JPH11236578A - 接触水素化リフォーミング方法 - Google Patents
接触水素化リフォーミング方法Info
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Abstract
で金属Mの導入を用いて触媒を調製しこれを用いて高収
率で接触水素化リフォーミング生成物を得る。 【解決手段】 少なくとも1つの担体と、元素周期律表
第VIII族の少なくとも1つの金属と、ゲルマニウム、ス
ズ、鉛、レニウム、ガリウム、インジウムおよびタリウ
ムからなる群から選ばれる少なくとも1つの追加元素M
とを含む触媒の存在下での接触水素化リフォーミング、
並びに芳香族化合物の製造方法において、追加元素Mが
少なくとも1つの炭素・M結合を含む少なくとも1つの
有機金属化合物の形態下に水性溶媒中に導入される方法
に従って調製された触媒を使用することを特徴とする、
接触水素化リフォーミング、並びに芳香族化合物の製造
方法である。
Description
担体と、元素周期律表第VIII族の少なくとも1つの金属
と、ゲルマニウム、スズ、鉛、レニウム、ガリウム、イ
ンジウムおよびタリウムからなる群から選ばれる少なく
とも1つの追加元素Mとを含む触媒の存在下における新
規接触水素化リフォーミング、並びに芳香族化合物の製
造方法に関する。この触媒は、別の元素および/または
メタロイド、例えば硫黄および/またはあらゆる他の化
学元素、例えばハロゲンまたはハロゲン化物も含むもの
である。
の配合は、非常に多数の研究の対象になっていた。ベー
ス金属に助触媒を追加することにより、触媒の品質を改
良することを証明する特許および公報は、非常に多数存
在している。
に白金族の貴金属と少なくとも1つの追加金属Mとを含
む酸触媒が、ずっと以前から公知である(フランス特許
番号2495605号)。これらの触媒は、二機能性で
ある。何故なら、これらの触媒は、妥当な性能を得るた
めに主な2つの機能を一体化させるものである。すなわ
ち、ナフテンの脱水素化とコークス前駆体の水素化とを
確実に行う水素化・脱水素化機能、並びにナフテンおよ
びパラフィンの異性化と長パラフィンの環化とを確実に
行う酸機能である。白金は、接触リフォーミングまたは
芳香族化合物の製造方法におけるガソリンおよび/また
は所望の芳香族化合物の収率を犠牲にする水素化分解活
性を示す。この水素化分解活性は、非常に減少されても
よい。従って、追加金属Mを添加することにより、触媒
の選択率は増加される。さらにこの元素Mの追加は、白
金の水素化特性も増加させるものである。このことによ
り、コークス前駆体の水素化が促進され、故に触媒の安
定性が促進される。
または有機金属化合物形態で添加される。これら改質剤
が導入されるプロセスは重要でないというものではな
い。何故なら、この方法により、非常に触媒特性が決定
付けられるからである。従って、金属Mの導入は、有利
には前記金属Mの有機金属化合物により行われる。この
金属Mの導入技術は、本出願人の米国特許4,548,
918号に記載されていた。金属Mは、錯体、特に金属
Mのポリケトン・カルボニル錯体および金属Mの金属ヒ
ドロカルビル、例えばアルキル、シクロアルキル、アリ
ール、金属アルキルアリールおよび金属アリールアルキ
ルからなる群から選ばれる少なくとも1つの有機金属化
合物形態で導入される。
ることは、より性能のある触媒を生じさせるが、有機溶
媒の使用を必要とする。米国特許4,548,918号
の技術に応じて記載される含浸溶媒は、1分子当り炭素
原子数2〜8を含む酸素系有機溶媒と、1分子当り炭素
原子数主として6〜15を含むパラフィン系、ナフテン
系または芳香族炭化水素と、1分子当り炭素原子数1〜
15を含むハロゲン系酸素系有機化合物とからなる群か
ら選ばれる。これら溶媒は、単独またはそれらの混合物
状で使用されてよい。
性である有機金属錯体形態で金属Mの導入を用いて調製
することが可能であることが、本発明において見出され
た。これは、触媒の製造の際の実施を容易にする著しい
進歩を示すものである。従って、工業量の有機溶媒の使
用は、安全面(可燃性および毒性)において、またコス
ト面において大きな不都合を示すものである。
つの耐火性酸化物を含み、この耐火性酸化物は、一般に
元素周期律表の第IIA 、IIIA、IIIB、IVA またはIVB 族
の金属酸化物、例えば酸化マグネシウム、酸化アルミニ
ウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウムまた
は酸化トリウムから選ばれる。これら金属酸化物は、単
独で、またはそれらの混合物状で、あるいは周期律表の
他の酸化物との混合物状で用いられる。活性炭を使用し
てもよい。ゼオライトすなわちX型およびY型モレキュ
ラー・シーブ、モルデナイト、フォージャサイト、ZS
M−5、ZSM−4、ZSM−8、並びに第IIA 、III
A、IIIB、IVA およびIVB 族の金属酸化物とゼオライト
系物質との混合物を使用してもよい。
表面積は、有利には5〜400m2/g、好ましくは5
0〜350m2/gである。
む: a) イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、ロジ
ウムおよびルテニウムから選ばれる第VIII族の少なくと
も1つの金属。白金およびイリジウムは、好ましい金属
である。重量百分率は、0.1〜10%、好ましくは
0.1〜5%で選ばれる。
ム、ガリウム、インジウムおよびタリウムからなる群か
ら選ばれる少なくとも1つの追加元素M。スズおよびゲ
ルマニウムは、好ましい元素である。重量百分率は、
0.01〜10%、好ましくは0.02〜5%で選ばれ
る。有利にはいくつかの場合において、この族の金属の
少なくとも2つの金属を同時に使用してもよい。
化物を0.1〜3重量%含んでもよい。この触媒は、硫
黄のような元素を0.01〜2重量%含んでもよい。
されてよい。本発明は、一定の含浸方法に限定されるも
のではない。いくつかの溶液が使用される場合、中間乾
燥および/または中間焼成が行われてよい。
てよい。1つの方法は、例えば担体の湿潤粉体と触媒の
前駆体とを混練し、次いで成形し、乾燥させることから
なる。
よってはハロゲンまたはハロゲン化物と、場合によって
はメタロイドとを、同時にまたは連続的に任意の順序で
導入してよい。本発明によれば、有機金属元素Mを接触
させることは、この有機金属元素Mが、水性溶媒中に導
入されることを特徴とする。
型の技術による担体の合成の際に導入されてよい。例え
ば、アルミナを含む担体については、金属M・アルミナ
の混合ゲルは、金属Mの有機金属化合物の水溶液を用い
て、ROHまたはR’OHのような溶媒中のAl(O
R’)3の有機溶液を加水分解することにより得られて
よい。RおよびR’は、メチル、エチル、イソプロピ
ル、n−プロピル、ブチル型のアルキル基を示すもので
あり、さらにはn−ヘキシルのようなより重質(高級)
な基を示すものである。アルコール溶媒は、アルミニウ
ムアルコラートの導入前に入念に脱水されねばならな
い。加水分解後、温度200〜800℃、好ましくは3
00〜700℃、より好ましくは400〜500℃で行
われる取得ゲルの熱処理により、金属Mの水溶性である
有機金属化合物とゲルとの完全な反応を確実に行うこと
が可能になる。このことは、混合酸化物Al2O3・M
Oxの形成を引き起こす。
に添加される。米国特許3,929,683号には、ア
ルミナ・ゾル中への例えばSnCl2のような塩形態で
のスズの導入が記載されている。本発明によれば、金属
Mの水溶性である有機金属化合物を、例えばpH4〜5
でAlCl3の酸溶液を沈殿させて得られるアルミナ・
ヒドロゾルに添加することが可能であり、次いで金属M
の化合物とアルミナ・ヒドロゾルとの反応を例えば熱ま
たは塩基の作用下に促進させることが可能である。
いものとして、元素Mの有機金属化合物のハロゲン化
物、水酸化物、酸化物、炭酸塩およびカルボン酸塩から
選ばれてよい。これら化合物は、少なくとも1つの炭素
・M結合を含む。元素Mの前駆体は、一般式(R1)x
M(R2)y(式中、x+y=金属Mの原子価、R1は
アルキル、シクロアルキル、アリール、アルキルアリー
ルおよびアリールアルキル官能基の群から選ばれ、R2
はCaHbR’c(式中、R’は、水酸基、カルボン酸
基、PO3H基またはSO3H基である)の化合物から
選ばれてよい。
は、第VIII族の少なくとも1つの金属化合物の水溶液ま
たは有機溶液による担体の含浸により得られる。溶液の
容積は、好ましくは担体の保持容積に比して過剰である
か、あるいはこの保持容積に等しい。次いで含浸された
担体は、濾過され、場合によっては蒸留水で洗浄され、
次いで乾燥され、空気下に温度通常約110〜500℃
で焼成され、次いで水素下に温度通常約200〜600
℃、好ましくは約300〜500℃で還元される。この
場合、得られた物質は、スズ、ゲルマニウム、鉛、レニ
ウム、ガリウム、インジウムまたはタリウムの化合物の
水溶液により含浸される。特に有利には、スズのカルボ
ン酸塩化合物、例えば酢酸トリブチル・スズの水溶液が
使用される。
積に等しく、より好ましくはこの保持容積に比して過剰
である。水溶液中の少なくとも1つの金属Mの濃度値
は、有利には0.01〜25ミリモル/リットル、好ま
しくは0.5〜20ミリモル/リットル、より好ましく
は0.5〜15ミリモル/リットルで選ばれる。溶液の
pHの値は、有利には10〜14、好ましくは10〜1
2で選ばれる。
くとも1つの化合物を含む溶液とを数時間接触させてお
いた後に、生成物は濾過され、場合によっては水で洗浄
され、ついで乾燥される。好ましくは数時間の空気の掃
気を行って、300〜600℃の焼成で通常操作を終了
する。
前記金属Mの少なくとも1つの化合物の水溶液の含浸に
より得られる。溶液の容積は、好ましくは担体の保持容
積に等しく、より好ましくはこの保持容積に比して過剰
である。特に有利には、スズのカルボン酸塩化合物の水
溶液が使用される。水溶液中の少なくとも1つの金属M
の濃度値は、有利には0.01〜25ミリモル/リット
ル、好ましくは0.5〜20ミリモル/リットル、より
好ましくは0.5〜15ミリモル/リットルで選ばれ
る。溶液のpHの値は、有利には10〜14、好ましく
は10〜12で選ばれる。次いで固体と含浸溶液とを数
時間接触させておいた後に、生成物は乾燥される。好ま
しくは数時間空気の掃気を行って、通常300〜600
℃の焼成で操作を終了する。ついで得られた固体は、第
VIII族の少なくとも1つの金属化合物の水溶液または有
機溶液により含浸される。溶液の容積は、好ましくは担
体の保持容積に比して過剰であるか、あるいはこの保持
容積に等しい。次いで数時間の接触の後に、得られた生
成物は、好ましくは数時間空気の掃気を行なって、乾燥
され、次いで空気下300〜600℃で焼成される。
20〜600℃で水素下に触媒を還元する。この処理方
法は、例えば水素流下の温度から還元の最大温度まで
の、例えば20〜600℃、好ましくは90〜500℃
の緩慢な上昇と、それに続くこの温度での例えば1〜6
時間の維持とからなる。
いし、あるいは利用者の元で後ほど行われてもよい。利
用者の元で直接乾燥された生成物を直接還元することも
可能である。
よる第VIII族の溶液状金属化合物の還元を予め行うこと
も可能である。この場合、追加元素Mの化合物を同時に
または連続的に導入してもよい。見込まれる手段は、得
られた触媒を濾過し、次いで乾燥することからなる。こ
の場合、この触媒は、上述の条件下に焼成され、次いで
還元される。乾燥物質から直に還元を行うことも可能で
ある。
のリフォーミング方法および芳香族化合物の製造方法に
おいて使用される。リフォーミング方法により、粗油の
蒸留および/または他の精製方法から来るガソリン・フ
ラクションのオクタン価を増加させることが可能にな
る。芳香族化合物の製造方法により、石油化学において
使用可能な基油(ベンゼン、トルエンおよびキシレン)
が供給される。これらの方法は、製油所の水素化処理の
水素化方法において必須である水素の大量生産に寄与す
ることにより補足的な有益性を呈する。これら2つの方
法は、操作条件および仕込原料の組成の選択により区別
される。
な仕込原料は、1分子当り炭素原子数5〜12を含むパ
ラフィン系、ナフテン系および芳香族炭化水素を含む。
この仕込原料は、なかんずくその密度およびその重量組
成により定義される。この仕込原料は、温度400〜7
00℃で本発明による触媒と接触される。触媒の重量1
ユニット当り処理される仕込原料の比流量は、0.1〜
10kg/kg/時に変化してよい。操作圧力は、常圧
〜4MPaに固定されてよい。生成水素の一部は、モル
再循環率0.1〜10に応じて再循環される。この率
は、仕込原料の流量に対する再循環された水素の流量モ
ル比である。
が、何らその範囲を限定するものではない。
0.14重量%と、塩素1.2重量%とを含む2つの触
媒Aおよび触媒Bを調製した。担体は、比表面積210
m2/gのガンマ・アルミナであった。
体10gに、塩酸と、スズ0.014gを含むスズ含有
塩化物との水溶液140cm3を添加した。3時間接触
させておいて、脱水した。この場合、固体を、白金0.
025gを含むヘキサクロロ白金酸の水溶液140cm
3と接触させた。3時間接触させておいて、120℃で
1時間乾燥した。次いで500℃で2時間焼成した。
u3SnOC(O)CH3)形態でスズ0.014gを
含むアンモニア水溶液(pH11)140cm3と接触
させた。室温での3時間の反応後、固体を濾過し、次い
で120℃で1時間乾燥し、500℃で2時間焼成し
た。この場合、この固体10gを、塩酸と、白金0.0
25gを含むヘキサクロロ白金酸との水溶液140cm
3と接触させた。3時間接触させておいて、120℃で
1時間乾燥した。次いで500℃で2時間焼成した。
状等温反応器内において実施される接触リフォーミング
・テストに付した。触媒10gを、水素の1時間当り2
0リットルの流量下に510℃で2時間還元した。操作
条件は、次の通りであった: ・仕込原料: n−ヘプタン ・温度: 480または510℃ ・圧力: 0.8MPa ・H2/nC7(モル): 4 ・液体nC7/触媒重量の比流量: 3h−1 これらの条件下に得られた結果を、表1にまとめた。収
率を、仕込原料に対する重量%で表した。
おいて、本発明により調製した触媒Bは、先行技術の技
術により調製した触媒Aよりも優れた性能を示した。
Claims (22)
- 【請求項1】 少なくとも1つの担体と、元素周期律表
第VIII族の少なくとも1つの金属と、ゲルマニウム、ス
ズ、鉛、レニウム、ガリウム、インジウムおよびタリウ
ムからなる群から選ばれる少なくとも1つの追加元素M
とを含む触媒の存在下での接触水素化リフォーミング、
並びに芳香族化合物の製造方法において、追加元素Mが
少なくとも1つの炭素・M結合を含む少なくとも1つの
有機金属化合物の形態下に水性溶媒中に導入される方法
に従って調製された触媒を使用することを特徴とする、
接触水素化リフォーミング、並びに芳香族化合物の製造
方法。 - 【請求項2】 仕込原料が、1分子当り炭素原子数5〜
12を含むパラフィン系、ナフテン系および芳香族炭化
水素からなることを特徴とする、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 さらに触媒が、少なくとも1つのメタロ
イドを含むことを特徴とする、請求項1または2記載の
方法。 - 【請求項4】 さらに触媒が、少なくとも1つのハロゲ
ンまたはハロゲン化物を含むことを特徴とする、請求項
1〜3のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 触媒において、第VIII族の金属が、イリ
ジウム、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウムおよび
ルテニウムから選ばれ、好ましくは白金およびイリジウ
ムであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1
項記載の方法。 - 【請求項6】 触媒において、元素Mが、ゲルマニウム
およびスズから選ばれることを特徴とする、請求項1〜
5のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 触媒において、元素Mの前駆体が、元素
Mの有機化合物の水酸化物、ハロゲン化物、カルボン酸
塩、および一般式(R1)xM(R2)y(式中、x+
y=金属Mの原子価、R1はアルキル、シクロアルキ
ル、アリール、アルキルアリールおよびアリールアルキ
ル官能基の群から選ばれ、R2はCaHbR’c(式
中、R’は水酸基、カルボン酸基、PO3H基またはS
O3H基である)の化合物の群から選ばれることを特徴
とする、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項8】 触媒において、元素Mの前駆体が、元素
Mの有機化合物のカルボン酸塩の群から選ばれることを
特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項9】 触媒において、元素Mの前駆体が、酢酸
トリブチル・スズであることを特徴とする、請求項1〜
8のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】 触媒において、第VIII族の金属と、追
加元素Mと、場合によってはハロゲンと、場合によって
はメタロイドとが、連続的にまたは同時に担体上に導入
されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項
記載の方法。 - 【請求項11】 任意の順序で、触媒が、下記工程:す
なわち、 ・担体を、第VIII族の少なくとも1つの金属の水溶液ま
たは有機溶液により含浸し、濾過し、乾燥し、焼成し、
還元する工程と、 ・得られた物質を、元素Mの少なくとも1つの化合物の
水溶液により含浸し、濾過し、乾燥し、場合によっては
還元し、焼成する工程とにより調製されることを特徴と
する、請求項1〜10のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項12】 触媒の調製の際、担体を、金属Mの少
なくとも1つの化合物の水溶液を用いて含浸し、水溶液
の容積が、担体の保持容積に少なくとも等しく、好まし
くはこの容積を越えることを特徴とする、請求項1〜1
1のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項13】 触媒の調製の際、水溶液中の少なくと
も1つの金属Mの濃度が、0.01〜25ミリモル(m
mol)/リットルであることを特徴とする、請求項1
〜12のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項14】 水溶液中の少なくとも1つの金属Mの
濃度が、0.5〜20ミリモル(mmol)/リット
ル、好ましくは0.5〜15ミリモル(mmol)/リ
ットルであることを特徴とする、請求項13記載の方
法。 - 【請求項15】 触媒の調製の際、金属Mの少なくとも
1つの化合物の水溶液のpH値が、10〜14、好まし
くは10〜12で選ばれることを特徴とする、請求項1
〜14のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項16】 触媒の調製において、少なくとも1つ
の追加元素Mを、担体の合成の際に導入することを特徴
とする、請求項1〜10のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項17】 触媒の調製において、追加元素Mが、
ゾル・ゲル型技術による担体の合成の際に導入されるこ
とを特徴とする、請求項16記載の方法。 - 【請求項18】 触媒の調製において、金属Mの少なく
とも1つの有機金属化合物の水溶液を用いてアルコール
溶媒中で担体金属のアルコキシ化合物の有機溶液を加水
分解し、次いで温度200〜800℃で加熱することを
特徴とする、請求項17記載の方法。 - 【請求項19】 触媒が、水素下に温度20〜600
℃、好ましくは90〜500℃で還元されることを特徴
とする、請求項1〜18のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項20】 ギ酸のような還元特性を有する有機分
子による溶液状第VIII族金属の化合物の還元が、予め行
われることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項
記載の方法。 - 【請求項21】 仕込原料が、温度400〜700℃、
触媒重量1ユニット当り処理される仕込原料の比流量
0.1〜10kg/kg/時、常圧〜4MPaの圧力下
に触媒と接触されることを特徴とする、請求項1〜20
のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項22】 生成水素の少なくとも一部が、モル再
循環率0.1〜10により再循環されることを特徴とす
る、請求項1〜21のいずれか1項記載の方法。
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