JPH02268832A - Catalyst for alkylation reaction - Google Patents

Catalyst for alkylation reaction

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JPH02268832A
JPH02268832A JP1090067A JP9006789A JPH02268832A JP H02268832 A JPH02268832 A JP H02268832A JP 1090067 A JP1090067 A JP 1090067A JP 9006789 A JP9006789 A JP 9006789A JP H02268832 A JPH02268832 A JP H02268832A
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JP
Japan
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catalyst
zeolite
alumina
metal
reaction
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JP1090067A
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Japanese (ja)
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Kenji Kasano
笠野 建司
Sotaro Nakamura
宗太郎 中村
Masao Ishii
正雄 石井
Hisanori Okada
久則 岡田
Hideyuki Hamachi
秀之 浜地
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To prolong the service life of a catalyst by supporting a group Ib, IIb or VIII metal of the periodic table on a carrier formed by thermally decomposing crystalline aluminosilicate and heteropolyacid. CONSTITUTION:Crystalline aluminosilicate and heteropolyacid (salt) are thermally decomposed to form a modified crystalline aluminosilicate carrier. Alumina powder is dipped in 5-10wt.% aq. soln. of a compd. of a group Ib, IIb or VIII metal of the periodic table, dried and calcined to form alumina supporting the metal. An alumina sol is added to the modified crystalline aluminosilicate carrier and the alumina supporting the metal and they are kneaded, molded, dried and calcined to produce a catalyst for an alkylation reaction.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、結晶性アルミノシリケート、ヘテロポリ酸及
びヘテロポリ酸塩からなる群から選ばれるヘテロポリ酸
化合物の熱分解物並びに元素の周期律表の第Ib族、第
1Ib族及び第1族から選ばれる金、嘱とからなるアル
キル化反応用触媒及びその製造方法に関する。更に詳し
くは、アルキル化反応、特に芳香族化合物きオレフィン
との反応において優れた性能を有する触媒及びその製造
方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to thermal decomposition products of heteropolyacid compounds selected from the group consisting of crystalline aluminosilicates, heteropolyacids and heteropolyacids, and The present invention relates to a catalyst for an alkylation reaction comprising gold selected from Group Ib, Group Ib, and Group I, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a catalyst having excellent performance in alkylation reactions, particularly in reactions with aromatic compounds and olefins, and a method for producing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

結晶性アルミノシリケートはゼオライトとして知られる
多孔性物質であり(以下結晶性アルミノシリケートをゼ
オライトと呼ぶことがある)、従来からこれを触媒とし
て用いるために数多くの変性方法が提案されている。先
行技術の代表例を掲げると、マグネシウム、リン及びそ
の他の元素を含む化合物で変性する方法(特開昭54−
27528号)、モリブデン、タングステン等の第VI
B族金属で変性する方法(特開昭56−133032号
)、ヘテロポリ酸化合物によって変性する方法(特開昭
61−14118号)等である。しかし、これらの先行
技術には種々の問題点があり、とりわけ触媒寿命が比較
的短かいことはゼオライトを触媒として用いる上で大き
な問題であった。すなわち、変性ゼオライト触媒は、初
期活性は高くても、コーキングによって急激な活性低下
を引き起こす。
Crystalline aluminosilicate is a porous substance known as zeolite (hereinafter, crystalline aluminosilicate may be referred to as zeolite), and many modification methods have been proposed to use it as a catalyst. A representative example of the prior art is a method of modification with a compound containing magnesium, phosphorus, and other elements (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1986-
No. 27528), molybdenum, tungsten, etc.
These include a method of modifying with a group B metal (Japanese Patent Application Laid-Open No. 133032/1982), a method of modification with a heteropolyacid compound (Japanese Patent Application Laid-Open No. 14118/1982), and the like. However, these prior art techniques have various problems, particularly the relatively short catalyst life, which is a major problem when using zeolite as a catalyst. That is, although the modified zeolite catalyst has a high initial activity, coking causes a rapid decrease in activity.

改良されたといわれるペンタシル型ゼオライトをベース
にした触媒においても十分満足のゆく結果は得られてい
ない。また、寿命延長の技術として、白金等の金属を担
持させた触媒が開発されている。
Even with catalysts based on pentasil-type zeolites, which are said to have been improved, sufficiently satisfactory results have not been obtained. In addition, catalysts supported on metals such as platinum have been developed as a technology for extending life.

しかし、水素を存在させて行うオレフィンによる芳香族
化合物のアルキル化反応においては、オレフィンの水素
化が併発し、実用上問題であった。
However, in the alkylation reaction of aromatic compounds with olefins carried out in the presence of hydrogen, hydrogenation of the olefins also occurs, which is a practical problem.

ゼオライトはアルキル化反応用触媒のベースとして大へ
ん興味深い素材であるが、上述のように工業化の際に最
も重要なファクターの一つである触媒寿命が短いと言う
欠点を有している。
Zeolite is a very interesting material as a base for a catalyst for alkylation reactions, but as mentioned above, it has the drawback of short catalyst life, which is one of the most important factors in industrialization.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明の目的は従来のゼオライト系触媒と同等の形状選
択性を有し、かつ触媒寿命を改善したアルキル化反応用
触媒及びその製造方法を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a catalyst for alkylation reactions that has shape selectivity equivalent to that of conventional zeolite catalysts and has improved catalyst life, and a method for producing the same.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者等は、芳香族化合物のオレフィンによるアルキ
ル化反応において形状選択性と触媒寿命に1浸れたゼオ
ライト系触媒を見出すべく鋭意検討を進めた。その結果
、ゼオライト、ヘテロポリ酸化合物の熱分解物及びある
種の金属とからなる触媒がアルキル化反応において形状
選択性と触媒寿命に優れていることを見出し、本発明に
到達した。
The present inventors have carried out extensive studies in order to find a zeolite-based catalyst that is excellent in shape selectivity and catalyst life in the alkylation reaction of aromatic compounds with olefins. As a result, the inventors discovered that a catalyst composed of zeolite, a thermally decomposed product of a heteropolyacid compound, and a certain metal has excellent shape selectivity and catalyst life in alkylation reactions, and has arrived at the present invention.

即ち、本発明は、結晶性アルミノシリケート、ヘテロポ
リ酸及びヘテロポリ酸塩からなる群から選ばれるヘテロ
ポリ酸化合物の熱分解物並びに元素の周期律表の第Ib
族、第IIb族及び第1族から選ばれる金属を含むアル
キル化反応用触媒に関する。更に本発明は該触媒の製造
方法に関する。
That is, the present invention provides a thermal decomposition product of a heteropolyacid compound selected from the group consisting of crystalline aluminosilicates, heteropolyacids, and heteropolyacid salts, and
The present invention relates to a catalyst for alkylation reactions containing a metal selected from Groups IIb and I. Furthermore, the present invention relates to a method for producing the catalyst.

本発明に用いるゼオライトには特に制限はなく、例えば
、X型、Y型、ペンタシル型等の合成ゼオライト及びモ
ルデナイト、シャバサイト、エリオナイト等の天然ゼオ
ライトを挙げることができる。
The zeolite used in the present invention is not particularly limited, and examples include synthetic zeolites such as X type, Y type, and pentasil type, and natural zeolites such as mordenite, chabasite, and erionite.

使用の目的に応じて各種のシリカ−アルミナ比に調整し
たものも使用でき、例えばS r 02/ A 120
3が20〜100のものも使用できる。さらにゼオライ
トが触媒として作用するためには、ゼオライト表面上に
酸点が存在しなければならない。市販のゼオライトはナ
トリウム型であり、触媒として使用するためにはプロト
ン型にする必要があり、種々のプロトン交換率のものを
使用できる。交換の方法は種々であるが、例えば、塩化
アンモニウムによりゼオライトをアンモニウム型とし、
その後焼成することによりプロトン型とすることができ
る。ゼオライトを触媒として使用する場合、一般にプロ
トン交換率は50〜100%のものが用いられる。また
、脱アルミニウム処理が施されたものも使用できる。
Products adjusted to various silica-alumina ratios depending on the purpose of use can also be used; for example, Sr 02/A 120
Those having 20 to 100 3 can also be used. Furthermore, in order for zeolite to act as a catalyst, acid sites must exist on the zeolite surface. Commercially available zeolites are in the sodium type, and in order to be used as catalysts, they must be converted into the proton type, and zeolites with various proton exchange rates can be used. There are various exchange methods, but for example, changing the zeolite to ammonium type with ammonium chloride,
After that, it can be made into a proton type by firing. When zeolite is used as a catalyst, it generally has a proton exchange rate of 50 to 100%. Moreover, those subjected to dealumination treatment can also be used.

本発明に用いられるヘテロポリ酸化合物−とは、ヘテロ
ポリ酸及びヘテロポリ酸塩からなる群から選ばれたヘテ
ロポリ酸化合物であり、下記−形式で表わされる化合物
及びその塩である。
The heteropolyacid compound used in the present invention is a heteropolyacid compound selected from the group consisting of heteropolyacids and heteropolyacid salts, and is a compound represented by the following format and its salt.

Hj!−X−Y、・Z 12−II” O<o・nfl
Jx:へテロ原子(P、Si、Ge、 As)YSZ:
ポリ原子(W%!JoSV) 具体的にはH,PW、20.、、HnSIL20*o、
LPMo+zLo、)+4SIMO+20.。、 )I
46eW+ 2040%  )I4Ge!Jot 20
40、HsPVW、0.o、HaSiVLlo+ 10
40等及びそれら(7)7 :/モニウム塩、アルカリ
金属塩、アルカリ土類金属塩等を挙げることができる。
Hj! -X-Y,・Z 12-II” O<o・nfl
Jx: Hetero atom (P, Si, Ge, As) YSZ:
Poly atom (W%!JoSV) Specifically, H, PW, 20. ,,HnSIL20*o,
LPMo+zLo, )+4SIMO+20. . , )I
46eW+2040%)I4Ge! Jot 20
40, HsPVW, 0. o, HaSiVLlo+ 10
40 etc. and those (7)7:/monium salts, alkali metal salts, alkaline earth metal salts and the like.

ここでアルカリ金属としては、Li%Na5KSRbS
Cs、 Frを例示でき、アルカリ土類金属としては、
Be、 !、1g5Ca、 St、 Ba。
Here, the alkali metal is Li%Na5KSRbS
Examples of alkaline earth metals include Cs and Fr.
Be,! , 1g5Ca, St, Ba.

Raを例示できる。これらのへテロポリ酸化合物は、ヘ
テロポリ酸化合物に不活性な溶媒に溶解して触媒の調製
に用いられる。適当な溶媒例としては、水、アルコール
等を挙げることができるが、工業的実施の観点からは水
の使用が好ましい。
An example is Ra. These heteropolyacid compounds are dissolved in a solvent inert to the heteropolyacid compounds and used for preparing a catalyst. Examples of suitable solvents include water, alcohol, etc., but from the viewpoint of industrial implementation, it is preferable to use water.

本発明に用いられる金属は、元素の周期律表の第Ib族
、第IIb族及び第1族から選ばれる金属である。第I
b族の金属としてはCu、^gSAuを例示でき、第I
Ib族の金属としてはZn、Cd5Hgを例示でき、第
1族の金属としてはFe、 Co、Ni、 Ru。
The metal used in the present invention is a metal selected from Group Ib, Group IIb, and Group 1 of the Periodic Table of the Elements. Chapter I
Examples of group b metals include Cu and ^gSAu.
Examples of group Ib metals include Zn and Cd5Hg, and examples of group 1 metals include Fe, Co, Ni, and Ru.

Rh、 Pd、 0sSIrSPtを例示できる。特に
好ましい金属は、Cu、 Zn、 Fe及びLである。
Examples include Rh, Pd, and 0sSIrSPt. Particularly preferred metals are Cu, Zn, Fe and L.

触媒調製に際しては、これらの金属は硝酸塩、硫酸塩、
塩化物、酸塩化物、水酸化物等として用いられ、これら
の金属形態に不活性な溶媒に溶解して用いられるっ適当
な溶媒例としては、水、アルコール等を挙げることがで
きるが、工業的実施の観点からは水の使用が好ましい。
When preparing the catalyst, these metals are treated as nitrates, sulfates,
Examples of suitable solvents used as chlorides, acid chlorides, hydroxides, etc. and dissolved in solvents inert to these metal forms include water, alcohol, etc. From a practical standpoint, the use of water is preferable.

本発明の触媒は上記成分以外に金属を担持するために担
体を含んでもよく、担体の例として、アルミナ、シリカ
、チタニア、ゼオライト等の一般的に触媒調製の際に担
体として使用されるものがそのまま適用できる。特にア
ルミナとりわけη−アルミナの使用が好ましい。
The catalyst of the present invention may contain a carrier in addition to the above-mentioned components to support a metal. Examples of the carrier include those commonly used as a carrier in catalyst preparation, such as alumina, silica, titania, and zeolite. It can be applied as is. Particular preference is given to using alumina, especially η-alumina.

さらに、本発明の触媒は、成形のために結合剤を含むこ
とができ、結合剤としては、アルミナゾル、粘土等の一
般的な結合剤を使用できる。
Furthermore, the catalyst of the present invention can contain a binder for shaping, and common binders such as alumina sol, clay, etc. can be used as the binder.

以下、本発明の触媒の製造方法について説明する。The method for producing the catalyst of the present invention will be explained below.

本発明のアルキル化反応用触媒は以下の方法により製造
できる。
The alkylation reaction catalyst of the present invention can be produced by the following method.

(イ)へテロポリ酸化合物で変性した結晶性アルミノシ
リケートと担体に担持した金属を混合、成形、焼成する
方法、 (ロ)結晶性アルミノシリケートと担体に担持した金属
を混合し、次いでヘテロポリ酸化合物で変性、成形、焼
成する方法、及び (ハ)結晶性アルミノシリケートをヘテロポリ酸化合物
で変性、焼成し、次いで金属を担持し、成形、焼成する
方法である。
(a) A method of mixing, molding, and firing a crystalline aluminosilicate modified with a heteropolyacid compound and a metal supported on a carrier; (b) A method of mixing a crystalline aluminosilicate and a metal supported on a supporter, and then forming a heteropolyacid compound. and (c) a method in which crystalline aluminosilicate is modified with a heteropolyacid compound, fired, and then a metal is supported, molded, and fired.

本発明の触媒の製造に際しては、上記のようにヘテロポ
リ酸化合物は、結晶性アルミノシリケートに対しての変
性剤として作用する。
In producing the catalyst of the present invention, the heteropolyacid compound acts as a modifier for crystalline aluminosilicate as described above.

以下(イ)の方法について具体的に説明する。The method (a) will be specifically explained below.

10〜50wt%に調製したヘテロポリ酸水溶液にプロ
トン交換したペンタシル型ゼオライトを加え、ゆるやか
に撹拌しながら10〜90℃、好ましくは20〜60℃
において、5−30時間浸漬する。所定の時間浸漬した
のち、ゼオライトをろ別し、80〜150℃で乾燥した
のち、酸素の存在下、通常は空気の存在下で、350〜
700℃、好ましくは400〜650℃において2〜2
0時間焼成する。このようにしてヘテロポリ酸化合物の
熱分解物(酸化物)で変性した変性ゼオライトを調製す
る。ヘテロポリ酸化合物の熱分解物は、金属の酸化物で
あって、ヘテロポリ酸及び塩の種々によって異なるが、
WL 、!JOO3,8102等であると考えられる。
Proton-exchanged pentasil type zeolite is added to a heteropolyacid aqueous solution prepared at 10 to 50 wt%, and heated to 10 to 90°C, preferably 20 to 60°C, with gentle stirring.
Soak for 5-30 hours. After soaking for a specified time, the zeolite is filtered, dried at 80-150°C, and then heated at 350-150°C in the presence of oxygen, usually air.
2-2 at 700°C, preferably 400-650°C
Bake for 0 hours. In this way, a modified zeolite modified with a thermal decomposition product (oxide) of a heteropolyacid compound is prepared. Thermal decomposition products of heteropolyacid compounds are metal oxides, and vary depending on the heteropolyacid and salt.
WL,! It is thought that it is JOO3, 8102, etc.

ゼオライトに対する変性剤、即ちヘテロポリ酸の量は任
意に選ぶことができるが、通常は5〜30wt%、好ま
しくは15〜25wt%である。また、この変性処理は
数回繰り返してもよい。
The amount of the modifier, ie, the heteropolyacid, for the zeolite can be selected arbitrarily, but is usually 5 to 30 wt%, preferably 15 to 25 wt%. Moreover, this modification treatment may be repeated several times.

一方、元素の周期律表の第Ib族、第IIb族及び第1
族から選ばれた金属の5〜10wt%水溶液中にアルミ
ナ粉末を加え、先のゼオライトと同様の条件で浸漬、乾
燥、焼成し、金属担持アルミナをm製する。アルミナに
対する金属の担持量は、通常は約0.1〜30wt%で
ある。
On the other hand, groups Ib, IIb and 1 of the periodic table of elements
Alumina powder is added to a 5 to 10 wt % aqueous solution of a metal selected from the group, and is immersed, dried, and calcined under the same conditions as the zeolite described above to produce metal-supported alumina. The amount of metal supported on alumina is usually about 0.1 to 30 wt%.

次に、以上のようにして調製した変性ゼオライト及び金
属担持アルミナに結合剤として5〜30wt%のアルミ
ナゾル水溶液を加える。変性ゼオライト:金属担持アル
ミナ比は70〜95:30〜5とし、変性ゼオライト十
金属担持アルミナ:アルミナゾル水溶液比は70〜95
:30〜5とすることが適当である。充分に混練したの
ち、成型し、ゼオライトの変性の場合と同様の条件で乾
燥、焼成することにより本発明の触媒が得られる。
Next, 5 to 30 wt% aqueous alumina sol solution is added as a binder to the modified zeolite and metal-supported alumina prepared as described above. The modified zeolite:metal-supported alumina ratio is 70-95:30-5, and the modified zeolite/metal-supported alumina:alumina sol aqueous solution ratio is 70-95.
:30-5 is appropriate. After thorough kneading, the catalyst of the present invention is obtained by molding, drying and calcining under the same conditions as in the case of modifying zeolite.

又、(ロ)の方法は、(イ)の方法と同様の方法にて得
られた金属担持アルミナと結晶性アルミノシリケートと
を充分に混練する。次いで得られた混練物を(イ)の方
法と同様の方法にてヘテロポリ酸化合物で変性する。得
られた変性ゼオライトを(イ)の方法と同様にして成形
し、乾燥し、焼成することにより本発明の触媒を得るこ
とができる。
In the method (b), metal-supported alumina obtained by the same method as the method (a) and crystalline aluminosilicate are thoroughly kneaded. The resulting kneaded product is then modified with a heteropolyacid compound in the same manner as in method (a). The catalyst of the present invention can be obtained by molding, drying, and calcining the obtained modified zeolite in the same manner as in method (a).

さらに、(ハ)の方法は、(イ)の方法と同様の方法に
して、変性ゼオライトを得、該変性ゼオライトを担体と
して用いる他は(イ)の方法と同様にして変性ゼオライ
トに金属を担持させ、得られた金属担持変性ゼオライト
を成形し、乾燥し、焼成することにより本発明の触媒を
得ることができる。
Furthermore, in method (c), a modified zeolite is obtained in the same manner as in method (a), and a metal is supported on the modified zeolite in the same manner as in method (a), except that the modified zeolite is used as a carrier. The catalyst of the present invention can be obtained by molding the obtained metal-supported modified zeolite, drying it, and calcining it.

本発明の触媒は、オレフィンによる芳香族化合物のアル
キル化反応用触媒として使用される。オレフィンとして
はエチレン、プロピレン及びブテン−1等、好ましくは
エチレン及びプロピレンを、芳香族化合物としてはベン
ゼン、トルエン、エチルベンゼン及びイソプロピルベン
ゼン等、好ましくはトルエン及びベンゼンを挙げること
ができる。
The catalyst of the present invention is used as a catalyst for the alkylation reaction of aromatic compounds with olefins. Examples of the olefin include ethylene, propylene and butene-1, preferably ethylene and propylene, and examples of the aromatic compound include benzene, toluene, ethylbenzene and isopropylbenzene, preferably toluene and benzene.

反応には種々の反応形式を採用できるが、工業的には固
定床型反応器を備えた連続流通式反応装置を用いるのが
好都合である。−船釣な反応条件を示せば、反応温度は
300〜500℃、反応圧力は常圧〜50 kg/ c
tl、重量時間空間速度は1〜100h−’である。
Various reaction formats can be employed for the reaction, but industrially it is convenient to use a continuous flow reactor equipped with a fixed bed reactor. -If the reaction conditions are as specified by boat, the reaction temperature is 300 to 500℃, and the reaction pressure is normal pressure to 50 kg/c.
tl, weight time space velocity is 1 to 100 h-'.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によるゼオライト、ヘテロポリ酸化合物の熱分解
物及び元素の周期律表の第Ib族、第■b族及び第■族
から選ばれた金属を含むアルキル化反応用触媒は、従来
の方法によって調製された触媒に比べて触媒表面上に炭
素質の蓄積が抑制されるので、長期の使用に際して触媒
寿命を改善できる。また、長期にわたって高い収率が維
持できるので、工業的な使用に際して極めて有利な触媒
である。
The catalyst for an alkylation reaction containing a zeolite, a thermal decomposition product of a heteropolyacid compound, and a metal selected from Group Ib, Group IIb, and Group IV of the Periodic Table of the Elements according to the present invention is prepared by a conventional method. Since the accumulation of carbonaceous matter on the catalyst surface is suppressed compared to a catalyst that has been used for a long time, the life of the catalyst can be improved during long-term use. Furthermore, since high yields can be maintained over a long period of time, it is an extremely advantageous catalyst for industrial use.

〔実施例〕 以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。〔Example〕 The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

実施例1 シリカ/アルミナ比50のナトリウム型のペンタシル型
ゼオライ)100gを0.IN塩化アンモニウム水溶液
100〇−中に加えて95℃において6時間イオン交換
した。ゼオライトをろ別し、110℃において16時間
乾燥後、空気雰囲気中で520℃において5時間焼成し
た。原子吸光光度法によってゼオライト中のナトリウム
を分析した結果、プロトン交換率は58%であった。次
に、プロトン交換したゼオライト50gを12タングス
トケイ酸の3Qwt%水溶液150m1中に加え、ゆる
やかに撹拌しながら室温において16時間浸漬した。ろ
別後、110℃において12時間乾燥し、次いで空気雰
囲気下で610℃において5時間焼成して変性ゼオライ
トを得た。浸漬前後の12タングストケイ酸の分析結果
から、ゼオライトに対する変性剤の比率は15.3vt
%であった。
Example 1 100g of pentasil-type zeolite (sodium type with a silica/alumina ratio of 50) was mixed with 0. The mixture was added to a 1,000 ml of IN aqueous ammonium chloride solution and ion-exchanged at 95°C for 6 hours. The zeolite was filtered out, dried at 110°C for 16 hours, and then calcined at 520°C for 5 hours in an air atmosphere. As a result of analyzing sodium in the zeolite by atomic absorption spectrophotometry, the proton exchange rate was 58%. Next, 50 g of proton-exchanged zeolite was added to 150 ml of a 3Qwt% aqueous solution of 12 tungstosilicic acid, and immersed for 16 hours at room temperature with gentle stirring. After filtration, it was dried at 110°C for 12 hours, and then calcined at 610°C for 5 hours in an air atmosphere to obtain a modified zeolite. From the analysis results of 12 tungstosilicic acid before and after soaking, the ratio of modifier to zeolite was 15.3vt.
%Met.

ゼオライトとは別にη−アルミナの扮末50gを金属銅
として7wt%の酢酸銅水溶液に加え、室温において6
時間浸漬した。ろ別後110℃において16時間乾燥し
、次いで空気雰囲気下で520℃において5時間焼成し
て銅担持η−アルミナを得た。分析の結果、銅の担持量
は19wt%であった。
Separately from zeolite, 50g of η-alumina powder was added as metallic copper to a 7wt% copper acetate aqueous solution, and 6% was added at room temperature.
Soaked for an hour. After filtration, it was dried at 110°C for 16 hours, and then calcined in an air atmosphere at 520°C for 5 hours to obtain copper-supported η-alumina. As a result of analysis, the amount of copper supported was 19 wt%.

次に、結合剤として10wt%のアルミナゾル水溶液を
用意し、変性ゼオライト、銅担持l−アルミナ及びアル
ミナゾル水溶液を重量比で70:15:15に混合した
。混練後、概略直径2順、長さ4 mmのベレット状に
成型した。110℃において16時間乾燥後、空気気流
中で520℃において5時間焼成し、更に電気マツフル
炉中で520℃において16時間焼成した。粉砕後、粒
径20−42メツシユの部分を篩分し、エチレンによる
トルエンのアルキル化反応に触媒として供した。
Next, a 10 wt % alumina sol aqueous solution was prepared as a binder, and the modified zeolite, copper-supported l-alumina, and alumina sol aqueous solution were mixed in a weight ratio of 70:15:15. After kneading, the mixture was molded into a pellet shape with approximately two diameters and a length of 4 mm. After drying at 110° C. for 16 hours, it was fired at 520° C. for 5 hours in a stream of air, and further fired at 520° C. for 16 hours in an electric Matsufuru furnace. After pulverization, a portion with a particle size of 20-42 mesh was sieved and used as a catalyst in the alkylation reaction of toluene with ethylene.

反応は、内径10順、長さ100丁の反応管を有する連
続流通式反応装置に上記の触媒2.Ogを充填し、反応
温度400℃、反応圧力10 kg/ crlで行った
。重量時間空間速度は30h−’とし、トルエン、エチ
レン及び水素はモル比8:1:3で供給した。反応結果
を表1に示した。
The reaction was carried out using the above catalyst 2.0 in a continuous flow reactor having reaction tubes with an inner diameter of 10 and a length of 100 tubes. The reaction temperature was 400°C and the reaction pressure was 10 kg/crl. The weight hourly space velocity was 30 h-', and toluene, ethylene and hydrogen were fed in a molar ratio of 8:1:3. The reaction results are shown in Table 1.

実施例2 実施例1で調製したプロトン交換率58%のゼオライト
を12タングストケイ酸の代りに、12タングストリン
酸を用いる以外は実施例1と同一条件で処理し、変性ゼ
オライトを得た。浸漬前後の12タングストリン酸の分
析結果から、ゼオライトに対する変性剤の比率は16.
5wt%であった。
Example 2 The zeolite prepared in Example 1 with a proton exchange rate of 58% was treated under the same conditions as in Example 1 except that 12-tungstophosphoric acid was used instead of 12-tungstosilicic acid to obtain a modified zeolite. From the analysis results of 12-tungstophosphoric acid before and after soaking, the ratio of modifier to zeolite was 16.
It was 5wt%.

これとは別に、実施例1に使用したη−アルミナに、酢
酸鋼の代りに酢酸亜鉛を用いる以外は実施例1と同一方
法、条件で亜鉛を担持し、亜鉛担持η−アルミナを得た
。分析の結果、亜鉛担持量は、21wt%であった。
Separately, zinc was supported on the eta-alumina used in Example 1 in the same manner and under the same conditions as in Example 1, except that zinc acetate was used instead of acetic acid steel, to obtain zinc-supported eta-alumina. As a result of the analysis, the amount of zinc supported was 21 wt%.

次に先の変性ゼオライトと亜鉛担持η−アルミナ及び実
施例1に使用したアルミナゾル水溶液を重量比で70:
15:15に混合し、実施例工と同一条件で乾燥、焼成
を行った。粉砕後、粒径20−42メツシユの部分を篩
分し、エチレンによるトルエンのアルキル化反応に触媒
として供し反応は、実施例1と同一の反応装置を使用し
、実施例1と同一条件で行った。反応結果を表1に示し
た。
Next, the modified zeolite, zinc-supported η-alumina, and the alumina sol aqueous solution used in Example 1 were mixed in a weight ratio of 70:
The mixture was mixed at 15:15, and dried and fired under the same conditions as in the example. After pulverization, the part with a particle size of 20-42 mesh was sieved and used as a catalyst for the alkylation reaction of toluene with ethylene. The reaction was carried out using the same reaction apparatus as in Example 1 and under the same conditions as in Example 1. Ta. The reaction results are shown in Table 1.

比較例1 実施例1の12タングストケイ酸で変性した変性ゼオラ
イトと実施例1に使用したアルミナゾル水溶液を重量比
で70:30に混合し、実施例1と同一条件で乾燥、焼
成を行った。粉砕後、粒径20−42メツシユの部分を
篩分し、エチレンによるトルエンのアルキル化反応に触
媒として供した。
Comparative Example 1 The modified zeolite modified with 12-tungstosilicic acid of Example 1 and the alumina sol aqueous solution used in Example 1 were mixed at a weight ratio of 70:30, and dried and fired under the same conditions as Example 1. After pulverization, a portion with a particle size of 20-42 mesh was sieved and used as a catalyst in the alkylation reaction of toluene with ethylene.

反応は、実施例1と同一の反応装置を使用し、実施例1
と同一条件で行った。反応結果を表1に示した。
The reaction was carried out using the same reactor as in Example 1.
It was carried out under the same conditions. The reaction results are shown in Table 1.

比較例2 実施例2の12タンゲス) IJン酸で変性した変性ゼ
オライトと実施例1に使用したアルミナゾル水溶液を重
量比で70:30に混合し、実施例1と同一条件で乾燥
、焼成を行った。粉砕後、粒径20−42メツシユの部
分を篩分し、エチレンによるトルエンのアルキル化反応
に触媒として供した。
Comparative Example 2 The modified zeolite modified with IJ acid and the alumina sol aqueous solution used in Example 1 were mixed at a weight ratio of 70:30, and dried and calcined under the same conditions as Example 1. Ta. After pulverization, a portion with a particle size of 20-42 mesh was sieved and used as a catalyst in the alkylation reaction of toluene with ethylene.

反応は、実施例1と同一の反応装置を使用し、実施例1
と同一条件で行った。反応結果を表1に示した。
The reaction was carried out using the same reactor as in Example 1.
It was carried out under the same conditions. The reaction results are shown in Table 1.

実施例3 実施例1で調製したプロトン交換率58%のゼオライト
と酢酸銅の代りに酢酸ニッケルを用いる以外は実施例1
と同一方法、条件で調製したニッケル担持η−アルミナ
にニッケルの担持IL20wt%)を4.6 : 1で
混合した後、実施例1と同様に12タングストケイ酸で
変性し、乾燥、焼成した。
Example 3 Example 1 except that zeolite with a proton exchange rate of 58% prepared in Example 1 and nickel acetate were used instead of copper acetate.
After mixing nickel-supported η-alumina prepared in the same manner and under the same conditions as 4.6:1 with nickel-supported IL (20 wt%), it was modified with 12-tungstosilicic acid in the same manner as in Example 1, dried, and fired.

浸漬前後の12タングストケイ酸の分析結果から、ゼオ
ライトとη−アルミナの混合物に対する変性剤の比率は
I 5.6 wt%であった。
From the analysis results of 12 tungstosilicic acid before and after soaking, the ratio of the modifier to the mixture of zeolite and η-alumina was 5.6 wt% I.

次に、上記の変性したニッケル担持l−アルミナ含有ゼ
オライトと実施例1に使用したアルミナゾル水溶液を重
量比で85:15に混合し、実施例1と同一条件で乾燥
、焼成を行った。粉砕後、粒径20−42メツシユの部
分を篩分し、エチレンによるトルエンのアルキル化反応
に触媒として供した。
Next, the modified nickel-supported l-alumina-containing zeolite and the alumina sol aqueous solution used in Example 1 were mixed at a weight ratio of 85:15, and dried and fired under the same conditions as in Example 1. After pulverization, a portion with a particle size of 20-42 mesh was sieved and used as a catalyst in the alkylation reaction of toluene with ethylene.

反応は、実施例1と同一の反応装置を使用し、実施例1
と同一条件で行った。反応結果を表2に示した。
The reaction was carried out using the same reactor as in Example 1.
It was carried out under the same conditions. The reaction results are shown in Table 2.

比較例3 実施例3のニッケル担持η−アルミナを加えずに、実施
例1で調製したプロトン交換率58%のゼオライトを1
2タングストケイ酸を用いて実施例3と同様に変性し、
乾燥、焼成を行った。変性処理前後の分析結果から変性
剤の実質的な使用量は16.1wt%であった。次に、
実施例1に使用したアルミナゾル水溶液を重l比で85
:15に混合し、実施例1と同一条件で乾燥、焼成を行
った。
Comparative Example 3 One zeolite with a proton exchange rate of 58% prepared in Example 1 was added without adding the nickel-supported η-alumina of Example 3.
Modified in the same manner as in Example 3 using 2-tungstosilicic acid,
Drying and firing were performed. From the analysis results before and after the modification treatment, the actual amount of the modification agent used was 16.1 wt%. next,
The alumina sol aqueous solution used in Example 1 was 85 in weight/liter ratio.
:15 and dried and baked under the same conditions as in Example 1.

粉砕後、粒径20−42メツシユの部分を篩分し、エチ
レンによるトルエンのアルキル化反応に触媒として供し
た。
After pulverization, a portion with a particle size of 20-42 mesh was sieved and used as a catalyst in the alkylation reaction of toluene with ethylene.

反応は、実施例1と同一の反応装置を使用し、実施例1
と同一条件で行った。反応結果を表2に示した。
The reaction was carried out using the same reactor as in Example 1.
It was carried out under the same conditions. The reaction results are shown in Table 2.

実施例4 実施例1で調製したプロトン交換率58%のゼオライ)
10(]gと実施例1に使用したη−アルミナ20gを
30wt%の12タングストリン酸の水溶液300m1
に室温で16時間浸漬した。実施例1と同一条件で乾燥
、焼成を行った。浸漬前後の12タングストリン酸の分
析結果から、ゼオライトとη−アルミナに対する実質的
に作用した変性剤の比率は16.8wt%であった。
Example 4 Zeolite prepared in Example 1 with a proton exchange rate of 58%)
10 (] g and 20 g of η-alumina used in Example 1 were added to 300 ml of an aqueous solution of 30 wt% 12-tungstophosphoric acid.
for 16 hours at room temperature. Drying and firing were performed under the same conditions as in Example 1. From the analysis results of 12-tungstophosphoric acid before and after soaking, the ratio of the modifier that substantially acted on the zeolite and η-alumina was 16.8 wt%.

次に、変性したゼオライトとη−アルミナの混合物50
gを金属鉄として7wt%含有するクエン酸M (II
I)アンモニウム水溶液200g中に室温で6時間浸漬
した。ろ別後、110℃において16時間乾燥し、次い
で空気雰囲気下で520℃で5時間焼成した。分析の結
果、変性したゼオライトとη−アルミナの混合物への鉄
の担持量は、17wt%であった。
Next, a mixture of modified zeolite and η-alumina
Citric acid M (II
I) Immersed in 200 g of ammonium aqueous solution at room temperature for 6 hours. After filtration, it was dried at 110°C for 16 hours, and then calcined at 520°C for 5 hours in an air atmosphere. As a result of the analysis, the amount of iron supported on the mixture of modified zeolite and η-alumina was 17 wt%.

以上のようにして調製した鉄担持ゼオライトとη−アル
ミナの混合物と実施例1に使用したアルミナゾル水溶液
を重量比で85:15に混合して成型したのち、110
℃で16時間乾燥、空気気流中520℃で5時間焼成、
更に電気マツフル炉中で520℃で16時間焼成した。
The mixture of iron-supported zeolite and η-alumina prepared as described above and the alumina sol aqueous solution used in Example 1 were mixed at a weight ratio of 85:15 and molded.
Dry at ℃ for 16 hours, bake at 520℃ for 5 hours in an air stream,
Further, it was fired in an electric Matsufuru furnace at 520°C for 16 hours.

粉砕後、粒径20−42メツシユの部分を篩分し、エチ
レンによるトルエンのアルキル化反応に触媒として供し
た。
After pulverization, a portion with a particle size of 20-42 mesh was sieved and used as a catalyst in the alkylation reaction of toluene with ethylene.

反応は、実施例1と同一の反応装置を使用し、実施例1
と同一条件で行った。反応結果を表3に示した。
The reaction was carried out using the same reactor as in Example 1.
It was carried out under the same conditions. The reaction results are shown in Table 3.

比較例4 実施例4のクエン酸鉄(III)アンモニウム水溶液に
よる処理を行わずに、実施例4と同一条件で変性、乾燥
、焼成、成型等の処理を行い、エチレンによるトルエン
のアルキル化反応に触媒として供した。
Comparative Example 4 Modification, drying, calcination, molding, etc. were carried out under the same conditions as in Example 4 without performing the treatment with the iron(III) ammonium citrate aqueous solution of Example 4, and the alkylation reaction of toluene with ethylene was performed. It was used as a catalyst.

反応は、実施例1と同一の反応装置を使用し、実施例1
と同一条件で行った。反応結果を表3に示した。
The reaction was carried out using the same reactor as in Example 1.
It was carried out under the same conditions. The reaction results are shown in Table 3.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 結晶性アルミノシリケート、ヘテロポリ酸及びヘテロポ
リ酸塩からなる群から選ばれるヘテロポリ酸化合物の熱
分解物並びに元素の周期律表の第 I b族、第IIb族及
び第VIII族から選ばれる金属を含むアルキル化反応用触
媒。
Thermal decomposition products of heteropolyacid compounds selected from the group consisting of crystalline aluminosilicates, heteropolyacids and heteropolyacid salts, and alkyl containing metals selected from Group Ib, Group IIb and Group VIII of the Periodic Table of the Elements. Catalyst for chemical reaction.
JP1090067A 1989-04-10 1989-04-10 Catalyst for alkylation reaction Pending JPH02268832A (en)

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