JPS6316049A - 流動床用触媒担体 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は流動床用触媒担体に関するもので、詳しくは、
耐摩耗性に優れ、しかも、流動性にも侵れたシリカゲル
系の触媒担体に関するものである。

［従来の技術とその問題点］ 流動床反応は総括伝熱係数が大きいので、発熱・吸熱の
激しい反応でも熱量のコントロールが容易で反応層を定
温度に保持することができ、その上、流動床内の固体粒
子を連続的に供給・排出ができ、触媒の交換・再生が簡
単であるので、各種の化学反応に利用されている。例え
ば、石油の重質留分をシリカ担持触媒により接触分解し
、高オクタン価のガソリン基材を）ｑる反応、又は、原
料油を水素気流中でシリカ担持触媒を用いて分解する反
応などに流動床反応が利用されている。

このような石油化学反応の分野では、流動床反応におい
て特に、シリカ担持触媒が利用されることが多いが、こ
こで用いる触媒担体としては、一般的に、■適当な活性
を有すること、■硬くて耐摩耗性があり、物理的強度が
高いこと及び■固体粒子としての流動性に優れているこ
と、■比表面積が大きく適当な細孔径を有すること等要
求される。

しかしながら、従来、工業的に採用されている形造粒し
たものであり、物理的強度が低いため、反応途中での粉
化が激しかった。そのため、損傷触媒の補給量が多く触
媒コストが高くなる上、粒径分布が広くなり、その結果
、流動状態の悪化、更に、触媒回収の負荷増大などが生
ずる問題点があった。

［発明の目的と解決手段］ 本発明者等は上記実情に鑑み、流動床反応に用いた場合
の物理的強度及び流動性に優れたシリカ担持触媒を得る
ことを目的として種々検討した結果、粒径が２０〜５０
０μｍのシリカゲルより直接製造した球状のシリカゲル
を触媒担体として用いることにより、本発明の目的が達
成されることを見い出し本発明を完成した。

［発明の構成］ 以下、本発明の構成につき詳細に説明する。

本発明では流動床反応に用いるシリカ系触媒担体として
、粒径が２０〜５００μｍ、好ましくは７４〜２５０μ
ｍの球状のシリカゲルを用いるものである。要するに、
従来の、用いられていた塊状のシリゲルを粉砕し、所望
の粒径に分級して得た非定形のものとは異なり、流動反
応時の粒子の物理的強度及び流動性が著しい優れている
のである。

本発明の触媒担体として用いる球状シリカゲルの粒径は
あまり小さくても、逆に、あまり大きくても流動性に影
響を与えるので、前記範囲内である必要がある。また、
この球状シリカゲルの比表面積としては通常、３０〜８
００ｍ２　／ｇ、好ましくは６０〜７００ｍ２／ｇであ
り、更に一１細孔容積としては通常、０．３〜２．０ｃ
ｍ３　／ｇ、好ましくは０．５〜１．２０ｍ３／ｇのも
のが特に、触媒担体として適している。

本発明で特定する球状シリカゲルを１ｑるための方法と
しては、通常、■濃度１３〜２２重量％（Ｓ　ｉ　Ｏｚ
として）のケイ酸アルカリ水溶液を硫酸などの酸とＰＨ
６〜１０．５の範囲で混合し、得られた活性シリカゾル
を気体媒体中又は水不溶性有機媒体中に噴霧し録状にゲ
ル化させ、次いで、酸処理、水洗、乾燥することにより
球状シリカゲルを得る方法、■ケイ酸アルカリ水溶液を
スプレードライヤーにて噴霧乾燥した後、酸処理を行な
うことにより球状シリカゲルを得る方法、■市販のシリ
カゾル（例えば、１産化学製、商品名スノーテックス）
などのコロイド状シリカを含有する液体又は特公昭２Ｂ
−４９１３号公報に開示されるようなアンモニウムシリ
ケートゾルをスプレードライヤーにて噴霧乾燥すること
により球状シリカゲルを得る方法などが挙げられるが、
本発明では特に、上記■の方法により１ｑられるものが
望ましいい。

本発明では通常、球状シリカゲルを流動床用触媒担体と
して用いるので、通常、これに触媒活性成分を担持させ
るが、これらの成分としては対象となる反応により適宜
、選定され、例えば、モリブデン、バナジウム、コバル
ト、ニッケル、銀。

銅、タングステン及び／又は亜鉛などの成分が挙げられ
る。これらの成分を球状シリカゲルに担持させる方法と
しては、その成分に応じて通常の含浸法、イオン交換法
、溶融含浸法又は蒸着法などが採用される。また、本発
明においては、シリカゲル自体が触媒活性を有する反応
に本発明の球状シリカゲルを適用する場合には、当然の
ことながら必ずしも、その他の触媒成分を担持する必要
はなく、球状シリカゲル自身が触媒兼担体となる。

また、本発明の触媒担体の適用可能な流動床用反応とし
ては特に限定されない、例えば、石油の単質留分を接触
分解し高オクタン価のガソリン成分を１ｑる反応。原料
油を水素気流中で分解する反応、酸化エチレンからアセ
トアルデヒドへの異性化反応、エチレンシアンヒドリン
の脱水によるアクリロン１〜リルの製造反応、ホルムア
ルデヒドとアセトアルデヒドよりアクロレインを合成す
る反応、オレフィンの水和反応、ナフタレン又は０−キ
シレンの酸化により無水フタル酸を得る反応などが挙げ
られる。

［発明の効果］ 本発明によれば、特定の粒径を有する球状シリカゲルを
流動床反応の触媒担体として用いるため、次のような本
発明特有の効果を得ることができる。

１、　主成分がシリカであるため、化学的に安定で、高
温にも耐え、また、化学的に不活性で触媒毒とならない
。

２、形状が、球状品であるため流動性が優れている。

３、　物理的強度が高く、耐摩耗性が優れている。

４、　骨格が多孔性のシリカであるため、比表面積及び
細孔容積が非常に大きい。

５、　触媒活性成分の担持が容易であり、しかも、担持
量を多くすることができる。

［実施例コ 次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例の記述に
限定されるものではない。

実施例１ ケイ酸ナトリウム水溶液（Ｓ　ｉ　Ｏｚ　／Ｎａｚ　Ｏ
のモル比：３．４、Ｓ！Ｏｚ含有怨・１８％Ｗ／Ｖ）及
び４Ｎ＝硫酸水溶液を定量用ポンプを用いシリカゾル中
Ｓ！Ｏｚ温度１３０Ｃ］／Ｑ　Ｐｌ＋　７．５を得る。

この１９られたシリカゲルを空気中に噴霧処理しゲル化
させ球状シリカヒドロゲルを１ｑ１これを水洗、乾燥す
ることにより球状シリカゲルを回収した。そして、これ
を分級して下記物性値を有する触媒担体を得た。

粒径ニア４〜２５０μｍ 比表面積：６５０ｒｒ１２／ｇ細 孔容積：０．７０ｍ３／ｇ この触媒担体を用いて、流動床による耐摩耗性テストを
実施した。すなわち、ガラス製の縦型反応筒（高さ１５
０ｃｍ、径２．５４ｃｍ＞の内部にサンプル担体５０Ｃ
１を仕込み、下方より１／６４インチオリフィス板を通
して空気を２０ｃｍ／ｓｅｃの速度で供給し、室温下で
１時間流動テストを実施し、サンプル担体の損傷状態を
測定し第１表に示す結果を１９だ。

なお、このテストは「触媒工学講座５Ｊ　　（触媒学会
発行〉の“触媒調製及び試験法″に準じて実施した。

比較例１ 実施例１の方法において、サンプル担体として粉砕法に
より製造された非定形シリカを用いて全く同様なテスト
を実施したところ第１表に示す結果を得た。

第１表 上表の結果より、本発明の球状シリカゲルの場合には、
流動床処理による粒子の損傷が少ないため、微粒子の含
有比率が著しく少ないことが明らかである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒径が２０〜５００μｍの球状のシリカゲルより
   なる流動床用触媒担体。
2. （２）球状シリカゲルの比表面積が３０〜８００ｍ＾２
   ／ｇであり、また、細孔容積が０．３〜２．０ｃｍ＾３
   ／ｇである特許請求の範囲第１項記載の流動床用触媒担
   体。
3. （３）球状シリカゲルがケイ酸アルカリ水溶液を酸と混
   合して得られる活性シリカゾルを気体媒体又は水不溶性
   有機媒体中に噴霧し、次いで、得られる球状のシリカヒ
   ドロゲルを乾燥することにより製造されたものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流動床用触
   媒担体。