(57)【要約】【課題】塊状硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒の構造と組織をよりよく制御しこのようにして高い多孔度を有する触媒を提供すること。【解決手段】水和ジルコニア・ゲルから塊状結晶硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒の製法において、前記ジルコニア・ゲルを少なくとも一種の水溶性極性有機溶媒をもって洗浄する段階を含むことを特徴とする触媒の製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水和ジルコニア・ゲルから塊状結晶性硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒を製造する方法であって、少なくとも一種の水溶性有機極性溶媒によって前記ジルコニア・ゲルを洗浄する段階を含むことを特徴とする、触媒の製造方法。
【請求項２】
前記極性有機溶媒が５ｇ／１００ｍｌまたはこれ以上の水溶性を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記極性有機溶媒と水が任意の割合で混和可能である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記極性有機溶媒が、大気圧（７６０ｍｍＨｇ）において１００℃またはこれ未満の沸点を有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法
【請求項５】
前記ジルコニア・ゲルが、前記極性有機溶媒によって少なくとも連続３回洗浄される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
下記の段階、すなわち、
（ａ）水和ジルコニア・ゲルの沈殿を生じさせるように、ジルコニウム塩溶液に対して塩基性溶液を添加する段階と、
（ｂ）ジルコニア・ゲルの濾過段階と、
（ｃ）少なくとも一種の水溶性極性有機溶媒によって前記ジルコニア・ゲルを少なくとも１回洗浄する段階と、
（ｄ）得られた固体を乾燥する段階と、
（ｅ）固体の硫酸塩化段階と、
（ｆ）固体の成形段階と、
（ｇ）水素化遷移金属の堆積段階と、
（ｈ）最終的か焼段階とを含み、
前記段階（ｆ）および／または（ｇ）は硫酸塩化段階（ｅ）の前または後に、ただし最終か焼段階（ｈ）の前に実施することを含む、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記段階（ｂ）と前記段階（ｃ）との間に少なくとも１段階のジルコニア・ゲル水洗段階を実施する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記触媒硫酸塩化段階（ｅ）が、液状、ガス状または溶液状の硫酸塩化剤によって固体を含浸し、次いで乾燥することによって実施される、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
触媒成形段階（ｆ）は、５ないし５０重量％、好ましくは１０ないし３０重量％のアルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、アルミノ−シリケート、粘度およびこれらの物質の混合物からなる群から選ばれる結合剤を加える段階と、このようにして得られた混合物を混練する段階と、次に「オイル・ドロップ」法、糖衣錠製造法、またはその他任意の工業用触媒形成法によって本来の成形を実施する段階とを含む、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記段階（ｆ）と段階（ｇ）との間において、５５０℃またはこれ以上の温度での第１か焼が実施される、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも５０％の結晶性塊状硫酸塩化ジルコニアを含有し、また下記の特性、すなわち１５０ｍ２／ｇまたはこれ以上の表面積、０．２５ｃｍ３／ｇまたはこれ以上の細孔容積、および３０Å（３０／１０−１０ｍ）またはこれ以上の平均細孔半径を示す、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法によって得られる触媒。
【請求項１２】
少なくとも７０％の結晶性塊状硫酸塩化ジルコニアを含有する、請求項１１に記載の触媒。
【請求項１３】
炭化水素の異性化反応、特に線形パラフィンの枝分かれパラフィンへの異性化反応、オレフィンの異性化反応、環式化合物および／または芳香族化合物の異性化反応における、請求項１１または１２に記載の触媒の使用。
【請求項１４】
特にフィッシャー・トロプシュ型合成から生じたパラフィンのような、線形または低枝分かれ型の７以上の炭素原子を有するパラフィンのハイドロクラッキングおよび／またはハイドロ異性化反応における、請求項１１または１２に記載の触媒の使用。
【請求項１５】
炭化水素のアルキル化反応、オリゴマー化反応または脱水反応における請求項１１または１２のいずれか１項に記載の触媒の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は実質量の塊状硫酸塩化ジルコニアおよび少なくとも一種の水素化遷移金属とを含有する酸性触媒、この種の触媒の独創的製法、および酸型の触媒の使用を必要とする炭化水素の化学的変化反応の中にこの種の触媒を使用する方法に関するものである。
【０００２】
下記の記載において、用語「硫酸塩化ジルコニア」とは化学量論的量の硫酸ジルコニウムまたはジルコニルではなく、多少とも硫酸塩化されて前記の化学量論的量化合物より低い硫酸塩含有量を有するジルコニア（二酸化ジルコニウム）を意味する。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
それ自体公知のように、石油工業は所望の用途に適した特性を有する分子を得るため炭化水素構造を変性することのできる多くの手順を使用している。これらの手順は一般に、実施しようとする化学的変化および手順の実施に結合した種々の要件に対して特に適合した１つまたは複数の触媒を使用する。
【０００４】
これらの炭化水素の化学的変化反応の多くは酸型触媒の存在において実施される。これは例えばパラフィンの異性化手順に介在する反応であって、この異性化手順は例えば形質ガソリンに適用され、線形パラフィンをより高いオクタン価を有する枝分かれパラフィンに変換することができる。
【０００５】
この手順において、現在最も使用されている酸性触媒は、アルミナ担体上に堆積された塩化アルミニウムをベースとする触媒である。これらの触媒はきわめて活性であって、１５０℃程度の低温において、所望の生成物の形成に非常に好適な熱力学平衡状態で異性化反応を実施することができる。
【０００６】
しかし、この型の触媒は特にその活性部位の脆さに関連したいくつかの問題点を示す。すなわちこの種の触媒は水、酸素、酸素化または硫黄化化合物によって不可逆的に破壊される。従って、この種の生成物は処理される装入物から全部除去されなければならないが、これは比較的面倒でコスト高の作業であることが明かになっている。さらに反応装置の始動時または触媒の交換に際しての反応物の装入は、水または酸素の痕跡量の不存在下において完全無水条件で実行されなければならない。さらに作動中の活性部位の保存のために、塩化水素酸またはその他の塩化生成物などのドーピング剤を絶えず噴入しなければならない。この場合に余分の酸は反応器の出口から除去され、これらの酸が不可避的に腐食の問題を生じさせる。結局、あらゆる予防措置を講じたとしても、触媒は徐々に破壊され、再生不能になるので定期的に交換されなければならない。
【０００７】
このような理由から、酸性触媒物質の探求は、塩化アルミニウムと同様の触媒特性を有するが塩化アルミニウムの問題点を有しない新規組成物の開発へと向かっていった。これは特に硫酸ジルコニアの場合である。
【０００８】
従って、米国特許第３０３２５９９号（フィリップ石油）は炭化水素の異性化とアルキル化に硫酸ジルコニアの使用を記載した最初の特許の１つである。この特許によって提案された触媒は、場合によっては少量の金属助触媒を含有するジルコニア・ゲルのみから製造される。得られるジルコニア・ゲルが硫酸処理され、次に約５００℃の温度で活性化される。これらの触媒は効率的に酸性触媒特性を示すが、少し問題点がある。これらの触媒は実際上比較的低い比表面積を有し、これはその異性化反応における比較的低い性能を説明するものである。さらに粉末状のこの種の触媒は工業用反応器の中などにおいて使用しにくい。
【０００９】
さらに米国特許第３１３２１１０号（ユニオン・オイル）は、硫酸ラジカルを含有する純粋または好ましくはアルミナと結合した水和ジルコニアをベースとする一連の酸性触媒の諸特性を記載している。この種の触媒の製造法は本質的に、水性溶液の中において塩基性媒質の加水分解により、または加熱分解により、硫酸ジルコニウムの塩を分解するにある。このようにして得られた触媒は、酸性触媒の使用を必要とする多くの反応において効率的に活性であって、また完全に制御可能という利点を示す。しかしその活性は比較的限定されており、これらの触媒はパラフィンの異性化反応の場合には例えば３７０℃以上の高温で実施されなければならない。しかしこのような温度では、この反応が熱力学的に制限されるのみならず、その表面上のコークスの堆積によって触媒の不活性化速度を加速する。
【００１０】
異性化反応において、同様の観点から塩化アルミニウムをベースとする触媒の代わりにさらに安定した触媒組成物を使用する目的から、米国特許第４４０６８２１号（エクソン）はアルミナ担体上に堆積された硫酸塩化酸化物から成る触媒を提案しているが、この酸化物は好ましくはタングステンまたはハフニウムの酸化物とするが、またはニオブ酸化物、タンタル酸化物、ジルコニウム酸化物またはこれらの酸化物の混合物とすることができる。この触媒はアルミナ担体を選択された金属の塩溶液によって含浸し、次に高温か焼し、次に硫酸水溶液によって硫酸塩化することによって製造される。このようにして得られた触媒は効率的な酸性特性を有し、特にフェノールのエーテル化反応において高性能を示す。しかしこの種の触媒は低温でのパラフィン異性化反応には全く不適であって、この反応については制限された活性を示すように思われる。
【００１１】
一般的に、先行技術において提案された塩化アルミナをベースとする異性化触媒に代わる酸性触媒の大部分はその活性が低いのでほとんど不満足であることが示された。
【００１２】
最後に、欧州特許ＥＰ９０８．２３２においては結晶状硫酸塩化ジルコニアと水素化遷移金属とをベースとする酸性触媒を記載しているが、これらの触媒は特に高い組織パラメータ（１３５ｍ２／ｇまたはこれ以上の表面積、０．１６ｃｍ３／ｇまたはこれ以上の細孔容積、および２０Åまたはこれ以上の平均細孔半径）を特徴とし、これがその活性を実質的に改良する。これらの触媒は下記の相異なる３カテゴリーに分類される。
−  担持された硫酸塩化ジルコニア、すなわち硫酸塩化ジルコニア層が先行技術の耐火性酸化物担体上に堆積される。これは触媒に対して高い組織パラメータを与える。
−  構造化剤と密接に混合された塊状硫酸塩化ジルコニア。前記構造剤は他種の耐火性無機酸化物（代表的にはアルミナ、シリカ）であって、これは触媒の構造および組織をよりよく制御することができる。
−  純粋塊状硫酸塩化ジルコニア。水和ジルコニア・ゲルの乾燥と硫酸塩化によって得られる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この明細書において、触媒は（担持された触媒と異なり）その基質の中にジルコニア結晶を含む時に「塊状」硫酸塩化ジルコニアを含有することを意味する。
【００１４】
本発明は前記の触媒の最後のカテゴリー、すなわち純粋塊状硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒を意味する。
【００１５】
実際に出願人は、純粋塊状硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒の構造と組織をよりよく制御しこのようにして高い多孔度を有する触媒を製造することのできるオリジナルな方法を完成した。
【００１６】
すなわち、出願人は驚くべきことに、これらの触媒の製造工程中に、ジルコニア・ゲルを有機極性溶媒（すなわち水以外の溶媒）をもって洗浄する特殊処理を介入させることによって純粋塊状硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒の多孔度を著しく増大させうることを発見した。
【００１７】
この洗浄段階は、高い多孔度を有し従ってより活性の触媒を得ることを可能とするので触媒の製造法を著しく改良させる。
【００１８】
従って本発明は水和ジルコニア・ゲルから塊状結晶硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒の製法において、前記ジルコニア・ゲルを少なくとも一種の水溶性極性有機溶媒をもって洗浄する段階を含むことを特徴とする方法に関するものである。
【００１９】
好ましくは前記溶媒は５ｇ／１００ｍｌまたはこれ以上の水中溶解度を有する。言い換えれば、少なくとも５ｇの溶媒が２３℃の水１００ｍｌの中に大気圧（７６０ｍｍＨｇ）のもとに溶解される。さらに好ましくは、この溶媒と水は任意の割合で混合可能である。
【００２０】
好ましくは、この溶媒は水の沸点またはこれ未満の沸点、すなわち大気圧（７６０ｍｍＨｇ）において１００℃またはこれ未満の沸点を有する。
【００２１】
本発明によれば、ジルコニア・ゲルが溶媒によって少なくとも１回洗浄される。好ましくは、少なくとも３回連続洗浄、さらに好ましくは少なくとも５回連続洗浄を実施する。
【００２２】
本発明による製造法は望ましくは下記の段階を含む。
ａ）塩基性溶液をジルコニウム塩溶液に添加して、水和ジルコニア・ゲルの沈殿を生じる段階、
ｂ）ジルコニア・ゲルの濾過、
ｃ）ジルコニア・ゲルを、少なくとも１回、少なくとも一種の水溶性極性有機溶媒によって洗浄する段階、
ｄ）得られた固体の乾燥段階、
ｅ）固体の硫酸塩化段階、
ｆ）固体の成形段階、
ｇ）水素化遷移金属の堆積段階、
ｈ）最終的か焼段階。
【００２３】
前記成形段階（ｆ）および／または水素化遷移金属堆積段階（ｇ）は硫酸塩化段階（ｅ）の前でも後でも、しかし最終か焼段階（ｈ）の前に実施することができる。
【００２４】
望ましくは濾過段階（ｂ）と溶媒洗浄段階（ｃ）との間に少なくとも１段階のジルコニア・ゲル水洗段階を実施することができる。
【００２５】
固体の乾燥（段階（ｄ））は段階（ｃ）の後においてのみ介入し、これは、水溶性極性有機溶媒による水和ジルコニア沈殿物の洗浄の主要段階である。
【００２６】
段階（ａ）において使用されるジルコニウム塩は望ましくは硝酸ジルコニウム、塩化ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、ギ酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコニウムおよびジルコニル、並びにプロピル酸およびブチル酸ジルコニウムから成るグループから選定される。
【００２７】
段階（ａ）において使用される塩基性溶液は水和酸化物のプレカーサ塩の溶液からｐＨの増大によって水和酸化物を沈殿させることのできるすべての溶液とすることができる。この場合、例えばアンモニア溶液または業界公知のその他すべての塩基を使用することができる。
【００２８】
触媒の硫酸塩化段階（ｅ）は硫酸塩化剤による固体の含浸によって実施することができる。硫酸塩化剤は液状、ガス状または溶液とすることができる。例えば、純粋または溶液状硫酸、硫酸アンモニウムの水溶液、または硫酸イオンのその他任意のプレカーサを使用することができる。このような硫酸塩化処理を実施するために業界公知の任意の含浸技術を使用することができる。
【００２９】
触媒の形成段階（ｆ）はこの触媒を工業用反応器の中で直接に使用できるように、触媒粉末を粒状（例えばビーズ型、押出し型またはドロップ型）に凝結させることができる。この操作を容易にするため、触媒粉末に対して結合剤（アルミナのキセロ・ゲル、またはその他任意の工業用結合剤）を添加し、次にこのようにして得られた混合物を混練し、最後に押出法、「オイル・ドロップ」法、糖衣錠製造法、またはその他任意の工業用触媒形成法を実施する。好ましくは、触媒は５ないし５０重量％、さらに好ましくは１０ないし３０重量％の結合剤を含む。結合剤は望ましくはアルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、アルミノケイ酸塩、粘度またはこれらの物質の混合物から選定される。
【００３０】
水素化遷移金属の堆積段階（ｇ）は望ましくはこの水素化遷移金属の化合物の溶液による固体の含浸と、その後の乾燥段階とによって実施される。この金属が白金である場合、この含浸段階は白金化合物溶液によって実施され、この白金化合物はクロロ白金酸および白金の複合化合物によって実施される。
【００３１】
形成段階（ｆ）と水素化遷移金属の堆積段階（ｇ）との間において、好ましくは５５０℃またはこれ以上の温度での触媒の第１か焼段階を実施することができる。
【００３２】
本発明の製法に介在する第１か焼段階は（形成段階（ｆ）の直後に成されようと、製造法の最終段階（ｈ）において成されようと）十分に高い温度で、すなわち５５０℃またはこれ以上の温度で実施されなければならない。これは十分に結晶構造を有するジルコニアを得るために必要である。
【００３３】
本発明による方法は、特に高い組織パラメータ（比表面積、細孔容積、平均細孔半径）を有する結晶状の純粋塊状硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒を容易に得ることが可能である。
【００３４】
また本発明は本発明の方法によって得ることのできる改良型触媒に関するものである。このような触媒は少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％の結晶性塊状硫酸塩化ジルコニアを含有し、下記の特性を示す。すなわち、１５０ｍ２／ｇまたはこれ以上の表面積、０．２５ｃｍ３／ｇまたはこれ以上の細孔容積、および３０Å（３０／１０−１０ｍ）またはこれ以上の平均細孔半径。
【００３５】
この明細書において、比表面積、細孔容積および細孔半径の各特性はＡ．Ｌｏｗｅｌｌの論文「粉末比表面積または多孔度」、Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｉｅｓ （１９８４） に記載のように当業者には公知の窒素吸着によるＢ．Ｅ．Ｔ．（Ｂｒｕｎａｕｅｒ， Ｅｍｍｅｔｔ， Ｔｅｌｌｅｒ） 測定法に準拠して記載されている。比表面積ＳはＢ．Ｅ．Ｔ．５点線形変換から誘導され、細孔容積Ｖｐは相対圧Ｐ／Ｐｏ＝０．９８５で吸着される窒素量に従って決定され、平均細孔半径Ｒｐは式Ｒｐ＝２Ｖｐ／Ｓによって計算される。
【００３６】
本発明による触媒において、ジルコニア（二酸化ジルコニウム）は部分的にまたは完全に硫酸塩化されている。望ましくは、硫酸塩含有量は化学量論的量未満とし、従って硫酸塩の形の硫黄含有量は好ましくはジルコニア重量に対して１ないし１０重量％の範囲内に含まれ、さらに好ましくは１ないし５重量％の範囲内に含まれる。
【００３７】
触媒が十分に活性であるようにするため、その含有する硫酸塩化ジルコニアは結晶状でなければならない。すなわち無定形であってはならない。好ましい結晶構造は正方晶系と単斜晶系型の構造である。ジルコニアの結晶構造の決定は周知のようにＸ線回折によって実施される。
【００３８】
本発明の触媒の触媒活性を安定させるために水素化遷移金属の存在が必要である。この水素化遷移金属は好ましくは元素周期律表のＶＩＩＩ族の元素であって、特に、ニッケル、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウムおよびイリジウムから成るグループから選定され、白金が特に好ましい。ジルコニアの結晶構造はこの水素化遷移金属の存在によって著しく影響されない。
【００３９】
本発明による酸性触媒は固体型である。この触媒は業界公知の固体触媒を製造するために通常使用される任意の型、特にビーズ状、押出物、ドロップ状などの粒状とすることができる。本発明の触媒は好ましくは０．５ないし３の範囲内の充填見掛け密度を有する。
【００４０】
本発明の目的を成す方法によって製造される触媒は、酸性ないしは超酸性の触媒を使用する必要のある任意の炭化水素変換化学反応において使用することができる。
【００４１】
これらの触媒は特に２００℃未満の温度で線形パラフィンを枝分かれパラフィンに異性化する反応において高性能である。
【００４２】
また本発明の触媒はオレフィンの異性化反応、環式化合物および／または芳香族化合物の異性化反応、炭化水素のアルキル化反応、オリゴマー化反応、脱水反応においても使用することができる。
【００４３】
さらにこれらの触媒は、例えばフィッシャートロプシュ型の合成（ＣＯ＋Ｈ２混合物からの炭化水素の合成）から出たパラフィンなどの線形または低枝分かれ長鎖パラフィンを多量に含有する炭化水素留分の処理手順に際して特に有効に使用することができる。ハイドロクラッキングまたはハイドロ異性化反応によるこれらのパラフィンの転化はしばしば「大型」生成物（ガソリン、ナフサ、中間蒸留物）、または特殊生成物（パラフィン、最上質の潤滑剤）を得るために必要とされる。この場合にその操作条件は実施しようとする反応（ハイドロクラッキングまたはハイドロ異性化）と所望の転化レベルの関数として調整されなければならない。これらの操作条件は望ましくは下記の条件である。すなわち、２０℃ないし２００℃（好ましくは５０℃ないし１５０℃）の温度範囲、５／１０５ないし１００／１０５Ｐａ（好ましくは２０／１０５ないし１０５Ｐａ）の範囲内の圧力、１〜２０（好ましくは５〜１５）の範囲内の水素／転化される炭化水素モル比Ｈ２／ＨＣ）。
【００４４】
本発明の方法によって製造される触媒は特別の注意を払わずに反応器の中に貯蔵または装入することができる。しかし好ましくは、これらの触媒を使用する前に乾燥雰囲気中でか焼することが好ましい。
【００４５】
これらの触媒の使用後に、これらの触媒を単に４００〜７００℃のオーダの温度の酸化性雰囲気の中を通過させることによって再生することができる。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明を実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００４７】
先行技術による触媒標本の製造
触媒Ａ（ジルコニア・ゲルの有機溶媒洗浄なし）
３５０ｍｌの蒸留水の中に撹拌しながら３５ｇのＺｒ（ＮＯ３）２，６Ｈ２Ｏを溶解する。同様に撹拌しながら、１７ｍｌの２８％アンモニア溶液を添加することによって水酸化ジルコニウムゲルを沈殿させる。最終ｐＨは８．５である。
【００４８】
ビュヒナー・フィルタ上で濾過しｐＨ７まで水洗した後に、濾過し、次に１２０℃でゲルを一夜乾燥させる。
１３．７７ｇの固体が得られた。
【００４９】
１５分間静的接触するように８５ｍｌの１Ｎ硫酸を添加することによって硫酸塩化処理を実施する。次にビュヒナー装置上で遠心分離し、次に一夜、１２０℃で乾燥する。
【００５０】
固体全部を粉砕し３．４５ｇのＰｕｒａｌ  ＳＢ型アルミナおよび６．９ｍｌの蒸留水と混練した後に、注射器型押出器中で成形を実施する。
押出物を再び１２０℃で一夜乾燥した後に、２時間６２５℃でか焼する。
【００５１】
回収物質の量は１２．５グラムである。最後に、２５％Ｐｔのクロロ白金酸と３．８ｍｌの蒸留水との混合物から成る溶液によって前記の固体１２．３ｇを静的含浸することによって白金堆積を実施する（多孔容積含浸）。
最後に固体を１２０℃で一夜乾燥し、次に４８０℃で４時間か焼する。
【００５２】
本発明による触媒標本の製造
触媒Ｂ（本発明により、ジルコニア・ゲルのアセトン洗浄）
３５ｇのＺｒＯ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏを３５０ｍｌの蒸留水の中に撹拌しながら溶解する。
２４．５ｍｌの２８％アンモニア溶液を撹拌しながら添加することによって水酸化ジルコニウム・ゲルを沈殿させる。最終ｐＨは９．３５である。
【００５３】
そこで混合物をビュヒナー・フィルタ上で濾過し、次にｐＨ７まで水洗する。ビュヒナーフィルタ上で遠心分離した後に、ゲルをアセトンで洗浄する。このゲルをビーカの中に移し、その中で３５０ｍｌアセトンの中に分散させる。混合物を１５分間撹拌し、次にゲルをビュヒナー・フィルタ上で濾過する。ゲルを同一条件で２回アセトン洗浄した後に、１２０℃で一夜乾燥させる。
１３．３５グラムの固体が得られる。
【００５４】
８５ｍｌの１Ｎ硫酸を１３．６５ｇの固体に添加し、１５分間、静的接触状態に保持することによって硫酸塩化処理を実施する。次にビュヒナー・フィルタ上で遠心分離し、次に１２０℃で一夜乾燥させる。
【００５５】
固体１５．２０ｇを粉砕し３．８０ｇのＰｕｒａｌ  ＳＢ型アルミナおよび１６ｍｌの蒸留水と混練した後に、注射器型押出器中で成形を実施する。
押出物を再び１２０℃で一夜乾燥した後に、２時間６５０℃でか焼する。
回収された物質量は１４ｇである。
【００５６】
最後に下記のようにして製造された溶液によってこの固体を静的に含浸することによって白金の堆積を実施する。さらに詳しくは、Ｐｔ２５％のクロロ白金酸溶液０．２５２ｇに対して蒸留水を添加して６．９ｍｌの溶液を得る。そこで、多孔容積の含浸を実施する。
最後に固体を１２０℃で一夜乾燥し、次に４８０℃で４時間か焼する。
アセトンは任意割合で水と混和性であることを注意しなければならない。
【００５７】
触媒Ｃ  （本発明により、ジルコニア・ゲルのメタノール洗浄を伴なう）。
７０ｇのＺｒＯ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏを７００ｍｌの蒸留水の中に熱間８０℃で磁気撹拌しながら溶解する。
周囲温度まで冷却した後に、２８％のアンモニア溶液５０ミリを撹拌しながら添加することによって水酸化ジルコニウム・ゲルを沈殿させる。最終ｐＨは９．５である。
【００５８】
そこで混合物を濾過し、ビュヒナー・フィルタ中でｐＨ７まで水洗する。そこでゲルをメタノールで洗浄する。すなわちゲルをフィルタ中でメタノール潅注し、次にゲルをビーカの中に移し、このビーカの中で６００ｍｌのメタノールの中に常温で撹拌しながら分散させ、次に再び濾過する。この洗浄（分散と濾過）は５回繰り返される。
【００５９】
次にゲルを６０℃で一夜乾燥させる。
１９８ｍｌの０．５Ｍ硫酸を３０．４４ｇのゲルに加え１５分間静的に接触させることによって硫酸塩化を実施する。次にゲルをビュヒナー・フィルタ上で濾過し、このビュヒナー・フィルタの中において９０ｍｌの０．５Ｍ硫酸をもってゲルを洗浄し、次に一夜１２０℃で乾燥する。
【００６０】
固体３０．４４ｇを粉砕し７．６１ｇのＰｕｒａｌ  ＳＢ型アルミナおよび２９ｍｌの蒸留水と混練した後に、注射器型押出器中で成形を実施する。
【００６１】
押出物を再び１２０℃で一夜乾燥した後に、３時間６５０℃でか焼する。最後に触媒上に最終的に０．５重量％の白金含有量が得られるように多孔性容積を含浸することによって白金の堆積を実施する。そのため、Ｐｔ５．３２重量％のクロロ白金酸溶液８．２３ｍｌをもって押出物２３．５０ｇを含浸する。
最後に固体を１２０℃で一夜乾燥し、次に４８０℃で４時間か焼する。
メタノールは任意割合で水と混和性であることを注意しなければならない。
【００６２】
触媒Ｄ（本発明により、ジルコニウム・ゲルをエタノール洗浄）
３５．５ｇのＺｒＯ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏを３５０ｍｌの蒸留水の中に撹拌しながら溶解する。
【００６３】
周囲温度まで冷却した後に、２８％のアンモニア溶液２５ミリを撹拌しながら添加することによって水酸化ジルコニウム・ゲルを沈殿させる。そこで混合物をビュヒナー・フィルタ上で濾過し、最終ｐＨ７まで水洗する。ビュヒナー・フィルタ上で遠心分離した後に、ゲルをエタノールで洗浄する。すなわちゲルをビーカの中に移し、このビーカの中で３００ｍｌのエタノールの中に分散させる。混合物を１５分間撹拌し、次にゲルをビュヒナー・フィルタ上で濾過する。同一条件でさらに２回エタノール洗浄した後に、ゲルを６０℃で一夜乾燥させる。
１４．６０ｇの固体が得られる。
９２ｍｌの０．５Ｍ硫酸を１４．２０ｇのこのゲルに加え１５分間撹拌接触させることによって硫酸塩化を実施する。次にゲルをビュヒナー・フィルタ上で遠心分離し、次に一夜１２０℃で乾燥する。
【００６４】
固体１２．８８ｇを粉砕し３．２２ｇのＰｕｒａｌ  ＳＢ型アルミナおよび９．９ｍｌの蒸留水と混練した後に、注射器型押出器（直径１．５ｍｍ）中で成形を実施する。再びゲルを１２０℃で乾燥した後に、押出物を６５０℃で２時間か焼する。
回収された物質量は１１．８２ｇである。
【００６５】
下記のようにして得られた溶液をもって１１．８２ｇの固体を静的に含浸することにより白金の堆積を実施する。さらに詳しくは、Ｐｔ２５％のクロロ白金酸溶液０．２３６グラムに対して、蒸留水を添加して４．５ｍｌの溶液を得る。そこで細孔容積含浸を実施する。
【００６６】
最後に固体を一夜１２０℃で乾燥し、次に４時間、４８０℃でか焼する。
エタノールの水溶性は２３℃の温度と常圧において１０ｇ／１００ｍｌ以上であることを注意しなければならない。
【００６７】
触媒標本の特性
下記の表Ｉは前述の方法によって得られた触媒標本の特性を示す。
これらの４標本において硫酸塩化ジルコニアは正方晶系型の結晶構造を示す。この構造はＸ線回折によって確認された。
【００６８】
下記の表Ｉにおいて、Ｓ、ＶｐおよびＲｐはそれぞれ触媒の触媒の平均的比表面積、細孔容積および細孔半径を示す。前述のように、これらの比表面積、細孔容積および細孔半径の各特性はＡ．Ｌｏｗｅｌｌの論文「粉末比表面積または多孔度」、Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｉｅｓ （１９８４） に記載のように当業者には公知の窒素吸着によるＢ．Ｅ．Ｔ．（Ｂｒｕｎａｕｅｒ， Ｅｍｍｅｔｔ， Ｔｅｌｌｅｒ） 測定法に準拠して記載されている。比表面積ＳはＢ．Ｅ．Ｔ．５点線形変換（相対圧Ｐ／Ｐｏ＝０．０４５；０．０８；０．１５；０．２５；および０．３３）から誘導され、細孔容積Ｖｐは相対圧Ｐ／Ｐｏ＝０．９８５で吸着される窒素量に従って決定され、また平均細孔半径Ｒｐは式Ｒｐ＝２Ｖｐ／Ｓによって計算される。
【００６９】
これらの諸特性を決定する前に、標本に対して少なくとも８時間、２５０℃で一次真空下の脱ガスによる前処理を実施した。
【００７０】
表Ｉ
2004516917.tif 000002
【００７１】
前述の結果は、出願人によって完成された製法が先行技術によるよりも著しく高いすぐれた組織パラメータ（Ｓ、Ｒｐ、Ｖｐ）を示す塊状硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒の製造を可能とすることを示している。
【００７２】
活性テスト
テスト１
標本ＡとＢの活性を従来の条件（Ｔ＝１４５℃、Ｐ＝３０・１０５Ｐａ、水素／炭化水素モル比  Ｈ２／ＨＣ＝３）でノルマルヘキサンの異性化反応において測定した。下記の表ＩＩは得られた結果を示す。標本の活性はノルマルヘキサンの異性化流出物中の２，２−ジメチル−ブタン（２，２−ＤＭＢ）の重量パーセントによって示す。相異なる空間速度（またはｐｐＨ、毎触媒重量単位あたりおよび毎時の装入物重量）を使用した。すなわちｐｐＨ＝触媒ｈ−１の装入量２または４ｋｇ・ｋｇ−１を使用した。
【００７３】
各装入テストの初期に、触媒を水素流のもとに反応器温度を常温から２４５℃まで上昇させ次に装入物の噴入を開始する前に２時間、温度をこの値に保持する事によってインシチュ活性化する。
【００７４】
表ＩＩ：ノルマルヘキサンの異性化
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このテストは先行技術の代表的触媒Ａに対して本発明の触媒Ｂの非常にすぐれた活性を示す。
【００７５】
テスト２
下記組成を有する工業装入物に近い複合装入物の異性化反応において、標本ＢないしＤ（本発明による触媒）の活性を測定した。
−ノルマル・ペンタン：４５重量％、
−ノルマル・ヘキサン：４５重量％、
−シクロ・ヘキサン：１０重量％。
【００７６】
パイロット反応器の中で工業的条件を代表する従来条件で（Ｔ＝１４５℃、Ｐ＝３０．１０５Ｐａ、水素／炭化水素モル比  Ｈ２／ＨＣ＝３，ｐｐＨ＝触媒ｈ−１の装入量２ｋｇ・ｋｇ−１  ）実施される。
【００７７】
各装入テストの初期に、触媒を水素流のもとに反応器温度を常温から１４５℃まで上昇させ次に装入物の噴入を開始する前に１時間、温度をこの値に保持する事によってインシチュ活性化する。
【００７８】
標本の活性は下記の式によって計算されたパラメータＴＩＮ（「全異性化数」）によって表示される。
ＴＩＮ＝｛ｉｓｏＣ５／（ｎＣ５＋ｎｅｏＣ５＋ｉｓｏＣ５）｝・１００＋
｛２．２ＤＭＢ／（２．２ＤＭＢ＋２．３ＤＭＢ＋２ＭＰ＋３ＭＰ＋ｎＣ６｝・１００
ここで、
−  ｉｓｏＣ５：流出物のイソペンタン含有量（重量）、
−  ｎＣ５：流出物のノルマルペンタン含有量（重量）、
−  ｎｅｏＣ５：流出物のネオペンタン含有量（重量）、
−  ２，２ＤＭＢ：流出物の２，２ジメチルブタン含有量（重量）、
−  ２，３ＤＭＢ：流出物の２，３ジメチルブタン含有量（重量）、
−  ２ＭＰ：流出物の２メチルペンタン含有量（重量）、
−  ３ＭＰ：流出物の３メチルペンタン含有量（重量）、
−  ｎＣ６：流出物のノルマルヘキサン含有量（重量）、
である。
【００７９】
ＴＩＮは実際に異性化テストの流出物中の非常に枝分かれしたパラフィンの比率に対応する。これは完全に被検触媒の異性化活性を代表する。
【００８０】
下記の表ＩＩＩは得られた結果を示す。
表ＩＩＩ
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前記の表ＩＩＩは本発明による触媒の工業的条件におけるすぐれた性能を示す。
【００８１】
比較のため、現在工業的異性化反応器に使用される塩素化アルミナをベースとする先行技術の触媒は同一条件において９０のオーダのＴＩＮを得ることができる。従って本発明は、塩化アルミナをベースとする従来の超酸性触媒に近い高さの活性レベルを有する塊状硫酸塩化ジルコニアをベースとする触媒を提供する。
【００８２】
従って本発明による触媒によって与えられる追加的特性は、塩素化アルミナをベースとする先行技術の触媒と比較して、顕著であって（安定性の増大、操作の容易さ、噴入される腐食性ドーピングなし、再生可能性など）、これは酸性ないしは超酸性触媒を介入させる反応においてこれらの触媒の使用を特に有利とするものである。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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