JPS6118729A - エタンのエチレンへのオキシ脱水素化法 - Google Patents
エタンのエチレンへのオキシ脱水素化法Info
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- JPS6118729A JPS6118729A JP60139259A JP13925985A JPS6118729A JP S6118729 A JPS6118729 A JP S6118729A JP 60139259 A JP60139259 A JP 60139259A JP 13925985 A JP13925985 A JP 13925985A JP S6118729 A JPS6118729 A JP S6118729A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
好な選択率とを特色とする改良触媒を使用する方法に関
する。
する。
発明の背景
エタンのエチレンへの低温オキシ脱水素はジャーナル
オブ カタリ′スト (Journaj ofOata
jyst ) 52、第116〜132頁d978年)
におけるE、 M、ソルスタインソン(Thorste
−4n5On )、’I’、 P、ウィルソン(W1j
!son )、F、 G。
オブ カタリ′スト (Journaj ofOata
jyst ) 52、第116〜132頁d978年)
におけるE、 M、ソルスタインソン(Thorste
−4n5On )、’I’、 P、ウィルソン(W1j
!son )、F、 G。
ヤング(Young ) 及びp、H,カサイ(Kas
ai )による「ザ オキシデイテメfブ デハイド四
ゲネーション オブ エタン オーバー カフリスト
コンテイニング ミクスド オキサイド オプ モリプ
デナA 7yド バナジウム(’rhe 0cida
tivs De−hydrogenation of
Ethane over 0ataノystO
ontaining Hlxed 0xle o
f Moノybclenum andVanacl
ium ) J、の刊行以来周知である。この論文はモ
リブデン及びバナジウムと共に他の遷移金属酸化物(T
i、 Or、 Mn、 Fe、 Oo、 Ni、 Nb
、 Ta及びOe)を含有する混合酸化物触媒を開示
している。該触媒はエタンのエチレンへのオキシ脱水素
に対し200℃のような低い温度において活性である。
ai )による「ザ オキシデイテメfブ デハイド四
ゲネーション オブ エタン オーバー カフリスト
コンテイニング ミクスド オキサイド オプ モリプ
デナA 7yド バナジウム(’rhe 0cida
tivs De−hydrogenation of
Ethane over 0ataノystO
ontaining Hlxed 0xle o
f Moノybclenum andVanacl
ium ) J、の刊行以来周知である。この論文はモ
リブデン及びバナジウムと共に他の遷移金属酸化物(T
i、 Or、 Mn、 Fe、 Oo、 Ni、 Nb
、 Ta及びOe)を含有する混合酸化物触媒を開示
している。該触媒はエタンのエチレンへのオキシ脱水素
に対し200℃のような低い温度において活性である。
エタンのエチレンへのオキシ脱水素の効率は通常には主
として二つのパラメータによって定められる。すなわち
エタンの転化率とエチ1/ンに対する選択率(効率)と
である。本明細書に使用されるこれらの用語は下記のよ
うに定義する:(式中:〔〕は成分の相、対モル数であ
り、酢酸の生成は無視することン:11できる〕。当業
界において該用語は成る場合には異なる計算をされるけ
れど、いずれの方法により計算された値も実質的に同一
である。
として二つのパラメータによって定められる。すなわち
エタンの転化率とエチ1/ンに対する選択率(効率)と
である。本明細書に使用されるこれらの用語は下記のよ
うに定義する:(式中:〔〕は成分の相、対モル数であ
り、酢酸の生成は無視することン:11できる〕。当業
界において該用語は成る場合には異なる計算をされるけ
れど、いずれの方法により計算された値も実質的に同一
である。
成る反応条件下においては酢酸の実質量が同時生成物と
して生成されることがあり、エチレン及び酢酸への反応
効率は下記方程式により計算される: エチレン及び酢酸に対する選択率(効率〕=米国特許第
4,250,346号明細書は550 T;以下の温度
におけるエタンのエチレンへの接触:lr*シ脱水素に
ついて開示し、この場合触媒は比:NoaXb Y。
して生成されることがあり、エチレン及び酢酸への反応
効率は下記方程式により計算される: エチレン及び酢酸に対する選択率(効率〕=米国特許第
4,250,346号明細書は550 T;以下の温度
におけるエタンのエチレンへの接触:lr*シ脱水素に
ついて開示し、この場合触媒は比:NoaXb Y。
(式中: X = Or、 Mn、 Nb、 Ta、
Ti、 V、及び/又はwY = Bi、 Oe
、 Co、 Ou、 Fe、 K、、Mg、
Ni、 P。
Ti、 V、及び/又はwY = Bi、 Oe
、 Co、 Ou、 Fe、 K、、Mg、
Ni、 P。
Pb; Sb、 81. Sn、 ’I’l、及び/又
はUa= 1 b = 0.0 5〜1.0 C=0〜2である) における元素No、X及びYより成るか焼組成物である
。
はUa= 1 b = 0.0 5〜1.0 C=0〜2である) における元素No、X及びYより成るか焼組成物である
。
a、b、及びCの数値はそれぞれ触媒組成物中に存在す
る元素Mo、X及びYの相対ダラム原子比を表わす。元
素Mo、X及びYは馳媒組成物中に酸素と共に存在する
。
る元素Mo、X及びYの相対ダラム原子比を表わす。元
素Mo、X及びYは馳媒組成物中に酸素と共に存在する
。
該特許明細書は多様な組成物を開示している。
しかしながらアンチモンを特徴する特許明細書の実施例
の全部である実施例27.28及ヒ41は非常に貧弱な
結果を開示した。実施例27は組成v、 sb 1.
ce 、を有する触媒を有し、エチレンの生成に対し全
く選択性を有しなかった。実施例28は組成Sb、HV
I Nbl 13i1を有する触媒を有し、525℃に
おいてわずかに26%の選択率の初期活性を有した。実
施例41は”01aV4Sbllの組成を有する触媒を
有し、300℃において95%の選択率と共に6%の転
化率を与え、400℃において23%の転化率及び75
%の選択率を与えた。
の全部である実施例27.28及ヒ41は非常に貧弱な
結果を開示した。実施例27は組成v、 sb 1.
ce 、を有する触媒を有し、エチレンの生成に対し全
く選択性を有しなかった。実施例28は組成Sb、HV
I Nbl 13i1を有する触媒を有し、525℃に
おいてわずかに26%の選択率の初期活性を有した。実
施例41は”01aV4Sbllの組成を有する触媒を
有し、300℃において95%の選択率と共に6%の転
化率を与え、400℃において23%の転化率及び75
%の選択率を与えた。
米国特許第4,339,355号明細1はモリブデン、
バナジウム及びニオブと、Co、 Or、 Ou、 F
e。
バナジウム及びニオブと、Co、 Or、 Ou、 F
e。
In、Rm及び/又はYである第4番目の金属との触媒
性酸化物を開示している。該特許明細書は該触媒が不飽
和脂肪族アルデヒドの、対応する脂肪族カルボン酸への
気相接触酸化に対して好適であることを開示している。
性酸化物を開示している。該特許明細書は該触媒が不飽
和脂肪族アルデヒドの、対応する脂肪族カルボン酸への
気相接触酸化に対して好適であることを開示している。
米国特許第4.1.48,757号明細書はオレフィン
の酸化及び/又はアンモ酸化用の触媒を開示している。
の酸化及び/又はアンモ酸化用の触媒を開示している。
該特許明細11は詳しくは酸化及び/又はアンモ酸化用
触媒の新規な製造方法に関し、該触媒に対し下記の一般
式を示している: CMrnNnOx)、CAal Cj b+ Do+
B6 t F 0+ N f+ Oy 〕p(式中; M=刀i、 Te、 Sb、 Sn、及び/又はOuN
’=Mo及び/又はW A−アルカリ、T)、及び/又は8m O= Ni、 Oo、 Mn、 Mg、 Be、 Oa
、 Si、 Ba、 Zn。
触媒の新規な製造方法に関し、該触媒に対し下記の一般
式を示している: CMrnNnOx)、CAal Cj b+ Do+
B6 t F 0+ N f+ Oy 〕p(式中; M=刀i、 Te、 Sb、 Sn、及び/又はOuN
’=Mo及び/又はW A−アルカリ、T)、及び/又は8m O= Ni、 Oo、 Mn、 Mg、 Be、 Oa
、 Si、 Ba、 Zn。
Od、及び/又はHg
D = Fe、 Or、 Oe、及び/又はV刀=P、
As、 B、 5b F−希土類、 Ti、 Zr、 Nb、 Ta、 R
e、 Ru、 Ag。
As、 B、 5b F−希土類、 Ti、 Zr、 Nb、 Ta、 R
e、 Ru、 Ag。
、Au、 AIr Ga、 In、 Sit Ge、
pb、 ’rh 1及び/又はU a=0〜4 b=Q 〜20 C= 0.0 1〜20 d=Q 〜4 e=0〜8 f=8〜16 m = 0.10〜10 n = O−1〜30.であり、 X及びyは酸素に対する他の元素の原子価の要求を満足
させるような数であり、q/pの比は0.1〜10であ
る) 上記米国特許第4,148,757号明細書に開示され
た触媒で、エタンのエチレンへのオキシ脱水素に適して
〜・るとして開示されたものは一つもない。
pb、 ’rh 1及び/又はU a=0〜4 b=Q 〜20 C= 0.0 1〜20 d=Q 〜4 e=0〜8 f=8〜16 m = 0.10〜10 n = O−1〜30.であり、 X及びyは酸素に対する他の元素の原子価の要求を満足
させるような数であり、q/pの比は0.1〜10であ
る) 上記米国特許第4,148,757号明細書に開示され
た触媒で、エタンのエチレンへのオキシ脱水素に適して
〜・るとして開示されたものは一つもない。
更にその上オレフィンに対する該触媒の適合性はエタン
のエチレンへのオキシ脱水素に対する該触媒の使用とは
かけ離れたことを教示するものである。なぜならエチレ
ンが酸素化されることが予想されるからである。
のエチレンへのオキシ脱水素に対する該触媒の使用とは
かけ離れたことを教示するものである。なぜならエチレ
ンが酸素化されることが予想されるからである。
発明の条約
本発明は気相におけるエタンのエチレンへの低温接触オ
キシ脱水素化法に関し、 Mo a’Fb Nb oS bd (式中:a=0.5〜0.9 b=o、1〜0.4 c=o、ool 〜0.2 d=0.001 〜0.1 である)の組成の、か(熾)焼組成物を有する触媒を使
用することを特色とする。
キシ脱水素化法に関し、 Mo a’Fb Nb oS bd (式中:a=0.5〜0.9 b=o、1〜0.4 c=o、ool 〜0.2 d=0.001 〜0.1 である)の組成の、か(熾)焼組成物を有する触媒を使
用することを特色とする。
a、b、c及びdの値は、それぞれ触媒中における元素
MO1V、Nb及びsbの相対グラム原子を構成する。
MO1V、Nb及びsbの相対グラム原子を構成する。
これら元素は種々の配合物の形態において酸素と結合し
て存在する。
て存在する。
発明の検討
本発明の触媒は担体と共に、又は担体なしで使用するこ
とができる。使用する化付物の選択ならびに触媒製造に
採用される特定の手順は触媒の性能に対して有意の効果
を有することがある。触媒組成物の元素は酸化物として
酸素と結合している。
とができる。使用する化付物の選択ならびに触媒製造に
採用される特定の手順は触媒の性能に対して有意の効果
を有することがある。触媒組成物の元素は酸化物として
酸素と結合している。
好ましくは触媒は各金属の可溶性化合物及び/又は錯体
及び/又は化合物の溶准から製造する。
及び/又は化合物の溶准から製造する。
該溶液は約20℃ないし約100℃の温度において田1
〜12、更に好ましくは田5±3を有する水性系である
ことが好ましい。
〜12、更に好ましくは田5±3を有する水性系である
ことが好ましい。
一般的に、十分な量の可溶性化合物を溶解させ、不溶性
化合物を分散させて触媒組成物における元素の所望のグ
ラム原子比を得ることにより、元素を含有する化合物の
混合物を製造する。次いで該溶液系罠おける化合物の混
合物から水又はその他の溶媒を除去することにより触媒
組成物を製造する。乾燥した触媒を空気中又は酸素中で
約1分間ないし約24時間にわたって約220℃ないし
約550℃の温度に加熱することによりか焼して所望の
触媒組成物を生成させる。一般的に、温度が高ければ高
いほど所要時間が短かくなる。
化合物を分散させて触媒組成物における元素の所望のグ
ラム原子比を得ることにより、元素を含有する化合物の
混合物を製造する。次いで該溶液系罠おける化合物の混
合物から水又はその他の溶媒を除去することにより触媒
組成物を製造する。乾燥した触媒を空気中又は酸素中で
約1分間ないし約24時間にわたって約220℃ないし
約550℃の温度に加熱することによりか焼して所望の
触媒組成物を生成させる。一般的に、温度が高ければ高
いほど所要時間が短かくなる。
触媒に対する好適な担体はシリカ、酸化アルミニウム、
炭化ケイ素、ジルコニア、チタニア及びそれらの混合物
を包含する。該担持触媒は担体上において使用される場
合、通常には触媒組成物約10〜50重量%を包含し、
残りは担体である。
炭化ケイ素、ジルコニア、チタニア及びそれらの混合物
を包含する。該担持触媒は担体上において使用される場
合、通常には触媒組成物約10〜50重量%を包含し、
残りは担体である。
好ましくはモリブデンはパラモリブデン酸アンモニウム
のようなアンモニウム塩、又はアセテート、オキザレー
ト、マンプレート及びグリコレートのようなモリブデン
の有機酸塩の形態で溶液中に導入する。使用することの
できる若干のその他の部分的に水溶性のモリブデン化合
物は酸化モリブデン、モリブデン酸及びモリブデン塩化
物を包含する・ 好ましくは、バナジウムはメタバナジン酸アンモニウム
又はデカバナジン酸アンモニウムのようなアンモニウム
塩、又はアセテート、オキザレート、及びタートレート
のようなバナジウムの有機酸塩の形態で溶液中に導入す
る。酸化バナジウム、及びバナジウム硫酸塩のような部
分的に水溶性のバナジウム化合物を使用することもでき
る。
のようなアンモニウム塩、又はアセテート、オキザレー
ト、マンプレート及びグリコレートのようなモリブデン
の有機酸塩の形態で溶液中に導入する。使用することの
できる若干のその他の部分的に水溶性のモリブデン化合
物は酸化モリブデン、モリブデン酸及びモリブデン塩化
物を包含する・ 好ましくは、バナジウムはメタバナジン酸アンモニウム
又はデカバナジン酸アンモニウムのようなアンモニウム
塩、又はアセテート、オキザレート、及びタートレート
のようなバナジウムの有機酸塩の形態で溶液中に導入す
る。酸化バナジウム、及びバナジウム硫酸塩のような部
分的に水溶性のバナジウム化合物を使用することもでき
る。
好ましくはニオブはオキザレートの形態で溶液中に導入
される。可溶性形態におけるこの金属の他の原料はニオ
ブがβ−ジケトネート、カルボン酸、アミン、及びアル
コール又はアルカノールアミンと配位し、結合し、又は
錯体を形成している化合物を包含する。
される。可溶性形態におけるこの金属の他の原料はニオ
ブがβ−ジケトネート、カルボン酸、アミン、及びアル
コール又はアルカノールアミンと配位し、結合し、又は
錯体を形成している化合物を包含する。
好ましくはアンチモンはシュウ酸アンチモンの形態で溶
液中に導入する。酸化アンチモン及び塩化アンチモンの
ようなアンチモンのその他の可溶性及び不溶性の化合物
を使用することができる。
液中に導入する。酸化アンチモン及び塩化アンチモンの
ようなアンチモンのその他の可溶性及び不溶性の化合物
を使用することができる。
好ましぐは触媒は下記の一般的手順によって調製する。
バナジウム化合物を水と混合して第一の溶液又は分散液
を形成し、ニオブ及びアンチモンの化合物を水と混合し
て第二の溶液分散液を形成し、モリブデン化合物を水と
混合して第三の溶液又は分散液を形成する。第−及び第
二の溶液を別個に加熱し、約15分間かきまぜ、次いで
一緒にして約15分間加熱しながらかきまぜる。第三の
溶液を加熱し、かつかきまぜ°、次いで一緒にした第−
及び第二の溶液に添加して混合溶液を形成する。該混合
溶液を約15分間かきまぜ、かつ加熱した後、該混合溶
液を通常には空気中において蒸発させて速やかに乾燥す
る。しかし乾燥は不活性雰囲気中において行うことがで
きる。
を形成し、ニオブ及びアンチモンの化合物を水と混合し
て第二の溶液分散液を形成し、モリブデン化合物を水と
混合して第三の溶液又は分散液を形成する。第−及び第
二の溶液を別個に加熱し、約15分間かきまぜ、次いで
一緒にして約15分間加熱しながらかきまぜる。第三の
溶液を加熱し、かつかきまぜ°、次いで一緒にした第−
及び第二の溶液に添加して混合溶液を形成する。該混合
溶液を約15分間かきまぜ、かつ加熱した後、該混合溶
液を通常には空気中において蒸発させて速やかに乾燥す
る。しかし乾燥は不活性雰囲気中において行うことがで
きる。
触媒な担体と共に使用すべき場合には担体な含浸する前
に該混合溶液な濾過して不溶性部分を除去することが望
ましいと思われる。ν過は焼結ガラス又はp紙を使用し
、吸引をして、又はせずに行うことができる。
に該混合溶液な濾過して不溶性部分を除去することが望
ましいと思われる。ν過は焼結ガラス又はp紙を使用し
、吸引をして、又はせずに行うことができる。
触媒の表面積及び活性は温浸(digestion )
時間、すなわち混合溶液を蒸発させて乾燥させるに要す
る時間に関係することがわかった。120℃における乾
燥前に比較的長時間、すなわち30分又はそれ以上にわ
たり温浸させた組成物は一般的に表面積の減少を伴って
粒子が成長する。
時間、すなわち混合溶液を蒸発させて乾燥させるに要す
る時間に関係することがわかった。120℃における乾
燥前に比較的長時間、すなわち30分又はそれ以上にわ
たり温浸させた組成物は一般的に表面積の減少を伴って
粒子が成長する。
本発明の触媒は最高かつ可能な酸化状態のわずかに下方
にある金属成分の1種又はそれ以上を有すべきであると
思われる。か焼は該溶液から調製した乾燥固体上に空気
又は成る種のその他の酸素含有ガスを流して、触媒製造
用の溶液に導入されるNH,又は有機還元剤のような還
元剤の還元作用を制御しつつ行う。該ガスの流量は装置
と、生成される触媒の性質を最適化するために使用され
る固体量とに対して実験的に定めることができる。
にある金属成分の1種又はそれ以上を有すべきであると
思われる。か焼は該溶液から調製した乾燥固体上に空気
又は成る種のその他の酸素含有ガスを流して、触媒製造
用の溶液に導入されるNH,又は有機還元剤のような還
元剤の還元作用を制御しつつ行う。該ガスの流量は装置
と、生成される触媒の性質を最適化するために使用され
る固体量とに対して実験的に定めることができる。
触媒中の金属の遊離原子価の1又はそれ以上がオキシド
、ヒドロキシル及びCO8の1個又はそれ以上により占
められる。
、ヒドロキシル及びCO8の1個又はそれ以上により占
められる。
一般的に担持又は非担持の触媒を固定床又は流動床にお
いて使用することができる。
いて使用することができる。
エタン源として使用する原料は少な(とも3容量%のエ
タンを含有するガスの流れであることができる。該ガス
の流れはそれぞれ5容i:%以下の少量の水素、−酸化
炭素、ならびにC8〜C6のアルカン及びアルケンをも
含有することができる。
タンを含有するガスの流れであることができる。該ガス
の流れはそれぞれ5容i:%以下の少量の水素、−酸化
炭素、ならびにC8〜C6のアルカン及びアルケンをも
含有することができる。
また該ガスの流れは5容量シ以上の大量の窒素、メタン
、二酸化炭素及びスチーム状の水をも含有することがで
きる。
、二酸化炭素及びスチーム状の水をも含有することがで
きる。
本発明の触媒は実質的にエタンのエチレンへのオキシ脱
水素に限定される。なぜなら該触媒はプロパン、n−ブ
タン、及びブテン−1を効率的にオキシ脱水素せずこれ
らのガスを燃焼させて二酸化炭素及びその他の酸化され
た炭素質生成物とするからである。
水素に限定される。なぜなら該触媒はプロパン、n−ブ
タン、及びブテン−1を効率的にオキシ脱水素せずこれ
らのガスを燃焼させて二酸化炭素及びその他の酸化され
た炭素質生成物とするからである。
本方法を行う反応混合物は一般的にエタン1そル、純酸
素又は空気形態のいずれかの分子状酸素0.01ないし
1.0モル、及びスチームの形態の水ゼロないし4.0
モルである。水又はスチームは反応に対する反応希釈剤
又は加熱調節剤として使用される。反応希釈剤又は加熱
調節剤としては窒素、ヘリウム、二酸化炭素及びメタン
のような、その他のガスを使用することもできる。
素又は空気形態のいずれかの分子状酸素0.01ないし
1.0モル、及びスチームの形態の水ゼロないし4.0
モルである。水又はスチームは反応に対する反応希釈剤
又は加熱調節剤として使用される。反応希釈剤又は加熱
調節剤としては窒素、ヘリウム、二酸化炭素及びメタン
のような、その他のガスを使用することもできる。
反応の過程中、オキシ脱水素されるエタン61モルに対
して水1モルが生成する。反応からの水は若干lの酢酸
を生成させることになる。数気圧の圧力下においてエチ
レン1モル当り酢酸約0.05〜0.25モルが生成す
る。
して水1モルが生成する。反応からの水は若干lの酢酸
を生成させることになる。数気圧の圧力下においてエチ
レン1モル当り酢酸約0.05〜0.25モルが生成す
る。
供給物の流れに添加される水もまた、生成されるエチレ
ン1モル当り酢酸約0.25〜1.0までの追加量の酢
酸の生成をもたらす。
ン1モル当り酢酸約0.25〜1.0までの追加量の酢
酸の生成をもたらす。
反応混合物の気体成分はエタン及び酸素と、場合により
希釈剤とを包含し、これらの成分は均一に混合してから
反応帯域に導入する。該成分は別個に、又は混合後に予
熱してから反応帯域に導入することができる。該反応帯
域は約200℃ないし約450℃の温度を有すべきであ
る。
希釈剤とを包含し、これらの成分は均一に混合してから
反応帯域に導入する。該成分は別個に、又は混合後に予
熱してから反応帯域に導入することができる。該反応帯
域は約200℃ないし約450℃の温度を有すべきであ
る。
反応帯域は一般的に約1〜30気圧、好ましくは1〜2
0気圧の圧力;約り50℃〜約450℃、好ましくは約
り00℃〜約400℃の温度;約0.1〜約100秒、
好ましくは約1〜10秒の反応混合物と触媒との間の接
触時間i及び約50〜5000時間−1、好ましくは2
00〜3000時間−1の空間速度を有する。
0気圧の圧力;約り50℃〜約450℃、好ましくは約
り00℃〜約400℃の温度;約0.1〜約100秒、
好ましくは約1〜10秒の反応混合物と触媒との間の接
触時間i及び約50〜5000時間−1、好ましくは2
00〜3000時間−1の空間速度を有する。
接触時間は触媒床の見かけ容積と、与えられた反応条件
下の単位時間における触媒床への気体反応混合物の供給
物の容積との間の比として定義される。
下の単位時間における触媒床への気体反応混合物の供給
物の容積との間の比として定義される。
空間速度は1時間にわたって放出された全流出物のリッ
トル数における全反応器出口ガス当量を反応器中の触媒
のリットル数で除したものを測定することによって計算
する。この室温容積な0℃、760 mugにおける容
積に換算する:反応圧力は最初に気体反応体及び希釈剤
の供給によって与えられ、反応開始後においては好まし
くは反応器出口の流れ中に設置した背圧調整装置の使用
により圧力を維持する。
トル数における全反応器出口ガス当量を反応器中の触媒
のリットル数で除したものを測定することによって計算
する。この室温容積な0℃、760 mugにおける容
積に換算する:反応圧力は最初に気体反応体及び希釈剤
の供給によって与えられ、反応開始後においては好まし
くは反応器出口の流れ中に設置した背圧調整装置の使用
により圧力を維持する。
反応温度は、所望の反応温度に加熱したテトラリン、溶
融塩混合物のような適当な伝熱媒体又はその他の適当な
熱伝達剤中に浸せきさせた器壁な有する円筒状転化器内
に触媒床を置くことにより与えることが好ましい。
融塩混合物のような適当な伝熱媒体又はその他の適当な
熱伝達剤中に浸せきさせた器壁な有する円筒状転化器内
に触媒床を置くことにより与えることが好ましい。
一般的に本方法は単段階において、反応用酸素の全部を
不活性希釈剤と共に供給する。生成したエチレンの単離
を容易にするために希釈剤を使用せずに操作することが
望ましい。希釈剤を使用しない場合は若干の問題が起き
る。なぜならば大量の酸素は有害な条件を生ずることが
あり、水及び酢酸の非制御的存在はエチレンの生成に悪
い影響を与えることがあるからである。したがって多段
階を採用することにより本方法が改良されると思われる
。多段階はエタンの全反応に必要なla素を穏々の段階
に導入させ、それにより潜在的に有害な状態を回避する
のである。
不活性希釈剤と共に供給する。生成したエチレンの単離
を容易にするために希釈剤を使用せずに操作することが
望ましい。希釈剤を使用しない場合は若干の問題が起き
る。なぜならば大量の酸素は有害な条件を生ずることが
あり、水及び酢酸の非制御的存在はエチレンの生成に悪
い影響を与えることがあるからである。したがって多段
階を採用することにより本方法が改良されると思われる
。多段階はエタンの全反応に必要なla素を穏々の段階
に導入させ、それにより潜在的に有害な状態を回避する
のである。
意外にも、初期段階において酸素の全量を供給せずに種
々の段階において酸素を供給することはエチレンの生成
に対して有害な影響が全くない。
々の段階において酸素を供給することはエチレンの生成
に対して有害な影響が全くない。
そのほか、複数段階の使用により最初の段階埋装の段階
において存在する水の廿の調節ができる。
において存在する水の廿の調節ができる。
所望により水を取り出すことができ、それにより酢酸の
生成が最小化される。
生成が最小化される。
本発明の触媒と先行技術の触媒との性能を比較すること
が望ましい。最良には、同一の条件の組及び同一装置に
対して比較を行うべきである。このことは必ずしも便利
ではなく、かつ経済的に正しくない。
が望ましい。最良には、同一の条件の組及び同一装置に
対して比較を行うべきである。このことは必ずしも便利
ではなく、かつ経済的に正しくない。
触媒性能を比較するための適度に良好な基準はエタンの
同一転化率に対するエチレンへの選択率を比較すること
によって達成することができる。
同一転化率に対するエチレンへの選択率を比較すること
によって達成することができる。
これは使用可能な運転温度範四にわたるエチレンへの選
択率とエタンの転化率との間における、見出された実質
的線状関係を利用することにより容易に達成することが
できる。すなわち、2組のデータから任意の所望の組の
値に補間又は補性することができるので、比較のために
使用されるエタンの転化率において実際に操作する必要
はない。
択率とエタンの転化率との間における、見出された実質
的線状関係を利用することにより容易に達成することが
できる。すなわち、2組のデータから任意の所望の組の
値に補間又は補性することができるので、比較のために
使用されるエタンの転化率において実際に操作する必要
はない。
実施例
数個の実施例を実′t@1−て本発明を実証し、かつ先
行技術と比較した。
行技術と比較した。
種々の触媒に対する操作を円筒状反応器において下記の
条件下に行った: 気体供給物の組成はエタン8容量%、酸素6.5容t%
及びヘリウム85.5容量%であった。空間速度は1気
圧の全圧において約720時間−1であった。反応器は
、送風機付きの350℃〜425℃の温度における炉に
おいて加熱される直径9鰭のステンレス鋼製の真直ぐな
円筒より成るものであった。反応器は触媒2.5gを内
容物として有した。反応床の深さは深さ対断面の比が約
7であるように約6のであった。液体生成物、すなわち
水及び痕跡量の酢酸をトラップに凝縮させ、気体生成物
を、5Aモレキユラーシーブ(6o/s Oメツシュ)
の3 m X 3 Kmカラム上で65°c((おいて
酸素及び−酸化炭素について分析を行った。65℃にお
ける分析を商fi POROPAK Q (50,/’
−80メツシュ)のもとに市販されている材料9・i、
s m x3朋カラム上において二酸化炭素、エチレン
、及びエタンについて分析を行った。すべての揚台に転
化率及び選択率の計算は化学量論を基準とした:0、H
6+−HO,→ 02i(4+馬00sHa + 万0
2 →2 C,0+3 H*0011H6+20s
→ 2 Co、 +3 HptO実施例1 下記の組成を有する触媒をX’14した:14°0.6
9 ■0.21 NbO,07”bo、0314.5
、@の爪のメタバナジン酸アンモニウム(V O,1
24グラム原子)を20 CIA!(7)水に添加し、
かくはんしながら15分間にわたり75℃に加熱した。
条件下に行った: 気体供給物の組成はエタン8容量%、酸素6.5容t%
及びヘリウム85.5容量%であった。空間速度は1気
圧の全圧において約720時間−1であった。反応器は
、送風機付きの350℃〜425℃の温度における炉に
おいて加熱される直径9鰭のステンレス鋼製の真直ぐな
円筒より成るものであった。反応器は触媒2.5gを内
容物として有した。反応床の深さは深さ対断面の比が約
7であるように約6のであった。液体生成物、すなわち
水及び痕跡量の酢酸をトラップに凝縮させ、気体生成物
を、5Aモレキユラーシーブ(6o/s Oメツシュ)
の3 m X 3 Kmカラム上で65°c((おいて
酸素及び−酸化炭素について分析を行った。65℃にお
ける分析を商fi POROPAK Q (50,/’
−80メツシュ)のもとに市販されている材料9・i、
s m x3朋カラム上において二酸化炭素、エチレン
、及びエタンについて分析を行った。すべての揚台に転
化率及び選択率の計算は化学量論を基準とした:0、H
6+−HO,→ 02i(4+馬00sHa + 万0
2 →2 C,0+3 H*0011H6+20s
→ 2 Co、 +3 HptO実施例1 下記の組成を有する触媒をX’14した:14°0.6
9 ■0.21 NbO,07”bo、0314.5
、@の爪のメタバナジン酸アンモニウム(V O,1
24グラム原子)を20 CIA!(7)水に添加し、
かくはんしながら15分間にわたり75℃に加熱した。
Nb、O,として計算して10i量%を含有する溶液5
1.3 gの量のシュウ酸ニオブ(NbO,039グラ
ム原子)及び4.76.9の量のシュウ酸アンチモン(
III) (sb 0.019グラム原子)を第二の
200Mの水に添加し、かくはんしながら15分間にわ
たり75℃に加熱した。該第二の混合物を該第−の混合
物と一緒にし、この組合せをかくはんしながら15分間
にわたり75℃に加熱した。第三の2001mの水にバ
ラモリブデン酸アンモニウム70.6.17(Mo
0.40グラム原子)を添加した。この混合物をかくは
んしながら15分間にわたり75℃に加熱し、次いで前
記組合せ混合物に添加した。この最終混合物を75℃に
おいて加熱し、15分間かくはんした。
1.3 gの量のシュウ酸ニオブ(NbO,039グラ
ム原子)及び4.76.9の量のシュウ酸アンチモン(
III) (sb 0.019グラム原子)を第二の
200Mの水に添加し、かくはんしながら15分間にわ
たり75℃に加熱した。該第二の混合物を該第−の混合
物と一緒にし、この組合せをかくはんしながら15分間
にわたり75℃に加熱した。第三の2001mの水にバ
ラモリブデン酸アンモニウム70.6.17(Mo
0.40グラム原子)を添加した。この混合物をかくは
んしながら15分間にわたり75℃に加熱し、次いで前
記組合せ混合物に添加した。この最終混合物を75℃に
おいて加熱し、15分間かくはんした。
得られた混合物をスチーム加熱したステンレス鋼製蒸発
皿においてかくはんしながら空気中において蒸発させて
乾燥した。得られた固形物を破砕し、8X30メツシユ
にふ之い分けし、更に120℃における炉中で16時間
にわたって乾燥した。
皿においてかくはんしながら空気中において蒸発させて
乾燥した。得られた固形物を破砕し、8X30メツシユ
にふ之い分けし、更に120℃における炉中で16時間
にわたって乾燥した。
該乾燥した材料を8個の別個の5Qccビーカーに移し
、送風機を備えた炉において350℃の温度でか焼した
。温度は20分間にわたり室温から350℃に上げ、次
いで350℃において5時間保った。
、送風機を備えた炉において350℃の温度でか焼した
。温度は20分間にわたり室温から350℃に上げ、次
いで350℃において5時間保った。
触媒を上記の試験にしたがって試験し、結果を表Iに示
す。
す。
実施例2
比較のために、実施例1における触媒に類似するけれど
アンチモンを含有しない組成を有する触媒を製造し、試
験した。この触媒の組成は:M00.71 VO,22
Nb0.07であった。
アンチモンを含有しない組成を有する触媒を製造し、試
験した。この触媒の組成は:M00.71 VO,22
Nb0.07であった。
この触媒はシュウ酸アンチモンを包含させなかった点を
除いて実施例1において使用した手順により製造した。
除いて実施例1において使用した手順により製造した。
この触媒についての試験の結果を表1に示す。
実施例3
下記組成:
Moo、’i’OvOJI Nb0.07 Sb0.0
3を有する触媒を製造した。
3を有する触媒を製造した。
7.24.9の量のメタバナジン酸アンモニウム(v
00062グラム原子)を水100dに添加し、15分
間にわたり75℃に加熱した。Nb、O。
00062グラム原子)を水100dに添加し、15分
間にわたり75℃に加熱した。Nb、O。
として計算して1z、affifi′%を含有する溶液
22.72の量のシュウ酸ニオブ(Nb 、0.01
92グラム原子)及び酸化アンチモン(III) 1.
369 (Sb O,0093グラム原子〕を水100
d中に調製し、かくはんしながら15分間にわたり75
℃に加熱した。第二の混合物を第一の混合物と一緒にし
、該−緒にした混合物をかくはんしながら20分間にわ
たり75℃に加熱した。35.3 pの量のモリブデン
酸アンモニウム(0,200グラム原子のMo )を水
200 mlに添加し、この混合物を15分間にわたっ
てかくはんし、75℃に加熱した。次いで二つの混合物
を一緒にし、得られた混合物を15分間にわたり75℃
において加熱し、かくはんした。
22.72の量のシュウ酸ニオブ(Nb 、0.01
92グラム原子)及び酸化アンチモン(III) 1.
369 (Sb O,0093グラム原子〕を水100
d中に調製し、かくはんしながら15分間にわたり75
℃に加熱した。第二の混合物を第一の混合物と一緒にし
、該−緒にした混合物をかくはんしながら20分間にわ
たり75℃に加熱した。35.3 pの量のモリブデン
酸アンモニウム(0,200グラム原子のMo )を水
200 mlに添加し、この混合物を15分間にわたっ
てかくはんし、75℃に加熱した。次いで二つの混合物
を一緒にし、得られた混合物を15分間にわたり75℃
において加熱し、かくはんした。
実施例1に記載のようにして乾燥、か焼及び評価を行っ
た。結果を表■に示す。
た。結果を表■に示す。
実施例4
下記組成:
MOo、71 vO,21NbO,07Sbo、o15
を有する触媒を製造した。
を有する触媒を製造した。
手順及び成分の介は塩化アンチモン(III) d,0
69,8b O,0047グラム原子)を使用した点
を除いて実施例3において行ったものと同様であった。
69,8b O,0047グラム原子)を使用した点
を除いて実施例3において行ったものと同様であった。
この触媒による試験の結果を表■に示す。
実施例5
実施例2における触媒と同一の組成を有する触媒を各溶
液に対する各成分の半量と水の半量とを使用して製造し
た。実施例2にしたがい乾燥した材料を350℃の温度
においてか焼した。この触媒による試験の結果を表■に
示す。
液に対する各成分の半量と水の半量とを使用して製造し
た。実施例2にしたがい乾燥した材料を350℃の温度
においてか焼した。この触媒による試験の結果を表■に
示す。
実施例6
乾燥した材料を350℃の代りに375℃の温度におい
てか焼した点を除いて実施例5の触媒を製造した。該触
媒による試験の結果を表IK示す。
てか焼した点を除いて実施例5の触媒を製造した。該触
媒による試験の結果を表IK示す。
実施例7
化合物及び水の半量を使用した点を除いて、同一手順を
使用して実施例1の触媒を製造した。乾燥した固形物を
350℃においてか焼した。該触媒による試験の結果を
表Iに示す。
使用して実施例1の触媒を製造した。乾燥した固形物を
350℃においてか焼した。該触媒による試験の結果を
表Iに示す。
実施例8
乾燥した固形物を350℃の代りに370℃の温度にお
いてか焼した点を除いて実施例7をくり返した。該触媒
による試験の結果を表Iに示す。
いてか焼した点を除いて実施例7をくり返した。該触媒
による試験の結果を表Iに示す。
表 ■
実施例1.3.4.7及び8は本発明によるものである
が残りの実施例2.5及び6は先行技術である。実施例
1.3及び4のデータを使用した場合にエタンの50%
転化率に対し、エチレンへの計算選択率はそれぞれ75
%、63%及び66%である。実施例7及び8はエタン
の50%転化率がそれぞれ76%及び75%の選択率で
あるように測定されたことを示す。エタンの転化率50
%に対し75%以上の選択率を得ることができるという
ことは経済的に非常に有利である。
が残りの実施例2.5及び6は先行技術である。実施例
1.3及び4のデータを使用した場合にエタンの50%
転化率に対し、エチレンへの計算選択率はそれぞれ75
%、63%及び66%である。実施例7及び8はエタン
の50%転化率がそれぞれ76%及び75%の選択率で
あるように測定されたことを示す。エタンの転化率50
%に対し75%以上の選択率を得ることができるという
ことは経済的に非常に有利である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、気相中、450℃以下の温度において、エタンを発
熱的、接触的にオキシ脱水素化することによるエタンの
エチレンへの低温転化方法において、酸化物の形態にお
ける Mo_aV_bNb_cSb_d (式中、a=0.5〜0.9 b=0.1〜0.4 c=0.001〜0.2 d=0.001〜0.1 である)を含有する、か焼触媒を使用することを特徴と
する前記方法の改良方法。 2、エチレンに対する選択率がエタンの50%転化率に
対し63%以上である特許請求の範囲第1項記載の方法
。 3、エチレンに対する選択率がエタンの50%転化率に
対し75%以上である特許請求の範囲第1項記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US625778 | 1984-06-28 | ||
US06/625,778 US4568790A (en) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | Process for oxydehydrogenation of ethane to ethylene |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6118729A true JPS6118729A (ja) | 1986-01-27 |
JPH0456808B2 JPH0456808B2 (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=24507552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60139259A Granted JPS6118729A (ja) | 1984-06-28 | 1985-06-27 | エタンのエチレンへのオキシ脱水素化法 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4568790A (ja) |
EP (1) | EP0166438B1 (ja) |
JP (1) | JPS6118729A (ja) |
KR (1) | KR860000234A (ja) |
AU (1) | AU588814B2 (ja) |
BR (1) | BR8503105A (ja) |
CA (1) | CA1229352A (ja) |
DE (1) | DE3561010D1 (ja) |
MX (1) | MX167426B (ja) |
NO (1) | NO160917C (ja) |
YU (1) | YU108085A (ja) |
ZA (1) | ZA854884B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2015533341A (ja) * | 2012-10-19 | 2015-11-24 | インスティテュート メキシカーノ デル ペテロレオ | エチレンへのエタンの酸化脱水素及びこのようなプロセスのための触媒としての多金属混合酸化物の調製 |
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