JPS58140027A - 炭化水素の製造法 - Google Patents

炭化水素の製造法

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JPS58140027A
JPS58140027A JP57021329A JP2132982A JPS58140027A JP S58140027 A JPS58140027 A JP S58140027A JP 57021329 A JP57021329 A JP 57021329A JP 2132982 A JP2132982 A JP 2132982A JP S58140027 A JPS58140027 A JP S58140027A
Authority
JP
Japan
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compound
catalyst
crystalline
metals
hydrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP57021329A
Other languages
English (en)
Inventor
Michio Sugimoto
道雄 杉本
Takashi Katsuno
尚 勝野
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Research Association for Petroleum Alternatives Development
Original Assignee
Research Association for Petroleum Alternatives Development
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Publication date
Application filed by Research Association for Petroleum Alternatives Development filed Critical Research Association for Petroleum Alternatives Development
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭化水素の製造法に関し、詳しくは新たな触媒
を用いることにより、合成ガスから液状炭化水素、特に
ガソリン留分を高収率で製造することのできる方法に関
する。
近年、石油不足の状況から代替品の開発が急がれており
、その−環として合成ガスから有用な炭化水素を製造す
ることが要望されている。従来から合成ガスを原料とし
て炭化水素を製造する方法としてはフィッシャー・トロ
ゾシュ法が知られており、これは触媒として鉄、コバル
l−、ニッケル。
ルテニウム、トリウム、ロジウムおよびオスミウムが用
いられている。しかし、この方法では転化率が低い、分
枝パラフィンや芳香族分の収率が低いため得られるガソ
リンのオクタン価が低い、あるいは生成する炭化水素の
炭素数分布が非常に広く目的とする留分の選択性が低い
など様々な欠点があった。
そのため最近になって各種の方法、例えば(1)まず低
分子のオレフィンを合成し、次いでこれをより高分子の
炭化水素に転化する二段階合成法(特開昭S乙−コ6g
22号公報)、(21イオン交換法で遷移金属を担持せ
しめた結晶性アルミノシリケ−1・を触媒として用いる
方法(特開昭S乙−7g乙36号公報) % (3)結
晶質珪酸鉄を触媒として用いる方法(特開昭S乙−9乙
7/ワ号公報)、(4)メタノール合成触媒と結晶性ガ
リウムシリケートを組み合せた触媒を用いる方法(特開
昭54−/乙1I27号公報)あるいは(5)−酸化炭
素を還元する触媒活性を有する金属と結晶性アルミノシ
リケートを組み合せた触媒を用いる方法(特開昭!;0
−/’12!;02号公報)などが提案されている。
しかしこれらの方法はいずれも操作が煩雑であったり、
有用な液状炭化水素の収率が低いなど実用上様々な問題
があった。
そこで本発明者らは上記従来技術の欠点を克服し、有用
な炭化水素、とシわけ液状炭化水素を効率よく製造する
ことのできる方法を開発すべく鋭意研究を重ね、特に使
用する触媒について検討を重ねた結果、全く新たな触媒
を用いることにより目的を達成しうることを見出した。
本発明はかかる知見に基いて完成したものである。すな
わち本発明は、合成ガスから炭化水素を製造する方法に
おいて、触媒として(A)水素、アルカリ金属およびア
ルカリ土類金属から選ばれた一種以上の元素の1・を用
いることを特徴とする炭化水素の製造法を提供するもの
である。
本発明の方法に用いる触媒は、上述の如< (A) 。
(Bl 、 ((1!lおよび(I5)成分よりなる結
晶質シリケートである。ここで(A)成分におけるアル
カリ金属源としては、水酸化すI・リウム、水酸化カリ
ウムなどが用いられ、またケイ酸すI・リウムなどを用
いることもできる。特にアルカリ金属としてはすトリウ
ムが望ましく、このアルカリ金属はM2Cとしてシリカ
(5in2) 1モルに対して0.07〜50モル、好
ましくは0,7〜10モル使用される。一方、アルカリ
土類金属源としては、硝酸塩、塩化物などの水溶性の化
合物、例えば硝酸カルシウム、塩化カルシウムなどがあ
る。
次に、(B)成分におけるルテニウム源としては。
酸化ルテニウム、水酸化ルテニウム、塩化ルテニウム、
硝酸ルテニウムあるいは硫酸ルテニウムなどがあげられ
、これらのルテニウム源をRu2O3トしてシリカ(5
to2) 1モルに対して0.00 /〜0.1モル、
好ましくは0.00 !r〜0.0Sモルの範囲で適宜
使用される。
また(0)成分におけるアルミニウム源としては、結晶
質ゼオライトの製造に通常使用されているものであれば
特に制限はなく、硫酸塩、硝酸塩の如きアルミニウムの
塩、たとえば硫酸アルミニウム。
アルミン酸すトリウムあるいはコロイド状アルミナ、ア
ルミナなどが用いられる。このアルミニウム化合物の使
用量は、シリカ/アルミナの比、即ちSiO□/Al□
03のモル比で/θ〜SOO,好ましくは20〜200
の範囲である。
さらに(D)成分におけるケイ素源としては、結晶質ゼ
オライトの製造に通常使用されるものであれば特に制限
はなく、シリカ粉末、ケイ酸、コロイド状シリカ、溶解
シリカなどがある。溶解シリカとしてはNa2Oまたは
に201モルに対して5in27〜Sモルを含有する水
がラスケイ酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩などがあげられ
る。
本発明の方法に用いる触媒である結晶質シリケートを調
製するに際しては、上述の原料成分および水と共に必要
に応じて結晶化剤を加えることが有効である。ここで用
いる結晶化剤としては、モルホリン、オキサゾリジン、
イソオキサゾリジン、オキサゾリジン、/−オキサ−5
−アずシクロウンデカン、/−オキサーダーアずシクロ
ドデカンあるいはこれらの誘導体を例示することができ
る。
上記の結晶質シリケートを調製するには、上述の原料成
分、水および結晶化剤を、結晶質シリケートが生成する
に必要な温度および時間加熱すればよい。よシ具体的に
は、反応温度はgo〜300℃、好ましくは/20−2
0000とし、反応時間は0.3時間〜30日間、好ま
しくはS時間〜10日間とする。圧力については特に制
限はなく、通常自己圧力下で実施される。また反応系は
通常攪拌下におかれ、雰囲気は必要により不活性ガスで
置換してもよい。
調製反応は原料混合物を所望の温度に加熱して結晶質シ
リケートが十分生成するまで継続される。
結晶質シリケートの生成が完了した反応混合物は、室温
まで冷却した後、p過、デカンテーション。
遠心分離などによ多結晶を分離し、水で十分に洗浄し結
晶を得る。この結晶を通常700℃以上で数時間程度乾
燥することにより結晶質シリケーI・を得ることができ
る。
本発明では、この結晶質シリケートを、触媒として使用
する前に空気中でグOO〜600℃の範囲の温度でコ〜
70時間程度焼成して活性化したり、結晶質シリケート
中に存在するアルカリ金属イオン等のカチオンを水素イ
オン、アンモニウムイオン等の他のカチオンでイオン交
換することも有効である。
このようにして得られる結晶質シリケートは、酸化物の
形態における組成が、 一般式p(θ、q±0.3 ) MVnO” qRu2
03 HrA1203 ” 5i02(式中、Mは水素
、アルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれた一
種以上の元素を示し、nはMの原子価を示す。またp+
 q+ rはそれぞれ次の範囲で選定される。
0<p</、0.00/<q<0./ 、0<r<0.
/)で表わされるものとなる。なお、ここで上記一般式
中のMは通常はアルカリ金属1.アルカリ土類金属であ
るが、上述した如く、水素イオン、アンモニウムイオン
等でイオン交換した場合には、アルカリ金属、アルカリ
土類金属の一部乃至全部が水素に置換されうる。
本発明の方法は、この結晶質シリケーI・を触媒として
用いて、合成ガスを反応させ、効率よく液状炭化水素を
製造するものであるる。
本発明の方法の条件をより具体的に説明すれば、まず合
成ガスを原料として、これを温度2S0〜3SO℃、好
ましくは270〜330℃、圧力20− / 50kf
/cr/lG、好ましくは30〜/θ0kf/cr/l
G、ガス空間速度(GH8V ’) !; 00〜’/
 0.000hr”、好ましくは/ 000〜5000
 hr−’の条件下で上述の触媒と接触させればよい。
この際、上記接触反応はバッチ式で行なうこともできる
が、通常は流通式で行なうことが好ましい。
本発明の方法によれば、比較的温和な条件下で反応が効
率よく進行し、合成ガスの転化率が高く、また液状炭化
水素の収率が高く、特にガソリン留分の選択率が著しく
高いという利点がある。しかも、条件を適宜選定すれば
、芳香族生成物の収率を高めることができ、得られるガ
ソリンは高オクタン価のものとなる。さらに、本発明の
方法は上述の如き高オクタン価ガソリンを一段の工程で
極めて簡単な操作で製造することができるものであり、
実用上非常に有利なものである。
従って本発明の方法は合成化学工業9石油精製工業等の
分野において広く利用しうるものである。
次に、本発明を実施例によシさらに詳しく説明する。
実施例/ (1)触媒(結晶質シリケート)の調製塩化ルテニウム
(RuCf3 ・XH20、Xは約5)乙、221モル
ホリン?、、2 f 、硫酸アルミニウム<1g水塩)
’7,5..2f、硫酸(97%)/7.乙1、水ガラ
ス(51o237.乙重量% 、 Na2O/ 7.5
重量%、水1lI1.9重量%)/乙27.塩化すトリ
ウム79fおよび水乙7!;mlを含む混合液を/lの
オートクレーブに入れ、770°C1回転数700〜2
0 Or、p、m、で攪拌し、自己圧力下で20時間反
応させた。次いで反応混合物を冷却した後、生成した結
晶質シリケートをデカンテーションにより、約/lの水
で5回洗浄した。
さらに720°Cで乾燥した後、空気中SSO°Cで乙
時間焼成した。その後、結晶質シリケート/2当りSm
lの/規定硝酸アンモニウム溶液を用い室温で一昼夜イ
オン交換を行なった。次いでイオン交換水で洗浄し、7
.20℃、3時間乾燥した後、空気中、SSO℃で乙時
間焼成してH型の結晶質シリケートとじた。このH型の
結晶質シリケートをアルミナをバインダーとじて押出成
形し、空気中で乙時間焼成して成形され結晶質シリケー
トを得た。
(2)転化反応 上記(1)で得られた結晶質シリケー1−5Jfを、内
径しインチ、長さ5&インチのステンレス製反応管に充
填し、温度2006C9圧力52Jw/cr/l a 
、 GH8V 3000 hr−’で水素によシ還元賦
活処理し、次いで温度290°C1圧力S/H/crt
l a、 GH8V 1300 hr−1の条件でH2
ZCO比コ(モル比)の合成ガスを通し転化反応を行な
った。結果を第1表に示す。
実施例コ (1)触媒(結晶質シリケート)の調製実施例(1)に
おいて、塩化ルテニウムヲ3./lに減らしたこと以外
は実施例/(1)と同様の条件で結晶質シリケートを調
製した。
(2)@化反応 上記実施例2 (1)で得られた結晶質シリケー1、を
用いたこと以外は、実施例/(2)と同様の条件で合成
ガスの転化反応を行なった。結果を第1表に示す。
比較例/ (1)触媒の調製 米国特許第’I/、!;73g号明細書の記載に従って
、ZSM −5系ゼオライl−20,Ofと二酸化ルテ
ニウム/、39 fを粉砕し、ペレット化した。
その後30〜乙0メツシユの粒子のみを篩別して5%ル
テニウム/ ZSM −5の触媒を調製した。
(2)  転化反応 上記比較例/(1)で得られた触媒を用いたこと以外は
、実施例/(2)と同様の条件で合成ガスの転化反応を
行なった。結果を第1表に示す。
第   /   表 ・1 カッコ内はエチレン分を示す。
・2 カッコ内はゾロビレ7分を示す、・3 カッコ内
はブチ7分を示す1、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)合成ガスから炭化水素を製造する方法において、
    触媒として(Al水素、アルカリ金属およびアルカリ土
    類金属から選ばれた一種以上の元素の化合物、(B)ル
    テニウム化合物、(0)アルミニウム化合物および(l
    ケイ素化合物からなる結晶質シリケーI・を用いること
    を特徴とする炭化水素の製造法。
  2. (2)結晶質シリケートの酸化物の形態における組成が
    、 一般式 p(0,9±0.3 ) %0−qRu203
    ’rA1203”5i02(式中、Mは水素、アルカリ
    金属およびアルカリ土類金属から選ばれた一種以上の元
    素を示し、nはMの原子価を示す。またpr q* r
    はそれぞれ次の範囲で選定される。 0<p≦/、0.00/<q<0./、0<r<0./
    )で表わされるものである特許請求の範囲第1項記載の
    製造法。
JP57021329A 1982-02-15 1982-02-15 炭化水素の製造法 Pending JPS58140027A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910527A (ja) * 1982-07-09 1984-01-20 Res Assoc Petroleum Alternat Dev<Rapad> 炭化水素類の製造法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910527A (ja) * 1982-07-09 1984-01-20 Res Assoc Petroleum Alternat Dev<Rapad> 炭化水素類の製造法
JPH0319212B2 (ja) * 1982-07-09 1991-03-14 Shinnenryoyu Kaihatsu Gijutsu Kenkyu Kumiai

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