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JP3167376B2 - Catalyst for producing aromatic hydrocarbon, method for producing the same, and method for producing aromatic hydrocarbon using the catalyst - Google Patents
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JP3167376B2 - Catalyst for producing aromatic hydrocarbon, method for producing the same, and method for producing aromatic hydrocarbon using the catalyst - Google Patents

Catalyst for producing aromatic hydrocarbon, method for producing the same, and method for producing aromatic hydrocarbon using the catalyst

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JP3167376B2
JP3167376B2 JP28188691A JP28188691A JP3167376B2 JP 3167376 B2 JP3167376 B2 JP 3167376B2 JP 28188691 A JP28188691 A JP 28188691A JP 28188691 A JP28188691 A JP 28188691A JP 3167376 B2 JP3167376 B2 JP 3167376B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【産業上の利用分野】本発明は、芳香族炭化水素製造用
触媒、特には炭素数2〜7の脂肪族炭化水素及び/又は
脂環族炭化水素を主成分とする原料を芳香族炭化水素に
転化するための触媒、その触媒の製造方法及びその触媒
を用いて芳香族炭化水素を製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst for the production of aromatic hydrocarbons, and more particularly, to a method for producing a raw material mainly composed of an aliphatic hydrocarbon having 2 to 7 carbon atoms and / or an alicyclic hydrocarbon. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst for converting into a catalyst, a method for producing the catalyst, and a method for producing an aromatic hydrocarbon using the catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】脂肪族炭化水素及び/又は脂環族炭化水
素を結晶性アルミノジンコシリケート触媒を用いて芳香
族炭化水素に転化する方法において、結晶性アルミノジ
ンコシリケートに遷移金属を担持して触媒活性を高める
ことが提案されている(例えば、特開昭63−8342
号公報、特開平3−99025号公報)。しかし、この
遷移金属を担持した触媒では、担持された金属が使用中
に凝集して触媒活性の向上効果が長時間持続できないと
いう問題があり、また、担持金属として亜鉛を用いる
と、触媒を使用している間に亜鉛が揮散して、失なわ
れ、触媒活性が低下するという問題があった。
2. Description of the Related Art In a method of converting an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon into an aromatic hydrocarbon using a crystalline aluminozincosilicate catalyst, a catalyst is prepared by supporting a transition metal on a crystalline aluminozincosilicate. It has been proposed to increase the activity (see, for example, JP-A-63-8342).
JP-A-3-99025). However, the catalyst supporting the transition metal has a problem that the supported metal is aggregated during use and the effect of improving the catalytic activity cannot be maintained for a long time.In addition, when zinc is used as the supported metal, the catalyst is used. During this process, there is a problem that zinc is volatilized and is lost, and the catalytic activity is reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記問題
を解決すべく鋭意研究を進めた結果、亜鉛をアルミニウ
ムあるいはケイ素との複合酸化物にして、結晶性アルミ
ノジンコシリケートに混合することにより、亜鉛の凝集
と損失を防ぐとともに触媒の活性を向上できることを見
出し、本発明に到達した。
The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that zinc is converted into a composite oxide with aluminum or silicon and mixed with crystalline aluminodine cosilicate. The present inventors have found that zinc agglomeration and loss can be prevented and the activity of the catalyst can be improved.

【0004】本発明の目的は、より高い触媒活性を有
し、かつその活性を長時間持続させることができる芳香
族炭化水素製造用触媒、その製造方法およびそれを用い
て炭素数2〜7の脂肪族炭化水素及び/又は脂環族炭化
水素を芳香族炭化水素へ効率良く転化する方法を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a catalyst for producing an aromatic hydrocarbon which has a higher catalytic activity and which can maintain the activity for a long time, a method for producing the same, and a C2-7 catalyst using the same. An object of the present invention is to provide a method for efficiently converting an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon into an aromatic hydrocarbon.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明はSi/Al原子
比が14〜1000、Si/Zn原子比が15〜100
0で、かつアルカリ金属含有量が0.4重量%以下の結
晶性アルミノジンコシリケートと、亜鉛とアルミニウム
の複合酸化物または亜鉛とケイ素の複合酸化物とを含有
してなる芳香族炭化水素製造用触媒、及び亜鉛化合物と
アルミニウム化合物、または亜鉛化合物とケイ素化合物
とを混合し、300℃以上の温度で焼成して亜鉛とアル
ミニウムの複合酸化物、あるいは亜鉛とケイ素の複合酸
化物を得、これをSi/Al原子比が14〜1000、
Si/Zn原子比が15〜1000で、かつアルカリ金
属含有量が0.4重量%以下である結晶性アルミノジン
コシリケートと混合することからなる芳香族炭化水素製
造用触媒の製造方法、並びに炭素数2〜7の脂肪族炭化
水素及び/又は脂環族炭化水素を少なくとも50重量%
含有する原料を、上記触媒と接触させることからなる芳
香族炭化水素の製造方法である。
According to the present invention, the atomic ratio of Si / Al is 14-1000 and the atomic ratio of Si / Zn is 15-100.
0 for the production of aromatic hydrocarbons containing a crystalline aluminozincosilicate having an alkali metal content of 0.4% by weight or less and a composite oxide of zinc and aluminum or a composite oxide of zinc and silicon A catalyst, a zinc compound and an aluminum compound, or a zinc compound and a silicon compound are mixed and calcined at a temperature of 300 ° C. or higher to obtain a zinc-aluminum composite oxide or a zinc-silicon composite oxide. Si / Al atomic ratio is 14-1000,
A method for producing a catalyst for producing an aromatic hydrocarbon, which comprises mixing with a crystalline aluminodine cosilicate having an Si / Zn atomic ratio of 15 to 1000 and an alkali metal content of 0.4% by weight or less, and carbon number At least 50% by weight of 2 to 7 aliphatic hydrocarbons and / or alicyclic hydrocarbons
This is a method for producing an aromatic hydrocarbon, which comprises contacting a contained raw material with the catalyst.

【0006】上記Si/Al原子比が14〜1000、
Si/Zn原子比が15〜1000で、かつアルカリ金
属含有量が0.4重量%以下の結晶性アルミノジンコシ
リケートは、前記原子比を有する結晶性アルミノジンコ
シリケートのアルカリ金属イオン、特にはナトリウムイ
オンの大部分を水素イオンに交換したもので、結晶性ア
ルミノジンコシリケートを硝酸、塩酸、硫酸或いはアン
モニウム塩水溶液に浸して、水素イオン或いはアンモニ
ウムイオンに交換したものを焼成することにより調製で
きる。この交換に先だって結晶性アルミノジンコシリケ
ートを例えば空気中で540℃で焼成してもよい。ま
た、これらのイオン交換において、水溶液に浸けて加
熱、減圧などにより気体を除く操作を加えてもよい。更
にアルミノジンコシリケートのアルカリ金属イオンの大
部分をアルカリ土類金属イオンで交換したものも用いる
ことができる。
The above Si / Al atomic ratio is 14-1000,
The crystalline aluminozincosilicate having an Si / Zn atomic ratio of 15 to 1000 and an alkali metal content of 0.4% by weight or less is an alkali metal ion of the crystalline aluminozincosilicate having the above atomic ratio, particularly a sodium ion. Can be prepared by immersing a crystalline aluminozincosilicate in an aqueous solution of nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid or ammonium salt, and calcining the material after exchanging for hydrogen ions or ammonium ions. Prior to this exchange, the crystalline aluminozincosilicate may be calcined, for example, at 540 ° C. in air. In these ion exchanges, an operation of immersing in an aqueous solution to remove gas by heating, decompression, or the like may be added. Further, one obtained by exchanging most of the alkali metal ions of the aluminozincosilicate with alkaline earth metal ions can also be used.

【0007】このようにして、アルカリ金属含有量を
0.4重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下とす
る。この結晶性アルミノジンコシリケート中のアルカリ
金属、特にナトリウム含有量が0.4重量%を超えると
触媒寿命が短くなる。
[0007] Thus, the alkali metal content is made 0.4 wt% or less, more preferably 0.1 wt% or less. If the content of alkali metal, especially sodium, in the crystalline aluminodine silicate exceeds 0.4% by weight, the catalyst life is shortened.

【0008】一方、結晶性アルミノジンコシリケート
は、アルミノシリケートのアルミニウムを部分的に亜鉛
で置換したもので、ケイ素、アルミニウムおよび亜鉛原
子が酸素を共有して架橋し、結晶性アルミノシリケート
と同じ骨格構造を有するものである。この場合、ケイ
素、アルミニウムおよび亜鉛原子のすべてが必ずしも同
一の結晶構造を構成するものではなく、それらの一部は
それぞれの酸化物などの他の形態をとって共存している
場合もある。
On the other hand, crystalline aluminosilicate is a substance obtained by partially substituting aluminum in aluminosilicate with zinc. Silicon, aluminum and zinc atoms share oxygen to crosslink, and have the same skeletal structure as crystalline aluminosilicate. It has. In this case, all of the silicon, aluminum and zinc atoms do not always constitute the same crystal structure, and some of them may coexist in another form such as a respective oxide.

【0009】この結晶性アルミノジンコシリケートは、
ケイ素化合物、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、アル
カリ金属塩、水、そして場合により有機窒素化合物およ
び酸を混合し、100℃〜220℃の温度に3〜200
時間保って調製することができる。この場合のケイ素化
合物としてはケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、シリ
カあるいはこれら2種以上の混合物などを用いることが
できる。また、アルミニウム化合物としては硫酸アルミ
ニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミ
ン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、水酸化アルミニ
ウム、アルミナ、あるいはこれら2種以上の混合物など
を用いることができる。亜鉛化合物としては、硫酸亜
鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、ある
いはこれら2種以上の混合物などを用いることができ
る。アルカリ金属塩としては、ナトリウム、カリウムの
水酸化物、塩化物、臭化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、
あるいはこれら2種以上の混合物などを用いることがで
きる。有機窒素化合物として、テトラプロピルアンモニ
ウム、テトラブチルアンモニウム、トリプロピルメチル
アンモニウムなどの第4級アンモニウムの水酸化物、臭
化物、塩化物、あるいはトリプロピルアミン、トリブチ
ルアミン、モルホリンなどのアミン、トリエタノールア
ミン、ジエタノールアミンなどのアミノアルコール、ア
セトアミド、プロピオンアミドなどのアミド、メチル尿
素、1,3-ジメチル尿素などのアルキル尿素、アセトニ
トリル、プロピオニトリルなどのニトリルあるいはこれ
らの2種以上の混合物などを用いることができる。酸と
して、硫酸、硝酸、塩酸、酢酸、リン酸、あるいはこれ
ら2種以上の混合物を用いることができる。また、これ
らの原料はそれぞれ単独で用いる必要はなく、例えばシ
リカアルミナのようにあらかじめ混合された状態、ある
いは化合物であってもよい。原料としてここに例示した
ものに限られるものではない。
[0009] This crystalline aluminodine cosilicate is
A silicon compound, an aluminum compound, a zinc compound, an alkali metal salt, water, and optionally an organic nitrogen compound and an acid are mixed, and the mixture is mixed at a temperature of 100 ° C to 220 ° C for 3 to 200 minutes.
It can be prepared with keeping time. In this case, as the silicon compound, sodium silicate, potassium silicate, silica, or a mixture of two or more of these can be used. As the aluminum compound, aluminum sulfate, aluminum nitrate, aluminum chloride, sodium aluminate, potassium aluminate, aluminum hydroxide, alumina, or a mixture of two or more of these can be used. As the zinc compound, zinc sulfate, zinc nitrate, zinc chloride, zinc oxide, zinc hydroxide, or a mixture of two or more of these can be used. Alkali metal salts include sodium and potassium hydroxide, chloride, bromide, sulfate, nitrate, acetate,
Alternatively, a mixture of two or more of these can be used. As organic nitrogen compounds, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, quaternary ammonium hydroxides such as tripropylmethylammonium, bromide, chloride, or tripropylamine, tributylamine, amines such as morpholine, triethanolamine, Amino alcohols such as diethanolamine, amides such as acetamide and propionamide, alkyl ureas such as methyl urea and 1,3-dimethyl urea, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, and mixtures of two or more of these can be used. . As the acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, acetic acid, phosphoric acid, or a mixture of two or more thereof can be used. These raw materials do not need to be used alone, and may be in a pre-mixed state such as silica alumina or a compound. The raw materials are not limited to those exemplified here.

【0010】本発明の結晶性アルミノジンコシリケート
は、Si/Alの原子比が14〜1000、Si/Znの
原子比が15〜1000の範囲のものを用いる。これ
は、Si/Alの原子比が14より小さいと、触媒性能
の経時劣化の遅い結晶が形成され難く、一方、同原子比
が1000より大きいと触媒の活性が十分でなく経時劣
化も速くなるためである。またSi/Znの原子比が1
5より小さいと結晶の形成が悪く触媒の経時劣化が速
く、1000より大きいと芳香族の選択率が低くなる。
As the crystalline aluminozincosilicate of the present invention, those having an atomic ratio of Si / Al of 14 to 1000 and an atomic ratio of Si / Zn of 15 to 1000 are used. This is because if the atomic ratio of Si / Al is less than 14, it is difficult to form a crystal with slow deterioration of the catalyst performance over time, whereas if the atomic ratio is more than 1000, the activity of the catalyst is not sufficient and the deterioration with time is accelerated. That's why. The atomic ratio of Si / Zn is 1
If it is less than 5, crystal formation is poor and the catalyst deteriorates with time, and if it is more than 1,000, the selectivity of aromatics is low.

【0011】上記の結晶性アルミノジンコシリケートは
ZSM−5型ゼオライトに類似した表1に示すX線回折
図を有するものを用いることが好ましい。
It is preferable to use the crystalline aluminodine cosilicate having an X-ray diffraction pattern shown in Table 1 similar to the ZSM-5 type zeolite.

【表1】 [Table 1]

【0012】本発明の触媒は上記結晶性アルミノジンコ
シリケートに亜鉛とアルミニウムの複合酸化物あるいは
亜鉛とケイ素の複合酸化物を含有させたものであるが、
この亜鉛とアルミニウムの複合酸化物あるいは亜鉛とケ
イ素の複合酸化物は、亜鉛が複合酸化物中に非常によく
分散さているため還元性ガスにさらされても金属亜鉛を
生成しにくく、凝集したり、揮散により亜鉛が損失する
恐れが少ない。このため、安定で脱水素触媒活性の高い
亜鉛の増加した触媒となる。またこの亜鉛とアルミニウ
ムの複合酸化物および亜鉛とケイ素の複合酸化物は、脱
水素作用のほかに、酸の性質をもつことによるものと考
えられるが、脂肪族炭化水素及び/又は脂環式炭化水素
の芳香族炭化水素への転換を著しく促進させる。
The catalyst of the present invention is obtained by adding a composite oxide of zinc and aluminum or a composite oxide of zinc and silicon to the above crystalline aluminodine cosilicate.
This zinc-aluminum composite oxide or zinc-silicon composite oxide is unlikely to form metallic zinc even when exposed to a reducing gas because zinc is very well dispersed in the composite oxide, and may cause agglomeration. There is little risk of zinc loss due to volatilization. For this reason, it is a catalyst with increased zinc which is stable and has high dehydrogenation catalytic activity. It is thought that the zinc-aluminum composite oxide and the zinc-silicon composite oxide have an acid property in addition to dehydrogenation. Significantly promotes the conversion of hydrogen to aromatic hydrocarbons.

【0013】亜鉛とアルミニウムの複合酸化物は、通常
の共沈法、吸着法、あるいは乾式法などで作ることがで
きる。共沈法とは、亜鉛を含む溶液とアルミニウムを含
む溶液を混合するか、あるいは亜鉛とアルミニウム両方
を含む溶液にアルカリまたは酸を添加して亜鉛とアルミ
ニウムの水酸化物等の共沈物を得、洗浄、乾燥、焼成す
る方法で、吸着法は、亜鉛またはアルミニウムのうち一
方の酸化物に他方を含む溶液を加えて混合し、乾燥、焼
成する方法である。また、乾式法とは、酸化亜鉛と酸化
アルミニウムを乾式あるいは湿式で混合し、焼成する方
法である。
The composite oxide of zinc and aluminum can be prepared by a common coprecipitation method, an adsorption method, a dry method, or the like. The coprecipitation method involves mixing a solution containing zinc and a solution containing aluminum, or adding an alkali or acid to a solution containing both zinc and aluminum to obtain a coprecipitate such as a hydroxide of zinc and aluminum. The adsorption method is a method in which a solution containing one of zinc and aluminum and the other oxide are added, mixed, dried, and fired. In addition, the dry method is a method in which zinc oxide and aluminum oxide are mixed in a dry or wet manner and fired.

【0014】上記の場合の焼成はいずれも300℃以上
の温度で行なう。300℃未満では複合酸化物が生成し
にくい。
[0014] In each of the above cases, firing is performed at a temperature of 300 ° C or higher. If the temperature is lower than 300 ° C., a composite oxide is not easily generated.

【0015】これらの方法で用いる亜鉛原料として、硝
酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、水酸化亜鉛、
酸化亜鉛、硫酸亜鉛アルミニウム、亜鉛酸ナトリウムな
どを例示することができる。アルミニウム化合物として
は、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミ
ニウム、酢酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、水
酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、アルミニウムイ
ソプロポキシド、アルミニウムエトキシドなどを例示す
ることができる。
The zinc raw materials used in these methods include zinc nitrate, zinc sulfate, zinc chloride, zinc acetate, zinc hydroxide,
Examples thereof include zinc oxide, zinc aluminum sulfate, and sodium zincate. Examples of the aluminum compound include aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum acetate, sodium aluminate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum isopropoxide, and aluminum ethoxide.

【0016】亜鉛とアルミニウムの複合酸化物中の亜鉛
のアルミニウムに対する原子比は、0.01〜10、好
ましくは0.1〜1の範囲とすると良い。この原子比が
0.01より小さいと触媒活性を高める効果が小さく、
10より大きいと亜鉛が揮散しやすくなり好ましくな
い。
The atomic ratio of zinc to aluminum in the composite oxide of zinc and aluminum is preferably in the range of 0.01 to 10, preferably 0.1 to 1. When the atomic ratio is less than 0.01, the effect of increasing the catalytic activity is small,
If it is larger than 10, zinc tends to volatilize, which is not preferable.

【0017】亜鉛とケイ素の複合酸化物も、上記と同様
に共沈法、吸着法あるいは乾式法などで作ることができ
る。この場合の亜鉛原料としても亜鉛とアルミニウムの
複合酸化物の場合と同様の亜鉛化合物を使用することが
できる。また、ケイ素原料としては、ケイ酸ナトリウ
ム、ケイ酸カリウム、酸化ケイ素、コロイダルシリカ、
テトラエトキシシランなどを用いることができる。
The composite oxide of zinc and silicon can be prepared by a coprecipitation method, an adsorption method, a dry method or the like in the same manner as described above. In this case, the same zinc compound as in the case of the composite oxide of zinc and aluminum can be used as the zinc raw material. Further, as a silicon raw material, sodium silicate, potassium silicate, silicon oxide, colloidal silica,
Tetraethoxysilane or the like can be used.

【0018】亜鉛のケイ素に対する原子比は、0.01
〜10、好ましくは0.1〜2の範囲とすると良い。こ
の原子比が0.01より小さいと触媒活性を高める効果
が小さく、10より大きいと亜鉛が揮散しやすくなり、
好ましくない。
The atomic ratio of zinc to silicon is 0.01
-10, preferably 0.1-2. When the atomic ratio is less than 0.01, the effect of increasing the catalytic activity is small, and when the atomic ratio is greater than 10, zinc is easily volatilized,
Not preferred.

【0019】この亜鉛とアルミニウムの複合酸化物ある
いは亜鉛とケイ素の複合酸化物は結晶性アルミノジンコ
シリケートと混合して触媒として用いる。亜鉛とアルミ
ニウムの複合酸化物あるいは亜鉛とケイ素の複合酸化物
の触媒全体における含有量は、0.1〜70重量%、好
ましくは1〜30重量%とすることが望ましい。この場
合、これらの複合酸化物の含有量が0.1重量%以下で
は添加効果が乏しく、70重量%以上では触媒活性が低
下する。
The composite oxide of zinc and aluminum or the composite oxide of zinc and silicon is mixed with a crystalline aluminozincosilicate and used as a catalyst. The content of the composite oxide of zinc and aluminum or the composite oxide of zinc and silicon in the entire catalyst is desirably 0.1 to 70% by weight, preferably 1 to 30% by weight. In this case, when the content of these composite oxides is 0.1% by weight or less, the effect of addition is poor, and when the content is 70% by weight or more, the catalytic activity decreases.

【0020】複合酸化物と結晶性アルミノジンコシリケ
ートはそのまま単に混合した状態でも、あるいは成形し
ても触媒として用いることができる。この成形ために、
シリカ、アルミナ、粒土、無機塩、有機高分子、界面活
性剤など一般に造粒剤として用いられるものを使用する
ことができる。
The composite oxide and the crystalline aluminodicosilicate can be used as a catalyst in a state of being simply mixed as they are, or even when molded. For this molding,
What is generally used as a granulating agent, such as silica, alumina, granular soil, inorganic salts, organic polymers, and surfactants, can be used.

【0021】触媒を製造する際における、結晶性アルミ
ノジンコシリケートのイオン交換、焼成、複合酸化物と
結晶性アルミノジンコシリケートの混合、および成形の
各工程の順序は特に限定されない。
In the production of the catalyst, the order of the steps of ion exchange and calcination of the crystalline aluminozincosilicate, mixing of the composite oxide with the crystalline aluminozincosilicate, and molding are not particularly limited.

【0022】上記の方法で製造される触媒は、炭素数2
〜7の脂肪族炭化水素及び/又は脂環族炭化水素から芳
香族炭化水素を製造する触媒として用いられるが、炭素
数2〜7の脂肪族炭化水素としては、エタン、プロパ
ン、n-ブタン、iso-ブタン、n-ペンタン、iso-ペンタ
ン、ネオペンタン、n-ヘキサン、メチルペンタン、ジ
メチルブタン、n-ヘプタン、メチルヘキサン、ジメチ
ルペンタンなどの飽和炭化水素、エチレン、プロピレ
ン、ブテン、ブタジエン、ペンテン、ペンタジエン、ヘ
キセン、ヘキサジエン、ヘプテン、ヘプタジエン、シク
ロペンテン、メチルシクロペンテン、シクロヘキセン、
メチルシクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロヘキサ
ジエン、メチルシクロヘキサジエンなどの不飽和炭化水
素を例示することができる。
The catalyst produced by the above method has 2 carbon atoms.
Used as a catalyst for producing an aromatic hydrocarbon from an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon having from 7 to 7 carbon atoms, such as ethane, propane, n-butane, Saturated hydrocarbons such as iso-butane, n-pentane, iso-pentane, neopentane, n-hexane, methylpentane, dimethylbutane, n-heptane, methylhexane, dimethylpentane, ethylene, propylene, butene, butadiene, pentene, pentadiene , Hexene, hexadiene, heptene, heptadiene, cyclopentene, methylcyclopentene, cyclohexene,
Examples include unsaturated hydrocarbons such as methylcyclohexene, cycloheptene, cyclohexadiene, and methylcyclohexadiene.

【0023】また脂環族炭化水素としては、シクロペン
タン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチル
シクロヘキサン、シクロヘプタン、エチルシクロペンタ
ンなどを挙げることができる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon include cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, cycloheptane, ethylcyclopentane and the like.

【0024】反応に供給される原料は上記の炭素数2〜
7の脂肪族炭化水素及び/又は脂環族炭化水素を少なく
とも50重量%含有するものであり、上記以外の成分、
例えはベンゼン、トルエン、炭素数8以上の炭化水素、
メタノール、ジメチルエーテルなどが混入していても差
しつかえない。
The raw materials supplied to the reaction are those having 2 to 2 carbon atoms as described above.
7, containing at least 50% by weight of an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon of component 7,
For example, benzene, toluene, hydrocarbons having 8 or more carbon atoms,
Even if methanol, dimethyl ether or the like is mixed, it does not matter.

【0025】芳香族化反応は350〜600℃の温度範
囲で行なうのが適当である。反応温度が350℃より低
いと芳香族炭化水素の収率が十分でなく、一方、600
℃より高いとコーク生成による触媒性能の劣化が速い。
原料の供給速度は原料の組成、反応温度、触媒の種類に
よるが、重量時間空間速度(WHSV)が0.1〜10Hr-1
範囲が適当である。WHSVが0.1Hr-1より小さいと芳香
族炭化水素の製造効率が低く、一方、10Hr-1より大き
いと芳香族炭化水素の収率が十分でない。
The aromatization reaction is suitably carried out in a temperature range of 350 to 600 ° C. If the reaction temperature is lower than 350 ° C., the yield of aromatic hydrocarbon is not sufficient,
If the temperature is higher than ℃, the catalyst performance is rapidly degraded due to coke formation.
The feed rate of the raw material composition of the feed, the reaction temperature, depending on the type of catalyst, the weight hourly space velocity (WHSV) is suitably in the range of 0.1 to 10 -1. A WHSV of 0.1 hr -1 smaller than aromatic low production efficiency of hydrocarbons, whereas, is not sufficient yield 10 hr -1 larger than aromatic hydrocarbons.

【0026】芳香族化反応の圧力は0〜50kg/cm2・Gの
圧力が適当である。50kg/cm2・G以上の圧力では芳香族
炭化水素の収率が高くない。反応原料である炭素数2〜
7の脂肪族炭化水素はそのまま供給してもよいが、水
素、窒素、二酸化炭素とともに供給してもよい。
The pressure for the aromatization reaction is suitably from 0 to 50 kg / cm 2 · G. At a pressure of 50 kg / cm 2 · G or more, the yield of aromatic hydrocarbon is not high. 2 to 2 carbon atoms as reaction raw materials
The aliphatic hydrocarbon of No. 7 may be supplied as it is, or may be supplied together with hydrogen, nitrogen and carbon dioxide.

【0027】[0027]

【実施例】実施例1 〔触媒の調製〕蒸留水104mlに塩化ナトリウム26
g、テトラプロピルアンモニウムブロミド1.9gを溶解
したC液に、蒸留水60mlに硫酸亜鉛1.34g、硫酸ア
ルミニウム1.71g、テトラプロピルアンモニウムブロ
ミド5.6g、濃硫酸5.3gを溶かしたA液と、蒸留水4
5mlに水ガラス3号69gを溶かしたB液を撹拌しなが
ら同時にかつ連続的に加えた。その際、混合液のpHが
10に維持されるように水酸化ナトリウムまたは硫酸を
加えて調節した。この混合液からゲルを遠心分離で回収
し、1時間播潰し、遠心分離による上澄液と合わせた。
混合物をオートクレーブに移し、3時間で160℃まで
昇温し、撹拌しつつ引続き160℃で20時間保持し
た。放冷して固形物を取出し、水洗し、乾燥した。これ
をAと称する。このAを540℃で焼成して、表1に示
すX線回折法による格子面間隔を有するアルミノジンコ
シリケートが得られた。
【Example】Example 1  [Preparation of catalyst] 26 ml of sodium chloride was added to 104 ml of distilled water.
g, dissolve 1.9 g of tetrapropylammonium bromide
1.34 g of zinc sulfate in 60 ml of distilled water and sulfuric acid
1.71 g of luminium, tetrapropylammonium bromide
Liquid A containing 5.6 g of amide and 5.3 g of concentrated sulfuric acid, and 4 parts of distilled water
While stirring solution B in which 69 g of No. 3 water glass was dissolved in 5 ml,
Were added simultaneously and continuously. At that time, the pH of the mixture
Sodium hydroxide or sulfuric acid so that it is maintained at 10.
In addition, it was adjusted. Collect the gel from this mixture by centrifugation
For 1 hour and combined with the supernatant by centrifugation.
Transfer the mixture to an autoclave and reach 160 ° C in 3 hours
The temperature is raised and maintained at 160 ° C. for 20 hours with stirring.
Was. The solid was taken out by cooling, washed with water and dried. this
Is referred to as A. This A was calcined at 540 ° C.
Aluminosinus with lattice spacing by X-ray diffraction
A silicate was obtained.

【0028】A5gを1規定の硝酸アンモニウム水溶液
250mlに浸し、80℃で2時間撹拌して上澄液を除
き、水洗して乾燥後、540℃で焼成し、さらに再び硝
酸アンモニウム水溶液中に浸し、水洗、乾燥、焼成し
た。これをBと称する。
5 g of A was immersed in 250 ml of a 1N aqueous ammonium nitrate solution, stirred at 80 ° C. for 2 hours to remove the supernatant, washed with water, dried, calcined at 540 ° C., immersed again in an aqueous ammonium nitrate solution, washed with water, Dried and fired. This is called B.

【0029】次に、亜鉛とアルミニウムの複合酸化物を
次のようにして調製した。すなわち、硝酸亜鉛6水和物
74gと硝酸アルミニウム9水和物188gを水350ml
に溶解し、撹拌しつつアンモニア水を加えてpHを7に
し、水酸化亜鉛と水酸化アルミニウムを共沈させた。遠
心分離により沈殿物を回収し、水で洗浄した後、110
℃にて乾燥後、500℃にて2時間焼成して、複合酸化
物を45g得た。これをCと称する。このCのZn/Al
比は0.22であった。
Next, a composite oxide of zinc and aluminum was prepared as follows. That is, 74 g of zinc nitrate hexahydrate and 188 g of aluminum nitrate nonahydrate were added to 350 ml of water.
And aqueous ammonia was added thereto while stirring to adjust the pH to 7, and zinc hydroxide and aluminum hydroxide were coprecipitated. The precipitate is collected by centrifugation, washed with water,
After drying at 500C, the mixture was calcined at 500C for 2 hours to obtain 45 g of a composite oxide. This is called C. Zn / Al of this C
The ratio was 0.22.

【0030】亜鉛とケイ素の複合酸化物を次のようにし
て調製した。すなわち、ケイ素分をSiO2換算で28
重量パーセント含むケイ酸ナトリウム水溶液126gに
水100mlを加えた液に、硝酸亜鉛6水和物63gと水
100mlの溶液を撹拌しながら加え、硝酸溶液を加えて
pHを7にし、水酸化ケイ素と水酸化亜鉛を共沈させ
た。遠心分離により沈殿物を回収し、水で洗浄した後、
110℃の温度で乾燥後、500℃にて2時間焼成して
複合酸化物Dを43g得た。これのZn/Si比は0.1
6であった。
A composite oxide of zinc and silicon was prepared as follows. That is, the silicon content is 28 in terms of SiO 2.
A solution of 63 g of zinc nitrate hexahydrate and 100 ml of water was added with stirring to a solution obtained by adding 100 ml of water to 126 g of an aqueous sodium silicate solution containing weight percent, and a nitric acid solution was added to adjust the pH to 7, and silicon hydroxide and water were added. Zinc oxide was co-precipitated. After collecting the precipitate by centrifugation and washing with water,
After drying at a temperature of 110 ° C., the mixture was calcined at 500 ° C. for 2 hours to obtain 43 g of a composite oxide D. Its Zn / Si ratio is 0.1
It was 6.

【0031】〔芳香族化反応〕90重量%のBと10重
量%のCを乳鉢中で混合した触媒2gを、径10mmの反
応器に充填し、触媒床温度を525℃にして圧力3kg/c
m2・Gで、n-ペンタンを2g/hの供給速度で流通させ芳香
族化反応を行なった。反応器出口ガスを採取しガスクロ
マトグラフィーでその組成を分析し、その分析値よりn
-ペンタン転化率と芳香族選択率を以下の式により計算
した。
[Aromatization reaction] 2 g of a catalyst in which 90% by weight of B and 10% by weight of C were mixed in a mortar was charged into a reactor having a diameter of 10 mm, the catalyst bed temperature was set at 525 ° C, and the pressure was 3 kg / kg. c
At m 2 · G, aromatization reaction was carried out by flowing n-pentane at a feed rate of 2 g / h. The reactor outlet gas was sampled and its composition was analyzed by gas chromatography.
-The pentane conversion and the aromatic selectivity were calculated by the following equations.

【化1】 Embedded image

【0032】原料流通開始1時間後、100時間後およ
び200時間後のn-ペンタン転化率と芳香族選択率を
表2に示す。
Table 1 shows n-pentane conversion and aromatic selectivity at 1 hour, 100 hours and 200 hours after the start of the raw material distribution.

【0033】実施例2 90重量%のBと10重量%のDを乳鉢中で混合した触
媒2gを用い、他は実施例1と同じ方法でn-ペンタンの
芳香族化反応を行なった。この結果のn-ペンタン転化
率と芳香族選択率を表2に示す。
[0033]Example 2  90% by weight of B and 10% by weight of D mixed in a mortar
2 g of n-pentane in the same manner as in Example 1 except for using 2 g of a medium.
An aromatization reaction was performed. N-pentane conversion of the result
Table 2 shows the selectivity and the aromatic selectivity.

【0034】実施例3 90重量%のBと5重量%のCを乳鉢中で混合した触媒
2gを用い、525℃の触媒床温度、0kg/cm2・Gの圧
力、n-ペンタン供給速度4g/h、他は実施例1と同じ
条件で芳香族化反応を行なった。この結果のn-ペンタ
ン転化率と芳香族選択率を表3に示す。
[0034]Example 3  Catalyst in which 90% by weight of B and 5% by weight of C are mixed in a mortar
Using 2 g, catalyst bed temperature of 525 ° C., 0 kg / cmTwo・ G pressure
Force, n-pentane feed rate 4 g / h, others as in Example 1
The aromatization reaction was performed under the conditions. The resulting n-penta
Table 3 shows the conversion and the aromatic selectivity.

【0035】比較例1 2gのBを触媒に用いた他は実施例1と同じ方法でn-ペ
ンタンの芳香族化反応を行なった。この結果のn-ペン
タン転化率と芳香族選択率を表2に示す。
[0035]Comparative Example 1  Except that 2 g of B was used as the catalyst, n-pe
The aromatization reaction of tin was performed. The resulting n-pen
Table 2 shows the tan conversion and the aromatic selectivity.

【0036】比較例2 2gのCを触媒に用いた他は実施例1と同じ方法でn-ペ
ンタンの芳香族化反応を行なった。この結果のn-ペン
タン転化率と芳香族選択率を表2に示す。
[0036]Comparative Example 2  The same procedure as in Example 1 was repeated except that 2 g of C was used as the catalyst.
The aromatization reaction of tin was performed. The resulting n-pen
Table 2 shows the tan conversion and the aromatic selectivity.

【0037】比較例3 2gのDを触媒に用いた他は実施例1と同じ方法でn-ペ
ンタンの芳香族化反応を行なった。この結果のn-ペン
タン転化率と芳香族選択率を表2に示す。
[0037]Comparative Example 3  Except that 2 g of D was used as a catalyst, n-pe
The aromatization reaction of tin was performed. The resulting n-pen
Table 2 shows the tan conversion and the aromatic selectivity.

【表2】 [Table 2]

【0038】比較例4 2gのBを触媒に用いた他は実施例3と同じ方法でn-ペ
ンタンの芳香族化反応を行なった。この結果のn-ペン
タン転化率と芳香族選択率を表3に示す。
[0038]Comparative Example 4  Except that 2 g of B was used as the catalyst, n-pe
The aromatization reaction of tin was performed. The resulting n-pen
Table 3 shows the tan conversion and the aromatic selectivity.

【表3】 [Table 3]

【0039】実施例4 反応原料として、表4に示す組成を有するライトナフサ
を用いた他は実施例1と同じ方法で芳香族化反応を行な
った。転化率と芳香族収率は以下の式により求めた。
[0039]Example 4  Light naphtha having the composition shown in Table 4 as a reaction raw material
The aromatization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that
Was. The conversion and the aromatic yield were determined by the following equations.

【表4】 [Table 4]

【0040】原料流通開始1時間後の転化率は100
%、芳香族選択率は50wt%、100時間後ではそれぞ
れ99%、47wt%、200時間後ではそれぞれ98
%、45wt%であった。
The conversion after one hour from the start of the raw material distribution is 100
%, Aromatic selectivity is 50% by weight, 99% after 100 hours, 47% by weight, and 98 hours after 200 hours.
%, 45 wt%.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は、上記のような本発明の触媒を
用いることにより、脂肪族炭化水素及び/又は脂環族炭
化水素から芳香族炭化水素が高い転化率と芳香族選択率
で得られるのみならず、触媒活性が長時間維持できるの
で、触媒寿命が極めて長く、工業的に有利に芳香族炭化
水素を製造できるという格別の効果を奏する。
According to the present invention, an aromatic hydrocarbon can be obtained from an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon with a high conversion and an aromatic selectivity by using the catalyst of the present invention as described above. In addition, since the catalyst activity can be maintained for a long time, the catalyst life is extremely long, and there is a special effect that an aromatic hydrocarbon can be produced industrially advantageously.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−95034(JP,A) 特開 平3−178934(JP,A) 特開 平1−226833(JP,A) 特開 平2−258618(JP,A) 特開 昭48−83092(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 38/74 C07C 2/42 C07C 15/00 Continuation of front page (56) References JP-A-4-95034 (JP, A) JP-A-3-178934 (JP, A) JP-A-1-226833 (JP, A) JP-A-2-258618 (JP) , A) JP-A-48-83092 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-38/74 C07C 2/42 C07C 15/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 Si/Al原子比が14〜1000、S
i/Zn原子比が15〜1000で、かつアルカリ金属
含有量が0.4重量%以下の結晶性アルミノジンコシリ
ケートと、亜鉛とアルミニウムの複合酸化物または亜鉛
とケイ素の複合酸化物とを含有してなる芳香族炭化水素
製造用触媒。
1. The method according to claim 1, wherein the Si / Al atomic ratio is 14 to 1000,
A crystalline aluminozincosilicate having an i / Zn atomic ratio of 15 to 1000 and an alkali metal content of 0.4% by weight or less, and a composite oxide of zinc and aluminum or a composite oxide of zinc and silicon. A catalyst for the production of aromatic hydrocarbons.
【請求項2】 亜鉛化合物とアルミニウム化合物、また
は亜鉛化合物とケイ素化合物とを混合し、300℃以上
の温度で焼成して亜鉛とアルミニウムの複合酸化物、あ
るいは亜鉛とケイ素の複合酸化物を得、これをSi/A
l原子比が14〜1000、Si/Zn原子比が15〜
1000で、かつアルカリ金属含有量が0.4重量%以
下である結晶性アルミノジンコシリケートと混合するこ
とを特徴とする芳香族炭化水素製造用触媒の製造方法。
2. A zinc compound and an aluminum compound, or a zinc compound and a silicon compound are mixed and fired at a temperature of 300 ° C. or more to obtain a zinc-aluminum composite oxide or a zinc-silicon composite oxide. This is Si / A
l atomic ratio is 14-1000, Si / Zn atomic ratio is 15-
A method for producing a catalyst for producing aromatic hydrocarbons, which comprises mixing with a crystalline aluminozincosilicate having a weight of 1000 and an alkali metal content of 0.4% by weight or less.
【請求項3】 炭素数2〜7の脂肪族炭化水素及び/又
は脂環族炭化水素を少なくとも50重量%含有する原料
を、請求項1に記載の触媒と接触させることを特徴とす
る芳香族炭化水素の製造方法。 【0001】
3. An aromatic material, comprising contacting a raw material containing at least 50% by weight of an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon having 2 to 7 carbon atoms with the catalyst according to claim 1. A method for producing hydrocarbons. [0001]
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