JP2905488B2 - オレフィン不均化用の触媒系および該触媒系を用いる方法 - Google Patents
オレフィン不均化用の触媒系および該触媒系を用いる方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、オレフィンの不均化方法に触媒系として使
用するのに適した組成物に関する。さらに本発明は、こ
の種の組成物の製造方法およびこれら組成物を触媒とし
て使用するオレフィンの不均化方法に関する。より詳細
には本発明は、アルミナキャリヤ上に支持された酸化モ
リブデンを含有するオレフィン不均化触媒に関するもの
である。
用するのに適した組成物に関する。さらに本発明は、こ
の種の組成物の製造方法およびこれら組成物を触媒とし
て使用するオレフィンの不均化方法に関する。より詳細
には本発明は、アルミナキャリヤ上に支持された酸化モ
リブデンを含有するオレフィン不均化触媒に関するもの
である。
[従来の技術] この種の触媒系は、たとえばJ.Catalysis,Vol.33,p.8
3−90(1974);J,Catalysis,Vol.70,p364−374(198
1);J.Mol.Catalysis,Vol.15,p.157−172及び173−185;
Bull.Jap.Petroleum Institute,Vol.18(2)p.162−16
6(1976)Bull.Chem.Soc.Japan,Vol.50(4),p.998−1
002(1977)Chemtech,Feb.1986,p.112−117から公知で
ある。
3−90(1974);J,Catalysis,Vol.70,p364−374(198
1);J.Mol.Catalysis,Vol.15,p.157−172及び173−185;
Bull.Jap.Petroleum Institute,Vol.18(2)p.162−16
6(1976)Bull.Chem.Soc.Japan,Vol.50(4),p.998−1
002(1977)Chemtech,Feb.1986,p.112−117から公知で
ある。
これらの刊行物には、MoO3/Al2O3触媒系の予備処理
によるオレフィン不均化の選択性の向上を目標とした研
究努力が記載されている。この予備処理は、実際上、酸
化モリブデン−アルミナ系に対する例えばK、Cs、Rbお
よびTlのような大型極性化陽イオンの挿入またはたとえ
ば酸化コバルトのような他の補助促進剤の添加および/
または種々異なる温度かつ種々異なるガス雰囲気下にお
ける予め作成された含浸アルミナキャリヤの焼成によっ
て構成される。
によるオレフィン不均化の選択性の向上を目標とした研
究努力が記載されている。この予備処理は、実際上、酸
化モリブデン−アルミナ系に対する例えばK、Cs、Rbお
よびTlのような大型極性化陽イオンの挿入またはたとえ
ば酸化コバルトのような他の補助促進剤の添加および/
または種々異なる温度かつ種々異なるガス雰囲気下にお
ける予め作成された含浸アルミナキャリヤの焼成によっ
て構成される。
不均化の選択性を向上させるべく、低級オレフィン不
均化用のモリブデナ−アルミナ触媒を種々異なる還元温
度にて水素ガスにより種々の程度まで還元することが試
みられた。日本国特許出願公告62−28768号(1987)に
は、三酸化モリブデンを担持した固体複合物を酸素原子
の量がモリブデン1グラム原子当り2.9〜2.2グラム原子
となるような程度まで還元することにより作成された触
媒の存在下にて行なうオレフィンの不均化方法が開示さ
れている。
均化用のモリブデナ−アルミナ触媒を種々異なる還元温
度にて水素ガスにより種々の程度まで還元することが試
みられた。日本国特許出願公告62−28768号(1987)に
は、三酸化モリブデンを担持した固体複合物を酸素原子
の量がモリブデン1グラム原子当り2.9〜2.2グラム原子
となるような程度まで還元することにより作成された触
媒の存在下にて行なうオレフィンの不均化方法が開示さ
れている。
モリブデナ−アルミナ触媒の選択性を向上させるため
の最近の努力は、有機金属誘導体による触媒の活性化に
も向けられ、これはたとえば日本国特許出願公告62−83
043号(1987)およびソビエト特許第1,264,973号にそれ
ぞれ開示されている。
の最近の努力は、有機金属誘導体による触媒の活性化に
も向けられ、これはたとえば日本国特許出願公告62−83
043号(1987)およびソビエト特許第1,264,973号にそれ
ぞれ開示されている。
炭化水素化学に使用すべきモリブデナ−アルミナ触媒
は、これらを用いうる広範囲の反応に鑑み、大きい関心
を集めていることが了解されよう。下記数年間にわたり
広範な研究努力が継続されたが、充分満足しうる不均化
触媒系が提供されていない。この種の所望の触媒系は、
たとえばオレフィン(特に6〜60個の炭素原子を有する
高級オレフィン)の不均化方法のような近代的工業工程
の要求に合致せねばならず、そして望ましくない二量化
反応およびオリゴマー化反応をできるだけ回避しなけれ
ばならない。たとえば18〜24個の炭素原子を有する比較
的狭い範囲の所定割合のオレフィンを製造するこの種の
近代的工業工程は、例えば少なくとも二重結合異性化反
応および不均化反応を含む工程である。
は、これらを用いうる広範囲の反応に鑑み、大きい関心
を集めていることが了解されよう。下記数年間にわたり
広範な研究努力が継続されたが、充分満足しうる不均化
触媒系が提供されていない。この種の所望の触媒系は、
たとえばオレフィン(特に6〜60個の炭素原子を有する
高級オレフィン)の不均化方法のような近代的工業工程
の要求に合致せねばならず、そして望ましくない二量化
反応およびオリゴマー化反応をできるだけ回避しなけれ
ばならない。たとえば18〜24個の炭素原子を有する比較
的狭い範囲の所定割合のオレフィンを製造するこの種の
近代的工業工程は、例えば少なくとも二重結合異性化反
応および不均化反応を含む工程である。
明らかに、かなり広範な研究およい開発努力にも拘ら
ず、当業者は例えば米国特許第3,996,166号から明らか
なように代案触媒系をまだ探求し続けている。
ず、当業者は例えば米国特許第3,996,166号から明らか
なように代案触媒系をまだ探求し続けている。
[発明が解決しようとする課題] したがって本発明の課題は、特に高級オレフィンの不
均化用の改良触媒系を提供することにある。
均化用の改良触媒系を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 研究および実験の結果、驚くべきことに、アルミナ上
に支持された酸化モリブデンを含有するオレフィン不均
化用の触媒系として使用するのに適した組成物が見出さ
れた。この組成物は少なくとも1種のγ−アルミナ形成
剤を硫黄含有化合物および/または燐含有化合物並びに
必要に応じ酸化モリブデンもしくは酸化モリブデン形成
剤と一緒に均質で押出可能な物質となるまで共混練し、
この物質を押出すと共に小粒子に分割し、これら粒子を
乾燥した後に400〜800℃の範囲の温度にて焼成し、得ら
れた粒子の酸化モリブデン形成剤の溶液と必要に応じ硫
黄含有化合物の溶液および必要に応じ燐含有化合物の溶
液とを含浸させ、含浸粒子を乾燥させた後に400〜800℃
の範囲の温度にて焼成し、次いで必要に応じさらに上記
含浸工程を行なうことによって得られ、上記方法におい
てはモリブデン含有化合物と硫黄含有化合物と燐含有化
合物との量を、全最終組成の重量に対し計算してモリブ
デンの全最終含有量が5〜13重量%の範囲となり、硫黄
含有化合物の最終含有量が10重量%までとなりかつ燐含
有化合物の最終含有量が10重量%までとなるように選択
することを特徴とする。
に支持された酸化モリブデンを含有するオレフィン不均
化用の触媒系として使用するのに適した組成物が見出さ
れた。この組成物は少なくとも1種のγ−アルミナ形成
剤を硫黄含有化合物および/または燐含有化合物並びに
必要に応じ酸化モリブデンもしくは酸化モリブデン形成
剤と一緒に均質で押出可能な物質となるまで共混練し、
この物質を押出すと共に小粒子に分割し、これら粒子を
乾燥した後に400〜800℃の範囲の温度にて焼成し、得ら
れた粒子の酸化モリブデン形成剤の溶液と必要に応じ硫
黄含有化合物の溶液および必要に応じ燐含有化合物の溶
液とを含浸させ、含浸粒子を乾燥させた後に400〜800℃
の範囲の温度にて焼成し、次いで必要に応じさらに上記
含浸工程を行なうことによって得られ、上記方法におい
てはモリブデン含有化合物と硫黄含有化合物と燐含有化
合物との量を、全最終組成の重量に対し計算してモリブ
デンの全最終含有量が5〜13重量%の範囲となり、硫黄
含有化合物の最終含有量が10重量%までとなりかつ燐含
有化合物の最終含有量が10重量%までとなるように選択
することを特徴とする。
「γ−アルミナ形成剤」と言う用語は、触媒の焼成およ
び使用温度にて不可逆的に主としてγ−アルミナ相を形
成しうる任意のアルミナ出発物質を意味する。
び使用温度にて不可逆的に主としてγ−アルミナ相を形
成しうる任意のアルミナ出発物質を意味する。
本発明の触媒系に対するアルミナ出発物質は好ましく
はシュード−ベーマイト型であって、式Al2O3・xH2O
(ここでxは1.3〜1.8の範囲である)により示すことが
できかつ触媒系の作成に際し大部分がγ−アルミナまで
変換される。
はシュード−ベーマイト型であって、式Al2O3・xH2O
(ここでxは1.3〜1.8の範囲である)により示すことが
できかつ触媒系の作成に際し大部分がγ−アルミナまで
変換される。
この種のシュード−ベーマイト型アルミナは、当業界
で知られた各種の製造方法によって得ることができる。
で知られた各種の製造方法によって得ることができる。
本発明による触媒系のより好適な具体例によれば、シ
ュード−ベーマイト型アルミナの混合物を用いて、組成
物で生じうる変動を防止すると共にできるだけ一定純度
の出発物質に到達させる。
ュード−ベーマイト型アルミナの混合物を用いて、組成
物で生じうる変動を防止すると共にできるだけ一定純度
の出発物質に到達させる。
適するアルミナ出発物質の例は市販のPural(登録商
標)およびVersal(登録商標)アルミナ粉末であって、
これらは酢酸および/または硝酸で解膠される。
標)およびVersal(登録商標)アルミナ粉末であって、
これらは酢酸および/または硝酸で解膠される。
主成分としてγ−アルミナを含有する本発明の最終触
媒系の典型例は、≧150cm2/gの表面積と狭い孔寸法分布
(narrow pore size distribution)と6〜20nmの範囲
の平均孔径と0.40〜0.80ml/gの範囲の水細孔容積(wate
r pore volume)とを有する。
媒系の典型例は、≧150cm2/gの表面積と狭い孔寸法分布
(narrow pore size distribution)と6〜20nmの範囲
の平均孔径と0.40〜0.80ml/gの範囲の水細孔容積(wate
r pore volume)とを有する。
γ−アルミナについて示す表面積は全てASTM D−3663
にしたがう窒素吸着法により測定され、水細孔容積およ
び孔径(水銀ポロシメトリーによる)は後記するように
決定される。
にしたがう窒素吸着法により測定され、水細孔容積およ
び孔径(水銀ポロシメトリーによる)は後記するように
決定される。
「酸化モリブデン形成剤」と言う用語は、不均化用触
媒系の最終的焼成および/または使用の条件下で最終触
媒組成物中に酸化モリブデンを形成するような任意のモ
リブデン化合物を意味する。
媒系の最終的焼成および/または使用の条件下で最終触
媒組成物中に酸化モリブデンを形成するような任意のモ
リブデン化合物を意味する。
MoO3自身に加え、たとえばモリブデンカルボニル誘導
体、修酸モリブデン、酢酸モリブデン、重炭酸モリブデ
ン、蟻酸モリブデン、二モリブデン酸アンモニウム、パ
ラモリブデン酸アンモニウム(ヘプタモリブデン酸アン
モニウム)、硫化モリブデンおよびモリブデンアセチル
アセトネートのような各種のモリブデン化合物を使用す
ることができる。
体、修酸モリブデン、酢酸モリブデン、重炭酸モリブデ
ン、蟻酸モリブデン、二モリブデン酸アンモニウム、パ
ラモリブデン酸アンモニウム(ヘプタモリブデン酸アン
モニウム)、硫化モリブデンおよびモリブデンアセチル
アセトネートのような各種のモリブデン化合物を使用す
ることができる。
本発明に用いるには、腐蝕特性のためハロゲン化モリ
ブデンは推奨されないことが理解されよう。
ブデンは推奨されないことが理解されよう。
使用すべきモリブデン化合物は、出発シュード−ベー
マイトと一緒に共混練し、或いは有機溶剤中の溶液また
は水溶液としてのγ−アルミナ含有物質を含浸して使用
することができる。
マイトと一緒に共混練し、或いは有機溶剤中の溶液また
は水溶液としてのγ−アルミナ含有物質を含浸して使用
することができる。
好ましくは二モリブデン酸アンモニウム(ammonium d
imolybdate)を用い、これを希アンモニアに溶解し、必
要に応じ含浸用溶液における錯生成剤(complexing age
nt)としてのニトリロ三酢酸(NTA)と混合する。最終
触媒組成物の重量に対し計算しかつモリブデン自身とし
て表わした、最終触媒組成物中の酸化モリブデン含有量
は好ましくは6〜10重量%の範囲である。
imolybdate)を用い、これを希アンモニアに溶解し、必
要に応じ含浸用溶液における錯生成剤(complexing age
nt)としてのニトリロ三酢酸(NTA)と混合する。最終
触媒組成物の重量に対し計算しかつモリブデン自身とし
て表わした、最終触媒組成物中の酸化モリブデン含有量
は好ましくは6〜10重量%の範囲である。
「燐含有化合物」と言う用語は、たとえば燐酸、亜燐
酸、ホスホン酸のような燐の酸類およびその塩類、また
はその混合物を意味する。
酸、ホスホン酸のような燐の酸類およびその塩類、また
はその混合物を意味する。
本発明による触媒系の製造に好適に使用しうる燐酸塩
は、たとえばジ(アンモニウム)ヒドロホスフェート、
トリ(アンモニウム)ホスフェート、アンモニウム(ジ
ヒドロ)ホスフェート、燐酸アルミニウム、ジ(ナトリ
ウム)ヒドロホスフェート、ジ(カリウム)ヒドロホス
フェートおよび燐酸マグネシウムから選択しうるが、五
酸化燐またはオルト燐酸も使用することができる。これ
ら化合物の混合物も使用することができる。
は、たとえばジ(アンモニウム)ヒドロホスフェート、
トリ(アンモニウム)ホスフェート、アンモニウム(ジ
ヒドロ)ホスフェート、燐酸アルミニウム、ジ(ナトリ
ウム)ヒドロホスフェート、ジ(カリウム)ヒドロホス
フェートおよび燐酸マグネシウムから選択しうるが、五
酸化燐またはオルト燐酸も使用することができる。これ
ら化合物の混合物も使用することができる。
「硫黄含有化合物」と言う用語は、硫黄の酸類および
その塩類またはその混合物を意味する。
その塩類またはその混合物を意味する。
本発明による触媒系の製造に好適に使用しうる硫酸塩
は、例えば硫酸アンモニウム、硫酸カリウムおよび硫酸
水素ナトリウムまたはその混合物から選択することがで
きる。さらに硫酸も使用することができ、またこれと硫
酸塩との混合物も使用することができる。
は、例えば硫酸アンモニウム、硫酸カリウムおよび硫酸
水素ナトリウムまたはその混合物から選択することがで
きる。さらに硫酸も使用することができ、またこれと硫
酸塩との混合物も使用することができる。
ジ(アンモニウム)ヒドロホスフェートおよび/また
は硫酸アンモニウムの使用が好適である。
は硫酸アンモニウムの使用が好適である。
硫酸塩および/または燐酸塩の量は一般に全最終触媒
組成物の重量に対し計算して0.1〜10重量%、より好ま
しくは0.5〜6重量%の範囲である。
組成物の重量に対し計算して0.1〜10重量%、より好ま
しくは0.5〜6重量%の範囲である。
本発明の組成物は、原則として当業界でそれ自体公知
の方法により製造することができる。好ましくは、組成
物は、出発アルミナを各成分の水溶液もしくは有機溶剤
溶液と一緒に共混練して押出し可能な物質を形成し、こ
れを粒状物質に押出し、次いで乾燥すると共に焼成し、
次いで得られた粒子に(他の)酸化モリブデン形成剤お
よび必要に応じ1種もしくはそれ以上の硫黄含有成分お
よび/または燐含有成分の溶液を含浸させ、次いで乾燥
すると共に焼成することによって得られる。
の方法により製造することができる。好ましくは、組成
物は、出発アルミナを各成分の水溶液もしくは有機溶剤
溶液と一緒に共混練して押出し可能な物質を形成し、こ
れを粒状物質に押出し、次いで乾燥すると共に焼成し、
次いで得られた粒子に(他の)酸化モリブデン形成剤お
よび必要に応じ1種もしくはそれ以上の硫黄含有成分お
よび/または燐含有成分の溶液を含浸させ、次いで乾燥
すると共に焼成することによって得られる。
含浸、乾燥および焼成の全体の工程は1つもしくはそ
れ以上の工程で行なうことができ、たとえば第1工程に
て酸化モリブデンもしくは酸化モリブデン形成剤を混入
し、第2工程にて硫黄含有化合物および/または燐含有
化合物を混入し或いはその逆とし得ることが了解されよ
う。
れ以上の工程で行なうことができ、たとえば第1工程に
て酸化モリブデンもしくは酸化モリブデン形成剤を混入
し、第2工程にて硫黄含有化合物および/または燐含有
化合物を混入し或いはその逆とし得ることが了解されよ
う。
好ましくは、含浸およびその後の全成分の乾燥および
焼成は単一工程で行なわれる。
焼成は単一工程で行なわれる。
生成触媒は押出物(たとえば円筒状、三裂状(trilob
ed)、四裂状(quadrulobed)および中空の押出物)の
形態、或いはたとえば凝集物、ペレット、球体、ビーズ
などの他の形状とすることができ、触媒を用いる触媒技
術の形式に依ることが理解されよう。
ed)、四裂状(quadrulobed)および中空の押出物)の
形態、或いはたとえば凝集物、ペレット、球体、ビーズ
などの他の形状とすることができ、触媒を用いる触媒技
術の形式に依ることが理解されよう。
共混練および成形の後の第1焼成工程は、好ましくは
500〜750℃の範囲の温度で行なわれる。
500〜750℃の範囲の温度で行なわれる。
この第1焼成には1〜20時間、より好ましくは2〜10
時間の範囲の時間が用いられる。含浸粒子の焼成は好ま
しくは450〜750℃の温度にて行なわれる。
時間の範囲の時間が用いられる。含浸粒子の焼成は好ま
しくは450〜750℃の温度にて行なわれる。
この焼成には少なくとも1時間、好ましくは2〜10時
間の範囲が用いられる。
間の範囲が用いられる。
明細書全体を通じ、示した本発明の触媒の孔径は、次
のようにして水銀ポロシメトリーにより測定した。
のようにして水銀ポロシメトリーにより測定した。
高温度にて加熱することにより内部細孔から完全に水
分が除去された試料の秤量した量を含有する、較正済の
透過度計(penetrometer)を減圧し、次いでこれに水銀
を満たす。水銀静水圧力を増大させて水銀を試料の連続
細孔中に圧入する。加えた押込圧により細孔中に押込ま
れた水銀の容積を、透過度計の毛細管における水銀レベ
ルの測定変化および毛細管の直径から計算する。孔直径
は、測定押込圧、水銀の表面張力および水銀と試料との
間の触媒角度から、円筒状細孔についてのWashburnの式
を用いて計算される: [式中、=水銀の表面張力 θ=水銀と試料との間の接触角度、 P=静水押込圧]。
分が除去された試料の秤量した量を含有する、較正済の
透過度計(penetrometer)を減圧し、次いでこれに水銀
を満たす。水銀静水圧力を増大させて水銀を試料の連続
細孔中に圧入する。加えた押込圧により細孔中に押込ま
れた水銀の容積を、透過度計の毛細管における水銀レベ
ルの測定変化および毛細管の直径から計算する。孔直径
は、測定押込圧、水銀の表面張力および水銀と試料との
間の触媒角度から、円筒状細孔についてのWashburnの式
を用いて計算される: [式中、=水銀の表面張力 θ=水銀と試料との間の接触角度、 P=静水押込圧]。
孔直径分布は、容積変化の積算または孔直径の減少に
伴う増加する容積変化のいずれかから定義することがで
きる。
伴う増加する容積変化のいずれかから定義することがで
きる。
(a)押込容積はいずれの印加圧力値においても算出直
径以上の直径の全細孔の容積を与える。
径以上の直径の全細孔の容積を与える。
(b)O=141.30deg.かつ=0.4805Nm-1と仮定すれば、
Washburnの式は: [ここでdをnmで表わせば、定数Klは次の数値となる: PがkPaであれば1.471×106、 Pがatmであれば1.451×104、 Pがdg/cm2であれば1,500×104] となる。
Washburnの式は: [ここでdをnmで表わせば、定数Klは次の数値となる: PがkPaであれば1.471×106、 Pがatmであれば1.451×104、 Pがdg/cm2であれば1,500×104] となる。
最大圧力P=60,000psi(4nmまでの細孔)である。
本明細書に示した触媒の水銀孔容積(water pore vol
ume)は、原則として“Introduction to characterizat
ion and testing of catalysts"J.R.Anderson and K.C.
Pratt,Academic Press Australia,1985に記載された方
法に従って測定し、該方法は次のように適用する: 水細孔容積は試料の水分含有量に左右されるので、こ
れは予め焼成せねばならない。このため、試料を500℃
まで1時間加熱し、次いでこの温度に1時間保つ。
ume)は、原則として“Introduction to characterizat
ion and testing of catalysts"J.R.Anderson and K.C.
Pratt,Academic Press Australia,1985に記載された方
法に従って測定し、該方法は次のように適用する: 水細孔容積は試料の水分含有量に左右されるので、こ
れは予め焼成せねばならない。このため、試料を500℃
まで1時間加熱し、次いでこの温度に1時間保つ。
次いで、試料を乾燥機内で1時間冷却し、その後にで
きるだけ早く実際の測定を行なう。25gの焼成触媒を精
度1mgまで秤量し、そして100mlの乾燥広口フラスコに移
す。予想細孔容積の90%に相当する量の水をビュレット
から試料に添加し、かつフラスコを正確に密栓する。
きるだけ早く実際の測定を行なう。25gの焼成触媒を精
度1mgまで秤量し、そして100mlの乾燥広口フラスコに移
す。予想細孔容積の90%に相当する量の水をビュレット
から試料に添加し、かつフラスコを正確に密栓する。
フラスコを20秒間攪拌し、必要に応じこれを室温の水
浴上に10分間置いて冷却する。フラスコを乾燥させ5秒
間振盪する。
浴上に10分間置いて冷却する。フラスコを乾燥させ5秒
間振盪する。
0.2mlずつの水を段階的に添加する。各添加の後、フ
ラスコを激しく振盪し、硬い地面上に激しく10回打ちつ
け、かつその直後に慎重に倒立させる。物質がもはや自
由流動性を示さず、フラスコ底部を殆ど完全に2秒間も
しくはそれ以上にわたり覆いフラスコ壁部に粘着してい
れば、終点に達している。結果が疑わしければ、振盪お
よび激しい打撃を反復する。測定時間は約15分間としな
ければならない。測定がより短い時間でなければならな
い場合は、滴定を開始してから15分間後に終点を確認し
なければならない。
ラスコを激しく振盪し、硬い地面上に激しく10回打ちつ
け、かつその直後に慎重に倒立させる。物質がもはや自
由流動性を示さず、フラスコ底部を殆ど完全に2秒間も
しくはそれ以上にわたり覆いフラスコ壁部に粘着してい
れば、終点に達している。結果が疑わしければ、振盪お
よび激しい打撃を反復する。測定時間は約15分間としな
ければならない。測定がより短い時間でなければならな
い場合は、滴定を開始してから15分間後に終点を確認し
なければならない。
次いで終点に達していなければ、水の段階的添加、振
盪およびフラスコの打撃並びにフラスコの倒立を反復
し、15分間後の確認もやはり反復する。この手順を終点
に達するまで継続する。乾燥物質の水細孔容積は式: [式中、V=添加水の容積(ml)、 W=試料の重量(g)である] によって計算される。
盪およびフラスコの打撃並びにフラスコの倒立を反復
し、15分間後の確認もやはり反復する。この手順を終点
に達するまで継続する。乾燥物質の水細孔容積は式: [式中、V=添加水の容積(ml)、 W=試料の重量(g)である] によって計算される。
本発明の範囲内に含まれる好適な触媒は、前記条件下
で製造されかつ既に硫酸塩および/または燐酸塩或いは
その所望最終量の1部並びに必要に応じ所望の最終モリ
ブデン量の1部を含有する粒状半製品に酸化モリブデン
形成剤を含振させて所望の最終モリブデン量を有する触
媒系を得、この含浸生成物を前記条件下で焼成すること
によっても得ることができる。
で製造されかつ既に硫酸塩および/または燐酸塩或いは
その所望最終量の1部並びに必要に応じ所望の最終モリ
ブデン量の1部を含有する粒状半製品に酸化モリブデン
形成剤を含振させて所望の最終モリブデン量を有する触
媒系を得、この含浸生成物を前記条件下で焼成すること
によっても得ることができる。
本発明の特に好適な具体例によれば、共混練により予
め導入された3〜6重量%のモリブデンと2重量%の燐
酸塩とを含有するγ−アルミナキャリヤに3〜6重量%
のモリブデン(MoO3として計算)を含浸させることによ
り製造される。
め導入された3〜6重量%のモリブデンと2重量%の燐
酸塩とを含有するγ−アルミナキャリヤに3〜6重量%
のモリブデン(MoO3として計算)を含浸させることによ
り製造される。
この組成物を不均化法の触媒として実際に使用する
前、これは好適具体例によれば400〜800℃の範囲の温
度、より好ましくは550〜725℃の範囲の温度にて窒素下
で5〜20時間にわたり活性化される。
前、これは好適具体例によれば400〜800℃の範囲の温
度、より好ましくは550〜725℃の範囲の温度にて窒素下
で5〜20時間にわたり活性化される。
本発明の触媒系は不均化に関し顕著に向上した活性お
よび選択性を示し、線状オレフィンに対し少なくとも95
%に達する一方、二量化およびオリゴマー化は従来の触
媒と対比して顕著に減少する。
よび選択性を示し、線状オレフィンに対し少なくとも95
%に達する一方、二量化およびオリゴマー化は従来の触
媒と対比して顕著に減少する。
この触媒系は、6〜60個の炭素原子を有する比較的高
級のオレフィンの不均化に特に適することが示された。
級のオレフィンの不均化に特に適することが示された。
不均化は、固定触媒床または流動触媒床或いはその他
任意の移動触媒法を用いてバッチ式もしくは連続式のい
ずれでも行なうことができる。不均化法の好適反応条
件、例えば温度、圧力、流量などは特定の触媒組成物、
特定の供給オレフィン、所望の生成物などに応じて若干
変化し得る。工程は典型的には75〜250℃の温度かつ1
〜50バールの範囲の圧力で行なわれる。より好適には、
100〜150℃の範囲の温度が用いられる。
任意の移動触媒法を用いてバッチ式もしくは連続式のい
ずれでも行なうことができる。不均化法の好適反応条
件、例えば温度、圧力、流量などは特定の触媒組成物、
特定の供給オレフィン、所望の生成物などに応じて若干
変化し得る。工程は典型的には75〜250℃の温度かつ1
〜50バールの範囲の圧力で行なわれる。より好適には、
100〜150℃の範囲の温度が用いられる。
本発明によるオレフィン反応は圧力に対し比較的無関
係であるが、例えば生成物分離および回収を含む完全な
プラント操作における他の工程との組合せを考慮した最
も経済的な操作については5〜25バールの圧力範囲を便
利に用いることができる。
係であるが、例えば生成物分離および回収を含む完全な
プラント操作における他の工程との組合せを考慮した最
も経済的な操作については5〜25バールの圧力範囲を便
利に用いることができる。
本発明による触媒は、その改善された安定性により従
来の工業操作条件で行なわれる方法よりも触媒の再生お
よび交換の必要性が少ないため、方法の経済性が改善さ
れるという利点を有することが理解されよう。さらに、
より良好な選択性のためより少ない循環流で充分であ
り、これも工程の経済性を向上させる。
来の工業操作条件で行なわれる方法よりも触媒の再生お
よび交換の必要性が少ないため、方法の経済性が改善さ
れるという利点を有することが理解されよう。さらに、
より良好な選択性のためより少ない循環流で充分であ
り、これも工程の経済性を向上させる。
[実施例] 以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発
明の範囲を限定するものでない。
明の範囲を限定するものでない。
MoO3/Al2O3触媒の作成 実施例1 焼性組成物の重量に対し2重量%の硫酸塩を含有する
市販のアルミナ[HDS−ベース、Ketjen(登録商標)]1
036gをLancaster混練装置にて434gの水および300gの酢
酸(5重量%)と混合した。45分間混練した後、得られ
た混合物を次いでBonnot単一スクリュー押出機にて押出
し、得られた押出物を120℃にて2時間乾燥し、次いで5
60℃にて2時間焼成した。
市販のアルミナ[HDS−ベース、Ketjen(登録商標)]1
036gをLancaster混練装置にて434gの水および300gの酢
酸(5重量%)と混合した。45分間混練した後、得られ
た混合物を次いでBonnot単一スクリュー押出機にて押出
し、得られた押出物を120℃にて2時間乾燥し、次いで5
60℃にて2時間焼成した。
主としてγ−アルミナよりなりかつ0.59ml/gの水細孔
容積を示すこの粒状生成物80gを450℃で1時間乾燥し、
そして約10mlの脱塩水中の28.7gのアンモニア(25.5重
量%)および12.89gの二モリブデン酸アンモニウムから
得られた溶液を含浸し、次いでこの物質を回転フラスコ
中で1時間混合して脱塩水により全容積を47mlに調整し
た。
容積を示すこの粒状生成物80gを450℃で1時間乾燥し、
そして約10mlの脱塩水中の28.7gのアンモニア(25.5重
量%)および12.89gの二モリブデン酸アンモニウムから
得られた溶液を含浸し、次いでこの物質を回転フラスコ
中で1時間混合して脱塩水により全容積を47mlに調整し
た。
その後、得られた物質を空気中吹込器により最高温度
63℃にて5時間乾燥させた。
63℃にて5時間乾燥させた。
次いで、この物質を120℃までオーブン内で加熱し、
この温度に2時間保ちかつ725℃まで2時間かけて加熱
し、この温度に1時間保った。
この温度に2時間保ちかつ725℃まで2時間かけて加熱
し、この温度に1時間保った。
得られた触媒は最終触媒系(A)の重量に対し12重量
%のMoO3に相当する量のモリブデンを含有し、310m2/g
の表面積を有していた。
%のMoO3に相当する量のモリブデンを含有し、310m2/g
の表面積を有していた。
実施例2 Lancaster混練機にて2重量%の硫酸塩と18.0gの酢酸
(3%)と38.3gのMoO3[Murex(登録商標)]と52.2g
の水とを含有する1036gのKetjen HDSベース(登録商
標)を混合し、かつこの物質を45分間混練した。得られ
たペーストを、54個の穴を有する1.8mm Delrin(登録商
標)金型を備えたBonnot(登録商標)押出機により押出
した。
(3%)と38.3gのMoO3[Murex(登録商標)]と52.2g
の水とを含有する1036gのKetjen HDSベース(登録商
標)を混合し、かつこの物質を45分間混練した。得られ
たペーストを、54個の穴を有する1.8mm Delrin(登録商
標)金型を備えたBonnot(登録商標)押出機により押出
した。
この押出物質を120℃にて2時間乾燥し、かつ560℃に
て2時間焼成した。
て2時間焼成した。
主成分としてのγ−アルミナと4重量%のモリブデン
(6.0重量%のMoO3)と1.9重量%の硫酸塩(全焼組成物
の重量に対し計算)とを含有し、0.71ml/gの水細孔容積
を有する焼成生成物100gを300℃にて16時間乾燥し、か
つ35.04gのアンモニア(25.5重量%)と20.04gの脱塩水
と8.06gの二モリブデン酸アンモニウムとから得られさ
らに70.5mlの容積まで水を添加した溶液を含浸した。含
浸の後、この物質を1時間平衡化させた。
(6.0重量%のMoO3)と1.9重量%の硫酸塩(全焼組成物
の重量に対し計算)とを含有し、0.71ml/gの水細孔容積
を有する焼成生成物100gを300℃にて16時間乾燥し、か
つ35.04gのアンモニア(25.5重量%)と20.04gの脱塩水
と8.06gの二モリブデン酸アンモニウムとから得られさ
らに70.5mlの容積まで水を添加した溶液を含浸した。含
浸の後、この物質を1時間平衡化させた。
その後、得られた物質を空気吹込器により63℃の温度
まで5時間乾燥し、次いでオーブン内に居れて120℃ま
でこのオーブン内で加熱した。物質をこの温度に2時間
保ち、次いで725℃まで2時間かけて加熱し、この温度
に1時間保持した。
まで5時間乾燥し、次いでオーブン内に居れて120℃ま
でこのオーブン内で加熱した。物質をこの温度に2時間
保ち、次いで725℃まで2時間かけて加熱し、この温度
に1時間保持した。
得られた触媒は最終触媒系(B)の重量に対し12.0重
量%のMoO3を含有し、269m2/gの表面積と0.58m/gの細孔
容積と8.8nmの平均孔直径とを示した。
量%のMoO3を含有し、269m2/gの表面積と0.58m/gの細孔
容積と8.8nmの平均孔直径とを示した。
実施例3 Lancaster混練機にて529gのKaiser Versal250(登録
商標)と539gのCondea Pural SB(登録商標)と24gの酢
酸(3重量%)と22.3gの(NH4)2HPO4と51.1gのMoO3と81
3gの水とを混合し、これにより得られた物質を全部で0.
55時間混練した。
商標)と539gのCondea Pural SB(登録商標)と24gの酢
酸(3重量%)と22.3gの(NH4)2HPO4と51.1gのMoO3と81
3gの水とを混合し、これにより得られた物質を全部で0.
55時間混練した。
このペーストを、1.8mmの直径を有する54個の穴を備
えたDelrin(登録商標)ダイプレートを通して押出し
た。
えたDelrin(登録商標)ダイプレートを通して押出し
た。
押出物質を120℃にて2時間乾燥させ、かつ560℃にて
2時間焼成した。
2時間焼成した。
このようにして得られた、主成分としてのγ−アルミ
ナからなりかつ4重量%のMo(6重量%のMoO3)と2重
量%の燐酸塩とを含有しかつ0.71ml/gの水細孔容積を有
する生成物100gを450℃にて1時間焼成し、次いで34.13
gのアンモニア(25.5重量%)と20.06gの脱塩水と8.04g
の二モリブデン酸アンモニウム(56.4%Mo)とから得ら
れる水を71mlまで添加した溶液を含浸させた。
ナからなりかつ4重量%のMo(6重量%のMoO3)と2重
量%の燐酸塩とを含有しかつ0.71ml/gの水細孔容積を有
する生成物100gを450℃にて1時間焼成し、次いで34.13
gのアンモニア(25.5重量%)と20.06gの脱塩水と8.04g
の二モリブデン酸アンモニウム(56.4%Mo)とから得ら
れる水を71mlまで添加した溶液を含浸させた。
その後、得られた物質をオーブン内で実施例1および
2に前記したと同様な方法で加熱した。
2に前記したと同様な方法で加熱した。
得られた触媒は最終触媒系(C)の重量に対し11.99
重量%のMoO3を含有し、257m2/gの表面積と0.58cm3/gの
細孔容積と9.6nmの平均孔径とを示した。
重量%のMoO3を含有し、257m2/gの表面積と0.58cm3/gの
細孔容積と9.6nmの平均孔径とを示した。
実施例4 実施例3に記載したと正確に同じ方法にて触媒(F)
を作成したが、ただし最終焼成温度を450℃にした。
を作成したが、ただし最終焼成温度を450℃にした。
実施例5 上記にA,BおよびCとして特定した触媒系を、550℃の
温度にて空気化で5時間活性化し、次いで窒素下で15時
間活性化させた後の不均化活性につき下記のように試験
した。
温度にて空気化で5時間活性化し、次いで窒素下で15時
間活性化させた後の不均化活性につき下記のように試験
した。
試験法においては、活性化した触媒を精製されかつ充
分異性化されたモデル試験原料(C12オレフィン)に対
し循環系中で触媒させた。
分異性化されたモデル試験原料(C12オレフィン)に対
し循環系中で触媒させた。
この手順においては、活性化触媒の炉から循環系への
移送に際し酸素との接触を完全に回避した。
移送に際し酸素との接触を完全に回避した。
次いで、試験原料(350ml)を触媒(25g)上へ10l・h
-1の速度かつ125℃にて循環させることにより、活性化
触媒の性能を測定した。定期的間隔で軽質生成物の損失
が避けられるような方法で試料を採取した。
-1の速度かつ125℃にて循環させることにより、活性化
触媒の性能を測定した。定期的間隔で軽質生成物の損失
が避けられるような方法で試料を採取した。
使用したこの閉鎖循環系においては、不均化反応で生
成された軽質生成物の損失は無視し得るものである。こ
のようにして、試験中の任意の時点における触媒による
二単体形成は、反応生成物におけるモル数の低下を計算
して測定することができた。
成された軽質生成物の損失は無視し得るものである。こ
のようにして、試験中の任意の時点における触媒による
二単体形成は、反応生成物におけるモル数の低下を計算
して測定することができた。
不均化の速度は、反応時間の進行に伴う試験原料 の濃度低下から決定することができる。得られたデータ
は、該不均化反応を(偽)一次可逆反応によって示しう
ることを示唆している。
は、該不均化反応を(偽)一次可逆反応によって示しう
ることを示唆している。
これは、上記スクリーニング試験において不均化活性
および二単化活性について下式を用い得ることを意味す
る。
および二単化活性について下式を用い得ることを意味す
る。
[式中Kは一次不均化速度定数を示し、 OWは時間tにおけるオレフィンの重量を示し、 CWは触媒の重量を示す]; および [式中、Moは原料におけるオレフィンのモル数、 Mtは時間tの後の生成物におけるオレフィンのモル数を
それぞれ示す]。
それぞれ示す]。
触媒試料A、B、C並びに2種の市販の触媒組成物
(DおよびE)につき得られた結果を下表に要約する。
(DおよびE)につき得られた結果を下表に要約する。
実施例6 安定性を試験するための連続実験において、触媒Bの
性能を触媒Dの性能と比較した。両不均化反応器の前段
の異性化反応器にてその場で異性化させた を原料として使用した。
性能を触媒Dの性能と比較した。両不均化反応器の前段
の異性化反応器にてその場で異性化させた を原料として使用した。
試験反応器を5〜10バールの操作圧力及び126℃の温
度にて操作し、WHSVは2.2〜3.5kg/kg/hの範囲とした。
定期的間隔でWHSVを10〜12kg/kg/hまで増大させて、試
験すべき触媒の活性を測定し、即ちその失活速度を測定
した。両触媒につき得られた結果を第1図に示す。ここ
でも実施例5におけるのと同様に不均化反応は(偽)一
次反応によって示され、かつその結果は一次不均化速度
定数kによって示される: [式中、C12(o)は原料における 濃度を示し、 C12(t)は時間tにおける生成物中の 濃度を示し、 C12(e)は不均化反応の平衡(即ち低いWHSV)におけ
る生成物中の 濃度を示す]。
度にて操作し、WHSVは2.2〜3.5kg/kg/hの範囲とした。
定期的間隔でWHSVを10〜12kg/kg/hまで増大させて、試
験すべき触媒の活性を測定し、即ちその失活速度を測定
した。両触媒につき得られた結果を第1図に示す。ここ
でも実施例5におけるのと同様に不均化反応は(偽)一
次反応によって示され、かつその結果は一次不均化速度
定数kによって示される: [式中、C12(o)は原料における 濃度を示し、 C12(t)は時間tにおける生成物中の 濃度を示し、 C12(e)は不均化反応の平衡(即ち低いWHSV)におけ
る生成物中の 濃度を示す]。
第1図は、本発明による触媒Bと市販触媒Dとの不均化
活性の比較を示す特性曲線図である。
活性の比較を示す特性曲線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コーエネラート・ヘンドリツク・ウイル ムス オランダ国、1031・セー・エム・アムス テルダム、バトハアイスウエヒ・3 (72)発明者 ヘンドリツク・ウイレム・デ・ブライン オランダ国、1031・セー・エム・アムス テルダム、バトハアイスウエヒ・3 (56)参考文献 特開 昭48−65186(JP,A) 特公 昭48−16482(JP,B1)
Claims (15)
- 【請求項1】アルミナ上に支持された酸化モリブデンを
含有するオレフィン不均化用の触媒組成物であって、少
なくとも1種のγ−アルミナ形成剤を硫黄含有化合物お
よび/または燐含有化合物並びに必要に応じ酸化モリブ
デンもしくは酸化モリブデン形成剤と共に均質で押出可
能な物質となるまで共混練し、この物質を押出すると共
に小粒子に分割し、これら粒子を乾燥した後に400〜800
℃の範囲の温度で焼成し、得られた粒子に酸化モリブデ
ン形成剤の溶液と必要に応じて硫黄含有化合物の溶液お
よび必要に応じ燐含有化合物の溶液とを含浸させ、該含
浸粒子を乾燥させた後に400〜800℃の範囲の温度にて焼
成し、次いで必要に応じさらに上記含浸工程を行なうこ
とによって得られ、モリブデン含有化合物と硫黄含有化
合物と燐含有化合物の量を、全最終組成物の重量に対し
計算してモリブデンの全最終含有量が5〜13重量%の範
囲となり、硫黄含有化合物の最終含有量が10重量%まで
となり、燐含有化合物の最終含有量が10重量%までとな
るように選択することを特徴とする前記組成物。 - 【請求項2】150m2/gの表面積と、狭い孔寸法分布
と、6〜20Nm(nm)の範囲の平均孔径と、0.40〜0.80ml
/gの範囲の水細孔容積とを有することを特徴とする請求
項1記載の組成物。 - 【請求項3】式Al2O3・xH2O(ここでxは1.3〜1.8の範
囲である)によって示しうるシュード−ベーマイト型の
アルミナ出発物質から得られることを特徴とする請求項
1または2記載の組成物。 - 【請求項4】最終組成物における酸化モリブデン含有量
がモリブデン自身として表わして6〜10重量%の範囲で
あることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
載の組成物。 - 【請求項5】硫黄含有化合物および/または燐含有化合
物の量が全最終組成物の重量に対し計算して0.5〜6重
量%の範囲であることを特徴とする請求項1〜4のいず
れか1項に記載の組成物。 - 【請求項6】最終組成物が円筒状、三裂状、四裂状もし
くは中空の押出物の形態であることを特徴とする請求項
1〜5のいずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項7】少なくとも1種のγ−アルミナ形成剤を硫
黄含有化合物および/または燐含有化合物並びに必要に
応じ酸化モリブデンもしくは酸化モリブデン形成剤と一
緒に均質で押出可能な物質となるまで共混練し、次いで
この物質を押出すと共に小粒子に分割し、粒子を乾燥さ
せ、400〜800℃の範囲の温度にて焼成し、得られた粒子
に酸化モリブデン形成剤の溶液と必要に応じ硫黄含有化
合物の溶液および必要に応じ燐含有化合物の溶液とを含
浸させ、含浸粒子を乾燥させると共に400〜800℃の範囲
の温度にて少なくとも1時間焼成し、次いで必要に応じ
前記含浸工程を反復することからなり、モリブデン含有
化合物と硫黄含有化合物と燐含有化合物の量を、全最終
組成物の重量に対し計算してモリブデンの全最終含有量
が5〜13重量%の範囲となり、硫黄含有化合物の最終含
有量が10重量%までとなり、燐含有化合物の最終含有量
が10重量%までとなるように選択することを特徴とする
請求項1記載の組成物の製造方法。 - 【請求項8】モリブデン化合物として二モリブデン酸ア
ンモニウムを使用し、これを希アンモニア中に溶解さ
せ、必要に応じ錯体生成剤としてのニトリロ三酢酸と混
合することを特徴とする請求項7記載の方法。 - 【請求項9】燐含有化合物として五酸化燐、オルト燐酸
もしくはジ(アンモニウム)ヒドロホスフェートを使用
することを特徴とする請求項7または8に記載の方法。 - 【請求項10】硫黄化合物として硫酸アンモニウムを使
用することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に
記載の方法。 - 【請求項11】共混練した後の第1焼成工程を500〜750
℃の範囲の温度で行なうことを特徴とする請求項7〜10
のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項12】共混練した後の第1焼成工程2〜10時間
の範囲の時間にわたって行なうことを特徴とする請求項
7〜11のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項13】含浸粒子の焼成を450〜750℃の温度にて
2〜10時間の範囲の時間にわたり行なうことを特徴とす
る請求項7〜12のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項14】550〜725℃の範囲の温度にて窒素下で5
〜20時間加熱することにより組成物をオレフィンの不均
化に触媒として使用するため活性化することを特徴とす
る請求項7〜13のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項15】請求項1〜6のいずれか1項に記載の組
成物を触媒系として使用することを特徴とする6〜60個
の炭素原子を有するオレフィンの不均化方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8726925 | 1987-11-18 | ||
GB878726925A GB8726925D0 (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Catalyst systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01164441A JPH01164441A (ja) | 1989-06-28 |
JP2905488B2 true JP2905488B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
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