JP6780369B2 - Aromatic compound production catalyst and method for producing aromatic compounds - Google Patents
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Description
本発明は、特定のMFI型ゼオライトを含む芳香族化合物製造触媒及びそれを用いてなる芳香族化合物の製造方法に関するものであり、特に比較的均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトを含む生産性・安定性・スイング運転性・長寿命に優れる芳香族化合物製造触媒、それを用いた芳香族化合物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a catalyst for producing an aromatic compound containing a specific MFI-type zeolite and a method for producing an aromatic compound using the catalyst, and particularly for production containing an MFI-type zeolite having a relatively uniform mesopore group. The present invention relates to an aromatic compound production catalyst having excellent properties, stability, swing operability, and long life, and a method for producing an aromatic compound using the catalyst.
MFI型ゼオライトは、ゼオライト構造由来の均一な細孔を利用した高選択性触媒として用いられている。MFI型ゼオライトを触媒として用いた例として、トルエンの不均化(例えば、特許文献1参照。)、キシレンの異性化(例えば、特許文献2参照。)などが挙げられる。 MFI-type zeolite is used as a highly selective catalyst utilizing uniform pores derived from the zeolite structure. Examples of using MFI-type zeolite as a catalyst include disproportionation of toluene (see, for example, Patent Document 1), isomerization of xylene (see, for example, Patent Document 2) and the like.
これらの反応は主に、MFI型ゼオライトのミクロ細孔の特徴を利用したものである。MFI型ゼオライトのミクロ細孔は、入口径がおよそ0.5nmであり、この細孔径に近接した分子径を持つ分子の有効な反応場となると考えられる。 These reactions mainly utilize the characteristics of the micropores of MFI-type zeolite. The micropores of the MFI-type zeolite have an inlet diameter of about 0.5 nm, and are considered to be an effective reaction field for molecules having a molecular diameter close to the pore diameter.
さらに、ミクロ細孔(2nm未満)よりも大きな細孔、つまりメソ細孔(細孔径2〜50nm)を有するMFI型ゼオライトの研究が行われている(例えば、非特許文献1参照。)。 Further, research is being conducted on MFI-type zeolite having pores larger than micropores (less than 2 nm), that is, mesopores (pore diameter 2 to 50 nm) (see, for example, Non-Patent Document 1).
そして、工業利用に有望な材料として、10nm以上の均一なメソ細孔を有した、新規MFI型ゼオライト及びその製造方法(例えば特許文献3参照。)が提案され、メソ細孔を有したゼオライトを触媒として利用した例として、超安定Y型ゼオライト(USY)を用いた、減圧軽油の流動接触分解(FCC)(例えば、特許文献4、5参照。)が提案されている。該プロセスでは、重質油を原料とした接触分解反応を進行させることを含むものであるため、重質油相当の大きなサイズの分子が拡散しうる細孔を持つ触媒が望まれる。メソ孔を有したゼオライトを触媒として利用したケースは、かねてより、メソ孔内部の比較的大きな空間を反応場とし、重質油等の比較的大きな分子を原料として用いたものに限られていた。そのため、特に炭素数10以下の比較的小さな分子を原料とした反応において、メソ孔を有したゼオライトを触媒として用いることで、特異的な結果が得られたという報告は僅かである。 Then, as a promising material for industrial use, a novel MFI-type zeolite having uniform mesopores of 10 nm or more and a method for producing the same (see, for example, Patent Document 3) have been proposed, and a zeolite having mesopores has been proposed. As an example of using as a catalyst, fluid catalytic cracking (FCC) of vacuum light oil using ultrastable Y-zeolite (USY) (see, for example, Patent Documents 4 and 5) has been proposed. Since the process involves advancing a catalytic cracking reaction using heavy oil as a raw material, a catalyst having pores in which molecules having a large size equivalent to heavy oil can diffuse is desired. Cases in which zeolite having mesopores is used as a catalyst have long been limited to those using a relatively large space inside the mesopores as a reaction field and using relatively large molecules such as heavy oil as a raw material. .. Therefore, there are few reports that specific results were obtained by using zeolite having mesopores as a catalyst, especially in a reaction using a relatively small molecule having 10 or less carbon atoms as a raw material.
ベンゼン、トルエン、キシレン(以下、総称して芳香族化合物と表記する)は、多くの場合、石油精製により得られた原料油(例えば、ナフサなど)を、熱分解反応装置にて分解し、得られた熱分解生成物から芳香族化合物を蒸留または抽出によって分離精製することで得られる。これら製造法による芳香族化合物の製造では、芳香族化合物以外の熱分解生成物として、脂肪族および脂環式炭化水素が含まれる。そのため、芳香族化合物の製造に伴って、脂肪族および脂環式炭化水素が同時に製造されるため、芳香族化合物の生産量は脂肪族および脂環式炭化水素の生産量を見合って調整がなされ、おのずと生産量に限度があるものであった。また、脂肪族または脂環式炭化水素原料を、中細孔径ゼオライトを主に含んだ触媒と約400℃〜約800℃程度の温度で接触させることにより、芳香族化合物を製造することができる(例えば、非特許文献2〜5)。該製造法は、熱分解による芳香族化合物の製造法と比較して、付加価値が低く、余剰な炭化水素原料から芳香族化合物が製造できるといった利点がある。また、これらの芳香族化合物製造に用いられる触媒の開発も行われている。例えば、特許文献6では、パラフィン、オレフィン、ナフテンを含有する炭化水素を原料とした芳香族化合物製造用触媒として、亜鉛飛散量の抑制された亜鉛担持中間細孔径ゼオライト系触媒を提供している。あるいは、特許文献7では、パラフィン、オレフィン、アセチレン系炭化水素、環状パラフィン及び環状オレフィンを原料として用いた芳香族化合物製造に用いられる触媒として、L型ゼオライトに白金及びハロゲン成分を同時に担持させてなる触媒を提供している。あるいは、特許文献8では、構造体の大きさが0.1〜100mmであって、構造体表層部に結晶性多孔質アルミノシリケートが存在し、構造体表層部を除く内部の層に無機支持体が存在する構造体に亜鉛および/またはガリウムが担持したことを特徴とする芳香族化反応用触媒を提供している。その他、特許文献9〜10において、炭化水素を原料とした芳香族化合物製造用触媒が提供されている。 Benzene, toluene, and xylene (hereinafter collectively referred to as aromatic compounds) are often obtained by decomposing raw material oil (for example, naphtha) obtained by petroleum refining with a pyrolysis reactor. It is obtained by separating and purifying an aromatic compound from the resulting pyrolysis product by distillation or extraction. In the production of aromatic compounds by these production methods, aliphatic and alicyclic hydrocarbons are included as thermal decomposition products other than aromatic compounds. Therefore, since the aliphatic and alicyclic hydrocarbons are produced at the same time as the aromatic compound is produced, the production amount of the aromatic compound is adjusted in proportion to the production amount of the aliphatic and alicyclic hydrocarbons. Naturally, there was a limit to the amount of production. Further, an aromatic compound can be produced by contacting an aliphatic or alicyclic hydrocarbon raw material with a catalyst mainly containing medium pore size zeolite at a temperature of about 400 ° C. to about 800 ° C. ( For example, Non-Patent Documents 2-5). Compared with the method for producing an aromatic compound by thermal decomposition, the production method has advantages that the added value is low and the aromatic compound can be produced from a surplus hydrocarbon raw material. In addition, catalysts used in the production of these aromatic compounds are also being developed. For example, Patent Document 6 provides a zinc-supported intermediate pore size zeolite-based catalyst in which the amount of zinc scattering is suppressed as a catalyst for producing an aromatic compound using a hydrocarbon containing paraffin, olefin, and naphthene as a raw material. Alternatively, in Patent Document 7, as a catalyst used for producing an aromatic compound using paraffin, olefin, acetylene hydrocarbon, cyclic paraffin and cyclic olefin as raw materials, L-type zeolite is simultaneously supported with platinum and halogen components. Provides a catalyst. Alternatively, in Patent Document 8, the size of the structure is 0.1 to 100 mm, crystalline porous aluminosilicate is present on the surface layer portion of the structure, and an inorganic support is provided on the inner layer excluding the surface layer portion of the structure. Provided is a catalyst for an aromatization reaction, characterized in that zinc and / or gallium is supported on the structure in which zinc and / or gallium are present. In addition, Patent Documents 9 to 10 provide catalysts for producing aromatic compounds using hydrocarbons as raw materials.
これらの触媒反応を用いた芳香族化合物製造法では、製造コストの観点から、触媒寿命(反応開始後の触媒が活性な状態から触媒が失活するまでの時間)が問題となる。そこで、比較的小さな分子(特に炭素数が10以下)である炭化水素原料から芳香族化合物を選択的に、かつ、長時間にわたって安定的に製造する方法は、非常に有意義なものである。 In the method for producing an aromatic compound using these catalytic reactions, the catalyst life (the time from the active state of the catalyst to the deactivation of the catalyst after the start of the reaction) becomes a problem from the viewpoint of production cost. Therefore, a method for selectively and stably producing an aromatic compound from a hydrocarbon raw material having a relatively small molecule (particularly 10 or less carbon atoms) over a long period of time is very meaningful.
本発明の目的は、比較的小さな分子(特に炭素数が10以下)である炭化水素原料から芳香族化合物を選択的に、かつ、長時間にわたって安定的に製造することが可能となる新規な芳香族化合物製造触媒及びそれを用いた芳香族化合物の製造方法を提供するものである。 An object of the present invention is a novel aromatic compound capable of selectively and stably producing an aromatic compound from a hydrocarbon raw material having a relatively small molecule (particularly 10 or less carbon atoms) over a long period of time. A catalyst for producing a group compound and a method for producing an aromatic compound using the same are provided.
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、特定のMFI型ゼオライトを含む芳香族化合物製造触媒が、選択的に、かつ、長時間にわたって安定的に芳香族化合物を製造することが可能となる触媒となりうることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor selectively and stably produces an aromatic compound for a long period of time with a catalyst for producing an aromatic compound containing a specific MFI-type zeolite. We have found that it can be a catalyst that can be used, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、下記(i)〜(iii)に示す特性を満足するMFI型ゼオライトを含むことを特徴とする芳香族化合物製造触媒、及び、それに、炭素数2〜6のオレフィンからなる群のうち少なくとも1つを含む低級オレフィンを接触し、芳香族化合物とすることを特徴とする芳香族化合物の製造方法に関するものである。
(i)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、該ピークの半値幅(hw)がhw≦20nm、該ピークの中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmであり、該ピークに相当するメソ細孔のメソ細孔容積(pv)が0.05ml/g≦pvであるメソ細孔群を有する。
(ii)回折角を2θとした粉末X線回折測定において0.1〜3度の範囲にピークを有さない。
(iii)平均粒子径(PD)がPD≦100nmである。
That is, the present invention is a group consisting of an aromatic compound production catalyst characterized by containing an MFI-type zeolite satisfying the properties shown in (i) to (iii) below, and an olefin having 2 to 6 carbon atoms. The present invention relates to a method for producing an aromatic compound, which comprises contacting a lower olefin containing at least one of them to form an aromatic compound.
(I) The mesopore distribution curve has a peak, the full width at half maximum (hw) of the peak is hw ≦ 20 nm, and the center value (μ) of the peak is 10 nm ≦ μ ≦ 20 nm, which corresponds to the peak. It has a mesopore group in which the mesopore volume (pv) of the mesopores is 0.05 ml / g ≦ pv.
(Ii) There is no peak in the range of 0.1 to 3 degrees in the powder X-ray diffraction measurement with the diffraction angle set to 2θ.
(Iii) The average particle size (PD) is PD ≦ 100 nm.
以下に、本発明について詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.
本発明の芳香族化合物製造触媒は、特定のMFI型ゼオライトを含んでなるものであり、特定のMFI型ゼオライトを含んでなることにより、芳香族化合物を選択的に、かつ、長時間にわたって安定的に製造することが可能な触媒となるものである。 The aromatic compound production catalyst of the present invention comprises a specific MFI-type zeolite, and by containing the specific MFI-type zeolite, the aromatic compound is selectively and stable for a long period of time. It is a catalyst that can be produced in Japan.
本発明の芳香族化合物製造触媒を構成するMFI型ゼオライトは、上記(i)〜(iii)に示す特性を満足するものであり、MFI型ゼオライトとしては、国際ゼオライト学会で定義される構造コードMFIに属するアルミノシリケート化合物を示すものである。また、本発明でいうメソ細孔とは、IUPACで定義されたメソ細孔であり、細孔直径が2〜50nmの範囲の細孔を示すものである。そして、メソ細孔は、液体窒素温度における一般的な窒素吸着法により測定することができる。また、窒素吸着法で得られた測定結果を解析することにより、メソ細孔の細孔容積の値を得ることができる。その解析には、例えば以下の方法を使用することができる。 The MFI-type zeolite constituting the aromatic compound production catalyst of the present invention satisfies the properties shown in (i) to (iii) above, and the MFI-type zeolite has a structure code MFI defined by the International Zeolite Society. Indicates an aluminosilicate compound belonging to. Further, the mesopores referred to in the present invention are mesopores defined by IUPAC, and indicate pores having a pore diameter in the range of 2 to 50 nm. Then, the mesopores can be measured by a general nitrogen adsorption method at a liquid nitrogen temperature. Moreover, the value of the pore volume of the mesopores can be obtained by analyzing the measurement result obtained by the nitrogen adsorption method. For the analysis, for example, the following method can be used.
具体的には、Barret−Joyner−Halenda法(Journal of the American Chemical Society、1951年、頁373〜380)で脱着過程を解析する方法を挙げることができ、例えば、細孔直径が2nm以上50nm以下に相当する範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより、メソ細孔に属する細孔の全細孔容積の値を得ることができる。 Specifically, a method of analyzing the desorption process by the Barret-Joiner-Halenda method (Journal of the American Chemical Society, 1951, pp. 373 to 380) can be mentioned. For example, the pore diameter is 2 nm or more and 50 nm or less. By integrating the amount of nitrogen gas desorbed in the range corresponding to, the value of the total pore volume of the pores belonging to the mesopores can be obtained.
また、最初に、縦軸が単位質量当りの窒素脱着量V/m(mL/g)、横軸がメソ細孔直径D(nm)とする累積曲線を得てから、縦軸をメソ細孔からの窒素ガス脱着量のメソ細孔直径値での微分値(d(V/m)/d(D))とすることにより、メソ細孔直径における単位質量当りの窒素脱着量の増加分のピークを得ることができる。 First, a cumulative curve is obtained in which the vertical axis represents the amount of nitrogen desorption V / m (mL / g) per unit mass and the horizontal axis represents the mesopore diameter D (nm), and then the vertical axis represents the mesopores. By setting the differential value (d (V / m) / d (D)) of the amount of nitrogen gas desorbed from the mesopore diameter value, the amount of increase in the amount of nitrogen desorption per unit mass in the mesopore diameter You can get a peak.
本発明の芳香族化合物製造触媒は、細孔直径がほぼ均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトを含んでなるものであり、本発明においては、細孔直径がほぼ均一であるメソ細孔群を均一メソ細孔と称する場合もある。そして、具体的には、均一メソ細孔とは、細孔分布曲線におけるメソ細孔に係るピークの内、最大のピークをガウス関数で近似し、そのガウス関数の中心値(μ)から標準偏差の2倍(2σ)の範囲(μ±2σ)内の細孔直径を有するメソ細孔をいう。また、均一メソ細孔の細孔容積は、μ±2σの範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより求めることができる。 The aromatic compound production catalyst of the present invention comprises an MFI-type zeolite having a mesopore group having a substantially uniform pore diameter, and in the present invention, the mesopores having a substantially uniform pore diameter. The group may also be referred to as a uniform mesopore. Specifically, the uniform mesopore means that the largest peak among the peaks related to the mesopore in the pore distribution curve is approximated by a Gaussian function, and the standard deviation from the center value (μ) of the Gaussian function. Mesopores having a pore diameter within the range (μ ± 2σ) of twice (2σ). Further, the pore volume of the uniform mesopores can be obtained by integrating the amount of nitrogen gas desorption in the range of μ ± 2σ.
そして、本発明の芳香族化合物製造触媒は、ほぼ均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトの中でも、(i)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、該ピークの半値幅(hw)がhw≦20nm、該ピークの中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmであり、該ピークに相当するメソ細孔のメソ細孔容積(pv)がpv≧0.05ml/gである、より均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトを含んでなるものである。 The aromatic compound production catalyst of the present invention has a peak in (i) mesopore distribution curve among MFI-type zeolites having a substantially uniform mesopore group, and the half width (hw) of the peak. ) Is hw ≦ 20 nm, the center value (μ) of the peak is 10 nm ≦ μ ≦ 20 nm, and the mesopore volume (pv) of the mesopores corresponding to the peak is pv ≧ 0.05 ml / g. It contains an MFI-type zeolite having a more uniform mesopore group.
本発明の芳香族化合物製造触媒は、メソ細孔の細孔分布曲線がピークを有し、該ピークがhw≦20nm以下のMFI型ゼオライトという細孔直径の大きさのバラつきの小さなほぼ均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトを含んでなることにより、反応選択性に優れるものとなり、その効果はhw≦15nmであることにより、より顕著な好ましいものとなる。そして、hwの下限としては特に設定するものではないが、より反応選択性に優れるものとなることから1nm以上のものであることが好ましい。なお、hw>20nmである場合、反応選択性に劣るものとなる。また、該ピークをガウス関数近似した際の中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmのMFI型ゼオライトを含むことにより、より大きいサイズの分子をも選択的に反応することが可能となり、優れた芳香族化合物製造触媒となるものである。さらに、pv≧0.05ml/gであることにより、長寿命の触媒となるものであり、0.05ml/g≦pv≦0.70ml/gであることが好ましく、特に0.10ml/g≦pv≦0.7ml/gであることが好ましく、更に0.20ml/g≦pv≦0.5ml/gであることが好ましい。ここで、pv<0.05ml/gである場合、反応時に副生するコーク等の蓄積により細孔が閉塞しやすいものとなり触媒寿命に劣るものとなる。 In the aromatic compound production catalyst of the present invention, the pore distribution curve of the mesopores has a peak, and the peak is an MFI-type zeolite having a peak of hw ≦ 20 nm or less, which is a substantially uniform meso with a small variation in the size of the pore diameter. By containing the MFI-type zeolite having a pore group, the reaction selectivity becomes excellent, and the effect becomes more remarkable and preferable when hw ≦ 15 nm. The lower limit of hw is not particularly set, but it is preferably 1 nm or more because the reaction selectivity is more excellent. When hp> 20 nm, the reaction selectivity is inferior. Further, by containing an MFI-type zeolite whose center value (μ) when the peak is approximated by a Gaussian function is 10 nm ≦ μ ≦ 20 nm, it becomes possible to selectively react with a molecule having a larger size, which is excellent. It serves as a catalyst for producing aromatic compounds. Further, when pv ≧ 0.05 ml / g, it becomes a catalyst having a long life, preferably 0.05 ml / g ≦ pv ≦ 0.70 ml / g, and particularly 0.10 ml / g ≦. It is preferable that pv ≦ 0.7 ml / g, and further preferably 0.20 ml / g ≦ pv ≦ 0.5 ml / g. Here, when pv <0.05 ml / g, the pores are easily clogged due to the accumulation of coke and the like produced as a by-product during the reaction, and the catalyst life is deteriorated.
また、本発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトは、特に選択的な反応を可能とする触媒となることから、上記(i)に示されるpvの全細孔容積に占める割合(pvr)が、30%≦pvr≦100%であることが好ましく、更に40%≦pvr≦100%であることが好ましい。 Further, since the MFI-type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention is a catalyst that enables a particularly selective reaction, the ratio of pv to the total pore volume shown in (i) above (i). pvr) is preferably 30% ≦ pvr ≦ 100%, and more preferably 40% ≦ pvr ≦ 100%.
本発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトは、(ii)回折角を2θとした紛体X線回折測定において0.1〜3度の範囲にピークを有さないものである。このことは、メソ細孔間の配置には規則性がないこと、メソ細孔間を区切る壁も存在しないことを示すものであり、触媒とした際にはメソ細孔間の物質移動が容易になることから反応効率に優れる芳香族化合物製造触媒となるものである。 The MFI-type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention does not have a peak in the range of 0.1 to 3 degrees in (ii) powder X-ray diffraction measurement with a diffraction angle of 2θ. This indicates that there is no regularity in the arrangement between the mesopores and that there is no wall separating the mesopores, and when used as a catalyst, mass transfer between the mesopores is easy. Therefore, it becomes a catalyst for producing an aromatic compound having excellent reaction efficiency.
本発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトは、(iii)PD≦100nmのものであり、特に耐熱性にも優れる芳香族化合物製造触媒となることから、3nm≦PDであることが好ましく、更に5nm≦PDであることが好ましい。ここで、PD>100nmのゼオライトである場合、ほぼ均一なメソ細孔群が形成されなく、選択性におとるものとなる。なお、PDは、例えば外表面積から以下の式(1)を用いて算出して求めることができる。
PD=6/S(1/2.29×106+0.18×10−6) (1)
(ここで、Sは外表面積(m2/g)を示すものである。)
また、式(1)における外表面積(S(m2/g))は、液体窒素温度における一般的な窒素吸着法を用い、t−plot法から求めることができる。例えば、tを吸着量の厚みとするときに、tについて0.6〜1nmの範囲の測定点を直線近似し、得られた回帰直線の傾きから外表面積を求める方法である。
The MFI-type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention has (iii) PD ≦ 100 nm, and is particularly excellent in heat resistance. Therefore, the MFI type zeolite may have 3 nm ≦ PD. It is preferable that 5 nm ≦ PD. Here, when the zeolite has a PD> 100 nm, a substantially uniform mesopore group is not formed, and the selectivity is high. The PD can be obtained by calculating from the outer surface area, for example, using the following formula (1).
PD = 6 / S (1 / 2.29 × 10 6 + 0.18 × 10-6 ) (1)
(Here, S indicates the outer surface area (m 2 / g).)
The outer surface area (S (m 2 / g)) in the formula (1) can be obtained from the t-prot method using a general nitrogen adsorption method at a liquid nitrogen temperature. For example, when t is the thickness of the adsorption amount, the measurement points in the range of 0.6 to 1 nm are linearly approximated with respect to t, and the outer surface area is obtained from the slope of the obtained regression line.
なお、MFI型ゼオライトの粒子径を測定する別の方法としては、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)の写真から任意の粒子を10個以上選んで、その表面積平均直径を求める方法を挙げることができる。 As another method for measuring the particle size of the MFI type zeolite, for example, 10 or more arbitrary particles are selected from photographs of a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM), and the average surface diameter thereof. Can be mentioned as a method of finding.
本願発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトは、そのSiO2/Al2O3(モル比)は制限されるものではなく、その中でも耐熱性、反応選択性、生産性に優れる触媒となることから、SiO2/Al2O3(モル比)が20以上200以下であることが好ましい。 The SiO 2 / Al 2 O 3 (molar ratio) of the MFI-type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention is not limited, and among them, a catalyst having excellent heat resistance, reaction selectivity, and productivity. Therefore, the SiO 2 / Al 2 O 3 (molar ratio) is preferably 20 or more and 200 or less.
本発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトとしては、反応選択性、生産性に優れる触媒となることから、細孔内にテトラプロピルアンモニウム塩の様な構造指向剤を含まないものであることが好ましい。 The MFI-type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention is a catalyst having excellent reaction selectivity and productivity, and therefore does not contain a structure-directing agent such as a tetrapropylammonium salt in the pores. It is preferable to have.
該MFI型ゼオライトを本発明の芳香族化合物製造触媒として用いる際の形態としては、制限されるものではなく、例えば合成されたMFI型ゼオライト粉末をそのまま触媒として用いること、圧縮成型を行い特定の形状物として用いること、バインダー等と混合し成形を行い特定の形状物として用いること、等のいずれの形態として用いることも可能である。 The form when the MFI-type zeolite is used as the catalyst for producing an aromatic compound of the present invention is not limited, and for example, the synthesized MFI-type zeolite powder can be used as it is as a catalyst, or compression molding is performed to obtain a specific shape. It can be used in any form, such as being used as an object, being mixed with a binder or the like and being molded and used as a specific shaped object.
本発明の芳香族化合物製造触媒は、該MFI型ゼオライトを含んでなることにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる芳香族化合物製造触媒となるものであり、例えば炭素数2〜6の炭化水素と接触することにより、効率よく芳香族化合物を製造することを可能とするものである。その際の炭素数2〜6の炭化水素としてはその範疇に属するものであれば如何なるものを挙げることができ、例えば飽和炭化水素、不飽和炭化水素、脂環式炭化水素、それらの混合物等を挙げることができ、より具体的には、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、シクロプロパン、n−ブタン、イソブタン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、ブタジエン、シクロブテン、シクロブタン、n−ペンタン、1−ペンタン、2−ペンタン、1−ペンテン、2−ペンテン、3−ペンテン、n−ヘキサン、1−ヘキサン、2−ヘキサン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、3−ヘキセン、ヘキサジエン、シクロヘキサン及びそれらの混合物等を挙げることができる。 The aromatic compound production catalyst of the present invention contains the MFI type zeolite and thus becomes an aromatic compound production catalyst excellent in efficiency such as reaction selectivity and productivity. For example, the aromatic compound production catalyst has 2 to 6 carbon atoms. By contacting with a hydrocarbon, it is possible to efficiently produce an aromatic compound. At that time, any hydrocarbon having 2 to 6 carbon atoms can be mentioned as long as it belongs to the category. For example, saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, mixtures thereof and the like can be mentioned. More specifically, ethane, ethylene, propane, propylene, cyclopropane, n-butane, isobutane, 1-butene, 2-butene, isobutene, butadiene, cyclobutene, cyclobutane, n-pentane, 1- Pentan, 2-pentane, 1-pentene, 2-pentene, 3-pentene, n-hexane, 1-hexane, 2-hexane, 1-hexene, 2-hexane, 3-hexene, hexadiene, cyclohexane and mixtures thereof, etc. Can be mentioned.
そして、本発明の芳香族化合物製造触媒は、該MFI型ゼオライトを含んでなることにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる芳香族化合物製造触媒となるものであり、例えば炭素数2〜6のオレフィンからなる群のうち少なくとも1つの低級オレフィンと接触することにより、効率よく芳香族化合物を製造することを可能とするものである。その際のオレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、3−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、3−ヘキセン及びそれらの混合物等を挙げることができる。 The aromatic compound production catalyst of the present invention contains the MFI type zeolite and thus becomes an aromatic compound production catalyst excellent in efficiency such as reaction selectivity and productivity. For example, it has 2 to 2 carbon atoms. By contacting with at least one lower olefin in the group consisting of 6 olefins, it is possible to efficiently produce an aromatic compound. Examples of the olefin at that time include ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutene, 1-pentene, 2-pentene, 3-pentene, 1-hexene, 2-hexene, 3-hexene and mixtures thereof. Can be mentioned.
また、炭素数4の炭化水素混合物と該MFI型ゼオライトを含んでなる触媒とを接触することにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる芳香族化合物の製造方法となるものであり、炭素数4の炭化水素混合物としては、例えばナフサ等の石油類の分解留分の内、C4留分等として称されるものを挙げることができ、より具体的には、n−ブタン、イソブタン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、ブタジエン、シクロブテン、シクロブタン等からなる混合物等を挙げることができる。 Further, by contacting a hydrocarbon mixture having 4 carbon atoms with a catalyst containing the MFI type zeolite, it becomes a method for producing an aromatic compound having excellent efficiency such as reaction selectivity and productivity, and carbon. Examples of the hydrocarbon mixture of No. 4 include those called C4 fractions among the decomposition fractions of petroleum such as naphtha, and more specifically, n-butane, isobutane, 1 Examples thereof include a mixture composed of −butene, 2-butene, isobutene, butadiene, cyclobutene, cyclobutane and the like.
炭素数6の炭化水素混合物と該MFI型ゼオライトを含んでなる触媒とを接触することにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる芳香族化合物の製造方法となるものであり、炭素数6の炭化水素混合物としては、例えばナフサ等の石油類の分解留分の内、C6留分等として称されるものを挙げることができ、より具体的には。n−ヘキサン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、ヘキサジエン、シクロヘキサン等からなる混合物等を挙げることができる。 By contacting a hydrocarbon mixture having 6 carbon atoms with a catalyst containing the MFI-type zeolite, it becomes a method for producing an aromatic compound having excellent efficiency such as reaction selectivity and productivity, and has 6 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon mixture of the above include those referred to as C6 fractions and the like among the decomposition fractions of petroleum such as naphtha, and more specifically. Examples thereof include a mixture composed of n-hexane, 1-hexene, 2-hexene, hexadiene, cyclohexane and the like.
さらに、本発明の芳香族化合物製造触媒は、該MFI型ゼオライトを含んでなることにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる転化触媒となるものであり、例えば炭素数2〜6の飽和脂肪族炭化水素又は脂環式炭化水素と接触することにより、効率よく芳香族化合物を製造することを可能とするものである。その際の飽和脂肪族炭化水素又は脂環式炭化水素としては、例えばエタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロヘキサン及びそれらの混合物等を挙げることができる。 Further, the aromatic compound production catalyst of the present invention is a conversion catalyst having excellent efficiency such as reaction selectivity and productivity by containing the MFI type zeolite, and is, for example, saturated with 2 to 6 carbon atoms. By contacting with an aliphatic hydrocarbon or an alicyclic hydrocarbon, it is possible to efficiently produce an aromatic compound. Examples of the saturated aliphatic hydrocarbon or alicyclic hydrocarbon at that time include ethane, propane, butane, isobutane, pentane, hexane, cyclopropane, cyclobutane, cyclohexane and a mixture thereof.
そして、その際の実施形態である反応において、反応温度は特に限定されるものではなく、芳香族化合物の製造が可能であればよく、中でも、オレフィン又はアルカンの生成を抑制し、必要以上の耐熱反応装置を要しない芳香族化合物の効率的な反応となることから400〜800℃の範囲が望ましい。また、反応圧力にも制限はなく、例えば0.05MPa〜5MPa程度の圧力範囲で運転が可能である。そして、本発明の芳香族化合物製造触媒に対する反応原料であるオレフィンの供給は、触媒体積に対し原料ガスの体積の比として特に制限されるものではなく、例えば1h−1〜50000h−1程度の空間速度を挙げることができる。オレフィンを原料ガスとして供給する際には、該オレフィンの単一ガス、混合ガス、およびこれらを窒素等の不活性ガス、水素、一酸化炭素、二酸化炭素から選ばれる単一または混合ガスにより希釈したものとして用いることもできる。 In the reaction according to the embodiment at that time, the reaction temperature is not particularly limited as long as it is possible to produce an aromatic compound. Among them, the formation of olefins or alkanes is suppressed and the heat resistance is higher than necessary. The temperature range of 400 to 800 ° C. is desirable because it enables an efficient reaction of aromatic compounds that do not require a reactor. Further, the reaction pressure is not limited, and the operation can be performed in a pressure range of, for example, about 0.05 MPa to 5 MPa. The supply of the olefin as a reaction raw material to the aromatic compound production catalyst of the present invention is not particularly limited as the ratio of the volume of the raw material gas to the catalyst volume, and is, for example, a space of about 1h -1 to 50,000h -1. You can increase the speed. When the olefin is supplied as a raw material gas, the olefin is diluted with a single gas, a mixed gas, and a single or mixed gas selected from an inert gas such as nitrogen, hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide. It can also be used as a thing.
その反応形式として制限はなく、例えば固定床、輸送床、流動床、移動床、多管式反応器のみならず連続流式および間欠流式並びにスイング式反応器、等を用いることができる。そして、特に効率的な芳香族化合物の製造方法となることからスイング式反応器による反応形式であることが好ましい。そして、本願発明の芳香族化合物製造触媒は、芳香族化合物の製造効率に優れると共に、長い触媒寿命及び耐再生性に優れることからスイング運転用の触媒であることが好ましい。 The reaction form is not limited, and for example, a fixed bed, a transport bed, a fluidized bed, a moving bed, a multi-tube reactor, a continuous flow reactor, an intermittent flow reactor, a swing reactor, and the like can be used. A reaction type using a swing reactor is preferable because it is a particularly efficient method for producing an aromatic compound. The aromatic compound production catalyst of the present invention is preferably a catalyst for swing operation because it is excellent in production efficiency of aromatic compounds, long catalyst life, and excellent regeneration resistance.
また、製造される芳香族化合物としては、芳香族化合物と称される範疇に属するものであれば特に制限はなく、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、ナフタレン、メチルナフタレン等を挙げることができ、特に、ベンゼン、トルエン、キシレンであることが好ましい。 The aromatic compound to be produced is not particularly limited as long as it belongs to the category called aromatic compound, for example, benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, ethylbenzene, propylbenzene, butylbenzene, naphthalene, etc. Methylnaphthalene and the like can be mentioned, and benzene, toluene and xylene are particularly preferable.
本発明は、特定のMFI型ゼオライトを含む芳香族化合物製造触媒に関するものであり、特にオレフィン、飽和脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素から芳香族化合物を製造する際に、特異的に長い触媒寿命を得ることができ、スイング運転に適した芳香族化合物製造触媒およびそれを用いた芳香族化合物の製造方法を提供するものであり、工業的にも非常に有用なものである。 The present invention relates to a catalyst for producing an aromatic compound containing a specific MFI type zeolite, and is particularly long when producing an aromatic compound from an olefin, a saturated aliphatic hydrocarbon, or an alicyclic hydrocarbon. It provides a catalyst for producing an aromatic compound which can have a long life and is suitable for swing operation, and a method for producing an aromatic compound using the catalyst, which is very useful industrially.
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、実施例により用いたMFI型ゼオライト、芳香族化合物製造触媒は以下の方法により測定・定義した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
The MFI-type zeolite and aromatic compound production catalyst used in the examples were measured and defined by the following methods.
〜細孔分布、細孔直径、及び外表面積の測定〜
ゼオライトの細孔分布、及び、細孔直径は窒素吸着測定により測定した。
~ Measurement of pore distribution, pore diameter, and outer surface area ~
The pore distribution and pore diameter of zeolite were measured by nitrogen adsorption measurement.
その際の窒素吸着測定としては、窒素吸着装置((商品名)OMNISORP360CX,BeckmanCoulter社製)を用い、吸脱着とも30torr/stepの条件で測定した。外表面積は、t−plot法により、吸着層の厚み(t=0.6〜1.0nm)の範囲を直線近似して求めた。 As the nitrogen adsorption measurement at that time, a nitrogen adsorption device ((trade name) OMNISORP360CX, manufactured by Beckman Coulter) was used, and both adsorption and desorption were measured under the condition of 30 torr / step. The outer surface area was determined by linearly approximating the range of the thickness (t = 0.6 to 1.0 nm) of the adsorption layer by the t-prot method.
そして、窒素吸着測定の脱着過程をBarret−Joyner−Halenda法(Journal of the American Chemical Society、1951年、頁373〜380)にて解析し、横軸が細孔直径の常数、縦軸が窒素ガスの脱着量の微分値であるメソ細孔の細孔分布曲線を得た。メソ細孔の全細孔容積は、2nm以上50nm以下の範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより求めた。 Then, the desorption process of nitrogen adsorption measurement was analyzed by the Barret-Joiner-Halenda method (Journal of the American Chemical Society, 1951, pp. 373-380). The pore distribution curve of the mesopores, which is the differential value of the amount of desorption of The total pore volume of the mesopores was determined by integrating the amount of nitrogen gas desorption in the range of 2 nm or more and 50 nm or less.
そして、メソ細孔からの窒素ガス脱着量のメソ細孔直径値での微分値(d(V/m)/d(D))のピークの内、最大のピークをガウス関数の強度近似で解析し、そのガウス関数の中心値(μ)から標準偏差の2倍(2σ)の範囲(=μ±2σ)内の直径を有するメソ細孔を均一メソ細孔と定義した。均一メソ細孔の細孔容積は、中心値(μ)を基準として±2σの範囲の窒素ガス脱着量を積算して求めた。 Then, among the peaks of the differential value (d (V / m) / d (D)) of the amount of nitrogen gas desorbed from the mesopores at the mesopore diameter value, the largest peak is analyzed by the intensity approximation of the Gaussian function. Then, the mesopores having a diameter within the range (= μ ± 2σ) of twice the standard deviation (2σ) from the center value (μ) of the Gaussian function were defined as uniform mesopores. The pore volume of the uniform mesopores was determined by integrating the amount of nitrogen gas desorption in the range of ± 2σ with reference to the median value (μ).
〜平均粒子径の測定〜
外表面積から前記の式(1)を用いて平均粒子径を算出した。式(1)中、Sは外表面積(m2/g)であり、PDは平均粒子径(m)である。式(1)における外表面積(S(m2/g))は、液体窒素温度における窒素吸着法によりt−plot法から求めた。
~ Measurement of average particle size ~
The average particle size was calculated from the outer surface area using the above formula (1). In formula (1), S is the outer surface area (m 2 / g) and PD is the average particle size (m). The outer surface area (S (m 2 / g)) in the formula (1) was determined by the t-prot method by the nitrogen adsorption method at the temperature of liquid nitrogen.
〜SiO2/Al2O3モル比の測定〜
ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は、MFI型ゼオライトをフッ酸と硝酸の混合水溶液で溶解し、これを一般的なICP装置((商品名)OPTIMA3300DV,PerkinElmer社製)による誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)で測定し、求めた。
~ Measurement of SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio ~
For the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of zeolite, MFI type zeolite is dissolved in a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and this is inductively coupled plasma by a general ICP device ((trade name) OPTIMA3300DV, manufactured by PerkinElmer). It was measured and determined by emission spectroscopic analysis (ICP-AES).
〜凝集径の測定〜
凝集径として、動的散乱法によって凝集粒子径の体積平均径(D50)を測定した。測定には(商品名)マイクロトラックHRA(Model9320−x100)(日機装製)を用いた。測定において粒子屈折率は1.66、粒子の設定は透明非球状粒子、溶媒の液体屈折率は1.33とした。
~ Measurement of aggregate diameter ~
As the agglomeration diameter, the volume mean diameter (D 50 ) of the agglomeration particle diameter was measured by the dynamic scattering method. A (trade name) Microtrack HRA (Model9320-x100) (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) was used for the measurement. In the measurement, the refractive index of the particles was 1.66, the setting of the particles was transparent non-spherical particles, and the liquid refractive index of the solvent was 1.33.
〜粉末X線回折の測定〜
X線回折測定装置(スペクトリス社製、(商品名)X’pert PRO MPD)を用い、管電圧45kV、管電流40mAとしてCuKα1を用いて、大気中において測定した。0.04〜5度の範囲を0.08度/ステップ、200秒/ステップで分析した。また、ダイレクトビームの吸収率で補正したバックグラウンドを除去している。
~ Measurement of powder X-ray diffraction ~
It was measured in the atmosphere using an X-ray diffraction measuring device (manufactured by Spectris, (trade name) X'pert PRO MPD), using CuKα1 as a tube voltage of 45 kV and a tube current of 40 mA. The range of 0.04 to 5 degrees was analyzed at 0.08 degrees / step and 200 seconds / step. In addition, the background corrected by the absorption rate of the direct beam is removed.
ピークの有無の確認は目視で行うことができるほか、ピークサーチプログラムを利用してもよい。ピークサーチプログラムは、一般的なプログラムが利用できる。例えば、横軸が2θ(度)、縦軸が強度(a.u.)の測定結果をSAVITSKY&GOLAYの式とSliding Polynomialフィルターで平滑化した後、2次微分を行ったときに、3点以上連続する負の値がある場合、ピークが存在すると判断した。 The presence or absence of a peak can be visually confirmed, or a peak search program may be used. As the peak search program, a general program can be used. For example, when the measurement results of 2θ (degrees) on the horizontal axis and intensity (a.u.) on the vertical axis are smoothed by the SAVITSKY & GOLAY equation and the Sliding Polynomial filter, and then the second derivative is performed, three or more points are continuous. If there is a negative value, it is determined that there is a peak.
〜芳香族化合物製造装置及びその製造方法〜
実施例により得られた芳香族化合物製造触媒は、以下の方法により芳香族化合物の製造を行い、その評価を行った。
~ Aromatic compound manufacturing equipment and its manufacturing method ~
For the aromatic compound production catalyst obtained in Examples, an aromatic compound was produced by the following method and evaluated.
ステンレス製反応管(内径16mm、長さ600mm)を用いた固定床気相流通式反応装置を2本並列で接続したスイング式反応器を用いた。2本のステンレス製反応管のそれぞれの中段に、芳香族化合物製造触媒を充填し、乾燥空気流通下での加熱前処理を行ったのち、2本の反応装置に対して、所定時間ごとに切り替え運転を行い、交互に原料ガスをフィードした。片方の反応装置(反応側)で原料ガスを供給し反応している間に、他方の反応装置(再生側)で空気ガスを流通し、コーク燃焼による芳香族化合物製造触媒の再生を行った。なお、スイング式反応器の装置条件および運転条件は、本実施例記載の条件に限定されるものではなく、適宜選択可能である。そして、加熱はセラミック製管状炉を用い、触媒層の温度を制御した。反応出口ガスおよび反応液を採取し、ガスクロマトグラフを用い、ガス成分および液成分を個別に分析した。ガス成分は、TCD検出器を備えたガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−1700)を用いて分析した。充填剤は、Waters社製PorapakQ(商品名)またはGLサイエンス社製MS−5A(商品名)を用いた。液成分は、FID検出器を備えたガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−2015)を用いて分析した。分離カラムは、キャピラリーカラム(GLサイエンス社製、(商品名)TC−1)を用いた。 A swing reactor in which two fixed-bed gas-phase flow reactors using stainless steel reactor tubes (inner diameter 16 mm, length 600 mm) were connected in parallel was used. The middle stage of each of the two stainless steel reaction tubes is filled with an aromatic compound production catalyst, pretreated by heating under dry air flow, and then switched to the two reaction devices at predetermined time intervals. The operation was performed and the raw material gas was alternately fed. While the raw material gas was supplied and reacted by one reaction device (reaction side), air gas was circulated in the other reaction device (regeneration side) to regenerate the aromatic compound production catalyst by coke combustion. The apparatus conditions and operating conditions of the swing reactor are not limited to the conditions described in this embodiment, and can be appropriately selected. Then, a ceramic tube furnace was used for heating, and the temperature of the catalyst layer was controlled. The reaction outlet gas and the reaction solution were collected, and the gas component and the liquid component were analyzed individually using a gas chromatograph. The gas component was analyzed using a gas chromatograph equipped with a TCD detector (manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) GC-1700). As the filler, PorapakQ (trade name) manufactured by Waters or MS-5A (trade name) manufactured by GL Science was used. The liquid components were analyzed using a gas chromatograph equipped with a FID detector (manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) GC-2015). As the separation column, a capillary column (manufactured by GL Science Co., Ltd. (trade name) TC-1) was used.
反応条件は下記のように設定した。 The reaction conditions were set as follows.
(芳香族化合物製造条件)
触媒温度:600℃。
流通ガス:原料ガス50mol%+窒素50mol%の混合ガス、100ml/分。
触媒体積に対する原料ガスの体積の比:1000/時間。
触媒重量:1.5g。
触媒形状:MFI型ゼオライト粉末を400kgf/cm2で1分間成型した後に粉砕し、約1mmのペレット形状とした。
反応圧力:0.1MPa。
(Aromatic compound production conditions)
Catalyst temperature: 600 ° C.
Distribution gas: Mixed gas of raw material gas 50 mol% + nitrogen 50 mol%, 100 ml / min.
Ratio of raw material gas volume to catalyst volume: 1000 / hour.
Catalyst weight: 1.5 g.
Catalyst shape: MFI-type zeolite powder was molded at 400 kgf / cm 2 for 1 minute and then pulverized to obtain a pellet shape of about 1 mm.
Reaction pressure: 0.1 MPa.
(スイング運転時の触媒再生条件および空気パージ条件)
触媒温度:600℃。
流通ガス:空気50ml/分。
触媒体積に対する空気ガスの体積の比:1000/時間。
圧力:0.1MPa。
(Catalyst regeneration conditions and air purge conditions during swing operation)
Catalyst temperature: 600 ° C.
Flowing gas: Air 50 ml / min.
Ratio of air gas volume to catalyst volume: 1000 / hour.
Pressure: 0.1 MPa.
(窒素パージ条件)
触媒温度:600℃。
流通ガス:窒素50ml/分。
触媒体積に対する窒素ガスの体積の比:1000/時間。
圧力:0.1MPa。
(Nitrogen purge conditions)
Catalyst temperature: 600 ° C.
Flowing gas: Nitrogen 50 ml / min.
Ratio of nitrogen gas volume to catalyst volume: 1000 / hour.
Pressure: 0.1 MPa.
MFI型ゼオライトの製造は、特開2013−227203公報を参考にその製造を行った。 The MFI-type zeolite was produced with reference to JP2013-227203A.
実施例1
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAl2O3とSiO2の重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 1
Amorphous aluminosilicate gel was added to an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. The amount of the seed crystal added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. In addition, the by-produced ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO2/Al2O3モル比=44、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、H2O/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 44, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized for 4 days with stirring at 115 ° C. to obtain a slurry-like mixed solution. The slurry-like mixed solution after crystallization was solid-liquid separated by a centrifugal sedimentation machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.
得られた乾燥粉末10gを、550℃で1時間焼成後、60℃、20重量%の塩化アンモニウム水溶液100ml中で20時間交換、ろ過、洗浄してアンモニウム型のMFI型ゼオライトとした。その後、アンモニウム型のMFI型ゼオライトを550℃で1時間焼成して、MFI型ゼオライトを得た。 10 g of the obtained dry powder was calcined at 550 ° C. for 1 hour, then exchanged, filtered and washed in 100 ml of a 20 wt% ammonium chloride aqueous solution at 60 ° C. for 20 hours to obtain an ammonium type MFI type zeolite. Then, the ammonium type MFI type zeolite was calcined at 550 ° C. for 1 hour to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径27nm、SiO2/Al2O3モル比は40、凝集径は46μmであった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.39ml/gであった。また、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は9nm、μ=16nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.31ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は78%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 27 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40, and an aggregation diameter of 46 μm. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.39 ml / g. The mesopore distribution curve in the pore distribution curve had a peak, and the half width of the peak of the uniform mesopore was 9 nm and μ = 16 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.31 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 78%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Further, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI-type zeolite, there was no peak in the range of 0.1 to 3 degrees, and it was shown that the mesopores were irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて芳香族化合物の製造を行った。その際のスイング式反応器の反応側、再生側の各条件は、以下の通りである。 The obtained MFI-type zeolite was used as a catalyst for producing an aromatic compound, and ethylene was used as a raw material to produce an aromatic compound under the above conditions. The conditions on the reaction side and the regeneration side of the swing reactor at that time are as follows.
(反応側)
600℃で加熱した反応管に対し、原料ガスを140分流通し、次いで、原料ガスフィードを再生側の反応管方向にただちに切り替えた。
(Reaction side)
The raw material gas was circulated through the reaction tube heated at 600 ° C. for 140 minutes, and then the raw material gas feed was immediately switched toward the reaction tube on the regeneration side.
(再生側)
反応側の反応管の原料ガスフィードが開始すると同時に、600℃で加熱した再生側の反応管に対し窒素パージ(1)を開始し、30分間窒素パージを行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、供給ガスを窒素から空気にただちに切り替え、10分間空気パージを行い、反応管内を十分に空気雰囲気に置換した。次いで、60分間空気を流通させ芳香族化合物製造触媒の再生処理を行った。次いで、供給ガスを空気から窒素にただちに切り替え、10分間窒素パージ(2)を行い反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。続いて、窒素パージ(3)を30分間行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、窒素ガスフィードラインを反応側の反応管方向にただちに切り替えると同時に、再生側の反応管に原料ガスフィードを開始した。以後、上記と同様の一連の処理を繰り返し行い、連続的に生成物フィードを得た。なお、以後の実施例、比較例に記載の反応でも同様の手順で運転を行い、原料ガス流通時間、再生処理時間および窒素パージ(3)時間のみを変更した。各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。
(Playback side)
At the same time as the raw material gas feed of the reaction tube on the reaction side starts, nitrogen purge (1) is started on the reaction tube on the regeneration side heated at 600 ° C., and nitrogen purge is performed for 30 minutes to make the inside of the reaction tube sufficiently nitrogen atmosphere. Replaced. Then, the supply gas was immediately switched from nitrogen to air, and air was purged for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with an air atmosphere. Next, air was circulated for 60 minutes to regenerate the aromatic compound production catalyst. Then, the supply gas was immediately switched from air to nitrogen, and nitrogen purge (2) was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, nitrogen purging (3) was carried out for 30 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Then, the nitrogen gas feed line was immediately switched to the reaction tube on the reaction side, and at the same time, the raw material gas feed was started on the reaction tube on the regeneration side. After that, the same series of processing as above was repeated to continuously obtain a product feed. In the reactions described in the following Examples and Comparative Examples, the operation was carried out in the same procedure, and only the raw material gas flow time, the regeneration treatment time and the nitrogen purge (3) time were changed. Table 2 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表3に示す。原料ガス流通時間1395分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 3 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 1395 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例2
実施例1により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてプロピレンを用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 2
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 1 as a catalyst for producing an aromatic compound and using propylene as a raw material, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表4に示す。原料ガス流通時間2295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 2 shows the gas circulation time in each process. Table 4 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to the raw material gas flow time of 2295 minutes, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例3
TPA臭化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加した後、MFI型ゼオライトを当該水溶液に種晶として加え原料組成物とし、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 3
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA bromide and sodium hydroxide. After adding tetraethoxysilane to the obtained aqueous solution, MFI-type zeolite was added to the aqueous solution as a seed crystal to prepare a raw material composition, and ethanol produced as a by-product was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=28、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.17、OH/Siモル比=0.17、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例1と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 28, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.17, OH / Si molar ratio = 0.17, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 to obtain MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径26nm、SiO2/Al2O3モル比は26であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.42ml/gであり、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は15nm、μ=17nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.39ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は92%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 26 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 26. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.42 ml / g, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve has a peak, and the peak of the uniform mesopores. The half width was 15 nm and μ = 17 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.39 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 92%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Further, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI-type zeolite, there was no peak in the range of 0.1 to 3 degrees, and it was shown that the mesopores were irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。 The obtained MFI-type zeolite was used as a catalyst for producing an aromatic compound, ethylene was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表5に示す。原料ガス流通時間1395分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 5 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 1395 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例4
実施例3により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、プロピレンを原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 4
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 3 as a catalyst for producing an aromatic compound, a conversion reaction to an aromatic compound using propylene as a raw material was carried out. The reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表6に示す。原料ガス流通時間2295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 2 shows the gas circulation time in each process. Table 6 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to a raw material gas flow time of 2295 minutes, it was possible to continuously obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
比較例1
水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 1
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物における組成は以下のとおりである。 The composition of the raw material composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=48、Na/Siモル比=0.18、OH/Siモル比=0.18、H2O/Siモル比=18
該原料組成物を、結晶化温度を180℃にした以外は、実施例1と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, Na / Si molar ratio = 0.18, OH / Si molar ratio = 0.18, H 2 O / Si molar ratio = 18
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 except that the crystallization temperature was set to 180 ° C. to obtain an MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径115nm、SiO2/Al2O3モル比は42であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.05ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は0.3nm、μ=4nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.01ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は26%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 115 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 42. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.05 ml / g, and the half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve is 0.3 nm, μ = 4 nm. there were. The pore volume of the uniform mesopores was 0.01 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 26%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、エチレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 The conversion reaction was carried out under the above conditions using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst and ethylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表7に示す。原料ガス流通時間1395分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 7 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 1395 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例2
比較例1により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 2
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 1 as a catalyst and ethylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表8に示す。エチレン流通時間535分で、転化率が51%、ベンゼン収率が8wt%、トルエン収率が9wt%、キシレン収率が2wt%まで低下し、生産性に劣るものであった。 Table 8 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. When the ethylene flow time was 535 minutes, the conversion rate was 51%, the benzene yield was 8 wt%, the toluene yield was 9 wt%, and the xylene yield was 2 wt%, which were inferior in productivity.
比較例3
比較例1により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、プロピレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 3
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 1 as a catalyst and propylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表9に示す。原料ガス流通時間2295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 9 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 2295 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例4
TPA水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 4
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA hydroxide and sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=59、TPA/Siモル比=0.20、Na/Siモル比=0.06、OH/Siモル比=0.26、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例1と同様に反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 59, TPA / Si molar ratio = 0.20, Na / Si molar ratio = 0.06, OH / Si molar ratio = 0.26, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 to obtain an MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径42nm、SiO2/Al2O3モル比は49であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.20ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は3nm、μ=6nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.04ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は23%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 42 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 49. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.20 ml / g, and the half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve was 3 nm and μ = 6 nm. .. The pore volume of the uniform mesopores was 0.04 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 23%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 The conversion reaction was carried out under the above conditions using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst and ethylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表10に示す。原料ガス流通時間1395分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 10 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 1395 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例5
比較例4により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 5
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 4 as a catalyst and ethylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表11に示す。エチレン流通時間895分で、転化率が52%、ベンゼン収率が10wt%、トルエン収率が8wt%、キシレン収率が2wt%まで低下し、生産性に劣るものであった。 Table 11 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. When the ethylene flow time was 895 minutes, the conversion rate was 52%, the benzene yield was 10 wt%, the toluene yield was 8 wt%, and the xylene yield was 2 wt%, which were inferior in productivity.
比較例6
比較例4により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、プロピレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 6
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 4 as a catalyst and propylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表12に示す。原料ガス流通時間2295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 12 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 2295 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
実施例5
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAl2O3とSiO2の重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 5
Amorphous aluminosilicate gel was added to an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. The amount of the seed crystal added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. In addition, the by-produced ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO2/Al2O3モル比=44、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、H2O/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 44, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized for 4 days with stirring at 115 ° C. to obtain a slurry-like mixed solution. The slurry-like mixed solution after crystallization was solid-liquid separated by a centrifugal sedimentation machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.
得られた乾燥粉末10gを、550℃で1時間焼成後、60℃、20重量%の塩化アンモニウム水溶液100ml中で20時間交換、ろ過、洗浄してアンモニウム型のMFI型ゼオライトとした。その後、アンモニウム型のMFI型ゼオライトを550℃で1時間焼成して、MFI型ゼオライトを得た。 10 g of the obtained dry powder was calcined at 550 ° C. for 1 hour, then exchanged, filtered and washed in 100 ml of a 20 wt% ammonium chloride aqueous solution at 60 ° C. for 20 hours to obtain an ammonium type MFI type zeolite. Then, the ammonium type MFI type zeolite was calcined at 550 ° C. for 1 hour to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径26nm、SiO2/Al2O3モル比は40、凝集径は46μmであった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.40ml/gであった。また、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は9nm、μ=16nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.32ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は80%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表13に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 26 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40, and an aggregation diameter of 46 μm. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.40 ml / g. The mesopore distribution curve in the pore distribution curve had a peak, and the half width of the peak of the uniform mesopore was 9 nm and μ = 16 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.32 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 80%. The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 13. Further, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI-type zeolite, there was no peak in the range of 0.1 to 3 degrees, and it was shown that the mesopores were irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、n−ブタンを原料とし、上記した条件にて芳香族化合物の製造を行った。その際のスイング式反応器の反応側、再生側の各条件は、以下の通りである。 The obtained MFI-type zeolite was used as a catalyst for producing an aromatic compound, and n-butane was used as a raw material, and an aromatic compound was produced under the above conditions. The conditions on the reaction side and the regeneration side of the swing reactor at that time are as follows.
(反応側)
600℃で加熱した反応管に対し、原料ガスを1000分流通し、次いで、原料ガスフィードを再生側の反応管方向にただちに切り替えた。
(Reaction side)
The raw material gas was circulated for 1000 minutes through the reaction tube heated at 600 ° C., and then the raw material gas feed was immediately switched toward the reaction tube on the regeneration side.
(再生側)
反応側の反応管の原料ガスフィードが開始すると同時に、600℃で加熱した再生側の反応管に対し窒素パージ(1)を開始し、30分間窒素パージを行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、供給ガスを窒素から空気にただちに切り替え、10分間空気パージを行い、反応管内を十分に空気雰囲気に置換した。次いで、60分間空気を流通させ芳香族化合物製造触媒の再生処理を行った。次いで、供給ガスを空気から窒素にただちに切り替え、10分間窒素パージ(2)を行い反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。続いて、窒素パージ(3)を890分間行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、窒素ガスフィードラインを反応側の反応管方向にただちに切り替えると同時に、再生側の反応管に原料ガスフィードを開始した。以後、上記と同様の一連の処理を繰り返し行い、連続的に生成物フィードを得た。なお、以後の実施例、比較例に記載の反応でも同様の手順で運転を行い、原料ガス流通時間、再生処理時間および窒素パージ(3)時間のみを変更した。各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。
(Playback side)
At the same time as the raw material gas feed of the reaction tube on the reaction side starts, nitrogen purge (1) is started on the reaction tube on the regeneration side heated at 600 ° C., and nitrogen purge is performed for 30 minutes to make the inside of the reaction tube sufficiently nitrogen atmosphere. Replaced. Then, the supply gas was immediately switched from nitrogen to air, and air was purged for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with an air atmosphere. Next, air was circulated for 60 minutes to regenerate the aromatic compound production catalyst. Then, the supply gas was immediately switched from air to nitrogen, and nitrogen purge (2) was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, nitrogen purging (3) was carried out for 890 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Then, the nitrogen gas feed line was immediately switched to the reaction tube on the reaction side, and at the same time, the raw material gas feed was started on the reaction tube on the regeneration side. After that, the same series of processing as above was repeated to continuously obtain a product feed. In the reactions described in the following Examples and Comparative Examples, the operation was carried out in the same procedure, and only the raw material gas flow time, the regeneration treatment time and the nitrogen purge (3) time were changed. Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表15に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 15 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 9995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例6
実施例5により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてイソブタンを用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 6
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 5 as a catalyst for producing an aromatic compound and isobutane as a raw material, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表16に示す。原料ガス流通時間9795分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each process. Table 16 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 9795 minutes of raw material gas flow time, it was possible to obtain a stable product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例7
実施例5により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてn−ヘキサンを用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 7
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 5 as a catalyst for producing an aromatic compound and using n-hexane as a raw material, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表17に示す。原料ガス流通時間10495分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each process. Table 17 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 10495 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例8
実施例5により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてメチルシクロペンタンを用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 8
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 5 as a catalyst for producing an aromatic compound and methylcyclopentane as a raw material, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表18に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each process. Table 18 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 9995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例9
TPA臭化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加した後、MFI型ゼオライトを当該水溶液に種晶として加え原料組成物とし、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 9
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA bromide and sodium hydroxide. After adding tetraethoxysilane to the obtained aqueous solution, MFI-type zeolite was added to the aqueous solution as a seed crystal to prepare a raw material composition, and ethanol produced as a by-product was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=28、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.17、OH/Siモル比=0.17、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例1と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 28, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.17, OH / Si molar ratio = 0.17, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 to obtain MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径25nm、SiO2/Al2O3モル比は26であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.43ml/gであり、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は15nm、μ=17nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.40ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は93%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表13に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 25 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 26. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.43 ml / g, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve has a peak, and the peak of the uniform mesopores. The half width was 15 nm and μ = 17 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.40 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 93%. The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 13. Further, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI-type zeolite, there was no peak in the range of 0.1 to 3 degrees, and it was shown that the mesopores were irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、n−ブタンを原料とし、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst for producing an aromatic compound and n-butane as a raw material, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表19に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 19 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 9995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例10
実施例9により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、イソブテンを原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 10
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 9 as a catalyst for producing an aromatic compound, a conversion reaction to an aromatic compound using isobutylene as a raw material was carried out. The reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表20に示す。原料ガス流通時間9795分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each process. Table 20 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 9795 minutes of raw material gas flow time, it was possible to continuously obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例11
実施例9により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、n−ヘキサンを原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 11
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 9 as a catalyst for producing an aromatic compound, a conversion reaction to an aromatic compound using n-hexane as a raw material was carried out. The reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表21に示す。原料ガス流通時間10495分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each process. Table 21 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to a raw material gas flow time of 10495 minutes, it was possible to continuously obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例12
実施例9により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、メチルシクロペンタンを原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 12
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 9 as a catalyst for producing an aromatic compound, a conversion reaction to an aromatic compound using methylcyclopentane as a raw material was carried out. The reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表22に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each process. Table 22 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 9995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to continuously obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
比較例7
水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 7
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物における組成は以下のとおりである。 The composition of the raw material composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=48、Na/Siモル比=0.18、OH/Siモル比=0.18、H2O/Siモル比=18
該原料組成物を、結晶化温度を180℃にした以外は、実施例1と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, Na / Si molar ratio = 0.18, OH / Si molar ratio = 0.18, H 2 O / Si molar ratio = 18
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 except that the crystallization temperature was set to 180 ° C. to obtain an MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径115nm、SiO2/Al2O3モル比は42であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.05ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は0.3nm、μ=4nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.01ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は26%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表13に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 115 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 42. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.05 ml / g, and the half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve is 0.3 nm, μ = 4 nm. there were. The pore volume of the uniform mesopores was 0.01 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 26%. The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 13.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、n−ブタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 The conversion reaction was carried out under the above conditions using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst and n-butane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表23に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 23 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 9995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例8
比較例7により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、イソブタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 8
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 7 as a catalyst and isobutane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表24に示す。原料ガス流通時間9795分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 24 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Until the raw material gas flow time was 9795 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例9
比較例7により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ヘキサンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 9
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 7 as a catalyst and n-hexane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表25に示す。原料ガス流通時間10495分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 25 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 10495 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例10
比較例7により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、メチルシクロペンタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 10
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 7 as a catalyst and methylcyclopentane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表26に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 26 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 9995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例11
TPA水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 11
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA hydroxide and sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=59、TPA/Siモル比=0.20、Na/Siモル比=0.06、OH/Siモル比=0.26、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例9と同様に反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 59, TPA / Si molar ratio = 0.20, Na / Si molar ratio = 0.06, OH / Si molar ratio = 0.26, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 9 to obtain an MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径42nm、SiO2/Al2O3モル比は49であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.20ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は3nm、μ=6nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.04ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は23%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 42 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 49. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.20 ml / g, and the half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve was 3 nm and μ = 6 nm. .. The pore volume of the uniform mesopores was 0.04 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 23%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ブタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 The conversion reaction was carried out under the above conditions using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst and n-butane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表27に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 27 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 9995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例12
比較例11により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、イソブタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 12
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 11 as a catalyst and isobutane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表28に示す。原料ガス流通時間9795分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 28 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 9795 minutes of raw material gas flow time, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例13
比較例11により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ヘキサンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 13
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 11 as a catalyst and n-hexane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表29に示す。原料ガス流通時間10495分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 29 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 10495 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例14
比較例11により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、メチルシクロペンタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 14
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 11 as a catalyst and methylcyclopentane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表30に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 30 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 9995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
実施例13
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAl2O3とSiO2の重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 13
Amorphous aluminosilicate gel was added to an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. The amount of the seed crystal added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. In addition, the by-produced ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO2/Al2O3モル比=44、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、H2O/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 44, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized for 4 days with stirring at 115 ° C. to obtain a slurry-like mixed solution. The slurry-like mixed solution after crystallization was solid-liquid separated by a centrifugal sedimentation machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.
得られた乾燥粉末10gを、550℃で1時間焼成後、60℃、20重量%の塩化アンモニウム水溶液100ml中で20時間交換、ろ過、洗浄してアンモニウム型のMFI型ゼオライトとした。その後、アンモニウム型のMFI型ゼオライトを550℃で1時間焼成して、MFI型ゼオライトを得た。 10 g of the obtained dry powder was calcined at 550 ° C. for 1 hour, then exchanged, filtered and washed in 100 ml of a 20 wt% ammonium chloride aqueous solution at 60 ° C. for 20 hours to obtain an ammonium type MFI type zeolite. Then, the ammonium type MFI type zeolite was calcined at 550 ° C. for 1 hour to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径28nm、SiO2/Al2O3モル比は40、凝集径は46μmであった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.38ml/gであった。また、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は9nm、μ=16nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.30ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は78%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表31に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 28 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40, and an aggregation diameter of 46 μm. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.38 ml / g. The mesopore distribution curve in the pore distribution curve had a peak, and the half width of the peak of the uniform mesopore was 9 nm and μ = 16 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.30 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 78%. The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 31. Further, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI-type zeolite, there was no peak in the range of 0.1 to 3 degrees, and it was shown that the mesopores were irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ブテン50mol%と2−ブテン50mol%の混合物を原料とした芳香族化合物の製造を行った。その際のスイング式反応器の反応側、再生側の各条件は、以下の通りであった。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, an aromatic compound was produced using a mixture of 1-butene 50 mol% and 2-butene 50 mol% as a raw material. The conditions on the reaction side and the regeneration side of the swing reactor at that time were as follows.
(反応側)
600℃で加熱した反応管に対し、原料ガスを500分流通し、次いで、原料ガスフィードを再生側の反応管方向にただちに切り替えた。
(Reaction side)
The raw material gas was circulated through the reaction tube heated at 600 ° C. for 500 minutes, and then the raw material gas feed was immediately switched toward the reaction tube on the regeneration side.
(再生側)
反応側の反応管の原料ガスフィードが開始すると同時に、600℃で加熱した再生側の反応管に対し窒素パージ(1)を開始し、30分間窒素パージを行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、供給ガスを窒素から空気にただちに切り替え、10分間空気パージを行い、反応管内を十分に空気雰囲気に置換した。次いで、60分間空気を流通させ触媒の再生処理を行った。次いで、供給ガスを空気から窒素にただちに切り替え、10分間窒素パージ(2)を行い反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。続いて、窒素パージ(3)を390分間行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、窒素ガスフィードラインを反応側の反応管方向にただちに切り替えると同時に、再生側の反応管に原料ガスフィードを開始した。以後、上記と同様の一連の処理を繰り返し行い、連続的に生成物フィードを得た。なお、以後の実施例、比較例に記載の反応でも同様の手順で運転を行い、原料ガス流通時間、再生処理時間および窒素パージ(3)時間のみを変更した。各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。
(Playback side)
At the same time as the raw material gas feed of the reaction tube on the reaction side starts, nitrogen purge (1) is started on the reaction tube on the regeneration side heated at 600 ° C., and nitrogen purge is performed for 30 minutes to make the inside of the reaction tube sufficiently nitrogen atmosphere. Replaced. Then, the supply gas was immediately switched from nitrogen to air, and air was purged for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with an air atmosphere. Next, air was circulated for 60 minutes to regenerate the catalyst. Then, the supply gas was immediately switched from air to nitrogen, and nitrogen purge (2) was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, nitrogen purging (3) was carried out for 390 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Then, the nitrogen gas feed line was immediately switched to the reaction tube on the reaction side, and at the same time, the raw material gas feed was started on the reaction tube on the regeneration side. After that, the same series of processing as above was repeated to continuously obtain a product feed. In the reactions described in the following Examples and Comparative Examples, the operation was carried out in the same procedure, and only the raw material gas flow time, the regeneration treatment time and the nitrogen purge (3) time were changed. Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表33に示す。原料ガス流通時間4995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 33 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to a raw material gas flow time of 4995 minutes, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例14
実施例13により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料として1−ブテン20mol%、2−ブテン20mol%、イソブテン20mol%、n−ブタン20mol%、イソブタン20mol%の混合物を用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 14
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 13 as a catalyst for producing an aromatic compound, a mixture of 1-butene 20 mol%, 2-butene 20 mol%, isobutene 20 mol%, n-butane 20 mol%, and isobutane 20 mol% was used as a raw material. The conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表34に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 34 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 5995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例15
実施例13に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン29mol%、2−ブテン17mol%、イソブテン47mol%、n−ブタン5mol%、イソブタン2mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。なお、本実施例で用いた原料組成は、通常のナフサ分解によるC4留分から1、3−ブタジエンを除いた混合物を想定したものである。
Example 15
Using the MFI-type zeolite described in Example 13 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 29 mol%, 2-butene 17 mol%, isobutene 47 mol%, n-butane 5 mol% and isobutane 2 mol% as raw materials. The raw material composition used in this example assumes a mixture obtained by removing 1,3-butadiene from the C4 distillate obtained by ordinary naphtha decomposition.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表35に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 35 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 5995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例16
実施例13に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン49mol%、2−ブテン29mol%、イソブテン10mol%、n−ブタン9mol%、イソブタン3mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。なお、本実施例で用いた原料組成は、通常のナフサ分解によるC4留分から1、3−ブタジエンおよびイソブテンの一部を除いた混合物を想定したものである。
Example 16
Using the MFI-type zeolite described in Example 13 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 49 mol%, 2-butene 29 mol%, isobutene 10 mol%, n-butane 9 mol% and isobutane 3 mol% as raw materials. The raw material composition used in this example is assumed to be a mixture obtained by removing a part of 1,3-butadiene and isobutylene from the C4 distillate obtained by ordinary naphtha decomposition.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表36に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 36 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 5995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例17
TPA臭化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加した後、MFI型ゼオライトを当該水溶液に種晶として加え原料組成物とした。発生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 17
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA bromide and sodium hydroxide. After adding tetraethoxysilane to the obtained aqueous solution, MFI-type zeolite was added to the aqueous solution as a seed crystal to prepare a raw material composition. The generated ethanol was removed by evaporation.
上記原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the above raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=28、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.17、OH/Siモル比=0.17、H2O/Siモル比=10
この原料組成物を実施例13と同様に反応、及び処理してMFI型ゼオライトを得た。得られたMFI型ゼオライトの平均粒子径は27nm、SiO2/Al2O3モル比は26であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.41ml/gであった。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 28, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.17, OH / Si molar ratio = 0.17, H 2 O / Si molar ratio = 10
This raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 13 to obtain an MFI-type zeolite. The average particle size of the obtained MFI-type zeolite was 27 nm, and the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 26. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.41 ml / g.
得られたMFI型ゼオライトの細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は15nm、中心値は17nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.38ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は92%であった。 The half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve of the obtained MFI-type zeolite was 15 nm, and the center value was 17 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.38 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 92%.
得られたMFI型ゼオライトの物性を表31に示す。 The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 31.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン50mol%と2−ブテン50mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 50 mol% and 2-butene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表37に示す。原料ガス流通時間4995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 2 shows the gas circulation time in each process. Table 37 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to a raw material gas flow time of 4995 minutes, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例18
実施例17に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン20mol%、2−ブテン20mol%、イソブテン20mol%、n−ブタン20mol%、イソブタン20mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Example 18
Using the MFI-type zeolite described in Example 17 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 20 mol%, 2-butene 20 mol%, isobutene 20 mol%, n-butane 20 mol% and isobutane 20 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表38に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 38 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 5995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例19
実施例17に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン29mol%、2−ブテン17mol%、イソブテン47mol%、n−ブタン5mol%、イソブタン2mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。なお、本実施例で用いた原料組成は、通常のナフサ分解のC4留分から1、3−ブタジエンを除いた混合物を想定したものである。
Example 19
Using the MFI-type zeolite described in Example 17 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 29 mol%, 2-butene 17 mol%, isobutene 47 mol%, n-butane 5 mol% and isobutane 2 mol% as raw materials. The raw material composition used in this example is assumed to be a mixture obtained by removing 1,3-butadiene from the C4 distillate of normal naphtha decomposition.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表39に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 39 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 5995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例20
実施例17に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン49mol%、2−ブテン29mol%、イソブテン10mol%、n−ブタン9mol%、イソブタン3mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。なお、本実施例で用いた原料組成は、通常のナフサ分解のC4留分から1、3−ブタジエンおよびイソブテンの一部を除いた混合物を想定したものである。
Example 20
Using the MFI-type zeolite described in Example 17 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 49 mol%, 2-butene 29 mol%, isobutene 10 mol%, n-butane 9 mol% and isobutane 3 mol% as raw materials. The raw material composition used in this example is assumed to be a mixture obtained by removing a part of 1,3-butadiene and isobutylene from the C4 distillate of normal naphtha decomposition.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表40に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 40 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to 5995 minutes of raw material gas flow time, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
比較例15
水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。発生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 15
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. The generated ethanol was removed by evaporation.
上記原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the above raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=48、Na/Siモル比=0.18、OH/Siモル比=0.18、H2O/Siモル比=18
この原料組成物を、結晶化温度を180℃にした以外は実施例1と同様に反応、及び処理してMFI型ゼオライトを得た。得られたMFI型ゼオライトの平均粒子径は115nm、SiO2/Al2O3モル比は42であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.05ml/gであった。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, Na / Si molar ratio = 0.18, OH / Si molar ratio = 0.18, H2O / Si molar ratio = 18
This raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 except that the crystallization temperature was set to 180 ° C. to obtain an MFI-type zeolite. The average particle size of the obtained MFI-type zeolite was 115 nm, and the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 42. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.05 ml / g.
また、得られたMFI型ゼオライトの細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は0.3nm、中心値は4nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.01ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は26%であった。 The half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve of the obtained MFI-type zeolite was 0.3 nm, and the center value was 4 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.01 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 26%.
得られたMFI型ゼオライトの物性を表31に示す。 The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 31.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン50mol%と2−ブテン50mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 50 mol% and 2-butene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表41に示す。原料ガス流通時間4995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 41 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 4995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例16
比較例15に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン20mol%、2−ブテン20mol%、イソブテン20mol%、n−ブタン20mol%、イソブタン20mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 16
Using the MFI-type zeolite described in Comparative Example 15 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 20 mol%, 2-butene 20 mol%, isobutene 20 mol%, n-butane 20 mol% and isobutane 20 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表42に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 42 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 5995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例17
比較例15に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン29mol%、2−ブテン17mol%、イソブテン47mol%、n−ブタン5mol%、イソブタン2mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 17
Using the MFI-type zeolite described in Comparative Example 15 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 29 mol%, 2-butene 17 mol%, isobutene 47 mol%, n-butane 5 mol% and isobutane 2 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表43に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 43. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 5995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例18
比較例15に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン49mol%、2−ブテン29mol%、イソブテン10mol%、n−ブタン9mol%、イソブタン3mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 18
Using the MFI-type zeolite described in Comparative Example 15 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 49 mol%, 2-butene 29 mol%, isobutene 10 mol%, n-butane 9 mol% and isobutane 3 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表44に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 44 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 5995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例19
TPA水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。発生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 19
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA hydroxide and sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. The generated ethanol was removed by evaporation.
上記原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the above raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=59、TPA/Siモル比=0.20、Na/Siモル比=0.06、OH/Siモル比=0.26、H2O/Siモル比=10
この原料組成物を実施例13と同様に反応、及び処理してMFI型ゼオライトを得た。得られたMFI型ゼオライトの平均粒子径は42nm、SiO2/Al2O3モル比は49であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.20ml/gであった。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 59, TPA / Si molar ratio = 0.20, Na / Si molar ratio = 0.06, OH / Si molar ratio = 0.26, H 2 O / Si molar ratio = 10
This raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 13 to obtain an MFI-type zeolite. The average particle size of the obtained MFI-type zeolite was 42 nm, and the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 49. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.20 ml / g.
また、得られたMFI型ゼオライトの細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は3nm、中心値は6nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.04ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は23%であった。 The half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve of the obtained MFI-type zeolite was 3 nm, and the center value was 6 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.04 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 23%.
得られたMFI型ゼオライトの物性を表31に示す。 The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 31.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン50mol%と2−ブテン50mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 50 mol% and 2-butene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表45に示す。原料ガス流通時間4995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 45. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 4995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例20
比較例19に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン20mol%、2−ブテン20mol%、イソブテン20mol%、n−ブタン20mol%、イソブタン20mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 20
Using the MFI-type zeolite described in Comparative Example 19 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 20 mol%, 2-butene 20 mol%, isobutene 20 mol%, n-butane 20 mol% and isobutane 20 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表46に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 46. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 5995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例21
比較例19に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン29mol%、2−ブテン17mol%、イソブテン47mol%、n−ブタン5mol%、イソブタン2mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 21
Using the MFI-type zeolite described in Comparative Example 19 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 29 mol%, 2-butene 17 mol%, isobutene 47 mol%, n-butane 5 mol% and isobutane 2 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表47に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 47. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 5995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例22
比較例19に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン49mol%と2−ブテン29mol%、イソブテン10mol%、n−ブタン9mol%、イソブタン3mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 22
Using the MFI-type zeolite described in Comparative Example 19 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 49 mol% of 1-butene, 29 mol% of 2-butene, 10 mol% of isobutene, 9 mol% of n-butane and 3 mol% of isobutane as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表48に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 48 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 5995 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
実施例21
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAl2O3とSiO2の重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 21
Amorphous aluminosilicate gel was added to an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. The amount of the seed crystal added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. In addition, the by-produced ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO2/Al2O3モル比=44、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、H2O/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 44, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized for 4 days with stirring at 115 ° C. to obtain a slurry-like mixed solution. The slurry-like mixed solution after crystallization was solid-liquid separated by a centrifugal sedimentation machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.
得られた乾燥粉末10gを、550℃で1時間焼成後、60℃、20重量%の塩化アンモニウム水溶液100ml中で20時間交換、ろ過、洗浄してアンモニウム型のMFI型ゼオライトとした。その後、アンモニウム型のMFI型ゼオライトを550℃で1時間焼成して、MFI型ゼオライトを得た。 10 g of the obtained dry powder was calcined at 550 ° C. for 1 hour, then exchanged, filtered and washed in 100 ml of a 20 wt% ammonium chloride aqueous solution at 60 ° C. for 20 hours to obtain an ammonium type MFI type zeolite. Then, the ammonium type MFI type zeolite was calcined at 550 ° C. for 1 hour to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径26nm、SiO2/Al2O3モル比は40、凝集径は46μmであった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.39ml/gであった。また、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は9nm、μ=16nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.31ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は79%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表49に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 26 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40, and an aggregation diameter of 46 μm. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.39 ml / g. The mesopore distribution curve in the pore distribution curve had a peak, and the half width of the peak of the uniform mesopore was 9 nm and μ = 16 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.31 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 79%. The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 49. Further, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI-type zeolite, there was no peak in the range of 0.1 to 3 degrees, and it was shown that the mesopores were irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、1−ヘキセン50mol%と2−ヘキセン50mol%を原料とし、上記した条件にて芳香族化合物の製造を行った。その際のスイング式反応器の反応側、再生側の各条件は、以下の通りである。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst for producing an aromatic compound and using 50 mol% of 1-hexene and 50 mol% of 2-hexene as raw materials, an aromatic compound was produced under the above conditions. The conditions on the reaction side and the regeneration side of the swing reactor at that time are as follows.
(反応側)
600℃で加熱した反応管に対し、原料ガスを430分流通し、次いで、原料ガスフィードを再生側の反応管方向にただちに切り替えた。
(Reaction side)
The raw material gas was circulated for 430 minutes through the reaction tube heated at 600 ° C., and then the raw material gas feed was immediately switched toward the reaction tube on the regeneration side.
(再生側)
反応側の反応管の原料ガスフィードが開始すると同時に、600℃で加熱した再生側の反応管に対し窒素パージ(1)を開始し、30分間窒素パージを行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、供給ガスを窒素から空気にただちに切り替え、10分間空気パージを行い、反応管内を十分に空気雰囲気に置換した。次いで、60分間空気を流通させ芳香族化合物製造触媒の再生処理を行った。次いで、供給ガスを空気から窒素にただちに切り替え、10分間窒素パージ(2)を行い反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。続いて、窒素パージ(3)を320分間行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、窒素ガスフィードラインを反応側の反応管方向にただちに切り替えると同時に、再生側の反応管に原料ガスフィードを開始した。以後、上記と同様の一連の処理を繰り返し行い、連続的に生成物フィードを得た。なお、以後の実施例、比較例に記載の反応でも同様の手順で運転を行い、原料ガス流通時間、および窒素パージ(3)時間のみを変更した。各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。
(Playback side)
At the same time as the raw material gas feed of the reaction tube on the reaction side starts, nitrogen purge (1) is started on the reaction tube on the regeneration side heated at 600 ° C., and nitrogen purge is performed for 30 minutes to make the inside of the reaction tube sufficiently nitrogen atmosphere. Replaced. Then, the supply gas was immediately switched from nitrogen to air, and air was purged for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with an air atmosphere. Next, air was circulated for 60 minutes to regenerate the aromatic compound production catalyst. Then, the supply gas was immediately switched from air to nitrogen, and nitrogen purge (2) was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, nitrogen purging (3) was carried out for 320 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Then, the nitrogen gas feed line was immediately switched to the reaction tube on the reaction side, and at the same time, the raw material gas feed was started on the reaction tube on the regeneration side. After that, the same series of processing as above was repeated to continuously obtain a product feed. In the reactions described in the following Examples and Comparative Examples, the operation was carried out in the same procedure, and only the raw material gas flow time and the nitrogen purge (3) time were changed. Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表51に示す。原料ガス流通時間4295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 51. Up to a raw material gas flow time of 4295 minutes, it was possible to obtain a stable product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例22
実施例21により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料として1−ヘキセン50mol%と3−ヘキセン50mol%の混合物を用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 22
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 21 as a catalyst for producing an aromatic compound and using a mixture of 1-hexene 50 mol% and 3-hexene 50 mol% as a raw material, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions. It was.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表52に示す。原料ガス流通時間4195分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each process. Table 52 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to a raw material gas flow time of 4195 minutes, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例23
実施例21により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料として1−ヘキセン50mol%とn−ヘキサン50mol%の混合物を用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 23
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 21 as a catalyst for producing an aromatic compound and using a mixture of 50 mol% 1-hexene and 50 mol% n-hexane as a raw material, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions. It was.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表53に示す。原料ガス流通時間7295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each process. Table 53 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to the raw material gas flow time of 7295 minutes, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例24
実施例21により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてn−ヘキサン50mol%とシクロヘキサン50mol%の混合物を用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 24
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 21 as a catalyst for producing an aromatic compound and using a mixture of 50 mol% n-hexane and 50 mol% cyclohexane as a raw material, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表54に示す。原料ガス流通時間8895分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each process. The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 54. Up to a raw material gas flow time of 8895 minutes, it was possible to stably obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例25
TPA臭化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加した後、MFI型ゼオライトを当該水溶液に種晶として加え原料組成物とし、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 25
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA bromide and sodium hydroxide. After adding tetraethoxysilane to the obtained aqueous solution, MFI-type zeolite was added to the aqueous solution as a seed crystal to prepare a raw material composition, and ethanol produced as a by-product was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=28、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.17、OH/Siモル比=0.17、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例21と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 28, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.17, OH / Si molar ratio = 0.17, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 21 to obtain MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径26nm、SiO2/Al2O3モル比は26であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.42ml/gであり、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は15nm、μ=17nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.39ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は91%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 26 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 26. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.42 ml / g, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve has a peak, and the peak of the uniform mesopores. The half width was 15 nm and μ = 17 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.39 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 91%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Further, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI-type zeolite, there was no peak in the range of 0.1 to 3 degrees, and it was shown that the mesopores were irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、1−ヘキセン50mol%と2−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。 The obtained MFI-type zeolite was used as a catalyst for producing an aromatic compound, and a mixture of 1-hexene 50 mol% and 2-hexene 50 mol% was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表55に示す。原料ガス流通時間4295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 55 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to a raw material gas flow time of 4295 minutes, it was possible to obtain a stable product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例26
実施例25により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、1−ヘキセン50mol%と3−ヘキセン50mol%の混合物を原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 26
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 25 as a catalyst for producing an aromatic compound, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out using a mixture of 1-hexene 50 mol% and 3-hexene 50 mol% as a raw material. The reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表56に示す。原料ガス流通時間4195分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each process. Table 56 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to a raw material gas flow time of 4195 minutes, it was possible to continuously obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例27
実施例25により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、1−ヘキセン50mol%とn−ヘキサン50mol%の混合物を原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 27
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 25 as a catalyst for producing an aromatic compound, a conversion reaction to an aromatic compound was carried out using a mixture of 50 mol% 1-hexene and 50 mol% n-hexane as a raw material. The reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表57に示す。原料ガス流通時間7295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each process. The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 57. Up to the raw material gas flow time of 7295 minutes, it was possible to continuously obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例28
実施例25により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、n−ヘキサン50mol%とシクロヘキサン50mol%を原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 28
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 25 as a catalyst for producing an aromatic compound, a conversion reaction was carried out using 50 mol% of n-hexane and 50 mol% of cyclohexane as raw materials for an aromatic compound. The reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表58に示す。原料ガス流通時間8895分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each process. Table 58 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. Up to a raw material gas flow time of 8895 minutes, it was possible to continuously obtain a product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
比較例23
水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 23
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物における組成は以下のとおりである。 The composition of the raw material composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=48、Na/Siモル比=0.18、OH/Siモル比=0.18、H2O/Siモル比=18
該原料組成物を、結晶化温度を180℃にした以外は、実施例21と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, Na / Si molar ratio = 0.18, OH / Si molar ratio = 0.18, H2O / Si molar ratio = 18
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 21 except that the crystallization temperature was set to 180 ° C. to obtain an MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径115nm、SiO2/Al2O3モル比は42であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.05ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は0.3nm、μ=4nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.01ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は26%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表49に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 115 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 42. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.05 ml / g, and the half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve is 0.3 nm, μ = 4 nm. there were. The pore volume of the uniform mesopores was 0.01 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 26%. The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 49.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、1−ヘキセン50mol%と2−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst and using a mixture of 1-hexene 50 mol% and 2-hexene 50 mol% as a raw material, a conversion reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表59に示す。原料ガス流通時間4295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 59 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 4295 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例24
比較例23により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%と3−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 24
The conversion reaction was carried out under the above-mentioned conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 23 as a catalyst and a mixture of 1-hexene 50 mol% and 3-hexene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表60に示す。原料ガス流通時間4195分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 60 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a range of constant values until the raw material gas flow time was 4195 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例25
比較例23により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%とn−ヘキサン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 25
Using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 23 as a catalyst and a mixture of 1-hexene 50 mol% and n-hexane 50 mol% as a raw material, a conversion reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表61に示す。原料ガス流通時間7295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 61. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 7295 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例26
比較例23により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ヘキサン50mol%とシクロヘキサン50mol%を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 26
The conversion reaction was carried out under the above-mentioned conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 23 as a catalyst and n-hexane 50 mol% and cyclohexane 50 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表62に示す。原料ガス流通時間8895分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 62. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 8895 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例27
TPA水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 27
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA hydroxide and sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the obtained suspension to prepare a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=59、TPA/Siモル比=0.20、Na/Siモル比=0.06、OH/Siモル比=0.26、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例21と同様に反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 59, TPA / Si molar ratio = 0.20, Na / Si molar ratio = 0.06, OH / Si molar ratio = 0.26, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 21 to obtain an MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径42nm、SiO2/Al2O3モル比は49であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.20ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は3nm、μ=6nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.04ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は23%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表49に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 42 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 49. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.20 ml / g, and the half width of the peak of the uniform mesopores in the pore distribution curve was 3 nm and μ = 6 nm. .. The pore volume of the uniform mesopores was 0.04 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 23%. The physical properties of the obtained MFI-type zeolite are shown in Table 49.
得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%と2−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst and a mixture of 1-hexene 50 mol% and 2-hexene 50 mol% as a raw material, a conversion reaction was carried out under the above conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表63に示す。原料ガス流通時間4295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 63 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 4295 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例28
比較例27により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%と3−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 28
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 27 as a catalyst and a mixture of 1-hexene 50 mol% and 3-hexene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表64に示す。原料ガス流通時間4195分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 64 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 4195 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例29
比較例27により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%とn−ヘキサン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 29
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 27 as a catalyst and a mixture of 1-hexene 50 mol% and n-hexane 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表65に示す。原料ガス流通時間7295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 65 shows the raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 7295 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
比較例30
比較例27により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ヘキサン50mol%とシクロヘキサン50mol%を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 30
The conversion reaction was carried out under the above conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 27 as a catalyst and n-hexane 50 mol% and cyclohexane 50 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each process.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表66に示す。原料ガス流通時間8895分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 The raw material gas flow time, conversion rate, and yield of each product are shown in Table 66. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas flow time was 8895 minutes, and it was difficult to say that the production was stable.
本発明の芳香族化合物製造用触媒は、メソ細孔を特徴としたMFI型ゼオライトを含むことにより、例えば低級オレフィン、飽和脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素等の炭化水素原料から芳香族化合物を製造する際に、特異的な長い触媒寿命を発現し、生産性に優れると共に安定した製造方法とすることが可能となり、工業的にも非常に有用なものである。 The catalyst for producing an aromatic compound of the present invention contains an MFI-type zeolite characterized by mesopores, so that an aromatic compound can be obtained from a hydrocarbon raw material such as a lower olefin, a saturated aliphatic hydrocarbon, or an alicyclic hydrocarbon. It is industrially very useful because it exhibits a specific long catalyst life, is excellent in productivity, and enables a stable production method.
Claims (5)
(i)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、該ピークの半値幅(hw)がhw≦20nm、該ピークの中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmであり、該ピークに相当するメソ細孔のメソ細孔容積(pv)が0.05ml/g≦pvであるメソ細孔群を有する。
(ii)回折角を2θとした粉末X線回折測定において0.1〜3度の範囲にピークを有さない。
(iii)平均粒子径(PD)がPD≦100nmである。 The MFI-type zeolite that satisfies the characteristics shown in the following (i) ~ (iii) in including aromatic compound production catalyst, by contacting a hydrocarbon mixture having 4 carbon atoms and / or 6 of the hydrocarbon mixture carbon, aromatic When the compound is produced, it is characterized in that a plurality of reaction fields having an aromatic compound production catalyst are used, and the aromatic compound is produced by a swing operation in which the aromatic compound production catalyst is regenerated in at least one air-filled reaction field. A method for producing an aromatic compound .
(I) The mesopore distribution curve has a peak, the full width at half maximum (hw) of the peak is hw ≦ 20 nm, and the center value (μ) of the peak is 10 nm ≦ μ ≦ 20 nm, which corresponds to the peak. It has a mesopore group in which the mesopore volume (pv) of the mesopores is 0.05 ml / g ≦ pv.
(Ii) There is no peak in the range of 0.1 to 3 degrees in the powder X-ray diffraction measurement with the diffraction angle set to 2θ.
(Iii) The average particle size (PD) is PD ≦ 100 nm.
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