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公開番号2025142598
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2024042046
出願日2024-03-18
発明の名称シリカアルミナ成形体、及びその製造方法
出願人日揮触媒化成株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類B01J 35/60 20240101AFI20250924BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】十分な機械強度を有し、活性面でゼオライトに因らずとも十分な性能を発揮できるシリカアルミナ成形体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】この成形体は、ピリジン吸着による赤外分光法におけるブレンステッド酸量が50μmol/g以下、ルイス酸量が150μmol/g以下である。また、水銀圧入法による細孔分布測定における全細孔容積が0.65～0.85ml/g、細孔直径100～1000nmにおける細孔容積の全細孔容積に対する割合が20%以下である。このシリカアルミナ成形体の圧壊強度は、5.0N/mm以上である。この成形体は、固定床触媒として十分な機械強度と活性とを有する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ピリジン吸着による赤外分光法におけるブレンステッド酸量が５０μｍｏｌ／ｇ以下、ルイス酸量が１５０μｍｏｌ／ｇ以下、
水銀圧入法による細孔分布測定における全細孔容積が０．６５～０．８５ｍｌ／ｇ、細孔直径１００～１０００ｎｍにおける細孔容積の全細孔容積に対する割合が２０％以下、
圧壊強度が５．０Ｎ／ｍｍ以上、
であることを特徴とするシリカアルミナ成形体。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
シリカの含有量がＳｉＯ
２
として５０～９７質量％、アルミナの含有量がＡｌ
２
Ｏ
３
として３～５０質量％、ＳｉＯ
２
／Ａｌ
２
Ｏ
３
モル比が３～３０であることを特徴とする請求項１に記載のシリカアルミナ成形体。
【請求項３】
シリカアルミナが非晶質であることを特徴とする請求項１又は２記載のシリカアルミナ成形体。
【請求項４】
２９
Ｓｉ－ＮＭＲ解析において、ケミカルシフトが－７８～－１２０ｐｐｍに現れる珪素原子のＱ
１
～Ｑ
４
構造を表す各々のピークの面積の合計に対する、ケミカルシフトが－１０８～－１２０ｐｐｍに現れるＱ
４
構造を表すピークの面積の割合が３０％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリカアルミナ成形体。
【請求項５】
アンモニア昇温脱離法によるアンモニア脱離量が０．３０～０．７０ｍｍｏｌ／ｇであることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリカアルミナ成形体。
【請求項６】
アルカリ金属元素とアルカリ土類元素の少なくとも一方の酸化物の含有量の合計が５質量％未満であることを特徴とする請求項１又は２記載のシリカアルミナ成形体。
【請求項７】
シリカアルミナを準備する第一工程と、
前記シリカアルミナと、珪素を含むバインダーとを混合して混合物を作製する第二工程と、
水分量４３～５８質量％に調整された前記混合物を成形して成形物を作製する第三工程と、
前記成形物を１００～７００℃に加熱する第四工程と、
を含むシリカアルミナ成形体の製造方法。
【請求項８】
前記第二工程と前記第三工程の少なくとも一方で、珪素化合物、アルミニウム化合物、粘土鉱物、及び有機物から選ばれる少なくとも一つの材料を加えることを特徴とする請求項７に記載のシリカアルミナ成形体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素化処理触媒用のシリカアルミナ成形体、及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、カーボンニュートラル、ケミカルリサイクル、新エネルギー創出に向けた新しいプロセスに係る研究開発が進められている。その研究開発の対象の一つとして触媒の利用が挙げられる。中でも、固定床用触媒は、例えば、水素化精製、分解反応、異性化反応、脱酸素等、様々な用途に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２１０２０７号公報
特表２０１７－５１８１７１号公報
特開２０１７－１０５６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、固定床用触媒は、工業的に使用されるために、十分な機械強度を有することと、反応系において所望する生成物を高い収率で得ることの両立が要求される。例えば、特開２０１９－２１０２０７号公報（特許文献１）では、高耐摩耗性を有する成形体として、ゼオライト、繊維状粘土、シリカゾル、水溶性ナトリウム塩、及び成形助剤を含むゼオライト成形体が開示されている。また、特表２０１７－５１８１７１号公報（特許文献２）では、モレキュラーシーブ、アルミナ、及び非晶質シリカアルミナ担体を含む水素化分解触媒が開示されている。更に、特開２０１７－１０５６４９号公報（特許文献３）では、ゼオライト、寒梅粉、ポリビニルアルコール、及びシリカ系添加剤を含む長時間放置しても良好に成形できるゼオライト捏和物が開示されている。
【０００５】
ゼオライトは、非晶質シリカアルミナに比べて、ブレンステッド酸量が多く分解活性が高いため、特許文献２のように水素化分解触媒として使用される。触媒にゼオライトが多く含まれると、分解活性としては向上するが、過剰に分解したり、副反応を起こしたりして、所望する生成物を得ることが困難となるおそれがある。また、ゼオライト自身が嵩高いため、密に成形できず機械強度が低下するおそれがある。一方、特許文献１の成形体は、上述のような構成により耐摩耗性は高いものの、ゼオライト以外の組成物やアルカリ成分により、固体酸量が低く、所望する生成物を高い収率で得ることが不十分となるおそれがある。そこで、活性面でゼオライトに因らずとも十分な性能を発揮でき、かつ十分な機械強度を有する成形体（触媒）が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するため、次のようなシリカアルミナ成形体を見出した。この成形体は、ピリジン吸着による赤外分光法におけるブレンステッド酸量が５０μｍｏｌ／ｇ以下であり、ルイス酸量が１５０μｍｏｌ／ｇ以下である。また、水銀圧入法による細孔分布測定における全細孔容積が０．６５～０．８５ｍｌ／ｇ、細孔直径１００～１０００ｎｍにおける細孔容積の全細孔容積に対する割合が２０％以下である。このシリカアルミナ成形体の圧壊強度は、５．０Ｎ／ｍｍ以上である。
【０００７】
以下、このシリカアルミナ成形体を単に「成形体」あるいは「触媒」ということがある。また、ブレンステット酸を単に「Ｂ酸」、ルイス酸を単に「Ｌ酸」ということがある。
【０００８】
この成形体は、十分な機械強度と、適度に調整されたブレンステッド酸量及びルイス酸量と、反応の場である適度な細孔分布及びその容積と、を有する。すなわち、十分な機械強度と、過反応することなく、所望する生成物を高い収率で得ることができる反応性能とを発揮する。
【０００９】
この成形体を得るために、以下のような製造方法を見出した。
【００１０】
まず、シリカアルミナを準備する（第一工程）。これに、珪素を含むバインダーを混合して混合物を作製する（第二工程）。次に、この混合物を水分量４３～５８質量％に調整し、これを成形して成形物を作製する（第三工程）。次に、この成形物を１００～７００℃に加熱する（第四工程）。
（【００１１】以降は省略されています）

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