JPS6132292B2 - - Google Patents

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JPS6132292B2
JPS6132292B2 JP58109900A JP10990083A JPS6132292B2 JP S6132292 B2 JPS6132292 B2 JP S6132292B2 JP 58109900 A JP58109900 A JP 58109900A JP 10990083 A JP10990083 A JP 10990083A JP S6132292 B2 JPS6132292 B2 JP S6132292B2
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JP
Japan
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catalyst
divalent metal
methanol
aluminosilicate
reaction
Prior art date
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Expired
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JP58109900A
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English (en)
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JPS601137A (ja
Inventor
Yoshinari Kawamura
Yasuhiko Kamitoku
Shinichi Kono
Yasuyoshi Yamazaki
Haruo Takatani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Publication of JPS601137A publication Critical patent/JPS601137A/ja
Publication of JPS6132292B2 publication Critical patent/JPS6132292B2/ja
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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
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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    • Y02P30/40Ethylene production

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は低級オレフインの製造方法に関し、詳
しくは特定の結晶性アルミノシリケートを触媒と
して用いることによりメタノール、ジメチルエー
テルからエチレンやプロピレン等の低級オレフイ
ンを効率よく製造する方法に関する。 従来、各種の結晶性シリケートを触媒として用
いてメタノールやジメチルエーテルから炭化水素
を製造する方法が知られている。例えばモービル
オイル社によるZSM−5ゼオライトはメタノー
ルを原料として、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にすぐれており、
その触媒としての寿命も比較的長く安定した活性
を示すものであるが、エチレン、プロピレン等の
低級オレフインを製造するには不適当なものであ
る。また、同じくZSM−34ゼオライトは、メタ
ノールから低級オレフインを製造するための触媒
としてエチレン、プロピレン等への高い選択性を
示すが、活性低下が極めて早く、実用的なものと
は言えない。しかも、これらZSM系ゼオライト
は調製過程において高価な有機アミンを結晶化調
整剤として用いることが必要であり、製造コスト
が高いという難点がある。 本発明者らは、メタノールやジメチルエーテル
を原料として、エチレンやプロピレン等の低級オ
レフインを効率良く製造する方法を開発すべく鋭
意研究を重ねた。その結果、鉄ならびに2価金属
を含有する特定の組成の結晶性アルミノシリケー
トを触媒として用いることにより目的とする低級
オレフインを高い選択率にて効率よく製造できる
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、触媒を用
いてメタノールおよび/またはジメチルエーテル
から低級オレフインを製造するにあたり、 組成式 aM1 2O・bM2O・cAl2O3・dFe2O3・ eSiO2・nH2O …() (式中、M1はアルカリ金属または水素、M2
マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、コバ
ルトおよびマンガンよりなる群から選ばれた一種
または二種以上の2価金属を示す。また、0.1≦
a≦2.0,b>0,c>0,d>0,c+d=
1,e>20,0≦n≦30である。) で表わされる2価金属含有結晶性鉄アルミノシリ
ケートを触媒として用いることを特徴とする低級
オレフインの製造方法を提供するものである。 本発明の方法において触媒として用いる前記組
成式()で表わされる2価金属含有結晶性鉄ア
ルミノシリケートは、様々な方法によつて調製す
ることができるが、通常はSiO2,Fe2O3
Al2O3、アルカリ金属イオンおよび2価金属イオ
ンの各供給源を水性媒体中で水熱反応させること
によつて製造される。この場合、水性媒体中に
は、結晶化調整剤としてアルコール、特にn−ブ
タノールを添加することが好ましい。 上記結晶性アルミノシリケートを調製する際に
用いるSiO2源としては、水ガラス、シリカゾ
ル、シリカゲルあるいはシリカが使用できるが、
水ガラスとシリカゾルが特に好適に用いられる。
また、Fe2O3源としては水溶性の第2鉄塩が使用
できるが、好ましい例として硝酸第2鉄、硫酸第
2鉄アンモニウム等が挙げられる。Al2O3源とし
ては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。一方、アルカリ金属イオン源としては、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。さらに、2価金属源としてはマグネシウ
ム、ストロンチウム、バリウム、コバルトあるい
はマンガンの化合物、具体的には酢酸マグネシウ
ム、硝酸マグネシウム、塩化マグネシウム、酢酸
ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、酢酸バリ
ウム、硝酸バリウム、塩化バリウム、硝酸コバル
ト、酢酸コバルト、塩化コバルト、酢酸マンガ
ン、硝酸マンガン、塩化マンガンなどがあり、こ
れらを単独あるいは混合して用いればよい。ま
た、結晶化調整剤としては、従来ZSM系ゼオラ
イト調製時に用いられた有機アミン系化合物に代
えてアルコール類、好ましくは炭素数1〜8の直
鎖アルコール、具体的にはn−プロパノール、n
−ブタノール、特にn−ブタノールを最適なもの
としてあげることができる。 水熱反応を行な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。 SiO2/Fe2O3(モル比):25〜2000、さらに
好ましくは50〜500、 SiO2/Al2O3(モル比):25〜500、さらに
好ましくは40〜400、 OH-/SiO2(モル比):0.05〜1.0、さらに
好ましくは0.1〜0.5、 H2O/OH-(モル比):10〜300、さらに好
ましくは50〜250、 M2O/SiO2(モル比):0.001〜0.05、さら
に好ましくは0.002〜0.02 アルコール/SiO2(モル比):0.1〜5、さ
らに好ましくは0.4〜4 この範囲の組成を有する混合物を得るために、
前述した各化合物を加え、さらにPH調整のため適
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ことも有効である。 このようにして得られた混合物を、自己圧力下
で120〜220℃、好ましくは150〜190℃にて約1〜
200時間、好ましくは5〜50時間密閉容器内で加
熱撹拌すればよい。反応生成物は濾過あるいは遠
心分離等により分離し、水洗により余剰のイオン
性物質を除去した後、乾燥する。 このようにして2価金属含有結晶性鉄アルミノ
シリケートが得られるが、このものはアルカリ金
属塩型(前記()中のM1がアルカリ金属)と
なつている。このアルカリ金属塩型の2価金属含
有結晶性鉄アルミノシリケートは、常法により、
例えば塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸やギ酸、酢
酸などの有機酸と反応させて、もしくはアンモニ
ウム塩と反応させた後焼成するなどの処理を行な
うことによつて、アルカリ金属の一部また全部を
プロトン(H+)で置換して、水素型の2価金属
含有結晶性鉄アルミノシリケートに変換させるこ
とができる。 ここで得られる2価金属含有結晶性鉄アルミノ
シリケートは、組成式として前記式()で表わ
されるものであり、また、結晶構造を示すX線回
折パターンについては、既に出願された特開昭58
−110421号公報の表−1および表−2に表わされ
たものと基本的には同じものである。これは、本
発明におけるアルミノシリケートでは、2価金属
がイオン交換的に結合しているため、結晶構造の
骨格そのものにはほとんど影響を与えないことに
よるものと考えられる。 以上のような組成式ならびにX線回折パターン
を有する2価金属含有結晶性鉄アルミノシリケー
トを調製するには、既に前述した如くアルコー
ル、特にn−ブタノールの存在下で反応を進行さ
せることが好ましく、ZSM−5ゼオライトを調
製する場合のように有機アミン類を用いても所望
のアルミノシリケートを得ることはできない。 本発明の方法においては、このようにして得ら
れた2価金属含有結晶性鉄アルミノシリケートを
触媒として、メタノールおよび/またはジメチル
エーテルよりなる原料からエチレン、プロピレン
等の低級オレフインを製造する。この際のメタノ
ールおよび/また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、固定床反応方式、流動床反応方
式、移動床反応方式等があげられる。また、この
転化反応は、各種条件下で行なうことができる
が、例えば反応温度250〜500℃、重量時間空間速
度(WHSV)0.1〜20hr-1、好ましくは1〜
10hr-1、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。 本発明の方法によれば、メタノールやジメチル
エーテルから、安定した状態で高選択率、高収率
にて低級オレフインを製造することができる。な
お、この際原料であるメタノール、ジメチルエー
テルはスチーム等で希釈することなくそのまま用
いても充分に高い選択率、収率にて低級オレフイ
ンを製造することが可能である。さらに、本発明
の方法に用いる触媒は、高価な有機アミンの代わ
りに安価なn−ブタノール等のアルコールを結晶
化調整剤として使用して調製できるため、この点
からも本発明の方法は工業的に非常に有利なもの
であると言うことができる。 次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明
する。 調製例1〜7(触媒の調製) 第1表に示す金属塩の所定量を水86gに溶かし
てA液とし、4号水ガラス(SiO224%,Na2O6.5
%)61.1gを水64gに溶かし、これをB液とし
た。激しく撹拌しながらA液中にB液を加え、次
に、これに2.5規定硫酸水溶液24mlを加え、さら
にn−ブタノール16.2gを添加し、添加終了後も
撹拌を約10分間続行して水性ゲル混合物を得た。
次に、この水性ゲル混合物を内容積300mlのオー
トクレーブに仕込み、自己圧力下180℃で16時間
撹拌(500r.p.m.)しながら水熱処理を行なつ
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、固体成分は充分に水洗し、さら
に120℃で乾燥した。ここで得られた2価金属含
有結晶性鉄アルミノシリケートを空気中530℃で
5時間処理した。 次に、この焼成済みの2価金属含有結晶性鉄ア
ルミノシリケート1gに対し、5%NH4Cl溶液13
mlの割合で混合し、室温下で1時間、撹拌処理を
行つてナトリウムイオンをプロトンに交換した。
その後、室温下で充分水洗したのち120℃で乾燥
し、さらに500℃で3時間空気中で焼成を行な
い、水素型に変換した。得られた水素型の2価金
属含有結晶性鉄アルミノシリケートの各成分のモ
ル比を第1表に示す。
【表】 実施例 1〜7 調製例1〜7で得られた水素型の2価金属含有
結晶性鉄アルミノシリケート2mlを触媒として固
定床流通式反応装置に充填し、圧力常圧、温度
280〜320℃、LHSV 2hr-1の条件下で、上記反応
装置にメタノール4ml/hrおよび内部標準ガスと
してのアルゴン40ml/minの割合で供給して転化
反応を行なつた。結果を第2表に示す。 比較例 1 ZSM5種似鉄アルミノシリケートを触媒として
用いたこと以外は実施例1と同様の条件で転化反
応を行なつた。結果を第2表に示す。 比較例 2 特開昭53−76199号公報の実施例1と調製した
結晶性シリケート(以下「Shell触媒」という。)
を触媒として用いたこと以外は、比較例1と同様
の条件で転化反応を行なつた。結果を第2表に示
す。 比較例 3 特開昭57−7820号公報の実施例1と調製した結
晶性シリケート(以下「三菱触媒」という。)を
触媒として用いたと以外は比較例1と同様の条件
で転化反応を行なつた。結果を第2表に示す。
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 触媒を用いてメタノールおよび/またはジメ
    チルエーテルから低級オレフインを製造するにあ
    たり、 組成式 aM1 2O・bM2O・cAl2O3・dFe2O3・ eSiO2・nH2O (式中、M1はアルカリ金属または水素、M2
    マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、コバ
    ルトおよびマンガンよりなる群から選ばれた一種
    または二種以上の2価金属を示す。また、0.1<
    a<2.0,b>0,c>0,d>0,c+d=
    1,e>20,0<n<30である。) で表わされる2価金属含有結晶性鉄アルミノシリ
    ケートを触媒として用いることを特徴とする低級
    オレフインの製造方法。
JP58109900A 1983-06-18 1983-06-18 低級オレフインの製造方法 Granted JPS601137A (ja)

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JP58109900A JPS601137A (ja) 1983-06-18 1983-06-18 低級オレフインの製造方法

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JP58109900A JPS601137A (ja) 1983-06-18 1983-06-18 低級オレフインの製造方法

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Publication Number Publication Date
JPS601137A JPS601137A (ja) 1985-01-07
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ID=14522001

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JP58109900A Granted JPS601137A (ja) 1983-06-18 1983-06-18 低級オレフインの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6058205B2 (ja) * 1981-12-21 1985-12-19 工業技術院長 低級オレフィンの製造方法

Also Published As

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JPS601137A (ja) 1985-01-07

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