JP2918936B2 - 結晶アルミノシリケートに基づく触媒 - Google Patents
結晶アルミノシリケートに基づく触媒Info
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Description
結晶アルミノシリケートに基づく触媒において、最小0.
1μmかつ最高0.9μmの平均直径を有しかつ部分的に凝
集体まで合体した一次結晶から構成され、前記一次結晶
もしくは凝集体はアルミニウム有機化合物の加水分解に
よって得られた微細な酸化アルミニウムにより互いに結
合し、そのBET−表面積が300〜600m2/gでありかつその
気孔容積(水銀多孔度測定法により測定)が0.3〜0.8cm
3/gであることを特徴とする触媒につき開示する。
テシル型の結晶アルミノシリケートに基づく触媒に関す
るものである。
(たとえばテトラプロピルアンモニウム化合物)と水と
から製造される結晶アルミノシリケートに基づく触媒
は、米国特許第3702886号から公知である。一次結晶の
寸法は、出発混合物の組成に応じて1μmもしくはそれ
以下である。一次結晶の寸法が所定の限界値を越えては
ならないことは認識されていない。一次結晶を凝集させ
るには結合剤を使用することができ、ただし凝集体の寸
法については記載されておらず、さらに結合剤として酸
化アルミニウムも挙げられていない。結合剤の粒子寸法
に関しても記載が見られない。結合剤としてベントナイ
トが使用され、したがって触媒は望ましくない気孔分布
と低い可使寿命とを有する。
ートに基づくメタノール変換触媒の製造が知られてい
る。一次結晶の直径は1μmもしくはそれ以上である。
1μmをずっと越えた直径を有する一次結晶の製造が目
的とされる。そのため結晶成長を高温度によって促進せ
ねばならず、かつ種晶形成をゼオライトの結晶化に必要
なテンプレートの低濃度によって阻止せねばならない。
さらに、結合剤の使用および凝集体の寸法に関する示唆
も見られない。
く炭化水素変換用の触媒が製造され、ここで一次結晶の
平均直径は0.05〜0.1μmの範囲である。このようにし
て触媒の老化が遅延される。高撹拌速度の設定により得
られる小さい一次結晶は濾過性を悪化させる。一次結晶
からは、0.1〜1μmの寸法範囲の凝集体が製造され
る。触媒を製造するには、特に結合剤として酸化アルミ
ニウムを凝集体に添加するが、他の結合剤も同様な添加
される。仕上り触媒における凝集体及び結合剤の粒子寸
法については何も記載されていない。さらに合成は硫酸
の存在下、かつAl2−(SO4)3・xH2Oの使用下で行なわ
れる。
化アンモニウム及びアルコールを用いてZSM−5もしく
はZSM−11ゼオライトが製造され、種晶の存在を特徴と
する。ゼオライトは熱分解触媒および水添熱分解触媒と
して並びに異性化用および成長用の触媒として使用され
る。結合剤としては酸化アルミニウムを使用することが
できる。しかしながら、一次結晶、並びに凝集体及び結
合剤の寸法については何も記載がない。
族化合物の変換用触媒としてのその使用がDE−A−2813
552号公報に記載されている。テンプレートとしては、
ブタノールと水酸化アルミニウムとの混合物が使用され
る。一次結晶の寸法は3μm未満、好ましくは2μm未
満とするべきである。下限値は示されていない。凝集体
用の結合剤としては特に酸化アルミニウムを使用しうる
が、凝集体及び結合剤の粒子寸法については記載がな
い。
以上の三価元素(たとえばAl、B、Fe、Ga、Cr)の化合
物とからなるペンタシル型のゼオライトの大きい均一形
成された結晶をアミン含有溶液中で製造する方法が知ら
れており、この方法は塩化珪素化合物の燃焼により製造
されたヒュームドSiO2をSiO2−含有出発原料として使用
することを特徴とする。ゼオライトは有機化合物の変換
用、特にメタノールから低級オレフィン及び芳香族物質
を含む炭化水素への変換用として使用される。得られた
ゼオライトは凝集体まで成長しない。
当する5より大きいSiO2/Al2O3モル比を有するZSM−5
型の小ゼオライト結晶の製造方法に関するものである。
最小の結晶寸法は0.3μm以下である。結晶はイオン交
換反応を受け、かつマトリックス材料と混合した後に大
きい粒子まで成形される。これを乾燥させ、かつ焼成
し、かくして種々の炭化水素変換反応用の触媒が得られ
る。マトリックス材料の種類および作用については何も
記載が見られない。
触媒を用いるアルコールもしくはエーテルからオレフィ
ンへの変換方法を記載しており、これら触媒は1μm未
満の結晶寸法を有すると共にマトリックス中に組込むこ
とができる。マトリックス材料としては粘土、珪素およ
び/または金属酸化物が挙げられている。
上させるマトリックス材料とに基づく炭化水素変換用触
媒に関するものである。マトリックス材料としてはプソ
イドベーマイトからの酸化アルミニウムとアンモニウム
ポリシリケートもしくは珪素ゾルからのSiO2とが使用さ
れる。好適ゼオライトはフォージャサイト型に関する。
ゼオライト結晶の寸法については何も記載がない。
換法及びオレフィン−オリゴマー化法において)向上し
た可使寿命と向上した活性および選択性とを有する少な
くとも10のSi/Al原子比を持ったペンタシル型の結晶高
活性アルミノシリケートに基づく触媒を提供することに
ある。
の平均直径を有しかつ部分的に凝集体まで合体した一次
結晶から構成され、前記一次結晶もしくな凝集体はアル
ミニウム有機化合物の加水分解によって得られた微細な
酸化アルミニウムにより互いに結合し、そのBET−表面
積が300〜600m2/gでありかつその気孔容積(水銀多孔度
測定法により測定)が0.3〜0.8cm2/gであることを特徴
とする。
たとえば濾過ケーキのように互いに緩くのみ結合する。
これから一次結晶は、たとえば水性媒体への濾過ケーキ
の分散および分散物の撹拌により比較的容易に再び得る
ことができる。
るには、上記全てのパラメータが必須である。
の平均直径を有することが重要である。好ましくは、一
次結晶の平均直径は0.1〜0.6μmの範囲である。0.1μ
mより小さい平均直径は触媒の可使寿命を著しく低下さ
せる一方、0.9μmより大きい直径は初期活性を極めて
低くする。一次結晶の平均直径は、個々の結晶における
最大直径と最小直径との間の多数の結晶に関し測定した
算術平均として規定される。この規定は、不規則結晶構
造を有する結晶の場合(たとえば板状結晶の場合)意義
を有する。球状もしくは球状に近い結晶の場合、最大お
よび最小の直径はほぼ一致する。
集体まで少なくとも20%合体することができる。この数
値も平均寸法を意味する(すなわち、多数の結晶に関し
測定した最大寸法および最小寸法からの算術平均)。
の加水分解によって得られた微細な酸化アルミニウムに
より互いに結合される。
法を有する。これらの数値も平均寸法を意味し、上記の
ように規定される。
はBET−表面積(300〜600m2/g)、気孔容積(0.3〜0.8c
m3/g)、並びに気孔直径(すなわち気孔の少なくとも60
%は好ましくは14〜90nmの直径を有する)をも決定す
る。
選択性と可使寿命とを有する触媒を得るには最適な選択
を示す。
終製品の重量に対し10〜40重量%の範囲である。
ニウム結合剤は解コウしうる酸化アルミニウム水和物と
して存在し、そのうち粒子の少なくとも95%(平均直径
に基づく)は55μmである。好ましくは、微細な酸化
アルミニウム結合剤はアルミニウムトリアルキルもしく
はアルミニウムアルコラートの加水分解によって得られ
る。
ートとを含有する水性反応出発物質にて高温及び必要に
応じ高圧で周知の方法によりアルカリ性アルミノシリケ
ートゲルを生成させると共に結晶アルミノシリケートま
で変換させ、得られた一次結晶が最小0.1μmかつ最高
0.9μm、好ましくは0.1〜0.6μmの平均直径に達した
際に反応を停止させ、(b)前記一次結晶を水性反応媒
体から予備凝集体として分離し、乾燥しかつ中間焼成
し、 (c)工程(b)の生成物を水性媒体中でプロトン含有
物質または加熱に際しプロトンを発生する物質によりア
ルカリイオン交換にかけ、分離し、乾燥しかつ再び中間
焼成した後、約5〜500μmの凝集体フラクションを分
離し、 (d)前記工程(c)の凝集体フラクションを微細な酸
化アルミニウム水和物と混合し、 (e)工程(d)の生成物を最終焼成にかける ことによって得られる。
以下詳細に説明する。
コロイド状珪酸もしくはアルカリシリケート)とアルミ
ニウム源(たとえば水酸化アルミニウムもしくはアルミ
ン酸ナトリウム)とアルカリ源(たとえばアルカリ水酸
化物、ここでアルカリ源はアルカリシリケートを使用す
る場合には珪素源の1部にもなり、かつアルカリアルミ
ネートを使用する場合にはアルミニウム源の1部にもな
りうる)とテンプレートとを含有する水性反応出発物質
を作成する。珪素源とアルミニウム源との間の重量割合
は、少なくとも10、好ましくは約20〜500:1のSi/Al原子
比を有する結晶アルミノシリケートが得られるように選
択される。この反応出発物質から、高温と必要に応じ高
圧とにおいて周知の方法によりアルカリ性アルミノシリ
ケートゲルが形成される。90℃以下の温度でも操作しう
るが、この場合は反応時間を比較的長くする(約1週
間)。したがって、90〜190℃、特に90〜150℃の温度で
操作するのが好適であり、100℃により高い温度の場合
(標準条件下)には温度に依存して過圧が自動的に設定
される。
ルミノシリケートに変換する。反応出発物質の温度が19
0℃よりも高ければアルミノシリケート一次結晶の成長
が早くなり過ぎかつ0.9μmより大きい直径の一次結晶
が得られると同時に、反応出発物質中にアルミノシリケ
ートゲルも残留する。
合物、好ましくはテトラプロピルアンモニウムヒドロキ
シド(TPAOH)もしくはテトラプロピルアンモニウムブ
ロマイド(TPABr)が使用される。さらに、テンプレー
トとしてはアンモニアもしくは有機アミンとアコールの
群から選択される他の有機化合物(好ましくはブタノー
ル)との混合物も使用することができる。
PH値を有する。10より低いPH値の場合、アルミノシリケ
ートゲルから結晶アルミノシリケートへの変換は比較的
遅く経過する。13より高いpH値の場合、アルミノシリケ
ート結晶が或る場合には再び崩壊することもある。しか
しながら、これは一般に許容することができる。何故な
ら、一般に0.1μmよりも小さい直径を有する小さい一
次結晶のみが最初に崩壊するからである。
アルミニウム源とアルカリ源とテンプレートとの適する
選択により並びに温度とpH値と撹拌速度との適当な選択
により制御することができる。得られた一次結晶が最小
0.1μmかつ最高0.9μmの平均直径に達した際に反応を
停止させることが重要である。
後に最適パラメータを決定することができ、それに基づ
いて必要な一次結晶の寸法範囲が得られる。反応終点の
指標は、さらに反応出発物質のpH値が急上昇することで
ある。
物質を作成する必要がない。寧ろ、アルミノシリケート
ゲルを得るには珪素源とアルカリ源とアルミニウム源と
テンプレートと水とを従前の合成の母液から得ると共
に、アルミノシリケートゲルの合成に必要な上記化合物
の量によって補うことができる。
ましくは10〜13のpH値で行なわれ、その際に反応出発物
質を撹拌する。このようにして、一次結晶の寸法分布が
均一化される。しかしながら、撹拌速度は好ましくは90
0回転/min以下にすべきである。それより撹拌速度が高
いと、より小さい一次結晶の割合が多くなる結果、全一
次結晶の平均直径が最小0.1μmとなるよう確保するに
は反応時間を長くせねばならない。
備凝集体として(すなわち個々の結晶としてでなく)分
離する。これは、好ましくは水性反応媒体に凝集剤を添
加することにより達成される。一般に、凝集剤としては
陽イオン型有機巨大分子化合物、好ましくはアクリルア
ミドと陽イオン性アクリル酸誘導体との共重合体が使用
される。
せ(濾過性を向上させ)るだけでなく、一次結晶をその
寸法、構造および蓄積に関し次の工程でさらに形成され
る凝集体と同様である予備凝集体まで合体させるよう作
用する。予備凝集体を乾燥させかつ中間焼成を行ない、
この中間焼成は好ましくは先ず最初に不活性雰囲気下で
約200〜350℃、特に約250℃で行なわれてテンプレート
の1部を脱着させる。
完結させることができ、ここで必要に応じ残存するテン
プレートの残量を燃焼除去する。
および酸化雰囲気中で約1〜30時間にわたり中間焼成さ
れる。
体中でアルカリイオンを交換するためプロトン含有物質
または加熱に際しプロトンを発生する物質と反応させ
る。たとえばイオン交換は、希釈無機酸(たとえば塩酸
もしくは硫酸)または有機酸(たとえば酢酸)によって
行なうことができる。好ましくは、イオン交換は撹拌下
に少なくとも1時間にわたり25〜100℃の温度で行なわ
れ、一次結晶の予備凝集体におけるアルカリイオンの少
なくとも1部を水素イオンによって交換する。必要に応
じ、イオン交換を同じ条件下で反復することができる。
ン含有の生成物(H−ゼオライト)をたとえば濾過によ
って分離し、乾燥させ、かつ再び中間焼成を行なう。こ
の中間焼成は400〜800℃、好ましくは約650℃の温度で
5〜20時間にわたり行なわれる。
換を同様な条件下で行なうこともできる。この場合は、
アルカリイオンがアンモニウムイオンより交換される。
このようにして得られた生成物を中間焼成すると、アン
モニアが除去されかつプロトン含有の生成物が得られ
る。
の凝集体を含有し、かつ他方では5μmの粉末成分を
含有する。したがって、約5〜500μmの凝集体フラク
ションを分離する。
も95%が55μmでありかつ少なくとも30%が35μm
である微細な酸化アルミニウム水和物と混合される。こ
れらの数値は多数の結晶に関しそれぞれ平均直径に基づ
いて測定した数値であり、これは一次結晶の平均直径と
同様に規定される。詳細には、酸化アルミニウムは典型
的には次の粒子分布を有する: 99%90μm 95%45μm 55%25μm 酸化アルミニウム水和物は、本発明による触媒の気孔
容積を設定するのに重要である。微細な酸化アルミニウ
ム水和物−結合剤の量は、好適には工程(d)の生成物
の全重量に対し約10〜70重量%である。好ましくは、微
細な酸化アルミニウム水和物−結合剤は解コウしうる酸
化アルミニウム、特にNa−およびFe−低含有量のもので
ある。
酸)で行なわれる。
0〜800℃、好ましくは約540℃の温度にて5〜20時間に
わたり行なうことができる。
ン、もしくはメタノールまたはエタノールのような低級
アルコールおよびジメチルエーテルを包含する低分子有
機酸素原子含有化合物からオレフィンおよびベンジンを
製造する、もしくはガソリン燃料および/またはディー
ゼル燃料を製造するためのメタノール変換法に使用する
ことができる。
緊密混合により室温にて作成した。両溶液を溶液Aおよ
び溶液Bと称する。溶液Aは、11Kgの脱イオン水に554g
のテトラプロピルアンモニウムブロマイト(TPABr)を
溶解させて作成した。この溶液に2500gの市販の珪酸を
導入した。溶液Bは、5.5の脱イオン水に183gのNaOH
(例2においては、116.5gのNaOH)および次いで34.1g
のNaAlO2を溶解させて作成した。まだ温かい溶液Bを溶
液Aに加えた。次いで、オートクレーブを閉鎖し、かつ
約60回転/minの撹拌下に直ちに反応温度にした。約137
時間(例2については240時間)の後、反応はPH上昇(1
1.4〜12.0まで)から見られるように停止した。冷却の
後、オートクレーブを開放し、生成物を反応槽から取出
し、かつ濾過した。良好に濾過しうる濾過ケーキを7〜
8のPH値までかつ1ppm未満の洗浄水におけるBr濃度まで
洗浄し、かつ540℃にて24時間焼成した。一次結晶の寸
法を第I表に示す。一連の試験において、目標とする結
晶寸法を達成するために必要な条件を予め決定した。
のに極めて長い反応を必要とした。
液に懸濁し、かつ80℃まで加温した。この温度にて1時
間撹拌した。
となるまで洗浄した。乾燥したH−ゼオライトを工業グ
ラニュレータで2mmまで粉砕し、かつ1℃/minの加熱速
度を有する空気により540℃まで加熱し、かつこの温度
の空気で10時間焼成した。プロトン型(H−ゼオライ
ト)における焼成ゼオライトの物理的および化学的性質
を第I表に示す。
されたゼオライトの粒子寸法分布は次の通りであった。
布: 98重量%150μm 88重量% 70μm 80重量% 60μm を有する1250gのカルシウムベントナイトと共に15分間
にわたり乾式混合した。この混合物に混練を容易化させ
るため約190mlの鉱油と3770mlの水とをゆっくり添加し
た。この混合物を可塑化するまで約30分間にわたり混練
した。この混合物を押出機により直径約1.5〜約3.2mmか
つ長さ約2〜約6mmの成形体まで押出した。その分析結
果を第I表に示す。
るアルミノシリケート−ゼオライトを製造した。これら
触媒は、ベントナイトを結合剤として添加することによ
り作成した。詳細には次のように行なった: 反応混合物を、40のオートクレーブ中で2種の溶液
の緊密混合により室温で作成した。両溶液を溶液Aおよ
びBと称する。溶液Aは、11Kgの脱イオン水に2218gTPA
Brを溶解させて作成した。この溶液に5000gの市販の珪
酸を導入した。溶液Bは、5.5の脱イオン水に766gのN
aOHおよび次いで45.6gのNaAlO2を溶解させて作成した。
まだ温かい溶液Bを溶液Aに加えた。次いでオートクレ
ーブを閉鎖しかつ約60回転/minで回転させながら直ちに
反応温度にした。約50時間の後、反応はPH上昇から見ら
れるように終了した。冷却の後、オートクレーブを開放
し、生成物を反応槽から取出し、かつ濾過した。濾過ケ
ーキを約40の脱イオン水に懸濁させ、市販の陽イオン
型凝集剤(プレストールBC11L、すなわちアクリルアミ
ドと陽イオン性アクリル酸誘導体との共重合体)の0.4
重量%水性懸濁物の約5を添加し、次いで固体の予備
凝集体を撹拌しかつ沈降させた後、デカントした。上記
洗浄工程を、洗浄水が7〜8のPH値を有しかつBr濃度が
1ppm未満となるまで反復した。明らかに凝集剤により合
体した一次結晶の予備凝集体が認められる懸濁物を比較
例1および2に示したように濾過した。次いで、濾過ケ
ーキを120℃にて12時間乾燥させた。
粒子寸法まで粉砕した。
で350℃まで加熱し、かつ窒素(1000Nl/h)の下で350℃
にて15時間焼成した。次いで温度を1℃/minの加熱速度
にて540℃まで加熱し、かつ粒子をこの温度にて空気で2
4時間焼成し、残留TPABrを燃焼除去した。焼成されたNa
−ゼオライトを分析し、第I表に示す結果が得られた。
に懸濁し、かつ80℃まで加熱し、この温度にて1時間撹
拌した。次いで、例1の陽イオン型凝集剤の0.4重量%
懸濁液の約1を添加し、かつ過剰の酸を固体の沈降後
にデンカト除去した。上記工程をさらに1回反復した。
の洗浄工程で懸濁させ、かつ平均100mlの凝集剤の0.4重
量%懸濁液を添加した。ゼオライトを沈降させた後、上
澄溶液をデカントした。洗浄水におけるCl-の含有量が
<5ppmになった際、懸濁物を濾過しかつ120℃にて15時
間乾燥させた。
mまで粉砕し、かつ1℃/minの加熱速度にて540℃まで加
熱し、この温度の空気で10時間焼成した。この焼成H−
ゼオライトの詳細を第I表に示す。
子寸法まで粉砕し、かつ混練機にて次の粒子寸法分布: 98重量%150μm 88重量% 70μm 80重量% 60μm を有する1250gのカルシウムベントナイトと共に15分間
にわたり乾式混合した。この混合物に、190mlの鉱油と3
770mlの水とをゆっくり添加した。この混合物を可塑化
するまで約30分間混練した。このマスターバッチを押出
機により直径約3.2mmかつ長さ約約6mmの成形体まで押出
した。
製造した。さらに、焼成およびイオン交換を比較例3に
したがって行なった。
粒子寸法まで粉砕し、かつ二重Z型混練機で次の粒子寸
法分布: 99重量%90μm 95重量%45μm 55重量%25μm を有する市販の解コウしうる酸化アルミニウム水和物14
70gと15分間にわたり乾式混合した。この混合物に4565m
lの1.5重量%酢酸水溶液(酸化アルミニウム水和物を解
コウさせるため)および417mlの鉱油をゆっくり添加し
た。
販の押出機に直径約1.6mmかつ長さ約2〜6mmの成形体ま
で押出した。最終焼成を650℃にて3時間行なった。
を第II表に示す。
の緊密混合により室温にて作成した。両溶液を溶液Aお
よびBと称する。溶液Aは、11Kgの脱イオン水に2218g
のTPABrを溶解させて作成した。この溶液に5000gの市販
の珪酸を導入した。溶液Bは、5.5の脱イオン水に766
gのNaOHおよび次いで136.6gのNaAlO2を撹拌しながら溶
解させて作成した。まだ温かい溶液Bを溶液Aにに添加
した。次いでオートクレーブを閉鎖し、かつ約60回転/m
inの回転下で直ちに130℃の反応温度まで加熱した。130
℃にて60回転/minの回転下に約60時間の後、11.4〜12.3
へのpH上昇および次いで一定pH値となることから判るよ
うに、反応が終了した。冷却後、オートクレーブを開放
し、生成物を反応槽から取出し、かつ濾過した。同時
に、一次結晶の寸法を測定した(第II表参照)。濾過ケ
ーキを約40の脱イオン水に懸濁させ、凝集剤(プレス
トールBC−11L、すなわちアクリルアミドと陽イオン性
アクリル酸誘導体との共重合体)の0.4重量%水性懸濁
物の約5を添加し、さらに固体を撹拌しかつ沈降させ
た後にデカントした。上記洗浄工程を7〜8のpH値にな
るまでかつ洗浄水中のBr濃度が1ppm未満となるまで行な
った。次いで、上記したように固体を濾過した。次い
で、濾過ケーキを120℃にて12時間乾燥させた。
結晶の寸法、並びに触媒の化学的および物理的性質を第
II表に示す。
の緊密混合により室温で作成した。両溶液を溶液Aおよ
び溶液Bと称する。溶液Aは、約1.92Kgの脱イオン水を
2.537の20重量%テトラプロピルアンモニウムヒドロ
キシド(TPAOH)水溶液と混合して作成した。この溶液
に1500gの市販の珪酸を導入した。溶液Bは、1の脱
イオン水に120gのNaOHおよび次いで14.3g6のNaAlO2を溶
解して作成した。まだ温かい溶液Bを溶液Aに添加し
た。次いでオートクレーブを閉鎖し、かつ約60回転/min
の撹拌下で直ちに130℃まで加熱した。130℃にて約24時
間の後、pH上昇から見られるように反応が終了した。冷
却後、オートクレーブを開放し、かつ生成物を反応槽か
ら取出して濾過した。濾過ケーキを実施例2に記載した
ように洗浄し、焼成し、かつ仕上り触媒まで後処理し
た。一次結晶の寸法、並びに触媒の化学的および物理的
性質を第II表に示す。
の緊密混合により室温にて作成した。両溶液を溶液Aお
よび溶液Bと称する。溶液Aは、988gのブタノールと26
6gの25%NH3溶液とを10KgのH2Oと混合して作成した。溶
液Bは、約2Kgの脱イオン水に160gのNaOHを溶解させて
作成した。この溶液に36.3gのNaAlO2を導入した。溶液
Aを溶液Bに添加し、かつ撹拌下でこの混合物に2000g
の市販の珪酸を導入した。次いでオートクレーブを閉鎖
し、かつ約64回転/minの撹拌下で直ちに180℃の反応温
度にした。約34時間後、pH上昇から見られるように反応
が停止した。冷却後、オートクレーブを開放し、かつ生
成物を反応槽から取出して濾過した。濾過ケーキを実施
例2に記載した方法により仕上り触媒まで後処理した。
一次結晶の寸法、並びに触媒の物理的および化学的性質
を第II表に示す。
の緊密混合により室温にて作成した。両溶液を溶液Aお
よび溶液Bと称する。溶液Aは、11Kgの脱イオン水に22
18gのTPABrを溶解させて作成した。この溶液に5000gの
市販の珪酸(SiO2×0.45H2O)を導入した。溶液Bは、
5.5の脱イオン水に766gのNaOHおよび次いで45.6gのNa
AlO2を撹拌下に溶解させて作成した。まだ温かい溶液B
を溶液Aに添加した。次いでオートクレーブを密閉し、
かつ約60回転/minの撹拌下で直ちに130℃の反応温度ま
で加熱した。130℃にて約70時間の後、pH上昇から見ら
れるように反応が終了した。冷却後、オートクレーブを
開放し、かつ生成物を反応槽から取出して濾過した。物
理的および化学的性質を第III表に示す。
7g/のC(テンプレートから)と35g/のSiと51.1g/
のBr-(テンプレートから)とを含有した。
トクレーブにて2種の溶液の緊密混合により室温で作成
した。両溶液を溶液Cおよび溶液Dと称する。溶液C
は、9Kgの脱イオン水に520gのNaOHおよび45.6gのNaAlO2
を溶解させて作成した。この溶液に1043gのTPABrを添加
した。溶液Dについては、第1の出発物質からの母液を
用いた。溶液Dを溶液Cに添加した。この混合物に5000
gの市販の珪酸を導入した。次いでオートクレーブを閉
鎖し、かつ約60回転/minの撹拌下に直ちに130℃まで加
熱した。約72時間後、pH上昇から見られるように反応が
終了した。冷却後、オートクレーブを開放し、生成物を
反応槽から取出して濾過した。
て相応に行なった。濾過ケーキを7〜8のpH値までかつ
洗浄水におけるBr-濃度が1ppm未満となるまで比較例3
に記載したように凝集剤を添加しながら洗浄し、かつ54
0℃にて24時間焼成した。
その結果を第III表に示す。
タノールからオレフィンへの変換)の触媒データを参照
して、酸化アルミニウム水和物−結合剤およびこれに基
づく気孔分布を用いて本発明により達成しうる改良を示
している。
(lXh)]、すなわち触媒1当り毎時1の総供給量
にて1バールの圧力下で等温固定床チューブ反応器に通
過させた後にメタノールからジメチルエーテルまで部分
変換されるため300cm3のCMO触媒上で等温固定床チュー
ブ反応器に導入した。メタノールの変換がほぼ100%で
得られた。所定の数値(変換EOR、%)にて反応を停止
させ、かつ触媒を再生した。
のガスクロマトグラフィー分析法により測定した。炭化
水素の分布を、他の適切なデータと共に第IV表に要約す
る。
使寿命を明確に示している。第1サイクルは、比較例1
および3による触媒の場合、試験の終了時の変換率(EO
R)が96.2〜97.1%に達した後に中断した。サイクルを
さらに持続するかどうかは重要でない。何故なら、それ
より低い変換率は技術的に興味がないからである。触媒
(および本発明による触媒)を第1サイクルの終了後に
再生し、その際先ず最初にMeOH流を排除した。次いで、
残留MeOHを排出するため窒素を吹込んだ。最後に窒素に
酸素を漸増する濃度で徐々に添加して、触媒上の沈着し
た炭素を燃焼除去した。この場合、触媒の温度は常に48
0℃未満に保った。触媒床の入口および出口における窒
素流の酸素含有量が同じになった際、触媒の再生を終了
した。
媒よりも400℃にて高い変換値を示すことに注目すべき
である。
ィンからディーゼル燃料への変換)の触媒データを参照
して、酸化アルミニウム−結合剤の使用およびそれに基
づく気孔分布により本発明の触媒で達成しうる改良を示
している。
場合にはオクテンを追加することなく、かつ第V表に示
した条件下で等温固定床チューブ反応器にて第V表に示
した量の触媒上に導入した。負荷は、触媒1Kg当り毎時
約0.5Kgのプロペン/ブテンにてほぼ同じとした。
不活性であることから出発し、結果は酸化アルミニウム
−結合剤を用いる実施例1の触媒が選択性および変換に
関しベントナイトを結合剤とする比較例3の触媒よりも
明らかに良好であるが、両触媒におけるゼオライト成分
の一次結晶は同じ寸法範囲にあることを示している。
Claims (18)
- 【請求項1】低分子オレフィンまたは低分子酸素含有化
合物から、オレフィンおよびベンジンを製造する、もし
くはガソリン燃料および/またはディーゼル燃料を製造
するメタノール変換法における触媒であって、少なくと
も10のSi/Al原子比を有するペンタシル型の結晶アルミ
ノシリケートに基づく触媒であり、前記触媒は、最小0.
1μmかつ最高0.9μmの平均直径を有しかつ部分的に凝
集体まで合体した一次結晶から構成され、前記一次結晶
もしくは凝集体はアルミニウム有機化合物の加水分解に
よって得られた微細な酸化アルミニウムにより互いに結
合し、そのBET−表面積が300〜600m2/gでありかつその
気孔容積(水銀多孔度測定法により測定)が0.3〜0.8cm
3/gであることを特徴とする触媒。 - 【請求項2】一次結晶の平均直径が0.1〜0.6μmの範囲
であることを特徴とする請求項1記載の触媒。 - 【請求項3】一次結晶が5〜500μmの凝集体まで少な
くとも20%合体したことを特徴とする請求項1または2
記載の触媒。 - 【請求項4】気孔の少なくとも60%が14〜80nmの直径を
有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に
記載の触媒。 - 【請求項5】微細な酸化アルミニウム結合剤の量が最終
生成物の重量に対し10〜40重量%であることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項6】反応出発物質における微細な酸化アルミニ
ウム結合剤が解コウしうる酸化アルミニウム水和物とし
て存在し、その少なくとも95%が≦55μmの粒子(平均
直径に基づく)であることを特徴とする請求項1〜5の
いずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項7】微細な酸化アルミニウム結合剤がアルミニ
ウムトリアルキルもしくはアルミニウムアルコラートの
加水分解により得られたことを特徴とする請求項1〜6
のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項8】(a)珪素源とアルミニウム源とアルカリ
源とテンプレートとを含有する水性反応出発物質にて高
温及び必要に応じ高圧で周知の方法によりアルカリ性ア
ルミノシリケートゲルを生成させると共に結晶アルミノ
シリケートまで変換させ、得られた一次結晶が最小0.1
μmかつ最高0.9μm、好ましくは0.1〜0.6μmの平均
直径に達した際に反応を停止させ、 (b)前記一次結晶を水性反応媒体から予備凝集体とし
て分離し、乾燥しかつ中間焼成し、 (c)工程(b)の生成物を水性媒体中でプロトン含有
物質または加熱に際しプロトンを発生する物質によりア
ルカリイオン交換にかけ、分離し、乾燥しかつ再び中間
焼成した後、約5〜500μmの凝集体フラクションを分
離し、 (d)前記工程(c)の凝集体フラクションを微細な酸
化アルミニウム水和物と混合し、 (e)工程(d)の生成物を最終焼成にかける 順次の工程によって得られたことを特徴とする請求項1
〜7のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項9】アルミノシリケートゲルを生成させるため
珪素源とアルカリ源とアルミニウム源とテンプレートと
水とを従前の合成における母液から得ると共に、アルミ
ノシリケートゲルの合成に必要とされる前記化合物の量
を補うことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に
記載の触媒。 - 【請求項10】テンプレートがテトラプロピルアンモニ
ウムヒドロキシド(TPAOH)またはテトラプロピルアン
モニウムブロミド(TPABR)であることを特徴とする請
求項1〜9のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項11】テンプレートがアンモニアしくは有機ア
ミンとアルコールの群から選択される他の有機化合物
(好ましくはブタノール)との混合物であることを特徴
とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項12】工程(a)の水性反応出発物質が10〜13
のpH値を有し、かつアルミノシリケート一次結晶の形成
を90〜190℃、好ましくは90〜150℃で撹拌下に行うこと
を特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の触
媒。 - 【請求項13】撹拌速度が最高900回転/minであること
を特徴とする請求項12記載の触媒。 - 【請求項14】工程(b)における一次結晶を凝集剤の
添加により水性反応触媒から分離することを特徴とする
請求項1〜13のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項15】凝集剤が陽イオン型有機巨大分子化合
物、好ましくはアクリルアミドと陽イオン性アクリル酸
誘導体との共重合体であることを特徴とする請求項14記
載の触媒。 - 【請求項16】工程(b)における中間焼成を不活性雰
囲気中で約200〜350℃、好ましくは約350℃にて行い、
次いで必要に応じ残存するテンプレートの残量を燃焼除
去すべく酸化性雰囲気中で約500〜600℃にて行うことを
特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項17】工程(c)における中間焼成および工程
(e)における最終焼成を400〜800℃、好ましくは約54
0℃にて5〜20時間にわたり行うことを特徴とする請求
項1〜16のいずれか一項に記載の触媒。 - 【請求項18】メタノール変換法にて、低分子オレフィ
ン、もしくはメタノールまたはエタノールのような低級
アルコールおよびジメチルエーテルを包含する低分子有
機酸素原子含有化合物からオレフィンおよびベンジンを
製造する、もしくはガソリン燃料および/またはディー
ゼル燃料を製造するための請求項1〜17のいずれか一項
に記載の触媒の使用方法。
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