JPH01236947A - 複合金属メタロシリケート触媒およびこれを使用する低級パラフィン系炭化水素からの芳香族炭化水素の製法 - Google Patents
複合金属メタロシリケート触媒およびこれを使用する低級パラフィン系炭化水素からの芳香族炭化水素の製法Info
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- JPH01236947A JPH01236947A JP6313388A JP6313388A JPH01236947A JP H01236947 A JPH01236947 A JP H01236947A JP 6313388 A JP6313388 A JP 6313388A JP 6313388 A JP6313388 A JP 6313388A JP H01236947 A JPH01236947 A JP H01236947A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/87—Gallosilicates; Aluminogallosilicates; Galloborosilicates
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- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ0発明の目的
産業上の利用分野
本発明は、メタロシリケート複合金属触媒およびこれを
使用する低級パラフィン系炭化水素から芳香族炭化水素
の製法に関するものである。
使用する低級パラフィン系炭化水素から芳香族炭化水素
の製法に関するものである。
更に詳細には、白金担持ガリウム・亜鉛シリケート(P
t/H−(Ga、 Zn) シリケート〕触媒および白
金担持ガリウム・亜鉛・アルミニウムシリケート(Pt
/H−(Ga−Zn−A l )−シリケート)触媒の
複合触媒に関するものである。さらに本発明は上記複合
触媒を用いて、炭素数5以下の低級パラフィン系炭化水
素例えばエタン、プロパン・ブタン、ペンタンおよびこ
れらの混合物の芳香族炭化水素への転化方法に関するも
のである。
t/H−(Ga、 Zn) シリケート〕触媒および白
金担持ガリウム・亜鉛・アルミニウムシリケート(Pt
/H−(Ga−Zn−A l )−シリケート)触媒の
複合触媒に関するものである。さらに本発明は上記複合
触媒を用いて、炭素数5以下の低級パラフィン系炭化水
素例えばエタン、プロパン・ブタン、ペンタンおよびこ
れらの混合物の芳香族炭化水素への転化方法に関するも
のである。
l米芸歪
形状選択性機能をもつZSM−5触媒(モーピルオイル
社)に脱水素機能をもつ白金を担持させた触媒を用いて
低級パラフィン炭化水素から芳香族炭化水素を得る方法
が報告されている。
社)に脱水素機能をもつ白金を担持させた触媒を用いて
低級パラフィン炭化水素から芳香族炭化水素を得る方法
が報告されている。
先に本出願人と同−出願人は迅速結晶化法で調製した白
金担持ガリウムシリケート触媒が低級パラフィンから高
選択率で芳香族炭化水素を得ることができることを見出
し、特許出願した(特開昭62−81329)。さらに
ガリウムを亜鉛に代えた白金担持亜鉛シリケート触媒を
調製し、この触媒が低級パラフィン系炭化水素からの芳
香族炭化水素の製造にすぐれた選択性を示すことを見出
して特許出願した(特開昭63−8342)。
金担持ガリウムシリケート触媒が低級パラフィンから高
選択率で芳香族炭化水素を得ることができることを見出
し、特許出願した(特開昭62−81329)。さらに
ガリウムを亜鉛に代えた白金担持亜鉛シリケート触媒を
調製し、この触媒が低級パラフィン系炭化水素からの芳
香族炭化水素の製造にすぐれた選択性を示すことを見出
して特許出願した(特開昭63−8342)。
上記の迅速結晶化法によって調製した触媒がすくれた選
択性を示すことは、低級炭化水素から芳香族炭化水素へ
の転化反応についてT、 IN旧他Proc。
択性を示すことは、低級炭化水素から芳香族炭化水素へ
の転化反応についてT、 IN旧他Proc。
8th Inter+ Congr、 Catal、
Berlin 1984+ II[1P569から明ら
かである。
Berlin 1984+ II[1P569から明ら
かである。
ノロが解決しようとする構成
白金担持ガリウム・シリケート触媒は低級パラフィン系
炭化水素の芳香族化活性がきわめて高いが、Ga塩が高
価であるためGaの一部をZnにかえた白金担持ガリウ
ム・亜鉛シリケート触媒を迅速結晶化法で調製した。
炭化水素の芳香族化活性がきわめて高いが、Ga塩が高
価であるためGaの一部をZnにかえた白金担持ガリウ
ム・亜鉛シリケート触媒を迅速結晶化法で調製した。
この触媒も高い転化率と芳香族選択率とを示すことを見
出した。
出した。
さらに、白金担持ガリウム・亜鉛・アルミニウムシリケ
ート触媒を迅速結晶化法で調製し、この触媒を用いて低
級パラフィン系炭化水素から芳香族炭化水素への転化反
応を行なった。この触媒が高い転化率とすぐれた芳香族
選択性を有すると同時に非常に長い触媒寿命を有するこ
とを見出した。
ート触媒を迅速結晶化法で調製し、この触媒を用いて低
級パラフィン系炭化水素から芳香族炭化水素への転化反
応を行なった。この触媒が高い転化率とすぐれた芳香族
選択性を有すると同時に非常に長い触媒寿命を有するこ
とを見出した。
口0発明の構成
構成を解決するための手
本発明は、次の組成(モル%)
Si/各Me 15−400
叶−/SiO□ 0.3−1.0
)+20 /SiO□ 3O−100R/R+アルカ
リ金属 0.05〜0.15イオン調整剤/H2O0,
01〜0.06(式中、MはGaおよびZn、あるいは
Ga−ZnおよびAIの金属の組合せ、Rは第4級アル
キルアンモニウムカチオン、好ましくは第4級プロピル
アンモニウムカチオンで、アルカリ金属はナトリウムま
たはカリウムである)で表わされる組成を有する金属塩
(例えば硝酸塩、塩化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩な
どの水溶性金属塩)、含窒素有機カチオン(例えばテト
ラプ口ビルアンモニウムブロミド)、無機酸(例えば硫
酸)、場合によってはイオン調整剤(例えばNaC1)
を含む水溶液をA液とし、ケイ酸塩水溶液(例えば水ガ
ラス)をB液とし、イオン調整剤、無機塩および水酸化
アルカリ、場合によっては含窒素有機カチオンを含む水
溶液をC液とし、A液およびB液のC液への添加速度を
調整し、pH9−11になるようにし、ゲル生成後母液
を分離し、ゲル混合物を播潰後、ゲルと母液とを合せて
150℃ないし190℃に加熱した後、毎分0.05な
いし1℃の一定速度で昇温し、190℃ないし220℃
に達した後放冷するか、または150℃ないし190℃
に加熱した後、指数函数的に昇温し、190℃ないし2
20℃に達した後に放冷し、得られたゲルを水洗、乾燥
、焼成してNa型メタロシリケートとし、次にイオン交
換処理して、水洗、乾燥、焼成してH型メタロシリケー
トとする(迅速結晶化法)H−(Ga。
リ金属 0.05〜0.15イオン調整剤/H2O0,
01〜0.06(式中、MはGaおよびZn、あるいは
Ga−ZnおよびAIの金属の組合せ、Rは第4級アル
キルアンモニウムカチオン、好ましくは第4級プロピル
アンモニウムカチオンで、アルカリ金属はナトリウムま
たはカリウムである)で表わされる組成を有する金属塩
(例えば硝酸塩、塩化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩な
どの水溶性金属塩)、含窒素有機カチオン(例えばテト
ラプ口ビルアンモニウムブロミド)、無機酸(例えば硫
酸)、場合によってはイオン調整剤(例えばNaC1)
を含む水溶液をA液とし、ケイ酸塩水溶液(例えば水ガ
ラス)をB液とし、イオン調整剤、無機塩および水酸化
アルカリ、場合によっては含窒素有機カチオンを含む水
溶液をC液とし、A液およびB液のC液への添加速度を
調整し、pH9−11になるようにし、ゲル生成後母液
を分離し、ゲル混合物を播潰後、ゲルと母液とを合せて
150℃ないし190℃に加熱した後、毎分0.05な
いし1℃の一定速度で昇温し、190℃ないし220℃
に達した後放冷するか、または150℃ないし190℃
に加熱した後、指数函数的に昇温し、190℃ないし2
20℃に達した後に放冷し、得られたゲルを水洗、乾燥
、焼成してNa型メタロシリケートとし、次にイオン交
換処理して、水洗、乾燥、焼成してH型メタロシリケー
トとする(迅速結晶化法)H−(Ga。
Zn)シリケート触媒およびH−(Ga−Zn−Aiり
シリケート触媒に関するものである。
シリケート触媒に関するものである。
上記触媒を低級パラフィンの芳香族炭化水素への転化反
応に用いる場合にはイオン交換法により0.25〜1.
5重量%の白金を担持して使用する。
応に用いる場合にはイオン交換法により0.25〜1.
5重量%の白金を担持して使用する。
また、本発明は、低級パラフィン系炭化水素(炭素数2
ないし5のパラフィン系炭化水素)を0.25ないし1
.5重量%の白金担持ガリウム・亜鉛シリケート触媒(
Si/各Me:原子比15〜400)または白金担持ガ
リウム・亜鉛・アルミニウム触媒(Si/各Me:原子
比15〜400)の存在下で反応温度300℃ないし7
00℃、好ましくは400℃ないし600℃で処理して
芳香族炭化水素を製造する方法に関するものである。
ないし5のパラフィン系炭化水素)を0.25ないし1
.5重量%の白金担持ガリウム・亜鉛シリケート触媒(
Si/各Me:原子比15〜400)または白金担持ガ
リウム・亜鉛・アルミニウム触媒(Si/各Me:原子
比15〜400)の存在下で反応温度300℃ないし7
00℃、好ましくは400℃ないし600℃で処理して
芳香族炭化水素を製造する方法に関するものである。
更に、本発明は、上記迅速結晶化法で調製した0、25
ないし1.5重量%の白金担持ガリウム・亜鉛シリケー
ト触媒(Si/各Me原子比15〜400)または白金
担持ガリウム・亜鉛・アルミニウム触媒(Si/各Me
原子比15〜400)の存在下で反応温度300℃ない
し700℃、好ましくは400〜600℃で低級パラフ
ィン炭化水素(cz−C,低級パラフィン)を処理して
芳香族炭化水素を製造する方法に関するものである。
ないし1.5重量%の白金担持ガリウム・亜鉛シリケー
ト触媒(Si/各Me原子比15〜400)または白金
担持ガリウム・亜鉛・アルミニウム触媒(Si/各Me
原子比15〜400)の存在下で反応温度300℃ない
し700℃、好ましくは400〜600℃で低級パラフ
ィン炭化水素(cz−C,低級パラフィン)を処理して
芳香族炭化水素を製造する方法に関するものである。
逸潮眠υ1汰
次の組成(モル%)
Si/各Me 15−400
0)1− /Sing 0.3 1.0H20/S
ing 30−100 R/R+アルカリ金属 0.05〜0.15NaC1/
HzOO,01〜O,O’ 6(式中MはGaおよび
Zn、あるいはGa−ZnおよびAfの金属の組合せ、
Rは第4級アルキルアンモニウムカチオン、好ましくは
第4級プロピルアンモニウムカチオンであり、アルカリ
金属はナトリウムまたはカリウムイオンである)で表わ
される組成を有する金属塩(塩化物、硝酸塩、水酸化物
、炭酸塩、硫酸塩などの水溶性金属塩)、含窒素有機カ
チオン(テトラプロピルアンモニウムプロミド)、無機
酸<Hzso*)、好ましくはイオン調整剤(NaCl
)を含む水溶液をA液とし、ケイ酸塩水溶液(水ガラ
ス3号: 5iOz 28.9%、Naz09.3%)
をB液とし、イオン調整剤(NaC1)、好ましくは含
窒素有機カチオン、無機酸および水酸化アルカリを含む
水溶液をC液とし、A液およびB液のC液への添加速度
を調整し、10ないし30分を要してpH約lOになる
ようにする。ゲル生成後母液を遠心分離し、ゲル混合物
を擂潰(約60分)後、ゲルと母液とを合せて次の条件
で水熱合成を行なった。
ing 30−100 R/R+アルカリ金属 0.05〜0.15NaC1/
HzOO,01〜O,O’ 6(式中MはGaおよび
Zn、あるいはGa−ZnおよびAfの金属の組合せ、
Rは第4級アルキルアンモニウムカチオン、好ましくは
第4級プロピルアンモニウムカチオンであり、アルカリ
金属はナトリウムまたはカリウムイオンである)で表わ
される組成を有する金属塩(塩化物、硝酸塩、水酸化物
、炭酸塩、硫酸塩などの水溶性金属塩)、含窒素有機カ
チオン(テトラプロピルアンモニウムプロミド)、無機
酸<Hzso*)、好ましくはイオン調整剤(NaCl
)を含む水溶液をA液とし、ケイ酸塩水溶液(水ガラ
ス3号: 5iOz 28.9%、Naz09.3%)
をB液とし、イオン調整剤(NaC1)、好ましくは含
窒素有機カチオン、無機酸および水酸化アルカリを含む
水溶液をC液とし、A液およびB液のC液への添加速度
を調整し、10ないし30分を要してpH約lOになる
ようにする。ゲル生成後母液を遠心分離し、ゲル混合物
を擂潰(約60分)後、ゲルと母液とを合せて次の条件
で水熱合成を行なった。
水熱合或はオートクレーブ中で撹拌しつつ最初160℃
まで90分間で昇温し、次いで250分間で210℃ま
で直線的に昇温した。該温度で水熱合成後得られたゲル
混合物を蒸留水にて数回水洗後乾燥し、540℃で34
5時間焼成し、Na型(Ga、 Zn)−シリケート、
またはNa型(Ga−Zn・Aff)−シリケートとし
た。
まで90分間で昇温し、次いで250分間で210℃ま
で直線的に昇温した。該温度で水熱合成後得られたゲル
混合物を蒸留水にて数回水洗後乾燥し、540℃で34
5時間焼成し、Na型(Ga、 Zn)−シリケート、
またはNa型(Ga−Zn・Aff)−シリケートとし
た。
次に焼成後、lN−NH4NO3水溶液にて80℃、1
時間浸漬操作を数回行い、イオン交換処理を行なった。
時間浸漬操作を数回行い、イオン交換処理を行なった。
さらに蒸留水にて数回水洗後、520〜540℃、3.
5時間空気気流中で焼成し、H型(Ga−Zn)シリケ
ートまたはH型(Ga−Zn−A l )−シリケート
とした。
5時間空気気流中で焼成し、H型(Ga−Zn)シリケ
ートまたはH型(Ga−Zn−A l )−シリケート
とした。
次にこれらを所定濃度のテトラアンミン白金塩(Pt(
N)lい、cg□)水溶液を用いてイオン交換法により
白金を担持した。
N)lい、cg□)水溶液を用いてイオン交換法により
白金を担持した。
上記触媒の製法においてゲルの細分化工程は最も重要な
工程である。
工程である。
上記白金担持メタロシリケート触媒について白金担持量
が0.25重量%以下では転化率が小さく、一方、白金
担持量が1.5重量%以上では分解反応が主反応となり
、芳香族炭化水素の選択率が小さくなる。好ましい範囲
は0.5ないし1.0%(重量)である。
が0.25重量%以下では転化率が小さく、一方、白金
担持量が1.5重量%以上では分解反応が主反応となり
、芳香族炭化水素の選択率が小さくなる。好ましい範囲
は0.5ないし1.0%(重量)である。
本発明の触媒との性能を比較するため表記の触媒(3種
類)をそれぞれ製造した。
類)をそれぞれ製造した。
その製法は、Si/Me (15400)の金属(Me
)としてGas ZnおよびZn−Alの金属塩を用い
る他は上記(A)項記載の方法と同様にして表記触媒を
製造した。
)としてGas ZnおよびZn−Alの金属塩を用い
る他は上記(A)項記載の方法と同様にして表記触媒を
製造した。
得られたZn−シリケート触媒の物性については特開昭
63−8342号公報に記載した。
63−8342号公報に記載した。
本発明の触媒は、触媒の金属成分を異にするが、触媒の
製法(迅速結晶法)はZn−シリケート触媒と同様であ
るので、本発明の触媒もZn−シリケート触媒と同様の
物性を有するものと考えられる。
製法(迅速結晶法)はZn−シリケート触媒と同様であ
るので、本発明の触媒もZn−シリケート触媒と同様の
物性を有するものと考えられる。
すなわち、
1)原 〜 によるSi/Zn
原子吸光分析により測定したZn−シリケートのSi/
Zn比とSt/八2へとの結果を第1表に示した。
Zn比とSt/八2へとの結果を第1表に示した。
第1表:原子吸光分析により測定したSi/Znおよび
Si/A47モル比 ン;=i 度(Si/Zn) ン1=(度(Si/Zn) 4度(Si/A 1 ) Znの仕込み比と合成されたH型Zn−シリケートのS
i/Zn比はほぼ一致した。しかし、原料に用いる水ガ
ラスにはAl原子が潜在しており、そのへ!原子も結晶
格子中に取り込まれているが、へl量すなわちSi/Z
n比比は一定でなくしかもSi/Zn比との相関性も認
められなかった。
Si/A47モル比 ン;=i 度(Si/Zn) ン1=(度(Si/Zn) 4度(Si/A 1 ) Znの仕込み比と合成されたH型Zn−シリケートのS
i/Zn比はほぼ一致した。しかし、原料に用いる水ガ
ラスにはAl原子が潜在しており、そのへ!原子も結晶
格子中に取り込まれているが、へl量すなわちSi/Z
n比比は一定でなくしかもSi/Zn比との相関性も認
められなかった。
2)Zn−シリケートのBET表面積
Zn−シリケートのBET表面積値はSt/Zn比20
.40,100,400の順に触媒1g当り175.3
13,349.375%であった。
.40,100,400の順に触媒1g当り175.3
13,349.375%であった。
3)ZnシリケートのXRD測
合成したZn−シリケートのX線回折像は理学電気型G
eiger −f tex −2013にてNi−フィ
ルターを通したCuk α線で20が4°から70’
(deg)の範囲で求めた。
eiger −f tex −2013にてNi−フィ
ルターを通したCuk α線で20が4°から70’
(deg)の範囲で求めた。
合成した4個のZn−シリケートのXRD回折像を第1
図に示した。Znを含んだシリケートの回折像はZSM
−5の場合と同様に8.18 、10.19 。
図に示した。Znを含んだシリケートの回折像はZSM
−5の場合と同様に8.18 、10.19 。
16.36 、20.79 、24.29および24.
64(deg、)のところで特長的なピークを示してお
り、しかも酸化亜鉛に帰属する回折像は認められなかっ
た。
64(deg、)のところで特長的なピークを示してお
り、しかも酸化亜鉛に帰属する回折像は認められなかっ
た。
このことよりZnの酸化物はきわめて微細な状態、おそ
らく、結晶格子中に取り込まれた形で結晶内に分散して
おり、Zn−シリケートはZSM−5のペンタシル型細
孔構造をもっているものと考えられる。
らく、結晶格子中に取り込まれた形で結晶内に分散して
おり、Zn−シリケートはZSM−5のペンタシル型細
孔構造をもっているものと考えられる。
4)Zn−シリケートの熱分解挙動
吸着NH,のTPD結果を第2図に示す。
第1表の原子吸光分析結果と第2図の吸着Nl(。
とのTPD結果を比較すると、Si/Zn比がSi/A
l比よりも大きかったSi/Zn−100、400の
触媒、すなわち、Znより八!が多いものでは高温ピー
クをもつが、これに対してSi/Zn比がSi/Ga2
比より小さかったSi/Zn −20、40、すなわち
、Aj2よりZnの多いものでは高温ピークは見られず
、低温ピークしか存在しなかった。またH−ZSM−5
のTPD測定では350 ’C付近に高温ピークが存在
し、この高温ピークはAj2に由来する強い固体酸性点
によるものであった。
l比よりも大きかったSi/Zn−100、400の
触媒、すなわち、Znより八!が多いものでは高温ピー
クをもつが、これに対してSi/Zn比がSi/Ga2
比より小さかったSi/Zn −20、40、すなわち
、Aj2よりZnの多いものでは高温ピークは見られず
、低温ピークしか存在しなかった。またH−ZSM−5
のTPD測定では350 ’C付近に高温ピークが存在
し、この高温ピークはAj2に由来する強い固体酸性点
によるものであった。
以上のことから、高Si/Zn比の触媒ではAI!が酸
点生成に重要であるが、低Si/Zn比のものではZn
が重要である。すなわち、Znより生成した酸点の強度
は^!による酸点に比べて弱いことがわかった。
点生成に重要であるが、低Si/Zn比のものではZn
が重要である。すなわち、Znより生成した酸点の強度
は^!による酸点に比べて弱いことがわかった。
Zn−シリケートの酸性質はGa−シリケートおよびH
−ZSM−5とは性質を異にするものと考えられる。
−ZSM−5とは性質を異にするものと考えられる。
実施例
次に実施例を掲げて本発明を説明するが、これに限定さ
れるものではない。
れるものではない。
スl生上
上記のように調整された0、5wt%白金担持の触媒(
Pt/H−(Ga−Zn)シリケート〕 (触媒1)お
よび(Pt/H−(Ga−Zn−A l )シリケート
〕 (触媒2)を打錠成型後、10〜20メソシユに破
砕した後触媒0.5gを内径81−の反応管に充填した
常圧流通反応装置を用いて反応を行なった。
Pt/H−(Ga−Zn)シリケート〕 (触媒1)お
よび(Pt/H−(Ga−Zn−A l )シリケート
〕 (触媒2)を打錠成型後、10〜20メソシユに破
砕した後触媒0.5gを内径81−の反応管に充填した
常圧流通反応装置を用いて反応を行なった。
反応生成物はガスクロマトグラフで分析した。
反応生成物の分析は次のようである。全炭化水素;カラ
ム:島津製GC−8APT、シリコンOV101 (
50mX0.2mm径)、検出器:水素炎イオン化検出
器、キャリアガス’ Nz1.85kg/ cj、室温
から120℃まで4℃/分で昇温、蒸発温度150℃≦
C4炭化水素:カラム島津GC−7APTF、VZ−1
0、(3m X 3 as径)、検出n:同上、キャリ
ヤーガス:Nz120m1/分、温度50℃、蒸発温度
150℃。
ム:島津製GC−8APT、シリコンOV101 (
50mX0.2mm径)、検出器:水素炎イオン化検出
器、キャリアガス’ Nz1.85kg/ cj、室温
から120℃まで4℃/分で昇温、蒸発温度150℃≦
C4炭化水素:カラム島津GC−7APTF、VZ−1
0、(3m X 3 as径)、検出n:同上、キャリ
ヤーガス:Nz120m1/分、温度50℃、蒸発温度
150℃。
触媒として: Pt/H−(Ga、 Zn)シリケート
触媒(Si/Ga : 40 、Si/Zn : 40
) (触媒1)およびPt/H−(Ga−Zn−A
f)シリケート触媒(Si/Ga20 : Si/Zn
20 : Si/A 1100) (触媒2)および
比較のための触媒としてPt/H−(Zn) シリケ
ート触媒(Si/Zn: 40) (触媒3)および
Pt/H−(Ga)シリケート触媒(Si/Ga :
40 ) (触媒4)を用いて、反応温度(400〜
600℃)がプロパン転化率および芳香族選択率におよ
ぼす影響を調べた。
触媒(Si/Ga : 40 、Si/Zn : 40
) (触媒1)およびPt/H−(Ga−Zn−A
f)シリケート触媒(Si/Ga20 : Si/Zn
20 : Si/A 1100) (触媒2)および
比較のための触媒としてPt/H−(Zn) シリケ
ート触媒(Si/Zn: 40) (触媒3)および
Pt/H−(Ga)シリケート触媒(Si/Ga :
40 ) (触媒4)を用いて、反応温度(400〜
600℃)がプロパン転化率および芳香族選択率におよ
ぼす影響を調べた。
反応条件:原料ガス:プロパン20vo1%、窒素80
vo 1%、常圧でガス空間速度(GHSV)2000
hr−’、であった。
vo 1%、常圧でガス空間速度(GHSV)2000
hr−’、であった。
その結果は第3図および第4図に示した。
第3図および第4図より、触媒1および触媒2はプロパ
ン転化率および芳香族選択率に高い触媒活性を示すこと
がわかった。
ン転化率および芳香族選択率に高い触媒活性を示すこと
がわかった。
触媒成分のGa塩が高価であるためPt/H−Ga−シ
リケート触媒(触媒4)の代りにPt/H−Zn−シリ
ケート触媒(触媒3)を使用したが、触媒活性は低かっ
た。そこで触媒3と触媒4との両者の特性をいかすため
触媒1および触媒2を使用した。転化率は触媒1が触媒
4と同程度であったが、芳香族選択率は触媒2は触媒4
とほぼ同程度であることがわかった。
リケート触媒(触媒4)の代りにPt/H−Zn−シリ
ケート触媒(触媒3)を使用したが、触媒活性は低かっ
た。そこで触媒3と触媒4との両者の特性をいかすため
触媒1および触媒2を使用した。転化率は触媒1が触媒
4と同程度であったが、芳香族選択率は触媒2は触媒4
とほぼ同程度であることがわかった。
後述するように、Pt/)I−Zn−シリケート(触媒
3)にAI!を添加することによってプロパン転化率お
よび・芳香族選択率が増加すること(第5図、第6図参
照)に照してPt/H−(Ga、 Zn)−シリケート
(触媒1)に対してA1(Si/Al:100)を添加
してPt/H−(Ga−Zn−Af)−シリケート触媒
(触媒2)を調整して反応を行なった。触媒2は転化率
は触媒4を上回り、芳香族選択率も触媒4と同程度の結
果が得られた。
3)にAI!を添加することによってプロパン転化率お
よび・芳香族選択率が増加すること(第5図、第6図参
照)に照してPt/H−(Ga、 Zn)−シリケート
(触媒1)に対してA1(Si/Al:100)を添加
してPt/H−(Ga−Zn−Af)−シリケート触媒
(触媒2)を調整して反応を行なった。触媒2は転化率
は触媒4を上回り、芳香族選択率も触媒4と同程度の結
果が得られた。
H−Zn−シリケート触媒に含まれるへ2量は、シリケ
ートより由来するA11lによってSi/A J原子比
にして約100程度であるので、反応におよぼすA1の
影響は無視できない。そこでAl残在世の少ないSi/
八lへ子比1778 H−Zn−シリケートおよび^β
をさらに添加したSi/A l原子比74のH−Zn−
シリケートを比較として用いて転化率および芳香族選択
率にあたえる^l含量の影響を調べ、その結果を第5図
(転化率)および第6図(芳香族選択率)にそれぞれ示
した。反応条件は前記と同一であった。
ートより由来するA11lによってSi/A J原子比
にして約100程度であるので、反応におよぼすA1の
影響は無視できない。そこでAl残在世の少ないSi/
八lへ子比1778 H−Zn−シリケートおよび^β
をさらに添加したSi/A l原子比74のH−Zn−
シリケートを比較として用いて転化率および芳香族選択
率にあたえる^l含量の影響を調べ、その結果を第5図
(転化率)および第6図(芳香族選択率)にそれぞれ示
した。反応条件は前記と同一であった。
第5図および第6図より明らかなように、St/AI!
原子比が減少、すなわちAI!含量が増加するにともな
い転化率および芳香族選択率は共に増加した。しかしな
がら、その増加の傾向は直線的でないことからSi/A
l原子比、Si/Zn原子比すなわち、A1.Zn両者
の量的関係で活性が決定されるものと考えられる。
原子比が減少、すなわちAI!含量が増加するにともな
い転化率および芳香族選択率は共に増加した。しかしな
がら、その増加の傾向は直線的でないことからSi/A
l原子比、Si/Zn原子比すなわち、A1.Zn両者
の量的関係で活性が決定されるものと考えられる。
実施例2
反応装置および反応条件は実施例1と同様であった。触
媒としてはPt/H−(Ga−Zn−A1) シリケ
ート触媒(Si/Ga : 20 、Si/Zn :
20 、St/Al:100)(触媒2)を用いた。原
料としては、エタンーフロハン混合物(IR合比:エタ
ン:プロパン(モル比)l:1〕を希釈しないで使用し
た。その結果は第2表に示した。
媒としてはPt/H−(Ga−Zn−A1) シリケ
ート触媒(Si/Ga : 20 、Si/Zn :
20 、St/Al:100)(触媒2)を用いた。原
料としては、エタンーフロハン混合物(IR合比:エタ
ン:プロパン(モル比)l:1〕を希釈しないで使用し
た。その結果は第2表に示した。
員−主一犬
温 度 転化率(C−4%)
(’C) CzHb CJs50
0 1、 O267,9 5506、2975,1 60027、885,7 反応生成物の組成は第7図に示した。
0 1、 O267,9 5506、2975,1 60027、885,7 反応生成物の組成は第7図に示した。
第7図よりわかるように、後述のPt/H−(Ga)−
シリケート(Si/Ga原子比40)(触媒4)の場合
に比較してプロパンについては、芳香族選択率は若干低
下し、エチレンの選択率は増加した。Zn成分による脱
水素能の増加の特徴と考えられる。エタン−プロパン混
合物の転化の結果にも第7図に示すようにその傾向があ
った。
シリケート(Si/Ga原子比40)(触媒4)の場合
に比較してプロパンについては、芳香族選択率は若干低
下し、エチレンの選択率は増加した。Zn成分による脱
水素能の増加の特徴と考えられる。エタン−プロパン混
合物の転化の結果にも第7図に示すようにその傾向があ
った。
上18し較
触媒として、PL/)l−(Ga−Zn−Al) シリ
ケート触媒(Si/Ga 20 : Si/Zn 20
: Si/A j! 100)(触媒2 ) 、Pt
/H−(Ga)シリケート触媒(Si/Ga:40>
(触媒4)およびPt/H−(Zn)シリケート(S
i/Zn : 40 ) (触媒3)を用いて、反応
温度550℃(触媒2、触媒4) 、600’C(触媒
3)で触媒の寿命を調べた。
ケート触媒(Si/Ga 20 : Si/Zn 20
: Si/A j! 100)(触媒2 ) 、Pt
/H−(Ga)シリケート触媒(Si/Ga:40>
(触媒4)およびPt/H−(Zn)シリケート(S
i/Zn : 40 ) (触媒3)を用いて、反応
温度550℃(触媒2、触媒4) 、600’C(触媒
3)で触媒の寿命を調べた。
反応条件は実施例1と同様に行なった。
触媒の再生はプロパンの転化率が80%に達したときに
行なった。
行なった。
触媒再生条件は空気(50m//分)で25分間おこな
った。再生温度は触媒2および触媒4では550℃、触
媒3では600℃でおこなった。
った。再生温度は触媒2および触媒4では550℃、触
媒3では600℃でおこなった。
図中の回数は触媒再生の回数である。触媒2についての
プロパン転化率と全反応時間との関係を第8図に示し、
触媒の再生を要するまでの1サイクルの反応時間と全反
応時間との関係を第9図に示した。
プロパン転化率と全反応時間との関係を第8図に示し、
触媒の再生を要するまでの1サイクルの反応時間と全反
応時間との関係を第9図に示した。
触媒4についてのプロパン転化率と全反応時間との関係
を第1O図に示し、触媒の再生を要するまでの1サイク
ルの反応時間と全反応時間との関係を第11図に示した
。
を第1O図に示し、触媒の再生を要するまでの1サイク
ルの反応時間と全反応時間との関係を第11図に示した
。
触媒3についてのプロパン転化率と全反応時間との関係
を第12図に示し、触媒の再生を要するまでの1サイク
ルの反応時間と全反応時間との関係を第13図に示した
。
を第12図に示し、触媒の再生を要するまでの1サイク
ルの反応時間と全反応時間との関係を第13図に示した
。
第8図ないし第13図より、触媒3 (Pt/II−(
Zn)シリケート〕より触媒4 (Pt/H−(Ga)
シリケート〕が触媒寿命が長く、さらに触媒2 (Pt
/)I−(Ga−Zn・Al)シリケート〕が触媒寿命
が長いことがわかった。
Zn)シリケート〕より触媒4 (Pt/H−(Ga)
シリケート〕が触媒寿命が長く、さらに触媒2 (Pt
/)I−(Ga−Zn・Al)シリケート〕が触媒寿命
が長いことがわかった。
発明の効果
(1) 本発明の白金担持ガリウム・亜鉛シリケート
触媒、白金担持ガリウム・亜鉛・アルミニウム触媒は低
級炭化水素(CZ〜C3炭化水素)よりの芳香族炭化水
素の製造において高い転化率、すぐれた芳香族選択性を
示すことがわかった。
触媒、白金担持ガリウム・亜鉛・アルミニウム触媒は低
級炭化水素(CZ〜C3炭化水素)よりの芳香族炭化水
素の製造において高い転化率、すぐれた芳香族選択性を
示すことがわかった。
(2)本発明の触媒の白金担持ガリウム・亜鉛シリケー
ト触媒、特に白金担持ガリウム、亜鉛・アルミニウムシ
リケート触媒は長い触媒寿命を有する特徴がある。
ト触媒、特に白金担持ガリウム、亜鉛・アルミニウムシ
リケート触媒は長い触媒寿命を有する特徴がある。
第1図はZn−シリケートのXRD回折像を示す図、第
2図はZn−シリケート触媒の熱分解挙動を示すグラフ
、第3図は、各種メタロシリケート触媒によるプロパン
転化率(%)と反応温度(℃)との関係を示す図、第4
図は、各種メタロシリケート触媒による芳香族選択率(
C−wt%)と反応温度(℃)との関係を示す図、第5
図は、Pt/H−Zn−シリケート触媒によるプロパン
転化率(%)と反応温度(’C)との関係を示す図、第
6図はpt/H−Zn−シリケート触媒による芳香族選
択率(C−wt%)と反応温度(’C)との関係を示す
図、第7図はPt/H−Zn−Ga −Aj!シリケー
ト触媒によるエタン−プロパンの混合物と温度(’C)
との関係を示す図、第8図は、Pt/H−(Ga−Zn
−A1)シリケート触媒によるプロパン転化率と全反応
時間との関係を示す図、第9図はPt/H−(Ga−Z
n−Al)シリケート触媒による触媒の再生を要するま
での1サイクルの反応時間と全反応時間との関係を示す
図、第10図はPL/H−(Ga)シリケート触媒によ
るプロパン転化率と全反応時間との関係を示す図、第1
1図はPt/H−(Ga)シリケート触媒による触媒再
生を要するまでの1サイクルの反応時間と全反応時間と
の関係を示す図、第12図はPt/H−(Zn)シリケ
ート触媒によるプロパン転化率と全反応時間との関係を
示す図、第13図はPt/H−(Zn)シリケート触媒
による触媒の再生を要するまでの1サイクルの反応時間
と全反応時間との関係を示す図、である。 代理人 弁理士 1) 代 蒸 治苦1線8R刺
C−Wt’10) 03H8棄へXヒ年(’/、) 〜 ト ■ ■ 0 0 () OOOO 第5図 第7図 第8図 侃た時間(h) J+PLを9寸うまl“の1サイク1しの侃^吟間(h
)第11図 iζ丸晴間(h) 第12図 々艮時FI5I(h) 第13図 4己ダ九時間(h)
2図はZn−シリケート触媒の熱分解挙動を示すグラフ
、第3図は、各種メタロシリケート触媒によるプロパン
転化率(%)と反応温度(℃)との関係を示す図、第4
図は、各種メタロシリケート触媒による芳香族選択率(
C−wt%)と反応温度(℃)との関係を示す図、第5
図は、Pt/H−Zn−シリケート触媒によるプロパン
転化率(%)と反応温度(’C)との関係を示す図、第
6図はpt/H−Zn−シリケート触媒による芳香族選
択率(C−wt%)と反応温度(’C)との関係を示す
図、第7図はPt/H−Zn−Ga −Aj!シリケー
ト触媒によるエタン−プロパンの混合物と温度(’C)
との関係を示す図、第8図は、Pt/H−(Ga−Zn
−A1)シリケート触媒によるプロパン転化率と全反応
時間との関係を示す図、第9図はPt/H−(Ga−Z
n−Al)シリケート触媒による触媒の再生を要するま
での1サイクルの反応時間と全反応時間との関係を示す
図、第10図はPL/H−(Ga)シリケート触媒によ
るプロパン転化率と全反応時間との関係を示す図、第1
1図はPt/H−(Ga)シリケート触媒による触媒再
生を要するまでの1サイクルの反応時間と全反応時間と
の関係を示す図、第12図はPt/H−(Zn)シリケ
ート触媒によるプロパン転化率と全反応時間との関係を
示す図、第13図はPt/H−(Zn)シリケート触媒
による触媒の再生を要するまでの1サイクルの反応時間
と全反応時間との関係を示す図、である。 代理人 弁理士 1) 代 蒸 治苦1線8R刺
C−Wt’10) 03H8棄へXヒ年(’/、) 〜 ト ■ ■ 0 0 () OOOO 第5図 第7図 第8図 侃た時間(h) J+PLを9寸うまl“の1サイク1しの侃^吟間(h
)第11図 iζ丸晴間(h) 第12図 々艮時FI5I(h) 第13図 4己ダ九時間(h)
Claims (6)
- (1)次の組成(モル%) Si/各Me 15−400 OH^−/SiO_2 0.3−1.0 H_2O/SiO_2 30−100 R/R+アルカリ金属 0.05〜0.15 イオン調整剤/H_2O 0.01〜0.06 (式中MはGaおよびZnあるいはGa、ZnおよびA
lの金属の組合せ、Rは第4級アルキルアンモニウムカ
チオン、アルカリ金属はナトリウムまたはカリウムであ
る)で表わされる組成を有する金属塩、含窒素有機カチ
オン、無機酸、場合によってはイオン調整剤を含む水溶
液をA液とし、ケイ酸水溶液をB液とし、イオン調整剤
、無機酸、水酸化アルカリ、場合によっては含窒素有機
カチオンを含む水溶液をC液とし、A液およびB液のC
液への添加速度を調整し、pH9−11になるようにし
、ゲル生成後母液を分離し、ゲル混合物を擂潰した後、
ゲルと母液とを合せて150℃ないし190℃に加熱し
た後、毎分0.05ないし1℃の一定速度で昇温し、1
90℃ないし220℃に達した後放冷するか、または1
50℃ないし190℃に加熱した後、指数函数的に昇温
し、190℃ないし220℃に達した後に放冷し、得ら
れたゲルを洗滌、乾燥、焼成、イオン交換して得られた
H型ガリウム・亜鉛シリケート触媒およびH型ガリウム
・亜鉛・アルミニウムシリケート触媒である複合金属メ
タロシリケート触媒。 - (2)低級パラフィン系炭化水素を0.25ないし1.
5重量%白金担持したガリウム・亜鉛シリケーン触媒(
Si/各Me原子比15〜400)あるいは白金担持ガ
リウム・亜鉛・アルミニウムシリケート触媒(Si/各
Me原子比15〜400)の存在下で反応温度300℃
ないし700℃にて処理することを特徴とする低級炭化
水素から芳香族炭化水素の製法。 - (3)低級パラフィン系炭化水素を、迅速結晶化法で得
られた0.25ないし1.5重量%白金担持したガリウ
ム・亜鉛シリケート触媒(Si/各Me原子比15〜4
00)あるいはガリウム・亜鉛・アルミニウムシリケー
ト触媒の存在下で反応温度300℃ないし700℃にて
処理することを特徴とする低級炭化水素から芳香族炭化
水素の製法。 - (4)低級パラフィン系炭化水素は炭素数2ないし5の
パラフィン系炭化水素である請求項2あるいは3記載の
方法。 - (5)低級パラフィン系炭化水素は軽質ナフサ(沸点2
0〜120℃)である請求項2あるいは3記載の方法。 - (6)反応温度は400〜600℃である請求項2ある
いは3記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6313388A JPH01236947A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 複合金属メタロシリケート触媒およびこれを使用する低級パラフィン系炭化水素からの芳香族炭化水素の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6313388A JPH01236947A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 複合金属メタロシリケート触媒およびこれを使用する低級パラフィン系炭化水素からの芳香族炭化水素の製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01236947A true JPH01236947A (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=13220465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6313388A Pending JPH01236947A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 複合金属メタロシリケート触媒およびこれを使用する低級パラフィン系炭化水素からの芳香族炭化水素の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01236947A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009128426A1 (ja) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | 株式会社明電舎 | 触媒及びその製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01226833A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 芳香族炭化水素の製造方法と装置 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP6313388A patent/JPH01236947A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01226833A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 芳香族炭化水素の製造方法と装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009128426A1 (ja) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | 株式会社明電舎 | 触媒及びその製造方法 |
JP2009274061A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-26 | Meidensha Corp | 触媒及びその製造方法 |
US9052139B2 (en) | 2008-04-18 | 2015-06-09 | Meidensha Corporation | Catalyst and process for producing the same |
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