JP2601866B2 - アルキレーション反応用固体酸触媒 - Google Patents

アルキレーション反応用固体酸触媒

Info

Publication number
JP2601866B2
JP2601866B2 JP63073410A JP7341088A JP2601866B2 JP 2601866 B2 JP2601866 B2 JP 2601866B2 JP 63073410 A JP63073410 A JP 63073410A JP 7341088 A JP7341088 A JP 7341088A JP 2601866 B2 JP2601866 B2 JP 2601866B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
sulfate
solid acid
alkylation reaction
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63073410A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01245854A (ja
Inventor
俊夫 清水
俊二 北田
野島  繁
哲也 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cosmo Oil Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Cosmo Oil Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cosmo Oil Co Ltd, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Cosmo Oil Co Ltd
Priority to JP63073410A priority Critical patent/JP2601866B2/ja
Publication of JPH01245854A publication Critical patent/JPH01245854A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2601866B2 publication Critical patent/JP2601866B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は第IV族の複合金属化合物を担体とする強酸点
を有する新規なイソパラフイン、特にイソブタンのオレ
フインによるアルキレーシヨン反応用固体酸触媒に関す
るものである。
〔従来の技術〕
イソブタンのオレフインによるアルキレーシヨン反応
は、軽質炭化水素の重質化反応、すなわち自動車燃料に
適した高オクタン価のガソリン留分への転換技術とし
て、石油精製業界においては重要な技術であり広く実施
されている。
アルキレーシヨン反応は一般に、工業的には硫酸ある
いはふつ化水素酸を触媒として用いる方法がほとんどで
あるが、これらの方法は原料もしくは生成物および触媒
とも液体である均一系反応方式であるため、反応生成物
と触媒の分離工程を必要とし、非常に不経済である。ま
た、廃酸処理の問題、触媒の取り扱いの困難さ、毒性あ
るいは腐食性の問題等があり、必ずしも工業的に十分な
技術とは言い難い。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述したイソパラフインのオレフインによるアルキレ
ーシヨン反応に使用している液体触媒にみられる問題を
解消するため、過去においてアルキレーシヨン反応に活
性のある固体酸触媒の研究例が一部見られる。
例えば特開昭51−63386にはルイス酸担持グラフアイ
ト含有炭素系、特公昭57−3650には巨大網目構造の酸難
カチオン交換樹脂系、U.S.P.3,251,902、4,377,721、3,
655,813、特開昭51−68501には結晶性アルミノシリケー
トゼオライト系、あるいは特公昭59−6181、59−40056
にはジルコニアおよび酸化鉄系等があげられる。しか
し、これらの固体酸触媒は生成物のアルキレート収率が
低い、アルキレートのオクタン価が低い、オレフインの
重合反応が併発する、あるいは活性劣化が大きい等の理
由から未だ実用化には至つていない。
これらのことから、アルキレーシヨン活性の大きい、
かつその生成物のオクタン価の高い、また触媒寿命の長
い固体酸触媒の出現がまたれている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは前記従来技術の問題点を解決するため鋭
意検討した結果、アルキレーシヨン活性および選択性に
優れた固体酸触媒を見出し、本発明を完成するに到達し
たものである。
すなわち、本発明は周期律表第IV族の金属の少なくと
も2種以上の金属の複合金属水酸化物もしくは複合金属
酸化物からなる担体に、硫酸根もしくは硫酸根の前駆物
質を含有させ、焼成安定化してなるイソブタンのオレフ
インによるアルキレーシヨン反応用固体酸触媒であり、
該触媒はイソブタンのオレフインによるアルキレーシヨ
ン反応に高活性を示し、該アルキレーシヨン反応生成物
のうちオクタン価の高い炭化水素であるトリメチルペン
タン(TMP)の選択性に優れているという特長を有す
る。
〔作 用〕
本発明で用いる担体のIV族金属の複合水酸化物もしく
は複合酸化物は、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、
ケイ素(Si)およびスズ(Sn)から選択される少なくと
も2種以上の複合水酸化物もしくは複合酸化物を指す。
これらの複合水酸化物もしくは複合酸化物IV族金属塩の
水溶液へのアンモニア水等のアルカリ添加によつて沈殿
する複合水酸化物、もしくは熱分解によつて生成する複
合酸化物等、通常用いられる方法によつて得られる。
硫酸根もしくは硫酸根の前駆物質とは、硫酸(H2S
O4)、硫酸アンモニウム〔(NH42SO4〕、亜硫酸アン
モニウム〔(NH42SO3〕、硫酸水素アンモニウム〔(N
H4)HSO4〕、塩化スルフリル(SO2Cl2)等を指すが、好
ましくは硫酸、硫酸アンモニウムおよび塩化スルフリル
が適している。この硫酸根を含有させる方法について
は、一例をあげれば、乾燥したIV族金属の複合水酸化物
もしくは複合酸化物をその1〜10重量倍の0.01〜10モル
濃度、好ましくは0.1〜5モル濃度の硫酸根含有水溶液
に浸漬もしくは流下等により、接触させて処理する方法
があげられる。
また本発明触媒は、硫酸根もしくは硫酸根前駆物質を
混合する前に50〜550℃、好ましくは100〜400℃の温度
で1〜24時間空気焼成を行なつても構わないが、本発明
によれば硫酸根もしくは硫酸根前駆物質による処理を行
なつた後は400〜800℃、好ましくは450〜700℃で0.5〜1
0時間焼成安定化することが必要である。
上記製造方法で製造された触媒は、反応条件下にイソ
パラフインをオレフインと共に接触させることにより、
優れたアルキレーシヨン反応活性を有する。アルキレー
シヨン反応に適当なイソパラフインとしては、イソブタ
ン(i−C4H10)が好ましく、オレフインとしては2〜
6個の炭素数を有するもの、好ましくは2〜4個の炭素
数を有するオレフイン、すなわちエチレン(C2H4)、プ
ロピレン(C3H6)、ブテン(C4H8)が適している。
本発明の触媒を使用するアルキレーシヨン反応の適当
な反応条件は、原料および反応方式に依存する。反応は
液相において行なうのが好ましく、したがつて反応圧力
は1〜60バールが適当である。
また、反応温度は−40〜200℃好ましくは−20〜120℃
が適している。供給する原料のイソブタン/オレフイン
比は1/1〜200/1(wt/wt)が適当であり、オレフイン濃
度が高くなり過ぎるとオレフインの重合が多くなり、本
来の目的とアルキレーシヨン反応を阻害するおそれがあ
る。
このようにして得られた反応生成物のアルキレート
は、C8成分、特にトリメチルペンタンへの選択性に著し
く優れている。
本発明を以下の実施例にてさらに詳細に説明する。
実施例1 市販オキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H2O)2kgと
四塩化チタン(TiCl4)1.18kgを純水15に溶解させ、
撹拌しながらアンモニア水をpH10になるまで徐々に適下
し、生成した水酸化ジルコニウム・水酸化チタン〔Zr
(OH)・Ti(OH)〕複合水酸化物を一昼夜熟成後、
ろ過、洗浄、真空乾燥(110℃)して白色粉末約1500gを
得た。
この複合水酸化物を1モル濃度の硫酸7中に導入、
過剰の硫酸をろ過した後、乾燥し550℃で3時間焼成し
て、触媒A〔SO4/ZrO2・TiO2:(ZrO2:TiO2=50:50モル
比)〕を得た。
ベンゼン溶解中でのハメツト指示薬を用いた滴定法に
よる酸強度の測定結果を表1に示す。
実施例2 実施例1と同様な試薬を用いて、Zr(OH)4:Ti(OH)
=80:20,30:70(モル比)となるような複合水酸化物
を調製し、実施例1と同様な方法にて硫酸処理し、さら
に、乾燥し550℃で3時間焼成して、触媒B、触媒Cを
得た。また、実施例1で得られた硫酸処理した複合水酸
化物を500℃,600℃で3時間焼成して触媒D、触媒Eを
得た。ハメツト指示薬を用いていた滴定法による酸強度
の測定結果を表1に示す。
実施例3 市販のオキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2・8H2O)と塩
化スズ(SnCl2)を純水に溶解させpH8.0になるまでアン
モニア水を滴下に共沈殿物を生成させ、熟成、ろ過、洗
浄および乾燥してZr(OH)・Sn(OH)の複合水酸化
物を得た。また、オキシ塩化ジルコニウムとシリカゾル
を純水に溶解させ、pH8.0になるまでNH3水溶液を滴下し
て共沈殿物を生成させ、熟成ろ過、洗浄および乾燥して
Zr(OH)・Si(OH)の複合水酸化物を得る。
これらのZr(OH)・Sn(OH)(50:50モル比)、Z
r(OH)・Si(OH)(50:50モル比)を実施例1と同
様な方法で硫酸処理して、乾燥、焼成(550℃,3時間)
し、触媒F、Gを得た。酸強度の測定結果を表1に示
す。
実施例4 実施例1と同様な方法で調製したZr(OH)・Ti(O
H)複合水酸化物〔Zr(OH)・Ti(OH)=50:50モ
ル比〕を0.5モル濃度の亜硫酸アンモニウム溶液〔(N
H42SO3〕または、塩化スルフリルに浸漬し、過剰分を
ろ過した後、乾燥し、550℃で3時間焼成し触媒H、I
を得た。酸強度の測定結果を表1に示す。
比較例1 オキシ塩化ジルコニウム水溶液にアンモニア水を滴下
して得たZr(OH)を1モル濃度の硫酸中に導入し、ろ
過、乾燥後、550℃で焼成し触媒Jを得た。酸強度の測
定結果を表1に示す。
比較例2 実施例1と同様な方法で調製したZr(OH)・Ti(O
H)複合水酸化物を550℃で3時間焼成した触媒Kを得
た。酸強度測定結果を表1に示す。
表1より、硫酸根または硫酸根の前駆物質を含有した
2種以上のIV族金属の複合水酸化物もしくは複合酸化物
を焼成安定化することによつて得られる触媒は酸度関数
(H0)が−12.7より強い酸強度を有する固体酸触媒とな
つていることがわかる。
〔実験例1〕 実験例1〜4、比較例1、2の手法にて調製した触媒
A〜触媒Kを使用して、固定床、加圧液相流通式でアル
キレーシヨン反応を行つた。
反応方法は、まず所定量の乾燥した触媒を16〜28メツ
シユに成型してリアクターに充填した。前処理として、
空気を400℃,3h供給後窒素に切り換え、所定温度、所定
圧力に設定する。次に窒素の供給をストツプし、所定比
に混合したイソブタン(i−C4)とシス−2−ブテン
(cis−2−C4 )の原料液を触媒上に所定流量にて供
給する。リアクター出口液組成の分析は液サンプラーを
用いることにより随時ガスクロマトグラフにて分析し、
出口リアクター組成を経時的に求めた。
アルキレーシヨン反応の反応条件は次のとおりであ
る。
反応温度:0℃ 反応圧力:30kg/cm2G WHSV(原料):10h-1 i−C4/cis−2−C4=:100wt/wt 触媒量:10g 原料供給後1h後、30h後の生成物の分析結果を表2に
示す。表2において、転化率、収率および選択率はそれ
ぞれの次の数式で定義する。
〔実験例2〕 実施例1の手法で調製した触媒Aを使用して種々の反
応条件にて、イソブタンのcis−2−C4 によるアルキ
レーシヨン反応を行つた。反応方法は実験例1で示した
方法と同様の方法で行つた。原料供給30h後の活性評価
結果を表3に示す。
〔実験例3〕 四塩化チタンの水溶液、塩化スズの水溶液にpH8.0に
なるまでアンモニア水を滴下して共沈殿物を生成させ、
熟成、ろ過、洗浄及び乾燥してTi(OH)・Sn(OH)
の複合水酸化物を調製し、実施例1と同様な方法で硫酸
処理し、さらに乾燥し、550℃で3時間焼成して触媒L
を調製した。
この触媒Lを用い実験例1と同様な方法、条件でアル
キレーシヨン反応試験を行なつた。
反応供給1h後の生成物の分析結果は次の通りである。
オレフイン転化率 100% C5 +収率 172% C8/C5 +選択率 56% TMP/C8選択率 62% 〔発明の効果〕 表2、表3の活性試験結果から、本発明の触媒はC8
よびトリメチルペンタン(TMP)の選択性に優れかつ長
寿命であることから、アルキレーシヨン反応用触媒とし
て有効であることが判明した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 哲也 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−153141(JP,A) 特開 昭60−132650(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周期律表第IV族の金属の少なくとも2種以
    上の金属の複合金属水酸化物もしくは複合金属酸化物か
    らなる担体に、硫酸根もしくは硫酸根の前駆物質を含有
    させ、焼成安定化してなることを特徴とするイソブタン
    のオレフインによるアルキレーシヨン反応用固体酸触
    媒。
  2. 【請求項2】IV族金属がチタン、ジルコニウム、ケイ
    素、スズから選択される少なくとも2種以上の金属の複
    合金属水酸化物もしくは複合金属酸化物からなる特許請
    求の範囲第1項記載の固体酸触媒。
  3. 【請求項3】硫酸根もしくは硫酸根の前駆物質が硫酸、
    硫酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、硫酸水素アン
    モニウム、塩化スルフリルから選択される少なくとも一
    種の物質からなる特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の固体酸触媒。
  4. 【請求項4】焼成安定化を400〜800℃の温度で行なう特
    許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の固体酸
    触媒。
JP63073410A 1988-03-29 1988-03-29 アルキレーション反応用固体酸触媒 Expired - Fee Related JP2601866B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63073410A JP2601866B2 (ja) 1988-03-29 1988-03-29 アルキレーション反応用固体酸触媒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63073410A JP2601866B2 (ja) 1988-03-29 1988-03-29 アルキレーション反応用固体酸触媒

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01245854A JPH01245854A (ja) 1989-10-02
JP2601866B2 true JP2601866B2 (ja) 1997-04-16

Family

ID=13517398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63073410A Expired - Fee Related JP2601866B2 (ja) 1988-03-29 1988-03-29 アルキレーション反応用固体酸触媒

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2601866B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5214017A (en) * 1991-11-27 1993-05-25 Sun Company, Inc. (R&M) Solid-acid alkylation catalyst compositions for alkylation processes
US5212136A (en) * 1991-11-27 1993-05-18 Sun Company, Inc (R&M) Solid-acid alkylation catalyst compositions for alkylation processes
EP0584006B1 (fr) * 1992-08-20 1996-06-05 Institut Francais Du Petrole Procédé d'alkylation de paraffines
US5493067A (en) * 1993-11-12 1996-02-20 Sun Company, Inc. (R&M) Solid superacid alkylation catalyst compositions and alkylation method using the same
US5491278A (en) * 1993-11-12 1996-02-13 Sun Company, Inc. (R&M) Alkylation process using solid superacid catalyst liquid phase
CN106631655B (zh) * 2015-10-28 2019-05-21 中国石油化工股份有限公司 一种烷基化反应方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60132650A (ja) * 1983-12-19 1985-07-15 Agency Of Ind Science & Technol 低級オレフインならびに分枝炭化水素合成用触媒
JPS61153141A (ja) * 1984-12-26 1986-07-11 Res Assoc Util Of Light Oil 固体酸触媒の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01245854A (ja) 1989-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2566814B2 (ja) 炭化水素転化用固体酸触媒及びその製造方法
EP0174836A2 (en) Solid strong acid catalyst
JP2587446B2 (ja) アルキル化用固体酸触媒
EP0441430A1 (en) Catalytic dehydrogenation of C2-C5 paraffins
JP2601866B2 (ja) アルキレーション反応用固体酸触媒
JPS61263932A (ja) 炭化水素類の異性化方法
JP2610490B2 (ja) アルキル化反応用固体酸触媒
JP3251313B2 (ja) アルミナ系固体酸触媒の製造法
JPS61242641A (ja) アルキル化反応用固体酸触媒
JPS61153140A (ja) 固体酸触媒の製造方法
GB2200302A (en) Oligomerization catalyst
JP3734542B2 (ja) 固体酸触媒及びその製造方法
JPH0529506B2 (ja)
JPS596181B2 (ja) 固体酸触媒
JP3568372B2 (ja) 固体酸触媒の製造方法
JPS61183230A (ja) 2,2,3−トリメチルペンタンに富む留分の製造方法
RU2022954C1 (ru) Способ получения алкилбензина и изобутана
JP2000169863A (ja) 炭化水素の異性化方法
JPH09290160A (ja) 軽質パラフィンの異性化触媒とその使用法
US5925801A (en) Process for preparing high-octane gasoline components, and a catalyst
JPH1045640A (ja) アルキル芳香族炭化水素のトランスアルキル化方法
JPH10167995A (ja) トルエンのメチル化によるキシレン類の製造方法
JP2000300992A (ja) イソアルカンのアルキル化用触媒とこれを用いたイソアルカンのアルキル化方法
JP3328438B2 (ja) 固体酸触媒の製造方法
JPH0460588B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees