JP2905947B2 - ゼオライト、白金族の貴金属および追加の金属を含む触媒の、一分子あたり２〜４個の炭素原子を有する炭化水素の芳香族化における使用方法 - Google Patents

ゼオライト、白金族の貴金属および追加の金属を含む触媒の、一分子あたり２〜４個の炭素原子を有する炭化水素の芳香族化における使用方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一方でケイ素とアルミ
ニウムとを含むMFI構造のゼオライトと、他方で錫、ゲ
ルマニウム、インジウムおよび鉛からなる群から選ばれ
る、少なくとも１つの追加の金属が添加されている耐性
酸化物担体上に担持された白金族の金属とを含む複合触
媒の、一分子あたり２〜４個の炭素原子を有する炭化水
素の芳香族化反応における使用に関する。
【０００２】
【従来技術および解決すべき課題】ゼオライトZSM5（ま
たはMFI ）とガリウムとを含む触媒の存在下における、
プロパンとブタンの芳香族化反応は、ブリティッシュ・
ペトローリアム(British Petroleum) 社によって発見さ
れ、特許が付与された（US-A-4175057および4,180,68
9)。この時から他の会社または機関が、この固体の変性
に関する特許（US-A-4,795,844または欧州特許EP-B-025
2705) および／または仕込原料の変更（Ｃ２〜Ｃ１２留
分）（欧州特許EP-B-0252705) 、エタンおよびエチレン
（欧州特許EP-B-0050021およびUS-A-4,350,835））に関
する特許を出願した。ガリウムの導入方法もまた、特許
取得の対象になった（欧州特許EP-B-0120018および0184
927)。
【０００３】芳香族選択性を改善するため、および触媒
上のコークスの量を減少させるために、Ｇａ／MFI 系へ
の他の金属の添加も考えられた。
【０００４】従って白金またはパラジウムと組合わされ
た、レニウムによるＧａ／MFI 触媒の含浸によって、芳
香族生産の選択率を有意に改善することができる（US-A
-4,766,265）。白金およびパラジウムのＧａ／MFI 触媒
への添加を特許請求している他の特許もある（US-A-4,4
07,728、欧州特許EP-B-0215579、0216491 、0224162 、
0228267 、および日本特許第61-268634 、62-081329 、
61-2277636号）。
【０００５】ゼオライトMFI への白金の添加によって、
プロパンの転換率を改善することができる（T. INUI 、
F. OKAZUMI、Y. MAKINO Chem Express 1 (1)、53〜56
頁、1985年）。しかしながらメタンおよびエタン生産の
選択率は、実質的に増加される。レニウムの白金への添
加は、水素化分解によるメタンおよびエタン生産をさら
に増大する（S. ENGELS ら、Catalysis Today 3 、437
〜443 頁、1988年）。銅（P. MERIAUDEAU ら、Zeolite
s: Facts, Figures, Future、1423〜29頁、1989年）お
よびクロム（E. S. SHPIROら。International Symposiu
m on Zeolites as Catalysts, Sorbents and Detergent
Builders, Wurzburg (RFA) 、73頁、1988年）の添加
は、メタンの生産を減少させるが、芳香族選択率はＧａ
／MFI 系より依然として低い。さらに非常に最近になっ
て、Ｐｔ／MFI 触媒への硫黄の添加によって、６〜12個
の炭素原子を有するパラフィンから、その芳香族生産の
選択率を実質的に改善することができる（USP-A-4,835,
336 ）。
【０００６】
【課題を解決するための手段】特別な複合触媒を用い
て、軽質炭化水素の芳香族化において、先行技術で知ら
れているものに比較して改善された成績が得られること
を発見した。
【０００７】すなわち、本発明は、 (a) ゼオライトMFI と、 (b) 白金族の少なくとも１つの貴金属と、錫、ゲルマニ
ウム、鉛およびインジウムからなる群から選ばれる，少
なくとも１つの追加の金属とを含むマトリックス、とを
含む触媒の存在下における、一分子あたり２〜４個の炭
素原子を有する炭化水素の芳香族化方法である。
【０００８】本発明の触媒は、一方でMFI 構造のゼオラ
イト、他方で、白金族の少なくとも１つの貴金属、およ
び錫、ゲルマニウム、鉛およびインジウムからなる群か
ら選ばれる少なくとも１つの追加の金属が担持されてい
る、一般に非晶質な担体（またはマトリックス）を含
む。
【０００９】本発明の触媒の一部を構成するMFI 構造の
ゼオライトは、先行技術において知られているあらゆる
技術によって調製することができる。前記ゼオライトMF
I の合成は、有機構造化剤および／またはアルコールの
存在下または不存在下に、従来のＯＨ−媒質中で実施さ
れうる。先行技術において知られている技術による、Ｏ
Ｈ−媒質中でのゼオライトMFIの合成は、下記の文献に
広く記載されている：Synthesis of High Silica Zeoli
tes 、P. Jacobs and J. Martens、Studies inSurface
Science and Catalysis、33巻、Elsevier editor 、198
7年。ゼオライトMFI はまた、それほど従来からのもの
でない媒質、例えばフッ化物媒質中でも合成されうる
（CFR の欧州特許EP-A-172068)。
【００１０】合成後、ゼオライトMFI は、有機化合物お
よび／または場合によっては合成後にも含んでいる、ア
ルカリまたはアルカリ土類カチオンの全部または一部除
去によって、水素形態に転換される。水素形態に変わる
ために、先行技術において知られているあらゆる技術を
用いることができる。例えば酸化雰囲気または非酸化雰
囲気下での焼成、イオン交換ついで焼成を行なうか、ま
たは焼成を行なわないもの、種々の化学処理等がある。
【００１１】Ｓｉ−Ａｌ系において合成されるあらゆる
ゼオライトMFI が、本発明に適する。しかしながらこれ
らのＳｉ／Ａｌ比は７以上であり、好ましくは25以上、
より好ましくは40〜200 であろう。
【００１２】ゼオライトに添加される金属の担体は、一
般に単独、または互いに混合された、または元素周期表
の別の元素の酸化物、例えばホウ素と混合された、元素
周期表のII、III および／またはIV族の金属の酸化物、
例えば酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、酸化ジルコニウム、酸化トリウムまたは酸化ケイ素
から選ばれる。炭素もまた用いてもよい。
【００１３】好ましい担体はアルミナである。アルミナ
の比表面積は、有利には１グラムあたり50〜600 ｍ２、
好ましくは150 〜400 ｍ２／ｇであってもよい。
【００１４】本発明の複合触媒は、２つの方法によって
調製されうる。この原理を下記に示す。
【００１５】第一方法：ゼオライトMFI と担体との混
合。この混合は、２つの粉体間、成形された２つの固体
間、粉体と成形された固体の１つとの間で実施されう
る。同様に、先行技術において知られた下記のあらゆる
技術によって、２つの固体を同時に成形することもでき
る。すなわち、ペレット成形、押出し、顆粒状触媒の製
造方法、滴状凝結、噴霧乾燥である。これらの成形操作
の際、必要であれば、成形添加剤（シリカ等）を添加し
てもよい。混合および／または成形後、担体上へ種々の
活性剤の担持を行なう（従ってゼオライトの存在下）。
【００１６】第二方法：予め、活性剤を担体上に担持す
る。これを、前記と同じ条件下に、ゼオライトMFI と混
合、またはこれを用いて成形する。変形例において、ゼ
オライトは、担体上への活性剤の担持工程のどれかにお
いて、複合触媒に導入されてもよい。
【００１７】好ましい調製方法は、担体上に活性剤を担
持させ、ついで２つの粉体の成形によって、最終触媒に
ゼオライトを導入することからなる。成形は、好ましく
は超微粉砕（broyage micronique）後実施される。これ
は湿潤粉砕技術を用いて実施されてもよい。
【００１８】複合触媒は、ゼオライト１〜99重量％を含
み、100 ％までの補足分は、様々な活性剤が装入された
担体からなる。ゼオライトと担体との各々の割合は、広
い範囲の様々なものである。これは、この割合が一方で
はゼオライトのＳｉ／Ａｌ比、他方で担体の活性剤含量
に依存するからである。
【００１９】貴金属を含む複合触媒の部分は一般に、導
入したいと望む金属の化合物の溶液を用いて担体を含浸
することからなる従来方法によって調製される。これら
の金属の共通の溶液、あるいは白金族の金属と、追加の
金属Ｍとでは異なる溶液を用いる。いくつかの溶液を用
いる時、中間の乾燥および／または焼成を行なってもよ
い。通常、終わりに好ましくは遊離酸素の存在下に、例
えば掃気を行なって、例えば約500 〜1,000 ℃での焼成
を行なってもよい。
【００２０】貴金属を含む複合触媒部分は、担体に対し
て重量で、(a) 白金族の少なくとも１つの貴金属約0.01
〜２％、より詳しくは約0.1 〜0.5 ％であって、白金は
常に存在する(b) 錫約0.005 〜0.60％、好ましくは0.01
〜0.50％、またはゲルマニウム、鉛、およびインジウム
からなる群から選ばれる、少なくとも１つの金属0.005
〜0.40％、好ましくは約0.01〜0.6 ％、より詳しくは0.
02〜0.50％を含む。
【００２１】錫、ゲルマニウム、鉛、およびインジウム
族の少なくとも２つの金属がある時、錫と少なくとも１
つの他の金属Ｍを含む触媒の、全体の金属Ｍ含量は、約
0.01〜1.20％、好ましくは0.02〜1.0 ％、より詳しくは
0.03〜0.80％である。
【００２２】
【実施例】下記実施例は本発明を例証するが、その範囲
を制限するものではない。
【００２３】［実施例１］ Ｓｉ／Ａｌ比＝45のゼオライトMFI と、白金、および
錫、ゲルマニウム、インジウムおよび鉛からなる群から
選ばれる金属を含むアルミナとの混合物をベースとする
触媒の存在下に、プロパンを転換することにする。
【００２４】ゼオライトMFI の調製 ゼオライトMFI を、先行技術（US-A-3,702,886）におい
て知られた取得物（recette)の１つを用いて、有機構造
化剤の存在下に合成する。このゼオライトは、下記処理
によってＨ形態に転換される。
【００２５】−空気−窒素混合物（混合物中酸素10％）
下、550 ℃で４時間の焼成、 −100 ℃でＮＨ４ＮＯ３ ５Ｎ中３回の交換、 −空気下、530 ℃で５時間、５リットル／ｈ／ｇの流量
での焼成。
【００２６】ゼオライトHMFIのＳｉ／Ａｌ比は45であ
り、77Ｋでの窒素吸着によって測定された細孔容積は、
0.160 cm３／ｇ以上である。
【００２７】選ばれた金属を含むアルミナの調製 白金0.30重量％を含むアルミナＡの調製 アルミナ（比表面積240 ｍ２／ｇ、細孔容積0.58 cm ３
／ｇ）100 グラムに、アセチルアセトナト白金のトルエ
ン溶液100 cm３を添加して、アルミナＡを製造する。こ
の溶液の白金濃度は、１リットルあたり３グラムであ
る。
【００２８】６時間接触させておき、遠心分離し、100
〜120 ℃で１時間乾燥し、ついで530 ℃で２時間焼成す
る。ついで乾燥水素流下、450 ℃で２時間還元する。
【００２９】同様に、白金0.60重量％を含むアルミナＡ
を調製する。
【００３０】白金0.30％と錫0.30％を含むアルミナＨの調製 アルミナ100 グラムに、アセチルアセトナト白金のトル
エン溶液100 cm３を添加して、触媒Ｈを製造する。この
溶液の白金濃度は、３ｇ／リットルである。
【００３１】６時間接触させておき、遠心分離し、120
℃で１時間乾燥し、ついで530 ℃で２時間乾燥空気下焼
成する。
【００３２】次に下記のようにして錫の固定を行なう。
酢酸錫水溶液と、アルミナ担体とを、先行アルミナ100
グラムあたり溶液100 cm３の割合で、６時間接触させ
る。ついで得られた固体を遠心分離し、100〜120 ℃で
１時間乾燥し、ついで530 ℃で焼成する。
【００３３】［実施例２］ 前記のように調製されたMFI と、前記のように調製され
たアルミナとの混合物を用いて、下記条件下でプロパン
の転換テストを行なった。
【００３４】 −温度 ：450 ℃ −圧力 ：大気圧 −pph ：0.5 ｈ−１ −仕込原料：Ｃ３Ｈ８
【００３５】
【表１】
【００３６】表１より明らかなように、本発明による触
媒を使用（表１の第４欄）すると、触媒がMFI 単独（第
１欄）やMFI とアルミナＡとの混合物（第２および３
欄）の場合に比べ、プロパンの転換率を高くすると同時
に、芳香族生産の選択率をも高くすることができる。こ
のように、本発明による触媒を使用すると、プロパンの
接触芳香族化に良好な結果が得られることがわかる。
【００３７】
【発明の効果】本発明による触媒を使用すると、２〜４
個の炭素原子を有する炭化水素の転換率を高くすると同
時に、芳香族生産の選択率をも高くすることができる。
このように、本発明による触媒の使用は、２〜４個の炭
素原子を有する炭化水素の接触芳香族化に良好な結果を
与える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン・ポール・ブルノンヴィル フランス国セルジ・ポントワーズ （95000）・リュ・デ・グルー・ヴォレ アル 43番地 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C07C 2/76 B01J 29/40 C07C 15/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (a) ゼオライトMFI と、 (b) 白金族の少なくとも１つの貴金属と、錫、ゲルマニ
    ウム、鉛およびインジウムからなる群から選ばれる，少
    なくとも１つの追加の金属とを含むマトリックス、とを
    含む触媒の存在下における、一分子あたり２〜４個の炭
    素原子を有する炭化水素の芳香族化方法。
  2. 【請求項２】 触媒が、重量％で、 (a) ゼオライトMFI を１〜99％、 (b) 白金族の金属0.01〜２％、および追加の金属が錫の
    場合には追加の金属0.005 〜0.60％、追加の金属がゲル
    マニウム、鉛またはインジウムの場合には追加の金属0.
    005 〜0.70％を含むマトリックス99〜１％、を含む、請
    求項１による方法。
  3. 【請求項３】 マトリックスがアルミナである、請求項
    １または２による方法。
JP3105765A 1990-05-11 1991-05-10 ゼオライト、白金族の貴金属および追加の金属を含む触媒の、一分子あたり２〜４個の炭素原子を有する炭化水素の芳香族化における使用方法 Expired - Lifetime JP2905947B2 (ja)

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DE69100969D1 (de) 1994-02-24
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FR2661905A1 (fr) 1991-11-15
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