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炭化水素組成物の製造方法及び触媒 UPDATE

国内特許コード P180014861
整理番号 S2016-1049-N0
掲載日 2018年4月18日
出願番号 特願2016-173967
公開番号 特開2018-039894
出願日 平成28年9月6日(2016.9.6)
公開日 平成30年3月15日(2018.3.15)
発明者
  • 銭 衛華
出願人
  • 国立大学法人東京農工大学
発明の名称 炭化水素組成物の製造方法及び触媒 UPDATE
発明の概要 【課題】含酸素炭化水素組成物を水素化脱酸素処理するにあたり、副反応である、脱炭酸/脱カルボニル反応と異性化反応とが抑制され、主反応である水素化脱酸素反応の選択性に優れる炭化水素組成物の製造方法を提供する。
【解決手段】含酸素炭化水素組成物を含有する原料液を準備する工程と、多孔質材料を含有する担体と、担体に担持され、第6族の元素X1に対する第8族~第10族の元素X2の原子数比が0.06~0.30である活性相と、を含む触媒を準備する工程と、上記触媒を硫化処理する工程と、硫化処理された触媒と原料液と水素とを接触させ、原料液中の含酸素炭化水素組成物を水素化脱酸素処理する工程と、を有する炭化水素組成物の製造方法。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


従来より、天然油脂類又はその誘導体を、金属触媒又は合金触媒を用いて水素化処理することにより、炭化水素を含む組成物を製造する技術が知られている。



例えば、天然油脂類あるいはその誘導体及び食用廃油等を原料とする炭化水素類の製造方法として、天然油脂、廃天然油脂またはその誘導体と、活性化した水素とを金属触媒、合金触媒、金属担持触媒および合金担持触媒からなる群より選ばれる触媒の存在下反応させることを特徴とする炭化水素類の製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。



また、動植物油脂および動植物油脂由来成分であるトリグリセリド含有炭化水素を原料として製造された環境低負荷型軽油基材を含有する軽油組成物として、動植物油脂および/または動物油脂由来成分を含有する原料油類を、周期律表第6A族および/または第8族金属と酸性質を有する無機酸化物を含有する水素化精製触媒と水素加圧下で接触させ、同時に/その後に結晶性モレキュラシーブを含有する担体に担持された周期律表第6A族および/または第8族金属を含有する異性化触媒と水素加圧下で接触させることにより得られる、炭素数15~18の鎖状飽和炭化水素を50質量%以上含有し、炭素数15以上の側鎖を有する鎖状飽和炭化水素含有量を炭素数15以上の直鎖飽和炭化水素含有量で除した値が0.7以上、かつ特定の式を満たす軽油組成物が知られている(例えば、特許文献2参照)。



再生可能な起源の留出物を優れた品質の燃料に転化するための触媒として、硫黄含有の第VIB族元素によって構成された活性相を含む担持型または非担持型の触媒であって、第VIB族元素はモリブデンであり、担持型触媒の場合、触媒の全質量に関して第VIB族元素の酸化物の重量で17~35%の第VIB族元素含有量を有し、リン、ホウ素およびケイ素から選択されるドープ元素を前記担体に担持されてさらに含む、触媒が知られている(例えば、特許文献3参照)。



軽油の収率を最大にし、カルボキシル基のアルキル基への水素化脱酸素メカニズムを促進する方法として、脱炭酸/脱カルボニルによる転化が多くとも10%に制限された、再生可能な供給源に由来する仕込原料の水素化脱酸素法であって、第VIB族からの少なくとも1種の元素と第VIII族からの少なくとも1種の元素とを含む活性相を含むバルク又は担持触媒を用い、前記元素は硫化物の形態であり、第VIB族からの金属(単数または複数)に対する第VIII族からの金属(単数または複数)の原子比は、厳密に0超かつ0.095未満であり、前記方法は、120~450℃の範囲の温度、1~10MPaの範囲の圧力、0.1~10h-1の範囲の毎時液空間速度で、水素/仕込原料の比が仕込原料の容積(m)当たり水素50~3000Nmとなるように仕込原料と混合される水素の全量存在下に行われる、方法が知られている(例えば、特許文献4参照)。



また、炭化水素を含む組成物を、潜熱を利用した蓄冷熱剤として用いることも検討されている。
例えば、炭素数がCのノルマルパラフィン成分(A)および炭素数がCn+2のノルマルパラフィン成分(B)の2成分をそれぞれ10重量%以上含み、炭素数がCn+1のノルマルパラフィン成分(C)の含有量は10重量%未満で、(A)+(B)+(C)=100重量%であり、かつnは10から16の範囲である実質的に上記(A)および(B)のノルマルパラフィン成分の混合物からなる蓄冷熱剤が知られている(例えば、特許文献5参照)。



また、動植物油脂を水素化処理するに際し、炭素原子奇数のn-パラフィン、及び分枝-パラフィンの両者を併せた副生物の生成を同時に抑え、炭素原子偶数のn-パラフィンを高収率で製造できる潜熱蓄熱基材炭化水素組成物の製造方法として、脱炭酸/脱カルボニルと分枝-パラフィンの生成を制限し、両者を併せた副生物が多くとも10%に制限された、動植物油脂由来の含酸素炭化水素化合物を含有する原料液の水素化脱酸素法であって、第6A族元素からの少なくとも1種の元素と第8族元素からの少なくとも1種の元素とを含む活性相を含むバルク又は担持触媒を用い、前記元素は硫化物の形態であり、第6A族元素からの金属(単数または複数)に対する第8族元素からの金属(単数または複数)の原子比は厳密に0を含み0.06未満であり、前記触媒はさらにリン及び/又はホウ素を、酸化物PあるいはBの重量で全触媒重量に対し1~6%の量で含み、前記方法は原料液が、1~250重量ppmの硫黄(硫黄元素として換算)を含有して、250~350℃の範囲の温度、1~10MPaの範囲の圧力、0.1~10h-1の範囲の液空間速度で行われる潜熱蓄熱基材炭化水素組成物の製造方法が知られている(例えば、特許文献6参照)。

産業上の利用分野


本発明は、炭化水素組成物の製造方法及び触媒に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
炭素数が偶数である直鎖脂肪酸及び前記炭素数が偶数である直鎖脂肪酸に由来するエステルからなる群から選択される少なくとも1種を含む含酸素炭化水素組成物を含有する原料液を準備する工程と、
BET法による比表面積が100m/g~400m/gである多孔質材料を含有する担体と、前記担体に担持された活性相であって、第6族の元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素X1と第8族~第10族の元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素X2とを含有し、前記元素X1に対する前記元素X2の原子数比が0.06~0.30である活性相と、を含む触媒を準備する工程と、
前記触媒を硫化処理する工程と、
硫化処理された前記触媒と前記原料液と水素とを接触させ、前記原料液中の前記含酸素炭化水素組成物を水素化脱酸素処理することにより、炭素数が偶数である直鎖炭化水素を含む炭化水素組成物を製造する工程と、
を有する炭化水素組成物の製造方法。

【請求項2】
前記元素X1が、Mo及びWの少なくとも一方であり、
前記元素X2が、Coである請求項1に記載の炭化水素組成物の製造方法。

【請求項3】
前記担体が、更に、第4族の元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素X3の酸化物を、前記担体の全量に対して1質量%~30質量%含有する請求項1又は請求項2に記載の炭化水素組成物の製造方法。

【請求項4】
前記元素X3が、Ti及びZrの少なくとも一方である請求項3に記載の炭化水素組成物の製造方法。

【請求項5】
前記多孔質材料が、γ-アルミナである請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の炭化水素組成物の製造方法。

【請求項6】
前記炭化水素組成物を製造する工程は、硫化処理された前記触媒と前記原料液と水素とを、温度200℃~450℃、圧力0.1MPa~10MPa、液空間速度0.1h-1~10h-1の条件で接触させる請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の炭化水素組成物の製造方法。

【請求項7】
前記含酸素炭化水素組成物が、動植物油脂に由来する組成物である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の炭化水素組成物の製造方法。

【請求項8】
前記炭化水素組成物が、潜熱蓄熱材料として用いられる請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の炭化水素組成物の製造方法。

【請求項9】
前記触媒中におけるP及びBの総含有量が、前記触媒の全量に対し、1質量%未満である請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の炭化水素組成物の製造方法。

【請求項10】
BET法による比表面積が100m/g~400m/gである多孔質材料を含有する担体と、
前記担体に担持された活性相であって、第6族の元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素X1と第8族~第10族の元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素X2とを含有し、前記元素X1に対する前記元素X2の原子数比が0.06~0.30である活性相と、
を含む触媒。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
※ 国立大学法人東京農工大学では、先端産学連携研究推進センターにおいて、知的財産の創出・権利化・活用に取り組んでいます。上記の特許・技術の内容および導入に興味・関心がありましたら、当センターまでお気軽にお問い合わせください。


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