JPH11507590A - 炭化水素変換反応用のチタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択されるドーピング金属を含む触媒 - Google Patents
炭化水素変換反応用のチタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択されるドーピング金属を含む触媒Info
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Abstract
(57)【要約】
η遷移アルミナとγ遷移アルミナとの混合物からなる担体、及び、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも1種のハロゲン、プラチナ族の少なくとも1種の貴金属、並びに、スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム、タリウム、アンチモン、鉛、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の助触媒金属を含んでなる触媒。
Description
【発明の詳細な説明】
炭化水素変換反応用のチタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル
、亜鉛、ランタニド類並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択
されるドーピング金属を含む触媒
説明
本発明は、η遷移アルミナ及びγ遷移アルミナの混合物からなる担体、または
付加的にチタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ラン
タニド類並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なく
とも1種のドーピング金属、少なくとも1種のハロゲン、少なくとも1種の貴金
属、並びに少なくとも1種の助触媒(プロモーター)金属を含んでなる触媒に関
するものである。
本発明は、この触媒の調製方法にも関する。この触媒は、特に炭化水素類の変
換用に使用され得る。この工程は、特に触媒改質工程に使用され得る。
触媒改質は、n−パラフィン類及びナフテン類を芳香族性炭化水素の変換する
ことによる石油分画、特に重蒸留ガソリンの改良されたオクタン比を得るために
使用され得る。
従って、触媒改質は、第一にはC7−C10n−パラフィン類の芳香族性及び軽
パラフィン類への変換、第二にはC7−C10ナフテン類の芳香族性及び軽パラフ
ィンへの変換を必要とする。これらの反応は、例えばトルエンを与えるメチルシ
クロヘキサン等の芳香族を与えるシクロヘキサンの脱水素及びアルキルシクロペ
ンタンの脱水素異性化反応による変換、並びにトルエンを与えるn−ヘプタン等
の芳香族を与えるn−パラフィン類の閉環反応による変換によって例示される。
触媒的改質の際に、重n−パラフィン類の軽パラフィン類へのクラッキング反
応も起こり、特にC1−C4生成物、主にプロパン及びイソブタンを導き;これ
らの反応は、改質生成物の収率に不利益である。
最終的に、芳香族核の縮合によってコークス形成も起こり、触媒上に沈積する
炭素に富んだ固体生成物を形成する。
これらの改質触媒は、コークスに加えてそれらの活性を低下させるであろう種
々の触媒毒、特に硫黄、窒素、金属及び水に対して極めて敏感である。
コークスが触媒表面に沈積すると、経時的に活性の損失を導き、これはより高
い操作温度にて、改質生成物のより低い収率及びガスのより高い収率を生じる。
この理由のため、及び触媒の再生を考慮すると、触媒的改質工程は、2種類の
異なった様式:半再生または循環様式、及び連続様式において実施されうる。前
者では工程は固定床において、また後者においては移動床において行われる。
半再生方法においては、触媒の活性損失を相殺するために温度が徐々に上昇さ
れ、次いで装置を停止してコークス除去により触媒を再生する。実際のところ半
再生方法の変法である循環式改質では、装置は、直列に幾つかの反応器を有し、
それぞれが順に操作を停止され、回路から取り出された触媒から沈積したコーク
スが除去され、該触媒は他の反応器が運転中にあるままで再生される。
連続改質においては、使用される反応器は低圧(15バール以下)にて運転さ
れる移動床反応器であり、これは芳香族化反応をクラッキング反応が損失するま
で促進することによって改質生成物及び水素の著しく改良された収率を可能とす
るが、他方においてコークス形成がかなり加速される。触媒は反応器を通過し、
次いで再生部分を通る。
改質工程の際に起こる化学反応のために、2種類の活性:即ち、いわゆる助触
媒金属であるレニウムまたはスズ等の他の金属を伴いうる金属、特にはプラチナ
等の貴金属の水素添加−脱水素活性を組み合わせた二官能性触媒が使用されなけ
ればならず、この金属は多孔性担体の表面に沈積されている。アルミナの担体は
、異性化、閉環及びクラッキング反応において必要な酸性官能基を提供するハロ
ゲン、好ましくは塩素を含む。
一般に使用される担体は、元素周期律表のII、II及びIV族の金属の耐火性酸化
物の内から選択される。一般式Al2O3・nH2Oをもった酸化アルミニウムが
最も頻繁に使用される。その比表面積は、150と400m2/gとの間にある
。nが0と0.6との間にある酸化物は、1≦n≦3である水酸化物の制御され
た脱水反応により慣用的に得られる。これらの無定形水酸化物は、それら自体、
アル
ミニウム塩の水性媒体中でのアルカリ塩による沈殿によって調製される。沈殿及
び熟成条件は、水酸化物の幾つかの形態を決定し、最も一般的なものはベーマイ
ト(n=1)、キブサイト及びバイエライト(n=3)である。水加熱処理条件
に依存してこれらの水酸化物は、数種の酸化物及び遷移アルミナを与える。それ
らの形態は、主に結晶構造の組織によって区別されるρ、γ、η、χ、θ、δ、
κ及びαである。加熱処理の間に、これらの異なる形態は、操作条件に依存する
錯体派生系に従って相互進化するであろう。ゼロの領域において比表面積及び酸
性度を有するα形態は、高温において最も安定である。触媒、特に改質触媒とし
ては、その酸の性質及び熱安定性に妥協点を与えることから、遷移アルミナのγ
形態が最も頻繁に使用される形態である。
前述したように、水素添加−脱水素機能は、好ましくは周期律表のVIII族の貴
金属のよって与えられる。
多くの研究は、これらの触媒の脱水素機能を特に試験し、更に特にはプラチナ
に添加される助触媒の導入の形式及び方法を試験している。第2の金属の主な効
果は、プラチナの脱水素活性を促進することである。ある場合には、この第2の
金属または助触媒は、支持体表面のプラチナ原子の分散損失を制限する効果も生
じる。この分散損失は、触媒不活性化の原因の一部となっている。
試験された全ての助触媒金属の内で、2種類の金属が優勢な地位を占め:レニ
ウム及びスズである。おそらく最良のプラチナ促進効果を得るものはこれらの2
種の金属である。
従って、特にレニウムの使用は、コークスの沈積による不活性化に関して触媒
の安定性を増大するために寄与している。この型の触媒は、固定床ユニットにお
いて最もしばしば使用されている。この安定性の増大に伴って、2回の再生の間
の反応周期の持続時間を増大することも可能である。
スズを用いると、それらが低温度にて使用された場合の触媒の性能を改善する
ことが可能であった。この改善は、それらの低いクラッキング活性と合わせて、
特に低圧力で運転される連続再生工程において改質生成物の改善された収率を与
えた。この方のレニウム、スズまたは更に鉛をも含む触媒が、特に米国特許第3
700588及び3415737号に記述されている。
炭化水素の変換のために、触媒は最大の水準の活性を提供しなければならない
が、更にこの変換を可能な限り最大の選択性をもって活性化しなければならない
。特に、1〜4個の炭素原子を含む軽い生成物の形態での炭化水素の損失は制限
されなければならない。酸官能基は、芳香族を生成し、オクタン比を改良する反
応のために必要である。残念ながら、この官能基は軽い生成物の形成を導くクラ
ッキング反応の原因ともなる。結果としてこの酸官能基の質の至適化が、触媒活
性の低下無しに更に選択性を改善するために重要であることは明らかである。
触媒は、更に安定化、即ちコークス毒に耐性とされなければならない。
触媒は、固定床工程または移動床工程のいずれかで使用されることも知られて
いる。後者においては、触媒は多数回の再生を受ける。他の操作と共に、触媒に
沈積したコークスを燃焼させる操作を含むこれらの処理は、スチームの存在下で
高温度にて行われる。残念ながら、これらの条件は、触媒を劣化させる。従って
、この様な条件下における触媒の抵抗性の増大を研究することが重要である。
これらの触媒は、試薬及びガス生成物の比較的容易な通過を許容するに充分な
大きさの押出成型物またはビーズの形態でもある。これらの触媒の、特に移動床
ユニット内での摩擦による摩滅は、塵及び細粉の形成をもたらす。これらのより
細かい粉末は、ガスの流出を妨げ、試薬の導入圧力の増大を必要とし、さらには
場合によりユニットの運転停止を必要とする。更に移動床ユニットにおいて、こ
の経時的摩滅は、触媒の循環を妨げ、また新しい触媒の頻繁な添加を必要とする
。
従って、改質触媒等の触媒は、その幾つかは互いに相反するように思われる数
多くの要求に合わなければならない。この触媒は第一には高収率が得られる可能
な限り高い活性を与えるものでなければならないが、この活性は可能な限りの高
い選択性を合わせ持たねばならず、即ち1〜4個の炭素原子を含む軽い生成物を
生じるクラッキング反応が制限されなければならない。
該触媒はコークス沈着による不活性化に対して高い安定性も与えねばならず;
また該触媒は、それが受けねばならない反復再生操作においては普通に行われる
極端な条件に付された場合の劣化に対する優れた抵抗性を与えなければならない
。
移動床反応器を使用する連続改質工程において、上述したように触媒は摩擦に
よる激しい経時的摩減に曝され、その比表面積の実質的減少及び、該装置の適切
な機能に有害な“徴細粉”の形成を引き起こす。現在利用可能な触媒は、これら
の条件の1つ以上を満たすであろうが、上述した全ての要求を満足するものでは
ない。
従って、本発明の目的は、上記の全ての性質を提供する触媒を提供することに
ある。本発明の更なる目的は、この技術分野において通常に使用される出発生成
物を使用し、その単純な工程が工業レベルにて容易に開発しうる、この触媒の調
製方法を提供することにある。
本発明によれば、これら及び他の目的は:
− η遷移アルミナとγ遷移アルミナとの混合物からなる担体、並びに
− チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタ
ニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なく
とも1種のドーピング金属、
− フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも1種
のハロゲン、
− プラチナ族の少なくとも1種の貴金属、
− 並びにスズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム、タリウム、アンチモ
ン、鉛、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタングステンからなる群
から選択される少なくとも1種の助触媒金属、
を含んでなる触媒によって達成される。
触媒の領域、特には改質触媒の領域において、γ遷移アルミナが最も頻繁に使
用される形態であることが知られている(上記参照)。本発明に従えば、触媒担
体は、驚くべき態様であるがη遷移アルミナ及びγ遷移アルミナの混合物から作
られる。
本発明によれば、γ遷移アルミナ及びη遷移アルミナの混合物は、0.1〜9
9重量%、好ましくは1〜84重量%のη遷移アルミナを含んでよく、さらに好
ましくはこの混合物は3〜70重量%、更に良好なものは5〜50重量%の間の
η遷移アルミナを含有し、混合物の残る100%までの重量%は、γ遷移アルミ
ナについてのものである。
η遷移アルミナは、ベイエライトを乾燥空気中、大気圧下で250と500℃
の間、好ましくは300と450℃との間で焙焼することにより得られる。最終
焙焼温度に関連して達成される比表面積は、300〜500m2/gにある。γ
アルミナは、ベーマイトから、空気中、450〜600℃において焙焼すること
により誘導される。得られるγアルミナの比表面積は、100〜300m2/g
の間にある。
これらの遷移アルミナの構造は、類似しているが、X線回折によって分別され
うる。これらの構造は、スピネル型の立法晶系の結晶系である。η型の結晶パラ
メータは、a=7.90オングストローム及びc=7.79オングストロームで
ある。
この様にして調製された触媒は、驚くべきことに触媒について上記した全ての
要求に合致する。アルミナ担体上の、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバ
ルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属か
らなる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属の存在は、特に該触媒
が受ける異なる再生処理の間の比表面積の損失に対して、アルミナまたはアルミ
ナ類担体を保護する効果を生じ、同時に、改質反応及び芳香族生成の際の触媒性
能を極力同じレベルに維持する。
本発明の好ましい触媒は:
− η遷移アルミナ及びγ遷移アルミナの混合物からなる担体、並びに
− 触媒に対して
− 0.001〜10重量%の、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバル
ト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属から
なる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属、
− 0.10〜15.0重量%の、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群
から選択される少なくとも1種のハロゲン、
− 0.01ないし2.00重量%の、プラチナ族の少なくとも1種の貴金属
、
− 0.005〜10重量%の、スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム
、タリウム、アンチモン、鉛、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタ
ングステンからなる群から選択される少なくとも1種の助触媒金属、
を含んでなる。
本発明の他の好ましい触媒は、
− η遷移アルミナとγ遷移アルミナとの混合物、チタン、ジルコニウム、ハ
フニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアル
カリ土類金属からなる群から選択される1種または数種のドーピング金属からな
る支持体、
− 少なくとも1種のハロゲン、
− プラチナ族の1種または数種の貴金属からなる、触媒に脱水素機能を付与
する触媒性金属、
− 上記金属から選択される少なくとも1種の助触媒金属、
を含んでなる。
本発明によれば、アルミナ類の担体は、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、
コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金
属からなる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属により修飾される
。
ランタニド類または希土類元素は、陽子数が57と71の間のメンデレーエフ
周期律表中のランタン系の元素からなる。セリウム、ネオジム及びプラセオジム
が、例としてあげられる。
本発明によれば、該触媒は1種または数種のこれらドーピング金属を含んでよ
く、それらの触媒中における全含有量は、重量百分率で表して、0.001〜1
0重量%の間、好ましくは0.005〜5.0重量%の間、更に好ましくは0.
05〜3重量%、更になお好ましくは0.01から0.50重量%の間にある。
第一の実施態様に従えば、ドーピング金属または金属類は、好ましくはランタ
ニド類から選択される。
第二の実施態様に従えば、ドーピング金属または金属類は、チタン、ジルコニ
ウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル及び亜鉛からなる群から選択される。
第三の実施態様に従えば、ドーピング金属または金属類は、アルカリ及びアル
カリ土類金属からなる群から選択される。ドーピング金属または金属類が、アル
カリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択される場合には、該ドーピング金
属の全含有量は、触媒に対して、好ましくは0.001〜8重量%、及び更に好
ましくは0.005〜3重量%、あるいはより良くは0.01〜0.3重量%で
ある。
該ドーピング金属は、好ましくはジルコニウム及び/またはチタン、または該
ドーピング金属は、ランタン及び/またはセシウム、あるいは該ドーピング金属
は、カリウム及び/またはマグネシウムである。
支持体を酸性化するために使用されるハロゲンまたはハロゲン類は、触媒の重
量に対して全体で0.1〜15重量%、好ましくは0.2〜10重量%が存在し
てもよい。単一のハロゲンが好ましくは使用され、特に塩素が使用される。
該触媒は、1種または数種の助触媒金属も含み、その効果はプラチナ族からの
貴金属の脱水素活性を促進すること、及び触媒の不活性化の原因の一部を負う担
体表面の貴金属原子の分散損失を制限することである。
助触媒金属は、該触媒の使用方法に関連して選択される。
従って、触媒が固定床工程をもって使用するためのものである場合には助触媒
金属は、好ましくはレニウム、マンガン、クロム、モリブデン、タングステン、
インジウム及びタリウムからなる群から選択される。
触媒が、移動床工程をもって使用するためのものである場合には、該助触媒金
属はスズ、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン、鉛、タリウム及びゲルマニ
ウムからなる群から選択される。
これらの内、触媒活性の最良の促進を達成することから、レニウムは固定床工
程にも、またスズは移動床工程についても好ましい。
触媒に対する助触媒金属または金属類の全含有量は、0.005〜10.00
重量%、好ましくは0.01〜3.00重量%、及び更に好ましくは0.01〜
1重量%である。
触媒が単一の助触媒金属、例えばレニウムまたはスズのみを含む場合には、重
量百分率は触媒に対して、好ましくは0.005〜2.0重量%、より好ましく
は0.005〜1.5重量%、より良くは0.01〜0.9重量%、更により良
くは、0.01〜0.8重量%である。
ドーピング金属または金属類がアルカリまたはアルカリ土類金属からなる群か
ら選択される場合には、単一の助触媒金属の含有量は、好ましくは0.005〜
0.9重量%、より好ましくは0.01〜0.8重量%である。
本発明の触媒は、プラチナ族の少なくとも1種の貴金属を、0.01〜2.0
0重量%、好ましくは0.1〜0.80重量%の含有量をもって含む。
使用されるであろう貴金属は、プラチナ、パラジウム、イリジウムであり;プ
ラチナが好ましい。
本発明の触媒は、異なる構成成分を、アルミナ担体上に沈積することにより調
製されうる。各構成成分の沈積は、形状が与えられる前または後において、一方
または両方のアルミナ上に、全体として、または一部として行うことができる。
構成成分は、別個に、または同時に何れの順においても沈積されうる。
従って、触媒構成成分は、両方のアルミナ上、またはそれらの一方の上に沈積
されてよく、好ましくは2種のアルミナが混合される前でかつそれらに形状が与
えられる前に、ηアルミナ上に沈積される。
また、1種または数種の構成成分を、両方のアルミナまたはそれらの一方の上
にそれらが混合される前に、全体または一部として沈積させ、次いで混合物が形
態を与えられる前または後のいずれかにおいて、残る沈積を2種のアルミナが混
合された後に行うこともできる。1種または数種の構成成分が、2種類のアルミ
ナが混合される前に沈積される場合には、ドーピング金属は好ましくはη遷移ア
ルミナ上に沈積される。
しかしながら本発明に従えば、金属構成成分及びハロゲンまたはハロゲン類を
沈積する前に、2種類のアルミナを混合することが一般的には好ましい。
本発明の更なる目的は、本発明の触媒の調製方法であり、
a)混合と、次いで形態を与えることによるη遷移アルミナ及びγ遷移アルミ
ナの混合物からなる担体の調製、
b)遷移アルミナγまたはηの少なくとも一方に、触媒の全重量に対して下記
の重量百分率をもって下記の構成成分、
− 0.001〜10重量%、好ましくは0.005〜5.0重量%、更に好
ましくは0.005〜3重量%の、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバル
ト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属から
なる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属、
− 0.1〜15重量%、好ましくは0.2〜10重量%の、フッ素、塩素、
臭素及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも1種のハロゲン、
− 0.01〜2重量%、好ましくは0.10〜0.80重量%のプラチナ族
の少なくとも1種の貴金属、並びに
− 0.005〜10重量%、好ましくは0.01〜3.00重量%、好まし
くは0.01〜1重量%の、スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム、タリ
ウム、アンチモン、鉛、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタングス
テンからなる群から選択される少なくとも1種の助触媒金属、
を沈積する工程を含んでなり;
工程a)及びb)は、何れの順においても行われ得るが、好ましくは工程a)が
工程b)の前に行われ、かつ工程b)の沈積は工程a)の前である場合にのみ一
部において行われ、それらが何れの順において実施されることもできる方法であ
る。
この方法の好ましい実施態様に従えば、第一にはアルミナ担体及び少なくとも
1種のドーピング金属からなる支持体が調製され、次いでこれに助触媒金属また
は金属類、ハロゲンまたはハロゲン類及びプラチナ族の貴金属または貴金属類が
沈積される。
この場合には、ドーピング金属または金属類は、アルミナの混合物上にそれら
が形状を与えられる前または後に沈積される。
好ましくは、ドーピング金属または金属類は、アルミナ担体が形状を与えられ
た後に沈積される。
本発明に従えば、“支持体”なる用語は、この好ましい方法の第1の工程にお
いて得られ、η遷移アルミナ及びγ遷移アルミナの混合物、並びにチタン、ジル
コニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアル
カリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種のドーピン
グ金属からなり、支持体に対する重量百分率で表される該ドーピング金属の量が
、支持体に対するドーピング金属の全重量において0.001〜03.7%、好
ましくは0.005ないし4.1%、より好ましくは0.01ないし0.65%
である生成物に適用される。
触媒の異なる構成要素の沈積は、液相または気相において適切な前駆体化合物
を使用して、慣用方法を使用して行われ得る。沈積が成型後のアルミナ担体上に
行われる場合には、使用される方法は例えば、乾燥含浸、過剰溶液による含浸ま
たはイオン交換であってよい。必要に応じて、この操作に継いで乾燥及び300
〜900℃における、好ましくは酸素の存在下での焙焼が行われる。
チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド
類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択されるドーピング
金属または金属類の沈積は、例えば乾燥含浸、過剰溶液による含浸またはイオン
交換等の任意の方法により行われてよく、また触媒調製方法の何れの工程のおい
て行われてもよい。沈積が成型後のアルミナ担体上に行われる場合には、好適に
使用される方法は、水性媒体中の過剰溶液による含浸、次いで乾燥による含浸溶
液の除去、及び例えば、300〜900℃における、空気中での焙焼である。
これらのドーピング金属は、前記元素の中間体化合物、例えば酸化物、ハロゲ
ン化物、オキシハロゲン化物、硝酸塩、炭酸炎、硫酸塩、酢酸塩、シアン化物ま
たはシュウ酸塩を介して沈積されてよい。ジルコニウムの場合には、アルコラー
ト類及びアセチルアセトネート類も使用されうる。
プラチナ族の貴金属の沈積も、慣用方法、特には水性か否かに関わらず該貴金
属の塩または化合物を含む溶液を使用する含浸により行われてよい。例示として
、使用されうる塩類または化合物の内では、塩化第二白金水素酸、アンモニア化
合物、塩化第二白金水素酸アンモニウム、ジカルボニル白金二塩化物、水酸化第
二白金水素酸、塩化パラジウム及び硝酸パラジウムがあげられる。
プラチナの場合、アンモニア化合物は、例えば式Pt(NH3)6X4を有する
プラチナIVのヘキサミン塩、式(PtX(NH3)5)X3を有するプラチナIVの
ハロゲノペンタミン塩、式PtX4(NH3)2Xを有するプラチナのテトラハロ
ゲノジアミン塩、ハロゲン−ポリケトンを有するプラチナ錯体、及び式H(Pt
(aca)2X)のハロゲン化化合物であってよく、式中X元素は塩素、フッ素
、臭素及びヨウ素から選択され、好ましくは塩素であるハロゲンであり、aca
基は、アセチルアセトンから誘導される式C5H7O2の残基を表す。プラチナ族
の貴金属の導入は、好ましくは上記有機金属化合物の一つの水性または有機性溶
液を使用する含浸により行われる。使用され得る有機溶媒の内には、パラフィン
、ナフタレ
ン、または芳香族炭化水素、及び例えば1分子当たり1〜12個の炭素原子を有
するハロゲン化有機化合物をあげることができる。例えば、n−ヘプタン、メチ
ルシクロヘキサン、トルエン及びクロロホルムを挙げることができる。溶媒混合
物も使用されうる。
貴金属導入後、乾燥及び焙焼が、好ましくは例えば400〜700℃の間の温
度にて行われる。
プラチナ族の貴金属または貴金属類の沈積は、触媒調製の間の何れの時点で行
われてもよい。これは単独でもよく、あるいは他の構成要素、例えば助触媒金属
または金属類に沈積と同時に行われてもよい。後者の場合には、同時に導入され
るべき全ての構成要素を含む溶液が、含浸に使用され得る。
助触媒金属または金属類の沈積も、これらの金属の前駆体化合物、例えば、ハ
ロゲン化物、硝酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、炭酸塩及びシュウ酸塩等
を使用して慣用方法により行われ得る。水、酸または他の適当な溶媒に可溶性の
これらの金属の他の塩または酸化物も、前駆体として好適である。この様な前駆
体の例は、レニウム酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩及びタングステン酸塩で
ある。助触媒金属または金属類は、それらの前駆体化合物または化合物類の水性
溶液を、担体成型前にアルミナまたはアルミナ類と混合し、次いで空気中で40
0〜900℃の間の温度にて焙焼することにより導入されうる。
助触媒金属または金属類の導入は、有機溶媒中の前記金属の有機金属化合物溶
液を使用しても行われ得る。この場合沈積は、好ましくはプラチナ族の貴金属(
類)の沈積及び固体の焙焼、場合により引き続いて例えば300〜500℃の温
度における水素還元の後におけなわれる。該有機金属化合物は、前記助触媒金属
の錯体、特にはポリケトン錯体、並びにアルキル、シクロアルキル、アリール、
アルキルアリール及びアリールアルキル金属等の炭化水素化金属からなる群から
選択される。有機ハロゲン化化合物も使用されうる。特に挙げられるものは、助
触媒金属がスズである場合にテトラブチルスズ、助触媒金属が鉛である場合にテ
トラエチル鉛、助触媒金属がインジウムである場合にトリフェニルインジウムで
ある。含浸溶媒は、パラフィン、ナフタレン、分子当たり6〜12個の炭素原子
を含む芳香族炭化水素、及び分子当たり1〜12個の炭素原子を含むハロゲン化
有機化合物からなる群から選択され得る。例としてはn−ヘプタン、メチルシク
ロヘキサン及びクロロホルムが挙げられる。上述の溶媒の混合物も使用されうる
。
ハロゲン、例えば塩素は、他の金属性構成要素と同時に触媒に導入されてもよ
く、例えばプラチナ族の金属、助触媒金属またはドーピング金属の前駆体化合物
として、ハロゲン化物が使用される場合等である。この導入は、酸またはハロゲ
ン化塩を含む水溶液を用いた含浸によっても行われ得る。例えば塩素は、塩酸溶
液を使用して沈積されてよい。塩素は、例えば、CCl4、CH2Cl2及びCH3
Cl等のハロゲンを含む有機化合物の存在下で、触媒を400〜900℃の間の
温度にて焙焼することによっても導入されうる。
結局、触媒の構成要素の少なくとも2種は、例えば、それらの前駆体化合物を
含む溶液を使用して、同時に導入されてよい。構成要素は、別個の溶液を使用し
て任意の順に順次導入されてもよい。後者の場合に、中間的乾燥及び/または焙
焼が行われ得る。
アルミナまたはアルミナ混合物の担体は、当業者に知られた触媒成型技術、例
えば、押出成型、滴下凝集、ペレット成型、スプレー乾燥、または錠剤形成を使
用して形状が与えられ得る。
好ましい態様において、下記に詳述される本発明の調製方法は、以下の順次工
程を含む:
a)γアルミナ及びηアルミナの混合物からなる担体を成型し、
b)この担体に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、
亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択
される少なくとも1種のドーピング金属を沈積し、
c)スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム、タリウム、アンチモン、鉛
、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタングステンから選択される少
なくとも1種の助触媒金属を沈積し、
d)フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも1種
の元素を導入し、および、
e)プラチナ族の少なくとも1種の貴金属を沈積する。
担体の成型及び全ての構成成分の沈積後、300〜1000℃における最終加
熱処理が行われ、これは好ましくは400〜900℃の間の温度にて、酸素含有
雰囲気下、好ましくは遊離の酸素または空気の存在下にての一工程のみからなっ
てよい。この処理は、一般的に最終構成要素の沈積後の乾燥−焙焼処理に対応す
る。
担体の成型及び全ての構成要素の沈積後、付加的な加熱処理が300〜100
0℃、好ましくは400〜700℃の温度において、スチーム及び場合により塩
素等のハロゲンを含む気体雰囲気中で行われる。
この処理は、気体流が通過する床において、または定常的雰囲気中にて行われ
てよい。気体雰囲気は好ましくは水及び場合により少なくとも1種のハロゲンを
含む。モル比での水含量は0.05〜100%、好ましくは1〜50%の間であ
る。モル比でのハロゲン含量は、0〜20%、好ましくは0〜10%、更に好ま
しくは0〜2%の間である。この処理の継続時間は、温度条件、水の分圧及び触
媒量に依存して変化する。この値は、1分間〜30時間、好ましくは1〜10時
間にあることが有利である。使用される気体雰囲気は、例えば、空気、酸素また
は、アルゴン若しくは窒素等の不活性気体ベースのものである。
水の存在下での高温処理の果たす役割は重要である。下記実施例において示さ
れるように、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、
ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択される
少なくとも1種の元素の存在は、アルミナ担体を異なった再生処理において比表
面積損失から保護する。予期されない様式で、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土
類金属からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含むこの型の触媒に適
用される、水及び場合によりハロゲンの存在下での激しい加熱処理は、比表面積
の最小の損失を保つのみならず、改質反応及び芳香族生成における触媒性能を、
水及び少なくとも1種のハロゲン、好ましくは塩素の存在下での高温処理の最終
工程を含まない従来技術の方法に従って調製された触媒に比較して顕著に改善す
る。
本発明に従って調製された後、焙焼された触媒は、有利には水素下で例えば3
00〜550℃の高温にて活性化処理が施される。水素下での処理工程は、例え
ば、一般に300〜550℃、好ましくは350〜450℃の間にある最大還元
温度まで、水素流の下での温度の漸次上昇、及び次いで一般に1〜6時間の範囲
のこの温度での維持からなる。
本発明の触媒は、特に炭化水素変換反応、更に特定的には石油の改質工程及び
芳香族の生成において使用され得る。
改質工程は、粗製油の蒸留からの石油分画のオクタン価の上昇及び/または他
の生成方法をもたらす。
芳香族の生成方法は、石油化学において使用するための基材(ベンゼン、トル
エン及びキシレン)を供給する。これらの方法は、製錬所の水素処理に不可欠な
水素のかなりの量の生成に寄与することにより付加的な利益を提供する。
これらの2つの工程は、運転条件及び負荷組成物の選択において異なる。
これらの方法により処理される典型的な負荷物は、パラフィン、ナフタレン及
び分子当たり5〜12個の炭素原子を含む芳香族性炭化水素を含む。この充填量
は、とりわけ密度及び重量構成により決定される。
これらの工程を実施するために、炭化水素負荷物は移動床または固定床を使用
して、本発明の触媒と400〜700℃の温度にて接触するように置かれる。
一般的に、単位触媒量当たりに処理される充填物質流は、0.1〜10kg/
kg・時である。運転圧力は大気圧と4Mpaの間に設定される。
生成される水素の一部は、0.1〜8の間の範囲にあるモル再循環比に従って
、再循環される。
本発明の他の特徴及び優位点は、結局のところ例示のために提供され制限的な
ものではない下記の実施例を読むことにより更に明確に理解されるであろう。
本発明は、非制限的な例示として与えられる下記の例に記述される。実施例1
:チタン、プラチナ、レニウム及び塩素が沈積されるγアルミナ及びη
アルミナの混合物からなる担体を含む本発明による触媒の調製
a)アルミナ担体の形成
担体は、比表面積220m2/gを有するγアルミナの粉末を、ベイエライト
の焙焼により予め調製した比表面積320m2/gを有するηアルミナの粉末と
機械
的に混合することにより調製した。ηアルミナの比率は、重量で30%である。
次いで該混合物を押出成型した。押出成型担体は、乾燥空気流中、520℃にて
3時間焙焼された。
b)チタンの沈積
冷却後、工程a)にて得られた担体を、シュウ酸チタン・10水和物、Ti2
(C2O4)3・10H2Oの水溶液に接触させた。この溶液の濃度は、リットル当
たり、14.1gのチタンである。接触は、室温にて1時間行われた。次いで、
含浸された押出成型物を120℃にて15時間乾燥させ、530℃の水分を含む
空気流中で20時間焙焼した。水の分圧は0.07Mpaである。
c)d)e)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素を、工程b)にて得られた支持体の一部に沈積し
た。
プラチナは、
HClの形態の8.20gの塩素、
H2PtCl6の形態の1.00gのプラチナ、
をリットル当たりに含む水溶液を使用して支持体の最初の含浸に置いて沈積させ
た。
該溶液を2時間支持体に接触させて置いた。流出及び120℃での4時間の乾
燥後、含浸支持体を530℃にて乾燥空気流中で3時間焙焼した。次いでレニウ
ムを、
HClの形態の4.20gの塩素、
ReCl3の形態の1.50gのレニウム、
をリットル当たりに含む水溶液を用いる第2の含浸により沈積させた。乾燥後、
含浸支持体を、530℃にて乾燥空気流中で2時間焙焼した。
f)水及び塩素の存在下での加熱処理
上記工程c)d)e)にて得た生成物を、510℃にて2時間、固体1kg当
たりに2000dm3/時の空気流中にて処理した。この空気は、固体の床の上
側に位置する予熱領域に注入された水及び塩素を含む。水及び塩素のモル濃度は
、それぞれ1%及び0.05%である。実施例
2:ジルコニウム、プラチナ、レニウム及び塩素が沈積されるγアルミナ
及びηアルミナの混合物からなる担体を含む本発明による触媒の調製
a)担体の形成
担体は、実施例1工程a)と同様にして、γアルミナの粉末を、ηアルミナの
粉末と機械的に混合し、押出成型及び焙焼することにより調製された。
b)ジルコニウムの沈積
工程a)にて得られた担体を、塩化ジルコニウム、ZrOCl2・8H2Oの水
溶液に接触させた。この溶液の濃度は、リットル当たり、26.7gのジルコニ
ウムである。接触は、室温にて2時間行われた。次いで、押出成型物を120℃
にて15時間乾燥させ、530℃の乾燥空気流中で2時間焙焼した。
c)d)e)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素の沈積を、実施例1工程c)と全く同様にして、
工程b)にて得られた生成物上に行った。
f)水及び塩素の存在下での加熱処理
上記工程c)d)e)に次いで得た生成物を、実施例2と全く同様にして処理
した。実施例3(比較例)
この例においては、ほとんど同様の操作方法で実施例1に従ったが、工程a)
においてはγアルミナのみを使用し、チタンまたはジルコニウムを沈積せず、ま
た最終水素加熱処理を行わなかった。
a)担体の形成
担体は、比表面積220m2/gを有するγアルミナの粉末を、押出成型する
ことにより調製した。次いで押出成型担体は、乾燥空気流中、520℃にて3時
間焙焼された。
b)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素の沈着を、実施例1及び2の工程c)d)e)と
全く同様にして、上記工程b)にて得られた担体上に行った。
この様に調製された触媒の性質を下記の表Iのまとめた。
実施例4:
触媒の性能:
上記実施例1、2及び3において調製された触媒を、以下の特徴を持った負荷
の変換について試験した。
20℃における量 0.742kg/dm2
試験オクタン価 ≒ 41
パラフィン含量 52.2重量%
ナフタレン含量 32.4重量%
芳香族含量 15.4重量%
下記の運転条件を使用した:
温度 485℃
全圧力 1.3Mpa
触媒キログラム当たりの
負荷流量(入力kg・h-1) 1.0h-1
触媒性能は、下記表IIに示され、改質生成物の重量収率及び試験オクタン価と
して表されている。
実施例1及び3の触媒の性能を比較し、また実施例2及び3の触媒を比較する
と、本発明に従った実施例1及び2の触媒の性能は、従来技術を示す実施例3の
触媒に比べて顕著な改良を示すことが分かる。
本発明による実施例1及び2の二つ触媒の試験により得られたC4クラッキン
グに由来する軽い生成物の収率は、実施例3の比較のための触媒について観察さ
れるよりも有意に低い。
上記表にC4/芳香族と称した芳香族性化合物の収率に対するC4クラッキン
グ生成物の収率の比は、本発明の実施例1及び2の二つの触媒についてより低い
ことが分かる。所望の芳香族性生成物についての触媒の選択性は、この比が減少
するほどに高くなるであろう。
実施例3の比較用触媒と対比される本発明の実施例1及び2の触媒は、共にη
アルミナ、チタン及びジルコニウムをそれぞれ含み、水及び塩素の存在下で有利
に加熱処理に付されており、実施例3の比較用触媒と比べて改良された特徴、特
にクラッキング生成物についての低い選択性を提供し、従って、芳香族生成物に
ついての改良された選択性を提供する。実施例1A
:ランタン、プラチナ、レニウム及び塩素が沈積されるγアルミナ及
びηアルミナの混合物からなる担体を含む本発明による触媒の調製
a)アルミナ担体の形成
担体は、比表面積220m2/gを有するγアルミナの粉末を、ベイエライト
の焙焼により予め調製した比表面積320m2/gを有するηアルミナの粉末と
機械的に混合することにより調製した。ηアルミナの比率は、重量で40%であ
る。次いで該混合物を押出成型した。押出成型担体は、乾燥空気流中、520℃
にて3時間焙焼された。
b)ランタンの沈積
冷却後、工程a)にて得られた担体を、硝酸ランタン・6水和物、La(NO3
)2・6H2Oの水溶液に接触させた。この溶液の濃度は、リットル当たり、3
2.0gのランタンである。接触は、室温にて1時間行われた。次いで、この様
にして含浸された支持体を120℃にて15時間乾燥させ、530℃の乾燥空気
流中で2時間焙焼した。
c)d)e)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素を、工程b)にて得られた支持体の一部に沈積し
た。
プラチナは、
HClの形態の8.20gの塩素、
H2PtCl6の形態の1.00gのプラチナ、
をリットル当たりに含む水溶液を使用して支持体の最初の含浸に置いて沈積させ
た。
該溶液を2時間支持体に接触させて置いた。流出及び120℃での4時間の乾
燥後、含浸支持体を530℃にて乾燥空気流中で3時間焙焼した。次いでレニウ
ムを、
HClの形態の4.20gの塩素、
ReCl3の形態の1.50gのレニウム、
をリットル当たりに含む水溶液を用いる第2の含浸により沈積させた。乾燥後、
含浸支持体を、530℃にて乾燥空気流中で2時間焙焼した。
f)水及び塩素の存在下での加熱処理
上記工程c)d)e)にて得た生成物を、510℃にて2時間、固体1kg当
たりに2000dm3/時の気流中にて処理した。この空気は、固体の床の上側
に位置する予熱領域に注入された水及び塩素を含む。水及び塩素のモル濃度は、
それそれ1%及び0.05%である。実施例2A
:セリウム、プラチナ、レニウム及び塩素が沈積されるγアルミナ及
びηアルミナの混合物からなる担体を含む本発明による触媒の調製
a)担体の形成
担体は、実施例1A工程a)と同様にして、γアルミナの粉末を、ηアルミナ
の粉末と機械的に混合し、押出成型及び焙焼することにより調製された。
b)セリウムの沈積
工程a)にて得られた担体を、硝酸セリウム・6水和物、Ce(NO3)3・6
H2Oの水溶液に接触させた。この溶液の濃度は、リットル当たり、32.3g
のセリウムである。接触は、室温にて1時間行われた。次いで、押出成型物を1
20℃にて15時間乾燥させ、530℃の乾燥空気流中で2時間焙焼した。
c)d)e)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素を、実施例1工程c)と全く同様にして、工程b
)の後に得られた生成物上に沈積させた。
f)水及び塩素の存在下での加熱処理
上記工程c)d)e)に次いで得た生成物を、実施例2Aと全く同様にして処
理した。実施例3A(比較例)
この例においては、ほとんど同様の操作方法で実施例1Aに従ったが、工程a
)においてはγアルミナのみを使用し、ランタンまたはセリウムを沈積せず、ま
た最終水素加熱処理を行わなかった。
a)担体の形成
担体は、比表面積220m2/gを有するγアルミナの粉末を、押出成型する
ことにより調製した。次いで押出成型担体は、乾燥空気流中、520℃にて3時
間焙焼された。
b)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素を、実施例1A及び2Aの工程c)d)e)と全
く同様にして、上記工程b)にて得られた担体上に沈積させた。
この様に調製された触媒の性質を下記の表IAにまとめた。
実施例4A:触媒の性能
:
上記実施例1A、2A及び3Aにおいて調製された触媒を、以下の特徴を持っ
た負荷の変換について試験した。
20℃における量 0.742kg/dm2
試験オクタン価 ≒ 41
パラフィン含量 52.2重量%
ナフタレン含量 32.4重量%
芳香族含量 15.4重量%
下記の運転条件を使用した:
温度 495℃
全圧力 1.5Mpa
触媒キログラム当たりの
負荷流量(入力kg・h-1) 2.0h-1
触媒性能は、下記表IIAに示され、改質生成物の重量収率及び試験オクタン価
として表されている。
実施例1A及び3Aの触媒の性能を比較し、また実施例2A及び3Aの触媒を
比較すると、本発明に従った実施例1A及び2Aの触媒の性能は、従来技術を示
す実施例3Aの触媒に比べて顕著な改良を示すことが分かる。
本発明による実施例1A及び2Aの二つ触媒の試験により得られたC4クラッ
キングに由来する軽い生成物の収率は、実施例3Aの比較のための触媒について
観察されるよりも有意に低い。
従って、上記表にC4/芳香族と称した芳香族性化合物の収率に対するC4ク
ラッキング生成物の収率の比は、本発明の実施例1A及び2Aの二つの触媒につ
いてより低いことが分かる。所望の芳香族性生成物についての触媒の選択性は、
この比が減少するほどに高くなるであろう。
実施例3Aの比較用触媒と比べると付加的にηアルミナ、ランタン及びセリウ
ムをそれぞれ含み、水及び塩素の存在下で有利に加熱処理に付されている、本発
明の実施例1A及び2Aの触媒は、実施例3Aの比較用触媒と比べて改良された
特徴、特にクラッキング生成物についての低い選択性を提供し、従って、芳香族
生成物についての改良された選択性を提供する。実施例1B
:カリウム、プラチナ、レニウム及び塩素が沈積されるγアルミナ及
びηアルミナの混合物からなる担体を含む本発明による触媒の調製
a)アルミナ担体の形成
担体は、比表面積220m2/gを有するγアルミナの粉末を、ベイエライト
の焙焼により予め調製した比表面積320m2/gを有するηアルミナの粉末と
機械的に混合することにより調製した。ηアルミナの比率は、重量で30%であ
る。次いで該混合物を押出成型した。押出成型担体は、乾燥空気流中、520℃
にて3時間焙焼された。
b)カリウムの沈積
冷却後、工程a)にて得られた担体を、炭酸カリウム、K2CO3の水溶液に接
触させた。この溶液の濃度は、リットル当たり、12.8gのカリウムである。
接触は、室温にて1時間行われた。次いで、含浸された押出成型物を120℃に
て15時間乾燥させ、530℃の乾燥空気流中で20時間焙焼した。
c)d)e)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素を、工程b)にて得られた支持体の一部に沈積し
た。
プラチナは、
HClの形態の8.20gの塩素、
H2PtCl6の形態の1.00gのプラチナ、
をリットル当たりに含む水溶液を使用して支持体の最初の含浸に置いて沈積させ
た。
該溶液を2時間支持体に接触させて置いた。流出及び120℃での4時間の乾
燥後、含浸支持体を530℃にて乾燥空気流中で3時間焙焼した。次いでレニウ
ムを、
HClの形態の4.20gの塩素、
ReCl3の形態の1.50gのレニウム、
をリットル当たりに含む水溶液を用いる第2の含浸により沈積させた。乾燥後、
含浸支持体を、530℃にて乾燥空気流中で2時間焙焼した。
f)水及び塩素の存在下での加熱処理
上記工程c)d)e)にて得た生成物を、510℃にて2時間、固体1kg当
たりに2000dm3/時の気流中にて処理した。この空気は、固体の床の上流
に位置する予熱領域に注入された水及び塩素を含む。水及び塩素のモル濃度は、
それぞれ1%及び0.05%である。実施例2B
:マグネシウム、プラチナ、レニウム及び塩素が沈積されるγアルミ
ナ及びηアルミナの混合物からなる担体を含む本発明による触媒の調製
a)担体の形成
担体は、実施例1B工程a)と同様にして、γアルミナの粉末を、ηアルミナ
の粉末と機械的に混合し、押出成型及び焙焼することにより調製された。
b)マグネシウムの沈積
工程a)にて得られた担体を、硝酸マグネシウム・6水和物、Mg(NO3)2
・6H2Oの水溶液に接触させた。この溶液の濃度は、リットル当たり、8.0
gのマグネシウムである。接触は、室温にて2時間行われた。次いで、押出成型
物を120℃にて15時間乾燥させ、530℃の乾燥空気流中で2時間焙焼した
。
c)d)e)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素を、実施例1B工程c)と全く同様にして、工程
b)において得られた生成物上に沈積させた。
f)水及び塩素の存在下での加熱処理
上記工程c)d)e)に次いで得た生成物を、実施例2Bと全く同様にして処
理した。実施例3B(比較例)
この例においては、ほとんど同様の操作方法で実施例1Bに従ったが、工程a
)においてはγアルミナのみを使用し、カリウムまたはマグネシウムを沈積せず
、また最終水素過熱処理を行わなかった。
a)担体の形成
担体は、比表面積220m2/gを有するγアルミナの粉末を、押出成型する
ことにより調製した。次いで押出成型担体は、乾燥空気流中、520℃にて3時
間焙焼された。
b)プラチナ、レニウム及び塩素の沈積
プラチナ、レニウム及び塩素を、実施例1B及び2Bの工程c)d)e)と全
く同様にして、上記工程b)にて得られた担体上に沈積させた。
この様に調製された触媒の性質を下記の表IBにまとめた。
実施例4B:触媒の性能
:
上記実施例1B、2B及び3Bにおいて調製された触媒を、以下の特徴を持っ
た負荷の変換について試験した。
20℃における量 0.742kg/dm2
試験オクタン価 ≒ 41
パラフィン含量 52.2重量%
ナフタレン含量 32.4重量%
芳香族含量 15.4重量%
下記の運転条件を使用した:
温度 485℃
全圧力 1.5Mpa
触媒キログラム当たりの
負荷流量(入力kg・h-1) 1.5h-1
触媒性能は、下記表IIBに示され、改質生成物の重量収率及び試験オクタン価
として表されている。
実施例1B及び3Bの触媒の性能を比較し、また実施例2B及び3Bの触媒を
比較すると、本発明に従った実施例1B及び2Bの触媒は性能において、従来技
術を示す実施例3Bの触媒に比べて顕著な改良を示すことが分かる。
本発明による実施例1B及び2Bの二つ触媒の試験により得られたC4クラッ
キングに由来する軽い生成物の収率は、実施例3Bの比較のための触媒について
観察されるよりもかなり顕著に低い。
従って、上記表にC4/芳香族と称した芳香族性化合物の収率に対するC4ク
ラッキング生成物の収率の比は、本発明の実施例1B及び2Bの二つの触媒につ
いてより低いことが分かる。所望の芳香族性生成物についての触媒の選択性は、
この比が減少するほどに高くなるであろう。
実施例3Bの比較用触媒と比べると付加的にηアルミナ、カリウム及びマグネ
シウムをそれぞれ含み、水及び塩素の存在下で有利に加熱処理に付されている、
本発明の実施例1B及び2Bの触媒は、実施例3Bの比較用触媒と比べて改良さ
れた特徴、特にクラッキング生成物についての低い選択性を提供し、従って、芳
香族生成物についての改良された選択性を提供する。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年5月16日
【補正内容】
請求の範囲
1.− η遷移アルミナとγ遷移アルミナとの混合物からなり、η遷移
アルミナを少なくとも3重量%含有する担体、並びに、触媒に対して、
− 0.001〜10重量%の、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバル
ト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属から
なる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属、
− 0.10〜15%の、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択
される少なくとも1種のハロゲン、
− 0.01ないし2.00重量%の、プラチナ族の少なくとも1種の貴金属
、
− 0.05〜10.00重量%の、スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリ
ウム、タリウム、アンチモン、鉛、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及
びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の助触媒金属、
を含んでなる触媒。
2.前記担体が、3.0〜99重量%のη遷移アルミナを含んでなる請
求の範囲第1項に記載の触媒。
3.前記担体が、3.0〜84重量%のη遷移アルミナを含んでなる請
求の範囲第1項に記載の触媒。
4.前記担体が、3〜70重量%のη遷移アルミナを含んでなる請求の
範囲第1項に記載の触媒。
5.前記担体が、5〜50重量%のη遷移アルミナを含んでなる請求の
範囲第1項に記載の触媒。
6.ハロゲン含有量が0.2〜10重量%である請求の範囲第1項〜第
5項のいずれか1項に記載の触媒。
7.前記貴金属の全含有量が0.1〜0.8重量%である請求の範囲第
1項〜第6項のいずれか1項に記載の触媒。
8.前記助触媒金属が、スズ、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン
、鉛、タリウム、ゲルマニウム及びそれらの混合物からなる群から選択される請
求の範囲第1項〜第7項のいずれか1項に記載の触媒。
9.前記助触媒金属が、スズである請求の範囲第1項〜第8項のいずれ
か1項に記載の触媒。
10.前記助触媒金属が、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン、
タングステン、インジウム、タリウム及びそれらの混合物からなる群から選択さ
れる請求の範囲第1項〜第7項のいずれか1項に記載の触媒。
11.前記触媒の助触媒金属が、レニウムである請求の範囲第10項に
記載の触媒。
12.前記触媒の前記少なくとも1種のドーピング金属が、ランタニド
族から選択されることを特徴とする請求の範囲第1項〜第11項のいずれか1項
に記載の触媒。
13.前記少なくとも1種のドーピング金属が、チタン、ジルコニウム
、ハフニウム、コバルト、ニッケル及び亜鉛からなる群から選択されることを特
徴とする請求の範囲第1項〜第11項のいずれか1項に記載の触媒。
14.前記触媒の前記少なくとも1種のドーピング金属が、アルカリ金
属からなる群から選択されることを特徴とする請求の範囲第1項〜第11項のい
ずれか1項に記載の触媒。
15.前記触媒のドーピング金属が、ランタン及び/またはセリウムで
あることを特徴とする請求の範囲第12項に記載の触媒。
16.前記触媒のドーピング金属が、ジルコニウム及び/またはチタン
であることを特徴とする請求の範囲第13項に記載の触媒。
17.前記触媒のドーピング金属が、カリウム及び/またはマグネシウ
ムであることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の触媒。
18.ハロゲンが塩素である請求の範囲第1項〜第17項のいずれか1
項に記載の触媒。
19.前記貴金属がプラチナである請求の範囲第1項〜第18項のいず
れか1項に記載の触媒。
20.触媒の調製方法において、
a)混合、次いで成型によりη遷移アルミナ及びγ遷移アルミナの混合物から
なり、η遷移アルミナを少なくとも3重量%含有する担体の調製し、
b)遷移アルミナγまたはηの少なくとも一方に、触媒の重量に対して、
− 0.001〜10重量%の、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバル
ト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属から
なる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属、
− 0.1〜15重量%の、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選
択される少なくとも1種のハロゲン、
− 0.01〜2.00重量%のプラチナ族の少なくとも1種の貴金属、並び
に、
− 0.005〜10重量%の、スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム
、タリウム、アンチモン、鉛、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタ
ン
グステンからなる群から選択される少なくとも1種の助触媒金属、
の成分を沈積する工程を含んでなり;
工程a)及びb)は、何れの順においても行われ得、かつ工程b)の沈積は工程
a)の前である場合にのみ一部において行われる触媒の調製方法。
21.沈積が、沈積されるべき成分の少なくとも1種の前駆体化合物を
含む少なくとも1種の溶液を使用する含浸、次いで300〜900℃の間の温度
における焙焼により行われる請求の範囲第20項に記載の方法。
22.a)γアルミナ及びηアルミナの混合物からなる担体を成型し、
b)この担体に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、
亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択
される少なくとも1種のドーピング金属を沈積し、
c)スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム、タリウム、アンチモン、鉛
、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタングステンから選択される少
なくとも1種の助触媒金属を沈積し、
d)フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも1種
の元素を導入し、及び
e)プラチナ族の少なくとも1種の貴金属を沈積する連続工程を含むことを特
徴とする請求の範囲第20項または第21項のいずれかに記載の方法。
23.第1の工程に際して、該ドーピング金属または金属類を、アルミ
ナ混合物の成型前にγアルミナ、ηアルミナまたはアルミナ混合物に沈積するこ
とを特徴とする請求の範囲第20項に記載の方法。
24.前記ドーピング金属または金属類を、η遷移アルミナ上に沈積し
、次いで該η遷移アルミナをγ遷移アルミナと混合し、該混合物を成型すること
を特徴とする請求の範囲第23項に記載の方法。
25.前記ドーピング金属または金属類を、アルミナ混合物の成型後に
沈積させることを特徴とする請求の範囲第20項の記載の方法。
26.前記触媒に、モル含量0.05〜100%の水を含む気体雰囲気
下で、1分間〜30時間行われる付加的加熱処理を施す請求の範囲第20項〜第
25項のいずれか1項に記載の方法。
27.水のモル含量が1〜50%の間にある請求の範囲第26項に記載
の方法。
28.前記加熱処理の継続時間が1〜10時間の範囲にある請求の範囲
第26または27項のいずれかに記載の方法。
29.前記気体雰囲気が、少なくとも1種のハロゲンを含む請求の範囲
第26項〜第28項のいずれか1項に記載の方法。
30.ハロゲン含有量が、20モル%を越えないことを特徴とする請求
の範囲第29項に記載の方法。
31.ハロゲン含有量が、好ましくは10モル%を越えないことを特徴
とする請求の範囲第29項に記載の方法。
32.ハロゲン含有量が、好ましくは2モル%を越えないことを特徴と
する請求の範囲第29項に記載の方法。
33.前記気体雰囲気が、空気、酸素、アルゴンまたは窒素であること
を特徴とする請求の範囲第26項〜第32項のいずれか1項に記載の方法。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(31)優先権主張番号 95/07197
(32)優先日 1995年6月16日
(33)優先権主張国 フランス(FR)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),CA,CN,JP,K
R,RU,US
(72)発明者 ユーザン,パトリック
フランス国 リュエーユ−マルメゾン
92500 リュ デュ ジェネラル−ノエル
12
(54)【発明の名称】 炭化水素変換反応用のチタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタ
ニド類並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択されるドーピング金属を含む触
媒
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.− η遷移アルミナとγ遷移アルミナとの混合物からなる担体、並 びに − チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ランタ ニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なく とも1種のドーピング金属、 − フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも1種 のハロゲン、 − プラチナ族の少なくとも1種の貴金属、 − スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム、タリウム、アンチモン、鉛 、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタングステンからなる群から選 択される少なくとも1種の助触媒金属、 を含んでなる触媒。 2.前記担体が、0.1〜99重量%のη遷移アルミナを含んでなる請 求の範囲第1項に記載の触媒。 3.前記担体が、1〜84重量%のη遷移アルミナを含んでなる請求の 範囲第1項に記載の触媒。 4.前記担体が、3〜70重量%のη遷移アルミナを含んでなる請求の 範囲第1項に記載の触媒。 5.前記担体が、5〜50重量%のη遷移アルミナを含んでなる請求の 範囲第1項に記載の触媒。 6.前記触媒に対して、 − 0.001〜10重量%の、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバル ト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属から なる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属、 − 0.10〜15%の、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択 される少なくとも1棟のハロゲン、 − 0.01ないし2.00重量%の、プラチナ族の少なくとも1種の貴金属 、 − 0.05〜10.00重量%の、スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリ ウム、タリウム、アンチモン、鉛、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及 びタングステンからなる群から選択される少なくとも1種の助触媒金属、 を含んでなる請求の範囲第1項に記載の触媒。 7.ハロゲン含有量が0.2〜10重量%である請求の範囲第1項〜第 6項のいずれか1項に記載の触媒。 8.前記貴金属の全含有量が0.1〜0.8重量%である請求の範囲第 1項〜第6項のいずれか1項に記載の触媒。 9.前記助触媒金属が、スズ、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン 、鉛、タリウム、ゲルマニウム及びそれらの混合物からなる群から選択される請 求の範囲第1項〜第8項のいずれか1項に記載の触媒。 10.前記助触媒金属が、スズである請求の範囲第1項〜第9項のいず れか1項に記載の触媒。 11.前記助触媒金属が、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン、 タングステン、インジウム、タリウム及びそれらの混合物からなる群から選択さ れる請求の範囲第1項〜第8項のいずれか1項に記載の触媒。 12.前記触媒の助触媒金属が、レニウムである請求の範囲第11項に 記載の触媒。 13.前記触媒の前記少なくとも1種のドーピング金属が、ランタニド 族から選択されることを特徴とする請求の範囲第1項〜第12項のいずれか1項 に記載の触媒。 14.前記少なくとも1種のドーピング金属が、チタン、ジルコニウム 、ハフニウム、コバルト、ニッケル及び亜鉛からなる群から選択されることを特 徴とする請求の範囲第1項〜第12項のいずれか1項に記載の触媒。 15.前記触媒の前記少なくとも1種のドーピング金属が、アルカリ金 属からなる群から選択されることを特徴とする請求の範囲第1項〜第12項のい ずれか1項に記載の触媒。 16.前記触媒のドーピング金属が、ランタン及び/またはセリウムで あることを特徴とする請求の範囲第13項に記載の触媒。 17.前記触媒のドーピング金属が、ジルコニウム及び/またはチタン であることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の触媒。 18.前記触媒のドーピング金属が、カリウム及び/またはマグネシウ ムであることを特徴とする請求の範囲第15項に記載の触媒。 19.ハロゲンが塩素である請求の範囲第1項〜第18項のいずれか1 項に記載の触媒。 20.前記貴金属がプラチナである請求の範囲第1項〜第19項のいず れか1項に記載の触媒。 21.触媒の調製方法において、 a)混合、次いで成型によりη遷移アルミナ及びγ遷移アルミナの混合物から なる担体の調製し、 b)遷移アルミナγまたはηの少なくとも一方に、触媒の重量に対して、 − 0.001〜10重量%の、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバル ト、ニッケル、亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属から なる群から選択される少なくとも1種のドーピング金属、 − 0.1〜15重量%の、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選 択される少なくとも1種のハロゲン、 − 0.01〜2重量%のプラチナ族の少なくとも1種の貴金属、並びに − 0.005〜10重量%の、スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム 、タリウム、アンチモン、鉛、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタ ングステンからなる群から選択される少なくとも1種の助触媒金属、 の成分を沈積する工程を含んでなり; 工程a)及びb)は、何れの順においても行われ得、かつ工程b)の沈積は工程 a)の前である場合にのみ一部において行われる触媒の調製方法。 22.沈積が、沈積されるべき成分の少なくとも1種の前駆体化合物を 含む少なくとも1種の溶液を使用する含浸、次いで300〜900℃の間の温度 における焙焼により行われる請求の範囲第21項に記載の方法。 23.a)γアルミナ及びηアルミナの混合物からなる担体を成型し、 b)この担体に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、ニッケル、 亜鉛、ランタニド類、並びにアルカリ及びアルカリ土類金属からなる群から選択 される少なくとも1種のドーピング金属を沈積し、 c)スズ、ゲルマニウム、インジウム、ガリウム、タリウム、アンチモン、鉛 、レニウム、マンガン、クロム、モリブデン及びタングステンから選択される少 なくとも1種の助触媒金属を沈積し、 d)フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも1種 の元素を導入し、及び e)プラチナ族の少なくとも1種の貴金属を沈積する連続工程を含むことを特 徴とする請求の範囲第21項または第22項のいずれかに記載の方法。 24.第1の工程に際して、該ドーピング金属または金属類を、アルミ ナ混合物の成型前にγアルミナ、ηアルミナまたはアルミナ混合物に沈積するこ とを特徴とする請求の範囲第21項に記載の方法。 25.前記ドーピング金属または金属類を、η遷移アルミナ上に沈積し 、次いで該η遷移アルミナをγ遷移アルミナと混合し、該混合物を成型すること を特徴とする請求の範囲第24項に記載の方法。 26.前記ドーピング金属または金属類を、アルミナ混合物の成型後に 沈積させることを特徴とする請求の範囲第21項の記載の方法。 27.前記触媒に、モル含量0.05〜100%の水を含む気体雰囲気 下で、1分間〜30時間行われる付加的加熱処理を施す請求の範囲第21項〜第 26項のいずれか1項に記載の方法。 28.水のモル含量が1〜50%の間にある請求の範囲第27項に記載 の方法。 29.前記加熱処理の継続時間が1〜10時間の範囲にある請求の範囲 第27または28項のいずれかに記載の方法。 30.前記気体雰囲気が、少なくとも1種のハロゲンを含む請求の範囲 第27項〜第29項のいずれか1項に記載の方法。 31.ハロゲン含有量が、20モル%を越えないことを特徴とする請求 の範囲第30項に記載の方法。 32.ハロゲン含有量が、好ましくは10モル%を越えないことを特徴 とする請求の範囲第30項に記載の方法。 33.ハロゲン含有量が、好ましくは2モル%を越えないことを特徴と する請求の範囲第30項に記載の方法。 34.前記気体雰囲気が、空気、酸素、アルゴンまたは窒素であること を特徴とする請求の範囲第27項〜第33項のいずれか1項に記載の方法。
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