JPH10366A - 白金−スズ系触媒の再生方法 - Google Patents
白金−スズ系触媒の再生方法Info
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- JPH10366A JPH10366A JP8152608A JP15260896A JPH10366A JP H10366 A JPH10366 A JP H10366A JP 8152608 A JP8152608 A JP 8152608A JP 15260896 A JP15260896 A JP 15260896A JP H10366 A JPH10366 A JP H10366A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- platinum
- tin
- regenerating
- reaction
- Prior art date
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- Pending
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 白金−スズ系触媒の活性及び選択率を長期
間、高く維持することが可能な、触媒の再生方法を提供
する。 【解決手段】 炭素質物質が付着した白金−スズ系触媒
を、酸素含有ガスの存在下で燃焼処理した後、硫化処理
する白金−スズ系触媒の再生方法。
間、高く維持することが可能な、触媒の再生方法を提供
する。 【解決手段】 炭素質物質が付着した白金−スズ系触媒
を、酸素含有ガスの存在下で燃焼処理した後、硫化処理
する白金−スズ系触媒の再生方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、白金−スズ系触媒
の再生方法に関する。詳しくは、炭化水素の脱水素反応
等に使用することによって炭素質物質が堆積した白金−
スズ系触媒の再生方法に関する。
の再生方法に関する。詳しくは、炭化水素の脱水素反応
等に使用することによって炭素質物質が堆積した白金−
スズ系触媒の再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミナ担体等に担持された白金−スズ
系触媒は、炭化水素の脱水素反応、リフォーミング等の
炭化水素転換反応に有用であることが知られている。例
えば、米国特許第3,851,003号あるいは特公昭
48−40322号は、炭化水素の脱水素反応におい
て、白金−スズ系触媒にアルカリまたはアルカリ土類金
属を添加した触媒が使用できることを開示している。ま
た、特開昭61−133144号には、白金−スズ触媒
にGeあるいはInを添加することが、また、特開昭6
4−51144号および特開昭64−51145号に
は、白金−スズ触媒にT1等を添加することが効果的で
あることが開示されている。前記の白金−スズ系触媒を
用いて炭化水素の脱水素反応を行う場合、基本的な反応
式は次の式(I)の通りであるが、炭化水素の炭素数に
より反応の副生成物は異なっている。
系触媒は、炭化水素の脱水素反応、リフォーミング等の
炭化水素転換反応に有用であることが知られている。例
えば、米国特許第3,851,003号あるいは特公昭
48−40322号は、炭化水素の脱水素反応におい
て、白金−スズ系触媒にアルカリまたはアルカリ土類金
属を添加した触媒が使用できることを開示している。ま
た、特開昭61−133144号には、白金−スズ触媒
にGeあるいはInを添加することが、また、特開昭6
4−51144号および特開昭64−51145号に
は、白金−スズ触媒にT1等を添加することが効果的で
あることが開示されている。前記の白金−スズ系触媒を
用いて炭化水素の脱水素反応を行う場合、基本的な反応
式は次の式(I)の通りであるが、炭化水素の炭素数に
より反応の副生成物は異なっている。
【0003】
【化1】
【0004】通常、炭素数が5以下の炭化水素の脱水素
反応は450〜650℃で行われ、モノオレフィンの他
にジオレフィンや骨格異性化物が生成する。これに対
し、炭素数が6以上の鎖状炭化水素の脱水素反応では、
モノオレフィンの他に反応の副生成物としてジオレフィ
ンやジオレフィンの環化脱水素が進行した芳香族化合物
が生成する。それにより反応の選択性が低下するのを防
ぐため、通常、350〜550℃で脱水素反応を実施す
る。その場合でも長時間の脱水素反応を行うと、触媒表
面上に芳香族化合物に起因する炭素質物質が堆積するた
め、触媒活性は徐々に低下する。従って、1度使用して
活性の低下した触媒を再使用するためには、触媒上に付
着した炭素質物質を除去することが必要となる。
反応は450〜650℃で行われ、モノオレフィンの他
にジオレフィンや骨格異性化物が生成する。これに対
し、炭素数が6以上の鎖状炭化水素の脱水素反応では、
モノオレフィンの他に反応の副生成物としてジオレフィ
ンやジオレフィンの環化脱水素が進行した芳香族化合物
が生成する。それにより反応の選択性が低下するのを防
ぐため、通常、350〜550℃で脱水素反応を実施す
る。その場合でも長時間の脱水素反応を行うと、触媒表
面上に芳香族化合物に起因する炭素質物質が堆積するた
め、触媒活性は徐々に低下する。従って、1度使用して
活性の低下した触媒を再使用するためには、触媒上に付
着した炭素質物質を除去することが必要となる。
【0005】炭化水素の脱水素反応に使用された白金−
スズ系触媒、或いは同様の触媒成分を有するリフォーミ
ング反応に使用された白金−スズ系触媒の再生方法は、
一般に分子状酸素を含むガス雰囲気下、350〜550
℃の条件下において炭素質物質を燃焼する工程と、続い
て白金を再分散させるために、酸素雰囲気下で、ハロゲ
ン(例えば塩素)またはハロゲン含有化合物(例えばハ
ロゲン化アルキル)によりオキシハロゲン化する工程と
を含む(米国特許第5,087,792号)。また、特
開昭58−27643号は、炭素質物質の燃焼工程にお
いて酸素および二酸化炭素を含むガスを使用することを
開示している。一方、炭化水素のリフォーミング触媒の
ハロゲンを用いない再生方法として、米国特許第5,1
83,789号は、炭素質物質を燃焼するためにオゾン
含有ガスを20〜200℃で使用する方法を開示してい
る。また、米国特許第3,909,451号には、調製
直後の白金−スズ系触媒を、還元処理し、還元された触
媒を硫化処理した後で、炭化水素の転換反応に使用する
方法が記載されている。
スズ系触媒、或いは同様の触媒成分を有するリフォーミ
ング反応に使用された白金−スズ系触媒の再生方法は、
一般に分子状酸素を含むガス雰囲気下、350〜550
℃の条件下において炭素質物質を燃焼する工程と、続い
て白金を再分散させるために、酸素雰囲気下で、ハロゲ
ン(例えば塩素)またはハロゲン含有化合物(例えばハ
ロゲン化アルキル)によりオキシハロゲン化する工程と
を含む(米国特許第5,087,792号)。また、特
開昭58−27643号は、炭素質物質の燃焼工程にお
いて酸素および二酸化炭素を含むガスを使用することを
開示している。一方、炭化水素のリフォーミング触媒の
ハロゲンを用いない再生方法として、米国特許第5,1
83,789号は、炭素質物質を燃焼するためにオゾン
含有ガスを20〜200℃で使用する方法を開示してい
る。また、米国特許第3,909,451号には、調製
直後の白金−スズ系触媒を、還元処理し、還元された触
媒を硫化処理した後で、炭化水素の転換反応に使用する
方法が記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
触媒再生方法は、以下のような問題点を含んでいた。例
えば、触媒上の白金を再分散させる工程においては、多
量のハロゲンを使用することにより触媒上の酸点を増加
させている。このハロゲンを使用して再生した触媒を炭
化水素の脱水素反応に用いる場合、炭化水素の骨格異性
化反応或いは芳香族化反応等の副反応を誘発し、前記白
金−スズ系触媒の選択性を損なうことになる。従って、
ハロゲンを使用しない方法で触媒再生を行う方が好まし
い。しかしながら、触媒上に付着した炭素質物質を酸素
を含むガスにより350〜550℃の温度で燃焼するこ
とのみでは、一般に、長時間脱水素反応等に用いた場合
触媒上の金属が凝集し、触媒活性の低下を引き起こすの
で再生は不十分である。したがって、ハロゲンやオゾン
等を使用しない簡便な方法で、かつ、触媒の活性及び選
択性を長期間高く維持することが可能な白金−スズ系触
媒の再生方法の開発が望まれていた。
触媒再生方法は、以下のような問題点を含んでいた。例
えば、触媒上の白金を再分散させる工程においては、多
量のハロゲンを使用することにより触媒上の酸点を増加
させている。このハロゲンを使用して再生した触媒を炭
化水素の脱水素反応に用いる場合、炭化水素の骨格異性
化反応或いは芳香族化反応等の副反応を誘発し、前記白
金−スズ系触媒の選択性を損なうことになる。従って、
ハロゲンを使用しない方法で触媒再生を行う方が好まし
い。しかしながら、触媒上に付着した炭素質物質を酸素
を含むガスにより350〜550℃の温度で燃焼するこ
とのみでは、一般に、長時間脱水素反応等に用いた場合
触媒上の金属が凝集し、触媒活性の低下を引き起こすの
で再生は不十分である。したがって、ハロゲンやオゾン
等を使用しない簡便な方法で、かつ、触媒の活性及び選
択性を長期間高く維持することが可能な白金−スズ系触
媒の再生方法の開発が望まれていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
につき鋭意検討を重ねた結果、炭素質物質が付着した白
金−スズ系触媒を燃焼処理した後に、更に硫化処理する
ことで、触媒の活性及び選択率を長期間、高く維持でき
ることを見出して本発明に到達した。即ち、本発明の要
旨は、炭素質物質が付着した白金−スズ系触媒を、酸素
含有ガスの存在下で燃焼処理した後、硫化処理すること
を特徴とする白金−スズ系触媒の再生方法、に存する。
につき鋭意検討を重ねた結果、炭素質物質が付着した白
金−スズ系触媒を燃焼処理した後に、更に硫化処理する
ことで、触媒の活性及び選択率を長期間、高く維持でき
ることを見出して本発明に到達した。即ち、本発明の要
旨は、炭素質物質が付着した白金−スズ系触媒を、酸素
含有ガスの存在下で燃焼処理した後、硫化処理すること
を特徴とする白金−スズ系触媒の再生方法、に存する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明につき詳細に説明す
る。本発明に従って、炭化水素の脱水素反応等により白
金−スズ系触媒上に付着した炭素質物質を、分子状酸素
を含むガスを使用して燃焼した後、更に硫化処理するこ
とにより、炭化水素の脱水素反応等における触媒活性或
いは反応選択性を損なうことなく触媒を再生することが
可能となる。炭素質物質の燃焼工程により、白金粒子上
の修飾状態が変化し反応活性点が増加するため分解、骨
格異性化、脱水素環化等の逐次反応が促進されるが、更
に硫化処理することにより白金の触媒活性点が抑制さ
れ、かつ新触媒と同等の反応活性を示すものである。
る。本発明に従って、炭化水素の脱水素反応等により白
金−スズ系触媒上に付着した炭素質物質を、分子状酸素
を含むガスを使用して燃焼した後、更に硫化処理するこ
とにより、炭化水素の脱水素反応等における触媒活性或
いは反応選択性を損なうことなく触媒を再生することが
可能となる。炭素質物質の燃焼工程により、白金粒子上
の修飾状態が変化し反応活性点が増加するため分解、骨
格異性化、脱水素環化等の逐次反応が促進されるが、更
に硫化処理することにより白金の触媒活性点が抑制さ
れ、かつ新触媒と同等の反応活性を示すものである。
【0009】(1)白金−スズ系触媒 本発明で使用する白金−スズ系触媒としては特に限定は
なく、炭化水素の脱水素反応、あるいはリフォーミング
に使用されるものが使用できる。例えば、アルカリまた
はアルカリ土類金属、Ge、In、Tl等を添加した白
金−スズ系触媒等が好ましく使用できる。さらに、これ
らをアルミナ、シリカ等の担体に担持したものが更に好
ましい。本発明の白金−スズ系触媒は、上述したように
炭化水素の脱水素反応又はリフォーミングに使用される
ものであるが、本発明の方法は、好ましくは鎖状飽和炭
化水素の脱水素によるオレフィンの製造に使用された触
媒に適用される。
なく、炭化水素の脱水素反応、あるいはリフォーミング
に使用されるものが使用できる。例えば、アルカリまた
はアルカリ土類金属、Ge、In、Tl等を添加した白
金−スズ系触媒等が好ましく使用できる。さらに、これ
らをアルミナ、シリカ等の担体に担持したものが更に好
ましい。本発明の白金−スズ系触媒は、上述したように
炭化水素の脱水素反応又はリフォーミングに使用される
ものであるが、本発明の方法は、好ましくは鎖状飽和炭
化水素の脱水素によるオレフィンの製造に使用された触
媒に適用される。
【0010】(2)炭素質物質燃焼処理工程 本発明における炭素質物質の燃焼処理工程では、炭素質
物質が付着した白金−スズ系触媒を高温度で酸素含有ガ
スと接触させて炭素質物質を燃焼させる。酸素含有ガス
として好ましくは窒素やスチーム等の触媒に対して不活
性なガス、好ましくは窒素、を酸素希釈ガスとして使用
した混合ガスが使用できる。反応器入口における混合ガ
ス中の酸素濃度は通常0.01〜50vol%、好まし
くは0.1〜20vol%である。混合ガス中の酸素濃
度が少なすぎる場合、炭素質物質の燃焼に時間がかかり
過ぎ、また多すぎる場合は炭素質物質の燃焼の制御が困
難となる恐れがある。また、炭素質物質の燃焼反応は通
常200〜500℃、好ましくは300〜400℃の温
度範囲で行われる。
物質が付着した白金−スズ系触媒を高温度で酸素含有ガ
スと接触させて炭素質物質を燃焼させる。酸素含有ガス
として好ましくは窒素やスチーム等の触媒に対して不活
性なガス、好ましくは窒素、を酸素希釈ガスとして使用
した混合ガスが使用できる。反応器入口における混合ガ
ス中の酸素濃度は通常0.01〜50vol%、好まし
くは0.1〜20vol%である。混合ガス中の酸素濃
度が少なすぎる場合、炭素質物質の燃焼に時間がかかり
過ぎ、また多すぎる場合は炭素質物質の燃焼の制御が困
難となる恐れがある。また、炭素質物質の燃焼反応は通
常200〜500℃、好ましくは300〜400℃の温
度範囲で行われる。
【0011】(3)硫化処理工程 本発明における硫化処理工程においては、上記炭素質物
質燃焼処理を施された白金−スズ系触媒を高温度で硫黄
含有化合物と接触させる。本発明における硫化処理は、
通常100〜600℃、好ましくは200〜500℃の
温度で実施することができる。硫化処理に使用する硫黄
含有化合物としては、硫化水素、二硫化炭素、及び硫黄
等が用いられ、好ましくは硫化水素が用いられる。これ
ら硫黄含有化合物は通常、ガス状態で硫化処理に用いら
れる。この場合、水素、窒素、スチーム等の触媒に対し
て不活性なガス、好ましくは水素ガスを、硫化水素等の
硫黄含有化合物の希釈ガスとした混合ガスを使用するこ
とができる。また、硫黄含有化合物の濃度が0.01p
pm〜50vol%、好ましくは0.1ppm〜20v
ol%である混合ガスが使用される。
質燃焼処理を施された白金−スズ系触媒を高温度で硫黄
含有化合物と接触させる。本発明における硫化処理は、
通常100〜600℃、好ましくは200〜500℃の
温度で実施することができる。硫化処理に使用する硫黄
含有化合物としては、硫化水素、二硫化炭素、及び硫黄
等が用いられ、好ましくは硫化水素が用いられる。これ
ら硫黄含有化合物は通常、ガス状態で硫化処理に用いら
れる。この場合、水素、窒素、スチーム等の触媒に対し
て不活性なガス、好ましくは水素ガスを、硫化水素等の
硫黄含有化合物の希釈ガスとした混合ガスを使用するこ
とができる。また、硫黄含有化合物の濃度が0.01p
pm〜50vol%、好ましくは0.1ppm〜20v
ol%である混合ガスが使用される。
【0012】
【実施例】以下、実施例により、本発明の具体的態様を
更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例によって
限定されるものではない。 参考例1(新触媒による炭化水素の脱水素反応) 白金−スズ系触媒は、市販のγ−アルミナを塩化白金酸
および塩化第二スズの塩酸溶液に含浸し、乾燥した後、
硝酸リチウム水溶液に含浸し、焼成することにより調製
した。触媒中の金属組成は、元素基準で、白金0.37
5%、スズ0.25%、リチウム0.6%であった。続
いて、原料としてn−ドデカンを用いたこと以外は米国
特許第3,909,451号の実施例III と同様にして
炭化水素の脱水素反応を行った。即ち、炭化水素の脱水
素反応は、上記の白金−スズ系触媒を用い、原料として
n−ドデカンを使用し、モノオレフィン収率が10%と
なるように反応温度を450℃とし、コーキング抑制の
ために水素ガスを水素/n−ドデカン(モル比)=8と
なるように用い、反応圧力0.24MPaで実施した。
その結果を表−1に示す。反応時間約300時間におい
ても活性低下が殆ど見られなかった。
更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例によって
限定されるものではない。 参考例1(新触媒による炭化水素の脱水素反応) 白金−スズ系触媒は、市販のγ−アルミナを塩化白金酸
および塩化第二スズの塩酸溶液に含浸し、乾燥した後、
硝酸リチウム水溶液に含浸し、焼成することにより調製
した。触媒中の金属組成は、元素基準で、白金0.37
5%、スズ0.25%、リチウム0.6%であった。続
いて、原料としてn−ドデカンを用いたこと以外は米国
特許第3,909,451号の実施例III と同様にして
炭化水素の脱水素反応を行った。即ち、炭化水素の脱水
素反応は、上記の白金−スズ系触媒を用い、原料として
n−ドデカンを使用し、モノオレフィン収率が10%と
なるように反応温度を450℃とし、コーキング抑制の
ために水素ガスを水素/n−ドデカン(モル比)=8と
なるように用い、反応圧力0.24MPaで実施した。
その結果を表−1に示す。反応時間約300時間におい
ても活性低下が殆ど見られなかった。
【0013】比較例1 参考例1で調製した触媒を脱水素反応に約30日使用し
て炭素含有量が約9重量%となり活性の低下した触媒
を、内径0.853cmの固定床流通式反応器に1.5
cm3 充填し、空気をスチームで希釈した混合ガス(酸
素濃度約0.7vol%)により300〜450℃で炭
素質物質の燃焼反応を行った。炭素質物質の除去後、n
−ドデカンの脱水素反応を参考例1と同様に行った。結
果を表−1に示す。反応時間300時間程度で選択率が
低下し、新触媒と大きく性能が異なっていた。
て炭素含有量が約9重量%となり活性の低下した触媒
を、内径0.853cmの固定床流通式反応器に1.5
cm3 充填し、空気をスチームで希釈した混合ガス(酸
素濃度約0.7vol%)により300〜450℃で炭
素質物質の燃焼反応を行った。炭素質物質の除去後、n
−ドデカンの脱水素反応を参考例1と同様に行った。結
果を表−1に示す。反応時間300時間程度で選択率が
低下し、新触媒と大きく性能が異なっていた。
【0014】実施例1 比較例1における炭素質物質の燃焼反応後の触媒に対
し、更に、1vol%の硫化水素を含有する水素ガスを
用いて、400℃で1時間、硫化処理を行った。この処
理後、触媒上に付着した硫黄成分量を分析した結果、硫
黄成分は0.181重量%であった。この触媒を用い
て、n−ドデカンの脱水素反応を参考例1と同様に行っ
た。結果を表−1に示す。その結果、触媒活性の低下は
見られず、300時間程度まで新触媒と同等の触媒性能
を示した。
し、更に、1vol%の硫化水素を含有する水素ガスを
用いて、400℃で1時間、硫化処理を行った。この処
理後、触媒上に付着した硫黄成分量を分析した結果、硫
黄成分は0.181重量%であった。この触媒を用い
て、n−ドデカンの脱水素反応を参考例1と同様に行っ
た。結果を表−1に示す。その結果、触媒活性の低下は
見られず、300時間程度まで新触媒と同等の触媒性能
を示した。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明方法により、ハロゲンやオゾンを
使用する従来法に比べて、簡便に、かつ、触媒の活性及
び選択率を長期間高く維持することが可能な触媒に再生
することができるため、工業的な利用価値が高い。
使用する従来法に比べて、簡便に、かつ、触媒の活性及
び選択率を長期間高く維持することが可能な触媒に再生
することができるため、工業的な利用価値が高い。
Claims (5)
- 【請求項1】 炭素質物質が付着した白金−スズ系触媒
を、酸素含有ガスの存在下で燃焼処理した後、硫化処理
することを特徴とする白金−スズ系触媒の再生方法。 - 【請求項2】 硫化処理が、硫化水素を用いて行われる
請求項1に記載の白金−スズ系触媒の再生方法。 - 【請求項3】 硫化処理が、硫化水素を触媒に対して不
活性なガスで希釈した混合ガスを用いて行われる請求項
2に記載の白金−スズ系触媒の再生方法。 - 【請求項4】 混合ガス中の硫化水素濃度が、0.1p
pm〜20vol%である請求項3に記載の白金−スズ
系触媒の再生方法。 - 【請求項5】 炭素質物質が付着した白金−スズ系触媒
が、炭化水素の転換反応に使用することにより炭素質物
質が付着したものである請求項1〜4のいずれかに記載
の白金−スズ系触媒の再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152608A JPH10366A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 白金−スズ系触媒の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152608A JPH10366A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 白金−スズ系触媒の再生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10366A true JPH10366A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15544125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8152608A Pending JPH10366A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 白金−スズ系触媒の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10366A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1330419C (zh) * | 2005-05-19 | 2007-08-08 | 湖北省化学研究院 | 尿素脱氢贵金属催化剂的再生方法 |
| JP2010279876A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 有機ハイドライドの脱水素システム |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP8152608A patent/JPH10366A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1330419C (zh) * | 2005-05-19 | 2007-08-08 | 湖北省化学研究院 | 尿素脱氢贵金属催化剂的再生方法 |
| JP2010279876A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 有機ハイドライドの脱水素システム |
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