使用了含金属沸石催化剂的不饱和烃类的制造方法_5

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生成物直接导入至气相色谱仪(检测器:FID),分析生成物的组成。以 碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表5中。
[0236] [比较例7]
[0237] 对在催化剂调制例11中调制的Si02/Al203摩尔比为61的H_ZSM5(2.0g),含浸 85 %磷酸水溶液(和光纯药工业公司制)0. 087g,干燥后,在空气中、650°C的温度下烧成10 小时,调制P/ZSM5。对所得到的粉末进行加压、压缩,制成凝集块,将该凝集块粉碎,整粒成 0. 25mm~0. 50mm的粒径后,在反应中使用。
[0238] 关于所调制的Si02/Al203摩尔比为61的P/ZSM5,除了填充P/ZSM5(1.lg)作为催 化剂以外,与实施例14同样地操作,通过正己烷分解反应进行评价。以碳成分的质量为基 础算出的各生成物的收率示于表5中。
[0239] [表 5]
[0240]
[0241] 关于水蒸气添加条件(%/\= 0. 48)下的正己烷分解反应,使用含有Pt作为金属 (X)的P/Pt-Zn/ZSM5催化剂的实施例14的结果,与使用不含金属(X)的P/ZSM5催化剂的 比较例7的结果相比,反应开始后41小时的乙烯+丙烯收率高。
[0242] [催化剂调制例12]含金属沸石催化剂(RU/ZSM5)的调制
[0243] 将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的H-ZSM5 (5. 0g)浸渍于20ml蒸 馏水,在减压下,在室温进行脱气。对该沸石/水的混合液,在室温下滴加将0. 〇51g的氯化 氯化六氨合钌(III)溶解于80ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温进一 步搅拌2小时。使用蒸发器,一边用50°C水浴对所得到的混合液进行加热,一边在减压下 进行蒸发干燥。将蒸发干燥后的残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制每 1. 〇g含有 330μmol的Ru的Ru/ZSM5。
[0244] [催化剂调制例13]含金属沸石催化剂(Pd/Al203+H_ZSM5)的调制
[0245] 将γ_氧化铝(住友化学公司制)10g浸渍于100ml的蒸馏水,在减压下,在室温 进行脱气。对该γ-氧化铝/水的混合液,在室温下逐渐添加将〇.87g的四氨钯(II)氯化 物一水合物溶解于l〇〇ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温进一步搅拌2 小时。使用蒸发器,一边用对50°C水浴对所得到的混合液进行加热,一边在减压下进行蒸 发干燥。将蒸发干燥后的残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制相对于每Α12031·Og含有 330μmol的Pd的Pd/Al203。
[0246] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5(2. 5g)和Pd/Al2030. 25g充分地进行物理混合,调制Pd/Al203+H-ZSM5。
[0247] [催化剂调制例14]含金属沸石催化剂(Pd/Si02+H_ZSM5)的调制
[0248] 将气相二氧化硅(西格玛奥德里奇公司制)10g浸渍于100ml的蒸馏水中,在减压 下,在室温进行脱气。对该气相二氧化硅/水的混合液,在室温下逐渐添加将0. 87g的四氨 钯(II)氯化物一水合物溶解于l〇〇ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温 进一步搅拌2小时。使用蒸发器,一边用50°C水浴对所得到的混合液进行加热,一边在减压 下进行蒸发干燥。将蒸发干燥后的残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制 相对于3丨02每1.Og含有330μmol的Pd的Pd/SiO2。
[0249] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5(2. 5g)和Pd/Si020. 25g充分地进行物理混合,调制Pd/Si02+H-ZSM5。
[0250] [催化剂调制例15]含金属沸石催化剂(Pd/La203+H_ZSM5)的调制
[0251] 将氧化镧(III)(和光纯药工业公司制)10g浸渍于100ml的蒸馏水中,在减压下, 在室温进行脱气。对该氧化镧(III)/水的混合液,在室温逐渐添加将〇.87g的四氨钯(II) 氯化物一水合物溶解于l〇〇ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温进一步搅 拌2小时。使用蒸发器,一边用50°C水浴对所得到的混合液进行加热,一边在减压下进行 蒸发干燥。将蒸发干燥后的残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制相对于 La203每 1. 0g含有 330μmol的Pd的Pd/La203。
[0252] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5(2. 5g)和Pd/La2030. 25g充分地进行物理混合,调制Pd/La203+H-ZSM5。
[0253] [催化剂调制例16]含金属沸石催化剂(Pd/Zr02+H-ZSM5)的调制
[0254] 将氧化锆(IV)(和光纯药工业公司制)10g浸渍于100ml的蒸馏水中,在减压下, 在室温进行脱气。对该氧化锆(IV)/水的混合液,在室温逐渐添加将0.87g的四氨钯(II) 氯化物一水合物溶解于l〇〇ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温进一步搅 拌2小时。使用蒸发器,一边用50°C水浴对所得到的混合液进行加热,一边在减压下进行 蒸发干燥。将蒸发干燥后的残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制相对于 2抑2每 1. 0g含有 330μmol的Pd的Pd/Zr0 2。
[0255] 使用研钵,以粉体的状态将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比500的 H-ZSM5(2. 5g)和Pd/Zr020. 25g充分地进行物理混合,调制Pd/Zr02+H-ZSM5。
[0256] [催化剂调制例17]含金属沸石催化剂(Pd/SrTi03+H-ZSM5)的调制
[0257] 使用研钵,以粉体的状态直接将碳酸锶(和光纯药工业公司制)10g和氧化钛(IV) (添川理化学公司制)5. 4g充分地小节物理混合,在空气中、1150°C的温度下烧成10小时, 调制SrTi03。
[0258] 将所调制的SrTi0310g浸渍于100ml的蒸馏水,在减压下,在室温进行脱气。对 该SrTi03/水的混合液,在室温下逐渐添加将0. 87g的四氨钯(II)氯化物一水合物溶解于 l〇〇ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温进一步搅拌2小时。使用蒸发 器,一边用50°C水浴对所得到的混合液进行加热,一边在减压下进行蒸发干燥。将蒸发干 燥后的残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制相对于5^103每1.Og含有 330μπιο?的Pd的Pd/SrTi03。
[0259] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5(2. 5g)和Pd/SrTi030. 25g充分地进行物理混合,调制Pd/SrTi03+H-ZSM5。
[0260] [实施例15]活性评价:正己烷分解反应
[0261] 对在催化剂调制例12中调制的RU/ZSM5催化剂进行加压、压缩,制成凝集块,将该 凝集块粉碎,整粒成〇. 25mm~0. 50mm的粒径,通过使用固定床流通式反应装置进行正己烧 分解反应,从而进行活性评价。在反应管中填充0. 75g的Ru/ZSM5作为催化剂,在大气压 下,一边使氮流通至反应器内,一边升温至650°C。在650°C使反应管中的氮的流通停止,取 而代之,将原料的正己烷以7. 5g/h的流量、以及碳酸气以1. 9g/h的流量供给至反应管,并 使全压成为0. 17MPa,在下述条件下使反应开始,所述条件为:相对于中孔沸石质量的WHSV 为10h\在反应温度下的作为原料的正己烷气体与作为氧化性气体的碳酸气的体积比Vs/ V。为0. 50、正己烷气体的分压为0.UMPa。反应开始后,在经过预定时间后,将反应生成物 直接导入至气相色谱仪(检测器:FID),分析生成物的组成。以碳成分的质量为基础算出的 各生成物的收率示于表6中。
[0262] [实施例I6]
[0263] 关于在催化剂调制例13中调制的Pd/Al203+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Pd/ A1203+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评 价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表6中。
[0264] [实施例 17]
[0265] 关于在催化剂调制例14中调制的Pd/Si02+H_ZSM5催化剂,除了填充0· 83g的Pd/ Si02+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评 价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表6中。
[0266] [实施例 18]
[0267] 关于在催化剂调制例15调制的Pd/La203+H_ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Pd/ La203+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评 价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率。
[0268] [实施例 19]
[0269] 关于在催化剂调制例16中调制的Pd/Zr02+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Pd/ Zr02+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评 价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表6中。
[0270] [实施例 20]
[0271] 关于在催化剂调制例17中调制的Pd/SrTi03+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的 Pd/SrTi03+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同样地操作,通过正己烷分解反应进行活 性评价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表6中。
[0272] [比较例8]
[0273] 对在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的H-ZSM5催化剂进行加压、压 缩,制成凝集块,将该凝集块粉碎,整粒成〇. 25mm~0. 50mm的粒径,通过使用固定床流通式 反应装置进行正己烷分解反应,从而进行活性评价。在反应管中填充〇. 75g的H-ZSM5作 为催化剂,在大气压下,一边使氮流通至反应器内,一边升温至反应温度的650°C。在650°C使反应管中的氮的流通停止,取而代之,将原料的正己烷以7. 5g/h的流量供给至反应管并 使全压成为0.llMPa,在下述条件下使反应开始,所述条件为:相对于中孔沸石质量的WHSV 为10h\在反应温度下的作为原料的正己烷气体与作为氧化性气体的碳酸气的体积比Vs/ V。为0、正己烷气体的分压为0.llMPa。反应开始后,在经过预定时间后,将反应生成物直接 导入至气相色谱仪(检测器:FID),分析生成物的组成。以碳成分的质量为基础算出的各生 成物的收率示于表6中。
[0274] [比较例9]
[0275] 关于在催化剂调制例12中调制的Ru/ZSM5催化剂,除了填充0. 75g的Ru/ZSM5作 为催化剂、不供给碳酸气、将全压设为〇.llMPa以外,与实施例15同样地操作,在相对于中 孔沸石质量的WHSV为10h\Vs/V。为0的条件下,通过正己烷分解反应进行活性评价。以 碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表6中。
[0276] [比较例 10]
[0277] 对在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的H-ZSM5催化剂进行加压、压缩, 制成凝集块,将该凝集块粉碎,整粒成〇. 25mm~0. 50mm的粒径,通过使用固定床流通式反 应装置进行正己烷分解反应,从而进行活性评价。在反应管中填充〇. 75g的H-ZSM5作为催 化剂,在大气压下,一边使氮流通至反应器内,一边升温至反应温度的650°C。在650°C使反 应管中的氮的流通停止,取而代之,将原料的正己烷以7. 5g/h的流量以及碳酸气以1. 9g/h 的流量供给至反应管并加压,并使全压成为〇. 17MPa,在下述条件下使反应开始,所述条件 为:相对于中孔沸石质量的WHSV为10h\早反应温度下的作为原料的正己烷气体与作为氧 化性气体的碳酸气的体积比Vs/V。为0. 50、正己烷气体的分压为0.llMPa。反应开始后,在 经过预定时间后,将反应生成物直接导入气相色谱仪(检测器:FID),分析生成物的组成。 以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表6中。
[0278] [比较例 11]
[0279] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5(2. 5g)和氧化铈(IV)0. 25g充分地进行物理混合,调制Ce02+H-ZSM5。
[0280] 关于所调制的Ce02+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Ce02+H-ZSM5作为催化剂以 外,与比较例10同样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评价。以碳成分的质量为基础 算出的各生成物的收率示于表6中。
[0281] [表 6]
[0282]
[0283] 使用含有Pd或Ru作为构成要素的含金属沸石催化剂并在碳酸气添加条件下实施 正己烷分解反应的实施例15~20的结果,与在碳酸气未添加条件下实施正己烷分解反应 的比较例8和9的结果相比,正己烷分解反应开始后1小时、22小时和37小时的乙烯+丙 烯收率均高。此外,实施例15~20的结果,与使用不含金属(X)作为构成要素的催化剂并 在碳酸气添加条件下实施正己烷分解反应的比较例10的结果、以及使用含有Ce但不含金 属(X)作为构成要素的催化剂并在碳酸气添加条件下实施正己烷分解反应的比较例11的 结果中的任一结果相比,在1小时、22小时和37小时的乙烯+丙烯收率均高。也就是说,明 确了含有Pd或Ru作为金属(X)的含金属沸石催化剂,在碳酸气添加反应条件使用时,催化 剂性能和催化剂寿命这两方面优异。
[0284] [催化剂调制例18]含金属沸石催化剂(Pd/Ce02+H_ZSM5)的调制
[0285] 将氧化铈(IV) 10g浸渍于100ml的蒸馏水,在减压下,在室温进行脱气。对该氧 化铈(IV)/水的混合液,在室温逐渐添加将0.17g的四氨钯(II)氯化物一水合物溶解于 l〇〇ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温进一步搅拌2小时。一边使用蒸 发器,用50°C水浴对所得到的混合液进行加热,一边在减压下进行蒸发干燥。将蒸发干燥后 的残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制相对于〇6〇2每1. 0g含有66μπιο? 的Pd的Pd/Ce02。
[0286] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5 (2. 5g)和所调制的Pd/Ce020. 25g充分地进行物理混合,调制相对于沸石每1. 0g含 有 6. 6μmol的Pd的Pd/Ce02+H-ZSM5〇
[0287] [催化剂调制例19]含金属沸石催化剂(Pd/Ce02+H_ZSM5)的调制
[0288] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5(2. 5g)和在催化剂调制例2中调制的Pd/Ce020. 25g充分地进行物理混合,调制相对 于沸石每 1. 〇g含有 33μmol的Pd的Pd/Ce02+H-ZSM5。
[0289] [催化剂调制例20]含金属沸石催化剂(Pd/Ce02+H_ZSM5)的调制
[0290] 将氧化铈(IV) 10g浸渍于100ml的蒸馏水中,在减压下,在室温进行脱气。对该 氧化铈(IV)/水的混合液,在室温逐渐添加将1. 7g的四氨钯(II)氯化物一水合物溶解于 l〇〇ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温进一步搅拌2小时。使用蒸发 器,一边用50°C水浴对所得到的混合液进行加热,一边在减压下进行蒸发干燥。将蒸发干 燥后的残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制相对于&02每1. 0g含有 660μπιο?的Pd的Pd/Ce02。
[0291] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5 (2. 5g)和所调制的Pd/Ce020. 25g充分地进行物理混合,调制相对于沸石每1. 0g含 有 66μmol的Pd的Pd/Ce02+H-ZSM5〇
[0292] [催化剂调制例21]含金属沸石催化剂(Ru/Ce02+H_ZSM5)的调制
[0293] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5(2. 5g)和在催化剂调制例1中调制的Ru/Ce020. 25g充分地进行物理混合,调制相对 于沸石每 1. 〇g含有 33μπιο?的Ru的Ru/Ce02+H-ZSM5。
[0294] [催化剂调制例22]含金属沸石催化剂(Rh/Ce02+H_ZSM5)的调制
[0295] 将氧化铈(IV) 10g浸渍于100ml的蒸馏水,在减压下,在室温进行脱气。对该氧化 铈(IV)/水的混合液,在室温逐渐添加0. 96g的硝酸铑(III)(关东化学公司制)溶解于 l〇〇ml的蒸馏水而得的溶液,在50°C搅拌2小时后,在室温进一步搅拌2小时。使用蒸发器, 一边用50°C水浴对所得到的溶液进行加热,一边在减压下进行蒸发干燥。将蒸发干燥后的 残渣干燥后,在空气中、500°C的温度下烧成4小时,调制相对于&02每1.Og含有330μmol 的Rh的Rh/Ce02。
[0296] 使用研钵,以粉体的状态直接将在比较例1中调制的Si02/Al203摩尔比为500的 H-ZSM5 (2. 5g)和所调制的Rh/Ce020. 25g充分地进行物理混合,调制相对于沸石每1. 0g含 有 33μπιο?的Rh的Rh/Ce02+H-ZSM5〇
[0297] [催化剂调制例23]含金属沸石催化剂(Pd/Ce02+Ru/ZSM5)的调制
[0298] 使用研钵,以粉体的状态直接将在催化剂调制例12中调制的Ru/ZSM5 (2. 5g)和在 催化剂调制例2中调制的Pd/Ce020. 25g充分地进行物理混合,调制相对于沸石每1. 0g含 有 33μmol的Pd和 33μmol的Ru的Pd/Ce02+Ru/ZSM5。
[0299] [实施例 21]
[0300] 关于在催化剂调制例18中调制的相对于沸石每1. 0g含有6. 6μmol的Pd的Pd/ Ce02+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Pd/Ce02+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同 样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的 收率示于表7中。
[0301] [实施例 22]
[0302] 关于在催化剂调制例19中调制的相对于沸石每1. 0g含有33μmol的Pd的Pd/ Ce02+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Pd/Ce02+H_ZSM作为催化剂以外,与实施例15同样 地操作,通过正己烷分解反应进行活性评价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收 率示于表7中。
[0303] [实施例 23]
[0304] 关于在催化剂调制例20中调制的相对于沸石每1. 0g含有66μmol的Pd的Pd/ Ce02+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Pd/Ce02+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同 样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的 收率示于表7中。
[0305] [实施例 24]
[0306] 关于在催化剂调制例21中调制的Ru/Ce02+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Ru/ Ce02+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评 价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表7中。
[0307] [实施例 25]
[0308] 关于在催化剂调制例22中调制的Rh/Ce02+H-ZSM5催化剂,除了填充0. 83g的Rh/ Ce02+H-ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评 价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表7中。
[0309] [实施例 26]
[0310] 关于在催化剂调制例23中调制的Pd/Ce02+Ru/ZSM5催化剂,除了填充0· 83g的Pd/ Ce02+Ru/ZSM5作为催化剂以外,与实施例15同样地操作,通过正己烷分解反应进行活性评 价。以碳成分的质量为基础算出的各生成物的收率示于表7中。
[0311] [比较例 12]
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