JPS6245848B2 - - Google Patents

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JPS6245848B2
JPS6245848B2 JP54153060A JP15306079A JPS6245848B2 JP S6245848 B2 JPS6245848 B2 JP S6245848B2 JP 54153060 A JP54153060 A JP 54153060A JP 15306079 A JP15306079 A JP 15306079A JP S6245848 B2 JPS6245848 B2 JP S6245848B2
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JP
Japan
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silicate
catalyst
mixture
process according
crystalline
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Application number
JP54153060A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5589234A (en
Inventor
Furanshisukyusu Maria Hosuto Marutein
Shaperu Ramuberuto
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.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of JPS5589234A publication Critical patent/JPS5589234A/en
Publication of JPS6245848B2 publication Critical patent/JPS6245848B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0425Catalysts; their physical properties
    • C07C1/043Catalysts; their physical properties characterised by the composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/06Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of zinc, cadmium or mercury
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • C07C2523/26Chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、一方の触媒がH2/CO混合物の非環
式酸素含有炭化水素への転化を触媒することがで
きるものとしての亜鉛とクロムの組合せであり、
そして他方の触媒が非環式酸素含有炭化水素の芳
香族炭化水素への転化を触媒することができる結
晶性シリケートである、二種の触媒の混合物を使
用して一酸化炭素と水素の混合物から芳香族炭化
水素混合物を製造する方法に関する。該結晶性シ
リケートは、空気中で500℃で1時間焼成後に下
記の性質: a 600℃以上の温度での熱安定性、 b とりわけ表Aに記した反射を示す粉末X線回
折パターン; 表 A 放射線:Cu−Kα 波長0.15418nm 2Θ 相対強度 7.8−8.2 S 8.7−9.1 M 11.8−12.1 W 12.4−12.7 W 14.6−14.9 W 15.4−15.7 W 15.8−16.1 W 17.6−17.9 W 19.2−19.5 W 20.2−20.6 W 20.7−21.1 W 23.1−23.4 VS 23.8−24.1 S 24.2−24.8 M 29.7−30.1 M 表中の記号は次の意味を有する: VS=非常に強い;S=強い;M=中庸; W=弱い;Θ=ブラツグの法則
(Bragg′slaw)による角、 c 2×10-9Kg/cm2、400℃で16時間排気した
後、8×10-2Kg/cm2の炭化水素圧で100℃で測
定した場合、少なくとも0.8mmol/gのn−ヘ
キサン吸着量、少なくとも0.5mmol/gの2,
2−ジメチルブタン吸着量、および少なくとも
1.5の比 n−ヘキサンの吸着量/2,2−ジメチルブタンの
吸着量、 d 酸化物のモル数で表わされた次式の組成; Y.(1.0±3).M2O.Y.Al2O3.SiO2 (式中、M=Hおよびアルカリ金属、 0<Y〓0.1)、を有することにより特性付けら
れる。 出願人による上記方法に関する研究において、
該触媒混合物が、シリケートの組成を示す式中で
Yの値が低くなるに従い、より高いC5 +選択性を
示すことが見出された。該方法の工業的使用のた
めに受容され得るC5 +選択性に達するには、Yは
多くとも0.005でなければならないことが見出さ
れた。この知見はオランダ国特許出願第7811735
号に対応する日本国特許出願(特開昭55−76827
号)の主題である。上記方法に関する出願人によ
る研究により更に、Yの値が0.005よりも大きい
シリケートが存在する触媒混合物でも、シリケー
トがマンガン、カルシウム、マグネシウムおよび
チタンの群から選ばれた1種またはそれ以上の元
素を含むならば、受容され得るC5 +選択性に達し
得ることが見出された。 従つて本発明は、一酸化炭素と水素の混合物
を、一方がH2/CO混合物の非環式酸素含有炭化
水素への転化を触媒する能力を有するものとして
の亜鉛とクロムの組合せであり、そして他方が前
記シリケートの組成を与える式においてYの値が
0.005より大きく、そしてマンガン、カルシウ
ム、マグネシウムおよびチタンの群から選ばれた
1種またはそれ以上の元素を含む上記定義された
結晶性シリケートである、二種の触媒の混合物と
接触させる、芳香族炭化水素混合物の製造方法に
関する。 本発明による方法はH2/CO混合物から出発す
る。このような混合物は、炭素含有材料の水蒸気
ガス化(steam gasification)により極めて好都
合に製造することができる。そのような材料の例
は褐炭、無煙炭、コークス、粗鉱油およびその留
分、およびタールサンドおよび瀝青質頁岩から回
収された油である。水蒸気ガス化は900ないし
1500℃の温度および10ないし51Kg/cm2の圧力で行
うのが好ましい。本発明による方法において好ま
しい出発物質はモル比が0.25ないし1.0のH2/CO
混合物である。 本発明による方法は好ましくは、200−500℃特
に300−450℃の温度、1−153Kg/cm2特に5−102
Kg/cm2の圧力および50−5000特に300−3000Nlガ
ス/触媒/時の空間速度で行われる。 本発明による方法においては、二種の触媒の混
合物が使用されるが、便宜上それらを触媒Xおよ
びYと名付ける。触媒XはH2/CO混合物の非環
式酸素含有炭化水素油(特にメタノールおよび/
またはジメチルエーテル)への転化を触媒し得る
ものとしての亜鉛とクロムの組合せであり、そし
て触媒Yは結晶性シリケートである。X−触媒と
して、亜鉛の原子百分率が、亜鉛およびクロムの
合計を基にして少なくとも60%、特に60−80%の
ものを選択するのが好ましい。本発明による方法
で使用される触媒混合物はマクロ混合物であつて
も、またはミクロ混合物であつてもよい。前者の
場合、触媒混合物は二種類のマクロ粒子から成
り、その一方の種類は全く触媒Xから成り、そし
て他方の種類は全く触媒Yから成る。後者の場合
には触媒混合物は一種類のマクロ粒子から成り、
各マクロ粒子は多数の触媒XおよびYの各々の微
粒子から構成されている。ミクロ混合物の形の触
媒混合物は例えば、触媒Xの微粉末を触媒Yの微
粉末と充分に混合し、そしてこの混合物を例えば
押出または打錠により、より大きな粒子に成形す
ることにより製造し得る。本発明による方法にお
いては、ミクロ混合物の形の触媒混合物を使用す
るのが好ましい。触媒混合物に要求される活性か
ら考えて、好ましい混合物は触媒Y1容量部あた
り1−5容量部の触媒Xを含むものである。 触媒混合物中に触媒Yとして存在する結晶性シ
リケートは、とりわけ、空気中で500℃で1時間
焼成した後にシリケートにより示される粉末X線
回折パターンに関して定義される。この粉末X線
回折パターンは、とりわけ表Aに示した反射を含
むべきである。本発明により使用するに適当なシ
リケートの代表的例の完全な粉末X線回折パター
ンを表Bに示す(放射線:Cu−Kα、波長:
0.15418nm)
The present invention is a combination of zinc and chromium as one catalyst is capable of catalyzing the conversion of H2 /CO mixtures to acyclic oxygen-containing hydrocarbons;
and from a mixture of carbon monoxide and hydrogen using a mixture of two catalysts, the other catalyst being a crystalline silicate capable of catalyzing the conversion of acyclic oxygen-containing hydrocarbons to aromatic hydrocarbons. The present invention relates to a method for producing an aromatic hydrocarbon mixture. The crystalline silicate, after calcination in air at 500°C for 1 hour, has the following properties: a) thermal stability at temperatures above 600°C, b) a powder X-ray diffraction pattern showing, inter alia, the reflections listed in Table A ; Radiation: Cu-Kα Wavelength 0.15418nm 2ΘRelative intensity 7.8-8.2 S 8.7-9.1 M 11.8-12.1 W 12.4-12.7 W 14.6-14.9 W 15.4-15.7 W 15.8-16.1 W 17.6-17.9 W 19.2-19. 5 W 20.2−20.6 W 20.7−21.1 W 23.1−23.4 VS 23.8−24.1 S 24.2−24.8 M 29.7−30.1 M The symbols in the table have the following meanings: VS = very strong; S = strong; M = moderate; W = weak; Θ = angle according to Bragg'slaw, c 2 × 10 -9 Kg/cm 2 , after evacuation at 400 °C for 16 hours, at 100 °C with a hydrocarbon pressure of 8 × 10 -2 Kg/cm 2 n-hexane adsorption of at least 0.8 mmol/g, at least 0.5 mmol/g 2,
2-dimethylbutane adsorption amount, and at least
Ratio of 1.5 Adsorption amount of n-hexane/adsorption amount of 2,2-dimethylbutane, d Composition of the following formula expressed in moles of oxide; Y. (1.0±3). It is characterized by having M 2 OYAl 2 O 3 .SiO 2 , where M=H and alkali metal, 0<Y〓0.1. In the applicant's research on the above method,
It has been found that the catalyst mixture exhibits higher C 5 + selectivity as the value of Y in the formula representing the composition of the silicate decreases. It has been found that Y must be at most 0.005 to reach an acceptable C 5 + selectivity for industrial use of the process. This knowledge was published in Dutch patent application No. 7811735.
Japanese patent application corresponding to No.
issue). Studies by the Applicant regarding the above-mentioned process have further shown that even in catalyst mixtures in which silicates are present with a value of Y greater than 0.005, the silicates contain one or more elements selected from the group of manganese, calcium, magnesium and titanium. It was found that acceptable C 5 + selectivity could be reached if The present invention is therefore a combination of zinc and chromium as having the ability to catalyze the conversion of a mixture of carbon monoxide and hydrogen, one of which is a H2 /CO mixture, to an acyclic oxygen-containing hydrocarbon; And in the other equation giving the composition of the silicate, the value of Y is
Aromatic carbonization by contacting with a mixture of two catalysts, which are crystalline silicates as defined above, greater than 0.005 and containing one or more elements selected from the group of manganese, calcium, magnesium and titanium. The present invention relates to a method for producing a hydrogen mixture. The process according to the invention starts from a H 2 /CO mixture. Such mixtures can be produced very conveniently by steam gasification of carbon-containing materials. Examples of such materials are lignite, anthracite, coke, crude mineral oil and its fractions, and oils recovered from tar sands and bituminous shales. Steam gasification is 900 or
Preferably it is carried out at a temperature of 1500° C. and a pressure of 10 to 51 kg/cm 2 . Preferred starting materials in the process according to the invention are H 2 /CO in a molar ratio of 0.25 to 1.0.
It is a mixture. The method according to the invention is preferably performed at a temperature of 200-500°C, especially 300-450°C, 1-153 Kg/ cm2, especially 5-102
It is carried out at a pressure of Kg/cm 2 and a space velocity of 50-5000, especially 300-3000 Nl gas/catalyst/h. In the process according to the invention, a mixture of two catalysts is used, which for convenience are named catalysts X and Y. Catalyst
or dimethyl ether), and catalyst Y is a crystalline silicate. Preferably, the X-catalyst is selected to have an atomic percentage of zinc of at least 60%, in particular 60-80%, based on the sum of zinc and chromium. The catalyst mixture used in the process according to the invention can be a macromixture or a micromixture. In the first case, the catalyst mixture consists of two types of macroparticles, one type consisting entirely of catalyst X and the other type consisting entirely of catalyst Y. In the latter case, the catalyst mixture consists of one type of macroparticles;
Each macroparticle is composed of a large number of fine particles of each of catalysts X and Y. Catalyst mixtures in the form of micromixtures can be produced, for example, by intimately mixing finely divided powders of catalyst X with finely divided powders of catalyst Y and shaping this mixture into larger particles, for example by extrusion or tabletting. In the process according to the invention, preference is given to using catalyst mixtures in the form of micromixtures. In view of the required activity of the catalyst mixture, preferred mixtures contain 1-5 parts by volume of catalyst X per 1 part by volume of catalyst Y. The crystalline silicate present as catalyst Y in the catalyst mixture is defined, inter alia, with respect to the powder X-ray diffraction pattern exhibited by the silicate after calcination at 500° C. for 1 hour in air. This powder X-ray diffraction pattern should contain, among other things, the reflections shown in Table A. Complete powder X-ray diffraction patterns of representative examples of silicates suitable for use in accordance with the present invention are shown in Table B (radiation: Cu-Kα, wavelength:
0.15418nm)

【表】【table】

【表】 最も強い単一反射の強度。
表Bにおいて反射の記載に使用した備考欄中の
記号は下記の意味を有する: SP=鋭い;SR=肩;NL=正常;BD=巾広
い;Θ=ブラツグの法則による角。 触媒混合物中に使用される結晶性シリケート
は、次の混合物を含有する出発物質としての水性
混合物から製造し得る:アルカリ金属(M)の1
種またはそれ以上の化合物、有機カチオン(R)
を含有するかまたはシリケート製造中にそのよう
なカチオンを生成するような1種またはそれ以上
の化合物、1種またはそれ以上の珪素化合物およ
び1種またはそれ以上のアルミニウム化合物。製
造は該混合物をシリケートが生成するまで高めら
れた温度に保持し、そして次に母液からシリケー
トの結晶を分離することにより行われる。シリケ
ート製造用の水性混合物において、各種の化合物
は次の酸化物のモル数で表わされたモル比で存在
すべきである: M2O:(R)2/oO=0.1−20、 (R)2O:SiO2=0.01−0.5、および SiO2:Al2O3<200、 (nはRの価数である) シリケートの製造において、Mがナトリウム化
合物に、そしてRがテトラプロピルアンモニウム
化合物に存在する塩基性混合物から出発するのが
好ましい。 本発明による方法において触媒混合物に必要な
安定性から考えて、平均微結晶サイズが3000nm
より小さい、特に1000nmより小さいシリケート
が好ましい。シリケートの平均微結晶サイズは、
出発混合物中のSiO2に対する(R)2/oOのモル
比により調整することができ、即ち出発混合物中
のSiO2に対する(R)2/oOのモル比をより大き
く選ぶに従つてより小さな平均微結晶サイズのシ
リケートが得られる。 本発明による方法において、シリケートの組成
を与える式におけるYの値が0.01−0.02であるシ
リケートが好ましい。シリケートの組成を与える
式において、Yの値は出発混合物中のAl2O3に対
するSiO2のモル比によつて調整することがで
き、即ち出発混合物中のAl2O3に対するSiO2をよ
り大きく選ぶに従つてYの値がより小さいシリケ
ートが得られる。 上記のようにして製造されたシリケートはアル
カリ金属イオンおよび有機カチオンを含有する。
適当な交換法を用いることにより、アルカリ金属
イオンを水素イオンまたはアンモニウムイオンの
ような他のカチオンで置換えることができる。有
機カチオンは、シリケートを焼成することにより
極めて好適に水素イオンに転化し得る。触媒混合
物中に使用される結晶性シリケートは好ましくは
1重量%より低い、特に0.05重量%より低いアル
カリ金属含量を有する。所望により、ベントナイ
トまたはカオリンのような結合材を触媒混合物中
に配合してもよい。 本発明による方法においては、結晶性シリケー
ト成分がマンガン、カルシウム、マグネシウムお
よびチタンの群から選ばれた1種またはそれ以上
の元素を含む触媒混合物を使用すべきである。好
ましくはシリケート成分が上記1種またはそれ以
上の元素を、触媒混合物中のシリケート成分を基
にして0.1−10重量%、特に0.5−5重量%の量で
含む触媒混合物が使用される。シリケート成分中
への該元素の添加は種々の方法例えばイオン交換
または含浸により行うことができる。該元素のシ
リケート成分中への添加が、該成分を該元素の1
種またはそれ以上の塩の水溶液で含浸し、次に該
シリケートを乾燥し、焼成することにより行われ
た触媒混合物を、本方法に使用するのが好まし
い。 本発明による方法は、該触媒混合物の固定また
は移動床が装入され、直立に据付けられた反応器
に原料を上昇または下降方向に導入することによ
り極めて好適に行うことができる。該方法は例え
ば、垂直方向に装入された触媒床に原料を上昇方
向に、触媒床の膨張が起るようなガス速度を用い
て導入することにより行つてもよい。所望によ
り、該方法を、炭化水素油中の触媒混合物サスペ
ンジヨンを用いて行うこともできる。該方法が固
定触媒床で、または膨張触媒床で、あるいは触媒
サスペンジヨンで行われるかにより、直径がそれ
ぞれ1ないし5mm、0.5ないし2.5mmおよび20ない
し150μmの触媒粒子が好ましい。 次の実施例により本発明を更に説明する。 実施例 次のようにして結晶性シリケート(シリケート
A)を製造した:SiO2、Na2AlO2、NaOHおよび
〔(C3H74N〕OHの水中の混合物(モル組成
1.5Na2O.Al2O3.2.25
〔(C3H74N〕2O.37.5SiO2.675H2O)をオートクレ
ーブ中で150℃で自己発生圧力下に48時間加熱し
た。反応混合物が冷えた後、生成シリケートを
過し、洗滌水のPHが約8になるまで水洗し、そし
て120℃で2時間乾燥した。空気中で500℃で1時
間焼成後、シリケートAは次の性質を有してい
た: a 800℃以上の温度までの熱安定性; b 表Bに示したものと実質的に同一の粉末X線
回折パターン; c 2×10-9Kg/cm2、400℃で16時間排気後、8
×10-2Kg/cm2の炭化水素圧力および100℃で測
定した場合のn−ヘキサン吸着量1.2ミリモ
ル/g、2,2−ジメチルブタン吸着量0.7ミ
リモル/gおよび比 n−ヘキサン吸着量/2,2−ジメチルブタン吸着量
1.7; d 酸化物のモル数で表わされた組成は
0.025M2O.0.025Al2O3.SiO2(M=Hおよび
Na)。 平均微結晶サイズ250nmのシリケートAから、
500℃で焼成した材料を1.0モルNH4NO3溶液と煮
沸し、水洗し、再度1.0モルNH4NO3溶液で煮沸
し、洗滌、120℃で2時間乾燥そして500℃で1時
間焼成することによりシリケートB(その性質は
前記シリケートAのそれと実質的に同じ)を製造
した。 シリケートBを出発材料として、次の元素の一
つを1−3重量%含有する7種のシリケート(シ
リケートC−)を製造した:マグネシウム、カ
ルシウム、チタン、マンガン、モリブデン、クロ
ムおよびセリウム。製造はシリケートBの試料を
当該元素の塩の水溶液で含浸し、次に含浸した材
料を乾燥し、焼成することにより行つた。 ZnO−Cr2O3組成物をシリケートB−のそれ
ぞれと混合することにより、8つの触媒混合物
(−)を製造した。ZnO−Cr2O3組成物のZn
原子百分率は、ZnとCrの合計を基にして70%で
あつた。触媒混合物はすべて、シリケート1容量
部あたり4容量部のZnO−Cr2O3組成物を含有し
ていた。 触媒混合物−を、H2/CO混合物から一段
で芳香族炭化水素混合物を製造する試験に供し
た。試験は7.5mlの容量の固定触媒床を装入した
50ml反応器中で行つた。H2/COのモル比が0.5の
H2/CO混合物を375℃の温度、61Kg/cm2の圧力
および1000・-1・h-1の空間速度で48時間触
媒に通した。この実験結果を次に示す: 実験No.1および6−8は本発明の範囲外の比較
例であり、実験No.2−5は本発明の実施例であ
る。
[Table] Intensity of the strongest single reflection.
The symbols in the notes column used to describe reflexes in Table B have the following meanings: SP = sharp; SR = shoulder; NL = normal; BD = wide; Θ = angle according to Bragg's law. The crystalline silicates used in the catalyst mixture may be prepared from an aqueous starting mixture containing a mixture of: 1 of the alkali metal (M);
species or more compounds, organic cations (R)
or generate such cations during silicate preparation, one or more silicon compounds and one or more aluminum compounds. The preparation is carried out by holding the mixture at elevated temperature until the silicate forms and then separating the silicate crystals from the mother liquor. In the aqueous mixture for silicate production, the various compounds should be present in the following molar ratios expressed in moles of oxide: M2O :(R) 2/o O=0.1-20, ( R) 2O : SiO2 = 0.01-0.5, and SiO2 : Al2O3 < 200, (n is the valence of R) In the production of silicates, M is a sodium compound and R is a tetrapropylammonium Preference is given to starting from the basic mixture present in the compound. Considering the required stability of the catalyst mixture in the process according to the invention, the average crystallite size is 3000 nm.
Smaller silicates, especially smaller than 1000 nm, are preferred. The average crystallite size of silicate is
It can be adjusted by the molar ratio of (R) 2 /o O to SiO 2 in the starting mixture, i.e. the larger the molar ratio of (R) 2/o O to SiO 2 in the starting mixture is chosen, the more A silicate with a small average crystallite size is obtained. In the method according to the invention, silicates are preferred in which the value of Y in the formula giving the composition of the silicate is 0.01-0.02. In the formula giving the composition of the silicate, the value of Y can be adjusted by the molar ratio of SiO 2 to Al 2 O 3 in the starting mixture, i.e. the more SiO 2 to Al 2 O 3 in the starting mixture Depending on the selection, silicates with smaller Y values can be obtained. The silicates produced as described above contain alkali metal ions and organic cations.
By using appropriate exchange methods, alkali metal ions can be replaced by other cations such as hydrogen ions or ammonium ions. Organic cations can be very conveniently converted into hydrogen ions by calcination of the silicate. The crystalline silicates used in the catalyst mixture preferably have an alkali metal content of less than 1% by weight, in particular less than 0.05% by weight. If desired, binders such as bentonite or kaolin may be incorporated into the catalyst mixture. In the process according to the invention, catalyst mixtures should be used in which the crystalline silicate component contains one or more elements selected from the group of manganese, calcium, magnesium and titanium. Preferably catalyst mixtures are used in which the silicate component contains one or more of the above-mentioned elements in an amount of 0.1-10% by weight, in particular 0.5-5% by weight, based on the silicate component in the catalyst mixture. The addition of the element into the silicate component can be carried out in various ways, for example by ion exchange or impregnation. Addition of the element to the silicate component makes the component 1 of the element.
Preferably, a catalyst mixture is used in the process, which is made by impregnating with an aqueous solution of the species or salts, followed by drying and calcining the silicate. The process according to the invention can be carried out very advantageously by introducing the raw materials in an upward or downward direction into an uprightly mounted reactor, which is charged with a fixed or moving bed of the catalyst mixture. The process may be carried out, for example, by introducing the feedstock in an upward direction into a vertically loaded catalyst bed using a gas velocity such that expansion of the catalyst bed occurs. If desired, the process can also be carried out using a suspension of the catalyst mixture in a hydrocarbon oil. Depending on whether the process is carried out with a fixed catalyst bed or with an expanded catalyst bed or with a catalyst suspension, catalyst particles with a diameter of 1 to 5 mm, 0.5 to 2.5 mm and 20 to 150 μm, respectively, are preferred. The invention is further illustrated by the following examples. EXAMPLES A crystalline silicate (silicate A) was prepared as follows: a mixture of SiO 2 , Na 2 AlO 2 , NaOH and [(C 3 H 7 ) 4 N]OH in water (molar composition
1.5Na 2 O.Al 2 O 3 .2.25
[(C 3 H 7 ) 4 N] 2 O.37.5SiO 2 .675H 2 O) was heated in an autoclave at 150° C. under autogenous pressure for 48 hours. After the reaction mixture had cooled down, the silicate produced was filtered, washed with water until the pH of the washing water was about 8, and dried at 120° C. for 2 hours. After calcination in air at 500°C for 1 hour, Silicate A had the following properties: a thermal stability up to temperatures above 800°C; b powder X substantially identical to that shown in Table B. Line diffraction pattern: c 2×10 -9 Kg/cm 2 , after evacuation at 400°C for 16 hours, 8
x10 -2 Kg/cm 2 hydrocarbon pressure and 100°C, n-hexane adsorption 1.2 mmol/g, 2,2-dimethylbutane adsorption 0.7 mmol/g and ratio n-hexane adsorption/ 2,2-dimethylbutane adsorption amount
1.7; d The composition expressed in moles of oxide is
0.025M 2 O.0.025Al 2 O 3 .SiO 2 (M=H and
Na). From silicate A with an average microcrystal size of 250 nm,
Boiling the calcined material at 500°C with a 1.0 molar NH 4 NO 3 solution, washing with water, boiling again with a 1.0 molar NH 4 NO 3 solution, washing, drying at 120°C for 2 hours, and calcining at 500°C for 1 hour. Silicate B (whose properties are essentially the same as those of silicate A) was prepared by: Starting from silicate B, seven silicates (silicate C-) containing 1-3% by weight of one of the following elements were prepared: magnesium, calcium, titanium, manganese, molybdenum, chromium and cerium. The production was carried out by impregnating a sample of silicate B with an aqueous solution of a salt of the element in question, then drying and calcining the impregnated material. Eight catalyst mixtures ( -) were prepared by mixing the ZnO- Cr2O3 composition with each of the silicate B-. Zn in ZnO− Cr2O3 composition
The atomic percentage was 70% based on the sum of Zn and Cr. All catalyst mixtures contained 4 parts by volume of ZnO- Cr2O3 composition per part by volume of silicate. The catalyst mixture was tested for the production of aromatic hydrocarbon mixtures in one stage from H2 /CO mixtures. The test was loaded with a fixed catalyst bed with a volume of 7.5 ml.
It was carried out in a 50ml reactor. H 2 /CO molar ratio is 0.5
The H 2 /CO mixture was passed over the catalyst at a temperature of 375° C., a pressure of 61 Kg/cm 2 and a space velocity of 1000· -1 ·h −1 for 48 hours. The experimental results are shown below: Experiments No. 1 and 6-8 are comparative examples outside the scope of the present invention, and Experiments No. 2-5 are examples of the present invention.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 芳香族炭化水素混合物の製造方法において、
一酸化炭素と水素の混合物を、一方が亜鉛および
クロムを含むものであり、そして他方が結晶性シ
リケートである二種の触媒の混合物と接触させる
こと、該シリケートが空気中で500℃で1時間焼
成後に下記の性質: a 600℃以上の温度での熱安定性、 b 表Aに記した反射を示す粉末X線回折パター
ン; 表 A 放射線:Cu−Kα 波長0.15418nm 2θ 相対強度 7.8−8.2 S 8.7−9.1 M 11.8−12.1 W 12.4−12.7 W 14.6−14.9 W 15.4−15.7 W 15.8−16.1 W 17.6−17.9 W 19.2−19.5 W 20.2−20.6 W 20.7−21.1 W 23.1−23.4 VS 23.8−24.1 24.2−24.8 29.7−30.1 M 〔表中で使用した記号は次の意味を有する: VS=非常に強い;S=強い;M=中庸; W=弱い;θ=ブラツグの法則
(Bragg′slaw)による角〕 c 2×10-9Kg/cm2および400℃で16時間排気
後、8×10-2Kg/cm2の炭化水素圧および100℃
で測定して、少なくとも0.8ミリモル/gのn
−ヘキサン吸着量、少なくとも0.5ミリモル/
gの2,2−ジメチルブタン吸着量、および少
なくとも1.5の比 n−ヘキサン吸着量/2,2−ジメチルブタン
吸着量、 d 酸化物のモル数で表わされた次式の組成; Y・(1.0±0.3)・M2O・Y・Al2O3・SiO2 (式中、M=Hおよびアルカリ金属、Y>
0.005)、を有し、そして e 該シリケートがマンガン、カルシウム、マグ
ネシウムおよびチタンの群から選ばれた1種ま
たはそれ以上の元素を含有する、 ことにより特性付けられることを特徴とする方
法。 2 触媒混合物が結晶性シリケート触媒1容量部
あたり亜鉛およびクロムを含む触媒を1−5容量
部含むことを特徴とする特許請求の囲第1項記載
の方法。 3 触媒混合物が、3000nmより小さい平均微結
晶サイズを有する結晶性シリケートを含むことを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
載の方法。 4 触媒混合物が、シリケートの組成を与える前
記式においてYの値が0.01−0.02である結晶性シ
リケートを含むことを特徴とする特許請求の範囲
第1−3項のいずれかに記載の方法。 5 触媒混合物がマンガン、カルシウム、マグネ
シウムおよびチタンの元素の1種またはそれ以上
を、混合物中のシリケートの量を基にして0.1−
10重量%の量で含有する結晶性シリケートを含有
することを特徴とする特許請求の範囲第1−4項
のいずれかに記載の方法。 6 該元素のシリケート中への添加を、該元素の
1種またはそれ以上の塩の水溶液でシリケートを
含浸し、次にシリケートを乾燥しそして焼成する
ことにより行うことを特徴とする特許請求の範囲
第5項記載の方法。 7 触媒混合物が、0.05重量%より少ないアルカ
リ金属含量を有する結晶性シリケートを含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第1−6項のいずれ
かに記載の方法。
[Claims] 1. A method for producing an aromatic hydrocarbon mixture,
contacting a mixture of carbon monoxide and hydrogen with a mixture of two catalysts, one containing zinc and chromium and the other a crystalline silicate, the silicate being heated at 500° C. in air for 1 hour After firing the following properties: a thermal stability at temperatures above 600°C, b powder X-ray diffraction pattern showing the reflections listed in Table A; Table A radiation: Cu-Kα wavelength 0.15418 nm relative intensity 7.8-8.2 S 8.7−9.1 M 11.8−12.1 W 12.4−12.7 W 14.6−14.9 W 15.4−15.7 W 15.8−16.1 W 17.6−17.9 W 19.2−19.5 W 20.2−20.6 W 20.7−21.1 W 23.1− 23.4 VS 23.8−24.1 S 24.2− 24.8 M 29.7−30.1 M [The symbols used in the table have the following meanings: VS = very strong; S = strong; M = moderate; W = weak; θ = angle according to Bragg's law ] c After evacuation for 16 hours at 2×10 -9 Kg/cm 2 and 400°C, hydrocarbon pressure of 8×10 -2 Kg/cm 2 and 100°C
n of at least 0.8 mmol/g, measured at
- hexane adsorption amount, at least 0.5 mmol/
g of 2,2-dimethylbutane adsorption, and a ratio of at least 1.5 n-hexane adsorption/2,2-dimethylbutane adsorption, d composition of the following formula expressed in moles of oxide; 1.0±0.3)・M 2 O・Y・Al 2 O 3・SiO 2 (where M=H and alkali metal, Y>
0.005), and e the silicate contains one or more elements selected from the group of manganese, calcium, magnesium and titanium. 2. Process according to claim 1, characterized in that the catalyst mixture contains 1-5 parts by volume of catalyst containing zinc and chromium per part by volume of crystalline silicate catalyst. 3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the catalyst mixture comprises a crystalline silicate with an average crystallite size of less than 3000 nm. 4. Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the catalyst mixture comprises a crystalline silicate in which the value of Y in the formula giving the composition of the silicate is 0.01-0.02. 5. The catalyst mixture contains one or more of the elements manganese, calcium, magnesium and titanium, based on the amount of silicate in the mixture.
5. Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it contains crystalline silicates in an amount of 10% by weight. 6. Claims characterized in that the addition of the element into the silicate is carried out by impregnating the silicate with an aqueous solution of one or more salts of the element, then drying and calcining the silicate. The method described in Section 5. 7. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the catalyst mixture comprises a crystalline silicate with an alkali metal content of less than 0.05% by weight.
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