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ハロゲン化鉄の熱分解によって得られる酸化鉄と黄色酸化鉄を組み合わせることによって、好ましい触媒が得られる。 黄色酸化鉄が水和酸化鉄であり、しばしばα−FeOOHまたはFe 2 O 3・H 2 Oと記述されることは、当業者の理解するところである。 黄色酸化鉄は、触媒中に存在するFe 2 O 3として換算した酸化鉄の全重量に対するFe 2 O 3の重量として計算して、50%wまでの量で、適切に利用することができる。 好都合には、 黄色酸化鉄を、同じ基準に基づいて、少なくとも1%w、特に5〜30%w、たとえば、8.8%w、10%w、15%w、17%wまたは20%wの量で利用できる。
少量の他の酸化鉄または酸化鉄を供給する化合物を、ハロゲン化鉄の熱分解によって得られる酸化鉄と組み合わせることも可能であるが、これは一般に好ましくない。 そのような他の酸化鉄の例は、鉄黒およびベンガラである。 ベンガラの例は、いわゆるPennimanのベンガラ、すなわち、たとえば米国特許第1368748号に開示されている、Pennimann法によって作製された酸化鉄である。 酸化鉄を供給する化合物の例には、針鉄鉱、赤鉄鉱、磁鉄鉱、マグヘマイト、 鱗繊石およびそれらの組合せがある。
成形助剤または押出し助剤を使用することができ、たとえば、(パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などの)飽和もしくは不飽和脂肪酸またはそれらの塩、あるいは多糖から誘導された酸またはそれらの塩、あるいは黒鉛、澱粉、またはセルロースを使用できる。 脂肪酸またはセルロースから誘導された酸のいずれの塩も使用でき、たとえば、アンモニウム塩または上述したどの金属の塩でも使用できる。 脂肪酸は、6〜30個(両端を含む)の炭素原子、好ましくは10〜25個(両端を含む)の炭素原子を含むことができる。 脂肪酸または多糖から誘導された酸を使用すると、その酸は、触媒を調製する際に使用した金属塩と結合して脂肪酸または多糖から誘導された酸の塩を形成する。 成形または押出し助剤の適量は、たとえば、成形される混合物の重量に対して1%wまで、特に0.001〜0.5%wである。
適切には、細孔容積は、少なくとも0.01ml/g、より適切には少なくとも0.05ml/gである。 適切には、細孔容積は少なくとも0.5、好ましくは0.2を超えず、詳しくは多くとも0.18ml/g、より具体的には多くとも0.16ml/gである。 たとえば、細孔容積は0.118ml/g、または0.122ml/g、または0.143ml/gでよい。 適切には、中央細孔径は、少なくとも50nm(500Å) 、特に少なくとも100nm(1000Å)である。 適切には、中央細孔径は、多くとも500nm(5000Å) 、特に300nm(3000Å)未満である。 好ましい実施形態では、中央細孔径は120〜280nm(1200〜2800Å)の範囲にある。 たとえば、中央細孔径は、 136nm(1360Å) 、または208nm(2080Å) 、または267nm(2670Å)でよい。 本明細書では、Micromeretics Autopore 9420型(接触角130°、表面張力0.473N/mの水銀)を使用して、ASTM−D4282−92に従い、水銀圧入法により6000psia(4.2×10 7 Pa)の絶対圧力まで、細孔容積および中央細孔径を測定する。 本明細書では、中央細孔径は、水銀の圧入容積が50%に到達する点での細孔径として定義する。
アルキル芳香族化合物は、一般にアルキル置換されたベンゼンであるが、アルキル置換されたナフタレン、アントラセンまたはピリジンなど他の芳香族化合物も、同様に利用することができる。 アルキル置換基は、2以上、たとえば6までの(両端を含む)、どの数の炭素原子を有してもよい。 適切なアルキル置換基は、プロピル(−CH 2 −CH 2 −CH 3 )、2−プロピル(すなわち、1−メチルエチル、−CH(−CH 3 ) 2 )、ブチル(−CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 3 )、2−メチル−プロピル(−CH 2 −CH(−CH 3 ) 2 )およびヘキシル(−CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 3 )、特にエチル(−CH 2 −CH 3 )である。 適切なアルキル芳香族化合物の例は、ブチル−ベンゼン、ヘキシルベンゼン、(2−メチルプロピル)ベンゼン、(1−メチルエチル)ベンゼン(すなわち、クメン)、1−エチル−2−メチル−ベンゼン、1,4−ジメチルベンゼン、特にエチルベンゼンである。
脱水素方法を、固定層反応器を使用して、気相プロセスとして操作するときは、LHSVは、好ましくは、0.01〜10l/(l.h)、より好ましくは、0.1〜2l/(l.h)の範囲であり得る。 本明細書では、「LHSV」という用語は、液空間速度(Liquid Hourly Space Velocity)を表し、標準状態(すなわち、0℃および100絶対kPa(1絶対バール) )で測定した供給炭化水素の液体容積流量を、触媒層の容積、または2層以上の触媒層があるときは触媒層の合計容積で割ったものである。
以下の成分を混合してペーストを作製した:ハロゲン化鉄の熱分解によって作製した酸化鉄(Hoogovens Regenerated酸化鉄、タイプRIO−250)、 黄色酸化鉄 (Bayer、タイプ920Z)、炭酸セリウム、炭酸カリウム、3酸化モリブデン、炭酸カルシウム、および水(約10%w、乾燥混合物の重量に対して)。 ペーストを押出成形して直径3mmの円柱とし、6mmの長さに切断した。 ペレットを空気中で170℃、15時間乾燥し、続いて空気中で825℃、1時間仮焼した。 仮焼後の触媒の組成は、酸化鉄1モル当たり、カリウム0.615モル、セリウム0.12モル、モリブデン0.0175モル、カルシウム0.025モルであり、すべて、存在するFe 2 O 3としての酸化鉄1モル当たりの量であった。 黄色酸化鉄の量は、触媒中に存在するFe 2 O 3としての酸化鉄の合計量(モル数)に対して、Fe 2 O 3として8.8%であった。
最初の実験計画を立て、実施例1に記載の実験手順により、実行した。 この実験計画は、以下の量的な変動を含んでいた:
−カリウム:0.515、0.565、および0.615モル/モルFe 2 O 3 、
−カルシウム:0.025、0.050、および0.075モル/モルFe 2 O 3 、
−セリウム:0.050 (比較例) 、0.085、および0.120モル/モルFe 2 O 3 、
−モリブデン:0.005、0.0175、および0.030モル/モルFe 2 O 3 、
−銅:0、0.050、および0.100モル/モルFe 2 O 3 、
−クロム:0、0.050、および0.100モル/モルFe 2 O 3 、
− 黄色酸化鉄 :0、10、および20%w(酸化鉄の合計量に対して)、および−仮焼温度:725、825、および925℃。
エチルベンゼンからのスチレンの調製に及ぼす効果を試験した。
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