JP3323536B2 - 低級アルコールの接触分解用触媒組成物 - Google Patents
低級アルコールの接触分解用触媒組成物Info
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- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
接触分解用触媒組成物ならびにそれを用いるアルコール
の接触分解法に関するものである。
の石油以外の炭化水素源からガソリン、灯油、軽油、重
油といった石油製品を製造する必要性が高まっており、
その製造プロセスの開発が重要な課題となっている。
つに、モービル社によって開発されたメタノール経由の
MTG法がある。MTG法では、メタノールを原料と
し、特殊な細孔構造を持つZSM−5ゼオライトを触媒
として250〜450℃下で反応させることによりC10
以下の芳香族、オレフィン、パラフィンよりなるガソリ
ン基材の炭化水素を得ることができる。しかしながら、
ZSM−5触媒によるMTG反応では、コークス蓄積に
よる触媒活性の急激な低下、及び合成ゼオライト(ZS
M−5)触媒の合成に際し、その結晶化に長時間を要
し、調整の再現性も良くなく、製造コストが高いという
欠点があり、当業界にあっては更に接触分解でガソリン
を製造するのに有効な触媒、及びその製造方法の出現が
望まれている。
アルコールを接触分解してガソリン基材炭化水素を製造
しうる低コストで触媒活性の急激な低下をみない接触分
解用触媒組成物、並びにこれら触媒組成物を用いた低級
脂肪族アルコールの優れた接触分解法を提供することに
ある。
い性質を有するため、非化学量論化合物をつくりやすい
が、比較的弱い酸点と弱い塩基点とが協奏的に作用する
酸塩基両機能性を有し、又イオン交換性を有し、触媒調
製法により、活性、選択性に影響をおよぼすため、触媒
作用に多機能性を与えている。このため各種のリン酸塩
が脱水反応、水添反応などの触媒として検討されてい
る。本発明者らは、脂肪族低級アルコールのガソリン基
材炭化水素への転化触媒としてリン酸塩の利用について
種々検討した結果、特定の金属イオンをイオン交換によ
り担持させたリン酸カルシウム系化合物、或は特定の金
属を分散担持させたリン酸カルシウム系化合物を触媒と
して使用することにより、低級脂肪族アルコールのガソ
リン基材炭化水素への転化が選択的に進むとともに、触
媒としての寿命も長いことを認めた。
合物は、ハイドロキシアパタイトCa10(PO4)5(OH)2、リ
ン酸3カルシウムCa3(PO4)2 、リン酸1水素カルシウム
CaHPO4・0〜2H2O 、リン酸2水素カルシウムCa(H2PO
4)2 ・0〜1H2O 、2リン酸カルシウムCa2P2O7 、メタ
リン酸カルシウムCa(PO3)2、フッ素アパタイトCa10(PO
4)5 F2 、リン酸4カルシウムCa4(PO4)2 O、リン酸8
カルシウム Ca8H2(PO4)5 ・5H2O 等が挙げられる。
ては、ルビジウム、カリウム等のアルカリ金属;ストロ
ンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属;チタン、マ
ンガン、鉄、コバルト、銅、白金、銀、ランタン、セリ
ウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステ
ン、レニウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、パ
ラジウム、金、亜鉛などの遷移金属;及びアルミニウ
ム、インジウム、珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛などの
アルミニウム、スズ系金属等の金属及び/又は金属イオ
ンが挙げられ、これら金属から選ばれた1種又は2種以
上の金属及び/又は金属イオンを、上記リン酸カルシウ
ム系化合物に担持させることにより本発明の触媒組成物
をえる。
は金属イオンを担持させる方法は、イオン交換法、含浸
法、物理的混合法など従来から担持法として一般に使用
されている方法が使用可能であり、又リン酸カルシウム
系化合物を合成する際に、1種または2種以上のそれら
金属及び/又は金属イオンを共存させることによっても
触媒組成物をえることができる。例えば、リン酸カルシ
ウム水溶液もしくはその水分散体に、上記金属から選ば
れた1種又は2種以上の水溶性金属塩を添加し、常温、
加熱又は煮沸などの反応温度下、攪拌処理後、要すれば
pHを調整して、沈降する沈澱物を採取する。或はリン酸
カルシウム水溶液もしくはその水分散体に上記金属から
選ばれた1種又は2種以上の金属を添加し、常温、加熱
又は煮沸などの反応温度下充分に攪拌し、要すればpHを
調整して、沈降する沈澱物を採取するなどの方法が使用
される。均一な金属の分散を助けるため、リン酸、硝
酸、塩酸などの塩、又は他の任意の成分を水溶液又は水
分散体に適時添加し、触媒組成中に金属成分を均一に分
散固定化することも可能である。加熱又は煮沸処理する
場合は1〜数時間、反応温度が低いときは1〜数日の反
応時間を使用することが好ましい。このようにしてえら
れた沈澱物は充分水洗、乾燥され、必要に応じて焼成後
粉砕して触媒として使用される。乾燥は100℃以上、
好ましくは200〜400℃の温度で1〜24時間行う
必要がある。
物に担持させる金属及び/又は金属イオンの量は、金属
の種類やリン酸カルシウム化合物の種類等により異なる
が、担持した金属及び/又は金属イオンの量が少なすぎ
ても、多過ぎても触媒効果が減じるため、リン酸カルシ
ウム化合物に対して50重量%以下、好ましくは0.1%
〜30重量%程度である。これら触媒組成物は、粉末状
で、あるいは懸濁液をスプレードライヤー等により粒状
化して、又は圧縮成型、射出成型等によりハニカム状、
ラシヒリング状等に成型し、必要に応じて1,400℃以
下で焼成した成型体として使用することができる。
触媒組成物を使用し、低級脂肪族アルコールを接触分解
させ、ガソリン基材の炭化水素を得る接触分解法にあ
る。本発明において、原料として用いる低級脂肪族アル
コールは炭素数1〜4の低級アルコールで、これらを単
独あるいは混合物として用いても、又水が含有されてい
ても差しつかえない。本発明におけるこのように調整さ
れた各種形状の触媒は、そのまま使用できるが、通常、
適宜空気焼成を施し、更には活性処理などの前処理を施
して使用するのが好ましい。活性処理としては、例えば
不活性ガス中での加熱処理、あるいは水素ガス等の還元
性ガスによる還元処理などがある。これらの処理により
触媒活性を向上させることができ、又原料として使用す
る低級脂肪族アルコールの種類に応じて触媒特性を適宜
調整することができる。
下で行なうことができ、雰囲気ガスとしては窒素、水
素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムなどが挙げられ
る。又、反応方式としては特に制限はなく、固定床、移
動床又は流動床等の各種反応方式を用いて行なうことが
できるが、固定床が操作の点から容易である。反応温度
としては、原料として使用する低級脂肪族アルコールの
種類により異なるが、反応温度を低くすることは、ガソ
リン基材の炭化水素の収率を減少させ、高温ではコーク
ス等による触媒活性の低下を促進し、触媒の再生頻度を
増加させることになるため200〜600℃で反応を行
なうことが好ましい。触媒単位重量当りの原料低級脂肪
族アルコール供給速度WHSV(gメタノール/g触媒
・hr)にも特に制限はないが、高いアルコール転化率を
得るためには15以下が好ましく、特に0.75〜3.0の
範囲が好適である。以下実施例を示して本発明を具体的
に説明する。
300gを攪拌混合し、この懸濁液中に硝酸銀0.6gを
溶解した水溶液を添加し、2日間攪拌する。その後脱
水、洗浄し、350℃で乾燥して銀を0.1%含有した粉
末状の触媒組成物を得た。
200gを攪拌混合し、この懸濁液中に硝酸銅20gを
溶解した水溶液と硝酸亜鉛27gを溶解した水溶液をそ
れぞれ添加し、4日間攪拌する。その後脱水、洗浄し、
200℃で乾燥して銅を2.5%、亜鉛を2%含有した粉
末状の触媒組成物を得た。
イト200gを攪拌混合し、この懸濁液中に塩化白金酸
3.5gを溶解した水溶液、硝酸亜鉛3gを溶解した水溶
液と硝酸アルミニウム13gを溶解した水溶液をそれぞ
れ添加し、1日間攪拌する。その後脱水、洗浄し、15
0℃で乾燥して白金を0.5%、亜鉛を0.2%、アルミニ
ウムを0.3%含有した粉末状の触媒組成物を得た。
イト100gを攪拌混合し、この懸濁液を85℃に加熱
する。この懸濁液中に塩化スズ6.5gを溶解した水溶液
と硫酸チタン(IV)30gを溶解した水溶液をそれぞれ
添加し、85℃に保ちながら8時間攪拌する。その後脱
水、洗浄し、400℃で乾燥してスズを3.5%、チタン
を5.0%含有した粉末状の触媒組成物を得た。
200gを攪拌混合し、この懸濁液中に硝酸バリウム1
9gを溶解した水溶液、塩化イリジウム(II)15gを
溶解した水溶液、硫酸ロジウム(III )35gを溶解し
た水溶液、硝酸亜鉛45gを溶解した水溶液、硫酸マグ
ネシウム150gを溶解した水溶液と硝酸銀25gを溶
解した水溶液それぞれ添加し、5日間攪拌する。その後
脱水、洗浄し、120℃で乾燥してバリウムを4%、イ
リジウムを4.5%、ロジウムを4%、亜鉛を4%、マグ
ネシウムを7%、銀を6.5%含有した粉末状の触媒組成
物を得た。
イオン交換水3l中に水酸化カルシウム200gを添加
して攪拌する。この溶液中にリン酸水溶液を加えて常法
によりハイドロキシアパタイトを作成する。3日間攪拌
後、脱水、洗浄し、200℃で乾燥して銀を1.7%、亜
鉛を0.8%含有した粉末状の触媒組成物を得た。
500gを攪拌混合し、この懸濁液中に硝酸銀0.4gを
溶解した水溶液を添加し、2日間攪拌する。その後脱
水、洗浄し、350℃で乾燥して銀を0.04%含有した
粉末状の触媒組成物を得た。
攪拌混合し、この懸濁液を85℃に加熱する。この懸濁
液中に塩化スズ6.5gを溶解した水溶液と硫酸チタン
(IV)30gを溶解した水溶液をそれぞれ添加し、85
℃に保ちながら8時間攪拌する。その後脱水、洗浄し、
400℃で乾燥してスズを3.5%、チタンを5.0%含有
した粉末状の触媒組成物を得た。
00gを添加して攪拌する。この溶液中にリン酸水溶液
を加えて常法によりハイドロキシアパタイトを作成す
る。3日間攪拌後、脱水、洗浄し、200℃で乾燥して
ハイドロキシアパタイト粉末を得た。
各試料1.0gを用いて、反応温度420℃、窒素流量3
l/hr、供給アルコール流量2.0g/hr、触媒単位重量
当りの原料アルコールの供給速度WHSV 2hr-1の条
件で、常圧にて反応させた。反応はマイクロ反応装置を
用いて行ない、実施例1、実施例3〜6と比較例1〜3
で調整した試料についてはアルコール供給8時間後、実
施例2で調整した試料についてはアルコール供給8時間
後(2−1)、及び80時間後(2−2)の成績を表
1、表2に示した。又、銀の粉末を用いて同様の反応を
行ない、アルコール供給8時間後の成績を比較例4とし
て表2に示した。
且つ低コストで、かかる触媒を用いることにより、高収
率で低級脂肪族アルコールからガソリン基材炭化水素を
得ることができる。又、各種金属をリン酸カルシウム系
の化合物に担持させることによりガソリン基材以外の炭
化水素を得ることも可能である。
Claims (5)
- 【請求項1】 リン酸カルシウム系化合物に、チタン、
マンガン、鉄、コバルト、銅、白金、銀から選ばれた遷
移金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属及びアルミニ
ウム、スズから選ばれた少くとも1つの金属及び/又は
金属イオンを担持させたことを特徴とする低級アルコー
ルの接触分解用触媒組成物。 - 【請求項2】 金属及び/又は金属イオンの含有量がリ
ン酸カルシウム系化合物に対し0.1〜30重量%である
請求項1の触媒組成物。 - 【請求項3】 リン酸カルシウム系化合物がハイドロキ
シアパタイトである請求項1又は2の触媒組成物。 - 【請求項4】 リン酸カルシウム系化合物がリン酸3カ
ルシウムである請求項1又は2の触媒組成物。 - 【請求項5】 炭素数1〜4の脂肪族低級アルコールを
請求項1乃至4のいずれか1項による触媒組成物と接触
させることを特徴とするガソリン基材炭化水素の製造
法。
Priority Applications (7)
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DE69312166T DE69312166T2 (de) | 1992-04-28 | 1993-04-27 | Verwendung eines Katalysators auf einem Phosphat-Träger bei der Umwandlung von Alkoolen zu Kohlenwasserstoffen |
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Family Applications (1)
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---|---|
JP (1) | JP3323536B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016172771A1 (pt) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Universidade Estadual De Campinas - Unicamp | Processo de produção de hidrocarbonetos combustíveis a partir de etanol sobre catalisadores tipo apatita, processo de obtenção dos referidos catalisadores, catalisadores assim obtidos, e seus usos |
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JPH11217343A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Sangi Co Ltd | 化学工業原料及びハイオク燃料の合成法 |
US8603201B2 (en) | 2007-08-24 | 2013-12-10 | Kabushiki Kaisha Sangi | Method of synthesizing chemical industry raw materials and fuel compositions |
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RU2467057C2 (ru) | 2007-09-13 | 2012-11-20 | Кабусики Кайся Санги | Способ получения композиции с использованием спирта в качестве исходного вещества |
KR101036104B1 (ko) * | 2007-11-29 | 2011-05-19 | 한국전력기술 주식회사 | 은이 함유된 수산화아파타이트 선택적 환원 탈질촉매 |
JP2009233653A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-10-15 | Daicel Chem Ind Ltd | 表面銀固定化ハイドロキシアパタイト |
FR3003773B1 (fr) * | 2013-03-29 | 2016-12-30 | Arkema France | Catalyseur pour la synthese de methyl mercaptan et procede de production de methyl mercaptan a partir de gaz de synthese et de sulfure d'hydrogene |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP13439792A patent/JP3323536B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016172771A1 (pt) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Universidade Estadual De Campinas - Unicamp | Processo de produção de hidrocarbonetos combustíveis a partir de etanol sobre catalisadores tipo apatita, processo de obtenção dos referidos catalisadores, catalisadores assim obtidos, e seus usos |
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