JP6722185B2 - 触媒およびその調製方法、ならびに当該触媒を利用することによるイソブチレンの調製方法 - Google Patents
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Description
本実施例は、本発明の触媒(イソブチレンの調製に用いられる)を調製する方法を説明するために、ここに与えられている。
本実施例は、本発明の触媒(イソブチレンの調製に用いられる)を調製する方法を説明するために、ここに与えられている。
本実施例は、本発明の触媒(イソブチレンの調製に用いられる)を調製する方法を説明するために、ここに与えられている。
本実施例は、本発明の触媒(イソブチレンの調製に用いられる)を調製する方法を説明するために、ここに与えられている。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1を、0.15mol/LのNi(NO3)2水溶液に、12時間浸漬した。次に、上記粉末を、450℃にて6時間か焼した。次に、上記粉末を、150℃の飽和水蒸気にて20時間処理した。このようにして、0.5重量%(非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−5の重量を基準とする)の酸化ニッケルを含んでいる、非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−5を得た。平均細孔径が2.5nmであるマイクロ多孔質アルミナ10重量%を、結着剤として、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−5に加えた。上記粉末を、ペレット成形によって、ペレット状に成形した(ペレット径:2.2〜2.5mm)。次に、上記ペレットを100℃にて5時間乾燥させ、その後、600℃にて4時間か焼した。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1を、0.15mol/LのPd(NO3)2水溶液に、15時間浸漬した。次に、上記粉末を、600℃にて4時間か焼した。次に、上記粉末を、450℃の飽和水蒸気にて5時間処理した。このようにして、1.5重量%(非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−6の重量を基準とする)の酸化パラジウムを含んでいる、非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−6を得た。上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−6を、100℃にて8時間乾燥させ、その後、500℃にて8時間か焼した。次に、平均細孔径が2.5nmであるマイクロ多孔質アルミナ10重量%を、結着剤として、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−6に加えた。上記粉末を、ペレット成形によって、ペレット状に成形した(ペレット径:2.2〜2.5mm)。次に、上記ペレットを100℃にて8時間乾燥させ、その後、500℃にて8時間か焼した。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1を、0.15mol/LのMg(NO3)2水溶液に、12時間浸漬した。次に、上記粉末を、400℃にて6時間か焼した。次に、上記粉末を、250℃の飽和水蒸気にて8時間処理した。このようにして、1.5重量%(非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−7の重量を基準とする)の酸化マグネシウムを含んでいる、非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−7を得た。平均細孔径が2.5nmであるマイクロ多孔質アルミナ15重量%を、結着剤として、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−7に加えた。上記粉末を、ペレット成形によって、触媒ペレットに成形した(ペレット径:2.2〜2.5mm)。次に、上記ペレットを120℃にて4時間乾燥させ、その後、400℃にて6時間か焼した。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末1−1を調製するとき、か焼後に上記非晶質シリカ−アルミナの熱水処理を行わなかった。このようにして、触媒SL−8を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、上記ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーLRJ1−1を調製するときに、上記ジメチルジクロロシランを、ケイ素に換算して同量のポリエーテル修飾トリシロキサン(H-350、Jiangxi Hito Chemical Co., Ltd.製)に変更した。このようにして、触媒SL−9を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1を、300℃の飽和水蒸気にて6時間処理し、上記の熱水処理によって得られた非晶質シリカ−アルミナ粉末を、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−1に代えて用いた(すなわち、活性化剤を全く含んでいない非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−1)。このようにして、触媒SL−10を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、固形分21.3重量%を含んでいる水酸化アルミニウムスラリーLRJ1を、成形ペレットに噴霧した。酸化アルミニウムに換算した水酸化アルミニウムの、上記非晶質シリカ−アルミナに対する重量比は、1:10であった。次に、上記ペレットを120℃にて4時間乾燥させ、その後、500℃にて6時間か焼した。このようにして、触媒DB−1を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、得られたケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーLRJ1−1を、120℃にて4時間乾燥させ、その後、500℃にて6時間か焼した。このようにして、ケイ素およびスズを含有している酸化アルミニウム粉末LRJ1−2を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、実施例1における水酸化アルミニウムスラリーLRJ1を、120℃にて4時間乾燥させ、その後、500℃にて6時間か焼した。次に、平均細孔径が1.5nmであるマイクロ多孔質アルミナ10重量%を、結着剤として、得られた粉末に加えた。上記粉末を、ペレット成形によって、触媒ペレットに成形した(ペレット径:2.2〜2.5mm)。次に、上記ペレットを120℃にて4時間乾燥させ、その後、400℃にて6時間か焼した。このようにして、触媒DB−3を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、平均細孔径が1.5nmであるマイクロ多孔質アルミナ10重量%を、結着剤として、比較例2において得られたケイ素およびスズを含有している酸化アルミニウム粉末LRJ1−2に加えた。上記粉末を、ペレット成形によって、触媒ペレットに成形した(ペレット径:2.2〜2.5mm)。次に、上記ペレットを120℃にて4時間乾燥させ、その後、400℃にて6時間か焼した。このようにして、触媒DB−4を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、上記非晶質シリカ−アルミナ粉末FM1−1と、実施例1におけるマイクロ多孔質アルミナと、から作製されるペレット(ペレット径2.2〜2.5mm)を、触媒DB−5として使用した。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、ジメチルジクロロシランのみを、上記水酸化アルミニウムスラリーLRJ1に加え、硝酸スズおよびオクチル酸スズは加えなかった。得られたケイ素を含有している水酸化アルミニウムスラリーを、上記ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーLRJ1−1に代えて用いた。このようにして、触媒DB−6を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、硝酸スズおよびオクチル酸スズのみを、上記水酸化アルミニウムスラリーLRJ1に加え、ジメチルジクロロシランは加えなかった。得られたスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーを、上記ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーLRJ1−1に代えて用いた。このようにして、触媒DB−7を得た。
実施例1において説明されている方法を用いた。ただし、硝酸スズ、オクチル酸スズおよびジメチルジクロロシランに代えて、硝酸マグネシウムを、上記水酸化アルミニウムスラリーLRJ1に加えた。得られたマグネシウムを含有している水酸化アルミニウムスラリーを、上記ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーLRJ1−1に代えて用いた。このようにして、触媒DB−8を得た。
実施例2において説明されている方法を用いた。ただし、上記水酸化アルミニウムスラリーLRJ2を、実施例2における成形ペレットと同じ成形ペレット状に噴霧した。スズおよびケイ素を含有している酸化アルミニウムの重量比は、実施例2と同じであった。次に、上記ペレットを90℃にて8時間乾燥させ、その後、600℃にて3時間か焼した。このようにして、半製品触媒ペレットを得た。次に、浸漬法によって、上記半製品触媒ペレットの表面にケイ素元素およびスズ元素を担持させた。ケイ素元素およびスズ元素の担持量は、実施例2と同じであった。次に、上記ペレットを90℃にて8時間乾燥させ、その後、600℃にて3時間か焼した。このようにして、触媒DB−9を得た。
以下の方法により、固定床反応器中でイソブチレンを調製した。すなわち、イソブチレンを調製する反応のために、実施例1〜10において得られた触媒を、MTBEとTBAとの混合物に接触させた(実施例1〜10において得られた触媒を用いるイソブチレンの調製方法は、それぞれ、実施例11〜20に対応する)。反応条件(すなわち、全液時空間速度(LHVSV)、上記MTBEとTBAとの混合物におけるMTBE/TBA/水の重量比(すなわち、MTBEのLHVSV/TBAのLHVSV/水のLHVSV)、反応温度、および反応圧など)および結果を、表2に示す。
実施例11において説明されている方法によって、イソブチレンを調製した。ただし、比較例1〜9において得られた触媒を、イソブチレンの調製のために用いた(上記のイソブチレンの調製方法は、それぞれ、比較例10〜18に対応している)。その上で、比較例10〜18における反応条件(すなわち、全LHVSV、MTBE/TBA/水の重量比(すなわち、MTBEのLHVSV/TBAのLHVSV/水のLHVSV)、反応温度、および反応圧など)および結果を、表2に示す。
Claims (26)
- コア−シェル構造を有している触媒であって、
上記コアは、非晶質シリカ−アルミナ粒子および/または非晶質シリカ−アルミナ粒子の凝集体であり、
上記シェルは、ケイ素およびスズを含有している酸化アルミニウムであり、
上記ケイ素およびスズを含有している酸化アルミニウムの、上記非晶質シリカ−アルミナに対する重量比は、1:60〜1:3であり、
上記ケイ素およびスズを含有している酸化アルミニウムにおいて、上記ケイ素およびスズを含有している酸化アルミニウムの重量を基準とし、かつ元素として計算すると、
ケイ素の含有率は、0.5〜2重量%であり、
スズの含有率は、0.2〜1重量%である、
MTBEおよびTBAの混合物からイソブチレンを調製するために用いられる触媒。 - 上記コアの大きさの、上記シェルの厚さに対する比率は、200:0.5〜200:20である、請求項1に記載の触媒。
- (1)上記コアは非晶質シリカ−アルミナ粒子であり、上記シェルの厚さは3〜15μmである、
あるいは、
(2)上記コアは粒子の凝集体であり、上記シェルの厚さは5〜300μmである、
請求項1または2に記載の触媒。 - 上記コアにおいて、上記非晶質シリカ−アルミナの重量を基準とすると、
SiO2に換算したケイ素の含有率は、60〜99重量%であり、
Al2O3に換算したアルミニウムの含有率は、1〜40重量%である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の触媒。 - 上記非晶質シリカ−アルミナは、以下の特性を有している、請求項1〜4のいずれか1項に記載の触媒。
比表面積:240〜450m2/g
細孔容積:0.4〜0.9mL/g - 上記非晶質シリカ−アルミナは、ケイ素元素およびアルミニウム元素以外に、活性化剤をさらに含んでおり、
上記活性化剤は、IIA族金属元素およびVIII族金属元素の1つ以上から選択され、
上記活性化剤を含有している非晶質シリカ−アルミナにおいて、上記活性化剤を含有している非晶質シリカ−アルミナの重量を基準とすると、酸化物に換算した上記活性化剤の含有率は、0.1〜5重量%であり、
上記IIA族金属元素はBe、MgおよびCaの1つ以上であり、上記VIII族金属元素はNi、PdおよびPtの1つ以上である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の触媒。 - 上記活性化剤を含有している非晶質シリカ−アルミナの重量を基準とすると、
SiO2に換算したケイ素の含有率は、60〜95重量%であり、
Al2O3に換算したアルミニウムの含有率は、1〜30重量%であり、
酸化物に換算した上記活性化剤の含有率は、0.1〜5重量%である、
請求項6に記載の触媒。 - (1)上記粒子の凝集体は、非晶質シリカ−アルミナおよび結着剤を含んでいる、
あるいは、
(2)上記コアは非晶質シリカ−アルミナ粒子であり、上記触媒はさらに結着剤を含んでいる、
触媒であって、
上記結着剤は、マイクロ多孔質アルミナであり、
上記マイクロ多孔質アルミナの細孔径は、0.8〜2.5nmである、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の触媒。 - 非晶質シリカ−アルミナ粒子100重量部に対して、上記結着剤の含有率は、3〜20重量部である、請求項8に記載の触媒。
- 上記触媒の大きさは、1〜5mmである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の触媒。
- ケイ素含有化合物、スズ含有化合物および水酸化アルミニウムスラリーを混合して、ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーを得る工程、
上記ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーを、非晶質シリカ−アルミナ粒子および/または非晶質シリカ−アルミナ粒子の凝集体に噴霧する工程、ならびに、
その後に、生成物を乾燥させ、か焼する工程、
を含む、MTBEおよびTBAの混合物からイソブチレンを調製するために用いられる触媒の調製方法。 - 得られる触媒におけるケイ素およびスズを含有している酸化アルミニウムの重量を基準として、
ケイ素の含有率が0.5〜2重量%
スズの含有率が0.2〜1重量%
となるように、上記ケイ素含有化合物、上記スズ含有化合物および上記水酸化アルミニウムスラリーの量を調整し、
得られる触媒において、上記ケイ素およびスズを含有している酸化アルミニウムの、上記非晶質シリカ−アルミナに対する重量比が、1:60〜1:3となるように、(1)上記ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーの量、ならびに(2)上記非晶質シリカ−アルミナ粒子および/または非晶質シリカ−アルミナ粒子の凝集体の量を調整する、
請求項11に記載の方法。 - 上記ケイ素含有化合物、上記スズ含有化合物および上記水酸化アルミニウムスラリーを混合する方法は、
上記水酸化アルミニウムスラリーを攪拌しながら、上記ケイ素含有化合物および上記スズ含有化合物を、一度に加えるまたは滴下する工程を含む、
請求項11または12に記載の方法。 - 上記非晶質シリカ−アルミナは、熱水処理によって得られ、
上記熱水処理の条件は、以下を含む、請求項11〜13のいずれか1項に記載の方法。温度:150〜450℃
時間:5〜24時間 - 上記非晶質シリカ−アルミナは、ケイ素元素およびアルミニウム元素以外に、活性化剤をさらに含んでおり、
上記活性化剤は、IIA族金属元素およびVIII族金属元素の1つ以上から選択され、
上記活性化剤を含有している非晶質シリカ−アルミナの重量を基準とすると、酸化物に換算した上記活性化剤の含有率は、0.1〜5重量%である、
請求項11〜14のいずれか1項に記載の方法。 - 上記IIA族金属元素は、Be、MgおよびCaの1つ以上であり、
上記VIII族金属元素は、Ni、PdおよびPtの1つ以上である、
請求項15に記載の方法。 - 上記ケイ素含有化合物は、クロロシランおよびポリエーテル修飾シリコーン油の1つ以上であり、
上記クロロシランは、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシランおよびフェニルクロロシランの1つ以上であり、
上記スズ含有化合物は、二塩化スズ、四塩化スズ、硝酸スズ、硫酸スズ、オクチル酸スズ、および二塩化ジブチルスズの1つ以上である、
請求項11〜16のいずれか1項に記載の方法。 - 上記触媒は成形触媒であり、上記触媒の成形方法は、
上記ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーを、上記非晶質シリカ−アルミナ粒子に噴霧する工程、ならびに、
その後に、生成物を成形する工程、
を含む、請求項11〜17のいずれか1項に記載の方法。 - 上記粒子の凝集体は、(1)非晶質シリカ−アルミナ粒子を成形し、(2)上記ケイ素およびスズを含有している水酸化アルミニウムスラリーを、得られた非晶質シリカ−アルミナ粒子に噴霧し、その後に、(3)生成物を乾燥させ、か焼させることにより得られる、請求項11〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 上記成形は、結着剤によって接着することにより行われ、
上記結着剤は、マイクロ多孔質アルミナであり、
上記マイクロ多孔質アルミナの細孔径は、0.8〜2.5nmであり、
非晶質シリカ−アルミナ粒子100重量部に対して、上記結着剤の量は、3〜20重量部である、
請求項18または19に記載の方法。 - イソブチレンを調製するためのMTBEの分解反応、および/または、イソブチレンを調製するためのTBAの脱水反応における、請求項1〜10のいずれか1項に記載の触媒の使用。
- イソブチレンを調製する反応のために、請求項1〜10のいずれか1項に記載の触媒を、MTBEおよび/またはTBAに接触させる工程を含む、イソブチレンを調製する方法。
- 上記触媒に、MTBEとTBAとの混合物を接触させ、
上記MTBEとTBAとの混合物は、MTBE、TBAおよび水を含んでおり、
上記MTBEとTBAとの混合物の総重量を基準とすると、水の含有率は1〜15重量%である、
請求項22に記載の方法。 - 上記触媒に、MTBEとTBAとの混合物を接触させ、
MTBEとTBAとの混合物において、当該MTBEとTBAとの混合物の総重量を基準とすると、
メチルsec−ブチルエーテルの含有率は、0.2重量%以下であり、
メタノールの含有率は、0.05重量%以下であり、
イソブチレンオリゴマーの含有率は、0.05重量%以下であり、
C1〜C4炭化水素の含有率は、0.1重量%以下である、
請求項22または23に記載の方法。 - 上記触媒によって触媒反応される、上記MTBEとTBAとの混合物の反応の反応条件は、以下を含む、請求項23または24に記載の方法。
全液時空間速度:0.5〜10h−1
温度:190〜260℃
圧力:常圧〜0.6MPa - 上記反応は、固定床反応器またはスラリー床反応器において行われる、請求項23〜25のいずれか1項に記載の方法。
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