JPS5862121A - Preparation of olefin - Google Patents

Preparation of olefin

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JPS5862121A
JPS5862121A JP56160442A JP16044281A JPS5862121A JP S5862121 A JPS5862121 A JP S5862121A JP 56160442 A JP56160442 A JP 56160442A JP 16044281 A JP16044281 A JP 16044281A JP S5862121 A JPS5862121 A JP S5862121A
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alcohol
crystalline aluminosilicate
aluminosilicate zeolite
zeolite
catalyst
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Yasuhiko Kamitoku
神徳 泰彦
Hideo Watanabe
日出夫 渡辺
Yoshinari Kawamura
川村 吉成
Yuji Shimazaki
島崎 祐司
Shigemitsu Shin
新 重光
Haruo Takatani
高谷 晴生
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Abstract

PURPOSE:To prepare a lower olefin in high selectivity with a stable activity, by reacting methanol with dimethyl ether in the presence of a crystalline aluminosilicate zeolite catalyst obtained by using an inexpensive alcohol. CONSTITUTION:Methanol is reacted with dimethyl ether in the presence of a crystalline aluminosilicate zeolite obtained by keeping a mixture consisting of an alcohol, e.g. a 1-8C alcohol such as n-propyl alcohol or n-butyl alcohol, and the respective supply sources, e.g. silica, alumina and an alkali metal, and water at such a temperature and pressure as to modify the crystalline aluminosilicate zeolite as a catalyst to prepare a lower olefin. The molar ratio between the silica and the alumina in the catalyst is 10-500, preferably 20-300. Preferably, the alkali metallic ions in the zeolite are wholly or partially converted into protons.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリカとアルミナが酸素を共有して三次元網目
構造金持つ結晶性アルミノシリケートゼオライトを触媒
として用い、メタノール及び/又Idシメチルエーテル
を反応させて低級オレフィンを製造する方法に関するも
のである。
Detailed Description of the Invention The present invention uses crystalline aluminosilicate zeolite, which has a three-dimensional network structure in which silica and alumina share oxygen, as a catalyst, and reacts methanol and/or Id dimethyl ether to produce lower olefins. It relates to a manufacturing method.

結晶性アルミノシリケートゼオライトは天然に数多く存
在すると共に合成によっても得られ、一定の結晶構造を
有し、構造内に杉数の空隙及びトンネルがあり、これに
よりある大きさの分子は吸着するが、それ以上のものは
排斥するという機能をもち、分子篩とも称される。空隙
やトンネルによる細孔は結晶構造中でシリカとアルミナ
が酸累を共有して結合する形態によって決まる。アルミ
ニウムを含有する四面体の電気的陰性は通常アルカリ金
属イオン、特にナトリウム及び/又はカリウムにより電
気的中性に保たれている。
Crystalline aluminosilicate zeolites exist in abundance in nature and can also be obtained synthetically, and have a certain crystal structure, with holes and tunnels the size of Cedar in the structure, which allow molecules of a certain size to be adsorbed. It has the function of excluding anything larger than that, and is also called a molecular sieve. The pores caused by voids and tunnels are determined by the form in which silica and alumina bond by sharing acid formations in the crystal structure. The electronegativity of the aluminum-containing tetrahedra is usually kept electroneutral by alkali metal ions, especially sodium and/or potassium.

通常、結晶性アルミノシリケートゼオライトを製造する
には、シリカ、アルミナ、アルカリ金属の各供給源及び
水を所望の割合に混合し、常圧又は加圧下で水熱処理を
行う方法が取られている。
Usually, in order to produce crystalline aluminosilicate zeolite, a method is used in which silica, alumina, alkali metal sources and water are mixed in desired proportions, and the mixture is hydrothermally treated under normal pressure or increased pressure.

また塩基として有機窒素化合物ないしは有機リン化合物
を用いる方法もあり、これによりさまざまな吸着能や触
媒作用を持った各種のゼオライトが合成され、近年この
種のゼオライトの合成が非常に盛んである。特にモーピ
ルオイル社によるZSM系ゼオライトはテトラアルキル
アンモニウム化合物、テトラアルキルホスホニウム化合
物、ピロリジン、エチレンジアミン、コリン等を用いて
合成され、その特異な吸着能と触媒作用が注目を集めて
いる。そのうち、ZSM−5は5〜6にの中程度の大き
さの細孔径を有するため、直鎖状炭化水素及びわずかに
枝分れした炭化水素は吸着するが、高度に分岐した炭化
水素は吸着しない特性を有し、接触脱こう、分解、異柾
化、アルキル化・、重合、特にメタノールからガソリン
製造等の触媒として有効である。このZSM−5は通常
シリカ、アルミナ、アルカリ金属の各供給源、水及びテ
トラ−n−プロ、ピルアンモニウム化合物とからなる混
合物を水熱処理することによって合成される。
There is also a method of using organic nitrogen compounds or organic phosphorus compounds as bases, and various zeolites with various adsorption capacities and catalytic actions are synthesized using this method, and the synthesis of these types of zeolites has become very popular in recent years. In particular, ZSM zeolite manufactured by Mopil Oil is synthesized using tetraalkylammonium compounds, tetraalkylphosphonium compounds, pyrrolidine, ethylenediamine, choline, etc., and its unique adsorption ability and catalytic action are attracting attention. Among them, ZSM-5 has a medium pore size of 5 to 6, so it can adsorb linear hydrocarbons and slightly branched hydrocarbons, but it cannot adsorb highly branched hydrocarbons. It is effective as a catalyst for catalytic deoxidization, decomposition, dioxication, alkylation, and polymerization, especially for the production of gasoline from methanol. This ZSM-5 is usually synthesized by hydrothermally treating a mixture consisting of silica, alumina, alkali metal sources, water, and a tetra-n-pro, pylammonium compound.

メタノール及び又はジメチルエーテルを反応させて炭化
水素を得るための研究は近年非常に盛んに行われている
。この反応に用いる触媒は一般に固体酸と呼ばれるもの
が使用され、各種のゼオライト、ヘテロポリ酸等につい
て多くの特許が出願されている。特に前述のモーピルオ
イル社によるZSM−5ゼオライトはメタノールを原料
にして、炭素数10までのガソリン留分を主体とする炭
化水素を合成するのに優れており、その触媒としての寿
命も比較的長く安覧した活性を示す触媒であるが、残念
なことにエチレン、プロピレン等の低級オレフィンを製
造するのには不適である。また、同じ(ZSM−34ゼ
オライトは、同じ反応で、低級オレフィンを製造するた
めの触媒として高いエチレン、プロピレンへの選択性を
有するが、活性の低下が極めて早く、実用的でない。
In recent years, much research has been conducted to obtain hydrocarbons by reacting methanol and/or dimethyl ether. The catalyst used in this reaction is generally what is called a solid acid, and many patents have been filed regarding various zeolites, heteropolyacids, etc. In particular, the aforementioned ZSM-5 zeolite manufactured by Mopil Oil is excellent for synthesizing hydrocarbons, mainly gasoline fractions, with up to 10 carbon atoms, using methanol as a raw material, and its life as a catalyst is relatively long and inexpensive. However, unfortunately, it is not suitable for producing lower olefins such as ethylene and propylene. In addition, ZSM-34 zeolite has high selectivity to ethylene and propylene as a catalyst for producing lower olefins in the same reaction, but its activity decreases extremely quickly and is not practical.

本発明者は、メタノール及び/又はジメチルエーテルを
原料としてエチレン、プロピレン等の低級オレフィンを
選択的に製造し、しかも安定した活性を有するゼオライ
ト触媒の開発について鋭意検鹸した結果、高価な有機窒
素化合物ないしは有機リン化合物を使用することなく、
工業的に大規模にかつ安価に生産されているアルコール
ヲ用いることによって、結晶性アルミノシリケートゼオ
ライトを高純度で製造し、かつこのゼオライトを触媒と
して用いた場合、上記目的がかなえられることを発見し
、本発明を達成した。
As a result of intensive research into the development of a zeolite catalyst that selectively produces lower olefins such as ethylene and propylene using methanol and/or dimethyl ether as a raw material and has stable activity, the inventors have discovered that expensive organic nitrogen compounds or without using organic phosphorus compounds,
We have discovered that the above objectives can be achieved by producing highly purified crystalline aluminosilicate zeolite by using alcohol, which is produced industrially on a large scale and at low cost, and by using this zeolite as a catalyst. , achieved the present invention.

次に本発明によるゼオライトの製造方法について述べる
Next, a method for producing zeolite according to the present invention will be described.

シリカ源としては、水ガラス、シリカゾル、シリカゲル
及びシリカが使用できるが、水ガラスとシリカゾルが好
適に用いられる。アルミナ源としてアルミン酸ナトリウ
ム、硫酸アルミニウム、アルミナゾル、アルミナ等が使
用できるが、アルミン酸ナトリウムと硫酸アルミニウム
が好ましい。
As the silica source, water glass, silica sol, silica gel, and silica can be used, and water glass and silica sol are preferably used. As an alumina source, sodium aluminate, aluminum sulfate, alumina sol, alumina, etc. can be used, but sodium aluminate and aluminum sulfate are preferred.

アルカリ金属源として、例えば、水ガラス中の酸化ナト
リウム、アルミン酸ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム等が使用される。アルコールとしては炭素数1
〜8の直鎖n−アルコールが好ましく、n−プロピルア
ルコール、n−ブチルアルコールが特に好ましい。
As the alkali metal source, for example, sodium oxide, sodium aluminate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. in water glass are used. Alcohol has 1 carbon number
~8 straight chain n-alcohols are preferred, with n-propyl alcohol and n-butyl alcohol being particularly preferred.

水熱処理を行う反応混合物の組成は次のような割合で調
合することが好ましい。
The composition of the reaction mixture to be subjected to hydrothermal treatment is preferably prepared in the following proportions.

5102/A1203(毛司り:1ト400さらに好ま
しくは2 )4000Hン′S10□0M壮D:ooシ
ー1.0さらに好ましくは0.1−0.75H2010
H″″′Cモ刈わ :10〜300さらに好ましくは3
0〜250ROH/8102□□□へす=0.1〜5さ
らに好ましくは0.5〜4この範囲の組成を有する混合
物を得るために、適宜塩酸、硫酸、硝酸等の酸あるいは
アルカリ金属の水酸化物を添加する。
5102/A1203 (hair management: 1 to 400, more preferably 2) 4000Hn'S10□0M So D:oo sea 1.0, more preferably 0.1-0.75H2010
H'''''C mowing: 10 to 300, more preferably 3
0-250ROH/8102□□□Hess = 0.1-5, more preferably 0.5-4 In order to obtain a mixture having a composition within this range, an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, or alkali metal water may be added as appropriate. Add oxide.

この混合物を120〜220℃、好ましくは150〜1
90℃で約1〜200時間、好ましくは5〜50時間密
閉容器内で加熱攪拌する。反応生成物は口過ないし遠心
分離により分離し、水洗によ°り余剰のイオン性物質を
除去した後、乾燥することによって結晶性アルミノシリ
ケートゼオライトの白色粉末を得る。
This mixture is heated to 120-220°C, preferably 150-1
Heat and stir in a closed container at 90° C. for about 1 to 200 hours, preferably 5 to 50 hours. The reaction product is separated by sifting or centrifuging, washed with water to remove excess ionic substances, and then dried to obtain a white powder of crystalline aluminosilicate zeolite.

原料調合時のSiOメAl2O3モル比が98で、アル
コールとしてn−ブチルアルコールを用いて調製した実
施例1に記載する結晶性アルミノシIJに二 ケートゼオライトのX線回折パターンを表1に1朋す。
Table 1 shows the X-ray diffraction pattern of the dicate zeolite in the crystalline aluminosilicate IJ described in Example 1, where the SiO/Al2O3 molar ratio at the time of raw material preparation was 98 and n-butyl alcohol was used as the alcohol. .

またこれを塩化アンモニウム水溶液で処mlム水素型に
変換したもののX線パターンを表−2に示す。これらの
回折データは銅のに一アルファ線の照射による標準のX
線技術によって得られた轡ので、ピークの高さ+■がブ
ラック角θの2倍、2θの関数としてレコーダーに記録
される。■ンは相対強度であり、最強のピークを示す2
θ−23,05を100とした場合の相対値である。こ
れらのX線回折ピークは、特公昭46−10064号に
明示されているZSM−54ゼオライトの最□□□ピー
ク2θ=23.14がこの結晶性アルミノシリ1−−ト
ゼオライトでは2θ=23.05と23.25に存在し
て明確に区別されている。また低角度の2θ=7.90
〜7.95と8.85〜8.90のピーク強度を比べた
場合ZSM−5では前者のピークの方が強いのに対し、
この結晶性アルミノシリケートゼオライトでは逆になっ
ている。同様なことは2θ−23,5〜24.0にある
ピーク強度についてもいえる。
Table 2 shows the X-ray pattern of this sample converted into hydrogen form by treatment with an aqueous ammonium chloride solution. These diffraction data are based on standard X-ray diffraction data obtained by alpha irradiation of copper
Since the peak height was obtained by the line technique, the peak height +■ is recorded on the recorder as a function of twice the Black angle θ, 2θ. ■N is the relative intensity, and 2 indicates the strongest peak.
This is a relative value when θ-23,05 is set to 100. These X-ray diffraction peaks are the highest peak 2θ = 23.14 of ZSM-54 zeolite, which is specified in Japanese Patent Publication No. 10064/1982, and 2θ = 23.05 of this crystalline aluminosilicate zeolite. It exists in 23.25 and is clearly distinguished. Also, low angle 2θ = 7.90
When comparing the peak intensities of ~7.95 and 8.85 to 8.90, the former peak is stronger in ZSM-5, whereas
The opposite is true for this crystalline aluminosilicate zeolite. The same thing can be said about the peak intensity at 2θ-23.5 to 24.0.

即ち、ZSM−5では2θ=23.6のピークが2θ=
23.77の肩のようになっているのに対し、ここで得
たものは明確に2つに分れ、かつ低角度の20=23.
65〜23.75のピークの方が23.85〜23、.
90のものよりも太きい。この傾向は合成直後のもの及
び水累型に変換したものの両方についていえる。しかし
、その他の多くの点ではZSM−5のパターンと類似し
ている。また、一般にZSM−5では合成直後の乾燥品
とそれを焼成し、含まれて・いる有機アンモニウムカチ
オンを焼却したもののX線回折パターンは低角度の20
−7.9〜8.9にある2つのピークが後者の場合に犬
きくなる傾向を示すが、この結晶性アノベノシリヶート
ゼオライトでは、それが殆んど観察されない。
That is, in ZSM-5, the peak at 2θ=23.6 is
23.77 shoulders, whereas the one obtained here is clearly divided into two parts and has a low angle of 20=23.
The peak of 65-23.75 is 23.85-23, .
It's thicker than the 90's. This tendency is true for both the product immediately after synthesis and the product converted to a water accumulation type. However, in many other respects it is similar to the ZSM-5 pattern. Additionally, in general, ZSM-5 has a low-angle
In the latter case, the two peaks at −7.9 to 8.9 tend to become sharper, but this is hardly observed in this crystalline anovenosilicate zeolite.

表−1結晶性アノベノシリヶートのX線回折8.90 
  9.94   64  245o  3.63  
 129.10   9.72   10  24.7
0 3.60   413.20   6.71   
 3  25.45 3.5Q    413.90 
   6.37   5  25.85 3.45  
 914.80   6.00   13  26.2
0 3.40   515.50    5.72  
  If   26.50 3.36   915.9
0    5.57   .7  26,85 3.3
2   1317.65   .5.02   7  
27.35 3.26   417.80   4.9
8   15  29.15 3.06   1019
.20   4.62   4  29.30 3.0
5   1020.35   4.36   5  2
9.85 2.99   1520.85   4.2
6   12  30.20 2.96   922.
15  4.旧   7 32.702.74  52
3.05   3.86  100’  34,25 
2.62   423.25   3.83   90
  35.60 2.52   423.75   3
.75   48  36.00 2.49   52
3.90    3.72   36表−2結晶性アル
ミノシリケート(H型)d、X線回折7.90  11
.19   37  23.65  3.76  43
8.85   9.99   53  23.85  
3.73  389.05  9.77    9  
24.35  3.66  1913.15  6.7
3    3  24.70  3.60  313.
90  6.37    7 25.50  3.49
  414.75  6.01    13  25.
85  3.45  915.50  5.72   
12 26.15  3.44   515.85  
 5.59    7  26.50  3.36  
817.60   5.04    6  26.80
  3.33  1117.80   4,98   
10  27.40  3.25  419.20  
4.62    4  29.20  3.06  1
120.30  4.37    5  29.85 
 2.99  1420.80   4.27   1
2  32.70  2.74  522.10  4
,02    7 34.30  2.61   52
3.05  3,86. 100  35.60  2
.52  423.25   3.83   85  
36.00  2.49  5ここで得られる結晶性ア
ルミノシリケートゼオライトの比表面積はZSM−5(
比表面積300〜360m”/ 、ji’ )に比較し
て低いこと(190〜280m”、 / 、!i’ )
も1つの特徴である。
Table-1 X-ray diffraction of crystalline anobenosiligate 8.90
9.94 64 245o 3.63
129.10 9.72 10 24.7
0 3.60 413.20 6.71
3 25.45 3.5Q 413.90
6.37 5 25.85 3.45
914.80 6.00 13 26.2
0 3.40 515.50 5.72
If 26.50 3.36 915.9
0 5.57. 7 26,85 3.3
2 1317.65. 5.02 7
27.35 3.26 417.80 4.9
8 15 29.15 3.06 1019
.. 20 4.62 4 29.30 3.0
5 1020.35 4.36 5 2
9.85 2.99 1520.85 4.2
6 12 30.20 2.96 922.
15 4. Old 7 32.702.74 52
3.05 3.86 100' 34,25
2.62 423.25 3.83 90
35.60 2.52 423.75 3
.. 75 48 36.00 2.49 52
3.90 3.72 36 Table-2 Crystalline aluminosilicate (H type) d, X-ray diffraction 7.90 11
.. 19 37 23.65 3.76 43
8.85 9.99 53 23.85
3.73 389.05 9.77 9
24.35 3.66 1913.15 6.7
3 3 24.70 3.60 313.
90 6.37 7 25.50 3.49
414.75 6.01 13 25.
85 3.45 915.50 5.72
12 26.15 3.44 515.85
5.59 7 26.50 3.36
817.60 5.04 6 26.80
3.33 1117.80 4,98
10 27.40 3.25 419.20
4.62 4 29.20 3.06 1
120.30 4.37 5 29.85
2.99 1420.80 4.27 1
2 32.70 2.74 522.10 4
,02 7 34.30 2.61 52
3.05 3,86. 100 35.60 2
.. 52 423.25 3.83 85
36.00 2.49 5 The specific surface area of the crystalline aluminosilicate zeolite obtained here is ZSM-5 (
Low specific surface area (190-280 m", /, !i') compared to 300-360 m"/, ji')
is also a characteristic.

吸着性については、ここで得られる結晶性アルミノシリ
ケートゼオライ) l! n−ヘキサンヲ最もよく吸着
すると共にメチル基を1つ有する3−メチルペンタンも
吸着するが、メチル基を2個有する2、2−ジメチルブ
タンは殆んど吸着せず、特異な形状選択性を有する。従
って、このゼオライトはエリオナイトやオフレタイトの
ような小孔径ゼオライトとフォージャサイト型のX及び
Y型ゼオライトの中間の細孔径を有するゼオライトと考
えられる。
Regarding adsorption properties, the crystalline aluminosilicate zeolite obtained here) l! It adsorbs n-hexane best, and also 3-methylpentane, which has one methyl group, but hardly adsorbs 2,2-dimethylbutane, which has two methyl groups, and has unique shape selectivity. . Therefore, this zeolite is considered to be a zeolite having a pore size intermediate between small pore size zeolites such as erionite and offretite and faujasite type X and Y type zeolites.

ここで得られる結晶性アルミノシリケートゼオライトは
熱安定性に優れており、900℃の熱処理においてもそ
の構造に変化は彦い。これは実用上の種々の反応におけ
る前処理や再生の際に好都合である。
The crystalline aluminosilicate zeolite obtained here has excellent thermal stability, and its structure does not change much even after heat treatment at 900°C. This is convenient for pretreatment and regeneration in various practical reactions.

ここで得られる結晶性アルミノシリケートゼオライトを
触媒として使用することによって、メタノール及び/又
はジメチルエーテルからエチレン、プロピレン等の低級
オレフィンを高い選択率でしかも安定した活性で製造で
きる。
By using the crystalline aluminosilicate zeolite obtained here as a catalyst, lower olefins such as ethylene and propylene can be produced from methanol and/or dimethyl ether with high selectivity and stable activity.

本発明で触媒として使用される結晶性アルミノシリケー
トゼオライトは、合成後のカチオンとしてのアルカリ金
属イオンをイオン交換法により全部または部分的にプロ
トンに変換した水素型であることが好ましい。この交換
は公知のイオン交換技術を利用してアンモニウム水溶液
、例えば塩化アンモニウム水溶液で処理してアルカリ金
属イオンをアンモニウムイオンで交換し、しかる後焼成
によってアンモニアを追い出し、プロトンに変換できる
。また直接塩化水素水溶液で処理することによりプロト
ンに変換することも可能である。アンモニウム水゛溶液
又は塩化水素水溶液で処理した後、充分水洗を行い、乾
燥し、焼成することによってメタノール及び/又はジメ
チルエーテル転化反応の触媒として供することができる
。この焼成は例えば300〜700℃の温度で1〜10
0時間処理することによって達成される。
The crystalline aluminosilicate zeolite used as a catalyst in the present invention is preferably a hydrogen type obtained by converting the alkali metal ions as cations after synthesis into protons in whole or in part by an ion exchange method. This exchange can be carried out using known ion exchange techniques by treating with an aqueous ammonium solution, such as an aqueous ammonium chloride solution, to exchange alkali metal ions with ammonium ions, followed by calcination to drive out ammonia and convert it into protons. It is also possible to convert it into protons by direct treatment with an aqueous hydrogen chloride solution. After treatment with an aqueous ammonium solution or an aqueous hydrogen chloride solution, the product can be thoroughly washed with water, dried, and calcined to serve as a catalyst for methanol and/or dimethyl ether conversion reactions. This firing is performed at a temperature of, for example, 300 to 700°C for 1 to 10 minutes.
This is achieved by treating for 0 hours.

メタノール及び/又はジメチルエーテルの転化反応は、
これら原料をガスとして供給し、固体である触媒と充分
接触させ得るものであればどんな反応形態でもよく、固
を未反応方式、流U反応方式、移動床反応方式等があげ
られる。
The conversion reaction of methanol and/or dimethyl ether is
Any reaction method may be used as long as these raw materials are supplied as a gas and can be brought into sufficient contact with the solid catalyst, including a solid unreacted method, a flow U reaction method, a moving bed reaction method, and the like.

反応は、広い範囲の条件で行うことが出来る。The reaction can be carried out under a wide range of conditions.

例えば反応温度250〜450’C1重量時間空間速g
 o、 1〜20 hr−!好ましくは1〜10hr−
全圧力0.1〜100気圧、好ましくは0.5〜10気
圧の条件下で行うことができる。原料は水蒸気あるいは
不活性ガス、例えば窒素、アルコ゛ン等で希釈して触媒
上に供給することも可能である。、本発明の方法におい
て、生成物の流れは水蒸気、炭化水素、未反応原料から
成り、炭化水素中にはエチレン、プロピレン等の低級オ
レフインカ;富んでいる。水蒸気及び炭化水素生成物は
公知の方法によって互いに分離、精製される。
For example, reaction temperature 250-450'C1 weight time space velocity g
o, 1~20 hr-! Preferably 1 to 10 hr-
It can be carried out under conditions of a total pressure of 0.1 to 100 atm, preferably 0.5 to 10 atm. The raw material can also be diluted with water vapor or an inert gas such as nitrogen, alcohol, etc. and then supplied onto the catalyst. In the process of the present invention, the product stream consists of steam, hydrocarbons, and unreacted feedstock, the hydrocarbons being enriched in lower olefin inkers such as ethylene and propylene. The steam and hydrocarbon products are separated and purified from each other by known methods.

次に本発明を実施例により具体的に説明する力I、本発
明はその要旨を超えない限り、こ′れに限定されるもの
ではない。
Next, the present invention will be specifically explained with examples.The present invention is not limited to these unless it exceeds the gist thereof.

実施例1゜ 硫酸アルミニウム16〜18永和物1.62gを水86
、p(/m溶かしてA液とし、4号水ガラス(810□
24%、Na206,5 %) 61.1 gを水64
gに溶かし、これをB液とした。激しく攪拌しながらA
液中にB液を加え、次に、これに2.5N硫酸水溶液2
4m1を加え、更にn−ブチルアルコール162gを添
加し、添加終了後も攪拌を約10分間続行して水性ゲル
混合物を得た。仕込みの81027Alρ3モル比は9
8であった。内容積300m1のオートクレーブに水性
ゲル混合物を仕込み、自圧下180℃で16時間攪拌し
ながら(500r、p。
Example 1 1.62 g of aluminum sulfate 16-18 permanent product was added to 86 g of water.
, p(/m) to make liquid A and No. 4 water glass (810□
24%, Na206.5%) 61.1 g to water 64%
This was used as Solution B. A while stirring vigorously.
Add solution B to the solution, then add 2.5N sulfuric acid aqueous solution 2
Then, 162 g of n-butyl alcohol was added thereto, and stirring was continued for about 10 minutes after the addition was completed to obtain an aqueous gel mixture. The 81027Alρ3 molar ratio of the preparation is 9
It was 8. The aqueous gel mixture was charged into an autoclave with an internal volume of 300 ml, and stirred at 180° C. for 16 hours under autoclaved pressure (500 r, p.

m、)水熱処理をした。反応混合物は遠心分離機を用い
て固体成分と溶液部とに分け、固体成分は充分水洗をほ
どこし、更に100℃で乾燥した。得られた生成物の収
量は14.5pであり、これをX線回折で分析したとこ
ろ、表−1のパターンを示□ し、また走査型電子顕微
鏡による観察でも他のゼオライトないしはゲルの共存し
ないことを確認した。結晶の大きさは1〜3μの大きさ
であった。
m,) was subjected to hydrothermal treatment. The reaction mixture was separated into a solid component and a solution part using a centrifuge, and the solid component was thoroughly washed with water and further dried at 100°C. The yield of the obtained product was 14.5p, and when it was analyzed by X-ray diffraction, it showed the pattern shown in Table 1, and observation with a scanning electron microscope showed that no other zeolite or gel coexisted. It was confirmed. The crystal size was 1-3μ.

ここで得られた結晶性アルミノシリケートゼオライトを
空気中500℃で16時間処理した。このものをBET
法に基づいて比表面積を測定したところ263.9 m
”/ yであった。
The crystalline aluminosilicate zeolite obtained here was treated in air at 500°C for 16 hours. BET this thing
When the specific surface area was measured based on the method, it was 263.9 m
”/y.

次ニ、この焼成済結晶性アルミノシリケートゼオライト
1gに対し、′5%塩化アンモニウム水溶液5m7!の
割合で両者を混合し、室温で1時間、攪拌処理をする操
作を計4回繰返し、ナトリウムイオンをアンモニウムイ
オンに変換した。その後室温下で充分水洗の後、100
℃で乾□燥し、次いで500℃で16時間空気中で焼成
を行い水素型に変換した。このもののX線回折パターン
を表−2に示す。
Second, for 1 g of this calcined crystalline aluminosilicate zeolite, 5 m7 of 5% ammonium chloride aqueous solution! The procedure of mixing the two at a ratio of 1 and stirring at room temperature for 1 hour was repeated a total of 4 times to convert sodium ions to ammonium ions. After that, after washing thoroughly with water at room temperature,
It was dried at ℃ and then calcined in air at 500℃ for 16 hours to convert it into a hydrogen type. The X-ray diffraction pattern of this product is shown in Table 2.

この水素型にした結晶性アルミノシリケートゼオライト
について石英製スプリングバランスを用いてアンモニア
の吸着量を測定した。先ず、試料を450℃で2時間真
空排気して完全に吸着物を除イた後、100℃で1時間
15 torrのアンモニア雰囲気下に置き、これを1
00℃で1時間真空排気して物理吸着しているアンモニ
アを取り去り、続いて試料温度を10℃/minの速度
で昇温しでゆき、各温度でのアンモニアの吸着量をみた
。この結果を表−3に示す。
The amount of ammonia adsorbed on this crystalline aluminosilicate zeolite in the hydrogen form was measured using a quartz spring balance. First, the sample was evacuated at 450°C for 2 hours to completely remove adsorbed substances, and then placed in an ammonia atmosphere of 15 torr at 100°C for 1 hour.
The sample was evacuated at 00° C. for 1 hour to remove the physically adsorbed ammonia, and then the sample temperature was raised at a rate of 10° C./min, and the amount of ammonia adsorbed at each temperature was observed. The results are shown in Table-3.

水素型にした結晶性アルミノシリケートゼオライト粉末
を圧力400kg/crI12で打錠し、次いでこれを
粉砕して10〜20 meshにぞろえたもの2mlを
内径10 mmの反応管に充填した。液状メタノールを
2 ml / hrの速度で気化器に送り、ここで10
m1/minで送られてくるアルゴンガスと混合して反
応管に送り、300℃で反応を行った。生成物の分析は
ガスクロマトグラフを用いて行った。
The crystalline aluminosilicate zeolite powder in the hydrogen form was compressed into tablets at a pressure of 400 kg/crI12, and then pulverized to a size of 10 to 20 mesh, 2 ml of which was filled into a reaction tube with an inner diameter of 10 mm. Liquid methanol was sent at a rate of 2 ml/hr to the vaporizer where 10
The mixture was mixed with argon gas fed at a rate of m1/min and sent to a reaction tube, where a reaction was carried out at 300°C. Analysis of the product was performed using a gas chromatograph.

結果を表−4に示す。The results are shown in Table 4.

升1 供給メタノールに対するカーボンペース収i曽2
 ジメチルエーテルは未反応原料とみなし、それ以外の
全生成物に対するカーボンベース選択率 実施例2゜ n−ブチルアルコールをn−プロピルアルコール16g
に変えた以外はすべて実施例1と同様にして行った。水
熱処理し、水洗、乾燥して得られた結晶性アルミノシリ
ケートゼオライトの収量は14gであった。合成直後の
乾燥品および水素型に変換したもののX線回折パターン
はそれぞれ、表−1、表−2に示したものとほぼ一致し
た。
Square 1 Carbon paste yield i so 2 for supplied methanol
Dimethyl ether is considered as an unreacted raw material, carbon-based selectivity for all other products Example 2 n-butyl alcohol to 16 g of n-propyl alcohol
Everything was carried out in the same manner as in Example 1 except that The yield of crystalline aluminosilicate zeolite obtained by hydrothermal treatment, washing with water, and drying was 14 g. The X-ray diffraction patterns of the dried product immediately after synthesis and the product converted into the hydrogen form were almost identical to those shown in Tables 1 and 2, respectively.

BET法に基づく比表面積は269.1m/yであつた
。水素型に変換したもののアンモニアの吸N量及びメタ
ノール転化反応活性についてそれぞれ表−5、表−6に
結果を示す。
The specific surface area based on the BET method was 269.1 m/y. Tables 5 and 6 show the results of the ammonia nitrogen absorption amount and methanol conversion reaction activity after conversion to hydrogen form, respectively.

実施例3゜ 硫Hアルミニウム、16〜18水利物3.24gを水1
00Iに溶かしてA液とし、4号水ガラス61.19を
水70,9に溶かしてこれをB液とした。
Example 3゜H aluminum sulfate, 3.24 g of 16-18 aquarium was added to 1 part of water.
00I to obtain liquid A, and No. 4 water glass 61.19 was dissolved in water 70.9 to form liquid B.

激しく攪拌しながらA液中にB液を加え、更にn−プロ
ピルアルコール16.9を添加し、添加し終った後も約
10分間攪拌を継続して水性ゲル混合物を得た。仕込み
のS10□/λl!203モル比は49であった。これ
以外はすべて実施イ?11と同様にして実施した。水熱
処理し、水洗、乾燥して得られた結晶性アルミノシリケ
ートゼオライトは14.5Iであった。合成直後の乾燥
品および水素型にヒ素型に変換したもののアンモニアの
吸着量及びメタノール転化反応活性についてそれぞれ表
−7及び表−8に結果を示す。
While stirring vigorously, Solution B was added to Solution A, and 16.9 g of n-propyl alcohol was further added, and stirring was continued for about 10 minutes after the addition was completed to obtain an aqueous gel mixture. Preparation S10□/λl! The 203 molar ratio was 49. Will everything else be implemented? It was carried out in the same manner as in 11. The crystalline aluminosilicate zeolite obtained by hydrothermal treatment, washing with water, and drying had 14.5I. Tables 7 and 8 show the results of the adsorption amount of ammonia and methanol conversion reaction activity of the dried product immediately after synthesis and the arsenic form converted into hydrogen form, respectively.

比較例1゜ モーピルオイル社の英国特許1,402,981号実施
例3に従ってZ8M−5ゼオライトを調製した。
Comparative Example 1 Z8M-5 zeolite was prepared according to Example 3 of British Patent No. 1,402,981 of Mopil Oil.

即ち、水866Iに硫嘴アルミニウム、16〜18水和
物1.87g、濃硫酸4.22,9、塩化ナトリウム1
9.Ogf溶かし、A液とした。水634gに3号水ガ
ラス(810□29%、Na209゜5チ)50.69
を溶かしB液とした。攪拌後下慰A液中にB液を滴々添
加し、充分攪拌した後、) IJ −n−プロピルアミ
ン3.41gとn−プロピルプロミド2.93gの混合
液を加え水性ゲル混合物を得た。
That is, in 866 I of water, 1.87 g of aluminum sulfur beak, 16-18 hydrate, 4.22,9 g of concentrated sulfuric acid, and 1 part of sodium chloride.
9. Ogf was dissolved to obtain liquid A. 634g of water and No. 3 water glass (810□29%, Na209°5ch) 50.69
was dissolved to obtain liquid B. After stirring, solution B was added dropwise to solution A, and after thorough stirring, a mixed solution of 3.41 g of IJ-n-propylamine and 2.93 g of n-propyl bromide was added to obtain an aqueous gel mixture. Ta.

仕込みの5102/Al2O3モル比は82であった。The 5102/Al2O3 molar ratio of the charge was 82.

内容積300m1のオートクレーブに水性ゲル混合物を
仕込み、自圧下160℃で16時間攪拌しながら(50
0r、l)、m−)水熱処理した。反応混合物は遠心分
離機を用いて固体成分と溶液部とに分け、固体成分は充
分水洗をほどこし、更に100℃で乾燥した。得られた
生成物の収量は13Iであり、X線回折で分析したとこ
ろ、特公昭46−10064号あるいは英国特許1,4
02,981号に記載のパターンとほぼ一致した。上記
以外の操作はすべて実施例1と同様に実施した。BET
法に基づく比表面積は342m/gであった。水素型に
変換したもののアンモニア吸着量及びメタノールに結果
を示す。
The aqueous gel mixture was charged into an autoclave with an internal volume of 300 m1, and stirred at 160°C for 16 hours under autoclaved pressure (50 m1).
0r, l), m-) hydrothermally treated. The reaction mixture was separated into a solid component and a solution part using a centrifuge, and the solid component was thoroughly washed with water and further dried at 100°C. The yield of the obtained product was 13I, and when analyzed by X-ray diffraction, it was found that
The pattern almost coincided with that described in No. 02,981. All operations other than the above were performed in the same manner as in Example 1. BET
The specific surface area based on the method was 342 m/g. The results are shown in the adsorption amount of ammonia and methanol after conversion to hydrogen form.

ゼオライト調製の際の仕込みSiO□/Al2O3モル
比及びアンモニア吸着量が実施例1.2の場合とほぼ似
ているにもかかわらずメタノール転化反応の結果ではエ
チレン及びプロピレンの収率、選択率共低い。このこと
は本発明によるオレフィン製造の優位性を示している。
Although the charged SiO□/Al2O3 molar ratio and ammonia adsorption amount during zeolite preparation are almost similar to those in Example 1.2, the methanol conversion reaction results show that both the yield and selectivity of ethylene and propylene are low. . This shows the superiority of olefin production according to the present invention.

比較例2゜ ZSM−5ゼオライト調製時の硫酸アルミニウム、16
〜18水和物の使用量を0.94Nにした以外はすべて
比較例1と同様に実施した。仕込みの810□/ A 
1203モル比は164であった。水熱処理、し、水洗
、乾燥して得られたZSM−5ゼオライトの収量は12
.6IIであった。
Comparative Example 2゜Aluminum sulfate during preparation of ZSM-5 zeolite, 16
All procedures were carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amount of ~18 hydrate used was 0.94N. Preparation 810□/A
The 1203 molar ratio was 164. The yield of ZSM-5 zeolite obtained by hydrothermal treatment, washing with water, and drying was 12
.. It was 6II.

BET法に基づく比表面積は313.9 ml gであ
った。水素型に変換したもののアンモニア吸着量及びメ
タノール転化反応活性についてそれぞれ、表−11、及
び表−12に結果を示す。
The specific surface area based on the BET method was 313.9 ml g. Tables 11 and 12 show the results of the ammonia adsorption amount and methanol conversion reaction activity after conversion to hydrogen form, respectively.

仕込時のSiO□/Al2O3モル比を高くし、アンモ
ニア吸着量も実施例1.2及び比較例1より低くなって
いるにもかかわらず、メタノール転化反応結果はエチレ
ン、プロピレン指向にはなっていない。
Even though the SiO□/Al2O3 molar ratio at the time of charging was increased and the ammonia adsorption amount was lower than in Example 1.2 and Comparative Example 1, the methanol conversion reaction results were not oriented towards ethylene and propylene. .

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリカ、アルミナ、アルカリ金属の各供給源、水
及びアルコールから成る混合物を結晶性アルミノシリケ
ートゼオライトが生成する温度、圧力下に保持して得た
結晶性アルミノシリケートゼオライトを触媒として用い
、メタノール及び/又はジメチルエーテルを反応させて
低級オレフィンを製造する方法。
(1) Using as a catalyst a crystalline aluminosilicate zeolite obtained by holding a mixture consisting of silica, alumina, alkali metal sources, water and alcohol at a temperature and pressure that produce crystalline aluminosilicate zeolite, methanol and/or a method for producing lower olefins by reacting dimethyl ether.
(2)結晶性アルミノシリケートゼオライトのシリカと
アルミナのモル比が10〜500の範囲内にあることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (31結晶性アルミノシリケートゼオライトのシ(4)
アルコールが炭素数を1〜8のアルコールであることを
特徴とする特許 のいずれかに記載の方法。 、  f5)  7ルコールカn − 7”ロピルアル
ーt−ル4ftはn−ブチルアルコールであることを特
徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方法。 記特許請求の範囲のいずれかに記載の方法。
(2) The method according to claim 1, wherein the molar ratio of silica to alumina in the crystalline aluminosilicate zeolite is within the range of 10 to 500. (31 Crystalline aluminosilicate zeolite (4)
A method according to any of the patents, characterized in that the alcohol is an alcohol having 1 to 8 carbon atoms. , f5) The method according to claim 4, characterized in that the 7-alcohol alcohol is n-butyl alcohol. The method according to any one of the claims .
JP56160442A 1981-10-08 1981-10-08 Method for producing olefin Expired JPS5940366B2 (en)

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DE19823237389 DE3237389A1 (en) 1981-10-08 1982-10-08 Crystalline aluminium silicates and gallium silicates, process for their preparation and their use as catalysts in the preparation of lower olefins

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59204134A (en) * 1983-04-30 1984-11-19 Toyo Soda Mfg Co Ltd Preparation of hydrocarbons
JPS61200928A (en) * 1985-03-04 1986-09-05 Agency Of Ind Science & Technol Production of lower olefin

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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