(57)【要約】【課題】  芳香族化合物を水素化反応させる際に高い活性度を示す芳香族化合物の水素化反応触媒を提供する。【解決手段】  直径１〜５ｎｍの細孔および７００〜２０００ｍ2／ｇの比表面積を有するメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体と、この担体に担持されたパラジウム、白金のいずれから選ばれる貴金属とを含むことを特徴とする。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径１〜５ｎｍの細孔および７００〜２０００ｍ2／ｇの比表面積を有するメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体と、この担体に担持されたパラジウム、白金のいずれから選ばれる貴金属とを含むことを特徴とする芳香族化合物の水素化反応触媒。
【請求項２】
前記メソポーラスシリカは、一般式ＣmＨ2m+1Ｎ（ＣＨ3）3Ｘ（ただし、ｍは８〜２０の整数、ＸはＯＨ，Ｃｌ、ＢｒまたはＩを示す）にて表わされるアルキルトリメチルアンモニウム塩の存在下でコロイダルシリカを水熱合成することにより製造されることを特徴とする請求項１記載の芳香族化合物の水素化反応触媒。
【請求項３】
前記アルミナを含有するメソポーラスシリカは、一般式ＣmＨ2m+1Ｎ（ＣＨ3）3Ｘ（ただし、ｍは８〜２０の整数、ＸはＯＨ，Ｃｌ、ＢｒまたはＩを示す）にて表わされるアルキルトリメチルアンモニウム塩の存在下でコロイダルシリカを水熱合成することによりメソポーラスシリカを作り、このメソポーラスシリカをアルミニウム化合物のアルコール溶液に添加し、酸素含有雰囲気で加熱処理することにより製造されることを特徴とする請求項１記載の芳香族化合物の水素化反応触媒。
【請求項４】
前記アルミナは、前記担体にアルミニウム換算で０．１〜６．０モル／ｋｇ含有されることを特徴とする請求項１または３記載の芳香族化合物の水素化反応触媒。
【請求項５】
前記貴金属は、前記担体に０．０５〜１０重量％担持されることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の芳香族化合物の水素化反応触媒。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載の触媒の存在下、芳香族化合物と水素を５０〜２５０℃の温度の下にて反応させることを特徴とする芳香族化合物の水素化方法。
【請求項７】
前記芳香族化合物は、ベンゼンであることを特徴とする請求項６記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項８】
前記触媒は、加熱部材が外部に配置された反応管に充填され、この反応管で前記芳香族化合物と水素を反応させる前に、酸素含有ガスを流通させ、４００〜６００℃の温度にて加熱する前処理を施すことを特徴とする請求項６または７記載の芳香族化合物の水素化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族化合物の水素化反応触媒および芳香族化合物の水素化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン用燃料は、ディーゼルエンジン内で空気と混合して自然発火させるため、飽和炭化水素を多く含んだ自然発火性能（セタン価）の高い燃料が必要とされる。このため、芳香族化合物を水素化反応させてセタン価の高い燃料を製造する研究が進められている。
【０００３】
また、近年の自動車排ガスに含まれる芳香族化合物の規制強化により芳香族化合物の水素化反応においてより高活性な触媒の開発が急務となっている。
【０００４】
従来、芳香族化合物（例えばベンゼン）の水素化反応にはアルミナまたはシリカアルミナの担体にパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）を担持した触媒が使用されている。特に、非特許文献１には担体として酸性質を有するシリカアルミナを用いた触媒が高活性を示すことが開示されている。この理由としては、担体の酸性質が芳香族化合物であるベンゼンの吸着を促進すること、酸点によってＰｄの電子状態が変化すること、が挙げられている。しかしながら、これらの方法ではベンゼンの水素化反応によるシクロヘキサンへの転換率が必ずしも十分満足するものではなかった。
【０００５】
一方、本出願人により出願され、公開された特許文献１にはアミン化合物（例えばアニリン）と炭酸ジメチルとを反応させてカーバメート化合物（例えばメチル−Ｎ−フェニルカーバメート）の製造において、前記原料を直径１〜５ｎｍの細孔および７００〜２０００ｍ2／ｇの比表面積を有し、アルミナを含有するメソポーラスシリカの存在下で反応させることにより前記カーバメート化合物を高い収率で製造できることが開示されている。
【非特許文献１】D.Poondi and M.A.Vannice,J.Catal.,Vol.161,p.742(1996)
【特許文献１】特開２００２−２２０１００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、芳香族化合物の水素化反応において高い活性度を示す芳香族化合物の水素化反応触媒を提供するものである。
【０００７】
本発明は、芳香族化合物と水素とを高い転換率で反応させることが可能な芳香族化合物の水素化方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る芳香族化合物の水素化反応触媒は、直径１〜５ｎｍの細孔および７００〜２０００ｍ2／ｇの比表面積を有するメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体と、この担体に担持されたパラジウム、白金のいずれから選ばれる貴金属とを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る芳香族化合物の水素化方法は、前記水素化反応触媒の存在下、芳香族化合物と水素を５０〜２５０℃の温度の下にて反応させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特定の細孔および比表面積を有するメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体にパラジウム、白金のいずれから選ばれる貴金属を担持させることによって、芳香族化合物を水素化反応させる際に高い活性度を示す芳香族化合物の水素化反応触媒を提供できる。
【００１１】
また、本発明によれば前記特定の水素化反応触媒の存在下で芳香族化合物と水素とを反応させる際に高い転換率で環式炭化水素を製造することが可能な芳香族化合物の水素化方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明に係る芳香族化合物の水素化触媒は、直径１〜５ｎｍの細孔および７００〜２０００ｍ2／ｇの比表面積を有するメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体と、この担体に担持されたパラジウム、白金のいずれから選ばれる貴金属とを含む。
【００１４】
前記メソポーラスシリカにおいて、前記細孔および比表面積を規定することによって高い触媒活性を発現することが可能になる。前記細孔および比表面積は、それぞれ直径２〜３ｎｍ、８００〜１５００ｍ2／ｇであることがより好ましい。
【００１５】
前記アルミナは、前記担体にアルミニウム換算で０．１〜６．０モル／ｋｇ含有されることが好ましい。この担体に含有されるアルミナをアルミニウム換算で０．１モル／ｋｇ未満にすると、芳香族化合物を水素化する際に十分な触媒活性を発現することが困難になる。一方、前記担体に含有されるアルミナをアルミニウム換算で６．０モル／ｋｇを超えると、やはり芳香族化合物を水素化する際に十分な触媒活性を発現することが困難になる。担持される貴金属がパラジウムである場合には、アルミナ含有量はアルミニウム換算で２．０〜２．５モル／ｋｇにすることがより好ましい。
【００１６】
前記貴金属は、前記担体に０．０１〜１０重量％担持されることが好ましい。前記貴金属の担持量を０．０１重量％未満にすると、芳香族化合物と水素の反応を十分にかつ円滑に行うことが困難になる。一方、前記貴金属の担持量が１０重量％を超えると、貴金属の使用量当りの反応速度が低下して経済的に好ましくない。より好ましい前記貴金属の担持量は、前記担体に対して０．１〜５重量％である。
【００１７】
本発明に係る芳香族化合物の水素化触媒は、例えば次のような方法により製造することができる。
【００１８】
まず、一般式ＣmＨ2m+1Ｎ（ＣＨ3）3Ｘ（ただし、ｍは８〜２０、好ましくは１２〜６の整数、ＸはＯＨ，Ｃｌ、ＢｒまたはＩを示す）にて表わされるアルキルトリメチルアンモニウム塩の存在下でコロイダルシリカを水熱合成することによりメソポーラスシリカを作る。つづいて、このメソポーラスシリカをアルミニウム化合物のアルコール溶液に添加し、酸素含有雰囲気で加熱処理することによりアルミナを含有するメソポーラスシリカを作る。この後、得られたアルミナを含有するメソポーラスシリカにＰｄ、Ｐｔの貴金属化合物の水溶液を添加し、所望温度下で攪拌しながら蒸発乾固させて水素化触媒を製造する。
【００１９】
前記アルキルトリメチルアンモニウム塩は、テンプレート分子として作用し、例えばテトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、デシルトリメチルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等を挙げることができる。特に、高い触媒活性を発現させる観点から、テンプレート分子としてテトラデシルトリメチルアンモニウムブロミドが好ましい。
【００２０】
前記アルミニウム化合物としては、例えば硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミニウムイソプロポキシド等を用いることができる。
【００２１】
前記アルコールとしては、例えばメチルアルコール、エチルアルコールのような低炭素数のアルコールが好ましい。
【００２２】
前記貴金属化合物としては、例えばパラジウムアンミン錯体（［Ｐｄ（ＮＨ3）4］Ｃｌ2）、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、白金アンミン錯体（［Ｐｔ（ＮＨ3）4］Ｃｌ2）、Ｈ2ＰｔＣｌ6等を用いることができる。
【００２３】
本発明に係る触媒は、粉末状、粒状またはハニカム状の形態で用いられる。粒状の触媒は、３０〜５０メッシュの大きさにすることが好ましい。
【００２４】
次に、本発明に係る芳香族化合物の水素化方法を説明する。
【００２５】
前述した直径１〜５ｎｍの細孔および７００〜２０００ｍ2／ｇの比表面積を有するメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体とこの担体に担持されたパラジウム、白金のいずれから選ばれる貴金属とを含む触媒の存在下、芳香族化合物と水素を５０〜２５０℃の温度の下にて反応させて芳香族化合物を水素化する。
【００２６】
前記芳香族化合物としては、例えばベンゼンもしくはトルエン、キシレンなどのアルキルベンゼン、またはナフタレン等を用いることができる。
【００２７】
前記水素化反応系において、水素は芳香族化合物に対して過剰（例えばモル比で芳香族化合物：水素＝１：５〜１５）にすることが好ましい。
【００２８】
前記水素化反応時の温度が前記範囲を逸脱すると、芳香族化合物の転化効率（環式脂肪族炭化水素への転化効率）を低下させる虞がある。より好ましい水素化反応時の温度は、１５０〜２５０℃である。
【００２９】
前記水素化反応系において、加熱部材が外部に配置された反応管に前記触媒を充填し、この反応管で前記芳香族化合物と水素を反応させる前に、前記反応管に酸素、空気のような酸素含有ガスを流通させ、４００〜６００℃の温度にて前記触媒を加熱する前処理を施すことが好ましい。このような前処理を施すことによって、前記触媒の活性をより向上することが可能になる。前記加熱処理温度が、前記範囲を逸脱すると、触媒の活性をより高めることが困難になる。
【００３０】
以上説明した本発明に係る芳香族化合物の水素化反応触媒は、直径１〜５ｎｍの細孔および７００〜２０００ｍ2／ｇの比表面積を有するメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体にパラジウム、白金のいずれから選ばれる貴金属を担持された構成で、高い酸量および担体上での貴金属の適度な分散性による高活性を示すため、芳香族化合物と水素とを反応させる際、高い芳香族化合物の転化率で水素化反応させるのに適する。
【００３１】
特に、アルミナがアルミニウム換算で０．１〜６．０モル／ｋｇ含有されるメソポーラスシリカからなる担体を有する触媒は、酸量がより高く、高活性が発現されるため、芳香族化合物と水素とを反応させる際、一層高い芳香族化合物の転化率で水素化反応させるのに適する。
【００３２】
また、本発明に係る芳香族化合物の水素化方法は、前述した高い酸量および担体上での貴金属の適度な分散性による高活性を示す触媒の存在下、芳香族化合物と水素を５０〜２５０℃の温度の下にて反応させるため、芳香族化合物の水素化が促進されてその芳香族化合物の転化率を向上することができる。
【００３３】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３４】
図１は、実施例および比較例での芳香族化合物であるベンゼンを水素化するための水素化装置を示す概略図である。
【００３５】
水素供給配管１、酸素供給配管２および窒素供給配管３は、シリカゲルが充填された乾燥管４に連結されている。前記各配管１〜３には、開閉バルブ５〜７およびマスフローバルブ８〜１０がそれぞれ介装されている。前記乾燥管４は、配管１１を通して所定の触媒が充填された例えば充填個所の径が８ｍｍの反応管１２に連結されている。分岐継手１３は、前記配管１１に介挿されている。ベンゼン供給配管１４は、前記分岐継手１３に連結され、反応時においてベンゼンを前記水素供給配管１からの水素をと共に配管１１を通して前記反応管１２に供給する。開閉バルブ１５およびマスフローバルブ１６は、前記ベンゼン供給配管１４に介装されている。加熱部材である筒状ヒータ１７は、前記反応管１２の触媒充填部を含む外周部に配置されている。
【００３６】
（製造例１）
＜メソポーラスシリカの製造＞
まず、水酸化ナトリウム４．６８ｇを脱イオン水１１７ｇで溶解した水酸化ナトリウム水溶液とシリカ粉末（Aldrich Chemical Company. Incの商品名：Ludox HS-40）３５ｇをポリプロピレン容器に収容し、８０℃の温浴槽で２時間攪拌した後、室温まで冷却してシリカ源溶液を調製した。
【００３７】
また、ビーカに脱イオン水を入れ、このビーカに２８％濃度のアンモニア水溶液０．７５ｇを加えた後、この溶液にテンプレートであるテトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド１３．２ｇを徐々に添加すると共に攪拌してテンプレート溶液を調製した。
【００３８】
次いで、前記シリカ源溶液を分液ロートに入れ、このロートからシリカ源溶液を前記テンプレート溶液に１７分間費やして加え、室温で８時間攪拌した。この溶液のｐＨを確認した後、ポリプロピレン容器（耐圧容器）に入れ、密封してオーブン内で１００℃にて２４時間攪拌した。
【００３９】
次いで、ポリプロピレン容器をオーブンから取り出し、室温まで冷却した後、ポリプロピレン容器内の溶液に３０％濃度の酢酸をｐＨが１１になるまで加え、再び密封してオーブン内で１００℃にて２４時間攪拌した。この操作を４回繰り返した。
【００４０】
前記操作で得られた懸濁物を濾紙を用いてろ過紙、濾紙上の固形物を熱湯３Lで洗浄した後、濾紙毎オーブン中で１２時間乾燥させた。得られた固体を流速１５０ｍL／分の窒素気流中で室温から５４０℃まで２℃／分の速度で昇温し、この温度を１時間保持した後、窒素の供給を止め、流速１５０ｍL／分の酸素気流中で１時間焼成することによりメソポーラスシリカ（ＳｉＭＣＭ−４１）を製造した。
【００４１】
得られたメソポーラスシリカは、細孔直径が約２．５ｎｍ、細孔容積０．５ｃｍ3／ｇ、比表面積８３４ｍ2／ｇであった。
【００４２】
＜アルミナ含有メソポーラスシリカの製造＞
丸底フラスコに硝酸アルミニウム・９水和物０．３７５１ｇを入れ、メタノール５０ｍＬを加えて前記硝酸アルミニウム・９水和物を完全に溶解した後、前記メソポーラスシリカ１．００ｇを添加した。丸底フラスコ内の混合物を５０℃で２時間攪拌してメタノールを蒸発させ、その後１００℃で１２時間乾燥させた。丸底フラスコ内の固体を蒸発皿に移し、大気中、５００℃まで５℃／分の速度で昇温し、この温度を５時間保持することによりアルミナ含有メソポーラスシリカ（ＡｌＭＣＭ−４１）を製造した。得られたアルミナ含有メソポーラスシリカは、アルミナの含有量がＡｌ換算で１．０モル／ｋｇであった。
【００４３】
＜触媒の製造＞
５００ｍＬビーカに前記アルミナ含有メソポーラスシリカおよびＰｄ１ｍｇを含む［Ｐｄ（ＮＨ3）4］Ｃｌ2溶液をその溶液１ｍＬに対して前記アルミナ含有メソポーラスシリカが０．１ｇとなるように添加し、２４０℃のホットプレート上でその混合物を攪拌しながら蒸発乾固させることにより粉末状の触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を製造した。この触媒のＰｄ担持量は１重量％であった。
【００４４】
（製造例２）
丸底フラスコに硝酸アルミニウム・９水和物０．９３７５ｇを入れ、メタノール５０ｍＬを加えて前記硝酸アルミニウム・９水和物を完全に溶解した後、製造例１のメソポーラスシリカ１．００ｇを添加した以外、同製造例１と同様な方法でアルミナ含有メソポーラスシリカ（ＡｌＭＣＭ−４１）を製造した。得られたアルミナ含有メソポーラスシリカは、アルミナの含有量がＡｌ換算で２．５モル／ｋｇであった。このアルミナ含有メソポーラスシリカを用いて製造例１と同様な方法で粉末状の触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を製造した。
【００４５】
（製造例３）
丸底フラスコに硝酸アルミニウム・９水和物１．５０００ｇを入れ、メタノール５０ｍＬを加えて前記硝酸アルミニウム・９水和物を完全に溶解した後、製造例１のメソポーラスシリカ１．００ｇを添加した以外、同製造例１と同様な方法でアルミナ含有メソポーラスシリカ（ＡｌＭＣＭ−４１）を製造した。得られたアルミナ含有メソポーラスシリカは、アルミナの含有量がＡｌ換算で４．０モル／ｋｇであった。このアルミナ含有メソポーラスシリカを用いて製造例１と同様な方法で粉末状の触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を製造した。
【００４６】
（製造例４）
丸底フラスコに硝酸アルミニウム・９水和物２．２５０７ｇを入れ、メタノール５０ｍＬを加えて前記硝酸アルミニウム・９水和物を完全に溶解した後、製造例１のメソポーラスシリカ１．００ｇを添加した以外、同製造例１と同様な方法でアルミナ含有メソポーラスシリカ（ＡｌＭＣＭ−４１）を製造した。得られたアルミナ含有メソポーラスシリカは、アルミナの含有量がＡｌ換算で６．０モル／ｋｇであった。このアルミナ含有メソポーラスシリカを用いて製造例１と同様な方法で粉末状の触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を製造した。
【００４７】
（実施例１）
製造例１により得られた粉末状の触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を圧縮して３０〜５０メッシュに整粒した形態とした。この粒状触媒を前述した図１に示す水素化装置の反応管１２に２ｍｍの高さになるように充填した。つづいて、開閉バルブ５，７，１５を閉じ、開閉バルブ６を開くと共に、マスフローバルブ９の開度を調節した。前記反応管１２内の触媒をヒータ１７により５００℃に加熱した状態で、酸素を前記マスフローバルブ９が介装された配管２を通して乾燥管４に供給し、ここで酸素中の水分を吸着除去した後、分岐継手１３が介装された配管１１を通して前記反応管１２に供給して、前記触媒を酸素気流中で１時間焼成（前処理）した。
【００４８】
次いで、前記反応管１２を室温まで冷却した後、開閉バルブ５，６，１５を閉じ、開閉バルブ７を開くと共に、マスフローバルブ１０の開度を調節した。窒素を前記マスフローバルブ１０が介装された配管３を通して乾燥管４に供給し、ここで窒素中の水分を吸着除去した後、分岐継手１３が介装された配管１１を通して前記反応管１２に供給してこの後の水素供給時に爆発の危険がある酸素をパージし、窒素雰囲気にした。
【００４９】
次いで、開閉バルブ６，７を閉じ、開閉バルブ５，１５を開くと共に、それらに対応するマスフローバルブ８、１６の開度をそれぞれ調節した。前記反応管１２内をヒータ１７により１００〜３００℃に加熱した状態で、水素を前記マスフローバルブ８が介装された配管１を通して乾燥管４に供給し、ここで水素中の水分を吸着除去した後、分岐継手１３が介装された配管１１を通して前記反応管１２内に８．１８×１０-4モル／分の流量で供給した。同時に、ベンゼンを前記マスフローバルブ１６が介装された配管１４、前記分岐継手１３および配管１１を通して前記反応管１２に６．７９×１０-5モル／分の流量で供給した。この時のベンゼン：水素のモル比は、７．７：９２．３である。このような１００〜３００℃に加熱され、触媒が充填された反応管１２にベンゼンと水素を供給することにより、ベンゼンの水素化反応を行った。
【００５０】
（実施例２〜４）
製造例２〜４により得られた粉末状の触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）をそれぞれ圧縮して３０〜５０メッシュに整粒した形態としたものを用いた以外、実施例１と同様な方法によりベンゼンの水素化反応を行った。
【００５１】
（比較例１）
５００ｍＬビーカに製造例１で得られたメソポーラスシリカ（ＳｉＭＣＭ−４１）を１．００ｇ秤量し、このビーカに［Ｐｄ（ＮＨ3）4］Ｃｌ2の溶液１０ｍＬおよび脱イオン水２００ｍＬを加え、２４０℃のホットプレート上でその混合物を攪拌しながら蒸発乾固させることにより粉末状の触媒（Ｐｄ／Ｓｉ−ＭＣＭ−４１）を製造した。この触媒のＰｄ担持量は１重量％であった。
【００５２】
得られた粉末状の触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を圧縮して３０〜５０メッシュに整粒した形態とした。この粒状触媒を前述した図１に示す水素化装置の反応管１２に実施例１と同量になるように充填した。開閉バルブ６，７を閉じ、開閉バルブ５，１５を開くと共に、それらに対応するマスフローバルブ８、１６の開度をそれぞれ調節した。前記反応管１２内をヒータ１７により１００〜３００℃に加熱した状態で、水素を前記マスフローバルブ８が介装された配管１を通して乾燥管４に供給し、ここで水素中の水分を吸着除去した後、分岐継手１３が介装された配管１１を通して前記反応管１２内に８．１８×１０-4モル／分の流量で供給した。同時に、ベンゼンを前記マスフローバルブ１６が介装された配管１４、前記分岐継手１３および配管１１を通して前記反応管１２に６．７９×１０-5モル／分の流量で供給した。つまり、実施例１と同様な条件でベンゼンと水素を１００〜３００℃に加熱され、触媒が充填された反応管１２に供給することにより、ベンゼンの水素化反応を行った。
【００５３】
（比較例２〜４）
シリカ−アルミナ担体にＰｄを１重量％担持した触媒（比較例２）、γ−アルミナ担体にＰｄを１重量％担持した触媒（比較例３）およびゼオライト（ＨＺＳＭ−５）の担体にＰｄを１重量％担持した触媒（比較例４）を用いた以外、比較例１と同様な方法によりベンゼンの水素化反応を行った。
【００５４】
実施例１〜４および比較例１〜４での水素化反応において、反応管から排出されたガスを水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を備えたガスクロマトグラフィーで分析してベンゼンがシクロヘキサンに転化される転化率を求めた。その結果を図２に示す。
【００５５】
図２から明らかなように触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を用いた実施例１〜４によるベンゼンの水素化反応は、比較例１〜４に比べて極めて高いベンゼン転化率を示すことがわかる。反応温度１４０〜２２０℃の範囲では、より高いベンゼン転化率を示すことがわかる。
【００５６】
特に、メソポーラスシリカを担体としてＰｄを担持した触媒を用いる比較例１では、ベンゼン転化率がシリカ−アルミナ担体を有する触媒を用いる比較例２より低く、本実施例１〜４のようにメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体を用いることがベンゼンの水素化反応において高いベンゼン転化率を発現できることがわかる。
【００５７】
また、製造例１〜３により得られた粉末状の触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）および比較例１で用いた触媒（Ｐｄ／Ｓｉ−ＭＣＭ−４１）についてアンモニア昇温脱離測定により各担体（Ａｌ−ＭＣＭ−４１、Ｓｉ−ＭＣＭ−４１）の酸性質を調べた。その結果を図３に示す。なお、図３の横軸は担体中のＡｌ量、右縦軸は酸量、左縦軸はベンゼン転化率を示す。
図３から明らかなようにＰｄが担持された触媒において、ベンゼン転化率が最大になるＡｌ量が２．５モル／ｋｇである製造例２の担体は酸量が最大値を示すことがわかる。これに対し、ベンゼン転化率が本発明より低いＡｌを含まない比較例１の触媒の担体は酸量も極めて少ないことがわかる。
（実施例５）
前記製造例１で製造したアルミナの含有量がＡｌ換算で１．０モル／ｋｇのアルミナ含有メソポーラスシリカ（ＡｌＭＣＭ−４１）およびＰｔ１ｍｇを含む［Ｐｔ（ＮＨ3）4］Ｃｌ2溶液を、５００ｍＬビーカにその溶液１ｍＬに対して前記アルミナ含有メソポーラスシリカが０．１ｇとなるように添加し、２４０℃のホットプレート上でその混合物を攪拌しながら蒸発乾固させることにより粉末状の触媒（Ｐｔ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を製造した。この触媒のＰｔ担持量は１重量％であった。
【００５８】
得られた粉末状の触媒を圧縮して３０〜５０メッシュに整粒した形態としたものを用いた以外、実施例１と同様な方法によりベンゼンの水素化反応を行った。
【００５９】
（実施例６）
前記製造例２で製造したアルミナの含有量がＡｌ換算で２．５モル／ｋｇのアルミナ含有メソポーラスシリカ（ＡｌＭＣＭ−４１）を用いた以外、実施例５と同様な方法によりＰｔ担持量が１重量％の粉末状の触媒（Ｐｔ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を製造した。つづいて、この触媒を圧縮して３０〜５０メッシュに整粒した形態としたものを用いた以外、実施例１と同様な方法によりベンゼンの水素化反応を行った。
【００６０】
（実施例７）
前記製造例３で製造したアルミナの含有量がＡｌ換算で４．０モル／ｋｇのアルミナ含有メソポーラスシリカ（ＡｌＭＣＭ−４１）を用いた以外、実施例５と同様な方法によりＰｔ担持量が１重量％の粉末状の触媒（Ｐｔ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を製造した。つづいて、この触媒を圧縮して３０〜５０メッシュに整粒した形態としたものを用いた以外、実施例１と同様な方法によりベンゼンの水素化反応を行った。
【００６１】
（実施例８）
前記製造例４で製造したアルミナの含有量がＡｌ換算で６．０モル／ｋｇのアルミナ含有メソポーラスシリカ（ＡｌＭＣＭ−４１）を用いた以外、実施例５と同様な方法によりＰｔ担持量が１重量％の粉末状の触媒（Ｐｔ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を製造した。つづいて、この触媒を圧縮して３０〜５０メッシュに整粒した形態としたものを用いた以外、実施例１と同様な方法によりベンゼンの水素化反応を行った。
【００６２】
（比較例５）
前記製造例１で製造したメソポーラスシリカ（ＳｉＭＣＭ−４１）およびＰｔ１ｍｇを含む［Ｐｔ（ＮＨ3）4］Ｃｌ2溶液を、５００ｍＬビーカにその溶液１ｍＬに対して前記メソポーラスシリカが０．１ｇとなるように添加し、２４０℃のホットプレート上でその混合物を攪拌しながら蒸発乾固させることにより粉末状の触媒（Ｐｔ／Ｓｉ−ＭＣＭ−４１）を製造した。この触媒のＰｔ担持量は１重量％であった。
【００６３】
得られた粉末状の触媒を圧縮して３０〜５０メッシュに整粒した形態としたものを用いた以外、比較例１と同様な方法によりベンゼンの水素化反応を行った。
【００６４】
（比較例６〜７）
シリカ−アルミナ担体にＰｔを１重量％担持した触媒（比較例６）およびγ−アルミナ担体にＰｔを１重量％担持した触媒（比較例７）を用いた以外、比較例１と同様な方法によりベンゼンの水素化反応を行った。
【００６５】
実施例５〜８および比較例５〜７での水素化反応において、反応管から排出されたガスを水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を備えたガスクロマトグラフィーで分析してベンゼンがシクロヘキサンに転化される転化率を求めた。その結果を図４に示す。
【００６６】
図４から明らかなように触媒（Ｐｔ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１）を用いた実施例５〜８によるベンゼンの水素化反応は、比較例５〜７に比べて極めて高いベンゼン転化率を示すことがわかる。反応温度１４０〜２２０℃の範囲では、より高いベンゼン転化率を示すことがわかる。
【００６７】
特に、メソポーラスシリカを担体としてＰｔを担持した触媒を用いる比較例５では、ベンゼン転化率がシリカ−アルミナ担体を有する触媒を用いる比較例６より低く、本実施例５〜６のようにメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体を用いることがベンゼンの水素化反応において高いベンゼン転化率を発現できることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上詳述したように本発明によれば、特定の細孔および比表面積を有するメソポーラスシリカにアルミナを含有させた担体にパラジウム、白金のいずれから選ばれる貴金属を担持させることによって、芳香族化合物を水素化反応させる際に高い活性度を示す芳香族化合物の水素化反応触媒を提供することができる。
【００６９】
また、本発明によれば前記特定の水素化反応触媒の存在下で芳香族化合物と水素とを反応させる際に高い転換率でセタン価の高い燃料等に有用な環式炭化水素を製造することが可能な芳香族化合物の水素化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例および比較例での芳香族化合物であるベンゼンを水素化するための水素化装置を示す概略図。
【図２】実施例１〜４および比較例１〜４での水素化反応によるベンゼン転化率を示す特性図。
【図３】触媒（Ｐｄ／Ａｌ−ＭＣＭ−４１、Ｐｄ／Ｓｉ−ＭＣＭ−４１）における担体中のＡｌ量と担体の酸量およびベンゼン転化率との関係を示す特性図。
【図４】実施例５〜８および比較例５〜７での水素化反応によるベンゼン転化率を示す特性図。
【符号の説明】
【００７１】
１…水素供給管、２…酸素供給管、３…窒素供給管、１２…反応管、１７…ヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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