JPH10180102A - 脱水素触媒 - Google Patents
脱水素触媒Info
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Abstract
いられる脱水素触媒であって、高温での劣化の少ない安
定した脱水素触媒を提供する。 【解決手段】 表面積150m2/g以上、細孔容積0.
55cm3/g以上、平均細孔径90〜200オングスト
ロームであり、かつ細孔径90〜200オングストロー
ムの細孔が全細孔容積の60%以上を占めるγ−アルミ
ナ担体に酸化亜鉛を担持してなる複合担体に、白金およ
びスズが担持された触媒組成物を、還元性ガスの存在下
で高温還元処理してなることを特徴とする脱水素触媒。
Description
より具体的にはアルカンの脱水素反応によりアルケンを
製造するのに用いる脱水素触媒に関する。
されるアルケンの需要が増えている。これは、プロピレ
ンを原料とするポリプロピレンの需要が包装材料や自動
車部品用樹脂として増大しており、また、イソブチレン
を原料として製造するガソリンの高オクタン価燃料用添
加剤メチル−t−ブチルエーテル(MTBE)の需要が
増大していること等によるものである。これらプロピレ
ンやイソブチレンは、ガソリン製造のための流動床式接
触分解(FCC)により得られ、あるいはエチレン製造
のための熱分解の副生物として得られるが、そのような
方法により得られる量には限度があり、他の製造方法の
確立が望まれている。このような状況下において、燃料
としての利用にとどまっているC3、C4類等のアルカン
を原料としてプロピレンやイソブチレン、あるいはn−
ブテン等のアルケンを製造することが各種試みられてい
る。このようにアルカンを原料としてアルケンを製造す
る方法としては、触媒存在下での接触脱水素反応による
方法が従来から有効な方法として知られている(例えば
特開平3−288548号公報参照)。そして、そのた
めの脱水素触媒としては、シリカ、アルミナ、ゼオライ
ト、活性炭などの担体上に金属や金属酸化物などの活性
物質を担持させたものが従来から用いられ、特に酸化ク
ロム/アルミナ触媒がよく用いられている(例えば米国
特許第4581339号参照)。
反応は吸熱反応であることから一般に反応は高温で行わ
れる。このためそのような高温においてより安定な触媒
が望まれている。すなわち本発明は、アルカンの脱水素
によるアルケンの製造に用いられる脱水素触媒であっ
て、高温での劣化の少ないより安定した脱水素触媒を提
供するものである。
m2/g以上、細孔容積0.55cm3/g以上、平均細孔
径90〜200オングストロームであり、かつ細孔径9
0〜200オングストロームの細孔が全細孔容積の60
%以上を占めるγ−アルミナ担体に酸化亜鉛を担持して
なる複合担体に、白金およびスズが担持された触媒組成
物を、還元性ガスの存在下で高温還元処理することを特
徴とする脱水素触媒を提供することにより、上記課題を
解決する。
素反応は本質的に気固系接触操作であるため、活性を高
めるためには活性金属の選択とともに触媒表面積を大き
くすることが重要である。また、選択性を高め、かつ活
性劣化を抑制するためには、異性化反応あるいは分解反
応を抑制して目的化合物を優先的に形成し、かつコーク
スの沈着を抑制するような表面特性を与えることが重要
である。したがって、活性や選択性の低下を防止するた
めには、上記表面積や表面特性の変化が小さいことが重
要となる。本発明では、特定のγ−アルミナ担体に特定
量の酸化亜鉛を担持してなる複合担体を用い、これに白
金およびスズを担持し、これを還元性ガスの存在下で高
温還元処理することによって、上記要請を実現するもの
である。
面積が150m2/g以上、細孔容積が0.55cm3/g
以上、平均細孔径が90〜200オングストロームであ
り、かつ細孔径90〜200オングストロームの細孔が
全細孔容積の60%以上を占めるものである。平均細孔
径が90オングストロームより小さいとアルカン分子や
アルケン分子の細孔内拡散が律速になり、全触媒表面積
を有効に利用することができない。一方、平均細孔径が
200オングストロームより大きいと表面積が大きくと
れなくなる。上記条件を満足するγ−アルミナ担体は、
アルミニウム塩の中和により生成した水酸化アルミニウ
ムのスラリーを濾過洗浄し、これを脱水乾燥した後、4
00〜800℃で1〜6時間程度焼成することにより得
られる。
酸化亜鉛[ZnO]を好ましくは5〜50重量%担持さ
せる。この酸化亜鉛はアルミナ表面にアルミナとの複合
体を形成し、好ましい表面特性を与える役割を果たすと
思われる。担持量が5重量%以下ではγ−アルミナ担体
表面をアルミナと酸化亜鉛の複合体が均一に覆うことが
できないため十分な効果が得られず、一方、担持量が5
0重量%を超えるとアルミナと酸化亜鉛との複合体の表
面特性が変化するとともに表面積の減少が著しいものと
なる。γ−アルミナ担体上に酸化亜鉛を担持させるに
は、硝酸亜鉛などの亜鉛化合物の水溶液を担体に含浸さ
せた後、乾燥して焼成すればよい。
5〜1.5重量%担持させる。ここで用いる白金化合物
としては、塩化白金酸、白金酸アンモニウム塩、臭化白
金酸、二塩化白金、四塩化白金水和物、二塩化カルボニ
ル白金二塩化物、ジニトロジアミン白金酸塩等が挙げら
れる。白金の担持は、当該複合担体に塩化白金酸等の白
金化合物の水溶液を含浸させ、次いでこれを焼成した
後、水素ガス中にて高温で還元する工程が通常用いられ
るが、本発明では必ずしも水素還元ではなく他の還元方
法を用いても良い。
持させる。スズの担持量は0.5〜10重量%が好まし
い。ここで用いるスズ化合物としては、水溶性のもの及
び/又はアセトン等の有機溶媒に可溶のものが好まし
い。このようなスズ化合物としては、臭化第一スズ、酢
酸スズ、塩化第一スズ、塩化第二スズ、及びそれらの水
和物や、塩化第二スズアセチルアセトナート錯体、テト
ラメチルスズ、テトラエチルスズ、テトラブチルスズ、
テトラフェニルスズ等が挙げられる。スズの担持は、上
記還元工程後の当該担体にスズ化合物の水溶液及び/又
は有機溶媒溶液等を含浸させて水又は有機溶媒を乾燥除
去した後、水素ガス中にて高温で還元する方法が通常用
いられるが、本発明では必ずしも水素還元でなく他の還
元方法を用いてもよい。
終的に還元性ガスの存在下で高温還元処理される。ここ
で用いる還元性ガスとしては水素または水素を含む混合
ガスが好ましく、水素ガスを単独で用いるのがより好ま
しい。通常、高温還元処理は500〜700℃、好まし
くは550〜650℃の温度で、1〜20時間程度行
う。なお、この高温還元処理は、必ずしも触媒を反応管
に充填する前に予め行う必要はなく、触媒を反応管に充
填した後、原料アルカンを導入して脱水素反応を行う前
に水素ガスを反応管に流通させればよい。
本発明の脱水素触媒と、最終的な高温還元処理をしてい
ない従来の脱水素触媒を用いて、脱水素反応を行った例
を示す。なお以下において、%の値はすべて重量%であ
る。 (1)γ−アルミナ担体の製造 特公平6−72005号公報中の実施例1に記載される
ようにして、γ−アルミナ担体を製造した。この方法の
あらましを述べると、熱希硫酸中に激しく攪拌しながら
瞬時にアルミン酸ソーダ水溶液を加えることにより水酸
化アルミニウムスラリーの懸濁液(pH10)を得、こ
れを種子水酸化アルミニウムとして、攪拌を続けながら
熱希硫酸とアルミン酸ソーダ水溶液を交互に一定時間お
いて加える操作を繰り返して濾過洗浄ケーキを得、これ
を押し出し成形して乾燥した後、500℃で3時間焼成
するというものである。こうして得られるγ−アルミナ
の性状は典型的には下記の表1の通りである。
/Al2O3比が30/70になるように30%硝酸亜鉛
[Zn(NO3)2]水溶液を含浸させ、水分除去後、4
00℃で3時間焼成して複合担体を調製した。この複合
担体にPt担持量が0.3%になるように2.0%塩化
白金酸[H2PtCl6]水溶液を含浸させ、乾燥後40
0℃で3時間焼成し、さらに水素気流中400℃で3時
間還元した。次いで、この還元後の白金担持複合担体に
Sn担持量が3.5%になるように3%塩化第一スズ
[SnCl2 ]水溶液を含浸させ、乾燥後に400℃で
30分間水素還元を行って白金/スズ担持触媒を得た。
18mmの石英製反応管に充填し、水素流通下に600
℃で3時間の処理を行った後、窒素で十分なパージを行
った。次いで、イソブタンを原料として、温度560
℃、空間速度GHSV500hr-1で脱水素反応試験を
30時間行い、反応器出口ガスをガスクロマトグラフに
より分析した。結果を表2に示す。 [比較例] 600℃、3時間の水素流通処理を行わな
かった他は上記と同一の条件で脱水素反応試験を行っ
た。結果を表2に示す。
た触媒によって脱水素反応を行ったところ、触媒活性及
び選択性の低下が著しく緩和された。
いれば、アルカンの脱水素反応によってアルケンを製造
する際に、触媒の高温での劣化が著しく緩和される。
Claims (6)
- 【請求項1】 表面積150m2/g以上、細孔容積0.
55cm3/g以上、平均細孔径90〜200オングスト
ロームであり、かつ細孔径90〜200オングストロー
ムの細孔が全細孔容積の60%以上を占めるγ−アルミ
ナ担体に酸化亜鉛を担持してなる複合担体に、白金およ
びスズが担持された触媒組成物を、還元性ガスの存在下
で高温還元処理してなることを特徴とする脱水素触媒。 - 【請求項2】 前記複合担体における酸化亜鉛の担持量
が5〜50重量%である請求項1記載の触媒。 - 【請求項3】 前記複合担体上の白金の担持量が0.0
5〜1.5重量%である請求項1または2記載の触媒。 - 【請求項4】 前記複合担体上のスズの担持量が0.5
〜10重量%である請求項1〜3のいずれか記載の触
媒。 - 【請求項5】 前記触媒組成物の高温還元処理が500
〜700℃の温度で行われる請求項1〜4のいずれか記
載の触媒。 - 【請求項6】 前記還元性ガスが水素である請求項1〜
5のいずれか記載の触媒。
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Cited By (4)
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JP2005211845A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Chiyoda Corp | 水素化芳香族類の脱水素触媒及びその製造方法 |
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- 1996-12-24 JP JP34315696A patent/JP3908314B2/ja not_active Expired - Lifetime
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