JP2023055080A - Mfi type zeolite and catalyst for hydrocarbon production containing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、亜鉛と特定の金属とを含有する特定のMFI型ゼオライトに関するものであり、さらに詳細には、特定の比率で亜鉛と第8~11族元素から選択される少なくとも1種の金属とを含有し、かつ特定の特性を満足するMFI型ゼオライト、更には脂肪族炭化水素から軽質炭化水素化合物および芳香族化合物を製造する際に、活性・選択性・亜鉛揮散抑制効果・耐久性に優れた性能を発揮する軽質炭化水素化合物及び芳香族化合物の同時製造用触媒である炭化水素製造用触媒に関するものである。 The present invention relates to a specific MFI-type zeolite containing zinc and a specific metal, more specifically zinc and at least one metal selected from Groups 8 to 11 elements in a specific ratio. and excellent in activity, selectivity, zinc volatilization suppression effect, and durability when producing light hydrocarbon compounds and aromatic compounds from MFI type zeolite that contains and satisfies specific characteristics, and also aliphatic hydrocarbons. The present invention relates to a catalyst for producing hydrocarbons, which is a catalyst for simultaneous production of light hydrocarbon compounds and aromatic compounds exhibiting excellent performance.
MFI型ゼオライトは、ゼオライト構造由来の均一な細孔を利用した高選択性触媒として用いられている。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。)などが挙げられる。 MFI-type zeolite is used as a highly selective catalyst that utilizes uniform pores derived from the zeolite structure. Examples of using MFI-type zeolite as a catalyst include disproportionation of toluene (see, for example, Patent Document 1) and isomerization of xylene (see, for example, Patent Document 2).
これらの反応は主に、MFI型ゼオライトのミクロ細孔の特徴を利用したものである。MFI型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。 These reactions mainly take advantage of the micropore characteristics of MFI-type zeolites. The micropores of MFI-type zeolite have an entrance diameter of approximately 0.5 nm, and are considered to be effective reaction fields for molecules having molecular diameters close to this pore diameter.
さらに、ミクロ細孔(2nm未満)よりも大きな細孔、つまりメソ細孔(細孔径2~50nm)を有するMFI型ゼオライトの研究が行われている(例えば、非特許文献1参照。)。 Furthermore, research is being conducted on MFI-type zeolites having pores larger than micropores (less than 2 nm), that is, mesopores (pore diameter of 2 to 50 nm) (see, for example, Non-Patent Document 1).
そして、工業利用に有望な材料として、10nm以上の均一なメソ細孔を有した、新規MFI型ゼオライト及びその製造方法(例えば特許文献3参照。)が提案されている。しかし、特に炭素数10以下の比較的小さな分子を原料とした反応において、メソ孔を有したゼオライトを触媒として用いることで、特異的な結果が得られたという報告は僅かである。 As a promising material for industrial use, a novel MFI-type zeolite having uniform mesopores of 10 nm or more and a method for producing the same (see, for example, Patent Document 3) have been proposed. However, there are only a few reports that specific results were obtained by using zeolite having mesopores as a catalyst, particularly in reactions using relatively small molecules having 10 or less carbon atoms as raw materials.
ベンゼン、トルエン、キシレン(以下、総称して芳香族化合物と表記する場合がある)は、多くの場合、石油精製により得られた原料油(例えば、ナフサなど)を、熱分解反応装置にて分解し、得られた熱分解生成物から芳香族化合物を蒸留または抽出によって分離精製することで得られる。これら製造法による芳香族化合物の製造では、芳香族化合物以外の熱分解生成物として、脂肪族炭化水素(パラフィン系、オレフィン系、アセチレン系、脂環系を含む。)が含まれる。そのため、芳香族化合物の製造に伴って、脂肪族炭化水素が同時に製造されるため、芳香族化合物の生産量は脂肪族炭化水素の生産量を見合って調整がなされ、おのずと生産量に限度があるものであった。また、脂肪族炭化水素原料を、中細孔径ゼオライトを主に含んだ触媒と約400℃~約800℃程度の温度で接触させることにより、芳香族化合物を製造することができる(例えば、非特許文献2~5参照。)。該製造法は、熱分解による芳香族化合物の製造法と比較して、付加価値が低く、余剰な炭化水素原料から芳香族化合物が製造できるといった利点がある。 Benzene, toluene, and xylene (hereinafter sometimes collectively referred to as aromatic compounds) are often decomposed in a thermal cracking reactor from raw oil (for example, naphtha) obtained by petroleum refining. Then, the aromatic compound is separated and purified from the obtained thermal decomposition product by distillation or extraction. In the production of aromatic compounds by these production methods, thermal decomposition products other than aromatic compounds include aliphatic hydrocarbons (including paraffinic, olefinic, acetylenic, and alicyclic hydrocarbons). Therefore, since aliphatic hydrocarbons are produced simultaneously with the production of aromatic compounds, the production of aromatic compounds is adjusted according to the production of aliphatic hydrocarbons, and the production volume is naturally limited. It was something. In addition, an aromatic compound can be produced by contacting an aliphatic hydrocarbon raw material with a catalyst mainly containing medium pore size zeolite at a temperature of about 400° C. to about 800° C. (for example, non-patented References 2 to 5.). This production method has the advantage of being less value-added and capable of producing aromatic compounds from surplus hydrocarbon raw materials, as compared with a method of producing aromatic compounds by thermal decomposition.
また、これらの芳香族化合物製造に用いられる触媒の開発も行われている。なかでもゼオライトへ亜鉛を含有させることでその活性、選択性を向上させる取り組みがなされてきた。例えば、亜鉛含有MFI型ゼオライトは芳香族化合物製造反応に高い触媒活性を示すことが知られている(例えば、特許文献4参照。)。また、水素雰囲気下でのオレフィンの芳香族化合物製造触媒として、亜鉛並びに、VIIIおよびIB族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属を含有する中細孔径ゼオライトを提供している(例えば、特許文献5および6参照。)。さらに、オレフィンパラフィン、オレフィン、ナフテンを含有する炭化水素を原料とした芳香族化合物製造用触媒として、亜鉛およびアルミン酸亜鉛を含有する中細孔径ゼオライト系触媒が報告されている(例えば、特許文献7参照。)。 In addition, development of catalysts used for producing these aromatic compounds is also underway. In particular, attempts have been made to improve the activity and selectivity of zeolites by incorporating zinc into them. For example, zinc-containing MFI-type zeolite is known to exhibit high catalytic activity in aromatic compound production reactions (see, for example, Patent Document 4). In addition, as a catalyst for producing aromatic compounds of olefins in a hydrogen atmosphere, a zeolite with medium pore diameter containing zinc and at least one metal selected from the group consisting of VIII and IB group elements is provided (e.g. , see US Pat. Furthermore, a medium pore size zeolite catalyst containing zinc and zinc aluminate has been reported as a catalyst for producing aromatic compounds using hydrocarbons containing olefin paraffins, olefins, and naphthenes as raw materials (for example, Patent Document 7. reference.).
しかし、特許文献4に提案の亜鉛含有ゼオライト触媒は反応中に亜鉛種が還元されることで金属亜鉛となり、その高い蒸気圧により揮散するため、亜鉛含有量の減少に伴う触媒性能の劣化が課題となっている。これを抑制すべく、特許文献5および6に提案のVIIIおよびIB族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属の導入により亜鉛の揮散を抑制する方法においては、第二元素の導入により触媒性能が変化し、芳香族化合物の製造には適するものの、軽質炭化水素化合物の製造という観点では課題を有すると共に、触媒の耐久性については検証されておらず、コーキング等による触媒劣化を抑制する方法については検討のされていないものであった。 However, in the zinc-containing zeolite catalyst proposed in Patent Document 4, the zinc species are reduced during the reaction to become metallic zinc, which volatilizes due to its high vapor pressure. It has become. In order to suppress this, in the method of suppressing zinc volatilization by introducing at least one metal selected from the group consisting of Group VIII and IB elements proposed in Patent Documents 5 and 6, the introduction of a second element Although the catalyst performance changes and it is suitable for the production of aromatic compounds, there are problems from the viewpoint of the production of light hydrocarbon compounds, and the durability of the catalyst has not been verified, and catalyst deterioration due to coking etc. is suppressed. The method was not considered.
また、特許文献7に提案の方法は、還元されにくいアルミン酸亜鉛を共に含有させることで、触媒性能を長期的に維持させるものであるが、過剰量のアルミン酸亜鉛を含有させる必要があり、揮散する亜鉛の絶対量を減ずることは困難であった。 In addition, the method proposed in Patent Document 7 maintains the catalytic performance for a long period of time by containing zinc aluminate that is difficult to reduce, but it is necessary to contain an excessive amount of zinc aluminate, It was difficult to reduce the absolute amount of volatilized zinc.
したがって、脂肪族炭化水素から軽質炭化水素化合物及び芳香族化合物を同時製造する際に、活性・選択性・亜鉛揮散抑制効果・耐久性に優れた性能を発揮することを可能とする芳香族化合物の同時製造用触媒、それに適用可能なゼオライトの出現が望まれている。また、石油由来はもとより、植物由来及び/又はケミカルリサイクル由来の脂肪族炭化水素にも適用可能な炭化水素製造用触媒の出現が望まれている。 Therefore, when simultaneously producing light hydrocarbon compounds and aromatic compounds from aliphatic hydrocarbons, it is possible to produce aromatic compounds that can exhibit excellent performance in terms of activity, selectivity, zinc volatilization suppression effect, and durability. The advent of co-production catalysts and zeolites applicable thereto is desired. In addition, there is a demand for a catalyst for producing hydrocarbons that can be applied not only to petroleum-derived but also to plant-derived and/or chemically recycled-derived aliphatic hydrocarbons.
そこで、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、亜鉛と第8~11族元素とを含有する特定のMFI型ゼオライト、該MFI型ゼオライトが、脂肪族炭化水素から軽質炭化水素化合物および芳香族化合物を製造する際に、活性・選択性・亜鉛揮散抑制効果・耐久性に優れた性能を発揮する軽質炭化水素化合物及び芳香族化合物の同時製造用触媒である炭化水素製造用触媒となることを見出し、本発明を完成するに至った。 Therefore, the present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and as a result, a specific MFI-type zeolite containing zinc and Groups 8 to 11 elements, the MFI-type zeolite is an aliphatic hydrocarbon A carbonization catalyst for the simultaneous production of light hydrocarbon compounds and aromatic compounds that exhibits excellent performance in terms of activity, selectivity, zinc volatilization suppression effect, and durability when producing light hydrocarbon compounds and aromatic compounds from The present inventors have found that it can be used as a catalyst for hydrogen production, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、下記(i)~(vii)の特性を満足することを特徴とするMFI型ゼオライトに関するものである。
(i)ゼオライトに対し亜鉛を0.05~5重量%含有する。
(ii)第8~11族元素に属する1種以上の金属を含有し、その含有量である該金属/亜鉛(重量比)が0.1~0.5である。
(iii)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、該ピークの半値幅(hw)がhw≦20nm、該ピークの中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmであり、該ピークに相当するメソ細孔のメソ細孔容積(pv)が0.05ml/g≦pvであるメソ細孔群を有する。
(iv)回折角を2θとした粉末X線回折測定において0.1~3度の範囲にピークを有さない。
(v)平均粒子径(PD)がPD≦100nmである。
(vi)外表面酸量が0.01mmol/g以下である。
(vii)酸量が0.02~0.85mmol/gである。
That is, the present invention relates to an MFI-type zeolite characterized by satisfying the following properties (i) to (vii).
(i) Zinc is contained in an amount of 0.05 to 5% by weight based on the zeolite.
(ii) It contains one or more metals belonging to Groups 8 to 11, and the metal/zinc content (weight ratio) is 0.1 to 0.5.
(iii) The mesopore distribution curve has a peak, the half width (hw) of the peak is hw≦20 nm, and the central value (μ) of the peak is 10 nm≦μ≦20 nm, corresponding to the peak It has a mesopore group with a mesopore volume (pv) of 0.05 ml/g≦pv.
(iv) It does not have a peak in the range of 0.1 to 3 degrees in powder X-ray diffraction measurement with a diffraction angle of 2θ.
(v) The average particle diameter (PD) is PD≦100 nm.
(vi) The outer surface acid content is 0.01 mmol/g or less.
(vii) acid amount is 0.02 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 will be described in detail below.
本発明のMFI型ゼオライトは、亜鉛(以下、Znと記す場合がある。)及び第8~11族元素に属する1種以上の金属(以下、Mと記す場合がある。)を含有し、上記(i)~(vii)の特性を満足するMFI型ゼオライトである。 The MFI-type zeolite of the present invention contains zinc (hereinafter sometimes referred to as Zn) and one or more metals belonging to Groups 8 to 11 (hereinafter sometimes referred to as M), It is an MFI-type zeolite that satisfies the properties (i) to (vii).
本発明のMFI型ゼオライトは、(i)ゼオライトに対しZnを0.05~5重量%含有するものである。ここで、Zn含有量が0.05重量%未満である場合、ゼオライトを炭化水素製造用触媒とした際に炭化水素の生産性に劣るものとなる。一方、Zn含有量が5重量%を越えるものである場合、過剰のZnがコーク等の副生を引き起こし触媒とした際の劣化が顕著となる。また、Znを含有させる際の導入法としては、含浸担持、イオン交換、物理混合のいずれの方法でも可能である。 The MFI-type zeolite of the present invention contains (i) 0.05 to 5% by weight of Zn relative to the zeolite. Here, if the Zn content is less than 0.05% by weight, the productivity of hydrocarbons is inferior when the zeolite is used as a catalyst for producing hydrocarbons. On the other hand, when the Zn content exceeds 5% by weight, excessive Zn causes by-products such as coke, resulting in remarkable deterioration of the catalyst. Zn can be introduced by any of impregnation, ion exchange, and physical mixing.
また、本発明のMFI型ゼオライトは、亜鉛に加えて、第8~11族元素から選択される少なくとも1種の金属であるMを含むものである。ここで、Mとしては、例えば鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、銀および金から選択される少なくとも1種の金属を挙げることができ、中でも銅、コバルト及び/又はニッケルであることが好ましい、そして、Mの含有量としては、(ii)M/Zn(重量比)=0.1~0.5である。ここで、M/Znが0.1未満である場合、ゼオライトを触媒とした際のZnの揮散を十分に抑制することができず、その劣化が顕著なものとなる。一方、M/Znが0.5を越えるものである場合、Mが過剰となり、炭化水素製造用触媒とした際に炭化水素の選択性に劣るものとなる。また、該Mを含有させる際の導入法としては、含浸担持、イオン交換、物理混合のいずれの方法でも可能である。 Further, the MFI-type zeolite of the present invention contains, in addition to zinc, at least one metal M selected from Groups 8 to 11 elements. Here, M is, for example, at least one metal selected from iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, copper, silver and gold. and/or nickel, and the content of M is (ii) M/Zn (weight ratio) = 0.1 to 0.5. Here, when M/Zn is less than 0.1, volatilization of Zn cannot be sufficiently suppressed when zeolite is used as a catalyst, resulting in significant deterioration. On the other hand, when M/Zn exceeds 0.5, M becomes excessive, and when used as a catalyst for hydrocarbon production, the hydrocarbon selectivity is poor. In addition, as a method for introducing the M, any method of impregnation support, ion exchange, or physical mixing can be used.
本発明のMFI型ゼオライトは、(iii)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、hw≦20nm、10nm≦μ≦20nmであり、0.05ml/g≦pvであるメソ細孔群を有するものである。そして、本発明でいうメソ細孔とは、IUPACで定義されたメソ細孔であり、細孔直径が2~50nmの範囲の細孔を示すものである。そして、メソ細孔は、液体窒素温度における一般的な窒素吸着法により測定することができる。また、窒素吸着法で得られた測定結果を解析することにより、メソ細孔の細孔容積の値を得ることができる。その解析には、例えば以下の方法を使用することができる。 The MFI-type zeolite of the present invention has (iii) a mesopore distribution curve with a peak, hw ≤ 20 nm, 10 nm ≤ μ ≤ 20 nm, and a mesopore group of 0.05 ml / g ≤ pv. have. The mesopores referred to in the present invention are mesopores defined by IUPAC, and indicate pores having a pore diameter in the range of 2 to 50 nm. And mesopores can be measured by a general nitrogen adsorption method at liquid nitrogen temperature. In addition, the pore volume of mesopores can be obtained by analyzing the measurement results obtained by the nitrogen adsorption method. For the analysis, for example, the following method can be used.
具体的には、Barret-Joyner-Halenda法(Journal of the American Chemical Society、1951年、頁373~380)で脱着過程を解析する方法を挙げることができ、例えば、細孔直径が2nm以上50nm以下に相当する範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより、メソ細孔に属する細孔の全細孔容積の値を得ることができる。 Specifically, a method of analyzing the desorption process by the Barrett-Joyner-Halenda method (Journal of the American Chemical Society, 1951, pp. 373-380) can be mentioned. By accumulating the nitrogen gas desorption amount in the range corresponding to , the value of the total pore volume of the pores belonging to the mesopores can be obtained.
また、最初に、縦軸が単位質量当りの窒素脱着量V/m(mL/g)、横軸がメソ細孔直径D(nm)とする累積曲線を得てから、縦軸をメソ細孔からの窒素ガス脱着量のメソ細孔直径値での微分値(d(V/m)/d(D))とすることにより、メソ細孔直径における単位質量当りの窒素脱着量の増加分のピークを得ることができる。 Also, first, after obtaining a cumulative curve in which the vertical axis is the nitrogen desorption amount per unit mass V / m (mL / g) and the horizontal axis is the mesopore diameter D (nm), the vertical axis is the mesopore By taking the differential value (d (V / m) / d (D)) of the nitrogen gas desorption amount from the mesopore diameter value, the increase in the nitrogen desorption amount per unit mass at the mesopore diameter peak can be obtained.
本発明のMFI型ゼオライトは、細孔直径がほぼ均一なメソ細孔群を有するゼオライトを含んでなるものであり、本発明においては、細孔直径がほぼ均一であるメソ細孔群を均一メソ細孔と称する場合もある。そして、具体的には、均一メソ細孔とは、細孔分布曲線におけるメソ細孔に係るピークの内、最大のピークをガウス関数で近似し、そのガウス関数の中心値であるμから標準偏差の2倍(2σ)の範囲(μ±2σ)内の細孔直径を有するメソ細孔をいう。また、均一メソ細孔の細孔容積であるpvは、μ±2σの範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより求めることができる。 The MFI-type zeolite of the present invention comprises a zeolite having a mesopore group with substantially uniform pore diameters. They are sometimes called pores. Specifically, uniform mesopores are obtained by approximating the maximum peak among the peaks related to mesopores in the pore distribution curve with a Gaussian function, and the standard deviation from μ, which is the central value of the Gaussian function. Mesopores with pore diameters within the range (μ±2σ) of twice (2σ). Further, pv, which is the pore volume of uniform mesopores, can be obtained by accumulating the amount of nitrogen gas desorption within the range of μ±2σ.
本発明のMFI型ゼオライトは、メソ細孔の細孔分布曲線がピークを有し、該ピークがhw≦20nm以下のゼオライトという細孔直径の大きさのバラつきの小さなほぼ均一なメソ細孔群を有することにより、反応選択性に優れるものとなり、その効果はhw≦15nm、特にhw≦10nmであることにより、より顕著な好ましいものとなる。そして、hwの下限としては特に設定するものではないが、より反応選択性に優れるものとなることから1nm以上のものであることが好ましい。なお、hw>20nmである場合、炭化水素製造用触媒として使用した際のその反応選択性に劣るものとなる。また、10nm≦μ≦20nmのMFI型ゼオライトを含むことにより、より大きいサイズの分子をも選択的に反応することが可能となり、優れた炭化水素製造用触媒となるものである。さらに、pv≧0.05ml/gであることにより、触媒とした際に長寿命の炭化水素製造用触媒となるものであり、0.05ml/g≦pv≦0.70ml/gであることが好ましく、特に0.10ml/g≦pv≦0.70ml/gであることが好ましく、更に0.20ml/g≦pv≦0.50ml/gであることが好ましい。ここで、pv<0.05ml/gである場合、反応時に副生するコーク等の蓄積により細孔が閉塞しやすいものとなり炭化水素製造用触媒とした際の触媒寿命に劣るものとなる。 The MFI-type zeolite of the present invention has a pore distribution curve of mesopores with a peak, and the peak is hw ≤ 20 nm or less. When hw≤15 nm, particularly hw≤10 nm, the effect becomes more remarkable and preferable. Although the lower limit of hw is not particularly set, it is preferably 1 nm or more because the reaction selectivity is more excellent. When hw>20 nm, the reaction selectivity when used as a hydrocarbon production catalyst is inferior. In addition, by including MFI zeolite of 10 nm≦μ≦20 nm, it becomes possible to selectively react even molecules with a larger size, resulting in an excellent catalyst for hydrocarbon production. Further, when pv≧0.05 ml/g, the catalyst becomes a long-life hydrocarbon production catalyst, and 0.05 ml/g≦pv≦0.70 ml/g. Preferably, 0.10 ml/g≦pv≦0.70 ml/g, more preferably 0.20 ml/g≦pv≦0.50 ml/g. Here, when pv<0.05 ml/g, the pores tend to be clogged due to the accumulation of coke or the like produced as a by-product during the reaction, resulting in poor catalyst life when used as a catalyst for producing hydrocarbons.
また、特に選択的な反応を可能とする炭化水素製造用触媒として適したものとなることから、本発明のMFI型ゼオライトは、30%≦pvr≦100%であることが好ましく、更に40%≦pvr≦100%であることが好ましい。 In addition, the MFI-type zeolite of the present invention preferably satisfies 30% ≤ pvr ≤ 100%, more preferably 40% ≤ It is preferred that pvr≦100%.
本発明のMFI型ゼオライトは、(iv)回折角を2θとした紛体X線回折測定において0.1~3度の範囲にピークを有さないものである。このことは、メソ細孔間の配置には規則性がないこと、メソ細孔間を区切る壁も存在しないことを示すものであり、炭化水素製造用触媒とした際にはメソ細孔間の物質移動が容易になることから反応効率に優れる炭化水素製造用触媒となるものである。 The MFI zeolite of the present invention has (iv) no peak in the range of 0.1 to 3 degrees in powder X-ray diffraction measurement with a diffraction angle of 2θ. This indicates that there is no regularity in the arrangement of the mesopores and that there are no walls separating the mesopores. Since mass transfer becomes easy, it becomes a catalyst for hydrocarbon production with excellent reaction efficiency.
また、本発明のMFI型ゼオライトは、(v)PD≦100nmのものである。特に熱安定性にも優れるものであることから、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MFI型ゼオライトを脂肪族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。 Further, the MFI-type zeolite of the present invention has (v) PD≦100 nm. Since the thermal stability is particularly excellent, it is desirable that 3 nm≦PD≦100 nm, and more preferably 5 nm≦PD≦100 nm. Here, if the PD exceeds 100 nm, the resulting MFI-type zeolite will be inferior in reaction efficiency when used in conversion reactions and isomerization reactions of aliphatic hydrocarbons.
なお、PDは、例えばMFI型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(1/2.29×106+0.18×10-6) (1)
(ここで、Sは外表面積(m2/g)を示すものである。)
また、式(1)における外表面積(S(m2/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。
The PD can be obtained by calculating from the outer surface area of the MFI-type zeolite, for example, using the following formula (1).
PD=6/S(1/2.29×10 6 +0.18×10 −6 ) (1)
(Here, S indicates the outer surface area (m 2 /g).)
Further, the external surface area (S (m 2 /g)) in formula (1) can be obtained from a t-plot method using a general nitrogen adsorption method at liquid nitrogen temperature. For example, when t is the thickness of the adsorption amount, linear approximation is applied to the measurement points in the range of 0.6 to 1 nm with respect to t, and the outer surface area of the zeolite is obtained from the slope of the obtained regression line.
本発明のMFI型ゼオライトは、(vi)外表面酸量が0.01mmol/g以下である。ここで、ゼオライトの外表面酸点とは、その言葉の意味する通り、ゼオライトの外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、その外表面及び(ミクロ)細孔内に酸点を有するものであり、外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、耐久性に優れるものとなることから、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金属含有MFI型ゼオライトであることが好ましい。ここで、外表面酸量が0.01mmol/gを越える場合、炭化水素製造用触媒とした際の触媒寿命に劣るものとなる。 The MFI-type zeolite of the present invention has (vi) an outer surface acidity of 0.01 mmol/g or less. Here, the outer surface acid sites of zeolite are, as the term implies, acid sites present on the outer surface of zeolite. Generally, zeolite has acid sites on its outer surface and in (micro)pores, and having no acid sites on its outer surface means having acid sites only in (micro)pores. It can be said. And, since it is particularly excellent in heat resistance, hot water resistance, and durability, it is preferable to use a metal-containing MFI zeolite having an unmodified surface that is not coated with a silicate, a dialkylamine reagent, or the like. Here, when the outer surface acid amount exceeds 0.01 mmol/g, the life of the catalyst becomes inferior when used as a catalyst for producing hydrocarbons.
そして、ゼオライトの外表面の酸点の確認としては、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。)。 Any method can be used to confirm the acid sites on the outer surface of the zeolite as long as it can be confirmed. It can be confirmed by adsorption (see Characterization of acid sites on the external surface of zeolites, Reaction Kinetics and Catalysis Letters, vol. 67, p. 281 (1999)).
本発明のMFI型ゼオライトは、(vii)酸量が0.02~0.85mmol/gである。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。ここで、酸量が0.02mmol/g未満である場合、炭化水素製造用触媒とした際の触媒活性に劣るものとなる。一方、0.85mmol/gを越える場合、炭化水素製造用触媒とした際のコーキングによる触媒劣化が顕著になる。 The MFI-type zeolite of the present invention has (vii) an acid amount of 0.02 to 0.85 mmol/g. The amount of acid can be measured using a method generally known as a method for measuring the amount of acid. , vol.42, p.218 (2000)). Here, when the acid amount is less than 0.02 mmol/g, the catalytic activity of the catalyst for producing hydrocarbons is inferior. On the other hand, if it exceeds 0.85 mmol/g, deterioration of the catalyst due to coking when used as a catalyst for producing hydrocarbons becomes remarkable.
このような(vi)および(vii)を満足するMFI型ゼオライトの製造方法としては、例えば上記(iii)~(v)の特性を満足する原料であるMFI型ゼオライトの骨格中のアルミニウムをスチーム等によって脱アルミニウム化することにより製造することが可能である。その際のスチーム処理の温度は、例えば400~900℃であることが好ましく、特に450~800℃、更に500~700℃であることが好ましい。また、スチームの分圧としては、0.001~5MPaであることが好ましく、特に0.01~0.5MPa、更に0.05~0.2MPaであることが好ましい。スチームの濃度としては、例えば0.01~100vol%水蒸気/希釈ガスであることが好ましい。希釈ガスは、窒素等の不活性ガス、空気、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、またはその混合ガス等を用いることができる。スチーム処理時間については任意に選択可能である。 As a method for producing an MFI zeolite that satisfies the above (vi) and (vii), for example, the aluminum in the framework of the MFI zeolite, which is a raw material that satisfies the above characteristics (iii) to (v), is steamed. It can be produced by dealumination by The temperature of the steam treatment at that time is, for example, preferably 400 to 900.degree. C., particularly 450 to 800.degree. C., and more preferably 500 to 700.degree. The partial pressure of steam is preferably 0.001 to 5 MPa, more preferably 0.01 to 0.5 MPa, more preferably 0.05 to 0.2 MPa. The steam concentration is preferably 0.01 to 100 vol % steam/diluent gas, for example. As the diluent gas, an inert gas such as nitrogen, air, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, or a mixed gas thereof can be used. The steam treatment time can be arbitrarily selected.
本発明のMFI型ゼオライトは、そのSiO2/Al2O3比としてはMFI型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、脂肪族炭化水素の転化・異性化反応に用いた際に、その効率に優れるものとなることから、SiO2/Al2O3=20~300であるものが好ましく、特に耐熱性、反応選択性、生産性に優れるものとなることから、SiO2/Al2O3=30~200であることが好ましい。 The MFI-type zeolite of the present invention may have any SiO 2 /Al 2 O 3 ratio as long as it belongs to the category called MFI-type zeolite. Since the efficiency of the isomerization reaction is excellent, the SiO 2 /Al 2 O 3 ratio is preferably 20 to 300, and particularly excellent in heat resistance, reaction selectivity and productivity. Therefore, it is preferable that SiO 2 /Al 2 O 3 =30 to 200.
本発明のMFI型ゼオライトの製造方法としては、上記(i)~(vii)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、外表面酸量が0.01mmol/g以下のゼオライト、つまり、ゼオライト表面の酸点の選択的な減少又は除去方法としては、(i)~(ii)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 the method for producing the MFI-type zeolite of the present invention, any method can be used as long as it is possible to produce zeolite that satisfies the properties described in (i) to (vii) above. Then, as a zeolite having an outer surface acid amount of 0.01 mmol/g or less, that is, as a method for selectively reducing or removing acid sites on the zeolite surface, a zeolite that satisfies the characteristics (i) to (ii) is produced. For example, a part or all of the calcination (heat treatment) step may be a hydrothermal (steam) treatment step, and an ion exchange step may be added before or after the calcination step.
本発明のMFI型ゼオライトの製造方法としては、例えばMFI型ゼオライトに含浸担持、イオン交換、物理混合等の方法により、Zn及びMを含有することにより製造することができる。 The MFI-type zeolite of the present invention can be produced by adding Zn and M, for example, to MFI-type zeolite by impregnation, ion exchange, physical mixing, or the like.
本発明の新規なMFI型ゼオライトを炭化水素製造用触媒として用いる際の形態としては、制限されるものではなく、例えば該MFI型ゼオライト粉末をそのまま触媒として用いること、圧縮成型を行い特定の形状物として用いること、バインダー等と混合し成形を行い特定の形状物として用いること、等のいずれの形態として用いることも可能である。 When the novel MFI zeolite of the present invention is used as a catalyst for producing hydrocarbons, the form is not particularly limited. It is also possible to use it in any form, such as using it as a product, mixing it with a binder or the like and molding it to use it as a specific shape.
本発明のMFI型ゼオライトを炭化水素製造用触媒とすることにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる触媒となるものであり、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4~6の脂肪族炭化水素と接触することにより、効率よく軽質炭化水素化合物及び芳香族化合物を同時に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、具体的にはブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン等のパラフィン系;ブテン、イソブテン、ペンテン、ヘキセン等のオレフィン系;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。そして、これら脂肪族炭化水素は、ナフサ等に代表される石油由来のものは無論、バイオエタノール、バイオナフサ等に代表される植物由来のもの、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリスチレンに代表される樹脂のケミカルリサイクル由来のものであってもよい。 By using the MFI type zeolite of the present invention as a catalyst for hydrocarbon production, it becomes a catalyst excellent in efficiency such as reaction selectivity and productivity. By contacting with hydrogen and further with aliphatic hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms, it is possible to efficiently produce light hydrocarbon compounds and aromatic compounds at the same time. The aliphatic hydrocarbons in this case include, for example, paraffinic, olefinic, acetylenic, and alicyclic hydrocarbons. Specifically, paraffins such as butane, isobutane, pentane, and hexane olefinic systems such as butene, isobutene, pentene, and hexene; alicyclic systems such as cyclohexane, and mixtures thereof. These aliphatic hydrocarbons are not only derived from petroleum such as naphtha, but are also derived from plants such as bioethanol and bionaphtha, polyolefin, polyvinyl chloride, acrylic, and polystyrene. It may be derived from chemical recycling of resin.
そして、その際の実施形態である反応において、反応温度は特に限定されるものではなく、軽質炭化水素化合物及び芳香族化合物の製造が可能であればよく、中でも、副生物の生成を抑制し、必要以上の耐熱反応装置を要しない軽質炭化水素化合物と芳香族化合物の効率的な反応となることから400~800℃の範囲が望ましい。また、反応圧力にも制限はなく、例えば0.05MPa~5MPa程度の圧力範囲で運転が可能である。そして、その際の軽質炭化水素化合物及び芳香族化合物の同時製造用触媒に対する反応原料である脂肪族炭化水素の供給は、触媒体積に対し原料ガスの体積の比として特に制限されるものではなく、例えば1h-1~50000h-1程度の空間速度を挙げることができる。脂肪族炭化水素を原料ガスとして供給する際には、単一ガス、混合ガス、およびこれらを窒素等の不活性ガス、水素、一酸化炭素、二酸化炭素から選ばれる単一または混合ガスにより希釈したものとして用いることもできる。 In the reaction that is an embodiment at that time, the reaction temperature is not particularly limited as long as it is possible to produce light hydrocarbon compounds and aromatic compounds. A temperature in the range of 400 to 800° C. is desirable because the light hydrocarbon compound and the aromatic compound react efficiently without requiring a heat-resistant reactor more than necessary. Moreover, there is no restriction on the reaction pressure, and operation is possible within a pressure range of, for example, about 0.05 MPa to 5 MPa. In this case, the supply of aliphatic hydrocarbons as reaction raw materials to the catalyst for simultaneous production of light hydrocarbon compounds and aromatic compounds is not particularly limited as a ratio of the volume of the raw material gas to the volume of the catalyst. For example, space velocities of about 1 h -1 to 50000 h -1 can be mentioned. When supplying an aliphatic hydrocarbon as a raw material gas, a single gas, a mixed gas, and a single or mixed gas selected from inert gases such as nitrogen, hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide. It can also be used as a thing.
その反応形式として制限はなく、例えば固定床、輸送床、流動床、移動床、多管式反応器のみならず連続流式および間欠流式並びにスイング式反応器、等を用いることができる。 The reaction mode is not limited, and for example, fixed bed, transport bed, fluidized bed, moving bed, multi-tubular reactors as well as continuous-flow, intermittent-flow and swing-type reactors can be used.
また、製造される軽質炭化水素化合物としては、炭素数2~3の炭化水素化合物、具体的にはエタン、エチレン、プロパン、プロピレン等を挙げることができ、特にエタンであることが好ましい。また、芳香族化合物としては、芳香族化合物と称される範疇に属するものであれば特に制限はなく、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、ナフタレン、メチルナフタレン等を挙げることができ、特に、ベンゼンであることが好ましい。 The light hydrocarbon compounds to be produced include hydrocarbon compounds having 2 to 3 carbon atoms, specifically ethane, ethylene, propane, propylene and the like, with ethane being particularly preferred. In addition, the aromatic compound is not particularly limited as long as it belongs to the category of aromatic compounds, such as benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, ethylbenzene, propylbenzene, butylbenzene, naphthalene, methylnaphthalene, and the like. can be mentioned, and benzene is particularly preferred.
本発明は、ZnとMとを含有するMFI型ゼオライトに関するものであり、特に脂肪族炭化水素から軽質炭化水素化合物及び芳香族化合物を同時製造する際に、特異的に高収率でバランスよく、かつ長い触媒寿命を得ることができる炭化水素製造用触媒とすることも可能なものであり、工業的にも非常に有用なものである。 The present invention relates to an MFI-type zeolite containing Zn and M, and in particular, when simultaneously producing light hydrocarbon compounds and aromatic compounds from aliphatic hydrocarbons, In addition, it is possible to obtain a catalyst for producing hydrocarbons with a long catalyst life, and it is industrially very useful.
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。 Specific examples of the present invention will be described below as examples, but the present invention is not limited to these examples.
なお、実施例により用いたMFI型ゼオライトは以下の方法により測定・定義した。 The MFI type zeolite used in the examples was measured and defined by the following method.
~金属の含有量の測定~
金属含有量の測定はICP装置((商品名)Optima 8300 パーキンエルマー株式会社製)を用いた。試料を100mlポリメスフラスコに精秤した後、フッ酸、硝酸および超純水を添加し一晩静置溶解させた。メスアップ後、試料を分取しICP-AESを測定し、検量線から金属含有量を算出した。
~Measurement of metal content~
The metal content was measured using an ICP device ((trade name) Optima 8300, manufactured by PerkinElmer Co., Ltd.). After the sample was accurately weighed in a 100 ml polymer volumetric flask, hydrofluoric acid, nitric acid and ultrapure water were added and allowed to stand overnight for dissolution. After measuring up, the sample was separated, ICP-AES was measured, and the metal content was calculated from the calibration curve.
~細孔分布、細孔直径、及び外表面積の測定~
ゼオライトの細孔分布、及び、細孔直径は窒素吸着測定により測定した。
~ Measurement of pore distribution, pore diameter, and external surface area ~
The zeolite pore distribution and pore diameter were measured by nitrogen adsorption measurement.
窒素吸着測定には、一般的な窒素吸着装置((商品名)BELSOAP-max、日本ベル社製)を用い、吸着側は相対圧(P/P0)0.025間隔で測定した。脱着側は、相対圧0.05間隔で測定した。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。細孔分布曲線の解析には日本ベル社製のBELMaster(ver.2.3.1)を用いた。 For nitrogen adsorption measurement, a general nitrogen adsorption device ((trade name) BELSOAP-max, manufactured by Bel Japan Co., Ltd.) was used, and the relative pressure (P/P 0 ) on the adsorption side was measured at intervals of 0.025. The desorption side was measured at relative pressure intervals of 0.05. 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. BELMaster (ver.2.3.1) manufactured by Bell Japan was used for the analysis of the pore distribution curve.
窒素吸着測定の吸着過程をSaito-Foley法(AIChE Journal、1991年、37巻、頁429~436)により解析し、横軸が細孔ミクロ直径の常数、縦軸が窒素ガスの脱着量の微分値であるミクロ細孔の細孔分布曲線を得た。 The adsorption process of nitrogen adsorption measurement was analyzed by the Saito-Foley method (AIChE Journal, 1991, Vol. 37, pp. 429-436). The pore distribution curves of micropores with values were obtained.
そして、窒素吸着測定の脱着過程をBarret-Joyner-Halenda法(Journal of the American Chemical Society、1951年、頁373~380)にて解析し、横軸が細孔直径の常数、縦軸が窒素ガスの脱着量の微分値であるメソ細孔の細孔分布曲線を得た。メソ細孔の全細孔容積は、2nm以上50nm以下の範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより求めた。 Then, the desorption process of the nitrogen adsorption measurement was analyzed by the Barrett-Joyner-Halenda method (Journal of the American Chemical Society, 1951, pp. 373-380), the horizontal axis is the constant of the pore diameter, and the vertical axis is the nitrogen gas. A pore distribution curve of mesopores, which is the differential value of the desorption amount of , was obtained. The total pore volume of mesopores was obtained by integrating the amount of nitrogen gas desorption in the range of 2 nm or more and 50 nm or less.
そして、メソ細孔からの窒素ガス脱着量のメソ細孔直径値での微分値(d(V/m)/d(D))のピークの内、最大のピークをガウス関数の強度近似で解析し、そのガウス関数の中心値(μ)から標準偏差の2倍(2σ)の範囲(=μ±2σ)内の直径を有するメソ細孔を均一メソ細孔と定義した。均一メソ細孔の細孔容積は、中心値(μ)を基準として±2σの範囲の窒素ガス脱着量を積算して求めた。 Then, among the peaks of the differential value (d (V / m) / d (D)) of the amount of nitrogen gas desorbed from the mesopores with the mesopore diameter value, the maximum peak is analyzed by the intensity approximation of the Gaussian function. Mesopores having a diameter within the range of twice the standard deviation (2σ) (=μ±2σ) from the central value (μ) of the Gaussian function were defined as uniform mesopores. The pore volume of uniform mesopores was obtained by integrating the amount of nitrogen gas desorption within a range of ±2σ based on the central value (μ).
~粉末X線回折の測定~
X線回折測定装置(スペクトリス社製、(商品名)X’pert PRO MPD)を用い、管電圧45kV、管電流40mAとしてCuKα1を用いて、大気中において測定した。0.04~5度の範囲を0.08度/ステップ、200秒/ステップで分析した。また、ダイレクトビームの吸収率で補正したバックグラウンドを除去している。
~Measurement of powder X-ray diffraction~
Using an X-ray diffraction measurement device ((trade name) X'pert PRO MPD, manufactured by Spectris), the measurement was performed in the atmosphere using CuKα1 at a tube voltage of 45 kV and a tube current of 40 mA. A range of 0.04 to 5 degrees was analyzed at 0.08 degrees/step and 200 seconds/step. In addition, the background is removed by correcting the direct beam absorptance.
ピークの有無の確認は目視で行うことができるほか、ピークサーチプログラムを利用してもよい。ピークサーチプログラムは、一般的なプログラムが利用できる。例えば、横軸が2θ(度)、縦軸が強度(a.u.)の測定結果をSAVITSKY&GOLAYの式とSliding Polynomialフィルターで平滑化した後、2次微分を行ったときに、3点以上連続する負の値がある場合、ピークが存在すると判断した。 The presence or absence of a peak can be confirmed visually, or a peak search program may be used. A general program can be used for the peak search program. For example, the horizontal axis is 2θ (degrees) and the vertical axis is intensity (a.u.). After smoothing the measurement results with the SAVITSKY & GOLAY formula and the sliding polynomial filter, when performing the second derivative, three or more continuous points A peak was determined to be present if there was a negative value for
~平均粒子径の測定~
外表面積から前記の式(1)を用いて平均粒子径を算出した。式(1)中、Sは外表面積(m2/g)であり、PDは平均粒子径(m)である。式(1)における外表面積(S(m2/g))は、液体窒素温度における窒素吸着法によりt-plot法から求めた。
~Measurement of average particle size~
The average particle size was calculated from the outer surface area using the above formula (1). In formula (1), S is the outer surface area (m 2 /g) and PD is the average particle diameter (m). The outer surface area (S (m 2 /g)) in formula (1) was determined by the t-plot method by the nitrogen adsorption method at liquid nitrogen temperature.
~SiO2/Al2O3モル比の測定~
ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は、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 molar ratio ~
The SiO 2 /Al 2 O 3 molar ratio of zeolite was determined by dissolving zeolite in a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and subjecting this to inductively coupled plasma emission spectroscopy using a general ICP device ((trade name) OPTIMA3300DV, manufactured by PerkinElmer). Measured and determined by analysis (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 Spectroscopy~
Measurement of infrared absorption spectroscopy is carried out using a general FT-IR measurement device ((trade name) Varian 660-IR, manufactured by Agilent Technologies) under vacuum with parts for IR measurement devices ((trade name) multi-mode cell , manufactured by S.T. Japan) were used in combination. After the sample was disk-molded, it was placed in a cell, heated to 400° C. at a rate of 10° C./min under vacuum evacuation, and held for 2 hours. After cooling to 150° C., an infrared absorption spectrum was measured before adsorption of 2,4-dimethylquinoline. A 2,4-dimethylquinoline gas was introduced and adsorbed for 10 minutes, and after evacuating at 150° C. for 1 hour, the infrared absorption spectrum after adsorption of 2,4-dimethylquinoline was measured. By taking the difference between the infrared absorption spectrum after adsorption of 2,4-dimethylquinoline and the spectrum before adsorption, 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NH3-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700℃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 content~
The acid content was measured using a general NH 3 -TPD device ((trade name) BELCATII, manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.) and a gas analyzer ((trade name) BELMass, manufactured by Microtrac 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. After that, the temperature was lowered to 100° C., and 0.2% ammonia gas was introduced for 30 minutes. The temperature was raised to 700° C. at 10° C./min, and desorbed ammonia was analyzed with a gas analyzer. The amount of acid in the sample was calculated from the remaining amount of desorption excluding the amount of desorption derived from weak acid.
~炭化水素製造装置及び耐久試験方法~
実施例により得られたMFI型ゼオライト、それを含む炭化水素製造用触媒は、以下の方法により炭化水素製造および触媒再生を繰り返す耐久試験を行い、その評価を行った。
~Hydrocarbon production equipment and durability test method~
The MFI-type zeolites obtained in the examples and the hydrocarbon-producing catalysts containing the same were subjected to durability tests in which hydrocarbon production and catalyst regeneration were repeated by the following method, and were evaluated.
ステンレス製反応管(内径16mm、長さ500mm)を用いた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、炭化水素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、触媒層の温度を制御した。反応出口ガスはガスクロマトグラフを用いて分析した。 A fixed-bed gas-phase flow reactor using a stainless steel reaction tube (inner diameter: 16 mm, length: 500 mm) was used. A catalyst for hydrocarbon production was filled in the middle stage of each of the stainless steel reaction tubes, subjected to heating pretreatment under dry air circulation, and then the raw material gas was fed. The apparatus conditions and operating conditions of the reactor are not limited to the conditions described in this example, and can be selected as appropriate. A ceramic tubular furnace was used for heating to control the temperature of the catalyst layer. The reaction outlet gas was analyzed using a gas chromatograph.
反応条件は下記のように設定した。 The reaction conditions were set as follows.
(炭化水素製造条件)
触媒温度:600℃。
流通ガス:1-ブテン125ml/分、2-ブテン75ml/分、イソブテン225ml/分、ノルマルブタン50ml/分、イソブタン25ml/分、窒素25ml/分の混合ガス。
触媒重量:3.0g。
反応圧力:0.1MPa。
(Hydrocarbon production conditions)
Catalyst temperature: 600°C.
Flowing gas: Mixed gas of 1-butene 125 ml/min, 2-butene 75 ml/min, isobutene 225 ml/min, normal butane 50 ml/min, isobutane 25 ml/min, nitrogen 25 ml/min.
Catalyst weight: 3.0 g.
Reaction pressure: 0.1 MPa.
また、反応を一定時間行ったのち、生成したコークを下記条件により燃焼させることで触媒の再生を行った。 Further, after the reaction was carried out for a certain period of time, the catalyst was regenerated by burning the generated coke under the following conditions.
(触媒再生条件)
触媒温度:600℃。
流通ガス:乾燥空気40ml/分。
再生圧力:0.1MPa。
(Catalyst regeneration conditions)
Catalyst temperature: 600°C.
Flowing gas: dry air 40 ml/min.
Regeneration pressure: 0.1 MPa.
この炭化水素製造および触媒再生を12回繰り返し、抜き出した触媒の各金属の含有量を上記に従い測定した。 This hydrocarbon production and catalyst regeneration were repeated 12 times, and the content of each metal in the extracted catalyst was measured according to the above.
調製例1(原料ゼオライトの調製)
MFI型ゼオライトの製造は、特開2013-227203号公報を参考にその製造を行った。
Preparation Example 1 (Preparation of Raw Zeolite)
MFI-type zeolite was manufactured with reference to JP-A-2013-227203.
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Al2O3とSiO2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。 An amorphous aluminosilicate gel was added to 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 prepare 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. Moreover, 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。
SiO2/Al2O3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、H2O/Siモル比=10。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO2 / Al2O3 molar ratio = 48, TPA/Si molar ratio = 0.05, Na/Si molar ratio = 0.16, OH/Si molar ratio = 0.21, H2O /Si molar ratio = 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。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℃、50%の水蒸気で2時間のスチーム処理を含む焼成処理を行った。得られた粉末を1mol/lの塩酸中に分散し、ろ過、洗浄し、MFI型ゼオライトを得た。 The resulting raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized at 115° C. for 4 days with stirring to obtain a slurry mixture. After solid-liquid separation of the slurry mixed liquid after crystallization by a centrifugal sedimentation machine, the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110° C. to obtain a dry powder. The obtained dry powder was dispersed in 1 mol/l hydrochloric acid, filtered and dried. After calcining in air at 550° C. for 1 hour, a calcining treatment was performed which included steaming at 600° C. and 50% water vapor for 2 hours. The resulting powder was dispersed in 1 mol/l hydrochloric acid, filtered and washed to obtain MFI zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径は38nm、SiO2/Al2O3モル比は55、メソ細孔の全細孔容積0.45ml/gであった。また、ミクロ細孔分布曲線は、細孔径0.4125nmに最も大きい微分細孔容積値を有する極大値を持つものであった。そして、メソ細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は16nm、中心値は15nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.40ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は89%であった。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1~3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示された。また、得られたMFI型ゼオライトの酸量は、0.20mmol/gであった。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 38 nm, a SiO 2 /Al 2 O 3 molar ratio of 55, and a total pore volume of mesopores of 0.45 ml/g. Also, the micropore distribution curve had a maximum value with the largest differential pore volume value at a pore diameter of 0.4125 nm. The half width of the peak of uniform mesopores in the mesopore distribution curve was 16 nm, and the center value was 15 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.40 ml/g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 89%. In addition, powder X-ray diffraction of the obtained MFI-type zeolite showed no peaks in the range of 0.1 to 3 degrees, indicating that the mesopores were irregularly connected. Moreover, the acid amount of the obtained MFI type zeolite was 0.20 mmol/g.
調製例2
調製例1で得られたMFI型ゼオライト100重量部に対して、シリカ(日産化学工業社製、(商品名)スノーテックスN-30G)43重量部、セルロース4重量部、純水20重量部を加え混練した。そして、混練物を直径3mmの円柱状の成形体とした。これを100℃で1晩乾燥した後、長さ4.5~7.5mm(平均長さ6.0mm)の円柱状の成形体とした。これを、空気下、550℃で1時間焼成した。また、得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径34nm、外表面酸量は0.003mmol/g、酸量は0.14mmol/gであった。
Preparation example 2
To 100 parts by weight of the MFI type zeolite obtained in Preparation Example 1, 43 parts by weight of silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., (trade name) Snowtex N-30G), 4 parts by weight of cellulose, and 20 parts by weight of pure water are added. added and kneaded. Then, the kneaded material was formed into a columnar compact having a diameter of 3 mm. After drying this at 100° C. overnight, it was formed into a columnar compact having a length of 4.5 to 7.5 mm (average length of 6.0 mm). This was calcined at 550° C. for 1 hour under air. The obtained MFI-type zeolite had an average particle size of 34 nm, an outer surface acid amount of 0.003 mmol/g, and an acid amount of 0.14 mmol/g.
実施例1
調製例2により得られたMFI型ゼオライト成形体100gを、酢酸亜鉛15.9g、酢酸銅(II)一水和物1.2g、イオン交換水100mlからなる水溶液に30分間浸漬させた。成形体を濾別後、10℃/minの昇温速度で110℃まで昇温し一晩乾燥させた後、空気流通下550℃で5時間焼成を行い、亜鉛-銅含有MFI型ゼオライトを得た。得られた亜鉛-銅含有MFI型ゼオライトの亜鉛含有量は3.0重量%、銅含有量は0.5重量%であり、外表面酸量は0.003mmol/g、酸量は0.08mmol/gであった。
Example 1
100 g of the MFI-type zeolite compact obtained in Preparation Example 2 was immersed in an aqueous solution consisting of 15.9 g of zinc acetate, 1.2 g of copper (II) acetate monohydrate, and 100 ml of deionized water for 30 minutes. After the compact was separated by filtration, it was heated to 110°C at a heating rate of 10°C/min, dried overnight, and then calcined at 550°C for 5 hours under air flow to obtain a zinc-copper-containing MFI zeolite. rice field. The resulting zinc-copper-containing MFI zeolite had a zinc content of 3.0% by weight, a copper content of 0.5% by weight, an outer surface acid amount of 0.003 mmol/g, and an acid amount of 0.08 mmol. /g.
得られた亜鉛-銅含有ゼオライトを含む炭化水素製造用触媒を調製し、上記に従い炭化水素の製造を行うと共に、触媒の耐久試験を行った。耐久試験1回目と12回目の反応の間の各生成成分の平均収率を表1に示す。1回目におけるエタンの平均収率は15.6重量%であり、ベンゼンの平均収率は13.8重量%、12回目におけるエタンの平均収率は11.2重量%と高収率を維持したものであり、ベンゼンの平均収率は14.7重量%であった。耐久試験後の亜鉛含有量は1.3重量%、銅含有量は0.5重量%であった。亜鉛残存率は43%であり、亜鉛の揮散が抑制され、長期にわたり高い触媒活性と軽質炭化水素化合物と芳香族化合物のバランスに優れた選択性を維持する触媒であった。それぞれの結果を表1に示す。また、耐久試験1回目と12回目の試験結果による触媒寿命、触媒活性と生成化合物のバランスを相対的に示すグラフを表2に示す。 A hydrocarbon-producing catalyst containing the obtained zinc-copper-containing zeolite was prepared, and the hydrocarbons were produced according to the above method, and the durability test of the catalyst was carried out. Table 1 shows the average yields of each product between the first and twelfth reactions of the durability test. The average yield of ethane in the first cycle was 15.6% by weight, the average yield of benzene was 13.8% by weight, and the average yield of ethane in the 12th cycle was 11.2% by weight, maintaining high yields. , and the average yield of benzene was 14.7% by weight. After the endurance test, the zinc content was 1.3% by weight and the copper content was 0.5% by weight. The zinc residual ratio was 43%, and the zinc volatilization was suppressed, and it was a catalyst that maintained high catalytic activity and excellent selectivity in balance between light hydrocarbon compounds and aromatic compounds over a long period of time. Each result is shown in Table 1. In addition, Table 2 shows a graph relatively showing the balance between catalyst life, catalyst activity and produced compounds according to the results of the 1st and 12th endurance tests.
実施例2
調製例2により得られたMFI型ゼオライト成形体100gを、酢酸亜鉛15.9g、硝酸コバルト六水和物2.3g、イオン交換水100mlからなる水溶液に30分間浸漬させた。成形体を濾別後、10℃/minの昇温速度で110℃まで昇温し一晩乾燥させた後、空気流通下550℃で5時間焼成を行い、亜鉛-コバルト含有MFI型ゼオライトを得た。得られた亜鉛-コバルト含有MFI型ゼオライトの亜鉛含有量は3.0重量%、コバルト含有量は0.5重量%であり、外表面酸量は0.003mmol/g、酸量は0.09mmol/gであった。
Example 2
100 g of the MFI-type zeolite compact obtained in Preparation Example 2 was immersed in an aqueous solution of 15.9 g of zinc acetate, 2.3 g of cobalt nitrate hexahydrate, and 100 ml of deionized water for 30 minutes. After the compact was separated by filtration, it was heated to 110°C at a rate of 10°C/min, dried overnight, and then calcined at 550°C for 5 hours under air circulation to obtain a zinc-cobalt-containing MFI zeolite. rice field. The resulting zinc-cobalt-containing MFI zeolite had a zinc content of 3.0% by weight, a cobalt content of 0.5% by weight, an outer surface acid amount of 0.003 mmol/g, and an acid amount of 0.09 mmol. /g.
得られた亜鉛-コバルト含有ゼオライト含む炭化水素製造用触媒を調製し、上記に従い炭化水素の製造を行うと共に、耐久試験を行った。耐久試験1回目と12回目の反応の間の各生成成分の平均収率を表1に示す。1回目におけるエタンの平均収率は14.7重量%であり、ベンゼンの平均収率は12.3重量%、12回目におけるエタンの平均収率は10.4重量%と高収率を維持したものであり、ベンゼンの平均収率は13.7重量%であった。耐久試験後の亜鉛含有量は1.2重量%、コバルト含有量は0.5重量%であった。亜鉛残存率は40%であり、亜鉛の揮散が抑制され、長期にわたり高い触媒活性と軽質炭化水素化合物と芳香族化合物のバランスに優れた選択性を維持する選択性を有する触媒であった。それぞれの結果を表1に示す。また、耐久試験1回目と12回目の試験結果による触媒寿命、触媒活性と生成化合物のバランスを相対的に示すグラフを表2に示す。 A hydrocarbon-producing catalyst containing the obtained zinc-cobalt-containing zeolite was prepared, and a durability test was conducted while producing hydrocarbons according to the above. Table 1 shows the average yields of each product between the first and twelfth reactions of the durability test. The average yield of ethane in the first cycle was 14.7% by weight, the average yield of benzene was 12.3% by weight, and the average yield of ethane in the 12th cycle was 10.4% by weight, maintaining high yields. and the average yield of benzene was 13.7% by weight. After the endurance test, the zinc content was 1.2% by weight and the cobalt content was 0.5% by weight. The zinc residual rate was 40%, and the zinc volatilization was suppressed, and the catalyst had selectivity that maintained high catalytic activity and excellent selectivity in balance between light hydrocarbon compounds and aromatic compounds over a long period of time. Each result is shown in Table 1. In addition, Table 2 shows a graph relatively showing the balance between catalyst life, catalyst activity and produced compounds according to the results of the 1st and 12th endurance tests.
実施例3
調製例2により得られたMFI型ゼオライト成形体100gを、酢酸亜鉛15.9g、硝酸ニッケル六水和物2.3g、イオン交換水100mlからなる水溶液に30分間浸漬させた。成形体を濾別後、10℃/minの昇温速度で110℃まで昇温し一晩乾燥させた後、空気流通下550℃で5時間焼成を行い、亜鉛-ニッケル含有MFI型ゼオライトを得た。得られた亜鉛-ニッケル含有MFI型ゼオライトの亜鉛含有量は3.0重量%、ニッケル含有量は0.4重量%であり、外表面酸量は0.003mmol/g、酸量は0.09mmol/gであった。
Example 3
100 g of the MFI-type zeolite compact obtained in Preparation Example 2 was immersed in an aqueous solution of 15.9 g of zinc acetate, 2.3 g of nickel nitrate hexahydrate and 100 ml of deionized water for 30 minutes. After the compact was separated by filtration, the temperature was raised to 110°C at a rate of 10°C/min, dried overnight, and then calcined at 550°C for 5 hours under air flow to obtain a zinc-nickel-containing MFI zeolite. rice field. The resulting zinc-nickel-containing MFI zeolite had a zinc content of 3.0% by weight, a nickel content of 0.4% by weight, an outer surface acid amount of 0.003 mmol/g, and an acid amount of 0.09 mmol. /g.
得られた亜鉛-ニッケル含有ゼオライト含む炭化水素製造用触媒を調製し、上記に従い炭化水素の製造を行うと共に、耐久試験を行った。耐久試験1回目と12回目の反応の間の各生成成分の平均収率を表1に示す。1回目におけるエタンの平均収率は14.6重量%であり、ベンゼンの平均収率は13,2重量%、12回目におけるエタンの平均収率は9.5重量%と高収率を維持したものであり、ベンゼンの平均収率は14.3重量%であった。耐久試験後の亜鉛含有量は1.2重量%、ニッケル含有量は0.4重量%であった。亜鉛残存率は40%であり、亜鉛の揮散が抑制され、長期にわたり高い触媒活性と軽質炭化水素化合物と芳香族化合物のバランスに優れた選択性を維持する選択性を有する触媒であった。それぞれの結果を表1に示す。また、耐久試験1回目と12回目の試験結果による触媒寿命、触媒活性と生成化合物のバランスを相対的に示すグラフを表2に示す。 A hydrocarbon-producing catalyst containing the obtained zinc-nickel-containing zeolite was prepared, and a durability test was conducted while producing hydrocarbons according to the above. Table 1 shows the average yields of each product between the first and twelfth reactions of the durability test. The average yield of ethane in the first cycle was 14.6% by weight, the average yield of benzene was 13.2% by weight, and the average yield of ethane in the 12th cycle was 9.5% by weight, maintaining high yields. and the average yield of benzene was 14.3% by weight. After the endurance test, the zinc content was 1.2% by weight and the nickel content was 0.4% by weight. The zinc residual rate was 40%, and the zinc volatilization was suppressed, and the catalyst had selectivity that maintained high catalytic activity and excellent selectivity in balance between light hydrocarbon compounds and aromatic compounds over a long period of time. Each result is shown in Table 1. In addition, Table 2 shows a graph relatively showing the balance between catalyst life, catalyst activity and produced compounds according to the results of the 1st and 12th endurance tests.
比較例1
調製例2により得られたMFI型ゼオライト成形体100gを、酢酸亜鉛15.9g、イオン交換水100mlからなる水溶液に30分間浸漬させた。成形体を濾別後、10℃/minの昇温速度で110℃まで昇温し一晩乾燥させた後、空気流通下550℃で5時間焼成を行い、亜鉛含有MFI型ゼオライトを得た。得られた亜鉛含有MFI型ゼオライトの亜鉛含有量は3.1重量%であり、外表面酸量は0.003mmol/g、酸量は0.08mmol/gであった。
Comparative example 1
100 g of the MFI-type zeolite compact obtained in Preparation Example 2 was immersed in an aqueous solution of 15.9 g of zinc acetate and 100 ml of deionized water for 30 minutes. After the compact was separated by filtration, the temperature was raised to 110°C at a rate of 10°C/min, dried overnight, and then calcined at 550°C for 5 hours under air flow to obtain a zinc-containing MFI zeolite. The resulting zinc-containing MFI zeolite had a zinc content of 3.1% by weight, an outer surface acid amount of 0.003 mmol/g, and an acid amount of 0.08 mmol/g.
得られた亜鉛含有ゼオライト含む炭化水素製造用触媒を調製し、上記に従い炭化水素の製造を行うと共に、耐久試験を行った。耐久試験1回目と12回目の反応の間の各生成成分の平均収率を表1に示す。1回目におけるエタンの平均収率は15.9重量%であり、ベンゼンの平均収率は13.1重量%、12回目におけるエタンの平均収率は7.6重量%と低下したものであり、ベンゼンの平均収率は14.8重量%であった。耐久試験後の亜鉛含有量は0.73重量%であった。亜鉛残存率は22%であり、亜鉛の揮散が顕著に進行し、触媒寿命の点で劣る触媒であった。それぞれの結果を表1,2に示す。 A hydrocarbon-producing catalyst containing the obtained zinc-containing zeolite was prepared, and a durability test was conducted while producing hydrocarbons according to the above. Table 1 shows the average yields of each product between the first and twelfth reactions of the durability test. The average yield of ethane in the first cycle was 15.9% by weight, the average yield of benzene was 13.1% by weight, and the average yield of ethane in the 12th cycle was 7.6% by weight. The average yield of benzene was 14.8% by weight. The zinc content after the durability test was 0.73% by weight. The zinc residual rate was 22%, and the volatilization of zinc proceeded remarkably, making the catalyst inferior in terms of catalyst life. Tables 1 and 2 show the respective results.
比較例2
調製例2により得られたMFI型ゼオライト成形体100gを、酢酸亜鉛15.9g、酢酸銅(II)一水和物4.8g、イオン交換水100mlからなる水溶液に30分間浸漬させた。成形体を濾別後、10℃/minの昇温速度で110℃まで昇温し一晩乾燥させた後、空気流通下550℃で5時間焼成を行い、亜鉛-銅含有MFI型ゼオライトを得た。得られた亜鉛-銅含有MFI型ゼオライトの亜鉛含有量は2.9重量%、銅含有量は1.8重量%であり、外表面酸量は0.003mmol/g、酸量は0.08mmol/gであった。
Comparative example 2
100 g of the MFI-type zeolite compact obtained in Preparation Example 2 was immersed in an aqueous solution consisting of 15.9 g of zinc acetate, 4.8 g of copper (II) acetate monohydrate, and 100 ml of deionized water for 30 minutes. After the compact was separated by filtration, it was heated to 110°C at a heating rate of 10°C/min, dried overnight, and then calcined at 550°C for 5 hours under air flow to obtain a zinc-copper-containing MFI zeolite. rice field. The resulting zinc-copper-containing MFI zeolite had a zinc content of 2.9% by weight, a copper content of 1.8% by weight, an outer surface acid amount of 0.003 mmol/g, and an acid amount of 0.08 mmol. /g.
得られた亜鉛-銅含有ゼオライト含む炭化水素製造用触媒を調製し、上記に従い炭化水素の製造を行うと共に、耐久試験を行った。耐久試験1回目と12回目の反応の間の各生成成分の平均収率を表1に示す。1回目におけるエタンの平均収率は13.0重量%と低いものであり、ベンゼンの平均収率は15.7重量%、12回目におけるエタンの平均収率は8.5重量%と更に低下したものであり、ベンゼンの平均収率は14.1重量%であった。耐久試験後の亜鉛含有量は1.3重量%、銅含有量は1.8重量%であった。亜鉛残存率は41%であり、亜鉛の揮散は抑制されるものの、エタン収率が総じて低く、選択性の点で劣る触媒であった。それぞれの結果を表1,2に示す。 A hydrocarbon-producing catalyst containing the obtained zinc-copper-containing zeolite was prepared, and a durability test was conducted while producing hydrocarbons according to the above. Table 1 shows the average yields of each product between the first and twelfth reactions of the durability test. The average yield of ethane in the first cycle was as low as 13.0% by weight, the average yield of benzene was 15.7% by weight, and the average yield of ethane in the 12th cycle was further reduced to 8.5% by weight. , and the average yield of benzene was 14.1% by weight. After the endurance test, the zinc content was 1.3% by weight and the copper content was 1.8% by weight. The zinc residual rate was 41%, and although the volatilization of zinc was suppressed, the ethane yield was generally low, and the catalyst was inferior in terms of selectivity. Tables 1 and 2 show the respective results.
本発明のMFI型ゼオライトは、例えば炭化水素製造用触媒とした際に軽質炭化水素化合物と芳香族化合物を同時に製造する際に、それぞれの生産性に優れると共に安定した製造方法とすることが可能となり、その産業的価値は極めて高いものである。 When the MFI-type zeolite of the present invention is used as a catalyst for hydrocarbon production, for example, when light hydrocarbon compounds and aromatic compounds are produced at the same time, it is possible to achieve excellent productivity and a stable production method for each. , its industrial value is extremely high.
Claims (7)
(i)ゼオライトに対し亜鉛を0.05~5重量%含有する。
(ii)第8~11族元素に属する1種以上の金属を含有し、その含有量である該金属/亜鉛(重量比)が0.1~0.5である。
(iii)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、該ピークの半値幅(hw)がhw≦20nm、該ピークの中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmであり、該ピークに相当するメソ細孔のメソ細孔容積(pv)が0.05ml/g≦pvであるメソ細孔群を有する。
(iv)回折角を2θとした粉末X線回折測定において0.1~3度の範囲にピークを有さない。
(v)平均粒子径(PD)がPD≦100nmである。
(vi)外表面酸量が0.01mmol/g以下である。
(vii)酸量が0.02~0.85mmol/gである。 An MFI-type zeolite characterized by satisfying the following properties (i) to (vii).
(i) Zinc is contained in an amount of 0.05 to 5% by weight based on the zeolite.
(ii) It contains one or more metals belonging to Groups 8 to 11, and the metal/zinc content (weight ratio) is 0.1 to 0.5.
(iii) The mesopore distribution curve has a peak, the half width (hw) of the peak is hw≦20 nm, and the central value (μ) of the peak is 10 nm≦μ≦20 nm, corresponding to the peak It has a mesopore group with a mesopore volume (pv) of 0.05 ml/g≦pv.
(iv) It does not have a peak in the range of 0.1 to 3 degrees in powder X-ray diffraction measurement with a diffraction angle of 2θ.
(v) The average particle diameter (PD) is PD≦100 nm.
(vi) The outer surface acid content is 0.01 mmol/g or less.
(vii) acid amount is 0.02 to 0.85 mmol/g;
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