JPS6116734B2 - - Google Patents
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- JPS6116734B2 JPS6116734B2 JP56192053A JP19205381A JPS6116734B2 JP S6116734 B2 JPS6116734 B2 JP S6116734B2 JP 56192053 A JP56192053 A JP 56192053A JP 19205381 A JP19205381 A JP 19205381A JP S6116734 B2 JPS6116734 B2 JP S6116734B2
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- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は変性されたセピオライトからなる多孔
質体の製造方法に関するものである。さらに詳し
くいうと、本発明は、天然セピオライトを、無機
酸及び有機酸を反応させて、セピオライト中のシ
リカ/マグネシア(SiO2/MgO)モル比を2以
上に増大せしめる工程を含む処理工程で処理する
ことを特徴とする多孔性変性セピオライトの製造
方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a porous body made of modified sepiolite. More specifically, the present invention involves treating natural sepiolite with a treatment step that includes a step of reacting an inorganic acid and an organic acid to increase the silica/magnesia (SiO 2 /MgO) molar ratio in the sepiolite to 2 or more. The present invention relates to a method for producing porous modified sepiolite.
セピオライトは通常海泡石と呼ばれる鉱物であ
り、含水マグネシア硅酸塩として天然に産出する
が、マグネシウム塩とケイ酸塩とから合成するこ
とも可能である。このものは、多孔質物質である
ことから、その多孔性を利用し、触媒担体や吸着
剤などとして利用可能であるが、天然産のもの
は、その多孔性にも限度があり、そのままの状態
では使用目的によつては必ずしも充分な多孔質体
ではない場合が多い。殊に、セピオライトを触媒
担体として用いる場合には、その多孔質化ととも
に、比表面積や細孔容積の調節が必要になるが、
従来、このような要請に応える技術手段は未だ知
られていない。 Sepiolite is a mineral commonly called sepiolite, which occurs naturally as hydrated magnesia silicate, but can also be synthesized from magnesium salts and silicates. Since this material is a porous material, it can be used as a catalyst carrier or adsorbent by taking advantage of its porosity, but naturally produced materials have a limit to their porosity and cannot be used as they are. However, depending on the purpose of use, the porous material is not necessarily sufficiently porous in many cases. In particular, when sepiolite is used as a catalyst carrier, it is necessary to make it porous and to adjust the specific surface area and pore volume.
Until now, no technical means have been known that can meet such demands.
本発明者らは、先に、天然セピオライトに水を
加えて混練する時に、意外にも、細孔容積及び比
表面積の著しく高められた変性物が得られること
を見出し、この知見に基づいたセピオライト成形
体の製造方法を提案した(特願昭51−13018号)。
しかしながら、この方法は、化学的手段によるも
のではなく、あくまでも物理的手段によるもので
あるため、その多孔質化にも限度があり、500℃
焼成物についての比表面積が300m2/gを越える
ものや、細孔容積(>74Å)が0.9c.c./g以上の
ものを得ることは極めて困難であつた。 The present inventors previously discovered that when water is added to natural sepiolite and kneaded, a modified product with significantly increased pore volume and specific surface area can be obtained, and based on this knowledge, sepiolite A method for manufacturing molded bodies was proposed (Japanese Patent Application No. 13018/1983).
However, since this method is based on physical rather than chemical means, there is a limit to how porous it can be made.
It was extremely difficult to obtain a fired product with a specific surface area of more than 300 m 2 /g or a pore volume (>74 Å) of 0.9 cc/g or more.
本発明によれば、このような物理的手段ではな
く、化学的手段により変性されたセピオライトか
らなる多孔質体の製造方法が提供される。すなわ
ち、本発明によれば、天然セピオライトを、
(a) 無機酸及び/又は有機酸を反応させて、セピ
オライト中のシリカ/マグネシア(SiO2/
MgO)モル比を2以上に増大させる工程、
(b) 混練してして最終的に含水率を80〜350重量
%に調湿する工程、及び又は
(c) 焼成する工程
を任意の順序で組合せた処理工程で処理すること
を特徴とする多孔性変性セピオライトの製造方法
が提供される。 According to the present invention, a method for producing a porous body made of sepiolite modified by chemical means rather than such physical means is provided. That is, according to the present invention, natural sepiolite is reacted with (a) an inorganic acid and/or an organic acid to form silica/magnesia (SiO 2 /magnesia) in sepiolite.
MgO) step of increasing the molar ratio to 2 or more, (b) kneading and finally adjusting the moisture content to 80 to 350% by weight, and/or (c) firing step in any order. A method for producing porous modified sepiolite is provided, characterized in that it is treated in a combination of processing steps.
本発明の方法において、セピオライトの無機酸
及び/又は有機酸処理工程(a)と、混練調湿処理工
程(b)は、別々に実施し得る他、同時に実施するこ
とができる。また、本発明においては、成形体を
得るために、必要に応じ、成形工程を慣用の方法
により組合せることができる。 In the method of the present invention, the inorganic acid and/or organic acid treatment step (a) of sepiolite and the kneading and humidity conditioning treatment step (b) can be performed separately or simultaneously. Further, in the present invention, in order to obtain a molded article, molding steps can be combined by a conventional method as necessary.
本発明による変性セピオライトは、天然セピオ
ライトに対し、マグネシウムと反応し得る試薬を
マグネシウム脱離剤として利用させることによつ
て製造される。この場合、マグネシウム脱離剤と
しては、マグネシウムと反応し得る種々のものが
使用されるが、その具体例としては、たとえば、
塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸や、ギ酸、酢酸、
蓚酸、酒石酸などの有機酸、塩酸アンモニウム、
硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、などのそ
の水溶液が酸性である塩(本出願では酸性塩とい
う)及びエチレンジアミンテトラ酢酸
(EDTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸
(DTPA)、アセチルアセトンなどのキレート化剤
などが挙げられる。 The modified sepiolite according to the present invention is produced by making natural sepiolite utilize a reagent capable of reacting with magnesium as a magnesium desorbing agent. In this case, various substances that can react with magnesium are used as the magnesium desorbing agent, and specific examples thereof include, for example,
Inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, acetic acid,
Organic acids such as oxalic acid and tartaric acid, ammonium hydrochloride,
Salts whose aqueous solutions are acidic (referred to as acidic salts in this application) such as ammonium sulfate and ammonium nitrate; and chelating agents such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), and acetylacetone.
本発明にこけるセピオライトとマグネシウム脱
離剤との反応は、脱離剤の種類にもよるが、通常
は、水媒体、あるいは水に他の適当な有機溶媒を
加えた水性媒体中で行なわれ、場合によつては有
機溶媒中で行なわれる。これらの反応媒体の使用
量は、特に制約されないが、セピオライト乾燥物
100重量部に対し、100重量部以上に好ましくは
300重量部以上である。また、マグネシウム脱離
剤の使用量は、脱離されるべきセピオライト中の
マグネシウム1モルに対し、1.2モル以上好まし
くは1.5モル以上である。反応温度は、常温で十
分であるが、変性セピオライト中からのマグネシ
ウム脱離割合は、反応温度によつて変化するの
で、40〜300℃、通常、50〜150℃の加熱温度も採
用することができる。 Although the reaction between sepiolite and the magnesium desorbing agent in the present invention depends on the type of desorbing agent, it is usually carried out in an aqueous medium or an aqueous medium prepared by adding another suitable organic solvent to water. In some cases, it is carried out in an organic solvent. The amount of these reaction media used is not particularly limited, but sepiolite dry matter
Preferably 100 parts by weight or more per 100 parts by weight
It is 300 parts by weight or more. Further, the amount of the magnesium desorbing agent used is 1.2 mol or more, preferably 1.5 mol or more, per 1 mol of magnesium in the sepiolite to be desorbed. Room temperature is sufficient for the reaction temperature, but since the rate of magnesium desorption from modified sepiolite changes depending on the reaction temperature, a heating temperature of 40 to 300°C, usually 50 to 150°C, may also be used. can.
本発明におけるセピオライトとマグネシウム脱
離剤との反応は、脱離剤として、前記したよう
に、酸又は酸性塩を用いて行なうことができる
が、この場合、溶液のPHは5以下、好ましくはPH
5〜1の範囲が使用される。なお、PH1以下の場
合でも反応は実施可能であり、この場合には、反
応時間を短かくする。また、有機酸などの比較的
弱酸性の脱離剤を用いる時には、反応時間を長く
するのがよい。 The reaction between sepiolite and the magnesium desorbing agent in the present invention can be carried out using an acid or an acidic salt as the desorbing agent, but in this case, the pH of the solution is 5 or less, preferably PH
A range of 5 to 1 is used. Note that the reaction can be carried out even when the pH is 1 or lower, and in this case, the reaction time is shortened. Furthermore, when using a relatively weakly acidic desorbing agent such as an organic acid, it is preferable to lengthen the reaction time.
本発明によりセピオライトをマグネシウム脱離
剤と反応させる場合、生成する変性セピオライト
のSiO2/MgO比、比表面積及び細孔容積などの
特性は、使用する具体的反応条件によつて変化す
るので、目的に応じて、脱離剤の種類及び濃度、
反応温度及び時間などの条件を適宜選択する。 When sepiolite is reacted with a magnesium desorbing agent according to the present invention, the properties of the resulting modified sepiolite, such as the SiO 2 /MgO ratio, specific surface area, and pore volume, vary depending on the specific reaction conditions used. Depending on the type and concentration of the desorbing agent,
Conditions such as reaction temperature and time are appropriately selected.
本発明により変性セピオライトを好ましく製造
するには、まず、天然のセピオライト鉱石を直径
15mm以下、好ましくは8〜50メツシユ程度に破砕
したのち、100200℃、通常、110〜150℃で乾燥す
る。この場合、セピオライト鉱石は産地により幾
分の変化はあるが、一般には、Mg9Si12O30
(OH)10・6H2Oの組成式で示される。繊維状のマ
グネシウムシリケートである。 To preferably produce modified sepiolite according to the present invention, first, natural sepiolite ore is
After crushing into pieces of 15 mm or less, preferably about 8 to 50 meshes, they are dried at 100 to 200°C, usually 110 to 150°C. In this case, although sepiolite ore varies somewhat depending on the production area, it is generally Mg 9 Si 12 O 30
It is represented by the composition formula (OH) 10.6H 2 O. It is a fibrous magnesium silicate.
次に、このセピオライト破砕物をマグネシウム
脱離剤水溶液中に浸漬し、脱離剤とセピオライト
中のマグネシウム成分と反応させ、マグネシウム
成分をセピオライト中から抽出除去する。このよ
うにして得た変性セピオライトは水洗したのち、
乾燥し、必要に応じて焼成(例えば400〜700℃)
し、製品とする。 Next, this crushed sepiolite is immersed in an aqueous solution of a magnesium desorbing agent, the desorbing agent is reacted with the magnesium component in the sepiolite, and the magnesium component is extracted and removed from the sepiolite. After washing the modified sepiolite obtained in this way with water,
Dry and bake if necessary (e.g. 400-700℃)
and make it into a product.
本発明による変性セピオライトは、天然産セピ
オライトに比して、そのシリカ/マグネシア比
SiO2/MgOが著しく増大されたものである。す
なわち、天然産セピオライトにおけるSiO2/
MgO比は、モル比で、1.3程度であるが、本発明
による変性セピオライトは、そのモル比が1.3以
上、通常1.5〜50、一般には2〜10程度という高
い値のものである。本発明では、このモル比は4
〜8に保持するのが好ましい。また、本発明にお
ける変性セピオライトの比表面積及び細孔容積
も、SiO2/MgO比によつて大きく変化する。図
面に、シリカとマグネシアのモル比(SiO2/
MgO)に対する変性セピオライトの比表面積の
変化を示す。この場合、変性セピオライトは、天
然セピオライトを塩酸で処理したのち、500℃で
焼成して得られたものである。 The modified sepiolite according to the present invention has a silica/magnesia ratio that is higher than that of naturally produced sepiolite.
SiO 2 /MgO is significantly increased. In other words, SiO 2 /
The MgO ratio is about 1.3 in molar ratio, but the modified sepiolite according to the present invention has a high molar ratio of 1.3 or more, usually 1.5 to 50, and generally about 2 to 10. In the present invention, this molar ratio is 4
It is preferable to keep it at 8. Furthermore, the specific surface area and pore volume of the modified sepiolite in the present invention also vary greatly depending on the SiO 2 /MgO ratio. The molar ratio of silica and magnesia (SiO 2 /
Figure 2 shows the change in specific surface area of modified sepiolite with respect to MgO). In this case, modified sepiolite is obtained by treating natural sepiolite with hydrochloric acid and then firing it at 500°C.
なお、図面において、2重マルの符号の個所
は、原料セピオライトの有するSiO2/MgOモル
比及び比表面積を示すものである。また、本発明
により、前記のようにして得られた変性セピオラ
イトは、一般的物性として、500℃で焼成した後
の比表面積160m2/g以上及び比細孔容積0.6c.c./
g以上を有する。なお、乾燥後の変性セピオライ
トの比表面積は通常400m2/g以上である。 In addition, in the drawings, double circled symbols indicate the SiO 2 /MgO molar ratio and specific surface area of the raw material sepiolite. Further, according to the present invention, the modified sepiolite obtained as described above has general physical properties such as a specific surface area of 160 m 2 /g or more and a specific pore volume of 0.6 cc/g after firing at 500°C.
g or more. Note that the specific surface area of the modified sepiolite after drying is usually 400 m 2 /g or more.
本発明において、多孔性の一層高められた製品
を得るには、前記マグネシウム脱離工程は水を媒
体とする混練工程と結合される。すなわち、前記
のようにして得られた変性セピオライトに充分の
水を加え、これを混練し、得られた混練物を乾燥
ないし焼成して製品を得る。また、この混練工程
は、必ずしもマグネシウム脱離工程の後に行なう
必要はなく、マグネシウム脱離工程の前段又はマ
グネシウム脱離と同時に行なうことができる。こ
の場合、混練に際して存在させる水量は、セピオ
ライトの含水率が最終的に80〜350重量%になる
ような量である。混練手段としては、通常の混練
機、素練機の他、成形機(エクストルーダなど)
が用いられる。混練条件は、所望する製品の多孔
性の程度や用途により適宜定める。この混練によ
り、比表面積や細孔容積の一層の向上が達成され
るとともに、細孔分布がシヤープになるという効
果が得られるが、その程度は混練すればする程よ
り良好な結果を与える。 In the present invention, the magnesium desorption step is combined with a kneading step using water as a medium to obtain a product with increased porosity. That is, sufficient water is added to the modified sepiolite obtained as described above, the mixture is kneaded, and the resulting kneaded product is dried or fired to obtain a product. Further, this kneading step does not necessarily need to be performed after the magnesium desorption step, and can be performed before the magnesium desorption step or simultaneously with the magnesium desorption step. In this case, the amount of water present during kneading is such that the final water content of sepiolite will be 80 to 350% by weight. Kneading means include ordinary kneaders, masticators, and molding machines (extruders, etc.)
is used. The kneading conditions are appropriately determined depending on the desired degree of porosity of the product and its intended use. This kneading achieves the effect of further improving the specific surface area and pore volume, as well as sharpening the pore distribution, and the more the kneading is done, the better the results will be.
本発明による変性セピオライトは、粉状体の
他、顆粒状やペレツト状、板状などの種々の形状
に成形された成形体として用いられる。成形体と
する方法には種々の方法があり、たとえば、原料
セピオライトを粉砕したのち、所望形状に成形
し、この成形体をマグネシウム脱離処理する方
法、原料セピオライトを粉砕したのち水を加えて
調湿し(調湿度:セピオライト含水量で80〜350
重量%)、混練するとともに、得られた混練物を
成形し、必要に応じて焼成したのち、マグネシウ
ム脱離処理する方法、原料セピオライトを粉砕
し、マグネシウム脱離処理したのち、得られた変
性セピオライトを成形材料として用い、成形する
方法、原料セピオライトを粉砕し、マグネシウム
脱離処理したのち、得られた変性セピオライトに
水を加えて調湿し(調湿度:セピオライト含水量
で80〜350重量%)、混練するとともに、得られた
混練物を成形する方法、原料セピオライトを粉砕
し、この粉砕物をマグネシウム脱離処理と同時に
混練し、得られた生成物を成形する方法などがあ
る。本発明により変性セピオライトの成形体を製
造する場合、成形助剤の添加は必要とされない
が、機械的強度の大きな成形体を得るには成形助
剤の使用が有利である。このような成形助剤とし
ては、慣用の無機又は有機物質が適用され、たと
えば、シリカゾル、アルミナゾル、アルミナシリ
カゾル、ボーキサイト、アタパルジヤイト、モン
モリロナイトなどの無機系結剤、及び高級エステ
ル、高級アルコール、高級脂肪酸又はその塩、殿
粉、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルア
ルコール、ポリアクリル酸などの有機系結合剤が
挙げられる。これらの成形助剤の添加量は、使用
する成形助剤の種類によつて異なり、一義的に定
めるのは困難であるが、一般的には、無水物基準
でセピオライト100重量部に対し、0.5〜50重量
部、通常、1〜20重量部である。 The modified sepiolite according to the present invention can be used as a molded product in various shapes such as granules, pellets, and plates in addition to powder. There are various ways to make a molded body. For example, raw sepiolite is crushed, molded into a desired shape, and this molded body is subjected to magnesium removal treatment, and raw sepiolite is crushed and then water is added. Moisture (humidity control: sepiolite moisture content 80-350
(wt%), kneading, molding the obtained kneaded product, firing if necessary, and then subjecting it to magnesium desorption treatment. Modified sepiolite obtained by pulverizing raw material sepiolite and subjecting it to magnesium desorption treatment. A method of molding using Sepiolite as a molding material. After crushing the raw sepiolite and subjecting it to magnesium removal treatment, water is added to the obtained modified sepiolite to adjust the humidity (humidity adjustment: 80 to 350% by weight of sepiolite water content). , a method of kneading and molding the obtained kneaded product, and a method of pulverizing the raw material sepiolite, kneading the pulverized product at the same time as magnesium desorption treatment, and molding the obtained product. When producing a molded article of modified sepiolite according to the present invention, it is not necessary to add a molding aid, but the use of a molding aid is advantageous in order to obtain a molded article with high mechanical strength. As such molding aids, conventional inorganic or organic substances are applied, such as inorganic binders such as silica sol, alumina sol, alumina silica sol, bauxite, attapulgite, montmorillonite, and higher esters, higher alcohols, higher fatty acids, Organic binders such as salts thereof, starches, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, and polyacrylic acid may be used. The amount of these molding aids to be added varies depending on the type of molding aid used and is difficult to determine unambiguously, but in general, it is 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of sepiolite on an anhydride basis. ~50 parts by weight, usually 1 to 20 parts by weight.
本発明による変性セピオライト成形体を、あら
かじめ原料セピオライトを成形体としたのち、こ
れを酸性条件下でマグネシウム脱離処理すること
によつて製造する場合、セピオライト成形体は、
酸性条件下では粉化されやすい傾向を示すので、
あらかじめその粉化を防止する手段を講ずること
が必要である。このような手段としては、原料セ
ピオライトあるいはその成形体を200〜1000℃、
好ましくは400〜900℃に焼成する方法や、成形助
剤を用いる方法、あるいはマグネシウム脱離処理
条件を穏和にする方法などがある。 When the modified sepiolite molded body according to the present invention is produced by making the raw material sepiolite into a molded body in advance and then subjecting this to a magnesium desorption treatment under acidic conditions, the sepiolite molded body is produced by:
It tends to become powder under acidic conditions, so
It is necessary to take measures to prevent powdering in advance. As such a method, the raw material sepiolite or its molded product is heated at 200 to 1000°C.
Preferred methods include a method of firing at a temperature of 400 to 900°C, a method of using a molding aid, or a method of mildening the magnesium desorption treatment conditions.
本発明による変性セピオライトは、その骨格マ
グネシウムが脱離されたものであることから、天
然セピオライトに比して、極めて多孔性に富むも
のであつて、その多孔性を利用し、種々の用途に
供される。たとえば、本発明の変性セピオライト
は、建築材料や断熱材料などとして、用いること
ができる他、このものは成形性の極めて良いもの
であることから、他の無機質を成形する場合の成
形助剤として利用することができる。 Since the modified sepiolite according to the present invention has had its skeleton magnesium removed, it is extremely porous compared to natural sepiolite, and can be used for various purposes by utilizing its porosity. be done. For example, the modified sepiolite of the present invention can be used as a building material or a heat insulating material, and since it has extremely good moldability, it can be used as a molding aid when molding other inorganic materials. can do.
本発明の変性セピオライトの殊にすぐれた用途
は、触媒担体としての用途である。本発明による
変性セピオライトは、著しく高められた比表面積
や細孔容積を有する上、これらの特性は変性セピ
オライト中のSiO2/MgOを調節することによ
り、所望する範囲に調節することができるので、
適用する反応に最適の触媒担体として利用するこ
とができる。本発明の変性セピオライトに触媒金
属を担持させる方法としては、慣用の方法たとえ
ば浸漬法などを採用することができる他、本発明
による変性セピオライトは、セピオライト中の残
留マグネシウムは他の金属イオンと交換可能であ
ることから、イオン交換法も採用することができ
る。イオン交換法により金属を担持させるには、
所望の金属イオンを1種又は2種以上含む水溶液
に、PH7以下の条件下で本発明による変性セピオ
ライトを接触させる。本発明の変性セピオライト
に担持させる金属としては、Cu、Agなどのb
族金属、Zn、Cd、Hgなどのb族金属、Sc、
Y、La、Ceなどのa族金属、Ge、Sn、Pb、な
どのb族金属、Cr、Mo、Wなどのa族金
属、Mn、Reなどのa族金属、及びFe、Co、
Ni、Ru、Rh、Pb、Cs、Ir、Ptなどの族金属が
ある。また、本発明により金属を担持させた変性
セピオライトを得る場合、イオン交換法によりあ
らかじめ所望の金属を担持させたのち、次いで慣
用の方法により他の所要金属を担持させることに
よつて、結合された2種以上の金属を担持した変
性セピオライトを得ることができる。イオン交換
法により担持し得る金属量は、せいぜい4重量%
程度であるが、浸漬法によるときやイオン交換法
と浸漬法による時には所要に応じた金属量を担持
させることができる。触媒として用いる場合の金
属担持量は、一般的には40重量%以下、通常25重
量%以下である。また担持された金属は、金属状
態の他、酸化物、金属塩など種々の形態をとり得
る。 A particularly advantageous use of the modified sepiolite according to the invention is as a catalyst support. The modified sepiolite according to the present invention has significantly increased specific surface area and pore volume, and these properties can be adjusted to desired ranges by adjusting the SiO 2 /MgO in the modified sepiolite.
It can be used as an optimal catalyst carrier for the applicable reaction. As a method for supporting the catalyst metal on the modified sepiolite of the present invention, a conventional method such as a dipping method can be adopted.In addition, in the modified sepiolite of the present invention, residual magnesium in the sepiolite can be exchanged with other metal ions. Therefore, an ion exchange method can also be adopted. To support metals by ion exchange method,
The modified sepiolite according to the present invention is brought into contact with an aqueous solution containing one or more desired metal ions at a pH of 7 or less. The metals supported on the modified sepiolite of the present invention include Cu, Ag, etc.
group metals, group b metals such as Zn, Cd, Hg, Sc,
Group A metals such as Y, La, Ce, Group B metals such as Ge, Sn, Pb, Group A metals such as Cr, Mo, W, Group A metals such as Mn, Re, and Fe, Co,
Group metals include Ni, Ru, Rh, Pb, Cs, Ir, and Pt. In addition, when obtaining modified sepiolite on which a metal is supported according to the present invention, the desired metal is supported in advance by an ion exchange method, and then other required metals are supported by a conventional method, so that the bonded metal can be obtained. Modified sepiolite supporting two or more metals can be obtained. The amount of metal that can be supported by ion exchange method is at most 4% by weight.
However, when using the immersion method, or when using the ion exchange method and the immersion method, it is possible to support an amount of metal as required. When used as a catalyst, the amount of metal supported is generally 40% by weight or less, usually 25% by weight or less. Further, the supported metal can take various forms such as oxides and metal salts in addition to the metal state.
本発明による金属を担持させた変性セピオライ
トは、種々の触媒反応における固体触媒として利
用される。この場合、担持として用いる変性セピ
オライトの特性及び担持させる金属の種類は、対
象となる反応の種類に応じて選択される。たとえ
ば、本発明によるSiO2/MgO比が2.5〜6の変性
セピオライトに、イオン交換法により、マグネシ
ウムの一部をNi、Co、Fe、Cu、Crなどの金属で
置換して担持させたもの、あるいはこれに周期律
表b、b、a、a、a、a、a族
金属の中から選ばれた1種又は2種以上を担持さ
せたものは、重質油の水素化反応、殊に重質油の
水素化脱金属反応用触媒として有効である。 The metal-supported modified sepiolite according to the present invention is used as a solid catalyst in various catalytic reactions. In this case, the characteristics of the modified sepiolite used as a support and the type of metal to be supported are selected depending on the type of target reaction. For example, a modified sepiolite with a SiO 2 /MgO ratio of 2.5 to 6 according to the present invention is supported by replacing a part of magnesium with a metal such as Ni, Co, Fe, Cu, or Cr by an ion exchange method; Alternatively, one or more metals selected from group b, b, a, a, a, a, and a group metals of the periodic table can be supported on this, especially in the hydrogenation reaction of heavy oil. Effective as a catalyst for hydrodemetallization of heavy oil.
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
実施例 1
乾燥基準でMgO27.2%、SiO262.8%、Al2O31.4
%、FeO30.4%および結晶水その他8.2%の組成を
有し、500℃で2時間焼成後の比表面積140m2/
gr、細孔容積0.57c.c./gr(>75Å)のセピオライ
ト鉱石を10〜8メツシユに砕いたのち120℃で2
時間乾燥し、室温で40倍重量の3規定塩酸に100
時間浸漬し、多孔質体を製造した。この塩酸中へ
の浸漬において、当初は激しい泡立ちを示したが
まもなく止り、生成した水溶液ははじめは無色で
徐々に黄色に着色した。これはFe3+が溶解した
ためと推定される。次に、100時間浸漬して得た
セピオライトを純水で洗滌し、120で2時間乾燥
し、さらに500℃で2時間焼成した変性セピオラ
イト多孔質体を得た。この多孔質体をX線回析装
置で分析すると、2θ=18〜28゜においてブロー
ドなピークを示すのみでセピオライトの特徴ある
ピークは全く消失していることが認められた。ま
たマグネシウムおよびケイ素を螢光X線装置で分
析すると、SiO2/MgOモル比(又はSi/Mg原子
比)は原料の約2.0から7.0に増大しており、この
多孔質体の主成分がほぼケイ酸であることが認め
られた。さらにこの多孔質体を水銀圧入法により
直径75Å以上の細孔容積を求めると、0.81c.c./gr
で、また窒素吸着法により比表面積を求めると
228m2/grであつた。これらのことから本発明の
変性セピオライト多孔質体は酸処理されることに
よつて細孔容積および比表面積が著しく増大する
ことが認められた。また、焼成前の乾燥品は比表
面積410m2/g及び細孔容積0.57c.c./gを示し
た。Example 1 MgO27.2%, SiO2 62.8%, Al2O3 1.4 on dry basis
%, FeO 3 0.4% and crystal water and other 8.2%, and the specific surface area after firing at 500℃ for 2 hours is 140 m 2 /
gr, pore volume 0.57 cc/gr (>75 Å) sepiolite ore was crushed into 10 to 8 meshes and then heated at 120℃ for 2 hours.
Dry for 100 hours and add 40 times the weight of 3N hydrochloric acid at room temperature.
A porous body was produced by soaking for a period of time. During immersion in this hydrochloric acid, intense bubbling was initially exhibited, but it soon stopped, and the resulting aqueous solution was initially colorless and gradually turned yellow. This is presumed to be due to the dissolution of Fe 3+ . Next, the sepiolite obtained by immersion for 100 hours was washed with pure water, dried at 120° C. for 2 hours, and further fired at 500° C. for 2 hours to obtain a modified sepiolite porous body. When this porous body was analyzed with an X-ray diffraction device, it was found that it only showed a broad peak at 2θ=18 to 28°, and the characteristic peaks of sepiolite had completely disappeared. Furthermore, when magnesium and silicon were analyzed using a fluorescent X-ray device, the SiO 2 /MgO molar ratio (or Si/Mg atomic ratio) increased from approximately 2.0 in the raw material to 7.0, indicating that the main component of this porous material was approximately It was confirmed that it was silicic acid. Furthermore, the volume of pores with a diameter of 75 Å or more was determined to be 0.81 cc/gr using the mercury intrusion method.
Then, when the specific surface area is determined by the nitrogen adsorption method,
It was 228m 2 /gr. From these results, it was found that the pore volume and specific surface area of the modified sepiolite porous material of the present invention were significantly increased by acid treatment. The dried product before firing had a specific surface area of 410 m 2 /g and a pore volume of 0.57 cc/g.
実施例 2
実施例1において用いたものと同一のセピオラ
イトに約40倍重量の0.1規定硝酸水溶液を加え室
温で約100時間浸漬してセピオライトの骨格マグ
ネシウムを脱離させた。得られた多孔質体を実施
例1と同様に乾燥、焼成処理して分析、測定に共
した。Example 2 To the same sepiolite used in Example 1, about 40 times the weight of a 0.1 N nitric acid aqueous solution was added and immersed at room temperature for about 100 hours to remove the framework magnesium of the sepiolite. The obtained porous body was dried and fired in the same manner as in Example 1, and then used for analysis and measurement.
この多孔質体をX線回析装置で分析すると、ピ
ークの位置および相対強度比から原料セピオライ
トとほぼ同じ構造が保たれていることが判明し
た。しかし、SiO2/MgOモル比は2.4に増加して
おり、また細孔容積は0.6c.c./gr(>75Å)であ
つたが、比表面積は213m2/grと原料に比べて著
しく増加しているのが認められた。また、焼成前
の乾燥品は、比表面積405m2/g及び細孔容積
0.55c.c./gを示した。 When this porous body was analyzed with an X-ray diffraction device, it was found from the peak positions and relative intensity ratios that it maintained almost the same structure as the raw material sepiolite. However, although the SiO 2 /MgO molar ratio increased to 2.4 and the pore volume was 0.6 cc/gr (>75 Å), the specific surface area was 213 m 2 /gr, which was significantly increased compared to the raw material. It was recognized that there was. In addition, the dry product before firing has a specific surface area of 405 m 2 /g and a pore volume of
It showed 0.55cc/g.
実施例 3
実施例1と同一のセピオライトに約40倍重量の
1規定塩酸を加えて室温で約10時間浸漬させセピ
オライトの骨格マグネシウムを脱離させた。得ら
れた多孔質体を実施例1と同様に乾燥、焼成処理
して分析、測定に供した。その結果、SiO2/
MgOモル比は5.0に増大しており、また細孔容積
は0.64c.c./grであつたが、比表面積は32m2/grと
原料に比べて著しく増加しているのが認められ
た。また、焼成前の乾燥品は、比表面積450m2/
g及び細孔容積0.60c.c./gを示した。Example 3 To the same sepiolite as in Example 1, about 40 times the weight of 1N hydrochloric acid was added and immersed at room temperature for about 10 hours to remove the skeleton magnesium of sepiolite. The obtained porous body was dried and fired in the same manner as in Example 1, and subjected to analysis and measurement. As a result, SiO 2 /
Although the MgO molar ratio had increased to 5.0 and the pore volume was 0.64 cc/gr, the specific surface area was 32 m 2 /gr, which was found to be significantly increased compared to the raw material. In addition, the dry product before firing has a specific surface area of 450 m 2 /
g and pore volume of 0.60 cc/g.
実施例 4
実施例3において得られたセピオライトのマグ
ネシウムを脱離させた多孔質体を、次の方法によ
つて水と共に混練してさらに多孔質化した。Example 4 The porous body from which the magnesium of sepiolite obtained in Example 3 had been removed was kneaded with water to make it more porous by the following method.
まずセピオライト多孔質体をほぼ100メツシユ
以下に微粉砕し、無水アルミナとして含有率5%
となるようにアルミナゾルを加え、および約200
重量%の水を加えて充分に混練した。混練工程中
にサンプリングして細孔容積が充分大きくなるこ
とを確めてから含水率が約150重量%となるよう
に調湿した。この調湿物を直径1.0mmの円柱に押
出し成形し、充分に風乾したのち120℃で2時間
乾燥し、さらに600℃で3時間焼成した。こうし
て得られた多孔質体の比表面積は366m2/gr、細
孔容積は0.91c.c./grであつた。このことからセピ
オライトの骨格マグネシウムを脱離させたのち、
さらに水を加えて混練することによつて比表面積
および細孔容積ともに著しく大の多孔質体が得ら
れることがわかつた。 First, the sepiolite porous material is finely ground to approximately 100 mesh or less, and the content is 5% as anhydrous alumina.
Add alumina sol so that
% by weight of water was added and thoroughly kneaded. After confirming that the pore volume was sufficiently large by sampling during the kneading process, the moisture content was adjusted to about 150% by weight. This humidity control product was extruded into a cylinder with a diameter of 1.0 mm, thoroughly air-dried, dried at 120°C for 2 hours, and further baked at 600°C for 3 hours. The porous body thus obtained had a specific surface area of 366 m 2 /gr and a pore volume of 0.91 cc/gr. From this, after removing the framework magnesium of sepiolite,
It has been found that by further adding water and kneading, a porous material with significantly larger specific surface area and pore volume can be obtained.
実施例 5
実施例1と同一のセピオライトを実施例4と同
様の方法によつて成形した。ただし、バインダー
としてアルミナゾルの代りにシリカゾルを加え
500℃で2時間旋成した。このものの比表面積は
178m2/gr、また細孔容積は0.72c.c./grであつ
つた。Example 5 The same sepiolite as in Example 1 was molded in the same manner as in Example 4. However, silica sol is added instead of alumina sol as a binder.
Rotation was carried out at 500°C for 2 hours. The specific surface area of this material is
The pore volume was 178 m 2 /gr and 0.72 cc/gr.
この成形体を20倍重量の無水アセチルアセトン
に浸漬し、約2時間60〜80℃に保つてセピオライ
ト中の骨格マグネシウムを脱離させた。得られた
多孔質体をエタノールでよく洗滌したのち600℃
で1時間焼成した。このものの比表面積は227
m2/gr、また細孔容積(>75Å)は0.79c.c./grで
あつた。またSi/Mg原子比はアセチルアセトン
処理前が約2.2であつたのに対して処理後は2.6に
増加していた。 This molded body was immersed in 20 times its weight of anhydrous acetylacetone and kept at 60 to 80°C for about 2 hours to remove the skeleton magnesium in sepiolite. After thoroughly washing the obtained porous body with ethanol, it was heated to 600℃.
Baked for 1 hour. The specific surface area of this thing is 227
m 2 /gr, and the pore volume (>75 Å) was 0.79 cc/gr. Furthermore, the Si/Mg atomic ratio was approximately 2.2 before the acetylacetone treatment, but increased to 2.6 after the treatment.
実施例 6,7,8
実施例3において得られた多孔質体Cu,Ni,
およびCrをイオン交換法により担持した。すな
わち、120℃で乾燥した多孔質体にいずれも0.1規
定硝酸金属塩水溶液を10倍量加えて室温で5時間
保つことによつて金属担持を行ない、純水でよく
洗滌したのち500℃で2時間焼成した。焼成物の
金属担持量は次のとおりであつた。Examples 6, 7, 8 Porous bodies Cu, Ni, obtained in Example 3
and Cr were supported by ion exchange method. That is, metal support was carried out by adding 10 times the amount of 0.1 N metal nitrate aqueous solution to the porous material dried at 120°C and keeping it at room temperature for 5 hours, and after thoroughly washing with pure water, it was heated at 500°C for 2 hours. Baked for an hour. The amount of metal supported in the fired product was as follows.
金属担持量
実施例6 CuO 1.6%
〃 7 NiO 0.7%
〃 8 Cr2O3 1.1%
実施例 9
実施例6において得られた銅担持多孔質体に通
常の浸漬法によりモリブテンをMoO3が2.6重量%
となるように担持させた。この金属担持多孔質体
を用いて、バナジウム130ppm、ニツケル42ppm
および硫黄2.62%を含む常圧残油を水素化脱金属
した。反応は通常の高圧流通式反応装置を用い、
水素圧140Kg/cm2、液空間速度1.0/hr、反応温
度400℃で行つた。 Amount of metal supported Example 6 CuO 1.6% 〃 7 NiO 0.7% 〃 8 Cr 2 O 3 1.1% Example 9 Molybdenum was added to the copper-supported porous body obtained in Example 6 by a normal dipping method to give 2.6 weight of MoO 3 %
It was carried so that Using this metal-supported porous material, vanadium 130ppm, nickel 42ppm
and an atmospheric residual oil containing 2.62% sulfur was hydrodemetallized. The reaction is carried out using a normal high-pressure flow reactor.
The reaction was carried out at a hydrogen pressure of 140 Kg/cm 2 , a liquid hourly space velocity of 1.0/hr, and a reaction temperature of 400°C.
反応開始約100時間後の生成油の性状は次のと
おりであつた。 The properties of the produced oil approximately 100 hours after the start of the reaction were as follows.
バナジウム 47ppm、ニツケル 24ppm、 硫黄 1.91%。 Vanadium 47ppm, Nickel 24ppm, Sulfur 1.91%.
実施例 10
実施例4において得られた多孔質体に、通常の
浸漬法によつてコバルトをCoOとして0.4%、モ
リブデンをMoO3として1.5%担持させた触媒を用
いて、バナジウム51ppm、ニツケル19ppmおよ
び硫黄2.42%を含む溶剤脱れき油を水素化脱金属
した。脱金属は実施例9と同じ装置を用い、水素
圧100Kg/cm2、液空間速度1.0/hr、反応温度
400℃で行なつた。Example 10 Using a catalyst in which 0.4% cobalt as CoO and 1.5% molybdenum as MoO 3 were supported on the porous body obtained in Example 4 by a normal dipping method, 51 ppm of vanadium, 19 ppm of nickel, and A solvent deasphalted oil containing 2.42% sulfur was hydrodemetallized. Demetallization was carried out using the same equipment as in Example 9, hydrogen pressure 100 Kg/cm 2 , liquid hourly space velocity 1.0/hr, reaction temperature.
It was carried out at 400℃.
反応開始約100時間後の生成油の性状は次のと
おりであつた。 The properties of the produced oil approximately 100 hours after the start of the reaction were as follows.
バナジウム、0.1ppm、ニツケル 0.7ppm、 硫黄 1.22%。 Vanadium, 0.1ppm, Nickel 0.7ppm, Sulfur 1.22%.
図面は本発明による変性セピオライトにおけ
る、比表面積とSiO2/MgOモル比の関係を示す
グラフである。
The drawing is a graph showing the relationship between specific surface area and SiO 2 /MgO molar ratio in modified sepiolite according to the present invention.
Claims (1)
オライト中のシリカ/マグネシア(SiO2/
MgO)モル比を2以上に増大させる工程から
なる処理工程で処理することを特徴とする多孔
性変性セピオライト製造方法。 2 天然セピオライトを、 (a) 無機酸及び/又は有機酸を反応させて、セピ
オライト中のシリカ/マグネシア(SiO2/
MgO)モル比を2以上に増大させる工程、 (b) 混練してして最終的に含水率を80〜350重量
%に調湿する工程 を任意の順序で組合せた処理工程で処理すること
を特徴とする多孔性変性セピオライトの製造方
法。 3 天然セピオライトを、 (a) 無機酸及び/又は有機酸を反応させて、セピ
オライト中のシリカ/マグネシア(SiO2/
MgO)モル比を2以上に増大させる工程、 (c) 焼成する工程 を任意の順序で組合せた処理工程で処理すること
を特徴とする多孔性変性セピオライトの製造方
法。 4 天然セピオライトを、 (a) 無機酸及び/又は有機酸を反応させて、セピ
オライト中のシリカ/マグネシア(SiO2/
MgO)モル比を2以上に増大させる工程、 (b) 混練して最終的に含水率を80〜350重量%に
調湿する工程、 (c) 焼成する工程 を任意の順序で組合せた処理工程で処理すること
を特徴とする多孔性変性セピオライトの製造方
法。[Claims] 1 Natural sepiolite is treated with (a) an inorganic acid and/or an organic acid to form silica/magnesia (SiO 2 /
1. A method for producing porous modified sepiolite, characterized in that the process comprises a step of increasing the MgO) molar ratio to 2 or more. 2 Natural sepiolite is reacted with (a) an inorganic acid and/or an organic acid to form silica/magnesia (SiO 2 /
MgO) The process of increasing the molar ratio to 2 or more; (b) The process of kneading and finally adjusting the moisture content to 80 to 350% by weight, in any order. A method for producing characterized porous modified sepiolite. 3 Natural sepiolite is reacted with (a) an inorganic acid and/or an organic acid to form silica/magnesia (SiO 2 /
1. A method for producing porous modified sepiolite, comprising a treatment step in which a step of increasing the MgO) molar ratio to 2 or more; and (c) a step of firing are combined in any order. 4 Natural sepiolite is reacted with (a) an inorganic acid and/or an organic acid to form silica/magnesia (SiO 2 /
MgO) A process of increasing the molar ratio to 2 or more, (b) A process of kneading and finally adjusting the moisture content to 80 to 350% by weight, (c) A process of firing in any order. A method for producing porous modified sepiolite, the method comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19205381A JPS57135715A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Preparation of porous modified sepiolite |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP19205381A JPS57135715A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Preparation of porous modified sepiolite |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9684477A Division JPS5918321B2 (en) | 1977-08-12 | 1977-08-12 | Porous modified sepiolite and its manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57135715A JPS57135715A (en) | 1982-08-21 |
| JPS6116734B2 true JPS6116734B2 (en) | 1986-05-01 |
Family
ID=16284828
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|---|---|---|---|
| JP19205381A Granted JPS57135715A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Preparation of porous modified sepiolite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57135715A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61105933U (en) * | 1984-12-18 | 1986-07-05 | ||
| JPH0589567A (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Back tension controller |
Families Citing this family (2)
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Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS51112908A (en) * | 1975-03-25 | 1976-10-05 | Takeda Chemical Industries Ltd | Production of yamakawashi *paper made from bark of zanthoxylum piperitum* |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19205381A patent/JPS57135715A/en active Granted
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| JPS61105933U (en) * | 1984-12-18 | 1986-07-05 | ||
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| JPS57135715A (en) | 1982-08-21 |
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