JPS63236544A - モルデン沸石をベースとする正パラフィン類の異性化触媒の再生または活性化方法 - Google Patents

モルデン沸石をベースとする正パラフィン類の異性化触媒の再生または活性化方法

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JPS63236544A
JPS63236544A JP63052491A JP5249188A JPS63236544A JP S63236544 A JPS63236544 A JP S63236544A JP 63052491 A JP63052491 A JP 63052491A JP 5249188 A JP5249188 A JP 5249188A JP S63236544 A JPS63236544 A JP S63236544A
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クリスチーヌ・トラベール
ジャン・ポール・ブルノンヴィル
ジャン・ピエール・フラン
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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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】 産業上の利用分野 本発明は、酸性形態のモルデン沸石(mO「denit
e)により担持された第1族の少なくとも1つの金属を
含む、中程度にまたは激しく失活した異性化触媒の再生
方法に関する。
従来技術およびその問題点 低分子量の正パラフイン類の異性化は、形成されるイソ
パラフィン類の特別高いオクタン価から見て、石油工業
においてはかなりな重要性を有する。
自動車用ガソリンの品質基準および鉛ベースの添加剤の
使用許可の漸進的抑制に関して、主要工業国の法律の改
正によって、これらの製品の製造業者が、高いオクタン
価を有する自動車用無鉛ガソリンを得ることを可能にす
る改良方法を求めるようになった。
1分子あたり4.5.6または7個の炭素原子を有する
正パラフイン類、特に1分子あたり5および6個の炭素
原子を有するn−パラフィン類を、高い割合のイソパラ
フィン類を含む生成物に転換しうる方法は、特に有利で
ある。
これらの方法により、特に軽質ガソリンのフラクション
例えば接触リフオーミングまたは直留から生じたフラク
ションのオクタン価を改良することができる。
水素化異性化反応の機構は通常、酸性部位と水素化/脱
水素化機能を有する部位とを同時に有する触媒を使用す
るのが好ましい三機能機構と考えられている。
約二十年前から、非常に多くの出版物が、水素化異性化
方法における、多少なりとも深く変性された沸石(ze
olite)、特に水素化/脱水素化機能をもたらす、
元素周期率表第VIII族の少なくとも1つの金属と組
合わされた、通常酸性形態のモルデン沸石をベースとす
る触媒の使用について記載している。
触媒の効率は、特に酸性形態のモルデン沸石における金
属の良好な分散性に依る。従って、モルデン沸石におけ
る金属の可能なかぎり大きな分散性を得て、最大限の金
属原子が反応体に接近可能であるようにするのが望まし
い。金属微結晶のサイズは小さく、好ましくは10×1
0””0m (10オングストローム)またはそれ以下
でなければならず、新たに調製された触媒(すなわち異
性化条件において炭化水素と接触させられていない触媒
)上のそれらの出発時における分布は、できるだけ均質
なものでなければならず、特にこの分布、はまた、少な
くとも一部失活した触媒の再生後、できるだけ均質なも
のでなければならない。 実際、異性化反応の際必然的
に形成されるコークスは触媒に沈積し、このように触媒
の全体的成績の低下の原因となり、従って触媒はその全
体的寿命を伸ばすように再生されなければならない。
触媒の従来の再生は、コークスを燃焼によって除去する
工程を含む。この工程において、触媒を、温度約400
〜500℃において、多少なりとも希釈された酸素流中
で加熱し、コークスを燃やすようにする。特別な注意を
払わなければ、この処理の際、金属粒子の多少なりとも
大きな表面積の減少が生じる。これは当然、触媒に対し
て多少なりとも大きな失活をもたらす。この金属相の焼
結現象は、当業者によく知られたものである。このため
にこれらの触媒の特別な再生方法が完成された。
白金を含む沸石触媒の特別な再生方法が、米国特許U 
S −A −3,986,982号に記載されている。
この再生は、コークスを燃やした後、酸素0.5〜20
容量%、および塩素、塩酸または有機塩素化合物の形態
の塩素5〜500ppmの不活性ガスを含む気体混合物
と触媒とを接触させ、ついで触媒をパージして酸素およ
び残留塩素を除去し、最後にこの触媒を、水素流下、2
00〜600℃の温度で還元することから成る。
この方法は触媒活性の明らかな改良をもたらすか、白金
の再分散が悪く、従って新品の触媒の活性に近い再生触
媒活性を再び得ることはできない。
問題点の解決手段 本発明は、酸性形態のモルデン沸石によって担持された
、第1族の少なくとも1つの金属を含みかつその当初活
性を少なくとも一部失った触媒の再生方法であって、 (a)前記触媒と炭化水素仕込原料との異性化条件下に
おける接触中に触媒上に沈積したコークスの大部分を除
去する工程、 および (b)工程(a)から生じた生成物のオキシ塩素化工程
であって、このオキシ塩素化工程が、約200〜500
℃の温度において、酸素および水と、塩素および/また
は少なくとも1つの塩素化合物とを含む気体混合物によ
って実施される工程、から成る方法を対象とする。
本発明の方法によって再生された触媒は、その当初活性
をほぼ回復する。
本発明はまた、 (1)酸性形態のモルデン沸石によって担持された、第
1族の少なくとも1つの金属を含む異性化触媒を、1分
子あたり例えば4.5.6または7個の炭素原子、特に
1分子あたり5または6個の炭素原子を含む正パラフイ
ン類に富む炭化水素仕込原料と、異性化条件下に接触さ
せる第一工程であって、触媒が少なくとも一部その当初
活性を失うまで続行される工程、(2)(第一工程を終
えて)一部失活した触媒を、酸素含有ガスにより処理し
て、第一工程の間に触媒上に沈積したコークスを少なく
とも一部燃やすようにする第二工程、 (3)コークスを含まない、または小さい割合のコーク
スしか含まない触媒を、本発明による再生方法の工程(
b)のために上記した条件下におけるオキシ塩素化に付
す第三工程、 (4)第三工程を終えた触媒を、好ましくは水素の存在
下に少なくとも一部還元する第四工程、および (5)第四工程を終えた触媒を、異性化条件下に新規炭
化水素仕込原料と接触させる第五工程、から成る異性化
方法をも対象とする。
異性化段階、再生段階、還元段階ついで新規異性化段階
から成る、この様に記載されたサイクルは、数回繰り返
されてもよい。
本発明の再生方法は、第■族の少なくとも1つの金属、
好ましくは白金、パラジウムまたはニッケルを担持しか
つ通常は以下に記載する特徴を有するような酸性モルデ
ン沸石をベースとし、かつ少なくとも一部その当初活性
を失った触媒に適用される。
触媒の再生は通常、異性化反応のために当初選ばれた条
件下において、触媒活性が当初活性050〜90%、好
ましくは当初活性の50〜8096に低下した時に実施
される。本発明の方法はまた、さらに深く失活した、す
なわち活性が当初活性の50%以下になった触媒にも適
用可能であるが、経済的理由から、触媒の活性が低くな
り過ぎないうちに再生するのが通常望ましい。異性化が
実施される場所の工業的条件によって、当業者はいつ再
生が行なわれるのが好ましいかを判断することができる
モルデン沸石は、一般にS i / A 1原子比4〜
6を特徴とする天然または合成のアルミノ珪酸塩である
。その結晶構造は、下記の2つの型の通路を生じさせる
SiO4およびAlO4ベースの四面体連鎖から成る。
すなわち十三角形開口を有する通路(12個の酸素を有
する輪郭)およびへ角形開口を有する通路(8個の酸素
を有する輪郭)である。
本発明によるn−パラフィン類の異性化方法において使
用される触媒の「ベース」として用いられるモルデン沸
石はまた、当業者に知られた方法に従って脱アルミニウ
ムされたモルデン沸石であってもよい。使用されるモル
デン沸石のSi/AI原子比は、通常約5〜約50であ
るが、より高い例えば80またはそれ以上のSi/AI
原子比を有するモルデン沸石でも使用しうる。
好ましくは、Si/At原子比5〜30のモルデン沸石
を使用する。
使用されるモルデン沸石は、常に合成の球晶形態を有す
るいわゆる大孔モルデン沸石あるいは欧州特許第190
.9[i5号に記載されたもののような「開通したJ通
路を有する針状形態のいわゆる小孔モルデン沸石であっ
てもよい。
触媒のベースとして使用されるモルデン沸石は、通常例
えばベンゼンのような約6.6×to−10ta  (
[i、Gオングストローム)以上の運動直径(すなわち
有効直径)の分子を吸着することができる。モルデン沸
石は、合成のものであれ天然のものであれ、出発時はナ
トリウム形態であり、通常乾燥モルデン沸石の重量に対
して4〜6.5重量%のナトリウムを含む。従って、乾
燥モルデン沸石の重量に対して、約0.2重量%以下、
好ましくは約0.1重量%以下のす!・リウム含量を有
する酸性形態のモルデン沸石を得ることを可能にするよ
うな、当業者に知られたあらゆる方法で、その酸性化を
実施することか必要である。
酸性形態のモルデン沸石とは、本発明においては、乾燥
モルデン沸石のff1mに対し、ナトリウムの重量当量
で表示して、約0.2重量96以下、好ましくは約0.
1重量%以下のアルカリおよびアルカリ土陽イオンを含
むモルデン沸石を示す。
使用されるモルデン沸石は通常、単位格子の格子容積V
が、2.73〜2.78立方ナノメートル(口113)
、好ましくは2.74〜2.77nm3であり、そのベ
ンゼン成骨容量は、乾燥モルデン沸石の重量に対し、通
常少なくとも5%好ましくは少なくとも8重量%である
このようにして定義されたモルデン沸石は、単独で、あ
るいは一般に非晶質のマトリックス例えばアルミナゲル
の湿潤粉末に均質混合されて、触媒を調製するために使
用される。ついで混合物を例えば紡糸口金を通す押出し
により成型する。
このようにして得られた担体のモルデン沸石含量は、約
40重量X以上、好ましくは60重量%以上でなければ
ならない。このモルデン沸石含量は、この場合通常、モ
ルデン沸石と7トリツクスの全体の約40〜95重量%
、好ましくは約60〜90重量26である。成型は、ア
ルミナとは別のマトリックス、例えばシリカ・アルミナ
、天然粘土(例えばカオリンまたはベントナイト)およ
びアルミナ・酸化硼素を用いて、かつ押出しとは別の技
術例えばペレット成型、打錠成型あるいは当業者に知ら
れた池のあらゆる技術を用いて実施されてもよい。
ついで第1族の水素化金属を、モルデン沸石上への金属
の担持を可能にするような、当業者に知られたあらゆる
方法によりこの担体に担持させる。白金の場合、白金の
テトラアンミン錯体との陽イオン交換方法を用いる。そ
の際金属は、はとんど全部モルデン沸石に担持される。
第1族の金属を、場合によってはそのマトリックスとの
混合前に、直接モルデン沸石に導入することもできる。
 陽イオン交換技術の使用は、アンモニウム補償陽イオ
ンを用いであるいは用いず、金属をモルデン沸石粉末に
、あるいはすでに成型された生成物に担持させるために
適用されることができる。金属はまた、乾式含浸とよば
れる方法により、押出し物または粉末に担持されてもよ
い。ついで乾燥生成物を一般に300〜600℃で焼成
する。
このようにして得られた固体は通常、第1族の金属的0
.05〜10重量%を重量。白金およびパラジウムの場
合、含!(重ff1)は通常、約0.05〜1%、好ま
しくは約0.1〜0,6%である。ニッケルの場合、重
量含量は通常、約0.1〜10%好ましくは約0.2〜
5%である。
この固体は、本発明による方法において使用しうる異性
化触媒である。しかしながら金属微結晶の分布は、比較
的はとんど均質ではない。
微結晶のサイズを、高解像力を有する電子顕微鏡によっ
て測定した。透過電子顕微鏡によって観察される固体ま
たは触媒を、めのうすり鉢で粉砕し、ついで超音波によ
りエタノール中に懸iする。ついでこの懸IAL4IC
の一滴を、孔のアイた薄いカーボンフィルムで被覆され
た銅グリッド上に置く。短い乾燥の後、試料をクリアフ
ィールド(champs  clair)とよばれる技
術により観察する。上記方法によって得られた固体上で
観察された金属微結晶のサイズは、30X 10伺0〜
200 x IO−”  i (30〜200オングス
トローム)である。この固体を下記条件下において、オ
キシ塩素化処理に付して、金属粒子の良好な分散を示す
触媒を得ることができる。
オキシ塩素化処理は、固体と塩素および/または塩素化
合物とを、酸素および水蒸気を含むガスの存在下、通常
、温度約200〜500℃、好ましくは約300〜50
0℃で接触させることから成る。塩素および/または塩
素化合物は、乾燥モルデン沸石の重量に対する塩素の重
量で計算して、全部で0.5〜IO重量%好ましくは1
〜5重量%の量で使用される。塩素化合物は、無機また
は有機塩素化合物であってもよい。有機塩素化合物を用
いる時、通常クロロアルカンを用いるのが好ましい。
モルデン沸石をベースとする固体のオキシ塩素化操作は
、「現場外で」すなわち°exsitu’で、あるいは
’in  5ttu”すなわち「現場で」実施されても
よい。
「現場で(in  5itu)Jの処理とは、いわゆる
異性化反応が実施される1つまたは複数の帯域の頂部で
、または前記異性化帯域と多少なりとも直接通じている
1つまたは複数の帯域で実施される処理を示す。
「現場外で(ex  5itu)Jの処理とは、異性化
帯域のすぐ近くにはない帯域において、異性化工業装置
の場所に近い所で、あるいは工業装置(例えば固体が製
造される場所)から多少なりとも地理的に遠い所で実施
される処理を示す。
オキシ塩素化処理は通常、酸素および水蒸気を含む気体
流、例えば湿潤空気、または不活性ガスにより希釈され
た酸素の存在下、酸性モルデン沸石上に担持された第1
族の少なくとも1つの金属を含む固体を加熱することか
ら成る。
気体混合物の酸素含量は、通常的10〜50%、好まし
くは約15〜35重量%であり、その水の重量含量は、
通常的0.01〜5%、好ましくは約0.03〜2%、
多くの場合有利には約0.05〜1%である。酸素およ
び水を含む気体混合物の存在下の加熱は、一般に選ばれ
た温度まで漸進的に実施される。
温度は選ばれた温度まで、例えば1分あたり約5℃ずつ
上昇させる。ついで選ばれた温度に維持された酸素およ
び水蒸気の気体流に、塩素(C12)または塩素化合物
例えば塩酸(HCl)または有機塩素化合物例えば四塩
化炭素、ジクロロプロパン、ジクロロエタンまたはクロ
ロフォルムを導入する。
塩素または塩素化合物の注入流量は通常、塩素の選ばれ
た量の注入に必要な時間が約0.5〜6時間、好ましく
は約1時間半〜約2時間になるように計算される。塩素
の注入が終わると、ついで触媒を前記の酸素および水蒸
気含有気体流の存在下、一般に周囲温度まで冷却する。
触媒上の残留塩素含量は通常、注入塩素の重量の約30
〜50重量%を越えない。この含量において、塩素はモ
ルデン沸石の構造に有害ではない。すなわちモルデン沸
石の構造は、実質的に変性されない。
オキシ塩素化後に得られた触媒上の金属粒子の分布は均
質であり、金属微結晶のサイズは7XiO−10m(7
オングストローム)を越えない。
本発明による再生方法の第一工程は、好ましくは水をほ
とんど含まない触媒を用いて実施される。再生したい触
媒が、少なくとも一部失活した触媒が蓄積された貯蔵帯
域に由来するならば、酸素によるコークスの燃焼を実施
する前に、不活性ガス下、約150℃の温度で、水を除
去するのに十分な時間、コークスの燃焼工程の間の温度
上昇の前に触媒を加熱するのが好ましい。
この乾燥により、モルデン沸石のより強い脱アルミニウ
ムを避けることができる。この脱アルミニウムは、仮に
注意していても温度が500℃に達するかあるいはそれ
以上になるならば、コークスの燃焼の際、触媒が水を含
む場合に生じる恐れがある。乾燥は、水含量が触媒の重
量に対して約100重0ppl以下、好ましくは約50
重Q ppn以下になるのに十分な時間実施される。
不活性ガスという用語は、本発明において、触媒と反応
しないあらゆるガス例えば窒素、ヘリウムおよびアルゴ
ンまたはこれらのガスの混合物をさす。
触媒に含まれるコークスの大部分の第一除去工程は、温
度をコークスの燃焼の発熱反応が見られるまで、通常3
00〜500℃まで漸進的に上昇させて、触媒と酸素含
有ガスとの接触により実施される。この燃焼は注意深く
行なわれ、操作条件は好ましくは温度が550℃を越え
ないように、最も好ましくは500℃を越えないように
調節される。この燃焼工程の間、コークスの大部分を燃
やして、燃焼後の触媒の残留コークス!If量含量が一
般に、燃焼前の触媒のコークス含量の約20%以下、好
ましくは約10%以下になるように(すなわちコークス
の少なくとも80%好ましくは少なくとも90%が燃や
されるように)、燃やされる。燃焼工程における酸素含
有ガスは通常、酸素0.1〜30ilf量%、好ましく
は酸素0゜2〜1offlffi%を含む酸素と不活性
ガスとの混合物である。これは例えば空気または不活性
ガスで希釈された空気であってもよい。コークスの燃焼
に使用されるガス中の酸素の割合はまた、燃焼の発熱反
応の推移により、様々なものであってもよい。
コークスの燃焼工程の好ましい実施形態において、触媒
と接触させる酸素含有気体流は、その外に塩素および/
または少なくとも1つの塩素化合物を含むものとする。
塩素および/または塩素化合物の使用により、本質的に
担体の酸性度をより良(維持し、かつ金属相の焼結現象
を減じることができる。塩素および/または塩素化合物
例えば塩酸(HCI)または有機塩素化合物例えば四塩
化炭素、ジクロロプロパン、ジクロロエタンまたはクロ
ロフォルムが、触媒中に含まれる乾燥モルデン沸石の重
量に対する塩素重量として計算して、全部で0.1〜5
重量%、好ましくは0.2〜3重量%の量で用いられる
コークスの燃焼後の触媒を好ましくは不活性ガス下に置
き、ついで場合によってはその温度を例えばオキシ塩素
化のための所望の値まで調節した後、本発明による再生
方法の第二工程に付す。コークスの燃焼後、触媒を常温
まで冷却し、これをオキシ塩素化に付す前に不活性ガス
下この温度に維持することもできる。これは、例えばコ
ークスの年少およびオキシ塩素化が同じ場所で実施され
ない場合に行われる。
金属相の焼結現象を最大限に制限するために注意を払っ
たにもかかわらず、燃焼の際、電子顕微鏡で観察しつる
金属粒子のサイズがかなり大きくなった。新たに調製さ
れた触媒が、約7XIO−”m  (7オングストロー
ム)以下の粒子サイズを有する時、コークスの燃焼後に
、約1OXIO−”m〜約50X 10−” mのサイ
ズの粒子が見られる。新たに調製された触媒が、約30
X10−1°m〜約200 X 10−” mの粒子サ
イズを有する時、コークスの燃焼後に、2000X 1
0−” mに達することもある非常に大きなサイズの粒
子が見られる。
コークスの燃焼工程(a)を終えた触媒を、少なくとも
1つの第■族金属を含む、酸性形態のモルデン沸石ベー
スの固体のオキシ塩素化のために前記された条件と同一
の条件下に、オキシ塩素化に付す。
このオキシ塩素化処理は、一般にコークスの燃焼工程後
に実施される。燃焼とオキシ塩素化を同時に実施するこ
とが可能ではあるが、一般にまずコークスの燃焼、つい
でオキシ塩素化処理を実施することが好ましい。
前記2つの場合において、オキシ塩素化工程後に触媒上
に金属粒子の非常に均質な分布が見られ、金属粒子のサ
イズは7X10−’°mを越えない。
オキシ塩素化処理後、得られた再生触媒を好ましくは、
異性化条件下に新規炭化水素仕込原料との接触前に還元
に付す。還元は、一般に少なくとも1つの還元性化合物
、好ましくは水素を含むガスによって実施される。不活
性ガスにより希釈された水素、工業用水素、または本質
的に純粋な、すなわち0.5容量%以下、好ましくは0
.1容量%以下の不純物を含む水素を使用する。還元は
通常、還元性化合物濃度が、反応器の入口と出口で同じ
になる(これは選ばれた条件下の還元が終了したことを
示す)のに十分な時間、350〜750℃、好ましくは
400−tsO0℃の温度まで、段階的に実施される。
この還元工程は、好ましくは「現場で(in  5it
u)」実施される。 異性化工程において、5または6
個の炭素原子を有する軽質パラフィン類に富む仕込原料
および水素を、異性化条件下に前記の新品のまたは再生
触媒と接触させる。この接触は、固定床、流動床または
バッチ式(すなわち不連続式)触媒を用いて実施できる
本発明による方法の異性化工程は通常、温度200〜3
50℃、好ましくは230〜300℃、H2分圧が大気
圧(0,1MPa) 〜7MPa、好ましくは0゜5M
Pa〜5MPaにおいて実施される。空間速度は、触媒
1日あたり毎時の液体炭化水素0.1〜20 ’1.;
C1好ましくは1〜lO′1.:であってもよい。水素
/仕込原料モル比は、大きな範囲の様々なものであって
もよく、通常は0.2〜20、好ましくは0.5〜10
である。異性化は平衡反応であり、異性化物はなお転換
されないn−パラフィン類を多量に含む。これらのパラ
フィン類は、例えば蒸溜または分子篩の分別により異性
化物から分離されて、異性化装置に再循環されてもよい
使用される炭化水素留分は、一般に4.5.6または7
個の炭素原子を有するn−パラフィン類を少なくともg
Qffi量%、好ましくは少なくとも90重量%含む。
処理されるのに好ましい炭化水素留分は、5および/ま
たは6個の炭素原子を有する炭化水素を少なくとも80
重量%、より好ましくは前記炭化水素を少なくとも90
重量%含むものである。
様々な異性体間の熱力学平衡は、温度とともに非常に変
化する。高いオクタン価を有する炭化水素である分枝状
炭化水素は、温度が低くなればなるほど一層有利である
。従って、パラフィン類の異性化問題は、出来るだけ低
温で活性な触媒を見つけることである。C6異性体の中
でオクタン価が高いものの1つである2、2−ジメチル
ブタン(22DMC4)のモル数は、一定の温度におい
て熱力学平衡におけるその値を越えてはならない(ch
lile des hydrocarbures、 G
Lerebvre 、 Technlp版、1978年
、第89〜91頁およびU S−4,238,319、
第1欄、第20〜B6行)。
反応流出物(さらには受入物(reeette)と呼ば
れるもの)の中の22DMC4のモル数を100倍し、
該温度における熱力学平衡の22DMC4のモル数で割
ったものと定義される220MC4についての平衡のア
プローチ(approche) (%)は、触媒の相対
的活性を容品に比較することができる尺度である。
本発明はまた、前記再生方法にヒントを得た方法による
、異性化触媒の予め行なわれる予備処理にも関する。こ
の予備処理により、特に従来の触媒再生後に生じる不都
合を避けることができる。さらにこの予備処理は、前記
の本発明による再生と組合わされて実施される時、優れ
た結果を得ることを可能にする。
この方法は下記のことを特徴とする。
(a)前記触媒を、少なくとも1つの分子状酸素および
0.01〜5重量%の水を含むガスと、200〜550
℃、好ましくは300〜550℃(より詳しくは350
〜400℃)になるまで、次第に上げられる温度におい
て接触させること。
(b)温度200〜500℃(好ましくは300〜50
0℃)において、触媒中に含まれるモルデン沸石の重量
に対して、全部で塩素0.5〜IO重量%(好ましくは
1〜5重量%)を触媒中に導入するように、そこに塩素
または塩素化合物を添加して、前記ガスの添加を続行す
ること。
(c)還元性化合物の濃度が、触媒の還元が実施される
帯域の入口と出口で実質的に同じになるのに充分な時間
、温度300〜750℃において、少なくとも1つの還
元性化合物を含むガス(例えば水素)によって、先行工
程において得られた触媒を還元すること。
ついで異性化反応を実施する。このために例えば、先行
工程において還元された触媒の存在下、温度約200〜
350℃、水素分圧0.1〜7MPaにおいて、炭化水
素仕込原料の毎時空間速度0゜1〜20h−’、水素/
炭化水素仕込原料モル比0゜2〜20において、水素の
存在下に、前記炭化水素留分を処理する。
工程(b)において使用される塩素化合物は、塩酸、四
塩化炭素、ジクロロプロパン、クロロフォルムおよびジ
クロロエタンから成る群から選ばれる。
本発明による方法の工程(a)および(b)は、2つの
異なる帯域でまたは1つの同じ帯域で実施されてもよい
。換言すれば、工程(a)は、「現場外で」 (すなわ
ち“ex  5itu”)さらには” in  5it
u’すなわち「現場で」実施されてもよい。
予備処理は一般に、酸素および水蒸気を含む気体流、例
えば湿潤空気または不活性ガスにより希釈された酸素の
存在下、酸性モルデン沸石に担持された第1族の少なく
とも1つの金属を含む固体を加熱することから成る。気
体混合物の酸素含量は、一般に10〜50ffl量%、
好ましくは15〜35重量%であり、その水の重量含量
は、一般に0.01〜5%、好ましくは0.05〜1%
である。
酸素および水を含む気体混合物の存在下の加熱は、一般
に選ばれた温度まで漸進的に実施される。温度は例え、
ば選ばれた温度まで、1分あたり約5℃ずつ上昇する。
ついで選ばれた温度に維持された酸素および水蒸気の気
体流中に、塩素(C12)または塩素化合物例えば塩酸
(HCl)または有磯塩素化合物例えば四塩化炭素、ジ
クロロプロパン、ジクロロエタンまたはクロロフォルム
を導入する。
塩素または塩素化合物の注入流量は、一般に塩素の選ば
れた量の注入に必要な時間が約1時間半〜約2時間であ
るように計算される。塩素の導入が終わると、ついで触
媒を、前記の酸素および水蒸気を含む気体流の存在下、
一般に周囲温度まで冷却する。
触媒上の残留塩素含量は一般に、注入された塩素重量の
約30〜50重量%を越えない。この含量では、塩素は
モルデン沸石の構造に有害ではない。すなわちモルデン
沸石の構造は、実質的に変性されない。
オキシ塩素化後に得られた触媒上の金属粒子の分布は均
質であり、金属微結晶のサイズは7XIO−”IM(7
オングストローム)を越えない。
予備処理において、塩素または塩素化合物による処理の
後、得られた触媒を、異性化条件下の炭化水素仕込原料
と接触させる前に還元に付す。還元は一般に少なくとも
1つの還元性化合物を含むガス、好ましくは水素によっ
て実施される。不活性ガスにより希釈された水素または
本質的に純粋な、すなわち0.5容量%以下、好ましく
は0.1容量%以下の不純物を含む水素を用いてもよい
。還元は、一般に還元性化合物の濃度が反応器の入口と
出口で同じになる(これは選定された条件下に還元が終
了したことを示す)の十分な時間、段階的に350〜7
50℃、好ましくは400〜600℃の温度まで実施さ
れる。
この還元工程は、好ましくは” in  5itu”(
現場で)実施される。
実  施  例 下記の実施例は本発明を示すが、その範囲を制限するも
のではない。
触媒の成績を、n−へキサンの転換率(C)、異性化の
選択率(S)、2.2−ジメチルブタンの平衡のアプロ
ーチ(Ap)およびリサーチ法オクタン価(10)によ
って示す。
転換率(0%)−(導入n−へキサン重量−排出n−ヘ
キサ2重jil) + (導入n−ヘキサン重量)  
xloo 選択率(8%)−(異性体の重量合計)+(反応生成物
の重量合計) x100 平衡のアプローチ(Ap%)− 受入物中の220M04モル数十 平衡における22DMC4のモル数x100実施例1 原料は、ソシエテ・シミツク・ド・う・グランド・バロ
ワス社(Societe  Chimique  de
  la  Grande  Paro i s s 
e)のA11te150という小孔モルデン沸石である
。無水状態のその化学式はNaAlO2(S Lo2)
s、sであり、そのベンゼン吸着容量は、乾燥固体の重
量に対して1重量%である(格子容積: 2.79rv
3、ナトリウム含量:5.3重量%、吸着分子の運動直
径: 3.8x10−” s)。この粉末50gを、硝
酸アンモニウムの淵溶液中に浸し、懸濁液を2時間95
℃にする。
導入された硝酸アンモニウムの溶液の容積は、乾燥沸石
重量の4倍である( v/P=4)。この陽イオン交換
操作を3回繰返す。3回目のイオン交換後、生成物を2
0℃で20分間V/P比4で水洗浄する。乾燥重量に対
する重量割合で表示されたナトリウム含量は、5.3%
から0.1%に変わる。ついで生成物を濾過し、600
℃で、2時間、密閉雰囲気下(セルフ・スチーミング)
焼成に付す。
ついで生成物を90℃で2時間V/P比8で、塩酸水溶
液中で還流させて、0.58Nの塩酸を用いて酸侵蝕に
付す。ついで生成物を濾過し、0゜IN塩酸で、ついで
水で洗浄する。
このモルデン沸石のSt/Al原子比は12であり、格
子容積は2.75On11’であり、ナトリウム率は3
00ppmであり、乾燥固体重量に対するベンゼン吸着
容量は9.6重量%である。このモルデン沸石の形態学
は、六角形の面を有し、長さ約1xlO−6t 、高さ
約0JX10−’IIである、5X10−61の平均の
長さを有する針状形態にある。ついでこのように変性さ
れたこのモルデン沸石をアルミニウム型のバインダと混
練し、ついでアルミナ25重量%を含むこの混合物を紡
糸口金に強制的に通す。ついで直径1.2xlO−’m
の押出し物を乾燥し、かつ焼成する。
次に白金0.4%を、塩化白金テトラアンミンPt ’
(NH3) 4 C12から、補償イオンとしての硝酸
アンモニウムとの陽イオン交換により、この担体上に担
持させる。最終触媒中のナトリウム量は80ppmであ
る。Si/AI原子比は12であり、格子容積は2.7
50 nm’である。ついで押出し物を乾燥し、次に5
00℃で焼成する。金属粒子の分布は比較的不均質であ
り、それらのサイズは10xlO−’°ff1〜200
xlO−” ttr  (IOA 〜20OA)である
。このようにして得られたこの触媒を触媒Aと呼ぶ。
このようにして得られた触媒Aを、固定床触媒装置に装
入し、2時間づつ段階的に150.250.350およ
び450℃で水素子還元する。次にこれを下記条件下、
正ヘキサン仕込原料を用いてテストする。すなわち温度
250℃、圧力30バール、モルデン沸石重量1ユニツ
トあたり毎時n−ヘキサン重量2、n−へキサンに対す
る水素モル比2゜表1に示された成績は、触媒の正常作
動の30時間後、ついで作動12ケ月後のものである。
12ケ月の作動を終えると、成績は約50%減少し、触
媒のコークス含量が5重量%程度であることがわかる。
ついで触媒Aを、下記の手順に従って(本発明の手順に
合致しない)再生処理に付す。 触媒Aの入っている再
生反応器に、大気圧下、乾燥空気、窒素および四塩化炭
素の形態の塩素を含む気体混合物を導入する。
混合物は、酸素4重量%および塩素0.3重量%を含む
。温度をコークスの燃焼の開始まで次第に上昇させる。
次に気体混合物の流量を調節して、コークスが燃える温
度が約380℃に止どまるようにする。気体混合物の注
入を、温度が再び300℃に下がるまで続け、ついで触
媒を窒素下冷却する。得られた触媒を触媒A′と呼び、
そのコークス含量は0.5 flI量%程度であり、そ
の枠組みのSi/AI比は、常に12である。電子顕微
鏡で観察された粒子は、2000xlO−” mまでの
サイズを有する。
触媒A′を固定床の触媒装置に装入し、2時間づつ段階
的に150.250.350および450℃で水素子還
元する。ついでこれを触媒への場合の前記条件と同じ条
件でテストする。
表1に示された触媒A′の成績は、触媒の正常作動の3
0時間後のものである。触媒A′は、新品の触媒Aの活
性レベルを取り戻さないが、12ケ月使用された触媒A
に比して少し活性を取り戻したことがわかる。
実施例2 触媒Aの新たな仕込原料を用いて、実施例1に記載され
たのと同じ条件下で、別のテストを行なう。12ケ月の
作動後、触媒Aを下記のように実施される本発明に合致
した手順に従って再生処理に付す。
・水1000重ff1pp11(0,1%)程度含む空
気流下、1時間半で常温から400℃までの温度上昇、
・触媒に含まれるモルデン沸石の重量に対して塩素2重
量%を1時間半で導入するような、400℃に維持され
た湿潤空気下の、四塩化炭素の形態の塩素の注入、 ・湿潤空気流下(1000重量ppmの水)、周囲温度
までの漸進的下降。
得られた触媒を触媒Bと呼ぶ。この触媒Bは、本発明の
方法により再生された触媒Aである。
この触媒Bの電子顕微鏡による分析は、全ての金属粒子
が、7xlO−” 18以下のサイズを有することを示
す。モルデン沸石の構造は、オキシ塩素化処理によって
変性されなかった。触媒の塩素含量は、0゜6重量%程
度である。
触媒Bを2時間づつ段階的に150.250.350お
よび450℃で水素子還元する。ついでこれを触媒Aの
場合の実施例1の前記条件と同じ条件でテストする。
表Iに示された触媒Bの成績は、触媒の正常作動の30
時間後のものである。触媒Bは、新品の触媒Aの活性レ
ベルを取戻し、これは転換率およヒ22DMC4の生成
率のレベルにおいて、新品の触媒Aよりも良い。
実施例3 実施例1に記載された手順に従って新たに調製された触
媒Aから触媒Cを調製する。
触媒Aを触媒装置に装入し、ついで使用の前にまず下記
のような予備処理に付す。
・水1000重量ppl程度含む湿潤空気流下、1時間
半で常温から400℃までの温度上昇、・触媒に含まれ
るモルデン沸石のff1fllに対して塩素2重量%を
1時間半で導入するような、400℃に維持された湿潤
空気下の、四塩化炭素の形態の塩素の注入、 ・湿潤空気流下(1000重ffi ppmの水)、周
囲温度までの漸進的下降。
得られた触媒を触媒Cと呼ぶ。これを2時間づつ段階的
に150.250.350および450℃で水素下に還
元する。ついでこれを実施例1の触媒Aの場合の前記条
件と同じ条件でテストする。
触媒Cの成績を、触媒の正常作動の30時間後、ついで
12ケ月後に表Hに示す。
12ケ月の作動後、触媒Cの成績は、予備処理されてい
ない触媒Aの成績に比較して、非常に明らかに減少が少
ない。より正確には触媒Cは、触媒Aの活性レベルを有
しているが、触媒Aよりも転換率および22DMC4の
生成率のレベルにおいて、はるかに良い。
そして触媒Cはそれにもかかわらず、本発明に合致しな
い触媒Aの再生について実施例1において記載された手
順により再生される。再生された触媒Cを、触媒C′と
呼ぶ。触媒C′を、2時間づつ段階的に150.250
 、350および450”Cで水素下還元後、実施例1
の触媒Aの場合の前記条件と同じ条件でテストする。触
媒C′の正常作動の30時間後の成績を、表Hに示す。
触媒C′の金属粒子のサイズは、20xlO−’°11
〜200xlO−” taの様々なものであってもよい
触媒Cの新たな仕込原料を用いて、実施例3に記載され
たのと同じ条件下で、もう1つのテストを行なう。12
ケ月の作動後、触媒Cを実施例3に記載された手順に従
って再生処理に付す。
得られた触媒C′を、固定床の触媒装置に装入し、つい
で触媒A゛のオキシ塩素化について実施例2に記載され
た手順に従ってオキシ塩素化する。オキシ塩素化後に得
られた触媒を触媒りと呼ぶ。触媒りの金属粒子のサイズ
は、7xlO−’0m以下である。
触媒りを還元し、ついで触媒Bのテストについて実施例
2において記載された条件下でテストする。正常作動の
30時間後の触媒りの成績を、表Hに示す。
比較触媒C−が新品の触媒Cの成績を取戻さず、かつ本
発明の方法により再生された触媒りが新品の触媒Cの成
績よりも少し良い成績を示すことがわかる。
(以下余白) 表■ *本発明による。
表■ C:活性化された触媒ABC−:活性化されかつ再生さ
れたもの;D二本発明により活性化され、かつ再生され
たもの 実施例4 この実施例において、12ケ月後、実施例2に記載され
た本発明による条件下において、触媒Aを再生する。
しかしながら、オキシ塩素化工程に使用される空気中の
水含量は様々なものである。これは、触媒B1、B2、
B(実施例2に合致する)、B3およびB4について、
各々50ppI11.250pH。
11000pp 、 1.5%、3%テある。ライテコ
れらの種々の触媒を、2時間づつ段階的に150.25
0.350および450℃で水素下に還元する。次に、
実施例1の触媒Aの場合の前記条件と同じ条件でテスト
する。触媒の作動の30時間後のこれらの触媒の成績を
、次表■に示す。
(以下余白) 表■

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸性形態のモルデン沸石により担持された、元素
    周期率表第VIII族の少なくとも1つの金属を含む異性化
    触媒の再生方法において、 (a)前記触媒に含まれるコークスの大部分を、550
    ℃以下に調節された温度における酸素含有ガスによる燃
    焼によって除去する第一工程および、 (b)第一工程(a)を終えた生成物を、温度約200
    〜500℃において、酸素および水と、塩素および塩素
    化合物から成る群から選ばれた少なくとも1つの薬剤と
    を含む気体混合物によってオキシ塩素化し、使用される
    塩素および/または塩素化合物の量が、乾燥モルデン沸
    石の重量に対する塩素の重量で計算して、全部で0.5
    〜10重量%である第二工程、 から成ることを特徴とする方法。
  2. (2)コークスの除去の第一工程は、温度が約500℃
    以下に止どまるように、かつ燃焼後触媒上の残留コーク
    ス重量含量が、燃焼前の触媒のコークス重量含量の20
    %以下であるように実施される、請求項1による方法。
  3. (3)コークスの燃焼のために工程(a)において使用
    されたガスは、酸素を0.1〜30重量%含む、請求項
    1または2による方法。
  4. (4)コークスの燃焼のために工程(a)において使用
    されたガスは、その外に塩素および/または少なくとも
    1つの塩素化合物を含み、使用される塩素および/また
    は塩素化合物の量が、乾燥モルデン沸石の重量に対する
    塩素の重量で計算して、全部で0.1〜5重量%である
    、請求項1〜3のうちの1つによる方法。
  5. (5)オキシ塩素化のために工程(b)で使用される気
    体混合物は、塩素および/または少なくとも1つの塩素
    化合物が添加された湿潤空気である、請求項1〜4のう
    ちの1つによる方法。
  6. (6)オキシ塩素化のために工程(b)で使用される気
    体混合物は、水0.01〜5重量%(100〜5000
    0ppm)を含む、請求項1〜5のうちの1つによる方
    法。
  7. (7)異性化触媒は、Si/Al原子比5〜50の酸性
    形態のモルデン沸石によって担持され、かつ白金、パラ
    ジウムおよびニッケルから成る群から選ばれる、第VII
    I族の少なくとも1つの金属を含む方法において、酸性
    形態のモルデン沸石は、単位格子容積V2.73〜2.
    78nm^3を有し、そのベンゼン吸着容量が乾燥モル
    デン沸石の重量に対して5重量%以上であり、約6.6
    ×10^−^1^0m以上の運動直径の分子を吸着する
    モルデン沸石であることを特徴とする、請求項1〜6の
    うちの1つによる方法。
  8. (8)1分子あたり4〜7個の炭素原子を有するn−パ
    ラフィン類に富む炭化水素留分の異性化方法であって、 ・(a)異性化条件下において、前記留分を酸性形態の
    モルデン沸石によって担持された第VIII族の少なくとも
    1つの金属を含む異性化触媒と接触させる段階であって
    、この接触は触媒が少なくとも一部その当初活性を失う
    まで続けられる段階、 ・(b)第一段階(a)を終えた触媒の再生段階であっ
    て、この再生は請求項1〜7のうちの1つによる方法に
    より実施される段階、 ・段階(b)を終えた再生触媒が少なくとも一部還元さ
    れ、ついで炭化水素留分との接触段階(a)へ再送され
    る段階、 から成る方法。
  9. (9)(a)触媒を、少なくとも1つの分子状酸素およ
    び水0.01〜5%を含むガスと、200〜550℃に
    なるまで次第に上げられる温度において接触させること
    、 (b)温度200〜500℃において、触媒中に含まれ
    るモルデン沸石の重量に対して、全部で塩素0.5〜1
    0重量%を触媒中に導入するように、そこに塩素または
    塩素化合物を添加して、前記ガスの添加を続行すること
    、 (c)還元性化合物の濃度が、触媒の還元が実施される
    帯域の入口と出口で実質的に同じになるのに充分な時間
    、温度300〜750℃において、少なくとも1つの還
    元性化合物を含むガスによって、先行工程において得ら
    れた触媒を還元すること、 (d)水素の存在下、温度約200〜350℃、水素分
    圧0.1〜7MPa、炭化水素仕込原料の毎時空間速度
    0.1〜20h^−^1、H_2/炭化水素仕込原料モ
    ル比0.2〜20において、前記炭化水素留分を、先行
    工程において還元された触媒の存在下に処理すること、 を特徴とする、請求項7による異性化方法。
  10. (10)工程(a)および工程(b)は、2つの異なる
    帯域で実施される、請求項9による方法。
  11. (11)工程(a)および工程(b)は、1つの同じ帯
    域で実施される、請求項9または10による方法。
  12. (12)工程(a)において、350〜400℃の温度
    まで加熱し、工程(b)において、モルデン沸石の重量
    に対して1〜5重量%の塩素を触媒中に導入するように
    して塩素または塩素化合物を添加し、塩素化合物が、塩
    酸、四塩化炭素、ジクロロプロパン、クロロフォルムお
    よびジクロロエタンから成る群から選ばれる、請求項9
    〜11のうちの1つによる方法。
  13. (13)ナトリウム含量が乾燥モルデン沸石の重量に対
    して0.2重量%以下であり、6.6×10^−^1^
    0m以上の運動直径の分子を吸着し、単位格子の格子容
    積V2.73〜2.78nm^3を有し、かつベンゼン
    吸着容量が、乾燥モルデン沸石の重量に対して5重量%
    以上である、少なくとも1つの酸性モルデン沸石によっ
    て担持された、元素周期率表の第VIII族の少なくとも1
    つの金属を含む触媒の存在下における、1分子あたり4
    〜7個の炭素原子を有するn−パラフィン類に富む炭化
    水素留分の異性化のための、請求項1〜12のうちの1
    つによる方法において、 (a)前記触媒を、少なくとも分子状酸素および水0.
    01〜5重量%を含むガスと、200〜550℃になる
    まで次第に上げられる温度において接触させ、ついで温
    度200〜500℃において、触媒中に含まれるモルデ
    ン沸石の重量に対して、全部で塩素0.5〜10重量%
    を触媒中に導入するように、そこに塩素または塩素化合
    物を添加して、前記ガスの添加を続行すること、 (b)還元性化合物の濃度が、触媒の還元が実施される
    帯域の入口と出口で実質的に同じになるのに充分な時間
    、温度300〜750℃において、少なくとも1つの還
    元性化合物を含むガスによって先行工程において得られ
    た触媒を還元すること、 (c)水素の存在下、温度約200〜350℃、水素分
    圧0.1〜7MPa、炭化水素仕込原料の毎時空間速度
    0.1〜20h^−^1、H_2/炭化水素仕込原料モ
    ル比0.2〜20において、前記炭化水素留分を、先行
    工程において還元された触媒の存在下に異性化反応に付
    すこと、 (d)異性化反応を終えた後、酸素含有ガスにより、5
    50℃以下に調節された温度において、触媒の少なくと
    も一部を燃焼に付すこと、 (e)工程(d)を終えた触媒を、温度約200〜50
    0℃において、酸素および水と、塩素および塩素化合物
    から成る群から選ばれた少なくとも1つの薬剤とを含む
    気体混合物によって、オキシ塩素化に付し、使用される
    塩素または1つまたは複数の塩素化合物の量が、乾燥モ
    ルデン沸石の重量に対する塩素の重量で計算して、全部
    で0.5〜10重量%であること、 (f)水素で処理し、かつオキシ塩素化された触媒の少
    なくとも一部を工程(c)へ再循環すること、 を特徴とする方法。
  14. (14)工程(a)において、350〜400℃の温度
    まで加熱し、ついでモルデン沸石の重量に対して塩素1
    〜5重量%を触媒中に導入するように、塩素または塩素
    化合物を添加し、塩素化合物は、塩酸、四塩化炭素、ジ
    クロロプロパン、クロロフォルムおよびジクロロエタン
    から成る群から選ばれる方法であって、かつ工程(d)
    において、燃焼は、温度が約500℃以下に止どまるよ
    うに、かつ燃焼後の触媒上の残留コークス重量含量が、
    燃焼前の触媒のコークス重量含量の20%以下であるよ
    うに実施される、請求項13による方法。
  15. (15)コークスの燃焼に使用されるガスが酸素0.1
    〜30重量%を含み、オキシ塩素化工程(e)において
    使用される気体混合物において、使用される塩素または
    塩素化合物が乾燥モルデン沸石の重量に対する塩素重量
    として計算して、全部で0.1〜5重量%である、請求
    項14による方法。
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