JP6037849B2 - 酸化脱水素触媒の製造方法およびアルケンの製造方法 - Google Patents
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Description
(a)水中にケイ酸塩を分散させる工程と、
(b)クロム元素を添加する工程と、
(c)界面活性剤を添加し、50〜150℃の温度で1〜20時間反応させる工程と、
(d)200〜700℃の温度で1〜10時間熱処理する工程と、
を含み、
工程(c)は、工程(a)又は工程(b)の後に行われる。
本発明に係る酸化脱水素触媒の製造方法は、
(a)水中にケイ酸塩を分散させる工程と、
(b)クロム元素を添加する工程と、
(c)界面活性剤を添加し、50〜150℃の温度で1〜20時間反応させる工程と、
(d)200〜700℃の温度で1〜10時間熱処理する工程と、
を含み、工程(c)は、工程(a)又は工程(b)の後に行われる。
工程(a)では、水中にケイ酸塩を分散させる。
工程(b)では、クロム元素を添加する。
工程(c)では、界面活性剤を添加し、50〜150℃の温度で1〜20時間反応させる。工程(c)は、工程(a)又は工程(b)の後に行われる。本発明に係る方法は、例えば工程(a)、(b)、(c)、(d)の順に行われてもよく、工程(a)、(c)、(b)、(d)の順に行われてもよい。
工程(d)では、200〜700℃の温度で1〜10時間熱処理する。この工程では、工程(a)から(c)により得られる触媒前駆体を熱処理することで、結晶中に取り込まれた界面活性剤を除去し、多孔体である触媒を製造することができる。
本発明では、アルカンに対する酸素のモル比が0.1〜1.9であるアルカン及び酸素を含む混合ガスを本発明に係る酸化脱水素触媒に接触させて、アルカンからアルケンを製造する。
アルカン転化率(%)=(B/A)×100
アルケン選択率(%)=(C/B)×100
アルケンの収率(%)=(C/A)×100
式中、Aは供給したアルカンのモル数、Bは反応したアルカンのモル数、Cは製造したアルケンのモル数である。
ケイ酸ナトリウム5.0gを700℃で6時間焼成した。焼成したケイ酸ナトリウムを蒸留水50mL中に添加し、室温で3時間攪拌し、分散させた。これをろ過することで、層状シリケートであるカネマイトのペーストを得た。得られたカネマイトペーストに0.1mol/Lのヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド水溶液100mlを加え、70℃で3時間攪拌保持した。その後、2mol/Lの塩酸水溶液を用いて、pHが8.5となるように調整し、引き続き70℃で18時間攪拌保持した。その後、ろ過を行い、蒸留水にて数回洗浄を行い、乾燥させ、規則性メソ多孔体FSM−16前駆体を得た。得られた規則性メソ多孔体FSM−16前駆体に50mlの蒸留水を加え、0.5mol/Lの硝酸クロム水溶液を5.3ml添加した。そして、1時間激しく攪拌混合し、80℃で20時間安置した。その後、ろ過を行い、蒸留水で数回洗浄を行い、乾燥させて固体を得た。そして、この固体を550℃で8時間、空気雰囲気下で焼成し、規則性メソ多孔体とクロム元素とを含む酸化脱水素触媒を得た。この時得られた触媒のクロム含有量は、元素分析の結果、含まれるケイ素原子の質量に対して0.6質量%であった。
規則性メソ多孔体とクロム元素とを含む酸化脱水素触媒を製造する過程で、1時間激しく攪拌混合し、80℃で20時間安置し、ろ過の後、洗浄を行わずに乾燥させたこと以外は、実施例1と同様の方法により酸化脱水素触媒を製造し、イソブチレンの製造を行った。この時得られた触媒のクロム含有量は、元素分析の結果、含まれるケイ素原子の質量に対して4.2質量%であった。結果を表1に示す。
イソブチレンの製造において、大気圧下でイソブタン分圧14.4kPa、酸素ガス分圧20.5kPa、残りをヘリウムガスで希釈した混合ガスを、30ml/minの流量で反応管内に流通させたこと以外は、実施例2と同様の方法により実施した。この時のイソブタンに対する酸素のモル比(混合ガス比)は1.42であった。結果を表1に示す。
イソブチレンの製造において、大気圧下でイソブタン分圧14.4kPa、酸素ガス分圧4.1kPa、残りをヘリウムガスで希釈した混合ガスを、30ml/minの流量で反応管内に流通させたこと以外は、実施例1と同様の方法により実施した。この時のイソブタンに対する酸素のモル比(混合ガス比)は0.28であった。結果を表1に示す。
硝酸クロムの代わりにバナジン酸アンモニウムを用いたこと以外は、実施例3と同様の方法により実施した。結果を表1に示す。
硝酸マグネシウム6水和物4.72gを10mlの蒸留水で溶解した。さらに硝酸水溶液を加えて、pHが4.0になるように調整し、溶液Aを調製した。その後、ヘキサアンモニウムモリブド四水和物3.54gを乳鉢で粉砕し、10mlの蒸留水に溶解し、アンモニア水を加えてpHが8になるように調整し、溶液Bを調製した。そして、溶液Aを攪拌させながら溶液Bを加え、アンモニア臭がしなくなるまで攪拌した。次に、エバポレーターにて減圧し、水分を蒸発させ、得られた沈殿物を60℃で一晩乾燥させた。得られた乾燥物を300℃で3時間焼成した。得られた固体物を乳鉢で粉砕し、さらに400℃で5時間焼成し、Mg0.92MoOxと呼ばれる複合酸化物からなる酸化脱水素触媒を得た。そして、実施例4と同様の方法によりイソブチレンの製造を行った。結果を表1に示す。
ケイ酸ナトリウム5.0gを700℃で6時間焼成した。焼成したケイ酸ナトリウムを蒸留水100mL中に添加し、さらに硝酸クロム9水和物を4.0g添加して、室温で3時間攪拌し、クロム元素を含有する前駆体を得た。得られた前駆体に0.1mol/Lのヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド水溶液100mlを加え、70℃で3時間攪拌保持した。その後、2mol/Lの塩酸水溶液を用いて、pHが8.5となるように調整し、引き続き70℃で18時間攪拌保持した。その後、ろ過を行い、蒸留水にて数回洗浄を行い、乾燥させて固体を得た。そして、この固体を550℃で8時間、空気雰囲気下で焼成し、酸化脱水素触媒を得た。そして、実施例1と同様の方法によりイソブチレンの製造を行った。結果を表1に示す。
Claims (2)
- (a)水中にケイ酸塩を分散させる工程と、
(b)クロム元素を添加する工程と、
(c)界面活性剤を添加し、50〜150℃の温度で1〜20時間反応させる工程と、
(d)200〜700℃の温度で1〜10時間熱処理する工程と、
を含み、
工程(c)は、工程(a)又は工程(b)の後に行われる酸化脱水素触媒の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法によって酸化脱水素触媒を製造し、引き続き、得られた酸化脱水素触媒をアルカンに対する酸素のモル比が0.1〜1.9であるアルカン及び酸素を含む混合ガスに接触させて、アルカンからアルケンを製造する方法。
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JP2013011888A JP6037849B2 (ja) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | 酸化脱水素触媒の製造方法およびアルケンの製造方法 |
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