JPH0813976B2 - オレフィンの再構成方法 - Google Patents

オレフィンの再構成方法

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JPH0813976B2
JPH0813976B2 JP62129580A JP12958087A JPH0813976B2 JP H0813976 B2 JPH0813976 B2 JP H0813976B2 JP 62129580 A JP62129580 A JP 62129580A JP 12958087 A JP12958087 A JP 12958087A JP H0813976 B2 JPH0813976 B2 JP H0813976B2
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    • C07C6/04Metathesis reactions at an unsaturated carbon-to-carbon bond at a carbon-to-carbon double bond
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテーター1(Theta−1)(通称「TON」)タ
イプのテクトメタロシリケートの存在下におけるオレフ
イン、特に線状オレフインの再構成方法に関する。
ゼオライトは周知の天然および合成化合物である。こ
れらのかなりは種々の種類の炭化水素変換反応および関
連反応の触媒的性質を有することが証明されている。ゼ
オライトはSiO4およびAlO4の堅く規則正しい三元網状構
造よりなる骨組構造を有し、四面構造体(Tetrahedra)
が酸素原子を共有して交叉結合されており、そして少な
くとも水分子を収容するに充分に開口している、規則正
しい孔を有する結晶アルミノ−シリケートであると定義
することができる。このような構造体は一般に溝または
孔により内部連絡されている、規則正しい配列の小さい
間隙を有する。この間隙および溝の大きさは水の大きさ
からさらに大きい分子の大きさの範囲にあることができ
る。一定の骨組構造体におけるこれらの間隙および溝の
大きさは構造体間で変化する小さい数値に制限される。
従つて、これらの構造体は或る寸法の分子を収着するこ
とができるが、構造体によつて変わる限界値より大きい
寸法の分子は拒絶する。これはゼオライトを分子篩とし
て使用することを可能にする。ゼオライトは長石(feld
spar)および淮長石(feldspathoid)を含む(ゼオライ
トに加えて)、テクトアルミノシリケートであると称す
ることができる種類の化合物に族する。四面体を形成す
る酸素原子の全部が共有されており、従つて総アルミニ
ウムおよびケイ素原子対酸素原子の比率は1:2である。
ゼオライトは組成、異なる四元原子の分布、セル寸法
および対称性に関係なく、骨組構造のタイプ、すなわち
骨組の形態により最も明白に特徴づけることができる。
3個の頭文字よりなるコードが既知の構造タイプのそれ
ぞれについて、IUPACにより、推奨されているゼオライ
ト命名法に従い選ばれている(「Chemical Nomenclatur
e,and Formulation of compositions,of Synthetic and
Natural Zeolites」、IUPACイエローブツク、1978
年)。38種の既知のゼオライト構造タイプの索引はThe
Structure Commission of the International Zeolite
Associationにより発表されている[「Atlas ofZeolite
Structure Types」、Meier W.MおよびOlsen D.H.著(1
978年)、Polycrystal Book Servise,Pittsburgh.Pa
(米国)]。既知の構造タイプにより分類される種類に
加えて、そのX線回折パターン、収着性、イオン交換性
および関連性質は、これらの物質が既知の構造タイプを
有せず、新規な構造タイプを有するものであることを示
唆することができる。これらの新しい種類のゼオライト
は6Åまでの径で開口している、10員環を有する一次元
的な非交差溝を有し、構造タイプに係る3文字コードで
「TON−タイプ」として分類される。Theta−1はこのよ
うな新規有孔結晶アルミノシリケートの例であり、そし
て我我による発行ヨーロツパ特許明細書第0057049号に
記載されている。
C2〜C10オレフイン供給原料を特別のゼオライト上で
再構成して、主としてC4〜C7オレフインを生成できるこ
とを開示する数種の従来技術文献がある。このような文
献の一つはEP−A−0026041であり、ここにはこの目的
にMFI(ZSM−5)タイプゼオライトの使用が記載されて
いる。しかしながら、MEIタイプゼオライトを使用した
場合には、再構成されたオレフインに係る選択性は比較
的低く、これはこのような反応においてアルカン副生成
物が望ましくないほど高い量で生成されるためである。
Theta−1タイプゼオライトはZSM−23タイプゼオライ
トと非常に類似した物理化学的性質を有することから、
MFIタイプアルミノシリケートと類似の触媒的性質を有
するものと予想される。MFI−、Theta−1およびZSM−2
3タイプアルミノシリケートは非常に類似しているSiO2/
Al2O3比および同一に近い様相の選択的収着特性をもつ
て、製造することができる。たとえば、これらはキシレ
ンを収着し、そして脱着する。これらは非常に類似して
いる原料ゲル[アルカノールアミノのような同一種類の
鋳型(template)を含む]から同一の蒸解パラメーター
を用いて製造できる(我々のヨーロツパ特許明細書第00
57049号参照)。従つて、非修飾水素形のTheta−1また
はZSM−23タイプアルミノシリケート上でオレフイン混
合物を再構成反応に処すると、非修飾水素形のMFIタイ
プアルミノシリケートがアルカン副生成物の生成を導く
条件下にさらした場合には、再構成されたオレフインに
加えて、同様の副生成物を比較的高割合で含有する生成
物が得られる。
驚くべきことに、ここに、Theta−1またはZSM−23タ
イプのアミノシリケートの非修飾水素形を含有する触媒
を一種または二種以上のオレフインの再構成に使用する
と、再構成方法が高度に選択性になり、生成混合物が高
割合の再構成オレフインおよび比較的低割合のアルカン
を含有することが見い出された。
従つて、本発明は線状オレフインに富むC2〜C10オレ
フイン供給原料を再構成する方法に関し、本発明の方法
は該オレフイン供給原料を流体相において、非修飾また
は部分的修飾H形のテクトメタロシリケートと高めらて
た温度で接触させることを含み、該テクトメタロシリケ
ートがその焼されている、有機物を含有しない水素形
で、酸化物のモル比により次式で示される組成: (0.9±0.1)H(4-m):XO2:xSiO2:yH2O (式中Hはプロトンであり、XはAl、Ga、Zn、Fe、Crお
よびBから選ばれる金属の一種または二種以上の金属で
あり、mは金属酸化物XO2中の金属Xの原子価であり、
xは少なくとも10であり、y/xは0〜5である)を有
し、そして該テクトメタロシリケートがその非修飾また
は部分的修飾H形で、後記の表A(Theta−1)または
表B(ZSM−23)に記載されているものと実質的に同一
のX線回折パターンを有することを特徴とする方法であ
る。
「非修飾または部分的修飾H形のテクトメタロシリケ
ート」の用語は本明細書全体をとおして、鋳型として有
機窒素含有塩基を使用して合成されたままのテクトメタ
ロシリケートが使用前に少なくとも100℃の温度で焼
されていることを意味する。有機塩基を用いて製造され
た、合成されたままのテクトメタロシリケートは有機物
を含有し、従つて空気中で焼して有機物を除去しなけ
ればならない。焼は適当には、200〜600℃、好ましく
は300〜550℃の温度で行なう。この温度範囲における
焼は合成されたままのゼオライトに対しおよび(また
は)そのアルカリ金属を含有しない形で行なうことがで
きる。焼の温度および期間は所望のゼオライトが部分
的に修飾されているH形か、または非修飾H形であるか
によつて変わる。
たとえば、300〜400℃において16時間の間、焼する
と、使用された鋳型に関係なく部分的に修飾されている
H形のゼオライトが得られる。しかしながら、焼を50
0〜600℃で16時間の間行なうと、生成する生成物は非修
飾H形のゼオライトである。合成されたままの触媒が鋳
型としてアンモニアを用いて生成されたものである場合
には、この生成物は使用前に焼する必要はない。しか
しながら、鋳型としてアンモニアを用いて生成された合
成物質はそのままあるいはH形に変換した後に、このテ
クトメタロシリケートをジエタノールアミンのような有
機化合物中で、または有機アルカノールアミンのような
有機化合物の水溶液中で、たとえば80〜120℃の温度に
おいて撹拌することにより修飾することもできる。その
後、テクトロメタロシリケートは乾燥させることがで
き、そして前記したように、200〜600℃、好ましくは30
0〜550℃の温度で焼することができる。この方法は本
発明で使用する部分的修飾されているテクトメタロシリ
ケートを製造するためのもう一つの方法である。
テクトメタロシリケートのH2O含有量「y」は水和水
であり、合成後の乾燥、焼、後続の水処理またはその
組合せによつて、前記の比率範囲内で変わる。H2O含有
量yはカチオンが水素である場合に概念的に存在できる
水は含まない。
テクトメタロシリケート中のカチオンは基本的にHで
あるが、非常に少量のその他のカチオン、たとえば完全
に除去されていないアンモニウム、アルカリ金属カチオ
ン、アルカリ土類金属カチオン、有機窒素含有カチオ
ン、アルミニウムカチオンおよびその混合物が存在する
ことがある。
テクトメタロシリケート中に存在するカチオンは慣用
にイオン交換技法を用いて、全体的にまたは部分的に、
別のカチオン、たとえば水素イオンまたは金属カチオン
と置き換えることができる。
本発明で使用するテクトメタロシリケートは既知の方
法、たとえば水素イオンまたはアンモニウムカチオンと
の交換、後続の一回または二回以上の焼またはテクト
メタロシリケートが依然としてアンモニウムを含有する
場合には、水素イオンおよびアンモニウムカチオンの交
換の組合せ、後続の一回または二回以上の焼によりそ
の非修飾水素形または部分的修飾水素形で生成させるこ
とができる。
金属酸化物XO2中の金属Xは好ましくはAl、Ga、Zn、F
e、BまたはCrである。テクトメタロシリケートにおい
て、シリカ対金属Xのモル比は好ましくは10:1〜200:1
である。
本発明によるテクトメタロシリケートがTheta−1で
ある場合に、これはその有機物を含有しない水素形で下
記の表Aに示されるX線回折パターンを有する。この表
中の特定の数値は銅K−アルフア照射およびコンピユー
ターステツプスキヤン(computer step scan)を用いて
測定した。
ピーク高さ(I)および2−Thetaの凾数としてのそ
の位置は、Thetaがブラツグ角であるとして、スペクト
ロメーター出力から読み取つた。この出力から、相対強
度(100×I/I0:式中I0は最強ピークの強度である)およ
び記録されたピークに相当する平行な格子面の間隔d
(単位:オングストローム)を計算した。
これらのテクトメタロシリケートのX線回折パターン
が、たとえば被験試料が焼されているかいないかによ
り、焼の温度により、テクトメタロシリケート中に存
在するカチオンの種類により、シリカ対金属酸化物のモ
ル比により、およびテクトメタロシリケートの粒子サイ
ズにより、I/I0およびd−間隔の数値に係り変化しうる
ものであることは当業者の理解できることである。
テクトメタロシリケートは適当には、シリカ源、アル
ミナ源、アルカリ金属(一種または二種以上)源、水お
よび有機または無機窒素含有塩素を、均一ゲルが生成さ
れるまで混合し、次いでゲルを70℃以上の温度で結晶化
させることにより生成させる。
表Aおよび表Bの両方において、5より小さい相対強
度(100×I/I0)および(または)27より大きい2−The
ta値を有するピークは除外した。
本発明で使用するテクトメタロシリケートは当技術で
よく知られている方法および結合材料を使用して、適当
な結合材料に結合させることができる。適当に使用でき
る結合材料の例は、シルカ、アルミナ並びにカオリンお
よびメタ−カオリンのようなクレイを包含する。触媒組
成物はさらに活性化処理、たとえば熱的に活性化処理す
ることができ、この処理は触媒組成物をオレフイン供給
原料と接触させる前に、乾燥空気または分子状酸素のよ
うな酸化性環境または乾燥水素のような還元性環境にお
いて、水蒸気または窒素のような不活性気体中で加熱す
ることよりなる。このような追加の処理は触媒調製工程
の一つまたは二つ以上の工程中に行なうことができる。
活性化処理は空気または窒素中で行なうと好ましい。
一例として、処理温度は適当には300〜600℃、好ましく
は350〜550℃である。処理圧力は100〜5000KPaで変化さ
せることができるが、好ましくは100〜2000KPaである。
処理は5分〜200時間、好ましくは1〜20時間にわたり
行なうことができる。
前記処理のいずれかに係る前述の条件が相互依存性で
あることは当業者にとつて明白である。パラメーターの
一つまたは二つ以上の重篤度を増した場合には、別の関
連パラメーターの一つまたは二つ以上を軽くすることが
できる。
本発明および本明細書全体をとおして使用されている
「再構成」または「再構成された」の用語は広い生成物
組成を有するオレフイン供給原料、たとえば線状オレフ
インに富むC2〜C10オレフィンを異性化および(また
は)転移させて、狭い組成のオレフイン生成物、たとえ
ば分枝鎖状オレフインの割合が原料のオレフイン供給原
料よりも高いC4〜C10オレフイン生成物を生成させるこ
とを包含する意味を有する。従つて、たとえばn−オレ
フインはイソ−オレフインに変換される。
本発明により特定されている非修飾テクトメタロシリ
ケートと接触させることにより分枝鎖状オレフイン化合
物に再構成することができるオレフイン供給原料は適当
にはC4〜C10鎖状オレフイン系炭化水素、好ましくはC4
〜C6線状オレフインである。オレフイン供給原料は好ま
しくは反応条件下に不活性の気体、たとえば窒素または
C1〜C10アルカンで稀釈する。不活性稀釈材料と混合し
たオレフイン供給原料、たとえばn−ブテンを本発明に
おけるとおりに再構成反応で処理する場合には、生成す
る混合物中の再構成されるオレフインの割合がさらに改
善されることは本発明の特徴である。
再構成反応は適当には200〜550℃、好ましくは200〜5
00℃に行ない、この範囲内の正確な温度はオレフイン供
給原料のタイプおよびその他の反応条件のようなその他
の変動因子により変化する。触媒の温度をオレフイン供
給原料(これは稀釈材料を含有しているか、または含有
していない)の存在下に反応温度まで高めると好まし
い。
再構成反応は適当には、100〜1000KPa、好ましくは、
100〜300KPaの圧力で行なう。
オレフイン供給原料を不活性稀釈材料と混合する場合
に、稀釈材料は全混合供給原料の少なくとも50容量/容
量%、好ましくは60〜90容量/容量%の量で存在させ
る。
オレフイン供給原料をテクトメタロシリケート上に通
す重量毎時空間速度(WHSV)は適当には1〜100WHSV、
好ましくは2〜30WHSVの範囲である。
再構成反応の生成物は原則的に、分枝鎖状オレフイ
ン、たとえばイソブテンおよびイソペンテンに富むオレ
フイン炭化水素である。本発明の再構成反応はメタンお
よびアルカンのような副生成物が非常に少量だけ生成さ
れるように、効果的で、しかも選択的である。
再構成反応からの生成物はそれらの性質、たとえば融
点、沸点、極性等により、あるいはそれらの分子の大き
さにより分別できる。分別の達成には、分子篩、蒸留、
選択的吸着のような方法が使用できる。
分枝鎖状オレフインに富む生成物はポリオレフイン、
アルコール、エーテルおよびその他の酸素化物、表面活
性剤およびアルキル芳香族系化合物を製造するための石
油化学原料として、並びにガソリン配合成分として有用
なオレフインオリゴマーを製造するための原料として有
用である。
本発明を次例を引用してさらに説明する。
例:TONおよびZSM−23ゼオライトの使用 A.触媒調製 (1) Theta−1(TON) 触媒試験には、それぞれ試料コードTON−A、TON−
B、TON−CおよびTON−Dの4種のTheta−1試料を使
用する。これらのゼオライトは次のとおりにして製造す
る。
試料TON−A ナトリウムアルミネート(Al2O341重量/重量%、Na2
O29.6重量/重量%、H2O29.4重量/重量%)(19.5g)
および水酸化ナトリウム(10.1g)を蒸溜水(156g)に
溶解する。この溶液にアンモニア溶液(SG0.91)(910
g)を加える。この溶液にコロイド状シリカ(780g)(D
uPont Ludox AS40,SiO240重量/重量%)を撹拌しなが
ら加え、均一ゲルを得る。ゲルを揺動オートクレーブ中
に装入し、175℃で約20時間加熱する。オートクレーブ
を冷却させ、生成したスラリーを濾過し、固形物を蒸留
水で充分に洗浄し、次いで120℃で乾燥させる。生成物
をX線回折により分析し、痕跡量のクリストバライトを
含有するTheta−1であることが見い出された。X線蛍
光分光分析により測定された生成物のSi:Al原子比率は3
0:1であつた。
試料TON−B TON−Aの場合と同一の方法でゼオライトを製造する
が、但し反応剤の重量は下記のとおりにする: ナトリウムアルミネート 23.1g 水酸化ナトリウム 5.7g 水 150 g Ludox AS40 750 g アンモニア溶液(SG0.91) 870 g 生成物は試料TON−Aと同一の方法で濾過し、洗浄
し、次いで乾燥させる。生成物はX線回折で分析し、痕
跡量のクリストバライトを含有するThera−1であるこ
とが見い出された。生成物のSi:Al(原子比率)はX線
蛍光分光分析により測定して、26:1であつた。
試料TON−C ナトリウムアルミネート(Al2O341重量/重量%、Na2
O29.6重量/重量%、H2O29.4重量/重量%)(14.0g)
および水酸化ナトリウム(6.69g)を蒸留水(140g)に
溶解する。ジエタノールアミン(DEA、180g)加え、混
合物を充分に撹拌する。蒸留水(354g)を撹拌しながら
加え、次いで混合物にコロイド状シリカ(497g)(DuPo
nt Ludex AS40、SiO240重量/重量%)を加え、混合物
をよく撹拌して均一ゲルを得る。ゲルをステンレス鋼製
ビン(各容積約200ml)に均等に分配する。これらのビ
ンを175℃で28時間回転させ、その後生成物を濾取し、
蒸留水でよく洗い、次いで100℃においてオーブン中で
乾燥させる。
生成物はX線回折により分析し、痕跡量の無定形物質
を含有するTheta−1であることが見い出された。生成
物のSi:Al(原子比率)はX線蛍光により測定して37:1
であつた。
この生成物は次いで硝酸アンモニウム水溶液(10g/20
0ml)(1M、2×1時間)と還流させ、熱いうちに濾過
し、蒸留水でよく洗浄し、次いで100℃においてオーブ
ン中で乾燥させた。生成物は試験する前に、表7に指示
されているように空気中で325℃または500℃で焼す
る。この触媒5ml(2.0g)を7トンの圧力下に圧縮し、
8メツシユは通過するが16メツシユ(BSS)は通過しな
いペレツトに成形し、シリカ反応器中に充填し、次いで
その場で350℃において空気中で一夜にわたり活性化さ
せる。系を窒素の導入により浄化し、温度を窒素下に40
0℃に高める。
試料TON−D ナトリウムアルミネート(15.0g)および水酸化ナト
リウム(7.80g)を蒸留水(120g)に溶解する。アンモ
ニア水溶液(SG0.91)(700g)を加え、充分に混合す
る。次いで、コロイド状シリカ(600g)を撹拌しながら
ゆっくり加え、均一ゲルを生成する。ゲルを揺動オート
クレーブ中に装入し、175℃で20〜25時間加熱する。オ
ートクレーブを冷却させ、生成物を濾取し、蒸留水でよ
く洗浄し、次いでオーブン中で100℃において乾燥させ
る。X線回折は生成物が90%より多いTheta−1を含有
する良質の試料であることを示した。
生成物を硝酸アンモニウム溶液(10g/200ml)(1M、
2×1時間)と還流させ、次いで500℃において空気中
で一夜にわたり焼する。このようにして生成されたH
形のTON−Dをジエタノールアミンと水との1:1(容量に
より)混合物と還流させる(1.5時間還流)。TON−D対
DEA/H2O混合物の重量比は1:10である。還流後に、固形
物を熱いうちに濾取し、蒸留水でよく洗浄し、次いでオ
ーブン中で100℃において乾燥させる。
この触媒5ml(2.0g)を7トンの圧力下に圧縮し、8
メツシユは通過するが16メツシユ(BSS)は通過しない
ペレツトに成形し、シリカ反応器中に充填し、空気中で
一夜にわたり焼する。このゼオライトは表7に示され
ているとおりに360℃または380℃の温度で焼する。系
を窒素で浄化し、温度は窒素中で400℃に上昇させる。
(2) ZSM−23 ナトリウムアルミネート(Al2O341重量/重量%、Na2
O29.6重量/重量%、H2O29.4重量/重量%)および水酸
化ナトリウム(1.5g)を蒸留水(150g)に溶解する。こ
の溶液にジイソプロパノールアミン(60g)を加え、混
合物を充分に混合する。コロイド状シリカ(150g)(Du
Pont Ludox AS40、SiO240重量/重量%)を混合物に加
え、次いでよく撹拌して均一ゲルを生成する。ゲルを3
等分に分け、3個のステンレス鋼ボンベ(容積:各約20
0cm3)中に装入する。ボンベに封をし、180℃で加熱す
る。加熱の16時間後、24時間後および40時間後に、ボン
ベをそれぞれ取り出す。最初の2本のボンベは無定形の
生成物を生成した。40時間加熱後に取り出されたボンベ
から、濾過し、洗浄し、次いで乾燥させた後にX線回折
により測定して実質的にZSM−23である生成物を得た。
(3) MFI(ZSM−5) 試料コードMFI−AおよびMFI−Bの2種のMFI試料を
触媒試験にそれぞれ使用する。これらのゼオライトは次
のとおりにして製造した。
MFI−A ナトリウムアルミネート(115g)(Al2O341重量/重
量%、Na2O29.6重量/重量%、H2O29.4重量/重量%)
および水酸化ナトリウム(34.1g)を蒸留水(1250g)に
溶解する。この溶液を溶液Xと賞することにある。アン
モニア溶液(SG0.91)(164g)をコロイド状シリカ(17
65g)(Ludox AS40)に加える。この溶液を溶液Yと称
することにする。溶液Yを溶液Xに、一定の撹拌下にゆ
つくり加え、均一ゲルを得る。ゲルを次いで1ガロン容
積Parrオートクレーブに移し、175℃に72時間加熱す
る。ゲルは加熱中、撹拌する。加熱後に、内容物を取り
出す前にオートクレーブおよびその内容物を冷却させ、
濾過し、充分に洗浄し、次いで乾燥させる。
この合成生成物はX線回折により実質的にMFI(ZSM−
5)であることが測定された。このゼオライトのSi:Al
(原子比率)はX線蛍光により11.5:1であることが測定
された。
MFI−B ナトリウムアルミネート(3.72g)(Al2O341重量/重
量%、Na2O29.6重量/重量%、H2O29.4重量/重量%)
および水酸化ナトリウム(2,63g)を蒸留水(50g)に溶
解する。この溶液にテトラプロピルアンモニウム水酸化
物溶液(66.6g)(水中20重量/重量%)を加える。生
成する溶液にコロイド状シリカ(116.7g)(Ludox AS4
0)を一定の撹拌下に加え、均一ゲルを生成する。ゲル
を2部分に分け、2個のステンレス鋼ボンベ(各容積:2
00cm3)に移す。ボンベをオーブン中で170℃において約
64時間加熱する。ボンベはこの加熱期間中、オーブン中
で回転させる。加熱期間後に、ボンベを冷却させ、内容
物を取り出し、濾過し、充分に洗浄し、次いで120℃で
乾燥させる。
合成生成物はX線回折により実質的にMFI(ZSM−5)
であることが測定された。生成物のSi:Al原子比率はX
線蛍光分光分析により22:1であることが測定された。
前記のとおりにして合成された場合のゼオライトTON
−A、TON−B、ZSM−23、MFI−AおよびMFI−Bはこれ
らを触媒として使用する前に、非修飾または部分的修飾
H形に変換する必要がある。ゼオライトを非修飾H形に
変換するための一般的方法はよく知られており、前記の
ようにして製造されたゼオライト試料に対して次の方法
で行なつた。
1) 合成されたままのゼオライトZSM−23およびMFI−
Bを下記に示すとおりに空気中で焼してゼオライト合
成中に使用された有機鋳形成分をゼオライトの孔から除
去する。
前記のTheta−1(すなわちTON−AおよびTON−B)
合成およびMFI合成の場合には、焼工程は不必要であ
る。これは有機鋳型成分が使用されていないからであ
る。ジイソプロパノールアミンの存在下に製造されたゼ
オライトZSM−23の場合は、合成されたままのゼオライ
トを次の方法で焼する。
ゼオライトの試料を管状反応器に入れ、2℃/分で20
0℃まで加熱し、200℃で1時間保持する。温度を次いで
2℃/分で600℃まで高め、この温度で48時間保持す
る。ゼオライトを自然に室温まで冷却させる。
テトラプロピルアンモニウム水酸化物の存在下に合成
されたゼオライトMFI−Bの場合には、次の焼を行な
う。
浅いシリカ皿をゼオライトの試料で皿の深さの3mmよ
り多くない量で充たす。皿を電気加熱されているマツフ
ル炉に入れ、空気流中で550℃において15時間焼す
る。加熱処理後に、ゼオライトを自然に室温まで冷却さ
せる。
2) 合成されたままのゼオライト(TON−A、TON−B
およびMFI−Aの場合)を次の方法によりそれらのアン
モニウム交換形にそれぞれ変換する。
ゼオライトをそれぞれ、1モルアンモニウム塩(たと
えば塩化アンモニウムまたは硝酸アンモニウム)の水溶
液中で1時間、加熱還流させる。ゼオライト1g当り約10
cm3のアンモニウム塩溶液を使用する。処理の後に、ゼ
オライトスラリーを濾過し、ゼオライトを蒸溜水で充分
に洗浄する。ゼオライトはこの一回目と同一の方法で新
しいアンモニウムイオン溶液を使用して、2回目の処理
を行なう。2回目の処理後のゼオライトスラリーを再び
濾過し、洗浄し、ゼオライトを次いでオーブン中で約12
0℃において乾燥させる。
3) アンモニウムの形のゼオライト粉末を次の技法に
より8〜16BSSのメツシユサイズに顆粒化する。各ゼオ
ライトに代表的には1〜5トンの圧力を加えて、プレス
中のダイ(内径20mm)でペレツトに成形する。ペレツト
を次いで粉砕し、8メツシユBSSは通過するが16メツシ
ユBSSは通過しないようにして、篩分けする。
篩分けした顆粒状ゼオライトの試料を次いで、下記の
方法によりオレフイン再構成性能について試験する。こ
の触媒試験に使用するゼオライトの重量は0.5g〜2.0gで
変える。特定の試験に使用された終了に示されている。
B.触媒試験 全部の触媒を電気加熱されているシリカ管状反応器
(内径約10mm)中で試験する。使用される供給原料は大
気圧で1−ブテン純度:99.9重量/重量%)である。稀
釈材料として説明する場合の窒素および焼処理用の空
気の純度は両方ともに99重量/重量%よりも大である。
全ての気体は反応器に導入する前に、塩化カルシウムお
よび五酸化リンを含有するトラツプに通して乾燥させ
る。
前記したとおりにして製造された顆粒形のアンモンニ
ウム交換ゼオライトの計量試料を試験前に反応器に装入
する。次いで、触媒を空気または窒素流中で高められた
温度(代表的には400〜600℃)に加熱することによりア
ンモニウム形を分解させて、活性水素形に変換する。被
験ゼオライトのそれぞれについての正確な活性化方法は
下記例の表に示されている。
反応は各触媒について或る温度範囲で行なう。指定温
度における触媒の一般的試験方法は次のとおりである: ゼオライトを上述のとおりにして水素形に変換した後
に、ゼオライトを窒素流中で第一反応温度に返却させ
る。稀釈供給原料試験用に、1−ブテン供給原料を窒素
中に所望濃度で導入する。別法として、純粋供給原料試
験の場合には、1−ブテン供給原料を反応器に導入する
際に窒素流は止める。
1−ブテン供給流はゼオライト上で一定期間(代表的
には30〜60分間)保持する。炭素数が5より大であるか
または5に等しい反応生成物の大部分を反応器出口にあ
る返却されたトラツプで採集する。炭素数が5より小さ
い炭化水素の大部分は気相に留まる。気相炭化水素は慣
用のガスクロマトグラフイ技法により分析する。実験中
に生成された全ての液体生成物はトラツプで採集し、実
験後に計量する。
もう一つの反応温度においてゼオライトを試験するた
めに、ゼオライトを窒素流中で所望の温度に加熱する。
所望の温度に達した時点で、上記と正確に同一の方法
で、必要な1−ブテン供給原料を使用して、反応実験を
行なう。
ゼオライトは場合により、一連の実験の後に空気中で
焼して、ゼオライト上の炭素質残留物を除去すること
ができる。この再生の条件は必要に応じて、下記例の表
中に示す。
各反応における各ゼオライトの性能は特定の生成物の
生成に係る選択性および供給原料変換度を計算すること
により評価する。下記例の表で使用されている用語は次
の意味を有する。
下記例の表のいかくつかにおいては結果が1−ブテン
変換度およびn−ブテン変換度の両方について示されて
いる。これは1−ブテンの反応から生成された2−ブテ
ンが再循環でき、未反応n−ブテン供給原料と見倣すこ
とができるからである。
表において、簡便にするために、生成物は次の記号で
表わす: C1〜3:メタン、エタン、プロパン C2=:エチレン C3=:プロピレン 2C4=:トランス−2−ブテン+シス−2−ブテン iC4=:イソブテン C4=:イソブタン+ブタン C5+:炭素数が5より大きいかまたは5に等しい炭化水素 C1〜4:メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロ
ピレン、ブタン、イソブタン(別記されていないかぎ
り) C.触媒試験の例 MFIゼオライトおよびTheta−1(TON)を用いる触媒
試験の例を下記表1〜7に示す。各被験触媒についての
反応条件および触媒パラメーターの詳細はまたこれらの
表に示されている。
供給原料として稀釈1−ブテンを使用して、非常に類
似するSi:Al比率を有するMFIおよびTONのオレフイン再
構成性能を下記表1に示す。TONは1−ブテン供給原料
にもとづくイソブテン生成について、377〜379℃におい
てMFI(表1a)よりも3培の選択性を有することが証明
されている。TONはまた所望度の低い低級炭化水素生成
(すなわち炭素数が3より小さいかまたは3に等しい炭
化水素)に係り低い選択性を有する。この結果はまた表
1(b)におけるn−ブテン供給原料の場合にもあては
まる。さらにまた、TON上で生成されたC5−炭化水素は
主としてアルケンであることが証明された[表1
(c)]。これらのアルケンは有用な生成物であるイソ
アルケンに富んでいることが知られている。MF1上での
反応の場合には、価値の低い生成物であるアルカンを有
意の量で含有C5−炭化水素が得られる。
供給原料として純粋1−ブテン供給原料を使用して行
なつた異なるSi:Al比率を有するMFIおよびTONのオレフ
ィン再構成性能がまた表2に示されている。この結果は
両方のゼオライトが273〜278℃でイソブテン生成につい
て比較的低い選択性(すなわち10モル%より小さい選択
性)を示すが[表2(a)]、TONから生成されたC5
炭化水素は主としてアルカンであるのに対し、MFIから
生成されたC5−炭化水素は主としてアルカンであること
を示している。
表3では、純粋1−ブテン供給原料を使用して行なつ
たZSM−23およびTONのオレフイン再構成性能が比較され
ている。この結果は1−ブテンにもとづく変換度および
選択性が類似していることを示している[表3
(a)]。この結果はまた、ZSM−23上での反応から得
たれたC5−炭化水素が主としてアルケンであり、TON上
での反応から生成されたC5−炭化水素も同じであること
を示している[表3(b)]。
稀釈1−ブテン供給原理を使用して、TON上で反応を
行なわせたオレフイン再構成に対する反応温度の作用性
は表4に示されている。表4の結果はTONが空気中で
焼して、炭素質残留物を燃焼させることができ、これに
より触媒のオレフイン再構成性能にいずれの有害な作用
を及ぼすことなく、ゼオライト触媒を再生できることを
示している。
表5には、1−ブテン供給原料を使用して行なつたTO
N上でのオレフイン再構成における空間速度の作用性が
示されている。この結果は空間速度を変えることによ
り、所望の反応生成物の分布を制御できることが示され
ている。すなわち、低い空間速度(WHSV=1.85/時間)
においては、主要生成物はアルケンに富むことが上述さ
れているC5+炭化水素である。高い空間速度(WHSV=26.
2/時間)においては、C5+炭化水素の生成は低く、イソ
ブテン生成に係る選択性が高くなる。
表6には、TON上でのオレフイン再構成に対する流通
時間(time on streame)の作用性が示されている。こ
の結果は供給原料として稀釈1−ブテンを使用して、37
9℃の反応温度において、イソブテン生成に係る選択性
が71時間の流通後に増加するのに対し、C5+炭化水素生
成に係る選択性は減少することを示している。
合成時にジエタノールアミン鋳型を用いて製造された
試料TON−Cをまたオレフイン再構成について試験し
た。表7には、供給原料として1−ブテンを使用する試
験の結果が示されている。この結果はTON−Cが窒素中1
0%1−ブテン供給原料がイソブテン生成について高い
選択性を有することを示している。純粋な1−ブテン供
給原料の場合には、TON−Cはほぼ均等にイソブテン生
成およびアルケンに富んだC5+炭化水素生成選択性を示
す。従つて、この試験結果は低温(たとえば325℃)で
有機物鋳型を用いて製造されたテクトメタロシリケート
の焼が有益であることを証明している。
1−ブテン供給原料を使用するTON−C上でのオレフイ
ン再構成:低温焼の作用性 被験触媒 TON−CおよびTON−Dの両方を電気加熱されているシ
リカ管状反応器(内径:約10mm)中で試験する。使用し
た供給原料は大気圧で1−ブテン(純度99.9重量/重量
%)である。稀釈材料として使用した窒素および焼処
理用の空気の純度は両方ともに、99重量/重量%より大
である。全ての気体は反応器に装入する前に、塩化カル
シウムおよび五酸化リンを含有するトラツプに気体を通
すことにより乾燥させる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 29/87 M 29/88 M (72)発明者 デビッド ウィリアム ウォーカー イギリス国 ティーダブリュ15 1エーデ ィー ミドルセックス,アッシュフォー ド,フェルサム ロード 136ビー

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】線状オレフィンに富むC2〜C10オレフィン
    供給原料を流体相で、修飾されていないか、または部分
    的に修飾されているH形のテクトメタロシリケートと接
    触させることを含む該オレフィン供給原料の再構成方法
    であって、テクトメタロシリケートがか焼されており、
    そして有機物を含まない水素形で、酸化物のモル比率で
    表わして次式 (0.9±0.1)H4-m:XO2:xSiO2:yH2O (式中Hはプロトンであり、xはAl、Ga、Zn、Fe、Crお
    よびBから選ばれる1種または2種以上の金属であり、
    mは金属酸化物XO2における金属Xの原子価であり、x
    は少なくとも10でありy/xは0〜5である) で示される組成を有し、そして該テクトメタロシリケー
    トがその修飾されていないか、または部分的に修飾され
    ているH−形で次表A〔テータ1〕または表B(ZSM−2
    3): に示されているとおりのX−線回折パターンを実質的に
    有することを特徴とする上記オレフィンの再構成方法。
  2. 【請求項2】該触媒組成物を熱的に活性化処理すること
    を含み、この処理がオレフィン供給原料と接触させる前
    に、触媒組成物を酸化性環境または還元性環境のどちら
    かにおいて、反応条件下に水蒸気または不活性雰囲気中
    で加熱することにより行われる、特許請求の範囲第1項
    に記載の方法。
  3. 【請求項3】再構成させるオレフィン供給原料を再構成
    反応で処理する前に、不活性稀釈材料と混合する、特許
    請求の範囲第1項〜第2項のいずれか一項に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】該稀釈材料が窒素またはC1〜C10アルカン
    である、特許請求の範囲第3項に記載の方法。
  5. 【請求項5】オレフィン供給原料が線状オレフィンに富
    むC2〜C10オレフィンよりなり、そして該供給原料を原
    料オレフィン供給物よりも高割合で分枝鎖状オレフィン
    を含有するC4〜C10オレフィンよりなる生成物に再構成
    する、特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか一項に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】再構成反応を200〜500℃の温度で行なう、
    特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれか一項に記載の
    方法。
  7. 【請求項7】合成されたままのテクトメタロシリケート
    を原型としてアンモニアを使用して生成させ、そして該
    合成されたままのテクトメタロシリケートの部分的修飾
    をそのH形のままでまたはH形に変換した後に、該テク
    トメタロシリケートを有機化合物中で80〜120℃の温度
    において攪拌し、次いで濾過し、乾燥させ、次いで200
    〜600℃の温度でか焼することにより行なう、特許請求
    の範囲第1項〜第6項のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】テクトメタロシリケートをオレフィン供給
    原料と接触させる前に、結合材料に結合させる、特許請
    求の範囲第1項〜第7項のいずれか一項に記載の方法。
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