前記識別された押出無機支持体の少なくとも1つ、および、低下したファウリング速度を有する水素化触媒の調製における前記識別された押出無機支持体の使用を説明する書面を含む、包装製品。
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