JPS5969421A - 複合ゼオライトおよびそれを触媒とする炭化水素の製造方法 - Google Patents

複合ゼオライトおよびそれを触媒とする炭化水素の製造方法

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JPS5969421A
JPS5969421A JP57179259A JP17925982A JPS5969421A JP S5969421 A JPS5969421 A JP S5969421A JP 57179259 A JP57179259 A JP 57179259A JP 17925982 A JP17925982 A JP 17925982A JP S5969421 A JPS5969421 A JP S5969421A
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zeolite
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Yoji Sano
庸治 佐野
Kiyomi Okabe
岡部 清美
Yasuhiko Kamitoku
神徳 泰彦
Yuji Shimazaki
島崎 祐司
Haruo Takatani
高谷 晴生
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (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】 本発明は新規な複合ゼオライトおよびそれを触媒として
用いる炭化水素の製造方法に関するものである。触媒の
存在下に一酸化炭素と水素とを反応させることにより、
炭化水素を製造する方法は、フイツシヤー)・ロプンユ
合成として知られており、σ式に示すようにCOとf−
1、、からC−C結合をつくってゆく触媒反応である。
Co  +  21−12−→ 、(−CH2−4−ト
 1420          (1)COか水素化を
うけなから重縮合してゆくわけであるから、触媒の種類
や反応条件により、(1)式のnの値すなわち生成物の
C−C重合度がさせざまに変る。又、生成物の種類もオ
レフイ/やノくラフイノ寸た水素化脱水しきれなかった
少量のアルデヒドやアルコールなどがある。
このようにフィシ/ヤード11フ1合成の悩みは、代表
的なフイノ/ヤードロブ/ユ合成触媒であるFe系触媒
に微量のアルカリ金属塩を添加することで、C−C重合
度が著るしく増大するが、生成物のC数分布の制御にい
まだ成功していない点である。この難点の解決かフイノ
/ヤードロブ/ユ合成の最大の問題点である。
一方、触媒に用いる種々の固体無機化合物のうち、多孔
体物質では、その細孔内壁の面積が外表面積の数十倍か
ら数百倍あるため、触媒の活性点の11とんどは細孔内
部にあると考えられる。そこ、触媒の細孔の大きさが適
当であれば、大きすきて、細孔内に入れない分子と入れ
る分子の両方が存在し、入れない分子は入れる分子に比
べて反応する機会は非常に少なくなる。生成物に関して
も狭い細孔内ではその細孔以上の大きさの分子は生成さ
れない。このように細孔の構造と分子の形状という関係
が触媒の選択性を決めており、ゼオライトもこうした触
媒の一つである。ゼオライトは一般に結晶性アルミケイ
酸塩でさり、(Sin2)と(A102)−とが3次元
的に組み合わされた多孔性結晶であり、細孔の入口は結
晶物質であるため、どれも等しい大きさになっており分
子形状選択性触媒として好適である。
このような観点から、フイソ/ヤートロプンユ合成触媒
とゼオライトとを組み合わせることかいくつかなされて
いる( P、 D、 Caesar、J、A、 Bre
nnan。
w、 E、 Garwood J、cirio、J、 
Catal、 56274 (] 979)V、  U
、  S、Rao、  R,J、  Gormley 
 Hydroca、rbon   Proceedin
g。
NOV、 + 39 (] 980) )。しかし、こ
れらの方法は単に両者の機械的混合あるいはゼオライト
にフィラン−トoプ/ユ合成触媒を浸漬担持したものに
すぎず、生成物のC数分布をtti制御しているという
ところまではいっていなく、ゼオライトの細孔に」:す
、選択性を変えるという点では滴定とはいえない。
本発明はゼオライトを併用することにより分子微制御の
できるフイソンヤートロプゾユ合成用触媒の合成を目的
としている。
本発明者らは、フイソンヤートロプ7ユ合成触媒の存在
下でのゼオライトの水熱合成の<1+究を屯ねた結果、
本発明を完成するに至った。すなわち、本発明によれば
、核を形成する鉄の酸化物及び/又に水酸化物とその周
囲に水熱合成法により形成されたゼオライト層とからな
ることを特徴とする複合ゼオライトが提供される。
本発明における被覆層を形成するゼオライト結晶はゼオ
ライトの概念に入るものであれは、押々の化学組成およ
び骨格構造を有するものであることができる。核である
フイノノヤートロプ/ユ合成触媒にゼオライト結晶を被
覆させるには、ゼオイト結晶が得られるように成分組成
の調整された水性ゲル混合物音つくり、この水性ゲル混
合物中にフイッンヤ〜トロプ7ユ合成触媒を形成する鉄
の酸化物及び/又は水酸化物を加え水熱合成反応を行う
次にフイノ/ヤートロプンユ合成触媒の−っである1i
″e304を核とし、その周囲にノリカライド全結晶化
させた後記実施例1の複合ゼオライトについて説明する
。Fe3O4のX線回折図および走査型電子顕微鏡写真
をそれぞれ第1図のよび第2図に示す。この++”e3
o4を7リカライトか得られるように成分組成の調整さ
れた水性ゲル混合物と共に+60°C116時間水熱合
成を行なった。反応混合物は口過ないし遠心分離により
固体成分を分離し、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有機化合物(ここでは
テトラ−1〕−プロピルアンモニウム塩)を含んだ状態
の複合上オライドの粉末を得る。この粉末を空気中50
0 ”Cの温度で15時間処理することによって含まれ
ている有機化合物は焼却され、有機化合物を去した状態
のゼオライトになる。こうして得られた複合ゼオライト
のX線回折図および走査型電子顕微鏡写真を第3図およ
び第4図に示す。5102源を含まないことを除いて、
上記表層ソリカライドを結晶化させた場合と全く同じ組
成の水溶液中に1′e304を加え、水熱合成後500
℃で処理した固体部分のX線回折図および走査型電子顕
微鏡写真を第5図および第6図に示す。またフイノ/ヤ
ードoプ/ユ合成反応条件下に相当する4、 00″C
で20時間水素処理後のFe 30 Jも核とする複合
ゼオライトの走査型電子顕微鏡写真を第7図に示す。さ
らに3Nの11Cl水溶液で5日間処理後の同複合ゼオ
ライトのX線回折図全第8図に示す。なお図1ffl+
に示したX線回折図はいずれも銅のI〈−アルファ線照
射による通常のX線技術により得たものである。
1=”e304と本発明の新規複合ゼオライトに関する
X線回折図および走査型電子顕微鏡写真を比較すること
によって次のことがわかる。
(1)本発明の複合ゼオライトのX線回折図u: F”
 e 203(1・e3(−)4はセオライト中の有機
化合物を除去する/こめ空気中で500℃で処理するた
めii”e203に変化)と7リカライトのそれぞれの
X線回折図を重ねたものになっている。(第3図、第5
図)(2) S 102源を含1にいことを除けはンリ
カライトが結晶化する場合と同じ組成の水溶液てFe3
O4ケア1り熱処理しても、その結晶形およびサイズの
変化は起っていない。(第2図、第6図)(3)新規複
合ゼオライトの走査型電子顕微鏡写真にはll”e、、
o3(Fe304 (7)空気酸化)粒子ハナイ。
(第丘図、第7図) (t4) 500”C焼成後の新規複合ゼオライトを3
NのHCl水溶液で5日間処理した後のX線回折図には
Fe2O,+にもとつくピークが存在している。なお、
Fe2O3のみを同様にして処理すると3〜4]]間で
完全に溶解する。(第8図) 従って、以上のことがらFe3O4を核とする/リカラ
イトはンリカライトとFe3O4の機械的混合物でなく
、意図した通り、F e 304の表面にンリカライト
が結晶(P したものであることを示している。
本発明の複合ゼオライトは吸着剤ないし触媒として使用
出来、特に触媒としてはフィンジャートロ1フ1合成、
水素化、重合等多くの反応に適用出来る。COとI−■
2の混合ガスからのフィノ/ヤードロブ/ユ合成反応に
よる炭化水素の製造にさいしては、ゼオライト層の骨格
構造および層の厚さの違いによって選択性をコントロー
ル出来、低級オレフィン製造用ガソリノ留分製造用等の
任意の触媒に仕立上げることが可能である。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例1〜6 実Fm 1ull ]の1.r e 304を核とする
/リカライトの調製について説明する。
触媒化TJ’2 (株)製コロイダル/リカCata、
11oid−8■−3060g、水酸化ナトリウム0.
95gおよび臭化テトラ−n−プロピルアンモニウム7
、sl’e水180gと均一に混合して水性ゲル混合物
を得、これにF e 304を加え、密閉容器内での自
己圧力下で160℃、16時間加熱攪拌を行なった。反
応混合物から固体成分を分離し、充分水洗し、次いで聰
00°0で乾燥し、史に500°Cで15時間焼成して
目的とする複合ゼオライトを得た。このもののX線回折
図および走査型電子顕微鏡写真を第3図および第4図に
示す。
他の複合ゼオライトを調製する方法については一括して
表−1に示す。そのうち実施例5と6に示す複合ゼオラ
イトの走査型電子顕微鏡写真をそれぞれ第9図およ0・
第10図に示す。この写真中にもI”e203は見あた
らなく、意図通り、フイッンヤートロブシュ合成触媒を
形成する鉄の酸化物又d水酸化物を核とし、その周囲に
ゼオライト層を有する触媒が調製できたことがわかる。
実施例7〜IO 実施例1〜6で得られ、焼成をほどこして有機化合物を
除去した複合ゼオライト粉末を圧力400kg/cm 
2で打錠し、次いてこれを粉砕して15〜30メツシユ
にそろえたもの10m1を内径20 m、mの反応管V
C充填した。]00m1/minの速度の水素で400
℃で15時間処理をし、ひき続き水素を一酸化炭素ど水
素の混合ガス(モル比1:1)に切り換え、!U−rs
v=z、oooh ’f300°Cで反応ヲ行ナツタ。
生成物の分析は、ガスクロマトグラフを用いて行なった
をまとめて表−2に示す。
比較例1〜2 比較例lFe3O4とZSM−5および比較例2””3
04と7リカライトの殴械的混合物を触媒として用い、
水素による前処理はせず、その寸せ上記実施例7〜10
と同様にして行なった。
邸 これ等の結果か気相オレフィンの選択lq音’ri:%
%  、、 !触媒において高いことが明らかである。
表   −1 実  施  例          12核モ ゼオライトの名称  ンリヵライト II″e−7υケ
ート原料仕込量<i> 核とする化合物        66 Catalojd−8I−3Q 氷+    60  
      60Al(No3)お9H20 Fe (NO3)3.9H200,82Nap)(0,
951,20 H20180+80 (n−C3H7)4NBr        7.82 
     7.82結晶化条件 温度(”C)     160    160時間(h
)      ] 6     15×I 触i化成(
株)!l!!、5lo230〜31%、* 2 [uh
rchemie型触媒 P e :T 1 :ZnO:
 ](20−1050℃焼成 3        4        5      
  66        6        6   
     660       60      6o
        6゜5.7]        1.1
4       1,14       1,148.
77      1,58      1,58   
   1.58+80      180      
180      1807.82       7,
82       7.82150      160
      160      16072     
  16       16       16N&2
00.37〜.0.46’% 100:25:10:4  (重量比)表   −2 炭素基準の選択率(θh) 7     F ”’ 304   (I 1   2
4ソリカライド 比較例]    1)’e304+ZSM−517〃 
2   Fe3O4+7リカライト    2
【図面の簡単な説明】
第1図ばI=’e304(7)X線回折図第2図はFe
、04の走査型電子顕微鏡写真(7500倍)第3図は
I゛” e 304を核とし、その周囲にンリカライl
−fc結晶化させた触媒のX線回折図(F e 3(、
)4はゼオライト中の有機化合物を除去するために+’
A□中1で500 ’(: 子処理するためFe2O3
≠に変化)第4図はI=’0304ヲ核とし、その周囲
に/リカライトを結晶化させた触媒の走査型電子顕微鏡
写真(2250倍) 第5図−、ソリカライド合成条件Jで処理した1” e
204ノX線回折図(Fe3o4はセオライ[・中の有
機化合物を除去するだめ空気中で500”Cで処理する
ためJ、’e2Q6.に変化) 第6図に、ンリカライト合成条件)で処理した1゛” 
e 、、04の走査型電子顕微鏡写真(2250倍)第
7図Ii’400°Cで20時間水素還元処理後の触媒
の走査型電1子顕微鏡写真(2250倍)第8図は3 
r(C6で5日間処理後の触媒のX線回折図 第9図はα−Fe2Q3を核トシ、ソノMjl 囲K 
Z S M−5を結晶させた触媒の走査型電子顕微鏡写
真(7500倍) 第】0図はルールヘミ−型触媒を核とし、その周囲にZ
 S l’t=1−5を結晶化させた触媒の走査型電子
顕ノ:j’)  2   ト1 第  ・18・□ 第6図 イアい     8 ・           の

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鉄の酸化物及1’)’/又は水酸化物を核とし、
    その周囲に水熱合成法により形成されたゼオライト層を
    イイする新規複合ゼオライト (2+ −酸化炭素と水素との混合ガスから炭化水素全
    製造する方法において、フィッシャートロ1フ1合成触
    媒を核とし、その周囲に水熱合成法により形成されたゼ
    オライト層からなる複合ゼオライト触媒を用いることを
    特徴とする炭化水素の製造方法
JP57179259A 1982-10-13 1982-10-13 複合ゼオライトおよびそれを触媒とする炭化水素の製造方法 Granted JPS5969421A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4088605A (en) * 1976-09-24 1978-05-09 Mobil Oil Corporation ZSM-5 containing aluminum-free shells on its surface

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4088605A (en) * 1976-09-24 1978-05-09 Mobil Oil Corporation ZSM-5 containing aluminum-free shells on its surface

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