JP2021528245A - 乳酸アルキルを添加された触媒、その調製および水素化処理および/または水素化分解の方法におけるその使用 - Google Patents
乳酸アルキルを添加された触媒、その調製および水素化処理および/または水素化分解の方法におけるその使用 Download PDFInfo
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Abstract
【化1】
Description
本発明は、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIII族元素と、少なくとも1種の第VIB族元素と、式(I):
・R1は、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものである、
・R2およびR3は、水素原子と、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものとから選ばれる、
・Xは、R2およびR3が水素原子を示す場合のほかは、酸素原子または硫黄原子から選ばれ、R2およびR3が水素原子を示す場合には、Xは酸素原子である、
・Yは、水素原子、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものまたはユニット−C(O)R4から選ばれ、R4は、水素原子と、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものとから選ばれる
の少なくとも1種の化合物とを含んでいる触媒に関する。
(触媒)
本発明は、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIII族元素と、少なくとも1種の第VIB族元素と、以下に説明される少なくとも1種の式(I)の有機化合物とを含んでいる触媒に関する。
式中、
・R1は、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものであり、
・R2およびR3は、水素原子と、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものとから選ばれ、
・Xは、R2およびR3が水素原子を示す場合のほかは、酸素原子または硫黄原子から選ばれ、R2およびR3が水素原子を示す場合には、Xは酸素原子であり、
・Yは、水素原子、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものまたはユニット−C(O)R4から選ばれ、R4は、水素原子と、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものとから選ばれる。
本発明による触媒の調製は、当業者に知られている有機化合物を添加物含浸させられた担持型触媒を調製するためのあらゆる方法に従って行われてよい。
第1の変形例によると、本発明による触媒は、以下の工程:
a) 第VIB族元素を含む化合物と、第VIII族元素を含む少なくとも1種の化合物と、少なくとも1種の式(I)の化合物と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触しているように置くか、またはアルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の第VIII族元素と、場合によるリンとを含有している再生触媒を、少なくとも1種の式(I)の化合物と接触しているように置いて、触媒前駆体を得る工程、
b) 工程a)に由来する前記触媒前駆体を、200℃未満の温度で乾燥させるが、続けてそれの焼成は行わない、工程
を含んでいる調製方法に従って調製されてよい。
接触しているように置く工程a)は、複数の実施形態を含み、これらは、式(I)の化合物の導入のときによってとりわけ異なっており、これは、金属の含浸と同時に(共含浸)または金属の含浸の後に(後含浸)、または、最後に、金属の含浸の前に(前含浸)行われてよい。さらに、接触しているように置く工程は、少なくとも2種の実施形態、例えば、共含浸と後含浸とを組み合わせてよい。これらの種々の実施形態は、以下に説明されることになる。各実施形態は、単独でまたは組み合わせで利用されて、1回または複数回の工程において進行してよい。
− 式(I)の化合物対触媒前駆体の第VIB族元素(1種または複数種)のモル比は、含浸溶液(1種または複数種)に導入された成分を基に計算されて、0.01〜5mol/mol、好ましくは0.05〜3mol/mol、好ましくは0.05〜1.5mol/mol、大いに好ましくは0.1〜1mol/molである、および
− 式(I)の化合物対触媒前駆体の第VIII族元素(1種または複数種)のモル比は、含浸溶液(1種または複数種)に導入された成分を基に計算されて、0.02〜17mol/mol、好ましくは0.1〜10mol/mol、好ましくは0.15〜5mol/mol、大いに好ましくは0.2〜3.5mol/molである。
(フレッシュな)触媒を調製するための方法の工程a)の第1の実施形態によると、第VIB族および第VIII族の元素を含んでいる前記化合物と、式(I)の化合物と、場合によるリンとは、1回または複数回の共含浸工程を介して、前記担体上に沈着させられる。すなわち、第VIB族および第VIII族の元素を含んでいる前記化合物と、式(I)の化合物と、場合によるリンとは、前記担体に同時に導入される(「共含浸」)。
本発明による(フレッシュな)触媒を調製するための方法の工程a)の第2の実施形態によると、式(I)の少なくとも1種の化合物は、乾燥済みかつ場合による焼成済みの含浸済み担体であって、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の第VIII族元素と、場合によるリンとを含んでおり、前記担体は、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとしているものと接触しているように置かれて、触媒前駆体が得られる。
本発明による(フレッシュな)触媒を調製する方法の工程a)の第3の実施形態によると、第VIB族元素を含む少なくとも1種の化合物と、第VIII族元素を含む少なくとも1種の化合物と、場合によるリンとは、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体であって、少なくとも1種の式(I)の化合物を含有しているものと接触しているように置かれ、触媒前駆体が得られる。
本発明による触媒は、活性回復触媒であってよい。その調製方法は、以下の工程:
a) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の第VIII族元素と、場合によるリンとを含有している再生触媒を、少なくとも1種の式(I)の化合物と接触しているように置いて、触媒前駆体を得る工程、
b) 工程a)に由来する前記触媒前駆体を200℃未満の温度で乾燥させるが、続けてのそれの焼成は行わない、工程
を含む。
2種の変形例によると、本発明によるフレッシュな触媒は、国内の出願番号17/53.921および17/53.922の下に出願された仏国特許出願において記載されたような気相を介した前記式(I)の化合物の添加の工程を行うことによって調製されてよい。これらの変形例によると、前記触媒を調製する方法は、前記式(I)の化合物の含浸の従来の工程を含まない。結論として、式(I)の化合物の導入の後に乾燥工程を行うことは必要ではない。
i) 少なくとも1種の式(I)の化合物を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体上に沈着させる工程であって、前記担体と、液体の形態にあるフラン化合物とを同時にかつ担体と液体の形態にある式(I)の化合物との間のあらゆる物理的な接触なく、式(I)の化合物の沸点より低い温度で、前記式(I)の化合物の部分が気体の形態で担体に移送されるような圧力および時間の条件下に統括する工程を行うことによる、工程、
ii) 第VIB族元素を含む少なくとも1種の化合物と、第VIII族元素を含む少なくとも1種の化合物と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触しているように置く工程、
iii) 工程ii)の終結の際に得られた固体を乾燥させる工程
を含み、
工程ii)およびiii)の前またはそれらの後にまたは工程iii)の間に工程i)を行う。
i’) 少なくとも1種の式(I)の化合物を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体上に沈着させる工程であって、該工程は、担体を閉鎖型または開放チャンバにおいて、少なくとも1種の式(I)の化合物を含有している細孔性固体と統括する工程を行うことによるものであり、この工程を、前記式(I)の化合物の部分が細孔性固体から担体に気体状で移送されるような温度、圧力および時間の条件下に行う、工程、
ii) 第VIB族元素を含む少なくとも1種の化合物と、第VIII族元素を含む少なくとも1種の化合物と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触しているように置く工程、
iii) 工程ii)の終結の際に得られた固体を乾燥させる工程
を含み、
工程ii)およびiii)の前またはそれらの後に別個に工程i’)を行う。
i’’) 少なくとも1種の式(I)の化合物を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の第VIII族元素と、場合によるリンとを含有している再生触媒上に沈着させる工程であって、前記再生触媒と液体の形態にある少なくとも1種の式(I)の化合物とを、同時にかつ再生触媒と液体の形態にある式(I)の化合物との間のあらゆる物理的な接触なく、式(I)の化合物の沸点より低い温度で、および前記式(I)の化合物の部分が再生触媒に気体の形態で移送されるような圧力および時間の条件下に統括する工程を行うことによるものである、工程、または
i’’’) 少なくとも1種の式(I)の化合物を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の第VIII族元素と、場合によるリンとを含有している再生触媒上に沈着させる工程であって、再生触媒を、閉鎖型または開放チャンバにおいて、少なくとも1種の式(I)の化合物を含有している細孔性固体と統括する工程を行うことにより行い、この工程を、前記式(I)の化合物の部分が細孔性固体から再生触媒に気体状で移送されるような温度、圧力および時間の条件下に行う、工程
を含む。
水素化処理および/または水素化分解の反応のためのその使用の前に、本発明において記載された導入の様式の1つにより得られた触媒を硫化触媒に変換して、その活性種を形成することが有利である。この活性化または硫化の工程は、当業者に周知である方法を介して、有利には水素および硫化水素の存在中のスルホ還元(sulfo-reductive)雰囲気下に行われる。
最後に、本発明の別の主題は、炭化水素ベースのフラクションの水素化処理および/または水素化分解のための方法における本発明による触媒または本発明による調製方法に従って調製された触媒の使用である。
(実施例1:有機化合物がないアルミナ上CoMoP触媒C1およびC2の調製(本発明に合致しない))
BET比表面積が230m2/gであり、水銀ポロシメトリによって測定される細孔容積が0.78mL/gであり、平均細孔径が水銀ポロシメトリによる容積中位径として定義されて11.5nmであり、「押出物」の形態にあるアルミナ担体に、コバルト、モリブデンおよびリンを加える。含浸溶液の調製を、90℃で、酸化モリブデン(21.1g)および水酸化コバルト(5.04g)をリン酸の85重量%水溶液11.8g中に溶解させることによって行う。乾式含浸の後、押出物を、水飽和雰囲気中24時間にわたって室温でそのままにして熟成させ、次いで、90℃で16時間にわたって乾燥させる。このようにして得られた乾燥済み触媒前駆体をC1で示す。触媒前駆体C1の焼成を450℃での2時間にわたって行い、焼成済み触媒C2を得るに至る。触媒前駆体C1および触媒C2の最終の金属組成は、酸化物の形態で表され、かつ、乾燥触媒の重量に対して、以下の通りである:MoO3=19.5±0.2重量%、CoO=3.8±0.1重量%およびP2O5=6.7±0.1重量%。
実施例1においてすでに記載され、「押出物」の形態にあるアルミナ担体に、コバルト、モリブデンおよびリンを加える。含浸溶液の調製を、90℃で、酸化モリブデン(28.28g)および水酸化コバルト(6.57g)をリン酸および水の85%水溶液15.85g中に溶解させることによって行う。先行混合物の均一化の後、クエン酸38gを加えた後に、水の添加によって担体の細孔容積に溶液の容積を調節する。(クエン酸)/Moのモル比は、1mol/molに等しく、(クエン酸)/Coのモル比は、2.7mol/molに等しい。乾式含浸の後に、押出物を水飽和雰囲気中、24時間にわたって室温でそのままにして熟成させ、次いで、120℃で16時間にわたって乾燥させる。このようにして得られたクエン酸を添加物含浸させられた乾燥済み触媒をC3で示す。触媒C3の最終組成は、酸化物の形態で表されかつ乾燥触媒の重量に対して、以下の通りである:MoO3=19.6±0.2重量%、CoO=3.7±0.1重量%およびP2O5=6.7±0.1重量%。
結晶皿に含まれる乳酸ブチル3.7gを、閉鎖型チャンバ中に置く。触媒前駆体C1 12gを、同一の閉鎖型チャンバに導入し、ステンレス鋼グリッド上に置き、液体の乳酸ブチルを、触媒前駆体C1と物理的に接触していないようにする。閉鎖型チャンバを、オーブン中、120℃で2時間にわたって置く。触媒前駆体C1を液体の形態にある乳酸ブチル化合物と統括した後に触媒C4 13.9gをこのようにして得る。触媒上にこのように移送された乳酸ブチルの量は、乳酸ブチル/Moのモル比がモリブデンのモル当たり0.8molである(コバルトのモル当たり2.2molに相当する)。乾燥触媒の重量に対する触媒C4の最終金属組成は以下の通りである:MoO3=19.5±0.2重量%、CoO=3.8±0.1重量%およびP2O5=6.7±0.1重量%。
結晶皿中に含まれる乳酸ブチルブチリル5.4gを、閉鎖型チャンバ中に置く。触媒前駆体C1 12gを、同一の閉鎖型チャンバに導入し、ステンレス鋼グリッド上に置き、液体の乳酸ブチルブチリルが、触媒前駆体C1と物理的に接触していないようにする。閉鎖型チャンバを、オーブン中120℃で6時間にわたって置く。触媒前駆体C1を液体の形態にある乳酸ブチルブチリル化合物と統括した後に触媒C5 14.7gをこのようにして得る。触媒上にこのように移送させた乳酸ブチルブチリルの量は、乳酸ブチルブチリル/Moのモル比がモリブデンのモル当たり0.8molである(コバルトのモル当たり2.2molに相当する)。乾燥触媒の重量に対する触媒C5の最終金属組成は以下の通りである:MoO3=19.5±0.2重量%、CoO=3.8±0.1重量%およびP2O5=6.7±0.1重量%。
触媒C1、C2およびC3(本発明に合致しない)およびC4およびC5(本発明に合致する)をガスオイルのHDSにおいて試験した。
IP: 155℃
10%: 247℃
50%: 315℃
90%: 392℃
FP: 444℃
Claims (17)
- アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIII族元素と、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の式(I):
・R1は、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものである、
・R2およびR3は、水素原子と、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものとから選ばれる、
・Xは、R2およびR3が水素原子を示す場合のほか、酸素原子または硫黄原子から選ばれ、R2およびR3が水素原子を示す場合、Xは酸素原子である、
・Yは、水素原子、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものまたはユニット−C(O)R4から選ばれ、R4は、水素原子と、飽和または不飽和の、直鎖、分枝または環式の炭化水素ベースの基であって、1〜12個の炭素原子を含んでいるものとから選ばれる
の化合物とを含んでいる触媒。 - 式(I)の化合物は、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸イソブチル、乳酸イソペンチル、乳酸cis−3−ヘキセニル、乳酸L−メンチル、乳酸ブチルブチリル、2−メルカプトプロパン酸エチル、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、エトキシ酢酸エチル、α−ヒドロキシイソブタン酸エチル、α−ヒドロキシイソブタン酸tert−ブチル、2−ヒドロキシカプロン酸エチルおよび2−ヒドロキシ吉草酸エチルから選ばれる、請求項1に記載の触媒。
- R2はメチル基を示し、R3は水素原子を示す、請求項1に記載の触媒。
- 式(I)の化合物は、乳酸ブチルおよび乳酸ブチルブチリルから選ばれる、請求項1〜3のいずれか1つに記載の触媒。
- 第VIB族元素の含有率は、触媒の全重量に対する第VIB族金属の酸化物として表される重量で5重量%〜40重量%であり、第VIII族元素の含有率は、触媒の全重量に対する第VIII族金属の酸化物として表される重量で1重量%〜10重量%である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の触媒。
- 触媒中の第VIII族元素対第VIB族元素のモル比は、0.1〜0.8である、請求項1〜5のいずれか1つに記載の触媒。
- リンも含有し、リンの含有率は、触媒の全重量に対するP2O5として表される重量で0.1重量%〜20重量%であり、触媒中のリン対第VIB族元素のモル比は、0.05以上である、請求項1〜6のいずれか1つに記載の触媒。
- 式(I)の化合物の含有率は、触媒の全重量に対する重量で1重量%〜45重量%である、請求項1〜7のいずれか1つに記載の触媒。
- 式(I)の化合物以外の酸素および/または窒素および/または硫黄を含有する有機化合物も含有する、請求項1〜8のいずれか1つに記載の触媒。
- 有機化合物は、カルボン酸、アルコール、チオール、チオエーテル、スルホン、スルホキシド、エーテル、アルデヒド、ケトン、エステル、カルボナート、アミン、ニトリル、イミド、オキシム、ウレア、アミドの基から選ばれる1種または複数種の化学官能基を含む化合物さらにはフラン環を含む化合物さらには糖から選ばれる、請求項9に記載の触媒。
- 式(I)の化合物以外の有機化合物は、γ−バレロラクトン、2−アセチルブチロラクトン、トリエチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコール、エチレンジアミン四酢酸、マレイン酸、マロン酸、クエン酸、グルコン酸、グルコース、フルクトース、スクロース、ソルビトール、キシリトール、γ−ケト吉草酸、ジメチルホルムアミド、1−メチル−2−ピロリドン、プロピレンカルボナート、3−オキソブタン酸2−メトキシエチル、ビシン、トリシン、2−フルアルデヒド、5−ヒドロキシメチルフルフラール、2−アセチルフラン、5−メチル−2−フルアルデヒド、アスコルビン酸、3−ヒドロキシブタン酸エチル、3−エトキシプロパン酸エチル、酢酸2−エトキシエチル、酢酸2−ブトキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、1−ビニル−2−ピロリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,5−ペンタンジオール、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,5−ピロリジンジオン、5−メチル−2(3H)−フラノン、1−メチル−2−ピペリジノンおよび4−アミノブタン酸から選ばれる、請求項10に記載の触媒。
- 少なくとも一部硫化されている、請求項1〜11のいずれか1つに記載の触媒。
- 請求項1〜12のいずれか1つに記載の触媒を調製する方法であって、以下の工程:
a) 第VIB族元素を含む化合物と、第VIII族元素を含む少なくとも1種の化合物と、少なくとも1種の式(I)の化合物と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触しているように置くか、または、またはアルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の第VIII族元素と、場合によるリンとを含有している再生触媒を、少なくとも1種の式(I)の化合物と接触しているように置き、触媒前駆体を得る工程、
b) 工程a)に由来する前記触媒前駆体を200℃未満の温度で乾燥させるが、続けてそれを焼成することはしない工程
を含む、方法。 - 請求項1〜12のいずれか1つに記載の触媒を調製する方法であって、以下の工程:
i) 少なくとも1種の式(I)の化合物を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体上に沈着させる工程であって、該工程は、前記担体と、液体の形態にある式(I)の化合物とを、同時にかつ担体と液体の形態にある式(I)の化合物との間のあらゆる物理的な接触なしで、式(I)の化合物の沸点より低い温度で、前記式(I)の化合物の部分が気体の形態で担体に移送されるような圧力および時間の条件下に統括する工程を行うことによるものである、工程、
ii) 第VIB族元素を含む少なくとも1種の化合物と、第VIII族元素を含む少なくとも1種の化合物と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触しているように置く工程、
iii) 工程ii)の終結の際に得られた固体を乾燥させる工程
を含み、
工程ii)およびiii)の前またはそれらの後にまたは工程iii)の間に工程i)を行う、方法。 - 請求項1〜12のいずれか1つに記載の触媒を調製する方法であって、以下の工程:
i’) 少なくとも1種の式(I)の化合物を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体上に沈着させる工程であって、該工程は、担体を、閉鎖型または開放チャンバにおいて、少なくとも1種の式(I)の化合物を含有している細孔性固体と統括する工程を行うことによるものであり、前記式(I)の化合物の部分が細孔性固体から担体に気体状で移送されるような温度、圧力および時間の条件下にこの工程を行う、工程、
ii) 第VIB族元素を含む少なくとも1種の化合物と、第VIII族元素を含む少なくとも1種の化合物と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触しているように置く工程、
iii) 工程ii)の終結の際に得られた固体を乾燥させる工程
を含み、
工程ii)およびiii)の前またはそれらの後に別個に工程i’)を行う
方法。 - 請求項1〜12のいずれか1つに記載の触媒を調製する方法であって、以下の工程:
i’’) 少なくとも1種の式(I)の化合物を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の第VIII族元素と、場合によるリンとを含有している再生触媒上に沈着させる工程であって、該工程は、前記再生触媒と、液体の形態にある少なくとも1種の式(I)の化合物とを、同時にかつ再生触媒と液体の形態にある式(I)の化合物との間のあらゆる物理的な接触なしで、式(I)の化合物の沸点より低い温度で、前記式(I)の化合物の部分が気体の形態で再生触媒に移送されるような圧力および時間の条件下に統括する工程を行うことによるものである工程、または
i’’’) 少なくとも1種の式(I)の化合物を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、少なくとも1種の第VIB族元素と、少なくとも1種の第VIII族元素と、場合によるリンとを含有している再生触媒上に沈着させる工程であって、該工程は、再生触媒を、閉鎖型または開放チャンバにおいて、少なくとも1種の式(I)の化合物を含有している細孔性固体と統括する工程を行うことによるものであり、前記式(I)の化合物の部分が細孔性固体から再生触媒に気体状で移送されるような温度、圧力および時間の条件下にこの工程を行う、工程
を含む、方法。 - 炭化水素ベースのフラクションの水素化処理および/または水素化分解のための方法における請求項1〜12のいずれか1つに記載の触媒の使用。
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