JPH0246077B2 - - Google Patents
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- JPH0246077B2 JPH0246077B2 JP57124352A JP12435282A JPH0246077B2 JP H0246077 B2 JPH0246077 B2 JP H0246077B2 JP 57124352 A JP57124352 A JP 57124352A JP 12435282 A JP12435282 A JP 12435282A JP H0246077 B2 JPH0246077 B2 JP H0246077B2
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- JP
- Japan
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- hydrocarbons
- stage
- reaction
- crystalline
- conversion reaction
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
本発明は気体状炭化水素の転化方法に関し、詳
しくはパラフイン系炭化水素およびオレフイン系
炭化水素を含む炭素数2〜4の気体状炭化水素を
原料として、これを比較的低温の第1段階と高温
の第2段階の二段階にて接触転化反応を行ない、
オクタン価の高いガソリン等の液状炭化水素を効
率よく得る方法に関する。
一般に、流動床式接触分解(FCC)から生成
するブタン−ブテン留分(BB留分)には、オレ
フイン分が約50%含まれているため、燃料として
市販するには不向きであり、現在までのところ専
ら製油所等の自家燃料として消費されている。
そのため、このFCCからのBB留分を市販燃料
に好適な炭化水素に転換すべく様々な工夫がなさ
れている。例えばこのBB留分を芳香族分に富む
液状炭化水素に一段で転化する方法が開発されて
いる。
しかし上記のような一段の反応では、芳香族分
を多く得ることのできる条件を設定して反応を行
なうため、軽質の炭化水素が多量に副生するとい
う欠点がある。
本発明者は、上記従来法の欠点を克服して、軽
質ガスの副生量が少なく、しかもオクタン価の高
い液状炭化水素を効率よく得る方法を開発すべく
鋭意研究を重ねた。その結果、転化反応を二段階
で行なうと共に、第1段目は比較的低温で反応を
行ない、第2段目はやや高温にて反応を行なうこ
とにより目的を達成することを見出し、本発明を
完成した。
すなわち本発明は、パラフイン系炭化水素およ
びオレフイン系炭化水素を含む炭素数2〜4の気
体状炭化水素を原料として、結晶性シリケート触
媒を用い、温度100〜400℃にて第1段目の接触転
化反応を行ない、次いで第1段の反応生成物を液
状炭化水素と気体状炭化水素に分離した後、該気
体状炭化水素を原料として、結晶性シリケート触
媒を用い、温度400〜700℃にて第2段目の接触転
化反応を行なうことを特徴とする気体状炭化水素
の転化方法を提供するものである。
本発明の方法における原料炭化水素は、上述の
如く炭素数2〜4の気体状炭化水素であり、通常
はFCCから生成するBB留分等が充当される。こ
の原料炭化水素は、パラフイン系炭化水素および
オレフイン系炭化水素を含む炭素数2〜4の気体
状炭化水素を主成分とするものであり、好ましい
組成としてはパラフイン系炭化水素が75重量%よ
り少なく、またオレフイン系炭化水素も75重量%
より少ない範囲の混合組成をあげることができ
る。
本発明の方法では、まず上記炭素数2〜4の気
体状炭化水素を原料として、第1段目の接触転化
反応を行なう。この際の反応温度は、100〜400
℃、好ましくは250〜350℃である。この第1段目
の反応において温度が400℃を越えると、メタン
やエタンなどの気体状炭化水素の生成量が増大し
好ましくない。これに対して100〜400℃の範囲に
て転化反応を行なうと、主として原料気体状炭化
水素中のオレフイン分が優先的に反応して、メタ
ン、エタン、エチレン分の副生がほとんどなく、
オレフイン系炭化水素を多く含むオクタン価の高
いガソリンが高収率で得られる。
また本発明の方法における第1段目の接触転化
反応の他の条件としては、特に制限はなく、用い
る触媒の種類、原料炭化水素の種類などにより適
宜選定すればよいが、通常は圧力を常圧〜50Kg/
cm2G、好ましくは常圧〜20Kg/cm2Gとし、重量空
間速度(WHSV)0.1〜50hr-1、好ましくは0.5〜
10hr-1とすべきである。さらに反応系には触媒劣
化を防止するために、所望により水素を供給する
こともできる。この水素の供給量は特に制限はな
く適宜定めればよいが、一般に水素/原料炭化水
素のモル比として0.1〜6、好ましくは1〜5と
する。
さらに本発明の方法の第1段目の接触転化反応
では触媒として結晶性シリケートを用いることが
必要である。ここで使用できる結晶性シリケート
は各種のものをあげることができ、各条件に応じ
て適宜選択して使用すればよい。結晶性シリケー
トの具体例をあげれば、X型ゼオライト、Y型ゼ
オライト、A型ゼオライト、L型ゼオライト、
ZSM型ゼオライトあるいはこれらに類似のゼオ
ライトなどがあり、またこれらを水素イオンで交
換したものや各種金属イオンで交換したものなど
がある。そのうち特にZSM型、とりわけZSM−
5型あるいはこれに類似の結晶構造のゼオライト
が好ましい。このZSM型ゼオライトあるいはこ
れに類似するゼオライトは、シリカ−アルミナ
系、シリカ−アルミナ−活性金属系、シリカ−活
性金属系のものに大別でき、特に前者二つはシリ
カ/アルミナ比が12〜3000のものが好ましい。
本発明の方法で使用できる上記結晶性シリケー
トの具体例をより詳しく説明すれば次の〜の
如くである。
シリカ、アルカリ金属、周期律表A、
A、A、B、B、B、B、族に属
する一種以上の金属および水を原料として、こ
れに結晶化剤としてモルホリン、オキサゾリジ
ンなどの複素環式化合物、エタノールアミン、
プロパノールアミンなどのアミノアルコール、
アラニン、セリンなどのアミノ酸あるいはアセ
トアミドなどのアミド類を加えて、80〜300℃
にて結晶性ゼオライトが十分に生成するまで反
応させて得た結晶性ゼオライト(特開昭57−
7817号公報)。
上記の原料にさらにアルミナを加え、これ
に結晶化剤を加えて反応させて得た結晶性アル
ミノシリケートゼオライト(特開昭57−7818号
公報)。
シリカ、アルミナ、アルカリ金属および水を
原料とし、これに種結晶として結晶性ゼオライ
ト粉末を存在させると共に反応系のPHを9〜12
に保持して、80〜300℃にて結晶が十分に生成
するまで反応させて得た結晶性アルミノシリケ
ートゼオライト(特開昭57−7819号公報)。
シリカ、アルミナ、アルカリ金属および水を
原料として、これに結晶化剤としてモルホリ
ン、オキサゾリジンなどの複素環式化合物を加
えて、80〜300℃にて結晶が十分に生成するま
で反応させて得た結晶性アルミノシリケートゼ
オライト(特開昭57−7816号公報)。
酸化物のモル比(脱水の形態)で表わして、
(0.1〜2.0)R2/nO・
〔aM2O3・bAl2O3〕・ySiO2
(上記式中、R:1種又はそれ以上の1価又は
2価カチオン、a:Rの原子価、M:1種又は
それ以上の3価の遷移金属カチオン、a+b=
1、a≧0、b≧0、y≧12)の化学組成を有
し、さらにアルコール類、有機アミン類、エー
テル類、ケトン類、エステル類、及び/又は有
機硫黄化合物又はその誘導体を含有する結晶性
遷移金属オルガノシリケート(特開昭57−
10684号公報)。
(a)約6〜15Åの範囲内の均一な孔径及び少な
くとも約3のシリカ対アルミナモル比を有する
結晶質アルミノシリケートゼオライト、(b)無機
酸化物マトリツクス、及び(c)ばらばらのアルミ
ナ粒子を含む触媒であつて、前記ゼオライトは
(b)成分と複合化される前に約24.5Å以上の単位
胞寸法を有し、かつアルカリ金属酸化物/前記
ゼオライトの重量比が0.024以下となる程度の
アルカリ金属を含むと共に、希土類金属酸化
物/前記ゼオライトの重量比が約0.01〜0.08と
なる程度の希土類金属を含有する結晶性ゼオラ
イト系触媒(特開昭57−91741号公報)。
特定のX線回折パターンを有し、かつ酸化物
のモル比が、
0.9±0.2M2/nO:W2O3:bYO2:zH2O
(式中Mは陽イオンで、nは前記陽イオンの原
子価であり、Wはアルミニウムまたはガリウム
であり、Yはケイ素またはゲルマニウムであ
る。またzは0〜40、bは少なくとも5、好ま
しくは15〜300である。)あるいは、
0.9±0.2M2/nO:Al2O3:15〜300SiO2:zH2O
(式中Mはアルカリ金属陽イオン特にナトリウ
ムとテトラアルキルアンモニウム陽イオン(ア
ルキル基は好適には2〜5個の炭素原子を含有
する)の混合物であり、n、zは前記と同じ。)
で表わされるようなZSM−5系ゼオライト。
特定のX線回折パターンを有し、かつ酸化物
のモル比が、
0.9±0.2M2/nO:Al2O3:15〜300SiO2:zH2O
(式中Mは少なくとも1種の陽イオンでnはそ
の原子価であり、zは0〜40である。)あるい
は、
0.9±0.2M2/nO:Al2O3:15〜60SiO2:zH2O
(式中、Mはアルカリ金属陽イオン特にナトリ
ウムイオンおよびテトラエチルアンモニウム陽
イオンの混合物からなる群から選ばれる。)で
表わされるようなZSM−8系ゼオライト。
特定のX線回折パターンを有し、かつ酸化物
のモル比が、
0.9±0.3M2/nO:Al2O3:20〜90SiO2:zH2O
(式中、Mは少なくとも1種の陽イオンで、n
はその原子価であり、zは6〜12である。)あ
るいは、0.9±0.3M2/nO:Al2O3:20〜
90SiO2:zH2O(式中、Mはアルカリ金属陽イ
オン特にナトリウムイオンおよびテトラブチル
アンモニウム陽イオンの混合物からなる群から
選ばれる。)で表わされるようなZSM−11系ゼ
オライト(特開昭50−52104号公報)。
(a)特定のX線回折パターンを有し、(b)ケイ酸
塩をH−型に変換し、2×10-9バールで400℃
において16時間減圧処理した後、炭化水素圧力
8×10-2バールおよび100℃において測定した
とき、n−ヘキサンの吸収率が最小0.8ミリモ
ル/gであり、2,2−ジメチルブタンの吸収
率が最小0.5ミリモル/gであり、かつn−ヘ
キサンの吸収率/2,2−ジメチルブタンの吸
収率の比が最小1.5であり、(c)酸化物のモル数
で表わした組成が式:y・(1.0±0.3)M2/
nO・y・Al2O3・SiO2(式中、Mは水素、アル
カリ金属又はアルカリ土類金属、nはMの原子
価、0<y≦0.01である。)で示され、(d)微結
晶の平均サイズが500nm以下であるような結
晶性シリケート(特開昭55−124721号公報、特
開昭55−125195号公報)。
少なくとも12のシリカ/アルミナモル比と、
1〜12の制御指数とをもつ結晶性ゼオライト
(ZSM−5、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−23、
ZSM−35、ZSM−38、ZSM−48およびその類
似物質)であつて、該ゼオライトを周期律表
A族金属元素含有化合物の1種またはそれ以上
の化合物で処理することによつて該ゼオライト
上に少くとも0.5重量%の前記元素を析出させ
てなる結晶性ゼオライト(特開昭57−95922号
公報)。
本発明の方法では以上の如き結晶性シリケート
以外にも、様々なものが使用でき、これらに限定
されるものではない。また、触媒として用いる結
晶性シリケートの粒子径は特に制限はないが、一
般に0.005〜30ミクロンである。なお、この結晶
性シリケートはそのまま用いてもよいが、アルミ
ナ等をバインダーとして加えて混合し、押出成形
した適宜形状、例えば立方体、丸形、球状、円筒
状あるいは星状などの異形に成形すると取扱いが
便利となり好ましい。
本発明の方法では第1段目の接触転化反応終了
後、得られた反応生成物を、液状炭化水素と気体
状炭化水素とに分離する。分離された液状炭化水
素には多量の高オクタン価ガソリン留分が含まれ
ており、一方、気体状炭化水素は大部分がパラフ
イン分、すなわちメタン、エタン、プロパン、ブ
タンなどから成つている。
本発明の方法では、上記の気体状炭化水素を原
料として、第2段目の接触転化反応を進める。こ
の際の反応温度は400〜700℃、好ましくは450〜
550℃であり、前述の第1段目の転化反応よりも
高温とすべきである。ここで400℃未満の温度で
は、液状炭化水素への転化が少なく、逆に700℃
を越えると触媒の劣化が激しく、また運転費用も
上昇し実用的でない。これに対して、400〜700℃
の範囲で第2段目の接触転化反応を行なうと、芳
香族分に富む液状炭化水素が高収率で得られる。
また本発明の方法における第2段目の接触転化
反応の他の条件としては、特に制限はなく用いる
触媒の種類、供給する気体状炭化水素の組成等に
より適宜選定すればよいが、通常は、圧力を常圧
〜50Kg/cm2G、好ましくは常圧〜20Kg/cm2Gと
し、WHSV0.1〜50hr-1、好ましくは0.5〜10hr-1
とすべきである。さらに反応系には、前記した第
1段目の接触転化反応の場合と同様に、触媒劣化
を防止するために、所望により水素を加えること
もできる。この際の水素の供給量は特に制限はな
く適宜定めればよいが、一般に導入される気体状
炭化水素に対して0.1〜6(モル比)、好ましくは
1〜5(モル比)とする。また、この水素は新た
に供給してもよいが、第1段の反応に供給した水
素をそのまま利用してもよい。
さらに本発明の方法の第2段目の接触転化反応
では、触媒として結晶性シリケートを用いること
が必要である。この結晶性シリケートは第1段目
の接触転化反応で用いた結晶性シリケートと同じ
であつても異なるものであつてもよい。具体的に
は前述した如きものが好適に用いられる。
この第2段目の接触転化反応によれば、芳香族
分に富んだ液状炭化水素が効率よく得られる。ま
たここで副生する気体状炭化水素は、分離した
後、第1段目あるいは第2段目の反応系へリサイ
クルすることもできる。
叙上の如く、本発明の方法によれば利用価値の
低い炭素数2〜4の気体状炭化水素からオクタン
価の高い液状炭化水素を高収率で得ることができ
ると共に、反応性の低いメタンガスの副生を抑制
することができる。
したがつて本発明の方法は、高オクタン価ガソ
リンを効率よく製造できるものとして工業上有効
に利用することができる。
次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明す
る。
実施例 1
(1) 触媒の調製
硫酸アルミニウム(18水塩)7.52g、硫酸
(97%)17.6gおよび水250mlからなる溶液
()、水ガラス(SiO237.6重量%、Na2O17.5
重量%、水44.9重量%)162gおよび水300mlか
らなる溶液()、塩化ナトリウム79gおよび
水122mlからなる溶液()をそれぞれ調製し
た。
次いで上記溶液()中へ溶液()および
溶液()を室温で撹拌しながら同時に徐々に
滴下して混合物を得た。続いてこの混合物に粉
末モルデナイト1gを添加した後、PHを10.0に
調整し、1容のオートクレープに入れ、170
℃にて200rpmの回転数で撹拌し、自己圧力下
で20時間反応させた。その後、反応混合物を冷
却し、1の水で5回洗浄した。次いで過に
より固型分を分離し、120℃で3時間乾燥した
ところ、40.5gの結晶性アルミノシリケートゼ
オライトが得られた。この結晶性アルミノシリ
ケートゼオライトをX線回折で確認したとこ
ろ、ZSM−5であつた。なおこのZSM−5は
モル比で次の組成を有する。
0.9Na2O・60SiO2・1.0Al2O3
上記の方法で得られたZSM−5を1g当り
5mlの1規定硝酸アンモニウムで2回イオン交
換し、120℃で乾燥後、550℃、6時間空気中で
燃成してH型とした。さらに、このH型の
ZSM−5にアルミナをバインダーとして20重
量%加えて混合し、押出し成形した後、120℃
で3時間乾燥し、さらに空気中で550℃にて6
時間焼成して直径1mm、長さ5〜6mmの円筒状
の触媒粒子を得た。
(2) 転化反応
ステンレス製反応管に、上記(1)で得られた触
媒を充填し、これに第1表に示す組成の気体状
炭化水素を通し、所定条件にて第1段目の転化
反応を行なつた。
続いて上記転化反応で得られた生成物を気液
分離し、生成した気体状炭化水素を原料とし
て、これをステンレス製反応管に通して、所定
条件で第2段目の転化反応を行なつた。結果を
第2表に示す。
実施例 2
(1) 触媒の調製
実施例1(1)で得られた結晶性シリケート(硝
酸アンモニウムで2回イオン交換し、乾燥した
だけのもの)を、1g当り10mlの0.5規定硝酸
亜鉛で2回イオン交換した。さらにイオン交換
水で充分洗浄し、過した後、120℃で乾燥し、
ひき続いて550℃、6時間空気中で焼成して亜
鉛交換型ZSM−5触媒を得た。
(2) 転化反応
実施例1(1)で得られた触媒を用い、実施例1
(2)と同様にして第1段目の転化反応を行なつ
た。
続いて生成物を気液分離後、得られた気体状
炭化水素を原料とし、実施例2(1)で得られた触
媒を用いて、実施例1(2)と同様にして第2段目
の転化反応を行なつた。結果を第2表に示す。
The present invention relates to a method for converting gaseous hydrocarbons, and more particularly, gaseous hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, including paraffinic hydrocarbons and olefinic hydrocarbons, are used as raw materials, and this is converted into a relatively low-temperature first stage and a high-temperature stage. A catalytic conversion reaction is carried out in the second stage of
This invention relates to a method for efficiently obtaining liquid hydrocarbons such as gasoline with a high octane number. In general, the butane-butene fraction (BB fraction) produced from fluidized bed catalytic cracking (FCC) contains approximately 50% olefin content, making it unsuitable for commercial use as a fuel. However, it is consumed exclusively as in-house fuel at refineries and other facilities. Therefore, various efforts have been made to convert the BB fraction from FCC into hydrocarbons suitable for commercial fuel. For example, a method has been developed to convert this BB fraction into liquid hydrocarbons rich in aromatics in one step. However, in the one-stage reaction as described above, since the reaction is carried out under conditions that allow a large amount of aromatic components to be obtained, there is a drawback that a large amount of light hydrocarbons are produced as by-products. The present inventor has conducted extensive research in order to overcome the drawbacks of the conventional methods described above and to develop a method for efficiently producing liquid hydrocarbons with a small amount of light gas by-product and a high octane number. As a result, it was discovered that the purpose could be achieved by carrying out the conversion reaction in two stages, by carrying out the reaction at a relatively low temperature in the first stage, and at a slightly high temperature in the second stage, and developed the present invention. completed. That is, the present invention uses gaseous hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, including paraffinic hydrocarbons and olefinic hydrocarbons, as a raw material, and uses a crystalline silicate catalyst to conduct the first stage contact at a temperature of 100 to 400°C. After carrying out a conversion reaction and then separating the first stage reaction product into liquid hydrocarbon and gaseous hydrocarbon, the gaseous hydrocarbon is used as a raw material and a crystalline silicate catalyst is used at a temperature of 400 to 700°C. The present invention provides a method for converting gaseous hydrocarbons, which is characterized by carrying out a second-stage catalytic conversion reaction. The raw material hydrocarbon in the method of the present invention is a gaseous hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms as described above, and the BB fraction produced from FCC is usually used. This raw material hydrocarbon is mainly composed of gaseous hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, including paraffinic hydrocarbons and olefinic hydrocarbons, and preferably contains less than 75% by weight of paraffinic hydrocarbons. , and 75% by weight of olefinic hydrocarbons.
A smaller range of mixed compositions can be mentioned. In the method of the present invention, the first stage catalytic conversion reaction is first performed using the gaseous hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms as a raw material. The reaction temperature at this time is 100 to 400
℃, preferably 250-350℃. If the temperature exceeds 400°C in this first stage reaction, the amount of gaseous hydrocarbons such as methane and ethane produced will increase, which is undesirable. On the other hand, when the conversion reaction is carried out in the range of 100 to 400°C, the olefin component in the raw gaseous hydrocarbon reacts preferentially, with almost no by-products of methane, ethane, and ethylene.
Gasoline with a high octane number containing a large amount of olefinic hydrocarbons can be obtained in high yield. In addition, other conditions for the first stage catalytic conversion reaction in the method of the present invention are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of catalyst used, the type of raw material hydrocarbon, etc., but usually the pressure is kept constant. Pressure~50Kg/
cm2G , preferably normal pressure to 20Kg/ cm2G , and weight hourly space velocity (WHSV) 0.1 to 50hr -1 , preferably 0.5 to
It should be 10hr -1 . Furthermore, hydrogen can be supplied to the reaction system if desired in order to prevent catalyst deterioration. The amount of hydrogen supplied is not particularly limited and may be determined as appropriate, but the molar ratio of hydrogen/raw material hydrocarbon is generally 0.1 to 6, preferably 1 to 5. Furthermore, it is necessary to use a crystalline silicate as a catalyst in the first stage catalytic conversion reaction of the method of the present invention. Various types of crystalline silicates can be used here, and they may be appropriately selected and used depending on each condition. Specific examples of crystalline silicates include X-type zeolite, Y-type zeolite, A-type zeolite, L-type zeolite,
There are ZSM type zeolites and zeolites similar to these, and there are also zeolites that have been exchanged with hydrogen ions and various metal ions. Of these, especially the ZSM type, especially the ZSM-
Zeolite having a crystal structure of Type 5 or similar thereto is preferred. This ZSM type zeolite and similar zeolites can be roughly divided into silica-alumina type, silica-alumina-active metal type, and silica-active metal type, and the former two in particular have a silica/alumina ratio of 12 to 3000. Preferably. Specific examples of the crystalline silicate that can be used in the method of the present invention are as follows. Silica, alkali metals, periodic table A,
Using one or more metals belonging to groups A, A, B, B, B, B, and water as raw materials, a heterocyclic compound such as morpholine or oxazolidine, ethanolamine,
amino alcohols such as propanolamine,
Add amino acids such as alanine and serine or amides such as acetamide and heat at 80 to 300℃.
Crystalline zeolite obtained by reacting until a sufficient amount of crystalline zeolite is produced in
Publication No. 7817). Crystalline aluminosilicate zeolite obtained by adding alumina to the above raw materials and reacting the same with a crystallizing agent (Japanese Patent Application Laid-open No. 7818/1983). Using silica, alumina, alkali metal and water as raw materials, crystalline zeolite powder is added as a seed crystal and the pH of the reaction system is adjusted to 9-12.
A crystalline aluminosilicate zeolite (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7819/1983) obtained by reacting at 80 to 300°C until sufficient crystal formation. Crystals obtained by using silica, alumina, alkali metals, and water as raw materials, adding a heterocyclic compound such as morpholine or oxazolidine as a crystallizing agent, and reacting at 80 to 300°C until sufficient crystal formation. aluminosilicate zeolite (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7816/1983). Expressed in molar ratio of oxide (dehydrated form), (0.1 to 2.0) R 2 /nO・[aM 2 O 3・bAl 2 O 3 ]・ySiO 2 (In the above formula, R: one or more types monovalent or divalent cation, a: valence of R, M: one or more trivalent transition metal cations, a+b=
1, has a chemical composition of a≧0, b≧0, y≧12) and further contains alcohols, organic amines, ethers, ketones, esters, and/or organic sulfur compounds or derivatives thereof. Crystalline transition metal organosilicate (Unexamined Japanese Patent Publication No. 1983-
Publication No. 10684). (a) a crystalline aluminosilicate zeolite having a uniform pore size in the range of about 6 to 15 Å and a silica to alumina molar ratio of at least about 3; (b) an inorganic oxide matrix; and (c) a catalyst comprising discrete alumina particles. and the zeolite is
(b) has a unit cell size of about 24.5 Å or more before being composited with component, contains an alkali metal to such an extent that the weight ratio of alkali metal oxide/the zeolite is 0.024 or less, and contains rare earth metal oxide. A crystalline zeolite-based catalyst containing a rare earth metal such that the weight ratio of substance/zeolite is about 0.01 to 0.08 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-91741). It has a specific X-ray diffraction pattern and the molar ratio of oxides is 0.9±0.2M 2 /nO:W 2 O 3 :bYO 2 :zH 2 O (where M is a cation and n is the cation). ion valence, W is aluminum or gallium, Y is silicon or germanium, and z is 0 to 40, b is at least 5, preferably 15 to 300), or 0.9±0.2M 2 / nO : Al2O3 : 15-300SiO2 : zH2O (wherein M is an alkali metal cation, in particular a sodium and tetraalkylammonium cation (the alkyl group preferably contains 2 to 5 carbon atoms) ), where n and z are the same as above.)
ZSM-5 series zeolite as expressed by . It has a specific X-ray diffraction pattern and the molar ratio of oxides is 0.9±0.2M2 / nO: Al2O3 : 15-300SiO2 : zH2O (where M is at least one cation (where n is its valence and z is 0 to 40) or 0.9±0.2M 2 /nO: Al 2 O 3 : 15 to 60 SiO 2 : zH 2 O (where M is an alkali metal positive Zeolites of the ZSM-8 series, such as those selected from the group consisting of ions, in particular sodium ions and mixtures of tetraethylammonium cations. It has a specific X-ray diffraction pattern and the molar ratio of oxides is 0.9±0.3M2 / nO: Al2O3 : 20~90SiO2 : zH2O (wherein M is at least one cationic ion, n
is its valence, and z is from 6 to 12. ) or 0.9±0.3M 2 /nO: Al 2 O 3 : 20~
90SiO 2 :zH 2 O (wherein M is selected from the group consisting of a mixture of alkali metal cations, particularly sodium ions and tetrabutylammonium cations) -52104). (a) has a specific X-ray diffraction pattern; (b) converts the silicate into the H-form at 400°C at 2 x 10 -9 bar;
When measured at a hydrocarbon pressure of 8 x 10 -2 bar and 100 °C after vacuum treatment for 16 hours at and the ratio of n-hexane absorption rate/2,2-dimethylbutane absorption rate is at least 1.5, and (c) the composition expressed in moles of oxide has the formula (1.0±0.3) M2 /
It is represented by nO・y・Al 2 O 3・SiO 2 (in the formula, M is hydrogen, an alkali metal or an alkaline earth metal, n is the valence of M, and 0<y≦0.01), (d) A crystalline silicate in which the average size of microcrystals is 500 nm or less (JP-A-55-124721, JP-A-55-125195). a silica/alumina molar ratio of at least 12;
Crystalline zeolites with control index of 1 to 12 (ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-23,
ZSM-35, ZSM-38, ZSM-48 and similar substances), which can be formed on the zeolite by treating the zeolite with one or more compounds containing metal elements of group A of the periodic table. A crystalline zeolite obtained by precipitating at least 0.5% by weight of the above elements (Japanese Patent Laid-Open No. 57-95922). In addition to the above-mentioned crystalline silicates, various other materials can be used in the method of the present invention, and the method is not limited thereto. Further, the particle size of the crystalline silicate used as a catalyst is not particularly limited, but is generally 0.005 to 30 microns. Although this crystalline silicate may be used as it is, it is handled better if it is mixed with alumina etc. as a binder and extruded into an appropriate shape such as a cube, round, sphere, cylinder or star. is convenient and preferable. In the method of the present invention, after the first stage catalytic conversion reaction is completed, the obtained reaction product is separated into liquid hydrocarbons and gaseous hydrocarbons. The separated liquid hydrocarbons contain a large amount of high octane gasoline fraction, while the gaseous hydrocarbons consist mostly of paraffins, such as methane, ethane, propane, butane, etc. In the method of the present invention, the second stage catalytic conversion reaction is carried out using the above gaseous hydrocarbon as a raw material. The reaction temperature at this time is 400~700℃, preferably 450~
The temperature is 550°C, which should be higher than the first stage conversion reaction described above. Here, at temperatures below 400℃, there is little conversion to liquid hydrocarbons, and conversely, at temperatures below 700℃
Exceeding this will cause severe deterioration of the catalyst and increase operating costs, making it impractical. In contrast, 400-700℃
When the second stage catalytic conversion reaction is carried out in the range of 0.05 to 0.05%, liquid hydrocarbons rich in aromatic components can be obtained in high yield. Further, other conditions for the second stage catalytic conversion reaction in the method of the present invention are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of catalyst used, the composition of the gaseous hydrocarbon to be supplied, etc., but usually, The pressure is normal pressure ~ 50Kg/cm 2 G, preferably normal pressure ~ 20Kg/cm 2 G, and WHSV 0.1 ~ 50hr -1 , preferably 0.5 ~ 10hr -1
Should be. Furthermore, hydrogen can be added to the reaction system if desired in order to prevent catalyst deterioration, as in the case of the first stage catalytic conversion reaction described above. The amount of hydrogen supplied at this time is not particularly limited and may be determined as appropriate, but it is generally 0.1 to 6 (molar ratio), preferably 1 to 5 (molar ratio) relative to the introduced gaseous hydrocarbon. Further, although this hydrogen may be newly supplied, the hydrogen supplied to the first stage reaction may be used as is. Furthermore, in the second stage catalytic conversion reaction of the method of the present invention, it is necessary to use a crystalline silicate as a catalyst. This crystalline silicate may be the same as or different from the crystalline silicate used in the first stage catalytic conversion reaction. Specifically, those mentioned above are preferably used. According to this second-stage catalytic conversion reaction, liquid hydrocarbons rich in aromatic components can be efficiently obtained. Further, the gaseous hydrocarbons produced as a by-product here can be separated and then recycled to the first or second stage reaction system. As described above, according to the method of the present invention, liquid hydrocarbons with a high octane number can be obtained in high yield from gaseous hydrocarbons having a carbon number of 2 to 4, which have low utility value, and methane gas with low reactivity can be obtained. By-products can be suppressed. Therefore, the method of the present invention can be effectively used industrially as a method for efficiently producing high octane gasoline. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 (1) Preparation of catalyst A solution () consisting of 7.52 g of aluminum sulfate (18 hydrate), 17.6 g of sulfuric acid (97%) and 250 ml of water, water glass (37.6% by weight of SiO 2 , 17.5% of Na 2 O)
A solution (2) consisting of 162 g (wt%, 44.9 wt% water) and 300 ml of water, and a solution (2) consisting of 79 g of sodium chloride and 122 ml of water were prepared, respectively. Next, solution () and solution () were simultaneously gradually dropped into the above solution () while stirring at room temperature to obtain a mixture. Subsequently, 1 g of powdered mordenite was added to this mixture, the pH was adjusted to 10.0, and the mixture was placed in a 1-volume autoclave and heated to 170 ml.
The mixture was stirred at a rotational speed of 200 rpm at ℃, and reacted for 20 hours under autogenous pressure. The reaction mixture was then cooled and washed five times with 1 portion of water. The solid content was then separated by filtration and dried at 120° C. for 3 hours, yielding 40.5 g of crystalline aluminosilicate zeolite. This crystalline aluminosilicate zeolite was confirmed by X-ray diffraction and was found to be ZSM-5. Note that this ZSM-5 has the following composition in terms of molar ratio. 0.9Na 2 O・60SiO 2・1.0Al 2 O 3 ZSM-5 obtained by the above method was ion-exchanged twice with 5 ml of 1N ammonium nitrate per 1 g, dried at 120°C, and then exposed to air at 550°C for 6 hours. It was combusted inside and became H type. Furthermore, this H type
Add 20% by weight of alumina as a binder to ZSM-5, mix, extrude, and heat to 120°C.
Dry for 3 hours, then dry in air at 550℃ for 6 hours.
After firing for a period of time, cylindrical catalyst particles having a diameter of 1 mm and a length of 5 to 6 mm were obtained. (2) Conversion reaction A stainless steel reaction tube was filled with the catalyst obtained in (1) above, and a gaseous hydrocarbon having the composition shown in Table 1 was passed through it to perform the first stage conversion under specified conditions. The reaction was carried out. Subsequently, the product obtained in the above conversion reaction is separated into gas and liquid, and the generated gaseous hydrocarbon is passed through a stainless steel reaction tube as a raw material to perform a second stage conversion reaction under predetermined conditions. Ta. The results are shown in Table 2. Example 2 (1) Preparation of catalyst The crystalline silicate obtained in Example 1 (1) (ion-exchanged twice with ammonium nitrate and dried) was treated twice with 10 ml/g of 0.5N zinc nitrate. Ion exchanged. Furthermore, after thoroughly washing with ion-exchanged water and filtering, dry at 120℃.
Subsequently, it was calcined in air at 550°C for 6 hours to obtain a zinc-exchanged ZSM-5 catalyst. (2) Conversion reaction Using the catalyst obtained in Example 1 (1), Example 1
The first stage conversion reaction was carried out in the same manner as in (2). Subsequently, after gas-liquid separation of the product, the second stage was carried out in the same manner as in Example 1 (2) using the obtained gaseous hydrocarbon as a raw material and the catalyst obtained in Example 2 (1). A conversion reaction was carried out. The results are shown in Table 2.
【表】【table】
【表】【table】
Claims (1)
化水素を含む炭素数2〜4の気体状炭化水素を原
料として、結晶性シリケート触媒を用い、温度
100〜400℃にて第1段目の接触転化反応を行な
い、次いで第1段の反応生成物を液状炭化水素と
気体状炭化水素に分離した後、該気体状炭化水素
を原料として、結晶性シリケート触媒を用い、温
度400〜700℃にて第2段目の接触転化反応を行な
うことを特徴とする炭化水素の転化方法。1 Using gaseous hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, including paraffinic hydrocarbons and olefinic hydrocarbons, as raw materials, using a crystalline silicate catalyst,
The first stage catalytic conversion reaction is carried out at 100 to 400°C, and then the first stage reaction product is separated into liquid hydrocarbon and gaseous hydrocarbon, and then the gaseous hydrocarbon is used as a raw material to convert crystalline A method for converting hydrocarbons, characterized by carrying out a second stage catalytic conversion reaction at a temperature of 400 to 700°C using a silicate catalyst.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12435282A JPS5915482A (en) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | Conversion of gaseous hydrocarbon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12435282A JPS5915482A (en) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | Conversion of gaseous hydrocarbon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5915482A JPS5915482A (en) | 1984-01-26 |
| JPH0246077B2 true JPH0246077B2 (en) | 1990-10-12 |
Family
ID=14883252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12435282A Granted JPS5915482A (en) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | Conversion of gaseous hydrocarbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5915482A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ207610A (en) * | 1983-04-26 | 1986-06-11 | Mobil Oil Corp | Catalytic conversion of olefins to higher hydrocarbons |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0031675B1 (en) * | 1979-12-31 | 1983-02-09 | Mobil Oil Corporation | Conversion of olefin containing mixtures to gasoline |
-
1982
- 1982-07-19 JP JP12435282A patent/JPS5915482A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5915482A (en) | 1984-01-26 |
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