JP2018154538A - Silver-containing zeolite - Google Patents

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紗衣 染谷
綾 石本
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綾 石本
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智洋 林
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Makoto Hanatani
誠 花谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide novel silver-containing zeolite having high heat resistance and hydrothermal resistance, and capable of being a catalyst having improvement in coking resistance, reaction life and productivity for example in a conversion reaction or an isomerization reaction of hydrocarbon by arranging the silver-containing zeolite having no surface acid point.SOLUTION: There is provided silver-containing zeolite containing zeolite, which contains silver and has following (i) to (iv) properties, as a substrate. (i) average particle diameter (PD) is PD≤100nm. (ii) It has a 10-membered ring skeletal structure. (iii) There is no acid point on a surface. (iv) Acid amount is 0.05 o 0.85 mmol/g.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、高い耐熱性および耐水熱性を有する銀含有ゼオライトに関するものであり、さらに詳細には、炭化水素の転化・異性化に適した平均粒子径が100nm以下の表面に酸点が存在しない新規な銀含有ゼオライトに関するものである。   The present invention relates to a silver-containing zeolite having high heat resistance and hydrothermal resistance. More specifically, the present invention relates to a novel material having no acid sites on the surface having an average particle diameter of 100 nm or less suitable for hydrocarbon conversion / isomerization. Related to a silver-containing zeolite.

中細孔ゼオライトは、芳香族化合物相当のサイズの細孔を利用した高選択性触媒として用いられている。中細孔ゼオライトで代表的なMFI型ゼオライトを触媒として用いた例として、トルエンの不均化(例えば、特許文献1参照。)、キシレンの異性化(例えば、特許文献2参照。)、脂肪族炭化水素の芳香族化(例えば、特許文献3参照。)などが挙げられる。これらの反応は主に、中細孔ゼオライトのミクロ細孔の特徴を利用したものである。中細孔ゼオライトのミクロ細孔は、入口径がおよそ0.5nmであり、この細孔径に近接した分子径を持つ分子の有効な反応場となると考えられる。   Medium pore zeolite is used as a highly selective catalyst utilizing pores having a size corresponding to an aromatic compound. Examples of the medium pore zeolite, which is a typical MFI type zeolite, are disproportionation of toluene (for example, see Patent Document 1), isomerization of xylene (for example, see Patent Document 2), aliphatic. Examples include aromatization of hydrocarbons (see, for example, Patent Document 3). These reactions mainly utilize the micropore characteristics of medium pore zeolite. The micropore of the medium pore zeolite has an inlet diameter of about 0.5 nm and is considered to be an effective reaction field for molecules having a molecular diameter close to the pore diameter.

一方で、ゼオライト表面の酸点における非選択的反応は、一般的に望ましいものではない。これらの非選択的反応はしばしば、生成物収量の低下、生成物選択率の低下、コーク析出による触媒の失活を招く。   On the other hand, non-selective reactions at the acid sites on the zeolite surface are generally not desirable. These non-selective reactions often result in reduced product yield, reduced product selectivity, and catalyst deactivation due to coke deposition.

そこで、ゼオライト表面における望ましくない反応を抑制するために、嵩高い試剤で表面のアルミニウムを抽出する、または表面を被覆することにより表面の酸点を減少または消去する方法が提案されている。   Therefore, in order to suppress an undesirable reaction on the zeolite surface, a method of reducing or eliminating the acid sites on the surface by extracting aluminum on the surface with a bulky reagent or coating the surface has been proposed.

そして、MFI構造を有するゼオライトをシリケートで被覆することで、外表面の酸点を低減したゼオライトの製造と、それによるp−キシレンの選択的な製造法が提案されている(例えば特許文献4参照。)。   And the manufacture of the zeolite which reduced the acid point of the outer surface by coat | covering the zeolite which has MFI structure with a silicate, and the selective manufacturing method of p-xylene by it is proposed (for example, refer patent document 4). .)

また、嵩高いジアルキルアミン試剤でゼオライトの表面酸点を被覆することで、表面酸性度を減少させる方法が提案されている(例えば特許文献5,6参照。)。   Moreover, the method of reducing surface acidity by coat | covering the surface acid point of a zeolite with a bulky dialkylamine reagent is proposed (for example, refer patent document 5, 6).

また、表面や内部に限らず、ゼオライトの酸点は加熱もしくは水熱雰囲気下での脱アルミニウムにより経時的に減少する。この現象は、ゼオライトを触媒として使用する場合には避けられない課題である。加熱もしくは水熱雰囲気とは、400℃を超えるような高温での使用や、水蒸気が発生するような環境下での使用によるものである。特に後者は、コーク析出後の触媒に対して、酸素を含む雰囲気下でコークを燃焼させる触媒再生工程が当てはまる。   Moreover, not only on the surface and inside, the acid point of zeolite decreases with time by dealumination by heating or a hydrothermal atmosphere. This phenomenon is an unavoidable problem when zeolite is used as a catalyst. The heating or hydrothermal atmosphere is due to use at a high temperature exceeding 400 ° C. or use in an environment where water vapor is generated. In particular, the latter applies to a catalyst regeneration step in which coke is burned in an atmosphere containing oxygen with respect to the catalyst after coke deposition.

ゼオライトの脱アルミニウムを抑制する一つの方法として、添加金属による酸点の保護がある。例えば、ゼオライトへ銀を含有させ酸点を保護することで、ゼオライトの耐熱性および耐水熱性を向上させる方法が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。   One way to suppress the dealumination of zeolite is to protect acid sites with added metals. For example, a method for improving the heat resistance and hydrothermal resistance of zeolite by containing silver in the zeolite and protecting the acid sites has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).

特許第4014279号公報Japanese Patent No. 40114279 特許第2598127号公報Japanese Patent No. 2598127 特許第2905947号公報Japanese Patent No. 2905947 特許第6029654号公報Japanese Patent No. 6029654 米国特許第4520221号U.S. Pat. No. 4,520,221 米国特許第4568768号U.S. Pat. No. 4,568,768

Physical Chemistry Chemical Physics 第17巻、15637頁(2015年)Physical Chemistry Chemical Phys. Vol. 17, 15637 (2015)

しかし、非特許文献1に提案されたゼオライトへ銀を含有させる方法においては、ゼオライトの耐熱性および耐水熱性は向上するものの、表面酸点の存在により耐コーキング性は低いままであり、反応効率の低いものであった。   However, in the method of adding silver to the zeolite proposed in Non-Patent Document 1, although the heat resistance and hydrothermal resistance of the zeolite are improved, the coking resistance remains low due to the presence of surface acid sites, and the reaction efficiency is low. It was low.

また、特許文献5、6に提案されたアミンによる表面酸点の被覆においては、高温でアミンが脱離もしくは分解するという課題を有する。また、特許文献4に提案のゼオライトをシリケートで被覆する方法においては、被覆に複数回の水熱合成が必要となるという課題がある。そして、これらの課題を伴わない比較的容易な酸点の除去方法としては水蒸気によるアルミニウムの脱離が挙げられるが、この方法では一般的にゼオライト表面のアルミニウムのみを選択的に除去することができず、細孔内のアルミニウムまでも除去してしまい、細孔内の酸点の低下をも招くものであった。   In addition, the surface acid point coating with amines proposed in Patent Documents 5 and 6 has a problem that amines are eliminated or decomposed at high temperatures. Further, in the method of coating the zeolite proposed in Patent Document 4 with silicate, there is a problem that the coating requires multiple hydrothermal synthesis. A relatively easy method for removing acid sites without these problems is the elimination of aluminum by water vapor. In this method, generally only the aluminum on the zeolite surface can be selectively removed. However, even the aluminum in the pores was removed, and the acid sites in the pores were lowered.

本発明の銀含有ゼオライトは、ゼオライト表面のアルミニウムを選択的に除去することにより、表面に酸点を有さず細孔内のみに酸点を有するゼオライトとし、さらに銀を含有することにより、高い耐熱性および耐水熱性を示す。したがって、例えば炭化水素の転化反応や異性化反応において、耐コーキング性、反応寿命および生産性を改善した触媒として利用することが可能となった。本発明は石油化学においてより有用性の高い銀含有ゼオライトを提供できるものである。   The silver-containing zeolite of the present invention is high by selectively removing aluminum on the surface of the zeolite so that the surface has no acid sites on the surface and has acid sites only in the pores, and further contains silver. Shows heat resistance and hydrothermal resistance. Therefore, for example, in a hydrocarbon conversion reaction or isomerization reaction, it can be used as a catalyst having improved coking resistance, reaction life and productivity. The present invention can provide a silver-containing zeolite that is more useful in petrochemistry.

本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、表面酸点を有さない新規な銀含有ゼオライトが高い耐熱性および耐水熱性を示し、さらに炭化水素の転化反応や異性化反応において、耐コーキング性、反応寿命および生産性を改善した触媒となりうることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a novel silver-containing zeolite having no surface acid sites exhibits high heat resistance and hydrothermal resistance, and further includes hydrocarbon conversion reaction and isomerism. As a result, the present inventors have found that the catalyst can be improved in coking resistance, reaction life and productivity in the chemical reaction.

即ち、本発明は、銀を含有し、下記(i)〜(iv)の特性を有するものであることを特徴とする銀含有ゼオライトに関するものである。
(i)平均粒子径(PD)がPD≦100nmである。
(ii)骨格構造が10員環構造である。
(iii)表面に酸点が存在しない。
(iv)酸量が0.05〜0.85mmol/gである。
That is, the present invention relates to a silver-containing zeolite characterized by containing silver and having the following properties (i) to (iv).
(I) The average particle diameter (PD) is PD ≦ 100 nm.
(Ii) The skeleton structure is a 10-membered ring structure.
(Iii) There are no acid sites on the surface.
(Iv) The acid amount is 0.05 to 0.85 mmol / g.

以下に、本発明について詳細に説明する。   The present invention is described in detail below.

本発明の銀含有ゼオライトは、前記(i)〜(iv)の特性を有し、銀を含有する新規なゼオライトである。そして、その際の銀の含有量としては、任意であり、中でも特に優れる耐熱性、耐熱水性を有する銀含有ゼオライトとなることから、0.05〜5wt%であることが好ましい。   The silver-containing zeolite of the present invention is a novel zeolite having the characteristics (i) to (iv) and containing silver. In addition, the silver content at that time is arbitrary, and it is preferably 0.05 to 5 wt% because a silver-containing zeolite having particularly excellent heat resistance and hot water resistance is obtained.

本発明の銀含有ゼオライトは、(i)PD≦100nmのものである。特に熱安定性にも優れる銀含有ゼオライトとなることから、3nm≦PD≦100nmであることが望ましく、更に5nm≦PD≦100nmであることが望ましい。ここで、PDが100nmを越えるものであると、得られた銀含有ゼオライトを炭化水素の転化反応・異性化反応に用いた場合、反応効率に劣るものとなる。   The silver-containing zeolite of the present invention is (i) PD ≦ 100 nm. In particular, since it becomes a silver-containing zeolite having excellent thermal stability, it is desirable that 3 nm ≦ PD ≦ 100 nm, and further desirably 5 nm ≦ PD ≦ 100 nm. Here, when the PD exceeds 100 nm, the obtained silver-containing zeolite is inferior in reaction efficiency when used in a hydrocarbon conversion reaction / isomerization reaction.

なお、PDは、例えばゼオライトの外表面積から以下の式(1)を用いて算出して求めることができる。
PD=6/S(1/2.29×10+0.18×10−6) (1)
(ここで、Sは外表面積(m/g)を示すものである。)
また、式(1)における外表面積(S(m/g))は、液体窒素温度における一般的な窒素吸着法を用い、t−plot法から求めることができる。例えば、tを吸着量の厚みとするときに、tについて0.6〜1nmの範囲の測定点を直線近似し、得られた回帰直線の傾きからゼオライトの外表面積を求めるものである。
In addition, PD can be calculated | required, for example using the following formula | equation (1) from the outer surface area of a zeolite.
PD = 6 / S (1 / 2.29 × 10 6 + 0.18 × 10 −6 ) (1)
(Here, S represents the outer surface area (m 2 / g).)
Further, the outer surface area (S (m 2 / g)) in the formula (1) can be obtained from the t-plot method using a general nitrogen adsorption method at a liquid nitrogen temperature. For example, when t is the thickness of the adsorption amount, a measurement point in the range of 0.6 to 1 nm is linearly approximated with respect to t, and the outer surface area of zeolite is obtained from the slope of the obtained regression line.

また、該銀含有ゼオライトは、(ii)骨格構造が10員環構造を有する、ものである。10員環の骨格構造を有するゼオライトとしては、例えばAEL、EUO、FER、HEU、MEU、MEL、MFI、NES型などのゼオライトを挙げることができ、中でも炭化水素の転化反応・異性化反応に適したものとなることからMFI、FER、MEL型ゼオライトが好ましく、特にMFI型ゼオライトであることが好ましい。   The silver-containing zeolite is (ii) a skeleton having a 10-membered ring structure. Examples of the zeolite having a 10-membered skeleton structure include zeolites such as AEL, EUO, FER, HEU, MEU, MEL, MFI, and NES types, and are particularly suitable for hydrocarbon conversion and isomerization reactions. Therefore, MFI, FER, and MEL type zeolite are preferable, and MFI type zeolite is particularly preferable.

該銀含有ゼオライトは、(iii)表面に酸点を有さない、ものである。   The silver-containing zeolite (iii) has no acid sites on the surface.

ここで、ゼオライトの表面酸点とは、その言葉の意味する通り、ゼオライトの表面に存在する酸点を示すものである。通常、ゼオライトは、その表面及び(ミクロ)細孔内に酸点を有するものであり、表面に酸点を有さないとは、(ミクロ)細孔内のみに酸点を有するものと言えるものである。そして、特に耐熱性、耐熱水性、耐久性に優れるもととなることから、表面をシリケート、ジアルキルアミン試薬等により被覆されていない未修飾表面を有する銀含有ゼオライトであることが好ましい。   Here, the surface acid point of the zeolite indicates the acid point existing on the surface of the zeolite as the term implies. Normally, zeolite has acid sites on its surface and (micro) pores, and having no acid sites on the surface can be said to have acid sites only in (micro) pores. It is. And since it becomes a base which is excellent in especially heat resistance, hot water resistance, and durability, it is preferable that it is a silver containing zeolite which has the surface which is not coat | covered with the silicate, the dialkylamine reagent, etc.

そして、ゼオライトの表面の酸点(表面に酸点が存在しないこと)の確認としては、その確認を行うことが可能であれば如何なる方法をも用いることが可能であり、例えば酸点に対する吸着性を有する2,4−ジメチルキノリンの吸着により確認することが可能である(Characterization of acid sites on the external surface of zeolites,Reaction Kinetics and Catalysis Letters,vol.67,p.281(1999)参照。)。2,4−ジメチルキノリンは、ゼオライト表面(細孔内表面を含む)に存在する酸点(−OH)と吸着性質を有しているが、ゼオライトの(ミクロ)細孔径が2,4−ジメチルキノリン分子より小さい場合、(ミクロ)細孔内に侵入することができず、(ミクロ)細孔内の酸点と吸着することは出来ない。つまり、ゼオライト表面の酸点のみと吸着するものとなる。よって、ゼオライトの表面に存在する酸点(−OH)への2,4−ジメチルキノリンの吸着が観測されない場合には、ゼオライトの表面に酸点が存在しないと判断することができる。   As a method for confirming the acid point on the surface of the zeolite (the acid point does not exist on the surface), any method can be used as long as the confirmation is possible. (Characterization of acid sites on the external surface of zeolites, Reaction Kinetics and Catalysis Letters, vol. 67, p. 281) (p. 281). 2,4-Dimethylquinoline has acid sites (—OH) existing on the zeolite surface (including the pore inner surface) and adsorption properties, but the (micro) pore diameter of the zeolite is 2,4-dimethyl. If it is smaller than the quinoline molecule, it cannot penetrate into the (micro) pores and cannot adsorb to the acid sites in the (micro) pores. That is, it adsorbs only on the acid sites on the zeolite surface. Therefore, when adsorption of 2,4-dimethylquinoline to the acid sites (—OH) present on the zeolite surface is not observed, it can be determined that there are no acid sites on the zeolite surface.

より具体的な方法としては、ゼオライトの前処理として400℃で2時間の脱気・脱水処理を行ったゼオライトの150℃における赤外吸収スペクトル測定を行う。そして、脱気・脱水処理を行ったゼオライトに2,4−ジメチルキノリンガスを導入して10分間吸着させ、150℃での排気により余剰2,4−ジメチルキノリンを除き、2,4−ジメチルキノリン吸着ゼオライトの調製を行い150℃における赤外吸収スペクトル測定を行う。つまり、2,4−ジメチルキノリン吸着前後の赤外吸収の差スペクトルにおいて、3600〜3650cm−1の範囲で赤外線吸収の差(減少)が確認できない場合に表面に酸点が存在しないと判断することができる。なお、2,4−ジメチルキノリンはゼオライト表面のシラノール部位にも吸着するが、シラノールのO−H伸縮振動に由来する吸収は、3700〜3800cm−1に観測される。一方、ゼオライト表面の酸点のO−H伸縮振動に由来する吸収は、3600〜3650cm−1に観測され、2,4−ジメチルキノリンを吸着して酸点のO−H伸縮振動に由来する吸収3600〜3650cm−1の範囲に赤外吸収スペクトルの減少がみられることは、2,4−ジメチルキノリンがゼオライトの表面酸点に吸着したことを示す。 As a more specific method, an infrared absorption spectrum measurement at 150 ° C. of zeolite that has been degassed and dehydrated at 400 ° C. for 2 hours as a pretreatment of zeolite is performed. Then, 2,4-dimethylquinoline gas is introduced into the deaerated and dehydrated zeolite and adsorbed for 10 minutes, and the excess 2,4-dimethylquinoline is removed by exhausting at 150 ° C., and 2,4-dimethylquinoline is removed. An adsorption zeolite is prepared and an infrared absorption spectrum is measured at 150 ° C. That is, in the difference spectrum of infrared absorption before and after adsorption of 2,4-dimethylquinoline, when no difference (decrease) in infrared absorption can be confirmed in the range of 3600 to 3650 cm −1 , it is determined that there are no acid sites on the surface. Can do. 2,4-Dimethylquinoline is also adsorbed on silanol sites on the zeolite surface, but absorption derived from silanol OH stretching vibration is observed at 3700-3800 cm −1 . On the other hand, the absorption derived from the OH stretching vibration of the acid point on the zeolite surface is observed at 3600 to 3650 cm −1, and the absorption derived from the OH stretching vibration of the acid point by adsorbing 2,4-dimethylquinoline. A decrease in the infrared absorption spectrum in the range of 3600 to 3650 cm −1 indicates that 2,4-dimethylquinoline was adsorbed on the surface acid sites of the zeolite.

該銀含有ゼオライトは、(iv)酸量が0.05〜0.85mmol/gであり、好ましくは0.05〜0.55mmol/gのものである。ここで、酸量が0.85mmol/gを越えるゼオライトである場合、炭化水素の転化・異性化反応に用いた際にコーク付着しやすいものとなり、転化・異性化反応の失活が速くなる。酸量が0.05mmol/g未満のゼオライトである場合、該炭化水素の転化・異性化反応の際の活性が低いものとなる。なお、該銀含有ゼオライトにおける酸量とは、(iii)表面に酸点を有さない、ものであることから、基本的には(ミクロ)細孔内における酸点の酸量となるものである。   The silver-containing zeolite has (iv) an acid amount of 0.05 to 0.85 mmol / g, preferably 0.05 to 0.55 mmol / g. Here, in the case of a zeolite having an acid amount exceeding 0.85 mmol / g, coke adheres easily when used in a hydrocarbon conversion / isomerization reaction, and the conversion / isomerization reaction is rapidly deactivated. When the zeolite has an acid amount of less than 0.05 mmol / g, the activity during the conversion / isomerization reaction of the hydrocarbon is low. The acid amount in the silver-containing zeolite is (iii) that has no acid point on the surface, and is basically the acid amount of the acid point in the (micro) pore. is there.

酸量の測定としては、一般的に酸量の測定方法として知られている方法を用い測定することが可能であり、例えばアンモニア−TPD法(アンモニア昇温脱離法による固体酸性質測定,触媒,vol.42,p.218(2000)参照。)に準じた方法により測定することができる。具体的には、室温でゼオライトにアンモニアを飽和吸着させ、100℃に加熱して測定雰囲気中に残存するアンモニアの除去を行った後、昇温速度10℃/分で700℃までの昇温過程で測定されるアンモニアのピークの内、強酸点を示す高温側で脱離するアンモニア量をもって固体酸量とする方法を挙げることができる。   The acid amount can be measured using a method generally known as an acid amount measuring method. For example, the ammonia-TPD method (solid acid property measurement by ammonia temperature-programmed desorption method, catalyst) , Vol.42, p.218 (2000)). Specifically, ammonia is saturatedly adsorbed on zeolite at room temperature, heated to 100 ° C. to remove ammonia remaining in the measurement atmosphere, and then heated up to 700 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. Among the ammonia peaks measured in (1), the amount of ammonia desorbed on the high temperature side showing a strong acid point can be used as the solid acid amount.

また、本発明の銀含有ゼオライトは、そのSiO/Al比としてはゼオライトと称される範疇に属するものであれば如何なるものであってもよく、中でも、特に耐熱水性、耐久性に優れるものとなることから、SiO/Al比=20〜300でありものが好ましく、特に耐熱性、炭化水素の転化・異性化反応に用いた際の反応選択性、生産性に優れるものとなることから、SiO/Al比=30〜200であることが好ましい。 Further, the silver-containing zeolite of the present invention may be any as long as the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio belongs to the category called zeolite, and in particular, in hot water resistance and durability. Since it is excellent, it is preferable that the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio is 20 to 300, particularly excellent in heat resistance, reaction selectivity and productivity when used in hydrocarbon conversion / isomerization reaction. since the things, it is preferable that SiO 2 / Al 2 O 3 ratio = 30 to 200.

そして、該銀含有ゼオライトは、下記(v)〜(viii)の特性を有するゼオライトを基材とし、銀を含有するものとすることができ、その際の製造方法としては、例えば下記(v)〜(viii)の特性を有するゼオライトに対し、含浸担持、イオン交換、骨格置換等の方法により銀を導入する方法を挙げることができる。
(v)PD≦100nmである。
(vi)骨格構造が10員環構造である。
(vii)表面に酸点が存在しない。
(viii)酸量が0.1〜1.0mmol/gである。
The silver-containing zeolite can be based on a zeolite having the following characteristics (v) to (viii) and contain silver. Examples of the production method in this case include the following (v) There can be mentioned a method of introducing silver into a zeolite having the characteristics of (viii) by a method such as impregnation support, ion exchange, and skeleton substitution.
(V) PD ≦ 100 nm.
(Vi) The skeleton structure is a 10-membered ring structure.
(Vii) There are no acid sites on the surface.
(Viii) Acid amount is 0.1-1.0 mmol / g.

その際の基材であるゼオライトは、(v)PD≦100nmのものである。特に熱安定性にも優れる銀含有ゼオライトとなることから、3nm≦PD≦100nmであることが望ましく、更に5nm≦PD≦100nmであることが望ましい。なお、PDは、上記した方法、つまり上記の式(1)を用いて算出して求めることができる。   At that time, the base zeolite is (v) PD ≦ 100 nm. In particular, since it becomes a silver-containing zeolite having excellent thermal stability, it is desirable that 3 nm ≦ PD ≦ 100 nm, and further desirably 5 nm ≦ PD ≦ 100 nm. The PD can be obtained by calculation using the above method, that is, the above equation (1).

また、基材ゼオライトは、(vi)骨格構造が10員環構造を有する、ものである。10員環の骨格構造を有するゼオライトとしては、例えばAEL、EUO、FER、HEU、MEU、MEL、MFI、NES型などのゼオライトを挙げることができ、中でも炭化水素の転化反応・異性化反応に適したものとなることからMFI、FER、MEL型ゼオライトが好ましく、特にMFI型ゼオライトであることが好ましい。   The base zeolite is (vi) a skeleton structure having a 10-membered ring structure. Examples of the zeolite having a 10-membered skeleton structure include zeolites such as AEL, EUO, FER, HEU, MEU, MEL, MFI, and NES types, and are particularly suitable for hydrocarbon conversion and isomerization reactions. Therefore, MFI, FER, and MEL type zeolite are preferable, and MFI type zeolite is particularly preferable.

また、基材ゼオライトは、(vii)表面に酸点を有さない、ものである。そして、ゼオライトの表面の酸点(表面に酸点が存在しないこと)の確認としては、上記した方法を挙げることができる。   The base zeolite is (vii) one having no acid sites on the surface. And the above-mentioned method can be mentioned as confirmation of the acid point on the surface of a zeolite (no acid point exists on the surface).

該基材ゼオライトは、(viii)酸量が0.1〜1.0mmol/gであり、好ましくは0.1〜0.6mmol/gのものである。なお、基材であるゼオライトにおける酸量とは、(vii)表面に酸点を有さない、ものであることから、基本的には(ミクロ)細孔内における酸点の酸量となるものである。なお、酸量の測定としては、上記した方法を挙げることができる。   The base zeolite has (viii) an acid amount of 0.1 to 1.0 mmol / g, preferably 0.1 to 0.6 mmol / g. Note that the acid amount in the base zeolite is (vii) that has no acid sites on the surface, and is basically the acid amount of the acid sites in the (micro) pores. It is. The acid amount can be measured by the above-described method.

基材であるゼオライトの製造方法としては、上記(v)〜(viii)に記載の特性を満足するゼオライトの製造が可能であれば如何なる方法をも用いることは可能である。そして、表面に酸点を有さないゼオライト、つまり、ゼオライト表面の酸点の選択的な除去方法としては、(v)〜(vi)の特性を満足するゼオライトを製造する際の焼成(熱処理)工程の一部又は全部を水熱(スチーム)処理工程とし、該焼成工程の前後にイオン交換工程を付加する方法を挙げることができる。   As a method for producing a zeolite as a base material, any method can be used as long as it is possible to produce a zeolite that satisfies the characteristics described in (v) to (viii) above. And, as a method for selectively removing the acid sites on the surface of the zeolite having no acid sites on the surface, that is, as a method for selectively removing the acid sites on the surface of the zeolite, calcination (heat treatment) when producing zeolites satisfying the characteristics (v) to (vi) A method in which a part or all of the process is a hydrothermal (steam) treatment process and an ion exchange process is added before and after the baking process can be mentioned.

そして、(v)〜(vi)の特性を満足するゼオライトの合成方法としては、一般的な公知の方法を用いることにより、PD≦100nmであり、10員環の骨格構造を有するゼオライトとすることができ、具体的にはカチオンとしてアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物、有機構造指向剤とアルミノシリケートゲルとを混合し、得られた結晶物を焼成することにより製造することができる。その際のアルカリ金属、アルカリ土類金属を含む化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等を挙げることでき、中でも水酸化ナトリウムが好ましい。有機構造指向剤としては、例えばテトラプロピルアンモニウム水酸化物、テトラブチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物等を挙げることができる。また、アルミノシリケートゲルとしては、例えば不定形アルミノシリケートゲルを挙げることができる。   As a method for synthesizing zeolite satisfying the characteristics (v) to (vi), a generally known method is used to obtain a zeolite having PD ≦ 100 nm and having a 10-membered ring skeleton structure. Specifically, it can be produced by mixing a compound containing an alkali metal and / or alkaline earth metal as a cation, an organic structure directing agent and an aluminosilicate gel, and firing the obtained crystal. . Examples of the compound containing an alkali metal or an alkaline earth metal at that time include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, and the like. Among these, sodium hydroxide is preferable. Examples of the organic structure directing agent include tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, and tetraethylammonium hydroxide. Moreover, as an aluminosilicate gel, an amorphous aluminosilicate gel can be mentioned, for example.

さらに、(v)〜(viii)の特性を満足するゼオライトとする際には、上記により得られた結晶物を焼成する前にイオン交換を行い、焼成の際の一部又は全部を水熱処理工程とし、その後、更にイオン交換を行う方法により製造を行うことが可能となる。   Furthermore, when making the zeolite satisfying the characteristics of (v) to (viii), ion exchange is performed before firing the crystalline material obtained as described above, and part or all of the firing is hydrothermally treated. Then, it becomes possible to manufacture by a method of further ion exchange.

その際の焼成条件としては、処理温度としては300〜900℃が好ましく、特に400〜700℃であることが好ましい。処理時間は、工業的には好ましくは10分〜40時間である。雰囲気としては、例えば窒素、空気、酸素、アルゴン、その他不活性ガスのうち一つもしくは二つ以上の組み合わせのガスをも挙げることができる。そして、該焼成工程の一部又は全部を水熱(スチーム)処理を行うことにより、プロトン酸点のアルミニウムが脱離される。水熱処理の処理温度としては400〜750℃が好ましく、特に500〜650℃が好ましい。また、水蒸気濃度は10〜100%が好ましく、特に40〜90%であることが好ましい。   As baking conditions in that case, 300-900 degreeC is preferable as processing temperature, and it is especially preferable that it is 400-700 degreeC. The treatment time is preferably 10 minutes to 40 hours industrially. As the atmosphere, for example, one or a combination of two or more of nitrogen, air, oxygen, argon, and other inert gases can be used. And the aluminum of a proton acid point is desorbed by performing a hydrothermal (steam) process for a part or all of this baking process. The treatment temperature for the hydrothermal treatment is preferably 400 to 750 ° C, particularly preferably 500 to 650 ° C. Further, the water vapor concentration is preferably 10 to 100%, and particularly preferably 40 to 90%.

また、イオン交換は、焼成工程の前後に行うものであり、複数回のイオン交換に分割して行ってもよい。また、イオン交換は、塩化アンモニウム、塩酸、硝酸等の酸を用いたイオン交換が挙げられ、塩酸、硝酸によるものが好ましい。また、イオン交換は水での洗浄で代用することもできる。   In addition, the ion exchange is performed before and after the firing step, and may be divided into a plurality of ion exchanges. Examples of the ion exchange include ion exchange using an acid such as ammonium chloride, hydrochloric acid, and nitric acid, and those using hydrochloric acid and nitric acid are preferable. Also, ion exchange can be substituted by washing with water.

本発明の銀含有ゼオライトは、高温および水蒸気によるゼオライトの脱アルミニウムを抑制するため、高い耐熱性および耐水熱性を有する。また表面に酸点を有さないものとなるものである。したがって、たとえば炭化水素の転化反応や異性化反応に用いた際には、高い耐コーキング性、反応寿命および生産性を有するものとなる。例えば脂肪族炭化水素、特に炭素数10以下の脂肪族炭化水素、さらには炭素数2〜6の脂肪族炭化水素と接触することにより、効率よく芳香族化合物を製造することを可能とするものである。その際の脂肪族炭化水素とは、例えばパラフィン系、オレフィン系、アセチレン系、脂環系の炭化水素を包含するものを挙げることができ、具体的にはエタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン等のパラフィン系;エチレン、プロピレン、ブテン、イソブテン、ペンテン、ヘキセン等のオレフィン系;アセチレン等のアセチレン系;シクロプロパン、シクロブタン、シクロヘキサン等の脂環系及びそれらの混合物等を挙げることができる。   The silver-containing zeolite of the present invention has high heat resistance and hydrothermal resistance in order to suppress dealumination of the zeolite by high temperature and steam. Further, the surface does not have an acid point. Therefore, for example, when used in a hydrocarbon conversion reaction or isomerization reaction, it has high coking resistance, reaction lifetime and productivity. For example, an aromatic compound can be efficiently produced by contacting with an aliphatic hydrocarbon, particularly an aliphatic hydrocarbon having 10 or less carbon atoms, or an aliphatic hydrocarbon having 2 to 6 carbon atoms. is there. Examples of the aliphatic hydrocarbon at that time include paraffinic, olefinic, acetylenic, and alicyclic hydrocarbons, such as ethane, propane, butane, isobutane, pentane, Examples thereof include paraffins such as hexane; olefins such as ethylene, propylene, butene, isobutene, pentene, and hexene; acetylenes such as acetylene; alicyclic systems such as cyclopropane, cyclobutane, and cyclohexane, and mixtures thereof.

本発明は、表面酸点を除去した微結晶中細孔を有し、銀を含有する新規な銀含有ゼオライトに関するものであり、高い耐熱性および耐水熱性を有する。したがって、炭化水素の転化・異性化の触媒として使用する際に、高い耐コーキング性、長寿命、高生産性、再生効率を期待できるものとなる。   The present invention relates to a novel silver-containing zeolite having fine pores in microcrystals from which surface acid sites have been removed and containing silver, and has high heat resistance and hydrothermal resistance. Therefore, when used as a catalyst for conversion / isomerization of hydrocarbons, high coking resistance, long life, high productivity, and regeneration efficiency can be expected.

以下、本発明の具体的例示を実施例として説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below as examples, but the present invention is not limited to these examples.

〜ゼオライトの外表面積の測定〜
ゼオライトの外表面積は、窒素吸着測定により測定した。
-Measurement of external surface area of zeolite-
The outer surface area of the zeolite was measured by nitrogen adsorption measurement.

窒素吸着測定としては、窒素吸着装置((商品名)Belsorp−max,マイクロトラック・ベル社製)を用い、吸脱着とも40torr/stepの条件で測定した。外表面積は、t−plot法により、吸着層の厚み(t=0.6〜1.0nm)の範囲を直線近似して求めた。   As the nitrogen adsorption measurement, a nitrogen adsorption apparatus ((trade name) Belsorb-max, manufactured by Microtrack Bell) was used, and both adsorption and desorption were measured under the condition of 40 torr / step. The outer surface area was obtained by linearly approximating the range of the adsorption layer thickness (t = 0.6 to 1.0 nm) by the t-plot method.

〜平均粒子径の測定〜
ゼオライトの外表面積から前記式(1)を用いて平均粒子径を算出した。式(1)中、Sは外表面積(m/g)であり、PDは平均粒子径(m)である。
~ Measurement of average particle diameter ~
The average particle size was calculated from the outer surface area of the zeolite using the above formula (1). In formula (1), S is an external surface area (m 2 / g), and PD is an average particle diameter (m).

〜SiO/Al比、金属含有量の測定〜
ゼオライトのSiO/Alモル比、および金属含有量は、ゼオライトをフッ酸と硝酸の混合水溶液で溶解し、これを一般的なICP装置((商品名)OPTIMA3300DV,PerkinElmer社製)による誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)で測定し、求めた。
~ Measurement of SiO 2 / Al 2 O 3 ratio, metal content ~
The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of the zeolite and the metal content were determined by dissolving the zeolite in a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and using a general ICP apparatus ((trade name) OPTIMA3300DV, manufactured by PerkinElmer). It was determined by inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES).

〜2,4−ジメチルキノリン吸着赤外吸収分光測定〜
赤外吸収分光の測定は一般的なFT−IR測定装置((商品名)Varian 660−IR,アジレント・テクノロジー株式会社製)に真空下でのIR測定装置用部品((商品名)マルチモードセル,エス・ティ・ジャパン社製)を組み合わせて用いた。試料はディスク成型した後、セルに入れ、真空排気下、10℃/分で400℃まで昇温し、2時間保持した。150℃に冷却後、2,4−ジメチルキノリン吸着前の赤外吸収スペクトルを測定した。2,4−ジメチルキノリンガスを導入し、10分間吸着させ、150℃で1時間真空排気した後、2,4−ジメチルキノリン吸着後の赤外吸収スペクトルを測定した。2,4−ジメチルキノリン吸着後の赤外吸収スペクトルと吸着前のスペクトルの差をとり、吸着による赤外吸収の変化を測定した。
~ 2,4-Dimethylquinoline adsorption infrared absorption spectroscopy ~
Infrared absorption spectroscopy is performed using a general FT-IR measurement device ((trade name) Varian 660-IR, manufactured by Agilent Technologies) with components for IR measurement devices under vacuum ((trade name) multi-mode cell). , Manufactured by ST Japan Co., Ltd.). The sample was molded into a disk, placed in a cell, heated to 400 ° C. at 10 ° C./min under vacuum evacuation, and held for 2 hours. After cooling to 150 ° C., an infrared absorption spectrum before 2,4-dimethylquinoline adsorption was measured. 2,4-dimethylquinoline gas was introduced, adsorbed for 10 minutes, evacuated at 150 ° C. for 1 hour, and the infrared absorption spectrum after adsorption of 2,4-dimethylquinoline was measured. The difference between the infrared absorption spectrum after adsorption of 2,4-dimethylquinoline and the spectrum before adsorption was taken, and the change in infrared absorption due to adsorption was measured.

〜酸量の測定方法〜
酸量の測定は一般的なNH−TPD装置((商品名)BELCATII、マイクロトラック・ベル株式会社製)とガス分析装置((商品名)BELMass、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いた。試料は顆粒状にしたのち、セルに入れ、ヘリウム雰囲気下で10℃/分で500℃まで昇温し、1時間保持した。その後100℃まで降温し、0.2%アンモニアガスを30分間導入した。10℃/分で600℃まで昇温し、脱離するアンモニアをガス分析装置で分析した。弱酸由来の脱離量を除いた残りの脱離量から試料の酸量を算出した。
-Measurement method of acid amount-
The acid amount was measured using a general NH 3 -TPD apparatus ((trade name) BELCATII, manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.) and a gas analyzer ((trade name) BEL Mass, manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.). . The sample was granulated, placed in a cell, heated to 500 ° C. at 10 ° C./min in a helium atmosphere, and held for 1 hour. Thereafter, the temperature was lowered to 100 ° C., and 0.2% ammonia gas was introduced for 30 minutes. The temperature was raised to 600 ° C. at 10 ° C./min, and the desorbed ammonia was analyzed with a gas analyzer. The acid amount of the sample was calculated from the remaining desorption amount excluding the desorption amount derived from the weak acid.

〜芳香族化合物製造装置及びその製造方法〜
反応装置はステンレス製反応管(内径16mm、長さ300mm)による固定床気相流通式反応装置を用いた。ステンレス製反応管のそれぞれの中段に、芳香族化合物製造用触媒を充填し、乾燥空気流通下での加熱前処理を行ったのち、原料ガスをフィードした。なお、反応器の装置条件および運転条件は、本実施例記載の条件に限定されるものではなく、適宜選択可能である。そして、加熱はセラミック製管状炉を用い、触媒層(反応場)の温度を制御した。反応出口ガスおよび反応液を採取し、ガスクロマトグラフを用い、ガス成分および液成分を個別に分析した。ガス成分は、TCD検出器を備えたガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−1700)を用いて分析した。充填剤は、Waters社製PorapakQ(商品名)またはGLサイエンス社製MS−5A(商品名)を用いた。液成分は、FID検出器を備えたガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−2015)を用いて分析した。分離カラムは、キャピラリーカラム(GLサイエンス社製、(商品名)TC−1)を用いた。
-Aromatic compound production apparatus and production method thereof-
As the reaction apparatus, a fixed bed gas phase flow reaction apparatus using a stainless steel reaction tube (inner diameter: 16 mm, length: 300 mm) was used. The middle stage of each of the stainless steel reaction tubes was filled with an aromatic compound production catalyst, pre-heated under a flow of dry air, and then fed with a raw material gas. The reactor apparatus conditions and operating conditions are not limited to those described in this example, and can be selected as appropriate. The heating was performed using a ceramic tubular furnace, and the temperature of the catalyst layer (reaction field) was controlled. The reaction outlet gas and the reaction liquid were collected, and the gas component and the liquid component were individually analyzed using a gas chromatograph. The gas component was analyzed using a gas chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) GC-1700) equipped with a TCD detector. As the filler, PorapakQ (trade name) manufactured by Waters or MS-5A (trade name) manufactured by GL Science was used. The liquid component was analyzed using a gas chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) GC-2015) equipped with an FID detector. A capillary column (manufactured by GL Sciences, (trade name) TC-1) was used as the separation column.

反応条件は下記のように設定した。   The reaction conditions were set as follows.

(芳香族化合物製造条件)
触媒層温度:575℃。
流通ガス:1−ブテン 50mol%+窒素50mol%の混合ガス、80ml/分。
再生温度:520℃。
再生ガス:空気、50ml/分。
触媒体積に対する原料炭化水素の体積の比:1000/時間。
触媒重量:0.9g。
触媒形状:金属含有ゼオライト粉末を400kgf/cmで1分間成型した後に粉砕し、約1mmのペレット形状とした。
反応圧力:0.1MPa。
(Aromatic compound production conditions)
Catalyst layer temperature: 575 ° C.
Flowing gas: 1-butene 50 mol% + nitrogen 50 mol% mixed gas, 80 ml / min.
Regeneration temperature: 520 ° C.
Regenerative gas: air, 50 ml / min.
Ratio of volume of feed hydrocarbon to catalyst volume: 1000 / hour.
Catalyst weight: 0.9 g.
Catalyst shape: Metal-containing zeolite powder was molded at 400 kgf / cm 2 for 1 minute and then pulverized into a pellet shape of about 1 mm.
Reaction pressure: 0.1 MPa.

調製例1
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAlとSiOの重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Preparation Example 1
Amorphous aluminosilicate gel was added and suspended in an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. The amount of seed crystals added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. By-produced ethanol was removed by evaporation.

該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO/Alモル比=48、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、HO/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized with stirring at 115 ° C. for 4 days to obtain a slurry mixture. The slurry-like mixed liquid after crystallization was subjected to solid-liquid separation with a centrifugal settling machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.

得られた乾燥粉末を1mol/Lの塩酸中に分散し、ろ過、乾燥させた。空気下、550℃で1時間焼成後、600℃、80%の水蒸気で2時間処理した。   The obtained dry powder was dispersed in 1 mol / L hydrochloric acid, filtered and dried. After calcination at 550 ° C. for 1 hour in air, the mixture was treated with 600 ° C. and 80% water vapor for 2 hours.

得られた粉末を1mol/Lの塩酸中に分散し、ろ過、乾燥させ、MFI型ゼオライトを得た。   The obtained powder was dispersed in 1 mol / L hydrochloric acid, filtered and dried to obtain MFI type zeolite.

得られたMFI型ゼオライトは、10員環骨格構造を有し、平均粒子径40nm、SiO/Alモル比は68、酸量は0.23mmol/gであった。 The obtained MFI-type zeolite had a 10-membered ring skeleton structure, an average particle diameter of 40 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 68, and an acid amount of 0.23 mmol / g.

得られたMFI型ゼオライトに2,4−ジメチルキノリンを吸着させた前後の赤外吸収の差スペクトルを図1に示す。3605cm−1のゼオライト酸点のOHに由来するピークは減少せず、3700〜3800cm−1のシラノールのOHに由来するピークが大幅に減少した。したがって、2,4−ジメチルキノリンはゼオライト表面のシラノールのみに吸着しており、ゼオライトの表面には酸点が存在しないことを確認した。 FIG. 1 shows a difference spectrum of infrared absorption before and after 2,4-dimethylquinoline is adsorbed on the obtained MFI type zeolite. Peak derived from OH zeolite acid sites of 3605cm -1 is not reduced, the peak derived from OH of silanol 3700~3800Cm -1 decreased significantly. Therefore, it was confirmed that 2,4-dimethylquinoline was adsorbed only on silanols on the zeolite surface and no acid sites were present on the zeolite surface.

実施例1
調製例1で得られたMFI型ゼオライトに対して、イオン交換法で銀担持を行った。硝酸銀1.23g(2.49mmol)を蒸留水300mlに溶解させ、その水溶液100mlに調製例1で得られたMFI型ゼオライト3gを加えスラリー溶液とし、45℃の水浴で2時間撹拌した。ブフナー漏斗で濾過したのち、再び硝酸銀水溶液100mlを加え、同様の操作で撹拌した。3回繰り返したのち、濾過したゼオライトを110℃で一晩乾燥させ、550℃で4時間焼成した。
Example 1
The MFI zeolite obtained in Preparation Example 1 was supported with silver by an ion exchange method. 1.23 g (2.49 mmol) of silver nitrate was dissolved in 300 ml of distilled water, 3 g of MFI zeolite obtained in Preparation Example 1 was added to 100 ml of the aqueous solution to form a slurry solution, and the mixture was stirred in a 45 ° C. water bath for 2 hours. After filtering with a Buchner funnel, 100 ml of an aqueous silver nitrate solution was added again, followed by stirring in the same manner. After repeating three times, the filtered zeolite was dried at 110 ° C. overnight and calcined at 550 ° C. for 4 hours.

得られた銀含有MFI型ゼオライトの銀含有量は1.6wt%であった。10員環骨格構造を有し、平均粒子径40nm、SiO/Alモル比は68、表面に酸点は存在せず、酸量は0.20mmol/gであった。 The silver content of the obtained silver-containing MFI zeolite was 1.6 wt%. It had a 10-membered ring skeleton structure, an average particle size of 40 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 68, no acid sites on the surface, and an acid amount of 0.20 mmol / g.

当該ゼオライトを芳香族製造用触媒とし、1−ブテンを原料として上記に従い芳香族化反応を行った。反応結果を表1に示す。芳香族収率は75分で44.7wt%、900分で39.3wt%であった。また上記の条件で再生を行い、再び1−ブテンを原料として芳香族化反応を行った。反応結果を表2に示す。再生の前後で流通時間に対する芳香族収率が同等であった。過酷な再生条件でも収率低下を抑制できたことで、高い耐熱性および耐水熱性を有することを確認した。   The zeolite was used as an aromatic production catalyst and 1-butene was used as a raw material to carry out an aromatization reaction according to the above. The reaction results are shown in Table 1. The aromatic yield was 44.7 wt% in 75 minutes and 39.3 wt% in 900 minutes. Further, regeneration was performed under the above conditions, and an aromatization reaction was again performed using 1-butene as a raw material. The reaction results are shown in Table 2. The aromatic yield with respect to the distribution time was the same before and after the regeneration. It was confirmed that it has high heat resistance and hydrothermal resistance by suppressing the yield reduction even under severe regeneration conditions.

Figure 2018154538
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Figure 2018154538
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比較例1
調製例1で得られたMFI型ゼオライトを芳香族製造用触媒とし、1−ブテンを原料として上記に従い芳香族化反応を行った。結果を表3に示す。芳香族収率は75分で40.4wt%、900分で33.0wt%であった。短時間で芳香族収率(触媒性能)が低下した。また上記の条件で再生を行い、再び1−ブテンを原料として芳香族化反応を行った。反応結果を表4に示す。再生後は再生前に比べ、特に480分から芳香族収率が低下した。過酷な再生条件により脱アルミニウムが進行し、耐熱性、耐熱水性に劣ることを確認した。
Comparative Example 1
The MFI-type zeolite obtained in Preparation Example 1 was used as an aromatic production catalyst, and 1-butene was used as a raw material to carry out an aromatization reaction according to the above. The results are shown in Table 3. The aromatic yield was 40.4 wt% in 75 minutes and 33.0 wt% in 900 minutes. The aromatic yield (catalytic performance) decreased in a short time. Further, regeneration was performed under the above conditions, and an aromatization reaction was again performed using 1-butene as a raw material. The reaction results are shown in Table 4. After the regeneration, the aromatic yield decreased particularly from 480 minutes compared with before the regeneration. It was confirmed that dealumination progressed under severe regeneration conditions and was inferior in heat resistance and hot water resistance.

Figure 2018154538
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Figure 2018154538
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調製例2
オートクレーブによるゼオライトの結晶化、洗浄、乾燥操作まで調製例1と同様に行った。
Preparation Example 2
Zeolite crystallization by autoclave, washing and drying were performed in the same manner as in Preparation Example 1.

得られた乾燥粉末を、空気下、550℃で焼成後、得られた粉末を1mol/Lの塩酸中に分散し、ろ過、乾燥させ、ゼオライトを得た。   The obtained dry powder was calcined at 550 ° C. in the air, and then the obtained powder was dispersed in 1 mol / L hydrochloric acid, filtered and dried to obtain zeolite.

得られたゼオライトは、10員環骨格構造を有し、平均粒子径41nm、SiO/Alモル比は46、酸量は0.22mmol/gであった。 The obtained zeolite had a 10-membered ring skeleton structure, an average particle diameter of 41 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 46, and an acid amount of 0.22 mmol / g.

得られたゼオライトに2,4−ジメチルキノリンを吸着させた前後の赤外吸収の差スペクトルを図1に示す。3605cm−1のゼオライト酸点のOHに由来するピークと、3700〜3800cm−1のシラノールのOHに由来するピークが減少した。したがって、2,4−ジメチルキノリンはゼオライト表面の酸点とシラノールに吸着しており、ゼオライトの表面には酸点が存在することを確認した。 FIG. 1 shows a difference spectrum of infrared absorption before and after 2,4-dimethylquinoline was adsorbed on the obtained zeolite. A peak derived from OH zeolite acid sites of 3605cm -1, a peak derived from OH of silanol 3700~3800Cm -1 decreased. Therefore, it was confirmed that 2,4-dimethylquinoline was adsorbed on acid sites and silanols on the zeolite surface, and acid sites were present on the zeolite surface.

比較例2
調製例2で得られたMFI型ゼオライトに対して、実施例1と同様の方法で銀担持を行った。得られたゼオライトの銀含有量は1.4wt%であった。10員環骨格構造を有し、平均粒子径41nm、SiO/Alモル比は46、表面に酸点が存在し、酸量は0.19mmol/gであった。当該ゼオライトを芳香族製造用触媒とし、1−ブテンを原料として上記に従い芳香族化反応を行った。反応結果を表5に示す。芳香族収率は75分で47.0wt%、300分で24.9wt%であった。短時間で芳香族収率(触媒性能)が大幅に低下した。また上記の条件で再生を行い、再び1−ブテンを原料として芳香族化反応を行った。反応結果を表6に示す。再生後は再生前に比べ初期の転化率および芳香族収率が低下した。また流通時間の増加とともに顕著に低下し、耐熱性、耐熱水性、耐久性に劣ることを確認した。
Comparative Example 2
The MFI-type zeolite obtained in Preparation Example 2 was supported with silver in the same manner as in Example 1. The resulting zeolite had a silver content of 1.4 wt%. It had a 10-membered ring skeleton structure, the average particle diameter was 41 nm, the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 46, acid points were present on the surface, and the acid amount was 0.19 mmol / g. The zeolite was used as an aromatic production catalyst and 1-butene was used as a raw material to carry out an aromatization reaction according to the above. The reaction results are shown in Table 5. The aromatic yield was 47.0 wt% in 75 minutes and 24.9 wt% in 300 minutes. The aromatic yield (catalyst performance) decreased significantly in a short time. Further, regeneration was performed under the above conditions, and an aromatization reaction was again performed using 1-butene as a raw material. The reaction results are shown in Table 6. After regeneration, the initial conversion rate and aromatic yield decreased compared to before regeneration. Moreover, it decreased notably with the increase in distribution time, and it confirmed that it was inferior to heat resistance, hot water resistance, and durability.

Figure 2018154538
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Figure 2018154538
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本発明は、高い耐熱性および耐水熱性を有する金属含有ゼオライトに関するものである。また当該金属含有ゼオライトは、炭化水素の転化・異性化に適した平均粒子径が100nm以下の表面に酸点が存在しないことから、炭化水素の転化反応や異性化反応の触媒として用いる際に高い耐コーキング性、寿命、生産性等を発現する。そのため産業的価値は極めて高いものである。   The present invention relates to a metal-containing zeolite having high heat resistance and hydrothermal resistance. In addition, the metal-containing zeolite is high when used as a catalyst for hydrocarbon conversion or isomerization because there are no acid sites on the surface having an average particle size of 100 nm or less suitable for hydrocarbon conversion / isomerization. It exhibits coking resistance, life, productivity, etc. Therefore, industrial value is extremely high.

;調製例1及び調製例2で得られたゼオライト(2,4−ジメチルキノリン吸着前後)の赤外吸収スペクトルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing infrared absorption spectra of zeolites obtained in Preparation Example 1 and Preparation Example 2 (before and after adsorption of 2,4-dimethylquinoline).

Claims (5)

銀を含有し、下記(i)〜(iv)の特性を有するものであることを特徴とする銀含有ゼオライト。
(i)平均粒子径(PD)がPD≦100nmである。
(ii)骨格構造が10員環構造である。
(iii)表面に酸点が存在しない。
(iv)酸量が0.05〜0.85mmol/gである。
A silver-containing zeolite containing silver and having the following properties (i) to (iv):
(I) The average particle diameter (PD) is PD ≦ 100 nm.
(Ii) The skeleton structure is a 10-membered ring structure.
(Iii) There are no acid sites on the surface.
(Iv) The acid amount is 0.05 to 0.85 mmol / g.
銀0.05〜5wt%を含有するものであることを特徴とする請求項1に記載の銀含有ゼオライト。 The silver-containing zeolite according to claim 1, wherein the silver-containing zeolite contains 0.05 to 5 wt% of silver. SiO/Al比が20〜300であるものであることを特徴する請求項1又は2に記載の銀含有ゼオライト。 Silver-containing zeolite according to claim 1 or 2 SiO 2 / Al 2 O 3 ratio is characterized in that it is 20 to 300. MFI型ゼオライト、MEL型ゼオライト及びFER型ゼオライトよりなる群より選択されるものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の銀含有ゼオライト。 The silver-containing zeolite according to any one of claims 1 to 3, wherein the silver-containing zeolite is selected from the group consisting of MFI type zeolite, MEL type zeolite and FER type zeolite. 下記(v)〜(viii)の特性を有するゼオライトを基材とし、銀を含有するものであることを特徴とする銀含有ゼオライト。
(v)PD≦100nmである。
(vi)骨格構造が10員環構造である。
(vii)表面に酸点が存在しない。
(viii)酸量が0.1〜1.0mmol/gである。
A silver-containing zeolite comprising a zeolite having the following characteristics (v) to (viii) as a base material and containing silver.
(V) PD ≦ 100 nm.
(Vi) The skeleton structure is a 10-membered ring structure.
(Vii) There are no acid sites on the surface.
(Viii) Acid amount is 0.1-1.0 mmol / g.
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