JPS6064992A - 三核酢酸鉄−セピオライト複合体およびそれを触媒とする低級オレフインの製造法 - Google Patents

三核酢酸鉄−セピオライト複合体およびそれを触媒とする低級オレフインの製造法

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JPS6064992A
JPS6064992A JP58172737A JP17273783A JPS6064992A JP S6064992 A JPS6064992 A JP S6064992A JP 58172737 A JP58172737 A JP 58172737A JP 17273783 A JP17273783 A JP 17273783A JP S6064992 A JPS6064992 A JP S6064992A
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iron acetate
trinuclear
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lower olefins
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Yoshimichi Kiyozumi
嘉道 清住
Kunio Suzuki
邦夫 鈴木
Shigemitsu Shin
新 重光
Kiyoshi Ogawa
清 小川
Kenji Saito
健二 斉藤
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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】 本発明は三核酢酸鉄−セビオライト複合体及びそれを主
成分とする合成ガスから低級オレフィンを合成するため
の触媒に関するものである。
合成ガスを原料として低級オレフィンを含む炭イヒ沫素
を製造する方法としては、古くから、フィッシャー・ト
ロプシュ法(FT法)が知られており、通常、鉄やコバ
ルトを主成分とする触媒が知られている。これらの触媒
はそれぞれオレフィンあるいは11− /”ラフインを
主成分とする炭化水素を生成させる能力があるが、いず
れも生成炭化水素の炭素数分布がri広く、低級オレフ
イ/を選択的に製造する触媒として適さない。捷だ近年
においては、Ru1tr−Cite+nic型触媒(K
20− Fe −T IO2−Z +10 )(Gcr
、Pat、、23. 1g、9A’l(/9り乙)、2
3. 3乙、 グgg(/97乙)が低級オレフィンを
多く含む炭fヒ水素を製造する触媒として注目されてい
るが、触媒の調製が難しく再現性あるデータが得られ難
い欠点がある。その他、最近になって、アモルファス金
属がエチレンのみを高選択性で生成するとの報信もある
が、その合成ガス転化能力はきわめて小さく(2〜3係
以下)、工業的規模でのエチレン生ノψ能力において問
題がある。Ruhr−Chemie型触媒やアモルファ
ス金属触媒はいずれも触媒のBET比表面積が小きく、
これが原因となって大きな合成ガ゛ス転化能力がないも
のと考えられる。また従来型の鉄を主成分とするFT触
媒は担体としてマクロポア(数10θθA以上)のみを
もつ珪藻土を担体として用いているため、BET比表・
面積が犬きく合成ガスの転化能力が大きくても、生成炭
化水素の鎖長が長くなり過ぎ、低級オレフィンを目的と
した合成ガス転化反応には不向きな触媒系であると考え
られる。
そこで、本発明者らは、従来の触媒の欠点を克服するた
めに、合成ガスから低級オレフィンを還部的に製造する
分子形状選択性結晶質多孔性触媒の開発に鋭意検討を行
った結果、セビオライト(sepiol i te)又
はセビオライトを主成分とする物質を担体とし、これに
三核酢酸鉄を担持式せたものがその目的に適合すること
を見出し、本発明を完成するに到った。
本発明で用いるセビオライトは、天然粘土鉱物の一種で
ある含水ケイ酸マグネシウムであり、その特異な結晶構
造に由来する一次元トンネル(m孔径が5x//Aのミ
クロポア)とその繊維状組織に由来するメゾ月?ア(,
2oo X程度の細孔構造)をもっている。したがって
、この物質は結晶質であシながらも多孔質であシ、30
0rrL2/I程度のBET比表面積をもっている。し
かも細孔構造は生成物の分子形を制御するのに適したミ
クロポア・と重質成分を分解するのに適したメゾボアを
もっており、マクロポアしかもたない珪藻土より分子形
状選択性触媒担体として適している。セビオライトはそ
れ自身、化学組成 (Mg4(H2o) 2 (OH) 2 (S i 6
o、5 )・グH20)からも推定されるように、合成
ガスの転化能力をもたないので、これを合成ガス転化活
性をもつようにするためには、COを活性化する鉄成分
を担持する必要があるが、この目的のために本発明では
三核酢酸鉄(〔Fe (ococH3)、−on−、z
H2o)No5)を用いている。本発明の特色は相持鉄
成分としてこの三核酢酸鉄を使用することにもあり、従
来知られているような鉄塩、たとえば硝酸第二鉄、をセ
ビオライトに担持するようなありふれた手法では合成ガ
゛スを低級オレフィンを主とする炭化水素に転化するこ
とはできない。三核酢酸鉄ρ;なぜ低級オレフィン合成
に適しているのかは現在のところ不明アあるカニ、おそ
らくこの踵の鉄塩はそれ自身の構造からも窺えるように
、セビオライトに担持したとき鉄クラスターとして担持
されていることによるものであろう。
次に本発明の三核酢酸鉄−セピオライト複合体の詳細な
調製法を記述する。天然産繊維状セピオライトの原鉱石
を精製したもの(たとえば武田薬品工業株式会社から商
品名ニードグラスSPで、市販されているもの)を三核
酢酸鉄水溶液に分散させる(たとえば309のセビオラ
イトを三核酢酸鉄の5wt%水溶液に分散させる)。こ
の混合溶液を室温で十分撹拌(通常7日間)した後、生
成した三核酢酸鉄−セビオライト複合体を1別し、室温
で真空乾燥するかあるいは空気中ないし適切゛ なガス
雰囲気下で加熱しながら(通常100°C)乾燥する。
この乾燥複合体は、このま\でも合成ガ゛ス転化用触媒
として用いることもできるが、通常よく行わLでいるア
ルカリ金属あるいはアルカリ土類金属で修飾し、さらに
ハロゲン元素で修飾して、目的とする低級オレフィンの
収量を増やすことも可能である。たとえば、三核酢酸鉄
の5wt%水溶液、200 mlと塩化カリウムの5 
wt係水溶液10θmlを混合し、この混合水溶液にセ
ビオライト309を分散し、室温で2グ時間撹拌する。
得られたKCl−三核酢酸鉄−セビオライト複合体をj
″!別、1oo°Cで乾燥し、ついで水素気流(流速1
00 ml/ m i n )中SOθ%で/S時間還
元処理する。このようにして得られた複合体触媒を、た
とえば全圧10kg/cm2(Co/)Iz/Ar =
 0−りS / 0.’13 /θ、/) 、 (、I
(SV =10、θ00 h−’ 、 3g0CCで合
成ガスと接触させることにより、CO転化率7.q〜&
、9’%(炭化水素への有効転化率お7〜6・7チ)で
3グ、θ〜350係(炭素効率)の選択率でエチレンと
ゾロピレンが得られる。捷だ、この時の生成炭化水素は
ほとんどが炭素数S以下のガス状炭化水素(選択率はg
2.q−g9..3%)であシ、CO2の生成が少ない
ことも大きな特徴である。
−: 核酢酸鉄−セビオライト複合体を高活性低級オレ
フィン合成用触媒とするには、上述のようなアルカリ金
属、ハロゲン元素の修飾を行うだけでも低級オレフィン
の選択率を向上させることができるが、必要に応じてア
ルカリ土類金属、チタン、コバルト、マンガン、バナジ
ン、亜鉛などで修飾することも可能である。
また触媒の活性化は合成ガス転化反応における反応ガス
で行ってもよいし、30θ−gθθtの温度下において
水素気流中や一酸化炭素気流中において還元処理を施す
ことによっても可能である。
低級オレフィンを含む炭化水素を合成ガスから得るため
の反応条件としては、CO/H2比−/:/θ−〜10
:八反応圧力θ・/〜100kg/c1n2、G HS
 V −θ、/〜10o、ooorj反応温度コθθ〜
AOθ%の反応条件から任意に選ぶことができる。
さらに反応条件を適切に選ぶことにより、本発明の触媒
は高カロリーガスとして用いられる軽質Aラフインある
いは燃料油を合成ガスから得ることも可能である。
実施例1 三核酢酸鉄([Fe 3(OCOCH3) 、−0H−
,1H20〕−NO5) のS wt%水溶液soo 
miを還流冷却器ならびにテフロン攪拌子材、J?リプ
ロピレン製!i00 ml三角フラスコに移し、これに
鞘層セピオラ・イト(武l:l]薬品工業株式会社より
ニードプラスSPの商品名で市販されているもの)3θ
Iを分散させる。ついでこの分散液を撹拌しながらgo
ccでλり時間還流加熱を行う。このようにして得られ
た生成物をF別した後10θ%で乾燥することにより、
三核酢酸鉄−セビオライト複合体が得られる。この複合
体に担持されたFeの聞、は//・4wt係 であった
次に、この物質を流速100 ml / minの水素
気流中、5ooCcで/S時間水素還元を行った試別S
−り3Eをステンレス反応管(sus37g)に詰め、
合成ガス圧力10kg/cn2(co/H2/Ar−件
51:tts、t、t7: 10.t、tx’) 、 
GH3V = 、:a、ooo h−1,xttq 〜
3s。
%の反応条件下で合成ガス転化反応を行ったところ、表
1のような結果が得られた。すなわち、35θ%での一
酸化炭素転化率はg7グコチであり、ぞ−め中、二酸化
炭素を除く炭素質生成物の生成割合(有効転化率)は’
Ig、3θ俤であった。この有効転化生成物の7g、乙
乙チは炭素数lから5までの転質炭化水素でn−/lラ
フイン指向性の生成物分布を与えた。もちろんこの中に
はオレフィンも存在し、(エチレン十70ロヒ0レン)
の選択率が最も高かった反応温度は3/g Ccであり
、その際の有効転化率は/A、9E係、選択率は/グ、
/ワ係であった。
実施例コ 実施例/と同一ノ触媒ヲGH3V −10,000h−
1(触媒量2Nすなわちθ・989 )、反応温度37
0〜3gθCc1ガス混合比Co/H2/Ar : ’
13−97 ;グ5.52: 10.S/としたほか(
は実施例/と同一の反応条件下で合成ガス転化反応に供
したところ、表2のような結果が得られた。すなわちG
H8VをS培にすることにより、生成炭化水素中のオレ
フィン成分が増加し、3乙θヤで一酸化炭素転化率乙θ
、ss%、有効転化率33・79%、(エチレン+プロ
ピレン)の選択率/9.4’9%の低級オレフィン収率
の向上が見られた。
実施例3 テフロン攪拌子を入れた/lガラスピーカに、3wt%
三核酢酸鉄水溶液soo mlと5−、vt%塩化カリ
ウム水溶液20θmlの混合液を入れ、これに精製セピ
オライトの3.011を分散させる。ついで室温で2q
時間撹拌を行い、得られた生成物をp別し100ccで
乾燥する。このようにして得られたK C1流速100
1nl / minの水素気流中、soo ccで/ 
51Fuli間水素還元したものを合成ガス転化反応用
触媒とした。反応条件を全圧/ (7kg/、:Tn2
(Co/H2/Ar 、=’I’1−79 : ’I!
r、// : 1O−10)、 GH3V =3.00
01+−1(触媒腓グmeすなわち/・7qy)、反応
温度30/〜376℃となるようにして合成ガス転fヒ
反応を行ったところ、表3のような結果が得られた。ず
なわぢ、三核酢酸鉄−セビオライト複合体をこのように
さらにK C1で修飾することによシ、低級オレフィン
(エチレン+プロピレン)の選択率の向上が見られ、3
&、2L:C〜J7A Ccの温度範囲で3Oチ以上の
選−に和を示した。
実施例グ K C1−三核酢酸鉄−セビオライト複合体の調製法は
実施例3とはソ同一であるが、3 wt%三核酢酸鉄水
溶液と5wt%塩化カリウム水溶液の使用量をそれぞれ
100 mlとSθmlとした。得られた複合体のFe
、 K、 Clの担持量はそれぞれ/、5.θg、7.
8wtチであった。
この物質を流量100 me/m1n の水素気流中S
OO%で15時間水素還元したものを触媒として、全圧
/ Okg/cm 2(co/H2/Ar = ’!−
グ、31: ’f’5.37 : /θ、oq)。
GH3V=/θ、θooh=<触媒量、:l mlすな
わち0貿幻。
反応温度377〜376%の反応条件下で合成ガス転化
反応を行ったところ、表4のような結果が得られた。す
なわち、376%で(エチレン+プロピレン)の選択率
は3!; 、 03%に達し、その時の一酸fヒ炭゛素
転化率は7,39%(有効転化率は!、AS係)であっ
た。
比較例 テフロン撹拌子を入れた/lガラスビーカーに3 wt
%硝酸第二鉄水溶液!;00 mlを入れ、これに精製
セピオライトを309分散させた。この混合物溶液を室
温で21/一時間攪拌し、得られた生成物をfj態別後
100℃で乾燥した。このようにしてイ(Jられた硝酸
鉄−セビオライト複合体(Fe の相持量/、/wt%
)を流量/θ0+nJ/min の水素銀vIL中SO
O宅で75時間還元したものを触媒として、全圧/θk
g/cm2(Co/H2/Ar == /l’l 、7
9 : ’Is // : / 0 /の。
GH8V=3.000 b−1(触媒グmeずなわち/
、btx 、9) 。
反応温度303〜.3’/7 qCの反応条件下て合成
ガス転化反応を行ったところ表5のような結果が得られ
た。すなわち、いずれの反応温度領域においてもも一酸
化炭素の転化率は低く/チリ下であり、事実上この触媒
系では合成ガス転化反応はほとんど進行しないことがわ
かる。
したがって、本発明の複合体の鉄成分としては、三核酢
酸鉄を原料物質として選ぶことが特に重要でル)ること
かわかる。
供給ガス濃度(vo6%) Ar”1[]42 C0=
4’411 H2=45.47C6UP O,000,
000,000,00o、oo o、oo ’o、oo
 o、oo o、oo o、o。
73.85 67−35 76−28 76.89 7
6−U(378,669,9614,198,446,
436,867,66供給ガス濃度(vo4%) Ar
=10・51 Co−13,971/−5,’ 1ソ・
’F 1ソ・49 18・50 16.11 11.9
7供給if ス濃度(vo(7%) Ar=11:Li
、OC0=44.79:IU・ンU 51・]b 5]
・]1 60・51 30.82 31.38供給ガス
濃度(vod%) Ar=10−09 C0=44.5
4EtOHO,00、00DOO,00CLOODME
 O,000,000,000・00BEN、 0・o
o o、oo o、oo o、o。
TOL、 0・oo o、oo o・oo o、ocX
YL、 0・oo o、oo o、oo o、o。
C6UP O,000,000,000,00TOTA
L 5・91 15.(5627,1560,28(:
、、==+(:3= 3・58 8.76 1420 
26605 6 7 8 9 10 4.50 6.22 7,17 8,81 7,39 
8.91ろ、62 4,90 5.53 6.67 5
,65 6.6526、ろ8 29.98 ろ311 
5659 37 72 38−5815.08 14.
71 14.49 16.30 18.09 17.ろ
010.17 9.37 9,56 7,90 7,1
7 7.4817.04 16.82 17.01 1
6.78 16.96 16・735.76 3.29
 2.66 1.99 1.47 .1.520.00
 0.53 2,62 3.1.lS 1.50 3.
42o、oo o、oo o、oo’ o、oo o、
oo o、o。
O,000,000,000,370,000,000
,000,4ろ 0.00 0.00 1.70 3,
171.80 1.31 1.93 0,00 0.0
0 1.1io、oo o、oo o、oo o、oo
 O,oo’o、o。
o、oo o、oo o、oo o、oo o、oo 
o、o。
o、oo o、oo o、oo o、oo o・oo 
o、o。
o、oo o、oo o、oo o、oo o、oo 
o、o。
o−oo o、oo o・oo o、oo o、oo 
o、o。
o、oo o、oo o、oo o、oo o、oo 
o、o。
o、oo o、oo o、oo o、oo o、oo 
o、o。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) セビオライト(sepiolite)又はセビ
    オライトを主成分とする物質に対し、鉄成分として三核
    酢酸鉄を担持することによって得られる三核酢酸鉄−セ
    ビオライト複合体。
  2. (2)三核酢酸鉄の担持量はFeに換算してθ/〜2Q
     wt係でなる特許請求の範囲第7項の複合体。
  3. (3)特許請求の範囲第1項あるいは第2項記載の三核
    酢酸鉄−セビオライト複合体を主成分とする、合成ガス
    から低級オレフィンを合成するための触媒。
JP58172737A 1983-09-19 1983-09-19 三核酢酸鉄−セピオライト複合体およびそれを触媒とする低級オレフインの製造法 Granted JPS6064992A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021516147A (ja) * 2018-01-26 2021-07-01 中国科学院大▲連▼化学物理研究所Dalian Institute Of Chemical Physics,Chinese Academy Of Sciences 有機アルカリで修飾された複合触媒及び一酸化炭素の水素化によるエチレンの製造方法
JP2021516146A (ja) * 2018-01-26 2021-07-01 中国科学院大▲連▼化学物理研究所Dalian Institute Of Chemical Physics,Chinese Academy Of Sciences 触媒及び合成ガスの直接転化による低級オレフィンの製造方法

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