JPH0631325B2 - シリカライト触媒を用いてオレフイン類をそれより高分子量の炭化水素類に転化させる方法 - Google Patents

シリカライト触媒を用いてオレフイン類をそれより高分子量の炭化水素類に転化させる方法

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JPH0631325B2
JPH0631325B2 JP59098865A JP9886584A JPH0631325B2 JP H0631325 B2 JPH0631325 B2 JP H0631325B2 JP 59098865 A JP59098865 A JP 59098865A JP 9886584 A JP9886584 A JP 9886584A JP H0631325 B2 JPH0631325 B2 JP H0631325B2
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば水、炭素の酸化物類または硫黄含有化合
物類の如き触媒毒を含有しているオレフィン混合物を含
む気体状原料物質を内部に芳香族類も有しているガソリ
ン範囲の生成物類などの該原料物質より高い分子量の炭
化水素類に転化させるための方法に関するものである。
オレフィン類から芳香族化合物類への転化は当技術にお
いて新規なものではない。クーベンフーベン(Kouw
enhouven)他の米国特許番号4,238,31
8中では、C−Cオレフィン類またはそれらの混合
物類を高温においてアルミノ珪酸塩触媒を用いてC
パラフィン類と接触させて20重量%より少ない芳
香族類を含有しているオレフィン系ガソリン範囲の混合
物を製造していた。比較的低級のオレフィン類を最初に
オリゴマー化してそれより高分子量のオレフィン類とし
そしてその後その高分子量オレフィン類をアルミノシリ
カ触媒上に通して芳香族類を含有しているガソリン範囲
の化合物類を生成する二段階方法が使用されていた。該
方法の第一段階では第二の芳香族化段階中より相当穏や
かな条件が適用されていた。
カタナック(Cattanach)の米国特許番号3,
756,952中では、本質的にパラフィン類、オレフ
ィン類、ナフテン類、およびC以上の範囲の沸点を有
するそれらの混合物類からなる液体原料物質がZSM−
5型の結晶性アルミノ珪酸塩触媒の存在下で芳香族類に
転化させられていた。
カタナックの米国特許番号3,756,952中では、
本質的にC−Cパラフィン類および/またはオレフ
ィン類からなる原料がZSM−5型の結晶性アルミノ珪
酸塩触媒の存在下で芳香族類に転化させられていた。
典型的な製油操作においては、相当量のエチレンおよび
プロピレンが製油ボイラー操作の燃料気体として使用さ
れている。例えばボイラー原料として典型的に使用され
ている流動化接触分解器から出る未処理の排気は例えば
炭素の酸化物類および硫化水素の如き不純物を含んでい
るエチレンおよびプロピレンの両者が多い。さらに、排
気は普通該排気の飽和点以下のかなりの量の水を含有し
ている。前記の方法はオレフィン系流を有用な芳香族生
成物類に転化させるための方法を提供するものである
が、これらの方法は水、炭素の酸化物類または硫黄含有
成分類に露呈されたときに実質的な変性を受けないよう
な触媒を使用している。特にZSM−5系のアルミノ珪
酸塩触媒はそれらが反応中に水蒸気または水が存在して
いるときに急速に活性を失うという点から水の存在下で
は不適当であると報告されている。従って要求されてい
るものは、エチレンおよびプロピレンを含有しているこ
れらの汚染された排気製油流を有用なガソリン範囲の最
終生成物類などの比較的高分子量の炭化水素類に転化さ
せるための方法である。これらの不銃物類の存在により
悪影響を受けない触媒を使用する方法も要望されてい
る。
最近、特定の工程に従って製造されそして一般的にシリ
カライト型触媒として知られている結晶性シリカ同質異
像(polymorph)物質と同定されている触媒類
がこれらのオレフィン系転化方法において有用であるこ
とが発見されている。これらの触媒類は水、炭素の酸化
物類または硫黄含有化合物類の存在下で脱活性化を受け
ない。
従って、本発明によると、例えば水、炭素の酸化物類ま
たは硫黄含有化合物類の如き触媒毒を内部に含有してい
るオレフィン系混合物などの原料物質をそれより高分子
量の炭化水素類に転化させるための方法が提供される。
該方法は、原料物質を転化条件下で未改質結晶性シリカ
同質異像シリカライト触媒を含有している反応区域中に
通すことからなっている。オレフィン系混合物の大部分
は製油流動化接触分解装置からの排気流中に見られるで
あろうようなエチレンおよびプロピレンを包含してい
る。最も一般的に見られる炭素の酸化物類は一酸化炭素
および二酸化炭素であり、最もしばしば見られる硫黄含
有化合物は硫化水素である。一般に存在している硫化水
素の量は全オレフィン系混合物の20モル%より少ない
が、一般的に存在している炭素の酸化物類の量は全オレ
フィン系混合物の5モル%より少ない。さらに、製油排
気流は該排気流の飽和点以下のある量の水も含有してい
る。転化条件には、約350℃〜約650℃の範囲内の
温度、約30psi〜約300psiの範囲内の圧力、
および原料物質の重量を基にして約5〜約50のオレフ
ィン混合物重量毎時空間速度が含まれる。
本発明は触媒毒を含有しているオレフィン系混合物をガ
ソリン範囲の炭化水素類などのそれより高い分子量の炭
化水素類に転化させる方法からなっている。該方法は原
料物質をオレフィン系転化条件下で内部に未改質結晶性
シリカ同質異像シリカライト触媒を含有している反応区
域K中に通すことを含んでいる。
ガソリン範囲の炭化水素類は乱C〜約C12の脂肪族
および芳香族炭化水素類として定義されているが、それ
らにはガソリンに一般的に加えられる非炭化水素転化物
類は含まれない。例えばイソブテンの如きある種のC
流もガソリン範囲の生成物類中に含まれる。
ここでは参考用に記しておくG.ハーレー(Hawle
y)のCondensed Chemical Dic
tionary中に定義されている触媒毒類とは触媒の
活性を減じるかまたは破壊することが知られている化合
物類であり、そして特に例えばゼオライト類の如き多く
のアルミノ珪酸塩類に対して悪影響を有するものであ
る。本発明の原則的な特徴は、例えば水、炭素の酸化物
類または硫黄含有化合物類の如き触媒毒類の存在下でオ
レフィン流をそれより高分子量の炭化水素類に転化させ
るために触媒を使用することである。昔から水はアルミ
ノ珪酸塩触媒類に対する毒であり、アルミノ珪酸塩触媒
上に通す前にそれを原料流から除去する必要がある。こ
れらの触媒類の活性がアルミニウム濃度に比例すること
および水蒸気が外枠を徐々に脱アルミナ化してそれによ
り触媒を不可逆的に脱活性化させることが一般に信じら
れている。水は存在しているアルミニウムと結合しそし
て該触媒類の触媒的活性部分に悪影響を与えるというこ
とも理論づけられている。
炭素の酸化物類および硫黄含有化合物類も触媒毒であ
る。これらの毒類は触媒活性の大部分が生じる酸性位置
を占めていると信じられている。理論により拘束しよう
とは望むものではないが、本発明のシリカライト触媒類
がこれらの不純物類による毒性化に対して抵抗性がある
と信じられている。
結晶性シリカ同質異像シリカライト型触媒とさらに一般
的なアルミノ珪酸塩ゼオライト類との間にある物理的差
異のほかに、幾つかの機能的差異があることは、これら
の触媒類をオレフィン転化触媒類として使用する場合に
明白である。例えばZSM型のアルミノ珪酸塩ゼオライ
ト類は報告によれば少量の水の存在下でさえそれらの触
媒活性を急速に失う。本発明の結晶性シリカ同質異像シ
リカライト物質類は水および/または水蒸気の存在下で
さえオレフィン系触媒類として有用である。さらに、本
発明で使用される触媒類はそれらを上記の方法で使用す
る前に合成された触媒類を特別な化学的、熱的または水
蒸気による予備処理する必要がないという点で未改質の
ままである。
本発明の方法は、シリカライト触媒物質を含有している
炭化水素転化区域を有する反応容器を含む種々の工程装
置を用いて実施できる。固定床、移動床または流動化床
を使用する反応区域中で使用できる単独のまたは複数の
触媒床を使用できる。反応物類を反応区域中に加える前
に混合および予備加熱をすることができ、該区域中で反
応物類は下記に特定されている転化条件下で触媒床と接
触する。反応区域中での調節された滞在時間後に、転化
された炭化水素内容物は反応器外に出ていき、そこで希
望する生成物類は冷却または他の標準的な回収もしくは
分離技術により集められる。好適態様では本発明により
使用されるシリカライト触媒は硫黄含有化合物類、炭素
の酸化物類もしくは水、またはそれらの混合物類で汚染
されたオレフィン系混合物を含有している製油流を転化
させるために使用される。これらの製油流は最も典型的
には例えば流動化接触分解器、移動床接触分解器、ビス
ブレーカー、コーカーまたはダッブス装置の如き製油器
中でオレフィンを生成するための装置の排気中で見られ
るものである。本発明の方法では、製油排気原料物質を
硫黄含有化合物類、炭素の酸化物類または水を除去する
ための予備処理を必要とせずにオレフィン転化反応器に
直接送ることができる。しかしながら、例えば第一また
は第二スポンジ吸収剤の如き普通の製油分離装置により
ある量の水が製油排気から除去されることは認識すべき
である。これらの排気流中で最も普遍的なオレフィンは
エチレンおよびプロピレンである。しかしながら、本発
明は例えばブチレンの如き他のオレフィンも包含してい
る。
好適態様では、オレフィン系供給原料は転化条件下でシ
リカライト触媒物質の存在下でそれより高分子量の炭化
水素類に転化される。転化入口温度は約350℃〜約6
50℃の間の範囲であるべきであるが、約380℃〜約
520℃の間の温度が好ましい。約30psig〜約3
00psigの範囲内の圧力が使用される。好適な圧力
は約100〜約200psigである。
一般に、原料物質の転速度は1時間当たり1の合計原料
重量を基にして約5〜約50の重量毎時空間速度であ
る。比較的小さい結晶寸法の方が触媒的に活性であるこ
とが見出されている。本発明の方法により使用される触
媒物質は、定義によるとイオン交換性を示すアルミニウ
ムの珪酸塩およびナトリウムもしくはカリウムまたは両
者であるゼオライト系物質とは違って、真の結晶性シリ
カ物質である。本発明中で触媒として使用される結晶性
シリカ物質は、それの構造が「シリカライト」と定義さ
れているシリカ同質異像類である。これらの物質類はア
ルミノ珪酸塩ゼオライト類とは対称的に認められるほど
のイオン交換性は示さない。触媒を製造するために使用
されたシリカ源中の不純物類の結果としてこれらのシリ
カライト触媒物質類中にアルミニウムが存在することも
あるが、そのようなアルミニウムまたは他の酸化物不純
物類を含むシリカライトはAlO 四面体が結晶性シ
リカ外枠の一部を構成していないため金属珪酸塩と考え
ることはできない。
本発明の方法で使用されるシリカライト触媒類を製造す
るための他の種類の方法はグロース(Grose)の米
国特許番号4,761,724中に記されており、それ
はここでは全部参考として記しておく。
本発明の方法を下記の実施例によりさらに説明すること
ができるが、それらは本発明を限定するたねというより
むしろ説明しようとするものである。
実施例1 固定床反応器を有するパイロットプラントを使用した。
製油の流動化接触分解器(FCC)から出る排気試料を
第二スポンジ吸収剤の排出側から集めた。記載のある場
合には、流れ中の硫化水素が除去された。全原料物質の
モル%を基にしたFCC排気流の内容物類を以下に示
す。
排気生成物類を反応器中に加えそして20−40メッシ
ュの粒子寸法および約10センチメートルの床深さを有
するシリカライト触媒物質床を含有している反応区域に
達する前に指定温度にした。反応器は長さが48インチ
であり1/2インチの管外壁および1/4インチの管熱
壁を有する同心円筒であった。液体生成物を集めるため
に高圧液体−気体分離器を使用した。
8回の実験を行い、そして反応区域からの生成物流クロ
マトグラフィを気体分析して、反応器にはいる原料物質
の合計重量を基にした生成物生産量(重量)を得た。結
果を表Iに示す。表I中の平均値は特に断わらない限り
5回の試料実験に基ずいていた。液体生成物類には非芳
香族類、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレ
ンおよびC が包含されていた。オレフィンからそれ
より高分子量の炭化水素類への平均転化率は、原料中の
オレフィンの重量を基にして40%より高かった。
水は反応器の内部で水蒸気に転化されたときにシリカラ
イト触媒をゆっくり脱活性化させることが見出されてい
るため本発明の方法において水を共原料として加えた。
水の添加量は反応器入口圧力および温度における完全飽
和オレフィン系原料混合物中で見出されているものより
実質的に多いものであった。
本発明のいくつかの特定態様を上記の詳細な説明および
実施例中で述べてきたが、それらは限定でなくむしろ説
明用であると認識すべきであるためこの記載は本発明を
ここに開示されている特定の形または態様に限定しよう
とするものではなく、そして当技術の専門家は本発明が
そのように限定されるものではないことがわかるであろ
う。従って、本発明は発明の精紳および範囲から逸脱し
ない限りここに説明目的用に開示されている個々の例の
全ての改変を包含するものであると言明しておく。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に触媒毒を含有しているオレフィン系
    混合物を含む気体状原料物質を転化条件下でシリカライ
    ト触媒を含有している反応区域中に通すことからなり、
    該転化条件が、 a)350℃〜650℃の範囲内の温度、 b)30psi〜300psiの範囲内の圧力、および c)原料物質の重量を基にして5〜50のオレフィン混
    合物重量毎時空間速度、 であることを特徴とする、該原料物質をガソリン範囲の
    炭化水素類に転化させるための方法。
  2. 【請求項2】触媒毒が硫黄含有化合物である、特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】触媒毒が炭素の酸化物である、特許請求の
    範囲第1項記載の方法。
  4. 【請求項4】触媒毒が水である、特許請求の範囲第1項
    記載の方法。
  5. 【請求項5】触媒毒が硫黄含有化合物類、炭素の酸化物
    類および水の混合物である、特許請求の範囲第1項記載
    の方法。
  6. 【請求項6】オレフィン類の大部分がエチレン、プロピ
    レンまたはそれらの混合物類からなる群から選択され
    る、特許請求の範囲第1項記載の方法。
  7. 【請求項7】原料物質が製油の接触分解装置から出る排
    気からなる、特許請求の範囲第1項記載の方法。
  8. 【請求項8】硫黄含有化合物の1つが硫化水素である、
    特許請求の範囲第2項記載の方法。
  9. 【請求項9】a)存在している硫黄含有化合物類の量が
    全オレフィン系混合物の20モル%より少なく、 b)存在する炭素の酸化物類の量が全オレフィン系混合
    物の5モル%より少なく、そして c)存在する水の量が少なくとも反応器入口圧力および
    室温における完全飽和時に原料物質中に含まれている量
    である、 特許請求の範囲第1項記載の方法。
  10. 【請求項10】水を反応器入口圧力および室温における
    完全飽和時に原料物質中に含まれているより多い量で原
    料物質と共に反応器中に加える、特許請求の範囲第1項
    記載の方法。
JP59098865A 1983-05-20 1984-05-18 シリカライト触媒を用いてオレフイン類をそれより高分子量の炭化水素類に転化させる方法 Expired - Fee Related JPH0631325B2 (ja)

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