JPS6251630A - 低級オレフインの製造方法 - Google Patents

低級オレフインの製造方法

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JPS6251630A
JPS6251630A JP60190394A JP19039485A JPS6251630A JP S6251630 A JPS6251630 A JP S6251630A JP 60190394 A JP60190394 A JP 60190394A JP 19039485 A JP19039485 A JP 19039485A JP S6251630 A JPS6251630 A JP S6251630A
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JP
Japan
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alkaline earth
earth metal
modified
zeolite
catalyst
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Application number
JP60190394A
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English (en)
Inventor
Yoshinari Kawamura
川村 吉成
Hideo Okado
岡戸 秀夫
Hiroshi Shoji
宏 庄司
Yasuo Kono
河野 保男
Haruo Takatani
高谷 晴生
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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    • 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
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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
ら低級オレフィンを製造する方法に係り、さらに詳細に
は、アルカリ土類金属含有ゼオライトをさらにアルカリ
土類金属含有化合物で変性した触媒を用い、メタノール
および/またはジメチルエーテルからエチレン、プロピ
レン等の低級オレフィンを長期間安定に高い選択率で製
造する方法に関する。
本発明の低級オレフィンの製法によれば、COおよびC
O2への分解が少なく低級オレフィンが高選択率で得ら
れ、パラフィン、芳香族の副生が少なく触媒上へのカー
ボン析出が抑制され高温でも触媒活性の低下、触媒の劣
化をもたらさない。
近年原油の安定供給に心配がもたれ、ことに我国では海
外に依存する率が99%を超える現状てあっては、石炭
、天然ガス等の有効利用が重要な課題となっており、メ
タン、 QO等から得られるメタノールからオレフィン
、パラフィン、芳香族等の有機化合物の工業的合成法の
確立が求められて−・る。
本発明はこの要求に応えるものである。
〔従来技術および発明が解決しようとする問題点〕従来
、炭化水素の転化法において触媒としてシリカ・アルミ
ナ、結晶性アルミノシリケートなどが用いられてきたこ
とは当業界にお−・て周知である。結晶性アルミノシリ
ケートは、その種類に応じて特定の直径を有する細孔ま
たはトンネルを多数有し、そのために混在する各種分子
のうちから特定の条件を満足する分子のみを選択的に吸
着1゜うるという形状選択性を有するため一般に分子篩
とも呼ばれている。
さて、1970年代にモーピルオイル社はメタノールや
ジメチルエーテルから高品質ガソリンを主成分とする炭
化水素を製造する形状選択性触媒として、ZSM−5型
ゼオライト触媒を開発した。
このゼオライトは従来のゼオライトと異なりSiQ。
/A/208比を自由に制御できることや、耐熱性が榎
めて高いなどの優れた性質をもっており、その特長を生
かすことにより、メタノールやジメチルエーテルの転化
反応の主生成物を低級オレフィンとすることも可能であ
る。たとえば、***特許第2935863号明細書によ
れば、S 10 JAl 20 a ”35〜1600
活性型ゼオライト(H−ZSM−5)は、350℃から
600℃までの温度範囲のメタノール転化反応において
最高収率70−1 wt%で低級オレフィン(炭素数2
〜4)を与えることが知られている。この場合のZSM
−5型ゼオライト触媒の最適組成ならびに反応温度はそ
れぞれ8i0./Al2O,= 298〜500及び5
50℃であることがその実施例で示されている。従って
、メタノールやジメチルエーテルから低級オレフィンを
主成分とする炭化水素を製造するには、反応温度をでき
るだけ高くする方が有利であることがわかるが、同時に
このような高温下のメタノール転化反応においては、耐
熱性の高いZSM−5型ゼオライト触媒といえども、反
応温度550℃近傍を境にして急速な触媒劣化現象が見
られる場合が多い。従って、500℃以上の高温下でメ
タノールやジメチルエーテルを原料として低級オレフィ
ンを高収率でしかも急速な触媒劣化を伴うことなく長時
間にわたって製造するためKは、コーク前駆体と考えラ
レるベンゼン、トルエン、キシレン(B−’r、x )
の生成が少なく、550℃以上の温度で容易に活性低下
を起こさないようなゼオライトを巧みに製造する必要゛
がある。
このような観点から、本発明者らは、低級オレフィンの
生成が有利となる500℃以上の高温領域で、メタノー
ルおよび/またはジメチルエーテルの転化反応において
、高温劣化しがたい触媒の開発に関して鋭意検討した結
果、アルカリ土類金属塩を合成時に添加したアルカリ土
類金属含有ゼオライトがこの目的に適合し、極めて低級
オレフィンの選択性にすぐれ、E、T、Xの生成も少な
いことをすでに開示した(特開昭6O−36425)。
しかし、なから、この触媒においてすらも反応時間の経
過とともに触媒上へのカーボン析出による活性劣化がお
こり長時間の使用には十分とは言い難い。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは触媒寿命の改良を目的としてさらに研究を
続けた結果、図らざることにこのアルカリ土類金属含有
ゼオライトをさらにアルカリ土類金属塩、酸化物または
水酸化物等のアルカリ土類金属含有化合物で変性すると
きわめて顕著な改善が可能となることを見出した。すな
わち、アルカリ土類金属含有化合物で処理された触媒は
、処理される前のアルカリ土類金属含有ゼオライ)K比
べて反応温度600℃9重量時間空間速度(wusv)
6 hr−”  と苛酷な条件下で、驚くべきことに、
B、’!1、Xが約6%から約1%程度に減少し、寿命
が4倍以上長くなるという結果が得られた。
このアルカリ土類金属含有化合物でさら忙処理すること
によって触媒の活性持続時間が顕著に増大するという事
実の発見は、処理される前のゼオライトがすでにアルカ
リ土類金属を含有しているゼオライトであるという事実
からすれば極めて予想外の発見である。またさらに驚く
べきことには、このアルカリ土類金属含有化合物による
アルカリ土類金属含有ゼオライトの変性は、触媒の製造
あるいは変性に際して通常用いられる担持手段とは異な
りアルカリ土類金属含有化合物を含む溶液な含浸、析出
させる方法に限られず、固体状のアルカリ土類金属含有
化合物の粉末を単にアルカリ土類金属含有ゼオライトと
混合、接触させるのみで、溶液による含浸担持と同程度
の効果を与えうろことも見出された。
本発明はこのような知見に基いて完成されたものである
。  ゛ すなわち本発明はメタノールおよび/またはジメチルエ
ーテルを気相中で触媒と接触させて低級オレフィンを製
造するにあたり、前記触媒として、51o9/AlqO
aモル比が10〜3000 、 OH−/Sin。
モル比が0.02〜10 + HQO/5iOQモル比
が1〜2000、テトラブチル化合物/5iOsiモル
比が0.01〜4.アルカリ土類金属/At原子比が0
.03〜300の組成を満足する原料を用い、80〜2
00℃の温度で水熱処理して得られた、焼成品が ab1120・bM”o−Al2O,−C8i02−n
&0  −−− CI)(式中、Mlはアルカリ金属お
よび/または水素原子I M”はアルカリ土類金属、a
は0〜2.0.bは0.1〜100. cは10〜30
00.nは0〜30である。) で表わされる組成を有するアルカリ土類金属含有ゼオラ
イトをアルカリ土類金属含有化合物と固体状態または溶
液中で処理し、ゼオライトに金属として計算して少な(
とも0.25重量秀の前記アルカリ土類金属を混合また
は担持せしめて変性したアルカリ土類金属変性アルカリ
土類金属含有ゼオライト触媒を用いることを特徴とする
低級オレフィンの製造方法を提供するものである。
本発明に用いられる触媒は、その焼成品がCI)式で表
わされる組成を有するアルカリ土類金属含有ゼオライト
を出発原料としたものである。
本発明方法で用いる触媒の出発原料となるCI)式で表
わされる組成を有するアルカリ土類金属含有ゼオライト
は様々な方法により調製することができるが、通常はA
I、0@ 、 5iO9,アルカリ金属およびアルカリ
土類金属の各供給源を水性媒体中で水熱反応させること
Kよって製造される。この場合、水性媒体中にはテトラ
ブチル化合物などの結晶化調整剤を添加することが好ま
しい。
上記アルカリ土類金属含有ゼオライトを調製する際に用
いるAj、O,源としては、アルミン酸ナトリウム、硝
酸アルミニウム、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、特に硝酸ア
ルミニウムが好適である。また、5i02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、特に水ガラスおよびシリカゾルが特に好適に用
いられる。一方、アルカリ金属源としては、水ガラス中
の酸化ナトリウム。
アルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等が使用され
る。さらに、アルカリ土類金属源としてはアルカリ土類
金属の酢酸塩、プロピオン酸塩等の有機塩あるいは塩化
物、硝酸塩等の無機塩などが用いられる。ここでアルカ
リ土類金属としては、マクネシウム、カルシウム、スト
ロンチ!” A t /%リウムが好適である。このア
ルカリ土類金属源としては具体的に酢酸マグネシウム、
塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸カルシウム
、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸ストロンチウ
ム、塩化ストロンチウム、硝酸ストロンチウム。
酢酸バリウム、塩化バリウム、硝酸バリウム等が挙げら
れ、これらを単独あるいは混合して用いれば良い。
結晶化調整剤として具体的には、臭化テトラ−n−ブチ
ルアンモニウム、塩化テトラ−n−ブチルアンモニウム
、沃化テトラ−n−ブチルアンモニウム、臭化テトラ−
1!ブチルアンモニウム。
[化テトラ−1−ブチルアンモニウム、臭化テトラ−5
ec−ブチルアンモニウム、塩化テトラ−8ec−ブチ
ルアンモニウム、塩化テトラ−D−ブチルホスホニウム
などがあり、特に臭化−n−ブチルアンモニウムが好ま
しい。また必要に応じテトラメチルアンモニウム化合物
を併用してもよい。
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。
8i0s/Aj*Os (モル比);10〜3000.
さらに好ましくは50〜1000 H,o/siow (モル比);1〜2000.さらに
好ましく〜1.0 アルカリ土類金属/AI(原子比):0.Q3〜300
、さらに好ましくは0.1〜10 上記範囲の組成を有する混合物を得るために、前述の各
化合物を加え、さらに田調整のため、アルカリ金属の水
酸化物あるいは硫酸、塩酸、硝酸等の酸を添加すること
も有効である。
このようにして得られた混合物を、常圧下または自己圧
力下で80〜200℃にて約6時間〜60日間、好まし
くは常圧下で約10Q℃にて1週間〜3週間加熱攪拌す
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。
このようにしてアルカリ土類金属含有ゼオライトが得ら
れる。このものはアルカリ金属型となっており、常法に
より、例えばアンモニウム塩と反応させて、もしくは、
塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸あるいはvj、酸、酢酸
などの有機酸と反応させた後、焼成するなどの処理を行
うことによって、アルカリ金属の一部または全部をプロ
トン(H+)で置換させることができる。
また、アルカリ土類金属塩を加えず、ゼオライトを調製
した後、アルカリ金属をプロトンで置換し、さらにアル
カリ土類金属塩でイオン交換な行う方法によってもよい
このようにして得られたアルカリ土類金属含有ゼオライ
トは式〔I〕で表わされる組成であって、かつX線回折
パターンが下記の第1表に掲げるものである。
このものは、n−へキサンあるいは3−メチルペンタン
の如き直鎖または僅かに分岐したパラフィンは吸着する
が、2,2−ジメチルブタンは吸着せず、通常の28M
−5型ゼオライトとほぼ同様の5〜6X程度の細孔径お
よび吸着容量である。
第  1  表 第  1  表  (続き ) 照射: Cu −KCt;波長1.5418Xなお、相
対強度は格子面間隔1115±0.251の強度を10
0%として、次のよ5に決定した。
強=70〜100%、 中840〜70%。
弱: 0〜40% 本発明に用いられる触媒は上記の如きアルカリ土類金属
含有ゼオライトを出発原料とし、このアルカリ土類金属
含有ゼオライトをさらにアルカリ土類金属含有化合物で
変性したものである。
以下、本発明方法で用いるアルカリ土類金属変性アルカ
リ土類金属含有ゼオライトの製法およびそれを用いる本
発明の低級オレフィンの製法を詳述する。
上記の如くして得られたアルカリ土類金属含有ゼオライ
トを乾燥品、焼成品またはHイオン交換品の状態で以下
に記述のアルカリ土類金属含有化合物を用いて変性した
。アルカリ土類金属含有化合物としては、種々のアルカ
リ土類金属塩、酸化物、水酸化物などが含まれる。アル
カリ土類金属塩としては、アルカリ土類金属の各種無機
塩および有機塩が用いられるが、特に酢酸塩等のカルボ
ン酸塩、炭酸塩、硝酸塩等が好ましく、リン酸塩。
その他は炭酸塩となっており、Ca、 Sr、 laの
各酢酸塩は炭酸塩の前駆体化合物と見ることができる。
次に変性方法としては、溶液でこのゼオライトと接触さ
せたのち、溶液を蒸発乾固(含浸法)してもよく、また
溶液な口過または遠心分離で分離(分離法)してもよい
。なお、溶液で変性する場合、用いる溶媒は当該アルカ
リ土類金属塩を溶解するものであればいずれでも良いが
、特に水溶液が適当である。またこれら金属塩または酸
化物や水酸化物や水酸化物とゼオライトを単に固体のま
ま混合しただけでも良い(混合法)。この混合法による
場合、用いるアルカリ土類金属含有ゼオライトの粒径は
、30μ以下、好ましくは5μ以下、特に好ましくは1
μ以下であるが、50μあるいはそれ以上の粒子が混在
していても差し支えない。
また混合させるアルカリ土類金属含有化合物の粒径は2
0μ以下、好ましくは10μ以下、特に好ましくは5μ
以下であるが、30μあるいはそれ以上の粒子が混在し
ていても差し支えない。混合すべきゼオライトおよびア
ルカリ土類金属含有化合物の粒径が大きすぎると本発明
の効果が低減したり、あるいは実質的に失われてしまう
。混合は固体粉末同志の混合でも良く、あるい・は適当
な分散媒を用いてスラリー状で混合しても良い。炭酸塩
、水酸化物の分散媒としては水が適当である。
アルカリ土類金属含有化合物で変性された触媒は、その
まま反応に用いても良く、空気中またはN、気流中で焼
成抜用いても良い。
変性ゼオライト中に含有させるアルカリ土類金属量は、
金属換算で少なくとも0.25重量シであり、マグネシ
ウム、カルシウム及びストロンチウムについては好まし
くは1〜20重量%、バリウムについては好ましくは1
〜35重f%である。
アミン、アンモニアを含有するゼオライトは単に焼成す
るだけで水素型にしうるので、乾燥品をそのまま原料と
してアルカリ土類金属変性を行ない、その後焼成するこ
とが可能である。
本発明の触媒はそのまま使用することも、あるいは希望
によっては適当な担体、例えば粘土、カオリン、アルミ
ナ、シリカ、シリカ・アルミナ等と混合し、成型して用
いることもできる。
次に上記で得られた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ィンを製造する方
法を述べる。
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
充分接触させ得ろものであればどんな反応形式でもよく
、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。
ここで反応条件そのものは、さきに本発明者らが提案し
た特開昭60−36425号に開示されたものと本質的
に同じか、あるいはそれよりもさらに苛酷な条件も用い
ることができる。
気圧の条件下で行うことができる。原料は水蒸気あるい
は不活性ガス、例えば窒素、アルゴン等で希釈して触媒
上に供給することも可能である。一本発明の方法におい
て、生成物の流れは水蒸気。
炭化水素、未反応原料から成り、反応条件を適当に設定
することKより炭化水素中のエチレン、プロピレン等の
低級オレフィンの割合を高めることができる。水蒸気お
よび炭化水素生成物は公知の方法によって互いに分離、
精製される。
本発明の低級オレフィンの製造方法においては、メタノ
ールもジメチルエーテルも共に出発原料であるので選択
率の計算にあたってはメタノールから生じたジメチルエ
ーテルは未反応原料とみなして良い。
〔発明の効果〕
本発明方法で用いる触媒は高温でのカーボン析出による
活性劣化が抑制され、触媒寿命が犬gK改良されたもの
である。すなわち、本発明方法で用いる触媒は、さきに
提案したアルカリ土類金属含有ゼオライト触媒に比べて
寿命が4倍以上長い。
しかも、本発明方法で用いる触媒は極めて低級オレフィ
ンの選択性にすぐれ、E、’[’、Xの生成が少ない。
したがって、本発明の方法によれば、メタノールあるい
はジメチルエーテルから高温領域で、メタンや芳香族化
合物の副生が極めて少なく、また長期間安定した状態で
高選択率、高収率にて低級オレフィ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あるいは
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、高収率にて低級オレフ
ィンを製造することが可能である。
〔実施例〕
次K、本発明を実施例などにより具体的に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限りこれらに限定されるも
のではない。
調製例1(カルシウム変性ゼオライトの調製)臭化テト
ラ−n−ブチルアンモニウム(TBABr )10gと
水酸化ナトリウA 1.58 j;lを水x8o1に゛
溶かした液に、硝酸アルミニウム9水和物1.14yを
溶解した。次に、激しく攪拌しながら水ガラス(8i0
. 30〜31%+ Na(、Q 0.37〜0.46
%、触媒化成(株)製コロイダルシリカ Ca ta 
l o i dSI−30)609を加え、約10分間
攪拌混合し、水性ゲル混合物を得た。ここで仕込みモル
比ばs i OQ/’Sす、0蓼=200 であった。
この水性ゲル混合物を内容積300Mのオートクレーブ
に仕込み、自己圧下160℃で16時間。
500 r、p、m、で攪拌しながら水熱処理した。反
応生成物は遠心分離器を用いて固体成分と溶液部に分け
、固体成分は充分水洗を施し、更に120℃で8時間乾
燥した。次に、空気中530℃で5時間処理した後、こ
の焼成済ゼオライト1gに対して5%塩化アンモニウム
水溶液を13mJの割合で混合し、室温で1時間攪拌処
理した。その後、室温で充分水洗の後、120℃で乾燥
し、次いで500℃で3時間空気中で焼成を行い、水素
型に変換しH型のZSM−11型ゼオライトを得た。
得られたゼオライトは約2μの大きさで楕円状の結晶で
あった。
このH型のZSM−11型ゼオライトのBET比表面積
および螢光X線法による分析結果を第2表に示す。
また、得られたH型のZSM−11型ゼオライト1gを
、酢酸カルシウムを500℃で18時間焼成して乳鉢中
で粉砕したもの0.5gと、固体状態のまま乳鉢中で混
合し、カルシウム変性ZSM−] I Wゼオライトを
得た。得られた変性ゼオライト触媒中の酢酸カルシウム
焼成品の含有率は33.3%であり、ゼオライトに対す
る割合は50%であった。
この変性ゼオライト中に含まれる酢酸カルシウム焼成品
の量を金属換算で表示すると13.3%であった。
得られた変性ゼオライトを電子顕微鏡で観察したところ
、約2μ程度のゼオライト粒子の間に0.5μ以下の酢
酸カルシウム焼成品が均一に分散。
付着していた。
調製例2(カルシウム含有ゼオライトの調製)臭化テト
ラ−n−ブチルアンモニウム(TBABr)1ogを水
180.9に溶かした液に、硝酸アルミニウム9水和物
1.14g、酢酸カルシウム1水和物1.349を順次
溶解した後、水酸化ナトリウム2.22 gを加え、最
後に激しく攪拌しながら六方ラス(調製例1で用いたと
同じもの>609を添加し、水性ゲル混合物を得た。こ
こで仕込みモル比は810JA1gO@ = 200 
v  CaO/Sing = 0−025であった。
次K、この水性ゲル混合物を500mの石英製のセパラ
ブルフラスコに入れ、常圧下で攪拌しながら100℃、
7日間水熱処理した。
反応生成物は調製例1と同様にして水洗、乾燥。
焼成およびH型交換を行い、カルシウム含有ゼオライト
を得た。得られたゼオライトは約0.3μと微結晶であ
った。この水素型ゼオライトのBET比表面積および螢
光X線法による分析結果を第2表に示す。また、そのX
線回折パターンを第1図に示す。
調製例3(ストロンチウム含有ゼオライトの調製)調製
例2において、酢酸カルシウム1水和物1.34,9.
水酸化ナトリウム2.22 gの代わりに、各々酢酸ス
トロンチウム・1/2水和物0.469゜水酸化ナトI
Jウム1−76gを用いたこと以外は調製例2と同様に
してストロンチウム含有ゼオライトを得た。なお、この
際の仕込みモル比は81011/Ai2’s = 20
0 、SrO/5i02 = 0.007であった。
得られたゼオライトは約0.2μと微結晶であり、その
X線回折パターンは調製例2と同様なものであった。こ
の水素型ゼオライトのBET比表面積および螢光X線法
による分析結果を第2表に示す。
調製例4(カルシウム変性カルシウム含有ゼオライトの
調製) 調製例2で得られたカルシウム含有ゼオライト1gを、
酢酸カルシウムを500℃で18時間焼成して乳鉢中で
粉砕したもの0.5gと、固体状態のまま乳鉢中で混合
し、カルシウム変性カルシウム含有ゼオライトを得た。
得られた変性ゼオライト触媒中の酢酸カルシウム焼成品
の含有率は33.3%であり、ゼオライトに対する割合
は50%であった。この変性ゼオライト中に含まれる酢
酸カルシウム焼成品の量を金属換算で表示すると13.
35であった。
得られた変性ゼオライトを電子顕微鏡で観察したところ
、約0.3μのゼオライト粒子の間K O,5μ以下の
酢酸カルシウム焼成品が均一に分散、付調製例2で得ら
れたカルシウム含有ゼオライト1gを、酢酸ストロンチ
ウムを500℃で18時間焼成して乳鉢中で粉砕したも
の0.5 gと、固体状態のまま乳鉢中で混合し、スト
ロンチウム変性カルシウム含有ゼオライトを得た。得ら
れた変性ゼオライト触媒中の酢酸ストロンチウム焼成品
の含有率は33.3%であり、ゼオライ)K対する割合
は50%であった。この変性ゼオライト中に含まれる酢
酸ストロンチウム焼成品の量を金属換算で表示すると1
9.8%であった。
調製例6(バリウム変性カルシウム含有ゼオライトの調
製) 調製例2で得られたカルシウム含有ゼオライト1gを、
酢酸バリウムを500℃で18時間焼成して乳鉢中で粉
砕したもの1gと、固体状態のまま乳鉢中で混合し、バ
リウム変性カルシウム含有ゼオライトを得た。得られた
変性ゼオライト触媒成品の量を金属換算で表示すると3
4.8%であった。
調製例7(カルシウム変性ストロンチウム含有ゼオライ
トの調製) 調製例3で得られたストロンチウム含有ゼオライ)II
Iを、酢酸カルシウムを500℃で18時間焼成して乳
鉢中で粉砕したものo、s gと、固体状態のまま乳鉢
中で混合し、カルシウム変性ストロンチウム含有にオラ
イドを得た。得られた変性ゼオライト触媒中の酢酸カル
シウム焼成品の含有率は33.3%であり、ゼオライト
に対する割合は50%であった。この変性ゼオライト中
、に含まれる酢酸カルシウム焼成品の量を金属換算で表
示すると13.3%であった。
調製例8(カルシウム変性カルシウム含有ゼオライトの
調製) 臭化テトラ−n−ブチルアンモニウム(TnABr)1
011を、水1 Boflに溶かした液に、硝酸アルミ
ニウム9水和物1.14,9.酢酸カルシウム1水和物
1.349を順次溶解した後、水酸化ナトリウム4.5
3 gを加え、最後に激しく攪拌しながら水ガラス(調
製例1で用いたと同じもの)609を添加し、水性ゲル
混合物を得た。ここで仕込みモル比ハ510g/Ajt
Oa = 200 *  (:!aO/8i0* = 
0.025であった。
得られた水性ゲル混合物を内容積300mのステンレス
製オートクレーブに入れ、自己加圧下、160℃で16
時間、  5 Q Or、p−m、  で攪拌しながら
水熱処理を行った。
反応生成物は調製例1と同様にして水洗、乾燥。
焼成およびR型交換を行い、カルシウム含有ゼオライト
を得た。得られたゼオライトは0.9μ程度の結晶であ
り、そのXa回折パターンは調製例2で得られたものと
同様なものであった。得られたゼオライトのB11fT
比表面積および螢光X線法による分析結果を第2表に示
す。
このように自己圧法で合成して得たカルシウム含有ゼオ
ライト1gを、酢酸カルシウムを500℃で18時間焼
成して乳鉢中で粉砕したもの0.5gと、固体状態のま
ま乳鉢中で混合し、カルシウム変性カルシウム含有ゼオ
ライトを得た。
得られた変性ゼオライト触媒中の酢酸カルシウム焼成品
の含有率は33.3%であり、ゼオライトに対する割合
は50%であった。この変性上オライド中に含まれる酢
酸カルシウム焼成品の量を金属換算で表示すると13.
3%であった。
調製例9(カルシウム変性カルシウム含有ゼオライトの
調製) 調製例2において、水酸化ナトリウムの使用量を3.2
59とし、水熱処理を17日間としたこと以外は調製例
2と同様にしてHm−のカルシウム含有ゼオライトを得
た。得られたゼオライトは約0.3μと微結晶であり、
そのX線回折パターンは調製例2で得られたものと同様
なものであった。
得られた水素型ゼオライトのEDT比表面積および螢光
X線法による分析結果を第2表に示す。
このようにして得られたカルシウム含有ゼオライト2g
を、水10ゴに0a(OHsooo)i ・HQo  
1.06gを入れた溶液と混合した。この混合物を約8
0℃で2時間保った後、100〜110’Cで乾燥6中
において蒸発乾固させた。しかる後、空気中において5
00℃で16時間焼成してカルシウム変性カルシウム含
有ゼオライトを得た。
調製例10(カルシウム変性カルシウム含有ゼオライト
の調製) 調製例9において、ca(On、coo)、−n、oの
使用量を1.769としたこと以外は調製例9と同様に
してカルシウム変性カルシウム含有ゼオライトを得た。
実施例1〜7および比較例1〜3 調!!!例1〜10で得られた触媒粉末を圧力400k
g/cra”で打錠し、次いでこれを粉砕して10〜2
6メツシユにそろえたもの1dを内径10mの石英製の
反応管に充填した。液状メタノールを4 ”/hrの速
度で気化器に送り、ここで40 ’/minで送られて
くるアルゴンガスと混合してほぼ常圧で反応管に送り、
600℃で反応を行った。生成物の分析はガスクロマト
グラフを用いて行った。
調製例1〜3の触媒を用いた実験を比較例1〜3、調製
例4〜10の触媒を用いた実験を実施例1〜7とし、お
のおのの結果を第3表に示した。
第3表から、本発明方法は反応温度600℃。
WH8V = 6 hr−’と苛酷な条件下でも高いエ
チレン+プロピレン収率な与えること、および高い触媒
活性を長時間維持することが理解される。
率1:反応温度が600℃になってからの時間*2ニジ
メチルエーテルは未反応原料とみなしたカーボンベース
の転化率 卒3;ジメチルエーテルは未反応原料とみなし、それ以
外の全生成物に対するカーボンベースの選択率ネ4:そ
の他の炭化水素を示す *5ニエチレンとプロピレンの合計量を示す*6:エチ
レン、プロピレンおよびブテンの合計量を示す
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の調製例2で得られたカルシウム含有ゼ
オライトのX線回折パターンである。 特許出願人  工業技術院長等々力  違第1図 2θ(″)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)メタノールおよび/またはジメチルエーテルを気
    相中で触媒と接触させて低級オレフィンを製造するにあ
    たり、前記触媒として、SiO_2/Al_2O_3モ
    ル比が10〜3000、OH^−/SiO_2モル比が
    0.02〜10、H_2O/SiO_2モル比が1〜2
    000、テトラブチル化合物/SiO_2モル比が0.
    01〜4、アルカリ土類金属/Al原子比が0.03〜
    300の組成を満足する原料を用い、80〜200℃の
    温度で水熱処理して得られた焼成品が aM^1_2O・bM^2O・Al_2O_3・cSi
    O_2・nH_2O(式中、M^1はアルカリ金属およ
    び/または水素原子、M^2はアルカリ土類金属、aは
    0〜2.0、bは0.1〜100、cは10〜3000
    、nは0〜30である。) で表わされる組成を有するアルカリ土類金属含有ゼオラ
    イトをアルカリ土類金属含有化合物と固体状態または溶
    液中で処理し、ゼオライトに金属として計算して少なく
    とも0.25重量%の前記アルカリ土類金属を混合また
    は担持せしめて変性したアルカリ土類金属変性アルカリ
    土類金属含有ゼオライト触媒を用いることを特徴とする
    低級オレフィンの製造方法。
  2. (2)メタノールおよび/またはジメチルエーテルと触
    媒との接触を、重量時間空間速度0.1〜20hr^−
    ^1、反応温度300〜650℃、全圧力0.1〜10
    0気圧の条件で行なう特許請求の範囲第1項記載の製造
    方法。
  3. (3)アルカリ土類金属変性アルカリ土類金属含有ゼオ
    ライトが、アルカリ土類金属変性カルシウム含有ゼオラ
    イトである特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
  4. (4)アルカリ土類金属変性アルカリ土類金属含有ゼオ
    ライトが、アルカリ土類金属変性ストロンチウム含有ゼ
    オライトである特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
  5. (5)アルカリ土類金属変性アルカリ土類金属含有ゼオ
    ライトが、アルカリ土類金属変性バリウム含有ゼオライ
    トである特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
  6. (6)アルカリ土類金属変性アルカリ土類金属含有ゼオ
    ライトが、アルカリ土類金属変性マグネシウム含有ゼオ
    ライトである特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
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