JPH10244161A - Zeolite film and its production and production of olefin using zeolite film - Google Patents

Zeolite film and its production and production of olefin using zeolite film

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JPH10244161A
JPH10244161A JP9062026A JP6202697A JPH10244161A JP H10244161 A JPH10244161 A JP H10244161A JP 9062026 A JP9062026 A JP 9062026A JP 6202697 A JP6202697 A JP 6202697A JP H10244161 A JPH10244161 A JP H10244161A
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JP
Japan
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zeolite membrane
zeolite
metal oxide
particles
producing
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Application number
JP9062026A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hashimoto
健治 橋本
Takao Masuda
隆夫 増田
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel zeolite film excellent in heat stability and having high mechanical strength and also excellent in molecular sieve performance and a catalytic performance for dimerizing dehydrating reaction of alcohol, to provide its production method and to provide the production of olefin using the zeolite film. SOLUTION: The zeolite film is constituted by forming the zeolite film on a surface of a porous metallic oxide carrier in which fine pores at the surface are filled with particles of metallic oxide or metallic nitride and by laminating a particle layer of metallic oxide or metallic nitride and the zeolite film in order on the surface of the porous metallic oxide carrier. After coating the surface of the porous metallic oxide carrier with the particles of the metallic oxide or the metallic nitride having an amount capable of at least filling an inside of the pores at the surface, the seed crystal for forming the zeolite film is cladded on the coated layer, then the zeolite film is formed on the surface to which the seed crystal is cladded. Then, the zeolite film is used at the time of executing simultaneously the dimerizing dehydrating reaction and separation of the formed olefin.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゼオライト膜、そ
の製造方法およびゼオライト膜を利用したオレフィンの
製造方法に関する。
The present invention relates to a zeolite membrane, a method for producing the same, and a method for producing an olefin using the zeolite membrane.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゼオライトは、アルカリ又はアルカリ土
類元素のアルミ丿ケイ酸塩であり、各種の結晶形態が知
られている。そして、その膜は、多孔質金属酸化物を担
体して得られ、各種の分離膜および触媒としての用途が
期待されている。斯かるゼオライト膜は、基本的には、
例えば、特開昭63−291809号公報に開示されて
いる通り、アルミナ多孔質担体の存在下、シリカ源およ
びアルカリ金属源またはアルカリ土類金属源を含む水性
混合物を水熱反応させることにより製造することが出来
る。
2. Description of the Related Art Zeolite is an alkali or alkaline earth element aluminum silicate, and various crystal forms are known. The membrane is obtained by supporting a porous metal oxide, and is expected to be used as various kinds of separation membranes and catalysts. Such a zeolite membrane is basically
For example, as disclosed in JP-A-63-291809, an aqueous mixture containing a silica source and an alkali metal source or an alkaline earth metal source is hydrothermally reacted in the presence of an alumina porous carrier. I can do it.

【0003】そして、通常、上記の水熱反応後には焼成
処理が行なわれ、水熱反応および焼成を繰り返し行って
ゼオライト膜を積層することにより、所望の厚さのゼオ
ライト膜を得ることが出来る。また、ゼオライト膜の活
性が低下した場合は、焼成処理により回復させることが
出来る。
[0003] Usually, after the above-mentioned hydrothermal reaction, a calcination treatment is carried out, and the zeolite membrane having a desired thickness can be obtained by laminating the zeolite membrane by repeatedly performing the hydrothermal reaction and calcination. Further, when the activity of the zeolite membrane is reduced, it can be recovered by a baking treatment.

【0004】ところで、従来公知のゼオライト膜は、上
記の焼成処理の際にクラックやピンホールが発生し易く
機械的強度の点で十分とは言えない。また、従来公知の
ゼオライト膜は、分子篩能の点においても改善の余地が
あり、更には、アルコールの二量化脱水反応によるオレ
フィンの製造方法に利用せんとした場合は触媒性能が低
いという問題がある。
[0004] By the way, conventionally known zeolite membranes are liable to cause cracks and pinholes during the above-mentioned calcination treatment, and cannot be said to have sufficient mechanical strength. Further, conventionally known zeolite membranes have room for improvement in terms of molecular sieving ability, and furthermore, there is a problem that when used in a method for producing olefins by dimerization and dehydration of alcohol, the catalytic performance is low. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、熱安定性および
機械的強度が大きく、しかも、分子篩能およびアルコー
ルの二量化脱水反応における触媒性能に優れる新規なゼ
オライト膜、その製造方法および当該ゼオライト膜を利
用したオレフィンの製造方法を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a catalyst having a high thermal stability and a high mechanical strength, a molecular sieve ability and a dimerization dehydration reaction of alcohol. An object of the present invention is to provide a novel zeolite membrane having excellent performance, a method for producing the same, and a method for producing an olefin using the zeolite membrane.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、次の知見を得
た。すなわち、多孔質担体の表面に形成されたゼオライ
ト膜のクラックやピンホールは、焼成の際にゼオライト
膜と多孔質担体との熱膨張の差が生じることによって発
生する。また、上記のクラックやピンホールは、多孔質
担体に比しゼオライト結晶の熱膨張率が大きい場合は、
多孔質担体の表面の細孔内に形成されたゼオライト結晶
が焼成の際に膨張して多孔質担体を伸長させることによ
っても発生する。ところが、多孔質担体とゼオライト膜
との間に特定の材料から成る中間層を介在させ、熱膨張
の差によって生じる応力をゼオライト膜に負担させない
様にすることにより、上記のクラックやピンホールの発
生を防止することが出来、しかも、斯かる中間層を有す
るゼオライト膜は、分子篩能およびアルコールの二量化
脱水反応における触媒性能に優れる。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies in order to achieve the above object, and have obtained the following findings. That is, cracks and pinholes in the zeolite membrane formed on the surface of the porous carrier are generated by a difference in thermal expansion between the zeolite membrane and the porous carrier during firing. In addition, the above cracks and pinholes, when the coefficient of thermal expansion of the zeolite crystal is larger than the porous carrier,
Zeolite crystals formed in the pores on the surface of the porous carrier are also generated by expanding the porous carrier by expanding during firing. However, by interposing an intermediate layer made of a specific material between the porous carrier and the zeolite membrane so that the stress caused by the difference in thermal expansion is not applied to the zeolite membrane, the above-described cracks and pinholes are not generated. The zeolite membrane having such an intermediate layer is excellent in molecular sieving ability and catalytic performance in dimerization and dehydration of alcohol.

【0007】本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものであり、第1の要旨は、表面の細孔内が金属酸化物
または金属窒化物の粒子で充填された多孔質金属酸化物
担体の表面にゼオライト膜を形成して成ることを特徴と
するゼオライト膜に存し、第2の要旨は、多孔質金属酸
化物担体の表面に金属酸化物または金属窒化物の粒子層
およびゼオライト膜を順次に積層して成ることを特徴と
するゼオライト膜に存する。
The present invention has been completed based on the above findings, and a first gist is a porous metal oxide carrier in which pores on the surface are filled with metal oxide or metal nitride particles. The second gist of the present invention resides in that a zeolite membrane is formed by forming a zeolite membrane on the surface of a metal oxide or metal nitride particle layer and a zeolite membrane on a surface of a porous metal oxide carrier. A zeolite membrane characterized by being sequentially laminated.

【0008】そして、本発明の第3の要旨は、多孔質金
属酸化物担体の表面を少なくとも当該表面の細孔内を充
填し得る量の金属酸化物粒子または金属窒化物粒子で被
覆した後、当該被覆面にゼオライト膜形成用の種晶を被
着し、次いで、種晶が被着された表面にゼオライト膜を
形成することを特徴とするゼオライト膜の製造方法に存
する。
[0008] A third gist of the present invention is to cover the surface of the porous metal oxide carrier with an amount of metal oxide particles or metal nitride particles capable of filling at least the pores of the surface. There is provided a method for producing a zeolite membrane, which comprises applying a seed crystal for forming a zeolite membrane to the coated surface, and then forming a zeolite membrane on the surface on which the seed crystal has been applied.

【0009】更に、本発明の第4の要旨は、ゼオライト
膜を使用したアルコールの二量化脱水反応によりオレフ
ィンを製造する方法において、上記のゼオライト膜また
は上記の方法で得られたゼオライト膜を利用して脱水二
量化反応と同時に生成したオレフィンの分離を行うこと
を特徴とするゼオライト膜を利用したオレフィンの製造
方法に存する。
Further, a fourth gist of the present invention is to provide a method for producing an olefin by a dimerization dehydration reaction of alcohol using a zeolite membrane, wherein the zeolite membrane or the zeolite membrane obtained by the above-mentioned method is used. Wherein the olefin produced at the same time as the dehydration-dimerization reaction is separated from the olefin produced using the zeolite membrane.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、説明の便宜上、本発明に係るゼオライト膜の製造
方法について説明する。本発明に係るゼオライト膜の製
造方法においては、多孔質金属酸化物担体、金属酸化物
粒子または金属窒化物粒子およびゼオライト膜形成用の
種晶を使用する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, for convenience of explanation, a method for producing a zeolite membrane according to the present invention will be described. In the method for producing a zeolite membrane according to the present invention, a porous metal oxide carrier, metal oxide particles or metal nitride particles, and a seed crystal for forming a zeolite membrane are used.

【0011】多孔質金属酸化物担体の金属酸化物として
は、通常、Al、Mg、Zr等の金属の酸化物が使用さ
れる。また、天然原料としてはシラス等も使用すること
が出来る。上記の金属酸化物などは公知の方法にて多孔
質担体に加工される。例えば、多孔質アルミナ担体の場
合は、アルミナ粉末を20〜2,000Kg/cm2
圧縮成形した後に500〜1200℃で焼成する方法が
採用される。
As the metal oxide of the porous metal oxide carrier, an oxide of a metal such as Al, Mg and Zr is usually used. Shirasu and the like can also be used as a natural raw material. The above metal oxides and the like are processed into a porous carrier by a known method. For example, in the case of a porous alumina carrier, a method is employed in which alumina powder is compression molded at 20 to 2,000 Kg / cm 2 and then calcined at 500 to 1200 ° C.

【0012】多孔質金属酸化物担体の細孔径は、通常
0.1〜5μm、好ましくは0.1〜0.5μmとされ
る。多孔質金属酸化物担体の形状は、特に制限されない
が、円筒型または平板型が一般的である。後述のオレフ
ィンの製造方法などに使用するゼオライト膜の場合は、
取り扱い性の観点から、円筒型の多孔質金属酸化物担体
が好適に使用される。
[0012] The pore diameter of the porous metal oxide support is usually 0.1 to 5 µm, preferably 0.1 to 0.5 µm. The shape of the porous metal oxide support is not particularly limited, but is generally a cylindrical type or a flat type. In the case of a zeolite membrane used in a method for producing an olefin described below,
From the viewpoint of handleability, a cylindrical porous metal oxide carrier is preferably used.

【0013】金属酸化物粒子または金属窒化物粒子は、
多孔質金属酸化物担体とゼオライト膜との間の中間層を
形成し、多孔質金属酸化物担体の表面の細孔内における
ゼオライトの結晶成長を防止する。金属酸化物粒子また
は金属窒化物粒子としては、SiO2、ZrO2、TiO
2、Nb23、Si34等が使用される。これらの平均
粒径は、多孔質金属酸化物担体の細孔径と同じ大きさ、
すなわち、通常0.1〜5μm、好ましくは0.1〜
0.5μmとされる。
The metal oxide particles or metal nitride particles are
An intermediate layer is formed between the porous metal oxide support and the zeolite membrane to prevent crystal growth of zeolite in pores on the surface of the porous metal oxide support. As the metal oxide particles or metal nitride particles, SiO 2 , ZrO 2 , TiO
2, Nb 2 O 3, Si 3 N 4 or the like is used. These average particle sizes are the same size as the pore size of the porous metal oxide support,
That is, usually 0.1 to 5 μm, preferably 0.1 to
It is 0.5 μm.

【0014】ゼオライト膜形成用の種晶としては、ゼオ
ライト粒子またはゼオライト前駆体溶液が使用される。
ゼオライト粒子としては、ゼオライトの粉砕品が好適に
使用され、その平均粒径は、通常1μm以下、好ましく
は0.5μm以下とされる。ゼオライト粒子の化学組成
は形成するゼオライト膜と略同一とされるが、その構造
は、結晶であっても、一部がアモルファスであってもよ
い。ゼオライト前駆体溶液は、水熱反応によってゼオラ
イト膜を形成する際に使用されるゼオライト膜の調製液
であり、その詳細は後述するが、好適な前駆体溶液の一
例としては、ケイ酸原料とアルミナ原料のモル比(Si
2/Al23)20〜40の水性媒体溶液が挙げられ
る。
As a seed crystal for forming a zeolite membrane, zeolite particles or a zeolite precursor solution is used.
As the zeolite particles, pulverized zeolite is suitably used, and the average particle size is usually 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less. Although the chemical composition of the zeolite particles is substantially the same as the zeolite membrane to be formed, the structure may be crystalline or partially amorphous. The zeolite precursor solution is a solution for preparing a zeolite membrane used when forming a zeolite membrane by a hydrothermal reaction, the details of which will be described later. Material molar ratio (Si
O 2 / Al 2 O 3) 20~40 aqueous medium solutions.

【0015】先ず、本発明に係るゼオライト膜の製造方
法においては、多孔質金属酸化物担体の表面を金属酸化
物粒子または金属窒化物粒子で被覆する。この被覆は、
少なくとも、多孔質金属酸化物担体の表面の細孔内が金
属酸化物または金属窒化物の粒子で充填される様に行う
必要がある。この場合、金属酸化物粒子または金属窒化
物粒子は、多孔質金属酸化物担体の均一な表面被覆を達
成するため、ゾルとして使用するのが好ましい。
First, in the method for producing a zeolite membrane according to the present invention, the surface of a porous metal oxide support is coated with metal oxide particles or metal nitride particles. This coating is
At least, it is necessary that the inside of the pores on the surface of the porous metal oxide carrier be filled with metal oxide or metal nitride particles. In this case, the metal oxide particles or metal nitride particles are preferably used as a sol in order to achieve a uniform surface coating of the porous metal oxide carrier.

【0016】上記のゾルの調製には、金属酸化物粒子ま
たは金属窒化物粒子の分散性の観点から、界面活性剤を
使用するのが好ましい。界面活性剤の種類は、特に制限
されず、ノニオン型、アニオン型、カチオン型の何れの
界面活性剤であってもよい。上記のゾルにおいて、金属
酸化物粒子または金属窒化物粒子の濃度は、通常1〜3
0重量%、好ましくは5〜25重量%とされ、界面活性
剤の濃度は、粒子の分散性を考慮して適宜選択される。
なお、残余は一般的に水である。
In the preparation of the above sol, it is preferable to use a surfactant from the viewpoint of the dispersibility of the metal oxide particles or metal nitride particles. The type of surfactant is not particularly limited, and may be any of nonionic, anionic, and cationic surfactants. In the above sol, the concentration of the metal oxide particles or the metal nitride particles is usually 1 to 3.
It is 0% by weight, preferably 5 to 25% by weight, and the concentration of the surfactant is appropriately selected in consideration of the dispersibility of the particles.
The remainder is generally water.

【0017】上記のゾルによる多孔質金属酸化物担体の
表面被覆は、多孔質金属酸化物担体にゾルを含浸させて
乾燥する方法によって行なわれ、通常、含浸時間は1〜
50時間、乾燥温度は室温から250℃とされる。な
お、金属酸化物粒子または金属窒化物粒子の被覆層は、
後述の水熱反応によって緻密層に変換される。
The surface coating of the porous metal oxide carrier with the sol is carried out by a method in which the porous metal oxide carrier is impregnated with the sol and then dried.
The drying temperature is from room temperature to 250 ° C. for 50 hours. Incidentally, the coating layer of the metal oxide particles or metal nitride particles,
It is converted into a dense layer by the hydrothermal reaction described below.

【0018】その後、本発明においては、金属酸化物粒
子または金属窒化物粒子の被覆面にゼオライト膜形成用
の種晶(ゼオライト粒子またはゼオライト前駆体溶液)
を被着する。この場合、ゼオライト粒子は分散液として
使用してもよい。被着方法としては、被着物の形態によ
り、含浸法(浸漬法)、塗布法、噴霧法の他、金属酸化
物粒子または金属窒化物粒子を被覆した多孔質金属酸化
物担体をゼオライト粒子の中で転動させる方法などを採
用することが出来る。
Thereafter, in the present invention, a seed crystal (zeolite particle or zeolite precursor solution) for forming a zeolite film is formed on the coated surface of the metal oxide particles or metal nitride particles.
To adhere. In this case, the zeolite particles may be used as a dispersion. Depending on the form of the adherend, the porous metal oxide carrier coated with metal oxide particles or metal nitride particles may be coated with the zeolite particles in addition to the impregnation method (immersion method), the coating method, and the spray method. And a method of rolling.

【0019】次いで、本発明においては、種晶が被着さ
れた表面にゼオライト膜を形成するが、ゼオライト膜の
形成にはゼオライト前駆体溶液の水熱反応が好適に使用
される。形成するゼオライト膜の結晶型は、特に制限さ
れず、例えば、MFI型、A型、Y型、モルデナイト
型、ベータ型などの何れであってもよい。
Next, in the present invention, a zeolite membrane is formed on the surface on which the seed crystal is adhered, and a hydrothermal reaction of a zeolite precursor solution is suitably used for the formation of the zeolite membrane. The crystal type of the zeolite membrane to be formed is not particularly limited, and may be any of MFI type, A type, Y type, mordenite type, beta type and the like.

【0020】ゼオライト前駆体溶液は、通常、アルミニ
ウム源およびケイ素源とアルカリ金属源および/または
アルカリ土類金属源を含む水性媒体溶液である。そし
て、アルミニウム源としては、通常、硫酸アルミニウ
ム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム等のアルミニ
ウム塩、ケイ素源としては、通常、メタケイ酸ナトリウ
ム、オルトケイ酸ナトリウム、水ガラス、メタケイ酸カ
リウム等のアルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ(土類)金
属源としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カ
ルシウム、塩化マグネシウム等が挙げられる。上記のア
ルカリ金属ケイ酸塩は、アルカリ金属兼用原料として使
用することが出来る。その他の原料としては、アルミナ
粉末、コロイド状アルミナ、シリカ粉末、ケイ酸、コロ
イド状シリカ、溶融シリカ等が挙げられる。
The zeolite precursor solution is usually an aqueous medium solution containing an aluminum source and a silicon source and an alkali metal source and / or an alkaline earth metal source. As the aluminum source, aluminum salts such as aluminum sulfate, aluminum nitrate, and aluminum chloride are usually used. As the silicon source, alkali metal silicates such as sodium metasilicate, sodium orthosilicate, water glass, and potassium metasilicate are usually used. Examples of the alkali (earth) metal source include sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, and magnesium chloride. The above-mentioned alkali metal silicate can be used as a raw material also serving as an alkali metal. Other raw materials include alumina powder, colloidal alumina, silica powder, silicic acid, colloidal silica, fused silica, and the like.

【0021】ケイ酸原料とアルミナ原料のモル比(Si
2/Al23)は、目的とするゼオライトの組成によ
って適宜決定されるが、好適な一例は20〜40であ
る。また、アルカリ金属源および/またはアルカリ土類
金属源の使用割合も適宜決定することが出来る。ゼオラ
イト前駆体溶液中の原料濃度は、特に制限されないが、
ケイ酸原料の濃度は、Si換算値として、通常5重量%
以下、好ましくは3重量%以下、更に好ましくは2.5
重量%以下とするのがよい。斯かる低濃度の条件によ
り、一層緻密なゼオライト膜が形成される。
The molar ratio of the silica raw material and the alumina raw material (Si
O 2 / Al 2 O 3 ) is appropriately determined depending on the intended composition of the zeolite, but a preferred example is 20 to 40. Further, the usage ratio of the alkali metal source and / or the alkaline earth metal source can be appropriately determined. The raw material concentration in the zeolite precursor solution is not particularly limited,
The concentration of the silicic acid raw material is usually 5% by weight in terms of Si.
Or less, preferably 3% by weight or less, more preferably 2.5% by weight or less.
% By weight or less. Under such low concentration conditions, a more dense zeolite membrane is formed.

【0022】水熱反応は、通常、40〜200℃、0〜
25Kg/cm2Gの条件下で行なわれ、反応時間は、
30分から240時間である。水熱反応終了後、乾燥お
よび焼成を行うが、この際、昇温速度は、1℃/分以
下、好ましくは0.5℃/分以下とするのがよい。斯か
る昇温速度条件により、ゼオライト膜におけるクラック
やピンホールの発生を一層完全に防止することが出来
る。
The hydrothermal reaction is usually carried out at 40 to 200 ° C. and 0 to 200 ° C.
The reaction is performed under the condition of 25 kg / cm 2 G, and the reaction time is as follows:
30 minutes to 240 hours. After the completion of the hydrothermal reaction, drying and baking are performed. At this time, the rate of temperature rise is preferably 1 ° C./min or less, more preferably 0.5 ° C./min or less. With such a temperature raising rate condition, generation of cracks and pinholes in the zeolite membrane can be more completely prevented.

【0023】次に、本発明に係るゼオライト膜について
説明する。本発明に係るゼオライト膜の最大の特徴は、
ゼオライト膜の担体として使用される多孔質金属酸化物
の表面の細孔内が金属酸化物または金属窒化物の粒子で
充填されている点にある。そして、本発明に係る好まし
いゼオライト膜は、多孔質金属酸化物担体/金属酸化物
または金属窒化物の粒子層(中間層)/ゼオライト膜の
層構成を備えている。上記の何れのゼオライト膜におい
ても、多孔質担体の表面の細孔内には、上記の粒子が充
填され、ゼオライト結晶は実質的に存在しない。すなわ
ち、上記の中間層の表面にゼオライト膜を形成する際、
中間層の緩衝作用により、細孔内におけるゼオライトの
結晶・成長は阻止される。
Next, the zeolite membrane according to the present invention will be described. The greatest feature of the zeolite membrane according to the present invention is that
The point is that the pores on the surface of the porous metal oxide used as the carrier of the zeolite membrane are filled with particles of the metal oxide or metal nitride. The preferred zeolite membrane according to the present invention has a layer structure of porous metal oxide carrier / particle layer (intermediate layer) of metal oxide or metal nitride / zeolite membrane. In any of the above-mentioned zeolite membranes, the above-mentioned particles are filled in the pores on the surface of the porous carrier, and the zeolite crystals do not substantially exist. That is, when forming a zeolite membrane on the surface of the intermediate layer,
Due to the buffering action of the intermediate layer, crystallization and growth of zeolite in the pores are prevented.

【0024】従って、本発明に係るゼオライト膜におい
ては、前記の製造過程および活性回復工程における焼成
の際、ゼオライト結晶と多孔質金属酸化物担体との間の
熱膨張差が上記の中間層によって緩衝され、その結果、
ゼオライト膜には実質的にピンホールやクラックが存在
しない。なお、ここで言うピンホールやクラックは走査
型電子顕微鏡では観察し得ない微小なものである。
Therefore, in the zeolite membrane according to the present invention, the difference in thermal expansion between the zeolite crystal and the porous metal oxide carrier during the sintering in the production process and the activity recovery step is buffered by the intermediate layer. And as a result,
The zeolite membrane has substantially no pinholes or cracks. Note that the pinholes and cracks referred to here are minute ones that cannot be observed with a scanning electron microscope.

【0025】また、上記の中間層は、多孔質金属酸化物
担体と共にフィルターを構成するが、多孔質金属酸化物
担体の粗な層に比して緻密な層である。従って、本発明
に係るゼオライト膜は、上記の緻密な中間層の存在によ
り、優れた分子篩能を有する。通常、多孔質金属酸化物
担体の細孔径は0.1〜5μm程度であり、上記の緻密
な中間層の細孔径は10-3〜0.1μm程度である。
The above-mentioned intermediate layer constitutes a filter together with the porous metal oxide carrier, but is a dense layer as compared with a coarse layer of the porous metal oxide carrier. Therefore, the zeolite membrane according to the present invention has excellent molecular sieving ability due to the presence of the dense intermediate layer. Usually, the pore diameter of the porous metal oxide carrier is about 0.1 to 5 μm, and the pore diameter of the dense intermediate layer is about 10 −3 to 0.1 μm.

【0026】因に、ゼオライト膜の繰り返し焼成後に3
0℃で行った、para−,meta−キシレンとpa
ra−,meta−ジエチルベンゼンの単成分系での気
体透過実験から求めたpara体/meta体の分離係
数αは、キシレンの場合2.5、ジエチルベンゼンの場
合は6.0であった。また、このときのpara−キシ
レンとpara−ジエチルベンゼンの透過係数は、それ
ぞれ、7×10-11、1.8×10-11mol・m・(m
2・s・Pa)-1であった。これに対し、後述の比較例
1で得られたゼオライト膜の分離係数αは1であった。
このことから、ピンホールやクラックの孔に面するゼオ
ライトの結晶粒界では異性体間の分離は出来ないことが
分かった。
After repeated firing of the zeolite membrane, 3
Para-, meta-xylene and pa were performed at 0 ° C.
The separation coefficient α of the para / meta body determined from the gas permeation experiment using a single component system of ra-, meta-diethylbenzene was 2.5 in the case of xylene and 6.0 in the case of diethylbenzene. In this case, the transmission coefficients of para-xylene and para-diethylbenzene are respectively 7 × 10 −11 and 1.8 × 10 −11 mol · m · (m
2 · s · Pa) −1 . On the other hand, the separation coefficient α of the zeolite membrane obtained in Comparative Example 1 described later was 1.
From this, it was found that the isomers could not be separated at the zeolite grain boundaries facing the pinholes and crack holes.

【0027】また、ゼオライト結晶内の拡散係数と分離
係数によって計算した結果、本発明に係るゼオライト膜
においては、フィルターの外表面の99.999999
6%が仮想的な完全なゼオライト結晶に覆われているこ
とになる。そのため、本発明のゼオライト膜の顕著な分
子篩能が発揮されると考えられる。また、上記の気体透
過実験は、各焼成の間において円盤状のダイヤモンドカ
ッターで試料台からゼオライト膜を切り離す操作を伴
い、ゼオライト膜は強い衝撃を受けることになるが、そ
れにも拘らず、本発明のゼオライト膜の分離係数の値は
変化しなかった。また、500℃以上の温度条件下に繰
り返し焼成を行っても分離係数の値は変化しなかった。
このことからも、本発明のゼオライト膜は優れた機械的
強度および耐サーマルショク性を有していることが分か
る。
As a result of calculation based on the diffusion coefficient and the separation coefficient in the zeolite crystal, the zeolite membrane according to the present invention showed 99.99999999 on the outer surface of the filter.
6% will be covered by virtually perfect zeolite crystals. Therefore, it is considered that the zeolite membrane of the present invention exerts a remarkable molecular sieving ability. In addition, the above gas permeation experiment involves an operation of separating the zeolite membrane from the sample table with a disk-shaped diamond cutter during each baking, and the zeolite membrane receives a strong impact. The value of the separation coefficient of the zeolite membrane did not change. In addition, the value of the separation coefficient did not change even when firing was repeatedly performed at a temperature of 500 ° C. or higher.
This also indicates that the zeolite membrane of the present invention has excellent mechanical strength and thermal shock resistance.

【0028】本発明のゼオライト膜において、各層の厚
さは特に制限されないが、多孔質金属酸化物担体の厚さ
は、通常1〜50mm、好ましくは2〜30mm、上記
の中間層の厚さは、通常0.05〜2μm、好ましくは
0.1〜1μm、中間層の上に形成されるゼオライト膜
の厚さは、通常5〜200μm、好ましくは10〜50
μmとされる。
In the zeolite membrane of the present invention, the thickness of each layer is not particularly limited, but the thickness of the porous metal oxide carrier is usually 1 to 50 mm, preferably 2 to 30 mm, and the thickness of the above-mentioned intermediate layer is , Usually 0.05 to 2 μm, preferably 0.1 to 1 μm, and the thickness of the zeolite membrane formed on the intermediate layer is usually 5 to 200 μm, preferably 10 to 50 μm.
μm.

【0029】次に、本発明に係るオレフィンの製造方法
について説明する。本発明においては、前記のゼオライ
ト膜を利用してアルコールの脱水反応と同時に生成した
オレフィンの分離を行う。上記の反応においては、アル
コールの二量化反応によりエーテルが得られ、その脱水
反応によりオレフィンが得られる。そして、副反応とし
ては、オレフィンからパラフィンの生成とパラフィンか
らの芳香族化合物の生成がある。
Next, the method for producing an olefin according to the present invention will be described. In the present invention, the olefin generated at the same time as the alcohol dehydration reaction is separated using the above-mentioned zeolite membrane. In the above reaction, an ether is obtained by a dimerization reaction of an alcohol, and an olefin is obtained by a dehydration reaction. The side reactions include the production of paraffins from olefins and the production of aromatic compounds from paraffins.

【0030】ゼオライト膜としては、通常、円筒型のも
のが使用される。そして、結晶型としては特にMFI型
が好ましい。原料のアルコールとしては、通常、炭素数
1〜10の脂肪族アルコールが使用されるが、実用的に
好適な原料はメチルアルコールである。
As the zeolite membrane, a cylindrical type is usually used. The MFI type is particularly preferable as the crystal type. As the raw material alcohol, an aliphatic alcohol having 1 to 10 carbon atoms is usually used, and a practically preferable raw material is methyl alcohol.

【0031】反応装置としては、例えば、ヒーターが設
けられた管状反応器の内部空間にゼオライト膜を配置
し、管状反応器とゼオライト膜との間の空間部(ゼオラ
イト膜の外部空間)に導通するキャリアーガス導入口
(A)と反応ガス導入口とを備え、ゼオライト膜の内部
空間に導通するキャリアーガス導入口(B)を備え、そ
して、ゼオライト膜の外部空間に導通する膜外生成物導
出口とゼオライト膜の内部空間に導通する膜内生成物導
出口とを設けて成る反応装置を使用することが出来る。
As the reaction apparatus, for example, a zeolite membrane is arranged in an inner space of a tubular reactor provided with a heater, and the reactor communicates with a space (external space of the zeolite membrane) between the tubular reactor and the zeolite membrane. It has a carrier gas inlet (A) and a reaction gas inlet, has a carrier gas inlet (B) that communicates with the inner space of the zeolite membrane, and has an extra-membrane product outlet that communicates with the outer space of the zeolite membrane. A reaction apparatus comprising a zeolite membrane and an in-membrane product outlet that communicates with the internal space of the zeolite membrane can be used.

【0032】反応温度は、通常200〜500℃、好ま
しくは350〜450℃とされる。反応は、通常、ゼオ
ライト膜の内部空間を負圧にして行なわれるが、ゼオラ
イト膜の内外の差圧は、通常、1〜300torr、好
ましくは5〜150torr、更に好ましくは30〜1
00torrである。
The reaction temperature is usually from 200 to 500 ° C, preferably from 350 to 450 ° C. The reaction is usually carried out under a negative pressure in the internal space of the zeolite membrane, and the differential pressure between the inside and outside of the zeolite membrane is usually 1 to 300 torr, preferably 5 to 150 torr, more preferably 30 to 1 torr.
00 torr.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。なお、以下の実施例にお
いては、次の材料を使用した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof. In the following examples, the following materials were used.

【0034】(1)多孔質アルミナ担体:日本ガイシ
(株)製セラミックフィルター(2.0μmの層上に
0.1μmの層を積層した公称「0.1μmセラミック
フィルター」)、内径7mm、外径11mm、長さ10
0mm)
(1) Porous alumina carrier: Ceramic filter manufactured by NGK Insulators, Ltd. (nominal “0.1 μm ceramic filter” in which a 0.1 μm layer is laminated on a 2.0 μm layer), inner diameter 7 mm, outer diameter 11mm, length 10
0mm)

【0035】(2)ジルコニアゾル(酸性型):日本触
媒(株)製「AZS−A」、平均粒径0.1μm、濃度
6重量%
(2) Zirconia sol (acid type): "AZS-A" manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., average particle size 0.1 μm, concentration 6% by weight

【0036】(3)シリカゾル:日本触媒(株)製「シ
ーホスターKE−E12」、平均粒径0.12μm、濃
度20.5重量%
(3) Silica sol: “Seahoster KE-E12” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., average particle size 0.12 μm, concentration 20.5% by weight

【0037】(4)ゼオライト粒子:MFI型ゼオライ
トの粉砕品(平均粒径0.1〜0.5μm)
(4) Zeolite particles: Pulverized MFI-type zeolite (average particle size: 0.1 to 0.5 μm)

【0038】(5)ゼオライト前駆体溶液:次の表に示
す溶液を使用し、以下の要領に従ってケイ酸原料とアル
ミナ原料のモル比(SiO2/A23)20の溶液を調
製した。
(5) Zeolite precursor solution: A solution having a molar ratio (SiO 2 / A 2 O 3 ) of 20 of a silicic acid raw material and an alumina raw material was prepared according to the following procedure using the solutions shown in the following table.

【0039】[0039]

【表1】A液:H2O:150.5g,NaCl:3.8g B液:H2O:64.5g,Na2SiO3:5.9g,NaOH:0.3g C液:H2O:119.5g,H2SO4:1.7g,TPABr:1.3g,Al
2(SO4)2:1.0g
TABLE 1 Solution A: H 2 O: 150.5g, NaCl : 3.8g B solution: H 2 O: 64.5g, Na 2 SiO 3: 5.9g, NaOH: 0.3g C solution: H 2 O: 119.5g, H 2 SO 4: 1.7g, TPABr : 1.3g, Al
2 (SO 4 ) 2 : 1.0 g

【0040】A液にB液とC液とを同一の速度で添加し
た後、H2SO4とNaOHとを使用してpHを9.5に
調整し、約30分撹拌を続行し、淡青白色のゼオライト
前駆体溶液を得た。
After the solution B and the solution C were added to the solution A at the same rate, the pH was adjusted to 9.5 using H 2 SO 4 and NaOH, and the stirring was continued for about 30 minutes, A white zeolite precursor solution was obtained.

【0041】実施例1 多孔質アルミナ担体をジルコニアゾルに24時間浸漬し
た後、110℃で乾燥しジルコニア被覆担体とした。次
いで、外表面に水分を含ませたジルコニア被覆担体をト
レー内に収容したゼオライト粒子の上で転動させ、ジル
コニア被覆担体の外表面にゼオライト粒子を被着させ
た。そして、ゼオライト粒子が被着した表面を摩擦して
担体外表面にゼオライト粒子を均一に擦り込み、残余の
ゼオライト粒子を払い落とした。上記の処理によってジ
ルコニア被覆担体の外表面に最終的に被着したゼオライ
ト粒子の量は、多孔質アルミナ担体1本当たり約0.3
3gであった。
Example 1 A porous alumina carrier was immersed in a zirconia sol for 24 hours and then dried at 110 ° C. to obtain a zirconia-coated carrier. Next, the zirconia-coated carrier whose outer surface was moistened was rolled on the zeolite particles stored in the tray, and the zirconium-coated carrier was adhered to the outer surface of the zirconia-coated carrier. Then, the surface to which the zeolite particles were adhered was rubbed to uniformly rub the zeolite particles on the outer surface of the carrier, and the remaining zeolite particles were wiped off. The amount of the zeolite particles finally deposited on the outer surface of the zirconia-coated carrier by the above treatment was about 0.3 per one porous alumina carrier.
3 g.

【0042】次いで、ゼオライト粒子が被着したジルコ
ニア被覆担体の内部に石英ウールを充填し、容積500
ccのオートクレーブ内に設置し、ゼオライト前駆体溶
液を加え、常温から200℃まで24時間で昇温し、そ
のまま48時間水熱反応を行った。水熱反応は、同一の
担体について3回行い、ゼオライト粒子の被着処理は、
反応を繰り返す都度に行った。
Next, the inside of the zirconia-coated carrier coated with the zeolite particles is filled with quartz wool,
In a cc autoclave, the zeolite precursor solution was added, the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. over 24 hours, and the hydrothermal reaction was carried out for 48 hours. The hydrothermal reaction is performed three times on the same carrier, and the deposition treatment of zeolite particles is performed as follows.
Performed each time the reaction was repeated.

【0043】次いで、上記で得られたゼオライト膜をオ
ートクレーブから取り出し、イオン交換水で塩素イオン
が検出されなくなるまで洗浄した後、自然乾燥した。そ
の後、常温から503℃まで0.1℃/分の速度で昇温
して4時間焼成後、0.1℃/分の速度で降温して常温
まで冷却した。この操作は約7日費やした。次いで、焼
成されたゼオライト膜を10重量%のNH4Cl水溶液
中に浸漬し、80℃でイオン交換した。イオン交換は3
回繰り返し行った。そして、イオン交換水で塩素イオン
が検出されなくなるまで洗浄した後、自然乾燥した。X
線回折により、ゼオライト膜の結晶構造を調査した結
果、MFI型であった。また、水銀圧入法と窒素吸着法
とにより、ゼオライト膜の細孔径分布を測定した。測定
結果を図1に示す。図1から明らかな様にクラックは存
在していない。
Next, the zeolite membrane obtained above was taken out of the autoclave, washed with ion-exchanged water until chlorine ions could not be detected, and dried naturally. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 503 ° C. at a rate of 0.1 ° C./min, and calcined for 4 hours. Then, the temperature was lowered at a rate of 0.1 ° C./min and cooled to room temperature. This operation took about 7 days. Next, the calcined zeolite membrane was immersed in a 10% by weight aqueous NH 4 Cl solution and ion-exchanged at 80 ° C. Ion exchange is 3
Repeated times. Then, the substrate was washed with ion-exchanged water until chlorine ions were no longer detected, and then dried naturally. X
As a result of investigating the crystal structure of the zeolite membrane by line diffraction, it was found to be of MFI type. Further, the pore size distribution of the zeolite membrane was measured by a mercury intrusion method and a nitrogen adsorption method. FIG. 1 shows the measurement results. As is clear from FIG. 1, no crack exists.

【0044】実施例2 実施1において、ジルコニアゾルの代わりにシリカゾル
を使用した以外は、実施例1と同様に操作してMFI型
のゼオライト膜を得た。
Example 2 An MFI zeolite membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that silica sol was used instead of zirconia sol.

【0045】比較例1 実施例1において、ジルコニア被覆およびゼオライト粒
子被着の処理を省略し、焼成工程における昇温および降
温速度を約1〜10℃/分に変更した以外は、実施例1
と同様に操作してMFI型のゼオライト膜を得た。
Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated, except that the treatment of zirconia coating and zeolite particle deposition was omitted, and the heating and cooling rates in the firing step were changed to about 1 to 10 ° C./min.
The same operation as described above was performed to obtain an MFI-type zeolite membrane.

【0046】実施例3 実施例1で得られた円筒状のゼオライト膜を使用してメ
チルアコールの二量化脱水反応によりオレフィンの製造
を行った。反応は、ヒーターが設けられた管状反応器の
内部空間にゼオライト膜を配置し、管状反応器とゼオラ
イト膜との間の空間部(ゼオライト膜の外部空間)に導
通するキャリアーガス導入口(A)と反応ガス導入口と
を備え、ゼオライト膜の内部空間に導通するキャリアー
ガス導入口(B)を備え、そして、ゼオライト膜の外部
空間に導通する膜外生成物導出口とゼオライト膜の内部
空間に導通する膜内生成物導出口とを設けて成る反応装
置を使用して行った。
Example 3 Using the cylindrical zeolite membrane obtained in Example 1, an olefin was produced by a dimerization dehydration reaction of methyl alcohol. The reaction is carried out by disposing a zeolite membrane in the internal space of a tubular reactor provided with a heater, and introducing a carrier gas inlet (A) into a space (external space of the zeolite membrane) between the tubular reactor and the zeolite membrane. And a reaction gas inlet, a carrier gas inlet (B) that communicates with the inner space of the zeolite membrane, and an extra-membrane product outlet that communicates with the outer space of the zeolite membrane and the inner space of the zeolite membrane. The reaction was carried out using a reactor provided with a conducting product outlet in the membrane.

【0047】ゼオライト膜の内部を負圧にして内外の差
圧を30torrに調整し、反応ガス導入口からメチル
アルコールの蒸気を供給し、キャリアーガス導入口
(A)及び(B)から窒素ガスを供給した。そして、メ
チルアルコールの蒸気がゼオライト膜を通過する様にし
た。そして、膜外生成物導出口および膜内生成物導出口
からそれぞれの生成物を抜き出した。反応条件は表2に
示し、生成物の組成などを表3に示す。
The pressure inside and outside of the zeolite membrane was adjusted to a negative pressure to adjust the differential pressure between the inside and outside to 30 torr, and methyl alcohol vapor was supplied from the reaction gas inlet, and nitrogen gas was supplied from the carrier gas inlets (A) and (B). Supplied. Then, the vapor of methyl alcohol was allowed to pass through the zeolite membrane. Then, each product was extracted from the out-membrane product outlet and the in-membrane product outlet. The reaction conditions are shown in Table 2, and the composition of the product is shown in Table 3.

【0048】[0048]

【表2】差圧:30torr 反応温度:400℃ 反応時間:1時間 滞留時間:8.35×10-3(Kg・mol・h-1) (滞留時間=多孔性担体上の正味のゼオライト膜40m
g/メチルアルコールの流量)
Table 2 Differential pressure: 30 torr Reaction temperature: 400 ° C. Reaction time: 1 hour Residence time: 8.35 × 10 −3 (Kg · mol · h −1 ) (residence time = net zeolite membrane on porous carrier) 40m
g / Methyl alcohol flow rate)

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】実施例4 実施例3において、差圧と滞留時間とを表4に示す様に
変更した以外は、実施例3と同様に操作してオレフィン
の製造を行った。生成物の組成などを表5に示す。
Example 4 An olefin was produced in the same manner as in Example 3 except that the differential pressure and the residence time were changed as shown in Table 4. Table 5 shows the composition of the product.

【0051】[0051]

【表4】差圧:100torr 反応温度:400℃ 反応時間:1時間 滞留時間:1.19×10-2(Kg・mol・h-1) (滞留時間=多孔性担体上の正味のゼオライト膜40m
g/メチルアルコールの流量)
Table 4 Differential pressure: 100 torr Reaction temperature: 400 ° C. Reaction time: 1 hour Residence time: 1.19 × 10 −2 (Kg · mol · h −1 ) (residence time = net zeolite membrane on porous carrier) 40m
g / Methyl alcohol flow rate)

【0052】[0052]

【表5】 [Table 5]

【0053】実施例5 実施例3において、差圧と滞留時間とを表6に示す様に
変更した以外は、実施例3と同様に操作してオレフィン
の製造を行った。生成物の組成などを表7に示す。
Example 5 An olefin was produced in the same manner as in Example 3 except that the differential pressure and the residence time were changed as shown in Table 6. Table 7 shows the composition of the product.

【0054】[0054]

【表6】差圧:5torr 反応温度:400℃ 反応時間:1時間 滞留時間:6.68×10-3(Kg・mol・h-1) (滞留時間=多孔性担体上の正味のゼオライト膜40m
g/メチルアルコールの流量)
[Table 6] Differential pressure: 5 torr Reaction temperature: 400 ° C Reaction time: 1 hour Residence time: 6.68 × 10 -3 (Kg · mol · h -1 ) (residence time = net zeolite membrane on porous carrier) 40m
g / Methyl alcohol flow rate)

【0055】[0055]

【表7】 [Table 7]

【0056】比較例2 実施例3において、比較例1で得られたゼオライト膜を
使用し、そして、実施例5と同一の反応条件を採用した
以外は、実施例3と同様に操作してオレフィンの製造を
行った。生成物の組成などを表8に示す。
Comparative Example 2 The procedure of Example 3 was repeated, except that the zeolite membrane obtained in Comparative Example 1 was used, and the same reaction conditions as in Example 5 were employed. Was manufactured. Table 8 shows the composition of the product.

【0057】[0057]

【表8】 [Table 8]

【0058】実施例3〜5及び比較例2の結果から明ら
かな様に、本発明のゼオライト膜は、比較例のものに比
し、アルコールの二量化脱水反応における触媒性能(転
化率および選択率)に優れる。しかも、ゼオライト膜の
内側におけるオレフィンの濃度が高い、すなわち、二量
化脱水反応と同時に生成したオレフィンの分離を行うこ
とが出来る。なお、メチルアルコールは、リサイクルに
より使用可能であるため、膜内側に生成しても問題はな
い。
As is evident from the results of Examples 3 to 5 and Comparative Example 2, the zeolite membrane of the present invention has a higher catalytic performance (conversion and selectivity) in alcohol dimerization and dehydration than the comparative example. Excellent). In addition, the olefin concentration inside the zeolite membrane is high, that is, the olefin generated simultaneously with the dimerization dehydration reaction can be separated. In addition, since methyl alcohol can be used by recycling, there is no problem even if it is generated inside the film.

【0059】これに対し、比較例1のゼオライト膜を使
用した場合は、当該ゼオライト膜の透過速度が大きいた
め、ジメチルエーテルがオレフィンとなる前に膜を通過
する結果、オレフィンの生成反応が十分に進行しない。
これは、比較例1のゼオライト膜にクラックがあるため
である。また、オレフィンに対するパラフィンの量が多
く且つ芳香族などの副生物が膜内側に生成するため、オ
レフィンの選択的分離が不可能である。
On the other hand, when the zeolite membrane of Comparative Example 1 was used, the permeation rate of the zeolite membrane was high, so that dimethyl ether passed through the membrane before being converted to olefin, so that the olefin formation reaction proceeded sufficiently. do not do.
This is because the zeolite membrane of Comparative Example 1 has cracks. Further, since the amount of paraffin relative to the olefin is large and by-products such as aromatics are generated inside the membrane, selective separation of the olefin is impossible.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、熱安定性
および機械的強度が大きく、しかも、分子篩能およびア
ルコールの二量化脱水反応における触媒性能に優れる新
規なゼオライト膜、その製造方法および当該ゼオライト
膜を利用したオレフィンの製造方法が提供され、本発明
の工業的価値は大きい。
According to the present invention described above, a novel zeolite membrane having high thermal stability and mechanical strength, excellent molecular sieve ability and excellent catalytic performance in dimerization and dehydration of alcohol, a method for producing the same, and a method for producing the same. A method for producing an olefin using a zeolite membrane is provided, and the industrial value of the present invention is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得られたゼオライト膜の細孔径分布
を示すグラフ
FIG. 1 is a graph showing the pore size distribution of the zeolite membrane obtained in Example 1.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面の細孔内が金属酸化物または金属窒
化物の粒子で充填された多孔質金属酸化物担体の表面に
ゼオライト膜を形成して成ることを特徴とするゼオライ
ト膜。
1. A zeolite membrane formed by forming a zeolite membrane on the surface of a porous metal oxide carrier in which pores on the surface are filled with particles of metal oxide or metal nitride.
【請求項2】 多孔質金属酸化物担体の表面に金属酸化
物または金属窒化物の粒子層およびゼオライト膜を順次
に積層して成ることを特徴とするゼオライト膜。
2. A zeolite membrane comprising a metal oxide or metal nitride particle layer and a zeolite membrane sequentially laminated on a surface of a porous metal oxide carrier.
【請求項3】 金属酸化物または金属窒化物の粒子層が
多孔質金属酸化物担体に比して緻密な層を構成している
請求項2に記載のゼオライト膜。
3. The zeolite membrane according to claim 2, wherein the metal oxide or metal nitride particle layer forms a denser layer than the porous metal oxide carrier.
【請求項4】 多孔質金属酸化物担体の表面を少なくと
も当該表面の細孔内を充填し得る量の金属酸化物粒子ま
たは金属窒化物粒子で被覆した後、当該被覆面にゼオラ
イト膜形成用の種晶を被着し、次いで、種晶が被着され
た表面にゼオライト膜を形成することを特徴とするゼオ
ライト膜の製造方法。
4. After coating the surface of the porous metal oxide carrier with metal oxide particles or metal nitride particles in an amount capable of filling at least the pores of the surface, the coated surface is used for forming a zeolite film. A method for producing a zeolite membrane, which comprises applying a seed crystal and then forming a zeolite membrane on the surface on which the seed crystal has been applied.
【請求項5】 金属酸化物粒子または金属窒化物粒子に
よる多孔質金属酸化物担体の表面被覆が、界面活性剤で
分散された金属酸化物粒子または金属窒化物粒子のゲル
を使用して行なわれる請求項4に記載のゼオライト膜の
製造方法。
5. The surface coating of the porous metal oxide carrier with metal oxide particles or metal nitride particles is performed using a gel of metal oxide particles or metal nitride particles dispersed with a surfactant. A method for producing a zeolite membrane according to claim 4.
【請求項6】 ゼオライト膜形成用の種晶が、ゼオライ
ト粒子またはゼオライト前駆体溶液である請求項5に記
載のゼオライト膜の製造方法。
6. The method for producing a zeolite membrane according to claim 5, wherein the seed crystals for forming the zeolite membrane are zeolite particles or a zeolite precursor solution.
【請求項7】 ゼオライト前駆体溶液が、ケイ酸原料と
アルミナ原料のモル比(SiO2/Al23)20〜4
0の水性媒体溶液である請求項6に記載のゼオライト膜
の製造方法。
7. The zeolite precursor solution has a molar ratio (SiO 2 / Al 2 O 3 ) of silica raw material to alumina raw material of 20-4.
7. The method for producing a zeolite membrane according to claim 6, wherein the aqueous medium solution is 0.
【請求項8】 ゼオライト膜が、ゼオライト前駆体溶液
の水熱反応によって形成される請求項4〜7に記載のゼ
オライト膜の製造方法。
8. The method for producing a zeolite membrane according to claim 4, wherein the zeolite membrane is formed by a hydrothermal reaction of a zeolite precursor solution.
【請求項9】 ゼオライト膜を使用したアルコールの二
量化脱水反応によりオレフィンを製造する方法におい
て、請求項1〜3の何れかに記載のゼオライト膜または
請求項4〜8の何れかに記載の方法で得られたゼオライ
ト膜を利用して二量化脱水反応と同時に生成したオレフ
ィンの分離を行うことを特徴とするゼオライト膜を利用
したオレフィンの製造方法。
9. A method for producing an olefin by a dimerization and dehydration reaction of alcohol using a zeolite membrane, wherein the zeolite membrane according to claim 1 or the method according to claim 4 to 8. A method for producing an olefin using a zeolite membrane, comprising separating an olefin formed simultaneously with the dimerization dehydration reaction using the zeolite membrane obtained in the above step.
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