JP4459925B2 - Catalyst for producing liquefied petroleum gas, and method for producing liquefied petroleum gas using the catalyst - Google Patents

Catalyst for producing liquefied petroleum gas, and method for producing liquefied petroleum gas using the catalyst Download PDF

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Description

本発明は、メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造するための触媒、および、この触媒を用いた液化石油ガスの製造方法に関する。   The present invention relates to a catalyst for producing liquefied petroleum gas whose main component is propane or butane by reacting at least one of methanol and dimethyl ether with hydrogen, and a method for producing liquefied petroleum gas using the catalyst. .

また、本発明は、合成ガスから、メタノールおよび/またはジメチルエーテルを経由して、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する方法に関する。さらに、本発明は、天然ガス等の含炭素原料から、メタノールおよび/またはジメチルエーテルを経由して、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する方法に関する。   The present invention also relates to a method for producing liquefied petroleum gas whose main component is propane or butane from synthesis gas via methanol and / or dimethyl ether. Furthermore, the present invention relates to a method for producing liquefied petroleum gas whose main component is propane or butane from a carbon-containing raw material such as natural gas via methanol and / or dimethyl ether.

液化石油ガス(LPG)は、常温常圧下ではガス状を呈する石油系もしくは天然ガス系炭化水素を圧縮し、あるいは同時に冷却して液状にしたものをいい、その主成分はプロパンまたはブタンである。液体の状態で貯蔵および輸送が可能なLPGは可搬性に優れ、供給にパイプラインを必要とする天然ガスとは違い、ボンベに充填した状態でどのような場所にでも供給することができるという特徴がある。そのため、プロパンを主成分とするLPG、すなわちプロパンガスが、家庭用・業務用の燃料として広く用いられている。現在、日本国内においても、プロパンガスは約2,500万世帯(全世帯の50%以上)に供給されている。また、LPGは、家庭用・業務用燃料以外にも、カセットコンロ、使い捨てライター等の移動体用の燃料(主に、ブタンガス)、工業用燃料、自動車用燃料としても使用されている。   The liquefied petroleum gas (LPG) is obtained by compressing a petroleum-based or natural gas-based hydrocarbon that is in a gaseous state at normal temperature and pressure, or by simultaneously cooling it into a liquid state, and its main component is propane or butane. LPG that can be stored and transported in a liquid state has excellent portability, and unlike natural gas that requires a pipeline for supply, it can be supplied to any place in a filled state in a cylinder. There is. For this reason, LPG mainly composed of propane, that is, propane gas, is widely used as a fuel for home use and business use. Currently, propane gas is supplied to approximately 25 million households (more than 50% of all households) in Japan. In addition to household and commercial fuels, LPG is also used as fuel for moving bodies (mainly butane gas) such as cassette stoves and disposable lighters, industrial fuel, and automobile fuel.

従来、LPGは、1)湿性天然ガスから回収する方法、2)原油のスタビライズ(蒸気圧調整)工程から回収する方法、3)石油精製工程などで生成されるものを分離・抽出する方法などにより生産されている。   Conventionally, LPG is obtained by 1) a method of recovering from wet natural gas, 2) a method of recovering from crude oil stabilization (vapor pressure adjustment), 3) a method of separating / extracting what is produced in an oil refining process, etc. Has been produced.

LPG、特に家庭用・業務用の燃料として用いられるプロパンガスは将来的にも需要が見込め、工業的に実施可能な、新規な製造方法を確立できれば非常に有用である。   Propane gas, which is used as a fuel for LPG, particularly for home and business use, is very useful if a new production method that can be industrially implemented can be established in the future.

本発明者らはこれまでに、式(I)に従って、メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とから、主成分がプロパンまたはブタンであるLPGを合成する方法について研究を進めてきた。本発明者らはこの方法を「半間接法」と称している。   The present inventors have so far carried out research on a method for synthesizing LPG whose main component is propane or butane from at least one of methanol and dimethyl ether and hydrogen according to the formula (I). The inventors refer to this method as a “semi-indirect method”.

Figure 0004459925
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半間接法における反応は、メタノール又はジメチルエーテルからオレフィンを形成する反応(オレフィン化反応)と、オレフィンを水素化してパラフィン、すなわちLPGを形成する反応(水素化反応)とからなる。   The reaction in the semi-indirect method includes a reaction for forming an olefin from methanol or dimethyl ether (olefination reaction) and a reaction for hydrogenating the olefin to form paraffin, that is, LPG (hydrogenation reaction).

本発明者らはこれまでに半間接法に使用する触媒として種々のものを検討してきた(例えば非特許文献1〜3参照)。しかしながらこれまでに開発された半間接法用触媒のLPG選択性は未だ満足できるレベルではない。   The present inventors have so far examined various catalysts used in the semi-indirect method (see, for example, Non-Patent Documents 1 to 3). However, the LPG selectivity of the semi-indirect catalyst developed so far is not yet satisfactory.

K. Asami et al. Catalysis Today, 106 (2005) 247-251K. Asami et al. Catalysis Today, 106 (2005) 247-251 Kenji Asami, Qianwen Zhang, Hirashima Shunsuke, Xiaohong Li, Sachio Asaoka, Kaoru Fujimoto,日本石油学会第47回年会第53回研究発表会、2004年5月、東京Kenji Asami, Qianwen Zhang, Hirashima Shunsuke, Xiaohong Li, Sachio Asaoka, Kaoru Fujimoto, Japan Petroleum Institute 47th Annual Meeting 53rd Research Presentation, May 2004, Tokyo Kenji Asami, Qianwen Zhang, Hirashima Shunsuke, Xiaohong Li, Sachio Asaoka, Kaoru Fujimoto,Synthesis of LPG from DME with VIIIB Metal Supported on ZSM-5,第13回日本エネルギー大会研究発表会2004年7月、東京Kenji Asami, Qianwen Zhang, Hirashima Shunsuke, Xiaohong Li, Sachio Asaoka, Kaoru Fujimoto, Synthesis of LPG from DME with VIIIB Metal Supported on ZSM-5, 13th Japan Energy Convention Conference, July 2004, Tokyo

本発明は、メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つを原料として、主成分がプロパンまたはブタンである炭化水素、すなわち液化石油ガス(LPG)を高選択的に製造することができる触媒を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a catalyst capable of highly selectively producing a hydrocarbon whose main component is propane or butane, that is, liquefied petroleum gas (LPG), using at least one of methanol and dimethyl ether as a raw material. And

本発明はまた、液化石油ガス(LPG)を効率的に製造することができる方法を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a method capable of efficiently producing liquefied petroleum gas (LPG).

本発明は以下の発明を包含する。
(1)
メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させてプロパン又はブタンを主成分とする液化石油ガスを製造するための液化石油ガス製造用触媒であって、
少なくとも2種類のゼオライト触媒を含有することを特徴とする液化石油ガス製造用触媒。
(2)
液化石油ガス製造用触媒が第一ゼオライト触媒と第二ゼオライト触媒とを含有し、
第一ゼオライト触媒が、Pdを担持してもよい、ZSM−5、USY、及びβ−ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を含有するゼオライト触媒であり、
第二ゼオライト触媒が、Pdを担持する、ZSM−5、USY、及びβ−ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を含有するゼオライト触媒であることを特徴とする(1)記載の液化石油ガス製造用触媒。
(3)
第一ゼオライト触媒が、ZSM−5、Pdを担持するZSM−5、USY、及びβ−ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を含有するゼオライト触媒であることを特徴とする(2)記載の液化石油ガス製造用触媒。
(4)
第二ゼオライト触媒がPdを担持するβ−ゼオライトであることを特徴とする(2)又は(3)記載の液化石油ガス製造用触媒。
(5)
第二ゼオライト触媒が更にUSYを含有することを特徴とする(2)〜(4)のいずれか1項記載の液化石油ガス製造用触媒。
(6)
第一ゼオライト触媒からなる第一層と第二ゼオライト触媒からなる第二層とを備えることを特徴とする(2)〜(5)のいずれか1項記載の液化石油ガス製造用触媒。
(7)
(1)〜(6)のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒の存在下でメタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させ、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
(8)
メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させる際の反応温度が380℃以上500℃以下である(7)に記載の液化石油ガスの製造方法。
(9)
メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させる際の反応圧力が、0.1MPa以上5MPa以下である(7)または(8)に記載の液化石油ガスの製造方法。
(10)
(i)メタノール合成触媒を含有する触媒層に合成ガスを流通させて、メタノールと水素とを含む反応ガスを得るメタノール製造工程と、
(ii)(1)〜(6)のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒を含有する触媒層に、メタノール製造工程において得られた反応ガスを流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する液化石油ガス製造工程と
を有することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
(11)
(i)メタノール合成触媒とメタノール脱水触媒とを含有する触媒層に合成ガスを流通させて、ジメチルエーテルと水素とを含む反応ガスを得るジメチルエーテル製造工程と、
(ii)(1)〜(6)のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒を含有する触媒層に、ジメチルエーテル製造工程において得られた反応ガスを流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する液化石油ガス製造工程と
を有することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
(12)
(i)含炭素原料と、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種とから、合成ガスを製造する合成ガス製造工程と、
(ii)メタノール合成触媒を含有する触媒層に合成ガスを流通させて、メタノールと水素とを含む反応ガスを得るメタノール製造工程と、
(iii)(1)〜(6)のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒を含有する触媒層に、メタノール製造工程において得られた反応ガスを流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する液化石油ガス製造工程と
を有することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
(13)
(i)含炭素原料と、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種とから、合成ガスを製造する合成ガス製造工程と、
(ii)メタノール合成触媒とメタノール脱水触媒とを含有する触媒層に合成ガスを流通させて、ジメチルエーテルと水素とを含む反応ガスを得るジメチルエーテル製造工程と、
(iii)(1)〜(6)のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒を含有する触媒層に、ジメチルエーテル製造工程において得られた反応ガスを流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する液化石油ガス製造工程と
を有することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
ここで、合成ガスとは、水素と一酸化炭素とを含む混合ガスを指し、水素および一酸化炭素からなる混合ガスに限られない。合成ガスは、例えば、二酸化炭素、水、メタン、エタン、エチレンなどを含む混合ガスであってもよい。天然ガスを改質して得られる合成ガスは、通常、水素と一酸化炭素とに加えて二酸化炭素や水蒸気を含む。また、合成ガスは、石炭ガス化により得られる石炭ガスや、石炭コークスから製造される水性ガスであってもよい。
The present invention includes the following inventions.
(1)
A liquefied petroleum gas production catalyst for producing liquefied petroleum gas mainly comprising propane or butane by reacting at least one of methanol and dimethyl ether with hydrogen,
A catalyst for producing a liquefied petroleum gas, comprising at least two types of zeolite catalysts.
(2)
The liquefied petroleum gas production catalyst contains a first zeolite catalyst and a second zeolite catalyst,
The first zeolite catalyst is a zeolite catalyst containing at least one selected from the group consisting of ZSM-5, USY, and β-zeolite, which may support Pd,
The liquefied petroleum gas according to (1), wherein the second zeolite catalyst is a zeolite catalyst containing Pd and containing at least one selected from the group consisting of ZSM-5, USY, and β-zeolite. Catalyst for production.
(3)
The first zeolite catalyst is a zeolite catalyst containing at least one selected from the group consisting of ZSM-5, ZSM-5 supporting Pd, USY, and β-zeolite. Catalyst for liquefied petroleum gas production.
(4)
The catalyst for producing a liquefied petroleum gas according to (2) or (3), wherein the second zeolite catalyst is β-zeolite supporting Pd.
(5)
The catalyst for producing a liquefied petroleum gas according to any one of (2) to (4), wherein the second zeolite catalyst further contains USY.
(6)
The catalyst for liquefied petroleum gas production according to any one of (2) to (5), comprising a first layer comprising a first zeolite catalyst and a second layer comprising a second zeolite catalyst.
(7)
In the presence of the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of (1) to (6), hydrogen is reacted with at least one of methanol and dimethyl ether to produce liquefied petroleum gas whose main component is propane or butane. A method for producing liquefied petroleum gas.
(8)
The method for producing a liquefied petroleum gas according to (7), wherein the reaction temperature at the time of reacting at least one of methanol and dimethyl ether with hydrogen is 380 ° C. or more and 500 ° C. or less.
(9)
The method for producing a liquefied petroleum gas according to (7) or (8), wherein a reaction pressure when hydrogen is reacted with at least one of methanol and dimethyl ether is 0.1 MPa or more and 5 MPa or less.
(10)
(I) a methanol production step of obtaining a reaction gas containing methanol and hydrogen by circulating a synthesis gas through a catalyst layer containing a methanol synthesis catalyst;
(Ii) The reaction gas obtained in the methanol production step is circulated through the catalyst layer containing the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of (1) to (6), and the main component is propane or butane. A method for producing a liquefied petroleum gas, comprising: a liquefied petroleum gas producing step for producing a liquefied petroleum gas.
(11)
(I) a dimethyl ether production process for obtaining a reaction gas containing dimethyl ether and hydrogen by circulating a synthesis gas through a catalyst layer containing a methanol synthesis catalyst and a methanol dehydration catalyst;
(Ii) The reaction gas obtained in the dimethyl ether production process is circulated through the catalyst layer containing the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of (1) to (6), and the main component is propane or butane. A method for producing a liquefied petroleum gas, comprising: a liquefied petroleum gas producing step for producing a liquefied petroleum gas.
(12)
(I) a synthesis gas production process for producing synthesis gas from a carbon-containing raw material and at least one selected from the group consisting of H 2 O, O 2 and CO 2 ;
(Ii) a methanol production process for obtaining a reaction gas containing methanol and hydrogen by circulating a synthesis gas through a catalyst layer containing a methanol synthesis catalyst;
(Iii) The reaction gas obtained in the methanol production step is circulated through the catalyst layer containing the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of (1) to (6), and the main component is propane or butane. A method for producing a liquefied petroleum gas, comprising: a liquefied petroleum gas producing step for producing a liquefied petroleum gas.
(13)
(I) a synthesis gas production process for producing synthesis gas from a carbon-containing raw material and at least one selected from the group consisting of H 2 O, O 2 and CO 2 ;
(Ii) a dimethyl ether production process in which a synthesis gas is circulated through a catalyst layer containing a methanol synthesis catalyst and a methanol dehydration catalyst to obtain a reaction gas containing dimethyl ether and hydrogen;
(Iii) The reaction gas obtained in the dimethyl ether production process is circulated through the catalyst layer containing the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of (1) to (6), and the main component is propane or butane. A method for producing a liquefied petroleum gas, comprising: a liquefied petroleum gas producing step for producing a liquefied petroleum gas.
Here, the synthesis gas refers to a mixed gas containing hydrogen and carbon monoxide, and is not limited to a mixed gas composed of hydrogen and carbon monoxide. The synthesis gas may be a mixed gas containing, for example, carbon dioxide, water, methane, ethane, ethylene, and the like. Syngas obtained by reforming natural gas usually contains carbon dioxide and water vapor in addition to hydrogen and carbon monoxide. Further, the synthesis gas may be a coal gas obtained by coal gasification or a water gas produced from coal coke.

本発明により、メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つを原料として、主成分がプロパンまたはブタンである炭化水素、すなわち液化石油ガス(LPG)を高選択的に製造することができる触媒が提供される。   The present invention provides a catalyst capable of highly selectively producing a hydrocarbon whose main component is propane or butane, that is, liquefied petroleum gas (LPG), using at least one of methanol and dimethyl ether as a raw material.

また、本発明により、液化石油ガス(LPG)を効率的に製造することができる方法が提供される。   In addition, the present invention provides a method capable of efficiently producing liquefied petroleum gas (LPG).

1.液化石油ガス製造用触媒
本発明の液化石油ガス製造用触媒は少なくとも2種類のゼオライト触媒を含有することを特徴とする。半間接法においては、通常、メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つをオレフィンに変換するオレフィン合成触媒と、オレフィンに水素を付加する水素化触媒とが使用される。本発明の触媒においては、少なくとも1種類のゼオライト触媒は主としてオレフィン合成触媒として機能し、少なくとも1種類の他のゼオライト触媒は主として水素化触媒として機能しているものと考えられる。既存の半間接法用触媒はいずれも、オレフィン合成触媒としてゼオライト触媒を使用し、水素化触媒として他の触媒を使用したものであった。本発明は、ゼオライト触媒を2種以上組み合わせることにより、半間接法において高選択的にLPGを製造することを可能にする。
1. Catalyst for producing liquefied petroleum gas The catalyst for producing liquefied petroleum gas of the present invention is characterized by containing at least two kinds of zeolite catalysts. In the semi-indirect method, an olefin synthesis catalyst for converting at least one of methanol and dimethyl ether into an olefin and a hydrogenation catalyst for adding hydrogen to the olefin are usually used. In the catalyst of the present invention, it is considered that at least one type of zeolite catalyst mainly functions as an olefin synthesis catalyst, and at least one other type of zeolite catalyst mainly functions as a hydrogenation catalyst. All of the existing catalysts for the semi-indirect method used a zeolite catalyst as an olefin synthesis catalyst and another catalyst as a hydrogenation catalyst. The present invention makes it possible to produce LPG with high selectivity in a semi-indirect method by combining two or more zeolite catalysts.

本明細書では液化石油ガス製造用触媒に含まれる2種類のゼオライト触媒をそれぞれ「第一ゼオライト触媒」及び「第二ゼオライト触媒」と称する。第一ゼオライト触媒は主としてオレフィン合成触媒として機能し、第二ゼオライト触媒は主として水素化触媒として機能する。   In this specification, the two types of zeolite catalysts contained in the liquefied petroleum gas production catalyst are referred to as “first zeolite catalyst” and “second zeolite catalyst”, respectively. The first zeolite catalyst mainly functions as an olefin synthesis catalyst, and the second zeolite catalyst mainly functions as a hydrogenation catalyst.

1.1.第一ゼオライト触媒
第一ゼオライト触媒は、Pdを担持してもよい、ZSM−5、USY、及びβ−ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を含有するゼオライト触媒であることが好ましい。
1.1. First zeolite catalyst The first zeolite catalyst is preferably a zeolite catalyst containing at least one selected from the group consisting of ZSM-5, USY, and β-zeolite, which may support Pd.

第一ゼオライト触媒に用いられるZSM−5のSiO/Alモル比は200〜450であることが好ましい。
第一ゼオライト触媒に用いられるUSYのSiO/Alモル比は20〜50であることが好ましい。
第一ゼオライト触媒に用いられるβ−ゼオライトのSiO/Alモル比は30〜100であることが好ましい。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of ZSM-5 used in the first zeolite catalyst is preferably from 200 to 450.
It is preferable SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of USY used in the first zeolite catalyst is 20 to 50.
The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of β-zeolite used for the first zeolite catalyst is preferably 30 to 100.

SiO/Alモル比がそれぞれ上記の下限以上であれば、Alが少なく酸強度が弱いため、コーキングよる触媒活性劣化が生じ難く、且つ、水による構造の破壊が起こり難い。SiO/Alモル比がそれぞれ上記の上限以下であれば、酸強度は十分に強く、触媒の活性が高い。 If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is not less than the above lower limit, since the Al 2 O 3 content is small and the acid strength is weak, catalytic activity deterioration due to coking hardly occurs, and the structure is not easily destroyed by water. . If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is less than or equal to the above upper limit, the acid strength is sufficiently strong and the activity of the catalyst is high.

ZSM−5、USY、又はβ−ゼオライトはPdを担持するものであってもよい。これらのゼオライト触媒中のPdの担持量は0〜0.5%であることが好ましい。Pd担持量がこの範囲であればC1、C2のパラフィンが生じ難い。   ZSM-5, USY, or β-zeolite may support Pd. The amount of Pd supported in these zeolite catalysts is preferably 0 to 0.5%. If the amount of Pd supported is within this range, C1 and C2 paraffins are hardly generated.

なおPdの担持量(重量%)は次のように定義される。
Pdの担持量(重量%)=[(Pd重量)/(Pd重量+β−ゼオライト重量)]×100
The amount of Pd supported (% by weight) is defined as follows.
Pd loading (% by weight) = [(Pd weight) / (Pd weight + β-zeolite weight)] × 100

ゼオライト触媒へのPdの導入方法は特に限定されずイオン交換法、含浸法などの方法により導入することができる。   The method for introducing Pd into the zeolite catalyst is not particularly limited, and can be introduced by a method such as an ion exchange method or an impregnation method.

Pdは金属の形で含まれていなくてもよく、例えば、酸化物、硝酸塩、塩化物などの形で含まれていてもよい。その場合、より高い触媒活性が得られる点から、反応前に、例えば、水素還元処理などをすることによって、ゼオライト触媒中のPdを金属パラジウムに転化させることが好ましい。   Pd may not be included in the form of metal, and may be included in the form of oxide, nitrate, chloride, or the like. In that case, it is preferable to convert Pd in the zeolite catalyst into metallic palladium by, for example, hydrogen reduction treatment before the reaction, from the viewpoint that higher catalytic activity can be obtained.

第一ゼオライト触媒として最も好ましいものの例としては、ZSM−5、Pdを担持するZSM−5、USY、及びβ−ゼオライトが挙げられる。ZSM−5としては特にSiO/Alモル比が90、400、又は1000のものが好ましい。USYとしては特にSiO/Alモル比が30のものが好ましい。β−ゼオライトとしては特にSiO/Alモル比が37のものが好ましい。 Examples of the most preferable one as the first zeolite catalyst include ZSM-5, ZSM-5 supporting Pd, USY, and β-zeolite. ZSM-5 is particularly preferably one having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 90, 400, or 1000. As USY, those having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 30 are particularly preferred. β-zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 37 is particularly preferred.

1.2.第二ゼオライト触媒
第二ゼオライト触媒は、Pdを担持する、ZSM−5、USY、又はβ−ゼオライトであることが好ましい。
第二ゼオライト触媒に用いられるZSM−5のSiO/Alモル比は20〜200であることが好ましい。
第二ゼオライト触媒に用いられるUSYのSiO/Alモル比は10〜100であることが好ましい。
第二ゼオライト触媒に用いられるβ−ゼオライトのSiO/Alモル比は30〜100であることが好ましい。
1.2. Second Zeolite Catalyst The second zeolite catalyst is preferably ZSM-5, USY, or β-zeolite supporting Pd.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of ZSM-5 used in the second zeolite catalyst is preferably 20 to 200.
It is preferable SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of USY used in the second zeolite catalyst is 10-100.
The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of β-zeolite used for the second zeolite catalyst is preferably 30-100.

SiO/Alモル比がそれぞれ上記の下限以上であれば、Alが少なく酸強度が弱いため、コーキングよる触媒活性劣化が生じ難く、且つ、水による構造の破壊が起こり難い。SiO/Alモル比がそれぞれ上記の上限以下であれば、酸強度は十分に強く、触媒の活性が高い。 If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is not less than the above lower limit, since the Al 2 O 3 content is small and the acid strength is weak, catalytic activity deterioration due to coking hardly occurs, and the structure is not easily destroyed by water. . If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is less than or equal to the above upper limit, the acid strength is sufficiently strong and the activity of the catalyst is high.

ZSM−5、USY、又はβ−ゼオライト中のPdの担持量は0.1%〜1.0%であることが好ましい。Pdの担持量が0.1%以上であればコーキングよる触媒活性劣化が生じ難い。Pdの担持量が1.0%以下であればコストが低く抑えられる。   The supported amount of Pd in ZSM-5, USY, or β-zeolite is preferably 0.1% to 1.0%. If the amount of Pd supported is 0.1% or more, catalytic activity deterioration due to coking hardly occurs. If the amount of Pd supported is 1.0% or less, the cost can be kept low.

Pd担持量の定義、Pdの導入方法、Pdの形態等は第一ゼオライト触媒におけると同様である。   The definition of the amount of Pd supported, the method of introducing Pd, the form of Pd, etc. are the same as in the first zeolite catalyst.

第二ゼオライト触媒に使用されるZSM−5としては特にSiO/Alモル比が38のものが好ましい。USYとしては特にSiO/Alモル比が20又は30のものが好ましい。β−ゼオライトとしては特にSiO/Alモル比が37のものが好ましい。 As ZSM-5 used for the second zeolite catalyst, those having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 38 are particularly preferred. As USY, those having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 20 or 30 are particularly preferred. β-zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 37 is particularly preferred.

第二ゼオライト触媒は、Pdを担持するZSM−5、Pdを担持するUSY、及びPdを担持するβ−ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種に加えて、更にPdを担持しないUSYを含有するものであることが好ましい。USYの添加量は、第二ゼオライト触媒の他の成分に対して重量で等量以下であることが好ましい。USYの添加量がこの範囲内であればC1〜C2が生成し難い。USYとしては特にSiO/Alモル比が20又は30のものが好ましい。 The second zeolite catalyst contains, in addition to at least one selected from the group consisting of ZSM-5 supporting Pd, USY supporting Pd, and β-zeolite supporting Pd, USY not supporting Pd. It is preferable. The amount of USY added is preferably equal to or less than the other components of the second zeolite catalyst. If the added amount of USY is within this range, C1 to C2 are hardly generated. As USY, those having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 20 or 30 are particularly preferred.

1.3.第一ゼオライト触媒と第二ゼオライト触媒との組み合わせ(二種類触媒の物理混合)
本発明の液化石油ガス製造用触媒における第一ゼオライト触媒と第二ゼオライト触媒との重量比は、Pd担持量等に応じて適宜決定しうるが、1:4〜2:1の範囲が好ましい。典型例を挙げると、第一ゼオライト触媒としてZSM-5(SiO/Alモル比が400)を用い、第二ゼオライト触媒として0.5%Pd/β(SiO/Alモル比が37)を用いた場合、第一ゼオライト触媒重量:第二ゼオライト触媒重量=1:2である。
1.3. Combination of first zeolite catalyst and second zeolite catalyst (physical mixing of two kinds of catalysts)
The weight ratio of the first zeolite catalyst to the second zeolite catalyst in the liquefied petroleum gas production catalyst of the present invention can be appropriately determined according to the amount of Pd supported, but is preferably in the range of 1: 4 to 2: 1. As a typical example, ZSM-5 (SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 400) is used as the first zeolite catalyst, and 0.5% Pd / β (SiO 2 / Al 2 O 3 is used as the second zeolite catalyst. When the molar ratio is 37), the weight of the first zeolite catalyst: the weight of the second zeolite catalyst = 1: 2.

第一ゼオライト触媒及び第二ゼオライト触媒はそれぞれ上述の好適な候補のなかから独立して選択し、組み合わせることができる。最も好ましくは、表1で示すような組み合わせ1〜8が挙げられる。   Each of the first zeolite catalyst and the second zeolite catalyst can be independently selected and combined from the above preferred candidates. Most preferably, the combinations 1-8 as shown in Table 1 are mentioned.

Figure 0004459925
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本発明の液化石油ガス製造用触媒は、第一ゼオライト触媒と第二ゼオライト触媒とが混合された形態(混合式)であってもよいし、第一ゼオライト触媒からなる第一層と第二ゼオライト触媒からなる第二層とが積層された形態(二層式)であっても良い。   The catalyst for producing liquefied petroleum gas of the present invention may be in a form (mixed type) in which the first zeolite catalyst and the second zeolite catalyst are mixed, or the first layer comprising the first zeolite catalyst and the second zeolite The form (two-layer type) by which the 2nd layer which consists of catalysts was laminated | stacked may be sufficient.

第一ゼオライト触媒と第二ゼオライト触媒とが混合された形態である本発明の液化石油ガス製造用触媒は、第一ゼオライト触媒と第二ゼオライト触媒とを均一に混合した後、必要に応じて成形して製造することができる。両触媒成分の混合・成形の方法としては特に限定されないが、乾式の方法が好ましい。湿式で両触媒成分の混合・成形を行った場合、両触媒成分間での化合物の移動が生じることによって、両触媒成分の各々の機能に対して最適化された物性等が変化することがある。触媒の成形方法としては、押出成形法、打錠成形法などが挙げられる。   The catalyst for producing a liquefied petroleum gas of the present invention in which the first zeolite catalyst and the second zeolite catalyst are mixed is formed as necessary after uniformly mixing the first zeolite catalyst and the second zeolite catalyst. Can be manufactured. The method for mixing and molding the two catalyst components is not particularly limited, but a dry method is preferred. When both catalyst components are mixed and molded in a wet manner, the physical properties optimized for the respective functions of both catalyst components may change due to the movement of the compound between the two catalyst components. . Examples of the catalyst molding method include an extrusion molding method and a tableting molding method.

二層式の本発明の液化石油ガス製造用触媒は第一ゼオライト触媒と第二ゼオライト触媒とを積層することにより製造することができる。   The two-layer catalyst for producing liquefied petroleum gas of the present invention can be produced by laminating a first zeolite catalyst and a second zeolite catalyst.

上記の二層式の触媒を原料ガスからのLPG合成に使用する場合、原料ガスは第一層側から触媒内に流入し、第一層を経て第二層に至り、第二層側から触媒外に流出するように流通されることが好ましい。   When the above two-layer catalyst is used for LPG synthesis from a raw material gas, the raw material gas flows into the catalyst from the first layer side, reaches the second layer through the first layer, and then from the second layer side. It is preferable to be distributed so as to flow out.

2.液化石油ガスの製造方法
次に、本発明の液化石油ガス製造用触媒を用いて、メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させ、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガス、好ましくは主成分がプロパンである液化石油ガスを製造する方法について説明する。
2. Method for producing a liquefied petroleum gas is then used liquefied petroleum gas production catalyst of the present invention, is reacted with at least one hydrogen of methanol and dimethyl ether, liquefied petroleum gas containing propane or butane as a main component, preferably predominantly A method for producing liquefied petroleum gas whose component is propane will be described.

本発明のLPGの製造方法においては、反応原料として、メタノールまたはジメチルエーテルを単独で用いることもでき、また、メタノールとジメチルエーテルとの混合物を用いることもできる。反応原料としてメタノールとジメチルエーテルとの混合物を用いる場合、メタノールとジメチルエーテルとの含有比率は特に限定されず、適宜決めることができる。   In the LPG production method of the present invention, methanol or dimethyl ether can be used alone as a reaction raw material, or a mixture of methanol and dimethyl ether can be used. When a mixture of methanol and dimethyl ether is used as a reaction raw material, the content ratio of methanol and dimethyl ether is not particularly limited and can be determined as appropriate.

反応は、固定床でも、流動床でも、移動床でも行うことができる。原料ガス組成、反応温度、反応圧力、触媒との接触時間などの反応条件は適宜決めることができるが、例えば、以下のような条件でLPG合成反応を行うことができる。   The reaction can be carried out in a fixed bed, a fluidized bed or a moving bed. Reaction conditions such as the raw material gas composition, reaction temperature, reaction pressure, and contact time with the catalyst can be determined as appropriate. For example, the LPG synthesis reaction can be performed under the following conditions.

反応温度は380℃〜500℃であることが好ましい。反応温度が380℃以上であれば触媒の活性が十分に高い。反応温度が500℃以下であればC1〜C2が生成し難い。   The reaction temperature is preferably 380 ° C to 500 ° C. If the reaction temperature is 380 ° C. or higher, the activity of the catalyst is sufficiently high. If reaction temperature is 500 degrees C or less, it will be hard to produce | generate C1-C2.

反応圧力は0.1MPa〜5MPaであることが好ましい。反応圧力が5MPa以下であればコストを低く抑えることができる。   The reaction pressure is preferably 0.1 MPa to 5 MPa. If the reaction pressure is 5 MPa or less, the cost can be kept low.

メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させる際の、触媒の使用量(W)(単位g)を入口ガス流量(F)(単位mol/h)で割った値(W/F値)は0.5〜10.0であることが好ましい。W/F値が0.5以上であれば転化率が高い。W/F値が10.0以下であれば触媒の使用量が少なくて済む。   The value (W / F value) obtained by dividing the amount of catalyst used (W) (unit: g) by the inlet gas flow rate (F) (unit: mol / h) when reacting hydrogen with at least one of methanol and dimethyl ether is: It is preferable that it is 0.5-10.0. If the W / F value is 0.5 or more, the conversion rate is high. If the W / F value is 10.0 or less, the amount of catalyst used may be small.

反応原料がメタノールである場合、反応器に送入されるガス(原料ガスとも言う。)中のメタノールの濃度は、生産性と経済性との点から、20モル%以上が好ましく、30モル%以上がより好ましい。また、反応器に送入されるガス中のメタノールの濃度は、発熱量を抑え、触媒の劣化を抑制する点から、60モル%以下が好ましく、40モル%以下がより好ましい。   When the reaction raw material is methanol, the concentration of methanol in the gas (also referred to as raw material gas) fed into the reactor is preferably 20 mol% or more, and preferably 30 mol% from the viewpoint of productivity and economy. The above is more preferable. Further, the concentration of methanol in the gas fed to the reactor is preferably 60 mol% or less, more preferably 40 mol% or less, from the viewpoint of suppressing the calorific value and suppressing deterioration of the catalyst.

反応原料がメタノールである場合、反応器に送入されるガス中の水素の濃度は、水素化率と触媒劣化抑制との点から、メタノール1モルに対して1モル以上が好ましく、1.2モル以上がより好ましい。また、反応器に送入されるガス中の水素の濃度は、生産性と経済性との点から、メタノール1モルに対して3モル以下が好ましく、2モル以下がより好ましい。   When the reaction raw material is methanol, the concentration of hydrogen in the gas fed to the reactor is preferably 1 mol or more with respect to 1 mol of methanol, from the viewpoint of hydrogenation rate and suppression of catalyst deterioration. Mole or more is more preferable. Further, the concentration of hydrogen in the gas fed into the reactor is preferably 3 mol or less, more preferably 2 mol or less, with respect to 1 mol of methanol from the viewpoint of productivity and economy.

反応原料がジメチルエーテルである場合、反応器に送入されるガス中のジメチルエーテルの濃度は、生産性と経済性との点から、10モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましい。また、反応器に送入されるガス中のジメチルエーテルの濃度は、発熱量を抑え、触媒の劣化を抑制する点から、40モル%以下が好ましく、30モル%以下がより好ましい。   When the reaction raw material is dimethyl ether, the concentration of dimethyl ether in the gas fed into the reactor is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more from the viewpoint of productivity and economy. Further, the concentration of dimethyl ether in the gas fed to the reactor is preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, from the viewpoint of suppressing the calorific value and suppressing deterioration of the catalyst.

反応原料がジメチルエーテルである場合、反応器に送入されるガス中の水素の濃度は、水素化率と触媒劣化抑制との点から、ジメチルエーテル1モルに対して2モル以上が好ましく、2.5モル以上がより好ましい。また、反応器に送入されるガス中の水素の濃度は、生産性と経済性との点から、ジメチルエーテル1モルに対して5モル以下が好ましく、4モル以下がより好ましい。   When the reaction raw material is dimethyl ether, the concentration of hydrogen in the gas fed into the reactor is preferably 2 mol or more with respect to 1 mol of dimethyl ether from the viewpoint of hydrogenation rate and catalyst deterioration suppression. Mole or more is more preferable. Further, the concentration of hydrogen in the gas fed to the reactor is preferably 5 mol or less, more preferably 4 mol or less, with respect to 1 mol of dimethyl ether from the viewpoint of productivity and economy.

反応原料がメタノールとジメチルエーテルとの混合物である場合、反応器に送入されるガス中のメタノールおよびジメチルエーテルの濃度、反応器に送入されるガス中の水素の濃度は、上記の反応原料がメタノールである場合の好ましい範囲と反応原料がジメチルエーテルである場合の好ましい範囲と同様の範囲が好ましく、メタノールとジメチルエーテルとの含有比率に応じてこれらの好ましい範囲を算出することができる。   When the reaction raw material is a mixture of methanol and dimethyl ether, the concentration of methanol and dimethyl ether in the gas sent to the reactor and the concentration of hydrogen in the gas sent to the reactor are the same And a range similar to the preferable range when the reaction raw material is dimethyl ether are preferable, and these preferable ranges can be calculated according to the content ratio of methanol and dimethyl ether.

反応器に送入されるガスは、反応原料であるメタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素以外に、例えば、水、不活性ガスなどを含むものであってもよい。また、反応器に送入されるガスは、一酸化炭素および/または二酸化炭素を含むものであってもよい。   The gas fed into the reactor may contain, for example, water, an inert gas, etc. in addition to at least one of methanol and dimethyl ether as reaction raw materials and hydrogen. The gas fed into the reactor may contain carbon monoxide and / or carbon dioxide.

なお、メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とは、混合して反応器に供給してもよく、また、別々に反応器に供給してもよい。
反応器に送入されるガスは、分割して反応器に送入し、それにより反応温度を制御することもできる。
Note that at least one of methanol and dimethyl ether and hydrogen may be mixed and supplied to the reactor, or may be separately supplied to the reactor.
The gas fed into the reactor can be divided and fed into the reactor, thereby controlling the reaction temperature.

反応は固定床、流動床、移動床などで行うことができるが、反応温度の制御と触媒の再生方法との両面から選定することが好ましい。例えば、固定床としては、内部多段クエンチ方式などのクエンチ型反応器、多管型反応器、複数の熱交換器を内包するなどの多段型反応器、多段冷却ラジアルフロー方式や二重管熱交換方式や冷却コイル内蔵式や混合流方式などその他の反応器などを用いることができる。   The reaction can be carried out in a fixed bed, a fluidized bed, a moving bed, etc., but it is preferable to select from both aspects of controlling the reaction temperature and regenerating the catalyst. For example, as a fixed bed, a quench reactor such as an internal multi-stage quench system, a multi-tube reactor, a multi-stage reactor including a plurality of heat exchangers, a multi-stage cooling radial flow system or a double-tube heat exchange Other reactors such as a system, a built-in cooling coil system, and a mixed flow system can be used.

液化石油ガス製造用触媒は、温度制御を目的として、シリカ、アルミナなど、あるいは、不活性で安定な熱伝導体で希釈して用いることもできる。また、液化石油ガス製造用触媒は、温度制御を目的として、熱交換器表面に塗布して用いることもできる。   The liquefied petroleum gas production catalyst can be diluted with silica, alumina, or an inert and stable heat conductor for the purpose of temperature control. In addition, the liquefied petroleum gas production catalyst can be applied to the surface of the heat exchanger for the purpose of temperature control.

このようにして得られる反応生成ガス(低級パラフィン含有ガス)は、含まれる炭化水素の主成分がプロパンまたはブタンである。液化特性の点から、低級パラフィン含有ガス中のプロパンおよびブタンの合計含有量は多いほど好ましい。本発明では、プロパンおよびブタンの合計含有量が、含まれる炭化水素の炭素量基準で60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上である低級パラフィン含有ガスを得ることができる。   In the reaction product gas (lower paraffin-containing gas) obtained in this way, the main component of the contained hydrocarbon is propane or butane. From the viewpoint of liquefaction characteristics, the higher the total content of propane and butane in the lower paraffin-containing gas, the better. In the present invention, it is possible to obtain a lower paraffin-containing gas in which the total content of propane and butane is 60% or more, preferably 65% or more, more preferably 70% or more based on the carbon content of the hydrocarbons contained.

また、得られる低級パラフィン含有ガスは、燃焼性および蒸気圧特性の点から、ブタンよりプロパンが多いことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the lower paraffin containing gas obtained has more propane than butane from the point of combustibility and a vapor pressure characteristic.

また、得られる低級パラフィン含有ガスには、通常、水分や、プロパンの沸点より低い沸点または昇華点を持つ物質である低沸点成分、ブタンの沸点より高い沸点を持つ物質である高沸点成分が含まれる。低沸点成分としては、例えば、未反応の原料である水素、副生物であるエタン、メタンや、一酸化炭素、二酸化炭素などが挙げられる。高沸点成分としては、例えば、副生物である高沸点パラフィン(ペンタン、ヘキサン等)などが挙げられる。   In addition, the obtained lower paraffin-containing gas usually contains moisture, a low-boiling component that is a substance having a boiling point or sublimation point lower than that of propane, and a high-boiling component that is a substance having a boiling point higher than that of butane. It is. Examples of the low boiling point component include hydrogen as an unreacted raw material, ethane as a by-product, methane, carbon monoxide, and carbon dioxide. Examples of the high-boiling component include high-boiling paraffins (pentane, hexane, etc.) that are by-products.

そのため、得られた低級パラフィン含有ガスから、必要に応じて水分、低沸点成分および高沸点成分などを分離し、プロパンまたはブタンを主成分とする液化石油ガス(LPG)を得る。また、必要に応じて、未反応の原料であるメタノールおよび/またはジメチルエーテルなども公知の方法によって分離する。   Therefore, moisture, a low boiling point component, a high boiling point component, etc. are isolate | separated from the obtained lower paraffin containing gas as needed, and liquefied petroleum gas (LPG) which has propane or butane as a main component is obtained. If necessary, unreacted raw materials such as methanol and / or dimethyl ether are also separated by a known method.

水分の分離、低沸点成分の分離、高沸点成分の分離は、公知の方法によって行うことができる。
水分の分離は、例えば、液液分離などによって行うことができる。
Separation of moisture, low-boiling components, and high-boiling components can be performed by known methods.
Separation of moisture can be performed, for example, by liquid-liquid separation.

低沸点成分の分離は、例えば、気液分離、吸収分離、蒸留などによって行うことができる。より具体的には、加圧常温での気液分離や吸収分離、冷却しての気液分離や吸収分離、あるいは、その組み合わせによって行うことができる。また、膜分離や吸着分離によって行うこともでき、これらと気液分離、吸収分離、蒸留との組み合わせによって行うこともできる。低沸点成分の分離には、製油所で通常用いられているガス回収プロセス(「石油精製プロセス」石油学会/編、講談社サイエンティフィク、1998年、p.28〜p.32記載)を適用することができる。   Separation of low-boiling components can be performed, for example, by gas-liquid separation, absorption separation, distillation or the like. More specifically, it can be carried out by gas-liquid separation or absorption separation at pressurized normal temperature, gas-liquid separation or absorption separation after cooling, or a combination thereof. Moreover, it can also carry out by membrane separation or adsorption separation, and can also carry out by the combination of these, gas-liquid separation, absorption separation, and distillation. For the separation of low-boiling components, a gas recovery process commonly used in refineries (“Petroleum Refining Process”, Petroleum Society / Ed., Kodansha Scientific, 1998, p.28-p.32) is applied. be able to.

低沸点成分の分離方法としては、プロパンまたはブタンを主成分とする液化石油ガスを、ブタンより沸点の高い高沸点パラフィンガス、あるいは、ガソリンなどの吸収液に吸収させる吸収プロセスが好ましい。   As a method for separating the low-boiling components, an absorption process in which liquefied petroleum gas mainly composed of propane or butane is absorbed in an absorbing liquid such as high-boiling paraffin gas having a boiling point higher than butane or gasoline is preferable.

高沸点成分の分離は、例えば、気液分離、吸収分離、蒸留などによって行うことができる。
なお、分離条件は、公知の方法に従って適宜決めることができる。
また、液化石油ガスを得るために、必要に応じて加圧および/または冷却を行ってもよい。
Separation of high-boiling components can be performed, for example, by gas-liquid separation, absorption separation, distillation, or the like.
The separation conditions can be appropriately determined according to a known method.
Moreover, in order to obtain liquefied petroleum gas, you may pressurize and / or cool as needed.

民生用としては、使用時の安全性の点から、例えば、分離によってLPG中の低沸点成分の含有量を5モル%以下(0モル%も含む)とすることが好ましい。   For consumer use, from the viewpoint of safety at the time of use, for example, the content of low-boiling components in LPG is preferably 5 mol% or less (including 0 mol%) by separation.

このようにして製造されるLPG中のプロパンおよびブタンの合計含有量は、炭素量基準で90%以上、さらには95%以上(100%も含む)とすることができる。また、製造されるLPG中のプロパンの含有量は、炭素量基準で50%以上、さらには60%以上、さらには65%以上(100%も含む)とすることができる。本発明によれば、家庭用・業務用の燃料として広く用いられているプロパンガスに適した組成を有するLPGを製造することができる。   The total content of propane and butane in the LPG produced in this manner can be 90% or more, further 95% or more (including 100%) based on the amount of carbon. In addition, the content of propane in the produced LPG can be 50% or more, further 60% or more, further 65% or more (including 100%) on the basis of carbon amount. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, LPG which has a composition suitable for the propane gas currently widely used as a fuel for household use and business can be manufactured.

3.含炭素原料からの液化石油ガスの製造方法
本発明において反応原料として用いるメタノールおよびジメチルエーテルは、現在、工業的に製造されている。
メタノールは、例えば、以下のようにして製造されている。
3. Method for producing liquefied petroleum gas from carbon-containing raw material Methanol and dimethyl ether used as reaction raw materials in the present invention are currently industrially produced.
For example, methanol is manufactured as follows.

まず、必要に応じて、硫黄や硫黄化合物などの触媒被毒物質を除去(脱硫など)した後、天然ガス(メタン)と、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種とをNi系触媒などの改質触媒の存在下で反応させることにより、合成ガスを製造する。合成ガスの製造方法として、天然ガス(メタン)の水蒸気改質法、複合改質法あるいは自己熱改質法はよく知られている。 First, if necessary, after removing catalyst poisoning substances such as sulfur and sulfur compounds (such as desulfurization), at least selected from the group consisting of natural gas (methane) and H 2 O, O 2 and CO 2 A synthesis gas is produced by reacting one kind with a reforming catalyst such as a Ni-based catalyst. As a method for producing synthesis gas, a steam reforming method, a combined reforming method or an autothermal reforming method of natural gas (methane) is well known.

また、天然ガス以外の含炭素原料と、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種とを公知の方法により反応させることによっても、合成ガスを製造することができる。含炭素原料としては、炭素を含む物質であって、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種と反応してHおよびCOを生成可能なものであれば何れも用いることができ、例えば、エタン等の低級炭化水素など、また、ナフサ、石炭などを用いることができる。 The synthesis gas can also be produced by reacting a carbon-containing raw material other than natural gas with at least one selected from the group consisting of H 2 O, O 2 and CO 2 by a known method. The carbon-containing raw material is any substance that contains carbon and can react with at least one selected from the group consisting of H 2 O, O 2 and CO 2 to generate H 2 and CO. For example, lower hydrocarbons such as ethane, naphtha, coal, and the like can be used.

次に、メタノール合成触媒の存在下、一酸化炭素と水素とを反応させることにより、合成ガスからメタノールを製造する。メタノール合成触媒としてCu−Zn−Al複合酸化物、Cu−Zn−Cr複合酸化物などのCu−Zn系触媒(CuおよびZnを含む複合酸化物)を用いる場合、通常、反応温度230〜300℃程度、反応圧力2〜10MPa程度で反応を行う。メタノール合成触媒としてZn−Cr系触媒(ZnおよびCrを含む複合酸化物)を用いる場合、通常、反応温度250〜400℃程度、反応圧力10〜60MPa程度で反応を行う。   Next, methanol is produced from the synthesis gas by reacting carbon monoxide with hydrogen in the presence of a methanol synthesis catalyst. When using a Cu—Zn-based catalyst (a composite oxide containing Cu and Zn) such as a Cu—Zn—Al composite oxide and a Cu—Zn—Cr composite oxide as the methanol synthesis catalyst, the reaction temperature is usually 230 to 300 ° C. The reaction is carried out at a reaction pressure of about 2 to 10 MPa. When using a Zn—Cr-based catalyst (a composite oxide containing Zn and Cr) as the methanol synthesis catalyst, the reaction is usually carried out at a reaction temperature of about 250 to 400 ° C. and a reaction pressure of about 10 to 60 MPa.

このようにして得られる生成物(未精製のメタノール)には、通常、水や、未反応の原料である一酸化炭素、副生物である二酸化炭素、ジメチルエーテルなどが含まれる。本発明においては、反応原料として、この未精製のメタノールを用いることもできる。   The product (unpurified methanol) thus obtained usually contains water, carbon monoxide as an unreacted raw material, carbon dioxide as a by-product, dimethyl ether, and the like. In the present invention, this unpurified methanol can also be used as a reaction raw material.

一方、ジメチルエーテルは、例えば、リン酸アルミニウムなどの固体酸触媒を用い、メタノールの脱水反応により製造されている。   On the other hand, dimethyl ether is produced by dehydration of methanol using a solid acid catalyst such as aluminum phosphate.

さらに、メタノールを経由せず、合成ガスから直接ジメチルエーテルを製造するプロセスも実用化されつつある。このプロセスにおいては、スラリー相反応器を用い、メタノール合成触媒とメタノール脱水触媒との混合触媒、例えば、メタノール合成触媒とメタノール脱水触媒とを、メタノール合成触媒:メタノール脱水触媒=1:2〜2:1(質量比)で含有する触媒の存在下、反応温度230〜280℃程度、反応圧力3〜7MPa程度で、一酸化炭素と水素とを反応させることにより、ジメチルエーテルを合成することができる。   Furthermore, a process for producing dimethyl ether directly from synthesis gas without using methanol is being put into practical use. In this process, using a slurry phase reactor, a mixed catalyst of a methanol synthesis catalyst and a methanol dehydration catalyst, for example, a methanol synthesis catalyst and a methanol dehydration catalyst, methanol synthesis catalyst: methanol dehydration catalyst = 1: 2-2: Dimethyl ether can be synthesized by reacting carbon monoxide and hydrogen at a reaction temperature of about 230 to 280 ° C. and a reaction pressure of about 3 to 7 MPa in the presence of a catalyst contained at 1 (mass ratio).

このようにして得られる生成物(未精製のジメチルエーテル)には、通常、水や、未反応の原料である一酸化炭素、副生物である二酸化炭素、メタノールなどが含まれる。本発明においては、反応原料として、この未精製のジメチルエーテルを用いることもできる。   The product (unpurified dimethyl ether) thus obtained usually contains water, carbon monoxide as an unreacted raw material, carbon dioxide as a by-product, methanol, and the like. In the present invention, this unpurified dimethyl ether can also be used as a reaction raw material.

本発明においては、含炭素原料と、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種とから、合成ガスを製造し(合成ガス製造工程)、メタノール合成触媒を含有する触媒層に得られた合成ガスを流通させて、メタノールと水素とを含む反応ガスを得(メタノール製造工程)、上記の方法に従って、液化石油ガス製造用触媒を含有する触媒層に、メタノール製造工程において得られた反応ガスを流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する(液化石油ガス製造工程)こともできる。 In the present invention, a synthesis gas is produced from a carbon-containing raw material and at least one selected from the group consisting of H 2 O, O 2 and CO 2 (synthesis gas production process), and a catalyst containing a methanol synthesis catalyst The synthesis gas obtained in the layer is circulated to obtain a reaction gas containing methanol and hydrogen (methanol production process). In the methanol production process, the catalyst layer containing the catalyst for liquefied petroleum gas production is obtained according to the above method. The obtained reaction gas can be circulated to produce liquefied petroleum gas whose main component is propane or butane (liquefied petroleum gas production step).

また、本発明においては、含炭素原料と、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種とから、合成ガスを製造し(合成ガス製造工程)、メタノール合成触媒とメタノール脱水触媒とを含有する触媒層に得られた合成ガスを流通させて、ジメチルエーテルと水素とを含む反応ガスを得(ジメチルエーテル製造工程)、上記の方法に従って、液化石油ガス製造用触媒を含有する触媒層に、ジメチルエーテル製造工程において得られた反応ガスを流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する(液化石油ガス製造工程)こともできる。 In the present invention, a synthesis gas is produced from a carbon-containing raw material and at least one selected from the group consisting of H 2 O, O 2 and CO 2 (synthesis gas production process), and a methanol synthesis catalyst and methanol. A synthesis gas obtained through a catalyst layer containing a dehydration catalyst is circulated to obtain a reaction gas containing dimethyl ether and hydrogen (dimethyl ether production process), and a catalyst containing a liquefied petroleum gas production catalyst according to the above method The reaction gas obtained in the dimethyl ether production process can be passed through the layer to produce liquefied petroleum gas whose main component is propane or butane (liquefied petroleum gas production process).

合成ガスの合成反応は、上記の方法など、公知の方法に準じて行えばよい。また、メタノールの合成反応およびジメチルエーテルの合成反応も、上記の方法など、公知の方法に準じて行えばよい。   The synthesis reaction of the synthesis gas may be performed according to a known method such as the above method. Further, the synthesis reaction of methanol and the synthesis reaction of dimethyl ether may be performed according to a known method such as the above method.

上記のLPGの製造方法において、合成ガスを製造する反応器である改質器の下流にシフト反応器を設け、シフト反応(CO+HO→CO+H)によって合成ガスの組成を調整することもできる。 In the above LPG production method, a shift reactor is provided downstream of a reformer that is a reactor for producing synthesis gas, and the composition of the synthesis gas is adjusted by a shift reaction (CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ). You can also.

また、上記のLPGの製造方法において、液化石油ガス製造工程で低級パラフィン含有ガスから分離された低沸点成分を、合成ガス製造工程の原料としてリサイクルすることもできる。   In the above LPG production method, the low-boiling components separated from the lower paraffin-containing gas in the liquefied petroleum gas production process can also be recycled as a raw material for the synthesis gas production process.

低級パラフィン含有ガスから分離された低沸点成分は、すべて合成ガス製造工程にリサイクルしてもよいし、また、一部を系外に抜き出し、残りを合成ガス製造工程にリサイクルしてもよい。低沸点成分は、所望の成分のみを分離して合成ガス製造工程にリサイクルすることもできる。   All the low-boiling components separated from the lower paraffin-containing gas may be recycled to the synthesis gas production process, or a part may be extracted out of the system and the rest may be recycled to the synthesis gas production process. As for the low boiling point component, only a desired component can be separated and recycled to the synthesis gas production process.

この場合、合成ガス製造工程において、反応器である改質器に送入されるガス中の低沸点成分の含有量、すなわちリサイクル原料の含有量は適宜決めることができる。   In this case, in the synthesis gas production process, the content of low-boiling components in the gas fed to the reformer, which is a reactor, that is, the content of the recycled material can be determined as appropriate.

低沸点成分をリサイクルするためには、適宜リサイクルラインに昇圧手段を設ける等、公知の技術を採用することができる。   In order to recycle the low boiling point component, a known technique such as appropriately providing a pressure raising means in the recycle line can be employed.

本発明によれば、既存のメタノール合成プラントあるいはジメチルエーテル合成プラントを利用し、それに本発明のLPG製造装置を付設することによって、合成ガスから、あるいは、天然ガス等の含炭素原料から液化石油ガスを製造することが可能である。   According to the present invention, by using an existing methanol synthesis plant or dimethyl ether synthesis plant and attaching the LPG production apparatus of the present invention thereto, liquefied petroleum gas can be obtained from synthesis gas or from a carbon-containing raw material such as natural gas. It is possible to manufacture.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.

表2に示す条件で実験(実施例1〜13及び比較例1〜5)を行った。
表2中の用語について説明する。βはβ−ゼオライトを意味する。ZSM−5、USY、βの前に「H」がある場合、当該ゼオライトがプロトン型であることを意味する。「Pd−」の記号はパラジウムがイオン交換法により担持されていることを意味し、「Pd/」の記号はパラジウムが含浸法により担持されていることを意味する。Pdの直前の数値(%)はPdの担持量を意味する。ZSM−5、USY、βの後ろにハイフンを伴って記載されている数値は、SiO/Alモル比を意味する。実施例9では水素化触媒として0.5重量%Pd担持β−ゼオライト0.2gと、プロトン型のUSY(SiO/Alモル比30)0.1gとを混合したものを使用した。
Experiments (Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 5) were performed under the conditions shown in Table 2.
Terms in Table 2 will be described. β means β-zeolite. When “H” precedes ZSM-5, USY, β, it means that the zeolite is in the proton type. The symbol “Pd−” means that palladium is supported by the ion exchange method, and the symbol “Pd /” means that palladium is supported by the impregnation method. The numerical value (%) immediately before Pd means the amount of Pd supported. The numbers listed with a hyphen after ZSM-5, USY, β mean the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio. In Example 9, a mixture of 0.2 g of 0.5 wt% Pd-supported β-zeolite and 0.1 g of proton type USY (SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 30) was used as a hydrogenation catalyst. .

本実験で使用したZSM−5およびβ触媒は発明者らが調製した。USYは触媒化成株式会社製のものを使用した。
本実験で使用したSiOは富士シリシア化学株式会社のQ−6(粒徑:75〜500μm)である。
The ZSM-5 and β catalysts used in this experiment were prepared by the inventors. USY used was made by Catalyst Kasei Co., Ltd.
SiO 2 used in this experiment is Q-6 (granule: 75 to 500 μm) of Fuji Silysia Chemical Ltd.

ゼオライトへのイオン交換法によるPdの担持は次の方法により行った。まず担持量に応じた濃度のPd(NOの溶液を調製した。そしてこの溶液150mlにゼオライト粉末を5g添加し、水浴を用いて80℃にて8時間攪拌した。攪拌後ろ過して触媒を回収した。回収された触媒を開放系にて120℃で乾燥させた。次いで空気中にて500℃で4時間焼結した。 Pd was supported on zeolite by the ion exchange method by the following method. First, a solution of Pd (NO 3 ) 2 having a concentration corresponding to the supported amount was prepared. Then, 5 g of zeolite powder was added to 150 ml of this solution and stirred at 80 ° C. for 8 hours using a water bath. After stirring, the catalyst was recovered by filtration. The recovered catalyst was dried at 120 ° C. in an open system. Subsequently, it sintered at 500 degreeC in the air for 4 hours.

SiOへの含浸法によるPdの担持は次の方法により行った。担持量に応じた濃度のPd(NO3)2の溶液を調製し、等体積法でSiOへ含浸し、120℃で一晩乾燥させ、空気中にて500℃、4hで焼成した。 The support of Pd by the impregnation method to SiO 2 was performed by the following method. A solution of Pd (NO 3 ) 2 having a concentration corresponding to the supported amount was prepared, impregnated into SiO 2 by an equal volume method, dried at 120 ° C. overnight, and baked in air at 500 ° C. for 4 hours.

二層式の触媒は、各層を構成する触媒成分を順次反応管内に充填することにより形成した。
混合式の触媒は、触媒成分を混合し、反応管内に充填することにより形成した。
The two-layered catalyst was formed by sequentially filling the reaction tube with the catalyst components constituting each layer.
A mixed catalyst was formed by mixing catalyst components and filling the reaction tube.

調製した触媒を内径6mmの反応管に充填した。二層式触媒の場合、図1(a)に示すとおり、反応管中にオレフィン合成触媒の層が上層、水素化触媒の層が下層になるように充填した。混合式触媒について図1(b)に示す配置で触媒を充填した。原料ガスは図1(a)(b)の上方から下方に向かって流れるようにした。   The prepared catalyst was packed in a reaction tube having an inner diameter of 6 mm. In the case of a two-layer catalyst, as shown in FIG. 1 (a), the reaction tube was packed so that the olefin synthesis catalyst layer was the upper layer and the hydrogenation catalyst layer was the lower layer. Regarding the mixed catalyst, the catalyst was packed in the arrangement shown in FIG. 1 (b). The source gas was allowed to flow from the top to the bottom in FIGS. 1 (a) and 1 (b).

触媒充填後、反応に先立ち、触媒を常圧の水素気流により温度385℃にて4時間処理して活性化させた。活性化後、Hにより所定の反応圧にまで管内の圧力を高め、次いでジメチルエーテルを導入して反応を開始した。 After filling the catalyst, prior to the reaction, the catalyst was activated by treatment with a hydrogen stream at normal pressure at a temperature of 385 ° C. for 4 hours. After activation, the pressure in the tube was increased to a predetermined reaction pressure with H 2 , and then dimethyl ether was introduced to start the reaction.

Figure 0004459925
Figure 0004459925

実施例5を除く各実施例及び比較例では複数の温度条件で反応を行い、反応開始から1時間後の生成物をガスクロマトグラフィーにより分析した。実施例5では反応温度を430℃に固定し、反応開始から経時的に生成物を採取しガスクロマトグラフィー分析を行った。
また、ジエチルエーテルの転化率(%)、及びCOx(Xは1又は2)への転化率(%)も測定した。
In each of Examples and Comparative Examples except Example 5, the reaction was performed under a plurality of temperature conditions, and the product 1 hour after the start of the reaction was analyzed by gas chromatography. In Example 5, the reaction temperature was fixed at 430 ° C., and the product was collected over time from the start of the reaction and subjected to gas chromatography analysis.
Moreover, the conversion rate (%) of diethyl ether and the conversion rate (%) to COx (X is 1 or 2) were also measured.

ジエチルエーテルの転化率(%)=[(入口のジエチルエーテル流量(mol/h)−出口のジエチルエーテル流量(mol/h))/入口のジエチルエーテル流量(mol/h)]×100
COxへの選択率(%)=COx生成速度/[2×(入口のジエチルエーテル流量(mol/h)−出口のジエチルエーテル流量(mol/h))]×100
Diethyl ether conversion (%) = [(inlet diethyl ether flow rate (mol / h) −outlet diethyl ether flow rate (mol / h)) / inlet diethyl ether flow rate (mol / h)] × 100
Selectivity for COx (%) = COx production rate / [2 × (diethyl ether flow rate at the inlet (mol / h) −diethyl ether flow rate at the outlet (mol / h))] × 100

実施例1〜13の生成物の炭化水素の分析結果をそれぞれ図2〜14に示す。比較例1〜5の生成物の炭化水素の分析結果をそれぞれ図15〜19に示す。図2〜19に示す各カラムにおける、所定の炭素数の炭化水素の割合を示す各領域の上下方向の配置順序は、グラフ右外側の欄内における、所定の炭素数の炭化水素に対応する各凡例の上下方向の配置順序と一致する。なお、特定の炭素数の炭化水素の割合がゼロ%である場合は、当該炭化水素に対応する領域はカラムから欠損するため、当該カラムにおける各領域の上下方向の配置順序はグラフ右外側の欄内における各凡例の上下方向の配置順序と一致しないが、その場合であっても、凡例を参照することにより各領域に対応する炭化水素の炭素数を理解することができる。
ジエチルエーテルの転化率(%)はいずれの実施例及び比較例においても100%であった。
The analysis results of the hydrocarbons of the products of Examples 1 to 13 are shown in FIGS. The analysis results of the hydrocarbons of the products of Comparative Examples 1 to 5 are shown in FIGS. In each column shown in FIGS. 2 to 19, the arrangement order in the vertical direction of each region indicating the ratio of hydrocarbons having a predetermined number of carbon atoms corresponds to the hydrocarbons having a predetermined number of carbon atoms in the column on the right outer side of the graph. Matches the order of the legend's vertical arrangement. When the proportion of hydrocarbons having a specific number of carbon atoms is zero%, the region corresponding to the hydrocarbon is missing from the column, so the vertical arrangement order of each region in the column is the column on the right outer side of the graph. However, even in this case, the number of carbon atoms of hydrocarbons corresponding to each region can be understood by referring to the legend.
The conversion rate (%) of diethyl ether was 100% in all examples and comparative examples.

COxへの転化率(%)は実施例1〜9、実施例13、及び比較例1〜5では0%であった。実施例10ではCOxへの転化率(%)は375℃において4.7%、475℃において0.2%であった。実施例11ではCOxへの転化率(%)は375℃において1.8%、475℃において4.5%であった。実施例12ではCOxへの転化率(%)は375℃において0.7%、430℃において2.0%であった。   The conversion rate (%) to COx was 0% in Examples 1 to 9, Example 13, and Comparative Examples 1 to 5. In Example 10, the conversion rate (%) to COx was 4.7% at 375 ° C. and 0.2% at 475 ° C. In Example 11, the conversion rate (%) to COx was 1.8% at 375 ° C. and 4.5% at 475 ° C. In Example 12, the conversion rate (%) to COx was 0.7% at 375 ° C. and 2.0% at 430 ° C.

反応管中における触媒の充填方法を示す図である。It is a figure which shows the filling method of the catalyst in a reaction tube. 実施例1の生成物の炭化水素の組成を示す図である。2 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 1. FIG. 実施例2の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 2. 実施例3の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 3. 実施例4の生成物の炭化水素の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the hydrocarbon of the product of Example 4. 実施例5の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 5. 実施例6の生成物の炭化水素の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the hydrocarbon of the product of Example 6. 実施例7の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 7. 実施例8の生成物の炭化水素の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the hydrocarbon of the product of Example 8. 実施例9の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 9. 実施例10の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 10. 実施例11の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 11. 実施例12の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Example 12. 実施例13の生成物の炭化水素の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the hydrocarbon of the product of Example 13. 比較例1の生成物の炭化水素の組成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the hydrocarbon composition of the product of Comparative Example 1. 比較例2の生成物の炭化水素の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the hydrocarbon of the product of the comparative example 2. 比較例3の生成物の炭化水素の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the hydrocarbon of the product of the comparative example 3. 比較例4の生成物の炭化水素の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the hydrocarbon of the product of the comparative example 4. 比較例5の生成物の炭化水素の組成を示す図である。It is a figure which shows the composition of the hydrocarbon of the product of the comparative example 5.

Claims (11)

メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させてプロパン又はブタンを主成分とする液化石油ガスを製造するための液化石油ガス製造用触媒であって、
Pdを担持してもよい、ZSM−5、USY、及びβ−ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を含有する第一ゼオライト触媒からなる第一層と、Pdを担持する、ZSM−5、USY、及びβ−ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を含有する第二ゼオライト触媒からなる第二層とを備えることを特徴とする液化石油ガス製造用触媒。
A liquefied petroleum gas production catalyst for producing liquefied petroleum gas mainly comprising propane or butane by reacting at least one of methanol and dimethyl ether with hydrogen,
A first layer comprising a first zeolite catalyst containing at least one selected from the group consisting of ZSM-5, USY, and β-zeolite, which may support Pd, and ZSM-5, which supports Pd, A liquefied petroleum gas production catalyst comprising: a second layer comprising a second zeolite catalyst containing at least one selected from the group consisting of USY and β-zeolite .
第一ゼオライト触媒が、ZSM−5、Pdを担持するZSM−5、USY、及びβ−ゼオライトからなる群から選択される少なくとも一種を含有するゼオライト触媒であることを特徴とする請求項記載の液化石油ガス製造用触媒。 First zeolite catalyst of claim 1, wherein the zeolite catalyst containing at least one selected from the group consisting of ZSM-5, ZSM-5 carrying Pd, USY, and β- zeolite Catalyst for liquefied petroleum gas production. 第二ゼオライト触媒がPdを担持するβ−ゼオライトであることを特徴とする請求項1又は2記載の液化石油ガス製造用触媒。 The liquefied petroleum gas production catalyst according to claim 1 or 2, wherein the second zeolite catalyst is β-zeolite supporting Pd. 第二ゼオライト触媒が更にUSYを含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の液化石油ガス製造用触媒。 The catalyst for liquefied petroleum gas production according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second zeolite catalyst further contains USY. 請求項1〜のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒の存在下でメタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させ、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造することを特徴とする液化石油ガスの製造方法であって、メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを含有する原料ガスを第一層に流入させ、第一層を経て第二層に至り、第二層から流出させることを更なる特徴とする方法。 Producing at least one of methanol and dimethyl ether and hydrogen in the presence of the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of claims 1 to 4 to produce liquefied petroleum gas whose main component is propane or butane. A method for producing a liquefied petroleum gas, characterized in that a raw material gas containing at least one of methanol and dimethyl ether and hydrogen is caused to flow into the first layer, to reach the second layer through the first layer, and from the second layer A method further characterized by draining. メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させる際の反応温度が380℃以上500℃以下である請求項に記載の液化石油ガスの製造方法。 The method for producing a liquefied petroleum gas according to claim 5 , wherein the reaction temperature when hydrogen is reacted with at least one of methanol and dimethyl ether is 380 ° C or higher and 500 ° C or lower. メタノール及びジメチルエーテルの少なくとも1つと水素とを反応させる際の反応圧力が、0.1MPa以上5MPa以下である請求項5または6に記載の液化石油ガスの製造方法。 The method for producing a liquefied petroleum gas according to claim 5 or 6 , wherein a reaction pressure when hydrogen is reacted with at least one of methanol and dimethyl ether is 0.1 MPa or more and 5 MPa or less. (1)メタノール合成触媒を含有する触媒層に合成ガスを流通させて、メタノールと水素とを含む反応ガスを得るメタノール製造工程と、
(2)請求項1〜のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒の第一層に、メタノール製造工程において得られた反応ガスを流入させ、第一層を経て第二層に至り、第二層から流出させるように流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する液化石油ガス製造工程と
を有することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
(1) a methanol production process for obtaining a reaction gas containing methanol and hydrogen by circulating a synthesis gas through a catalyst layer containing a methanol synthesis catalyst;
(2) The reaction gas obtained in the methanol production process is allowed to flow into the first layer of the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of claims 1 to 4 , and the first layer is passed through to the second layer. A method for producing a liquefied petroleum gas, comprising: a liquefied petroleum gas production step of producing a liquefied petroleum gas having a main component of propane or butane that is distributed so as to flow out from the second layer .
(1)メタノール合成触媒とメタノール脱水触媒とを含有する触媒層に合成ガスを流通させて、ジメチルエーテルと水素とを含む反応ガスを得るジメチルエーテル製造工程と、
(2)請求項1〜のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒の第一層に、ジメチルエーテル製造工程において得られた反応ガスを流入させ、第一層を経て第二層に至り、第二層から流出させるように流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する液化石油ガス製造工程と
を有することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
(1) A dimethyl ether production process in which a synthesis gas is circulated through a catalyst layer containing a methanol synthesis catalyst and a methanol dehydration catalyst to obtain a reaction gas containing dimethyl ether and hydrogen;
(2) The reaction gas obtained in the dimethyl ether production process is allowed to flow into the first layer of the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of claims 1 to 4 , and the second layer is reached through the first layer. A method for producing a liquefied petroleum gas, comprising: a liquefied petroleum gas production step of producing a liquefied petroleum gas having a main component of propane or butane that is distributed so as to flow out from the second layer .
(1)含炭素原料と、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種とから、合成ガスを製造する合成ガス製造工程と、
(2)メタノール合成触媒を含有する触媒層に合成ガスを流通させて、メタノールと水素とを含む反応ガスを得るメタノール製造工程と、
(3)請求項1〜のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒の第一層に、メタノール製造工程において得られた反応ガスを流入させ、第一層を経て第二層に至り、第二層から流出させるように流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する液化石油ガス製造工程と
を有することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
(1) a synthesis gas production process for producing synthesis gas from a carbon-containing raw material and at least one selected from the group consisting of H 2 O, O 2 and CO 2 ;
(2) a methanol production step of obtaining a reaction gas containing methanol and hydrogen by circulating a synthesis gas through a catalyst layer containing a methanol synthesis catalyst;
(3) The reaction gas obtained in the methanol production process is allowed to flow into the first layer of the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of claims 1 to 4 , and the second layer is reached through the first layer. A method for producing a liquefied petroleum gas, comprising: a liquefied petroleum gas production step of producing a liquefied petroleum gas having a main component of propane or butane that is distributed so as to flow out from the second layer .
(1)含炭素原料と、HO、OおよびCOからなる群より選択される少なくとも一種とから、合成ガスを製造する合成ガス製造工程と、
(2)メタノール合成触媒とメタノール脱水触媒とを含有する触媒層に合成ガスを流通させて、ジメチルエーテルと水素とを含む反応ガスを得るジメチルエーテル製造工程と、
(3)請求項1〜のいずれかに記載の液化石油ガス製造用触媒の第一層に、ジメチルエーテル製造工程において得られた反応ガスを流入させ、第一層を経て第二層に至り、第二層から流出させるように流通させて、主成分がプロパンまたはブタンである液化石油ガスを製造する液化石油ガス製造工程と
を有することを特徴とする液化石油ガスの製造方法。
(1) a synthesis gas production process for producing synthesis gas from a carbon-containing raw material and at least one selected from the group consisting of H 2 O, O 2 and CO 2 ;
(2) A dimethyl ether production process in which a synthesis gas is passed through a catalyst layer containing a methanol synthesis catalyst and a methanol dehydration catalyst to obtain a reaction gas containing dimethyl ether and hydrogen;
(3) The reaction gas obtained in the dimethyl ether production process is allowed to flow into the first layer of the liquefied petroleum gas production catalyst according to any one of claims 1 to 4 , and the second layer is reached through the first layer. A method for producing a liquefied petroleum gas, comprising: a liquefied petroleum gas production step of producing a liquefied petroleum gas having a main component of propane or butane that is distributed so as to flow out from the second layer .
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