天然ガスからメタノールおよび／あるいはジメチルエーテル経由での液化石油ガス製造（第3報）メタノールおよび／あるいはDMEからの高収率LPG合成における反応変数，エチレンリサイクルおよび触媒再生の検討

抄録

天然ガスからの燃料合成の潜在的ルートであるメタノールおよび／あるいはジメチルエーテル（DME）の液化石油ガス（LPG）への転化について，H-ZSM-5およびH-FeAlMFI-シリケート触媒上で，高転化率でLPG成分への高選択性が得られる条件，生成エチレンのリサイクル，触媒の活性低下と再生を検討した。
LPG選択性は，触媒性能，反応温度，原料分圧および接触時間に依存した。原料分圧が高くなるほど，炭化水素生成物分布が広幅になった。エチレンは，H-ZSM-5触媒上ではメタノールおよび／ないしDMEとの組合せ反応によって，LPGに選択的に転化できた。LPGのプロセス選択性は，生成したC₂成分を可能なリサイクル比で反応器に循環すれば，大幅に向上できることが明らかとなった。ただし，ワンスルーで良好なH-FeAlMFI-シリケート触媒はリサイクルモードでは能力が発揮できないことが判明した。活性の低下した両触媒とも適度の炭素燃焼処理によって，成分選択性を含めてうまく再生することができた。H-FeAlMFI-シリケート触媒は，H-ZSM-5に比べてわずかな活性低下におさまっており，またFeを骨格に導入することにより再生と反応の繰返しによる活性を抑えることができた。この触媒について観察される再生に伴う安定性の改善は強酸点の消失に起因すると推定した。
以上，エチレンリサイクルモードでの使用を除くと，H-ZSM-5触媒よりもH-FeAlMFI-シリケート触媒がよい触媒であることが分かった。