DE2730949C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2730949C2 DE2730949C2 DE2730949A DE2730949A DE2730949C2 DE 2730949 C2 DE2730949 C2 DE 2730949C2 DE 2730949 A DE2730949 A DE 2730949A DE 2730949 A DE2730949 A DE 2730949A DE 2730949 C2 DE2730949 C2 DE 2730949C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- toluene
- zsm
- catalyst
- zeolite
- xylene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/862—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms
- C07C2/864—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms the non-hydrocarbon is an alcohol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
- C07C2/64—Addition to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C2/66—Catalytic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/861—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only halogen as hetero-atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/868—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains sulfur as hetero-atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven
Herstellung p-substituierter Benzole durch katalytische
Alkylierung von Toluol oder Äthylbenzol in Gegenwart
eines speziellen Aluminosilicat-Zeolith-Katalysators.
Die Alkylierung aromatischer Kohlenwasserstoffe unter
Verwendung kristalliner Aluminosilicat-Katalysatoren ist bereits
beschrieben worden. Die US-PS 29 04 697 bezieht sich
auf die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit
einem Olefin in Gegenwart eines kristallinen Metall-Aluminosilicats
mit gleichförmigen Porenöffnungen von etwa 0,6 bis
1,5 nm. Die US-PS 32 51 897 beschreibt die Alkylierung von aromatischen
Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von kristallinen
Aluminosilicat-Zeolithen des X- oder Y-Typs, insbesondere von
solchen Zeolithen, in denen das Kation Seltene Erde und/oder
Wasserstoff ist. Die US-PS 37 51 504 und die US-PS 37 51 506
beschreiben die Dampfphasenalkylierung aromatischer Kohlenwasserstoffe
mit Olefinen, z. B. Benzol mit Äthylen, in Gegenwart
eines Zeolith-Katalysators des ZSM-5-Typs.
Die Alkylierung von Toluol mit Methanol in Gegenwart
eines kationenausgetauschten Zeolithen Y wurde von Yashima
et al. im Journal of Catalysis 16, 273-280 (1970) beschrieben.
Diese Autoren berichteten von der selektiven Bildung von p-
Xylol über den geeigneten Temperaturbereich von 200 bis
275°C, wobei eine Maximalausbeute an p-Xylol im Xylol-Gemisch,
d. h. etwa 50% des Xylol-Produktgemischs, bei 225°C beobachtet
wurde. Höhere Temperaturen sollen zu einer erhöhten Ausbeute
an m-Xylol und einem Absinken der Entstehung von p- und o-
Xylolen führen.
Wenn auch der vorgenannte Stand der Technik als in Verbindung
mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung von Interesse
anzusehen ist, erwies sich das erfindungsgemäße Alkylierungsverfahren
als in der Lage, unerwartet hohe selektive
Bildung von p-substituierten Benzolen zu erzielen.
Von den Xylol-Isomeren, d. h. den o-, m- und p-Xylolen,
ist das letztere von besonderem Wert, da es für die Herstellung
von Terephthalsäure brauchbar ist, einer Zwischenstufe bei der
Herstellung synthetischer Fasern. Gemische von Xylol-Isomeren
als solchen oder in weiterem Gemisch mit Methylbenzol, die im
allgemeinen eine Gleichgewichtskonzentration von etwa 24 Gewichtsprozent
p-Xylol enthalten, wurden bislang unter kostspieliger
Überfraktionierung und durch vielstufige Gefrierschritte
getrennt. Ein solches Verfahren führt, wie leicht einzusehen
ist, zu hohen Betriebskosten und begrenzten Ausbeuten.
Sowohl Äthyltoluol als auch Diäthylbenzol sind wertvolle
Chemikalien. Sie können zur Gewinnung von Vinyltoluol bzw. Divinylbenzol
dehydriert werden. Es wurde bisher anerkannt, daß
die Gegenwart wesentlicher Mengen der o-Isomeren im Zufuhrmaterial
für die Dehydrierung äußerst unerwünscht ist, da sie
leicht zu Ringschluß unter Bildung der entsprechenden Indene
und Indane aus o-Äthyltoluol und Naphthalin oder deren Derivate
aus o-Diäthylbenzol führen, die die Eigenschaften des anfallenden
Polymerisats nachteilig beeinflussen. Die so entstandenen
Indene, Indane und Naphthaline sind von den gewünschten
vinylaromatischen Produkten unterschiedlich abzutrennen.
Folglich war es bisher nötig, die o-Isomeren aus dem Äthyltoluol-
und Diäthylbenzol-Zufuhrmaterial durch kostspielige
Destillationstechniken vor der Dehydrierung zu entfernen.
Natürlich würde die Verfügbarkeit von Äthyltoluol oder
Diäthylbenzol, worin das o-Isomere von Anfang an fehlt oder
nur in Spurenmengen enthalten ist, die Notwendigkeit kostspieliger
Vorab-Entfernung dieses Isomeren beseitigen; solche Produkte
waren jedoch bislang nicht verfügbar.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren
zur selektiven Herstellung von p-methyl und/oder
äthyl-substituierten Benzolen, womit diese Schwierigkeiten
gelöst werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß man Toluol oder Äthylbenzol mit einem Methylierungs-
oder Äthylierungsmittel bei einer Temperatur von 300 bis 750°C
in Gegenwart eines Katalysators, der kristallinen Aluminosilicat-Zeolith
ZSM-23 enthält, umsetzt. Die Reaktion
wird dabei vorteilhaft bei einer gewichtsmäßigen
stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit von 5 bis
1500 und in einem Temperaturbereich zwischen 400 bis
700°C durchgeführt. Der ZSM-23-Zeolith liegt vorteilhafterweise
in der Wasserstoff-Form vor und kann einen
Teil eines komplexen Materials mit einer porösen Matrix,
wie Aluminiumoxid, darstellen. Erfindungsgemäß wird
Toluol bei einem Molverhältnis von Methylierungsmittel
zu Toluol zwischen 0,05 und 5 und bei Verwendung von
Methanol als bevorzugtem Methylierungsmittel zwischen
0,1 und 2 sehr wirksam methyliert. Das bevorzugte
Äthylierungsmittel ist Äthylen.
Es hat sich gezeigt, daß ZSM-23, insbesondere in der Wasserstoff-
oder Säureform, die Fähigkeit besitzt, ohne besondere
Behandlung selektiv hohe Ausbeuten der oben genannten p-
substituierten Benzole zu liefern, wenn er als Katalysator bei
der Alkylierung von Toluol oder Äthylbenzol eingesetzt wird.
So liefert das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren
im Vergleich zu einem herkömmlichen thermodynamischen
Gleichgewichts-Xylolgemisch, bei dem das p : m : o-Verhältnis etwa
1 : 2 :1 ist, ein Xylolprodukt, in dem p-Xylol überwiegt. Die
verbesserte Ausbeute von p-Xylol von über 50% der gesamten
Xylol-Bildung, verglichen mit etwa 24% Gleichgewichtskonzentration,
senkt die Produktionskosten und, was äußerst wichtig
ist, die Kosten der Trennung von p-Xylol von dessen Isomeren,
die die teuerste Stufe bei den derzeit zur Herstellung von p-
Xylol angewandten Verfahren darstellt.
Ähnlich wird unter Verwendung des ZSM-23-Katalysators
Methyltoluol oder Diäthylbenzol, praktisch frei vom unerwünschten
o-Isomeren, hergestellt. So können nach den Lehren der Erfindung
p-Äthyltoluol oder p-Diäthylbenzol selektiv als Hauptisomer
im Gemisch mit einer kleineren Menge des m-Isomeren
zusammen mit einer Spurenmenge oder ohne o-Isomer hergestellt
werden. Eine solche selektive Herstellung steht in scharfem
Gegensatz zu den Gleichgewichtskonzentrationen für Äthyltoluol
von 31,5% p, 50,2% m und 18,3% o und für Diäthylbenzol von
38% p, 55% m und 7% o.
Die Zusammensetzung des ZSM-23 genügt gewöhnlich der Formel
M₂O : Al₂O₃ : (40-250) SiO₂,
ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxide in wasserfreiem Zustand,
worin M das den Zeolithen ergänzende Kation darstellt
und aus Metall- und/oder Nicht-Metall-Kationen besteht, mit
einer Wertigkeit n, die die negative Ladung an dem das Aluminium
enthaltenden Tetraeder ausgleicht. Zu beachten ist, daß
die chemische Analyse von ZSM-23 (oder entsprechend vieler anderer
Zeolithe) selten die vollkommene Äquivalenz zwischen
Kationen und Aluminium wiedergibt, die Strukturbetrachtungen
fordern, da ein guter Teil der zur Synthese eingesetzten Stickstoffbase
in nicht-kationischer Form im kristallisierten Material
verbleibt. Der in Erscheinung tretende Kationenüberschuß
ist im Falle von ZSM-23 ziemlich ausgeprägt, wobei die
chemische Analyse gelegentlich 2,8 bis 3 Äquivalente an auftretendem
Stickstoffkation pro Atom Gitter-Aluminium im so
synthetisierten Zeolithen angibt. Der tatsächliche Kationengehalt
des hergestellten Materials liegt zwischen 8 und 40,
gewöhnlicher zwischen 8 und 25% Natrium, wobei der Rest vom
Pyrrolidin abgeleitete Kationen sind.
Die ursprünglichen Kationen des synthetisierten ZSM-23
können nach auf dem Fachgebiet gut bekannten Techniken, zumindest
teilweise, durch Ionenaustausch mit anderen Kationen
ersetzt werden. Bevorzugte Austauschkationen sind Metallionen,
Ammoniumionen, Wasserstoffionen und deren Gemische. Besonders bevorzugte
Kationen sind solche, die den Zeolith katalytisch
aktiv machen, insbesondere für die Kohlenwasserstoffumwandlung.
Zu diesen gehören Wasserstoff, Seltene Erdmetalle, Aluminium,
Metalle der Gruppen IIa, IIIb, IVb, VIb, VIII, Ib, IIb, IIIa,
IVa.
Der synthetische ZSM-23-Zeolith besitzt eine definierte,
unterscheidende kristalline Struktur, deren Röntgenbeugungsmuster
im wesentlichen die in Tabelle I aufgeführten markanten
Linien zeigt.
d (nm)I/Io
d (nm)I/Io
1,12 ± 0,023mittel
1,01 ± 0,020schwach
0,79 ± 0,015schwach
0,56 ± 0,010schwach
0,54 ± 0,010schwach
0,49 ± 0,010schwach
0,45 ± 0,010stark
0,39 ± 0,008sehr stark
0,37 ± 0,008sehr stark
0,36 ± 0,007sehr stark
0,35 ± 0,007mittel
0,34 ± 0,007stark
0,34 ± 0,007schwach
0,32 ± 0,007schwach
0,30 ± 0,006schwach
0,30 ± 0,006schwach
0,28 ± 0,006schwach
0,25 ± 0,005mittel
0,25 ± 0,005schwach
0,24 ± 0,005schwach
0,23 ± 0,005schwach
Diese Werte wurden nach Standardtechniken bestimmt. Die
Strahlung war die K-α-Doppellinie von Kupfer, und ein Scintillationszähler-Spektrometer
mit einem Bandschreiber wurde
verwendet. Die Peakhöhen I und die Lage als Funktion von 2R,
wobei R der Bragg'sche Winkel ist, wurden dem Spektrometerband
entnommen. Hieraus wurden die relativen Intensitäten
100 I/Io, wobei Io die Intensität der stärksten Linie oder
des stärksten Peaks und d (obs.) der Abstand der Ebenen in
nm entsprechend den aufgezeichneten Linien ist, berechnet. Es
versteht sich, daß dieses Röntgenbeugungsmuster für alle Arten
von ZSM-23-Zusammensetzungen charakteristisch ist. Ionenaustausch
des Natriumions gegen Kationen führt praktisch zum
gleichen Muster mit einigen geringfügigen Verschiebungen im
Netzebenen-Abstand und in der relativen Intensität. Weitere
geringfügige Änderungen können in Abhängigkeit vom Silicium/
Aluminium-Verhältnis der speziellen Probe sowie davon, ob sie
zuvor einer Wärmebehandlung unterworfen worden ist, eintreten.
Die Zusammensetzung und Herstellung von ZSM-23 sind in
der DE-OS 26 25 340 ausführlich beschrieben.
Der Zeolith kann durch Ammoniumaustausch seiner hergestellten
Form und durch Brennen der Ammoniumform leicht in die
Wasserstoff-Form überführt werden. Andere Zeolithformen, in
denen das ursprüngliche Alkalimetall auf weniger als etwa
1,5 Gewichtsprozent herabgedrückt worden ist, können verwendet
werden. So kann das ursprüngliche Alkalimetall des Zeolithen
durch Ionenaustausch mit anderen geeigneten Ionen der Gruppen
Ib bis VIII des Periodensystems ersetzt werden, z. B. durch
Nickel, Zink, Calcium oder Seltene Erden. Im allgemeinen wird
für die erfindungsgemäßen Zwecke ZSM-23 in der Wasserstoff-
Form eingesetzt.
M in der obigen Formel kann ein oder mehrere einer Vielzahl
von Alkalimetallionen sein, für die eine geeignete
Definition die ist, daß sie alle sich von Alkalimetalloxid
oder -hydroxid ableitenden Alkalimetallionen sowie in Alkalimetallsilicaten
und -aluminaten enthaltende Alkalimetallionen
umfassen (nicht aber Alkalimetallsalze, wie Natriumchlorid
oder Natriumsulfat aus der Neutralisation zugesetzter anorganischer
Säuren, wie HCl oder H₂SO₄ oder saurer Salze, wie
Al₂(SO₄)₃). Nicht-begrenzende Beispiele solcher geeigneter Alkalimetallionen
schließen Natrium und Kalium ein.
Bei der praktischen Ausführung des gewünschten Alkylierungsverfahrens
kann es wünschenswert sein, den Zeolithen
in ein anderes Material einzuarbeiten, das den Temperaturen
und anderen beim Alkylierungsverfahren angewandten Bedingungen
widersteht. Solche Matrixmaterialien schließen synthetische
oder natürlich vorkommende Substanzen sowie anorganische Materialien,
wie Ton, Siliciumdioxid und/oder Metalloxide, ein.
Letztere können entweder natürlich oder in Form gelatinöser
Fällungen oder Gele, Siliciumdioxid/Metalloxid-Gemische eingeschlossen,
vorkommen. Natürlich vorkommende Tone, die mit dem
modifizierten Zeolith zusammengebracht werden können, umfassen
solche der Montmorillonit- und Kaolinreihen, die die Subbentonite
und die gewöhnlich als Dixie; McNamee-Georgia- und
Florida-Tone bekannten Kaoline und andere, in denen der Mineralhauptbestandteil
Halloysit, Kaolinit, Dickit, Nacrit
oder Anauxit ist, einschließen. Solche Tone können im Rohzustand,
wie sie ursprünglich abgebaut werden, oder zunächst gebrannt,
säurebehandelt oder chemisch modifiziert verwendet
werden.
Zusätzlich zu den vorgenannten Materialien können die hier
eingesetzten modifizierten Zeolithe mit einem porösen Matrixmaterial
zusammengearbeitet werden, wie etwa Siliciumdioxid/
Aluminiumoxid, Siliciumdioxid/Magnesiumoxid, Siliciumdioxid/
Zirkonoxid, Siliciumdioxid/Thoriumoxid, Siliciumdioxid/
Berylliumoxid, Siliciumdioxid/Titanoxid sowie ternäre Zusammensetzungen,
wie Siliciumdioxid/Aluminiumoxid/Thoriumoxid, Si
liciumdioxid/Aluminiumoxid/Zirkonoxid, Siliciumdioxid/Aluminiumoxid/Magnesiumoxid,
und Siliciumdioxid/Magnesiumoxid/
Zirkonoxid. Die Matrix kann in Form eines Cogels vorliegen.
Die relativen Teile an fein zerteiltem Zeolith und anorganischer
Oxidgelmatrix können in weiten Bereichen variieren, der
Zeolithgehalt zwischen etwa 1 und etwa 90 Gewichtsprozent,
gewöhnlicher zwischen etwa 2 und etwa 70 Gewichtsprozent des
komplexen Materials. Andere Methylierungsmittel als Methanol,
wie Methylchlorid, Methylbromid, Dimethyläther oder Dimethylsulfid,
können verwendet werden, wobei das Molverhältnis des
Methylierungsmittels zum Monoalkylbenzol innerhalb des vorgenannten
Bereichs variiert. Ähnlich umfassen, wenngleich die
Äthylierung bevorzugt unter Verwendung eines Äthylierungsmittels,
wie Äthylen oder eines hierzu reichen Gasgemischs
durchgeführt wird, andere geeignete Äthylierungsmittel Äthylalkohol,
Äthylhalogenide, z. B. Äthylchlorid, Diäthyläther,
Diäthylsulfid und Äthylmercaptan. Das Reaktionsprodukt, das
überwiegend aus p-Xylol, p-Äthyltoluol oder p-Diäthylbenzol
zusammen mit vergleichsweise kleineren Mengen, wenn überhaupt,
der entsprechenden Menge m- und o-Derivate besteht, kann durch jede
geeignete Maßnahme aufgetrennt werden, wie z. B. durch Führen
durch einen Wasserkühler und anschließendes Führen der organischen
Phase durch eine Säule zur chromatographischen Auftrennung
der Isomeren.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann chargenweise, halbkontinuierlich
oder kontinuierlich unter Einsatz eines Festbett-
oder Bewegtbett-Katalysatorsystems durchgeführt werden.
Vielfacheinspritzung des Alkylierungsmittels, z. B. Methanol
oder Äthylen, kann in geeigneter Weise angewandt werden. Eine
Ausführungsform umfaßt die Verwendung einer Fließkatalysatorzone,
in der die Reaktionskomponenten, d. h. Monoalkylbenzol
und Alkylierungsmittel mit einem oder im Gegenstrom zu einem
bewegten Fließbettkatalysator geführt werden. Der Katalysator
wird nach seiner Verwendung regeneriert, wobei der angesammelte
Koks weggebrannt wird.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
ZSM-23 wurde durch Herstellen einer Lösung von 13,2 g
Natriumaluminat (43,1% Al₂O₃, 33,1% Na₂O und 24,7% H₂O),
2,72 g NaOH (50%ige Lösung mit Wasser) und 240 g H₂O hergestellt.
Dann wurden 145,6 g Pyrrolidin zugesetzt, gefolgt
von der Zugabe von 1318 g kolloidalen Siliciumdioxids (30%
Siliciumdioxid und 70% H₂O). Das erhaltene Produkt wurde
gemischt, bis sich ein homogenes Gel bildete. Das Gel setzte
sich aus den folgenden Bestandteilen in Molverhältnissen zusammen:
Das Gemisch wurde 2 Tage bei 157°C gerührt, wobei
die Kristallisation abgeschlossen wurde. Die Produktkristalle
wurden von der Lösung abfiltriert und etwa 16 h kontinuierlich
gewaschen und dann bei 110°C getrocknet.
Die Röntgenbeugungsanalyse des kristallinen Produkts
zeigte, daß die Kristalle ein der Tabelle I entsprechendes
Beugungsmuster hatten. Auch wurden zusätzliche Linien beobachtet,
die die Gegenwart von Spurenmengen nicht-identifizierten
kristallinen Materials zeigten.
Chemische Analyse des kristallinen Produkts führte zur
folgenden Zusammensetzung:
Physikalische Analyse des kristallinen Produkts nach
16stündigem Brennen bei 538°C zeigte, daß das Produkt
eine Oberfläche von 215 m²/g hatte, und Adsorptionstests
(durchgeführt, wie oben beschrieben) lieferten die folgenden
Ergebnisse:
AdsorptionGew.-%
Cyclohexan2,1
n-Hexan6,1
Wasser4,6
69,7 g des so hergestellten ZSM-23 wurden 3 h bei 538°C
in Stickstoff wärmebehandelt und dann viermal bei 82 bis 93°C
mit einer 10gewichtsprozentigen NH₄Cl-Lösung, jedesmal mit
2 h Kontaktzeit, in Berührung gebracht. Das erhaltene Produkt
mit einem Natriumgehalt von 0,03 Gew.-% wurde 10 h bei 538°C
gebrannt und dann 20 h bei 593°C dampfbehandelt.
Ein 2 : 1-Molverhältnis von Toluol : Methanol wurde über
eine 1-g-Probe des Katalysators des Herstellungsbeispiels 1
geleitet. Reaktionsbedingungen und Ergebnisse sind in Tabelle
II wiedergegeben.
ZSM-23 in der Wasserstoff-Form wurde mit einer Lösung von
52,8 g Natriumaluminat, 10,88 g NaOH und 960 g Wasser hergestellt.
Dann wurden 582,4 g Pyrrolidon zugesetzt, gefolgt von
der Zugabe von 5537,6 g kolloidalen Siliciumoxids in 6872 g
Wasser. Das erhaltene Produkt wurde gemischt, bis ein homogenes
Gel entstanden war.
Das Gemisch wurde 3 Tage bei 177°C gerührt, wobei die
Kristallisation abgeschlossen wurde. Die Produktkristalle wurden
von der Lösung abfiltriert und mit Wasser gewaschen.
Die Röntgenbeugungsanalyse des kristallinen Produkts zeigte,
daß die Kristalle ein der Tabelle I entsprechendes Beugungsmuster
hatten.
305 g des so hergestellten ZSM-23 wurden 3 h bei 371°C
in Stickstoff gebrannt und dann viermal bei 82 bis 93°C
mit einer 10gewichtsprozentigen NH₄Cl-Lösung
unter Einsatz von 10 ml Lösung pro Gramm Zeolith, jeweils mit
einer Kontaktzeit von 2 h, in Berührung gebracht. Das Ionenaustauschprodukt
wurde dann mit Wasser chloridfrei gewaschen, bei
110°C getrocknet und 10 h bei 538°C gebrannt.
Toluol/Methanol im Molverhältnis 2 : 1 wurde über eine
0,3-g-Probe des Katalysators des Herstellungsbeispiels 2 geleitet.
Die Reaktionsbedingungen und Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle III wiedergegeben.
ZSM-23 wurde durch Bilden einer Lösung von 52,8 g Natriumaluminat,
10,88 g NaOH und 960 g Wasser hergestellt. Dann
wurden 582,4 g Pyrrolidin und darauf 5537,6 g kolloidales
Siliciumdioxid in 6872 g Wasser zugesetzt. Das erhaltene Produkt
wurde gemischt, bis ein homogenes Gel entstanden war.
Das Gemisch wurde 3 Tage bei 177°C gerührt, wobei
die Kristallisation abgeschlossen wurde. Die Produktkristalle
wurden von der Lösung abfiltriert und mit Wasser gewaschen.
Die Röntgenbeugungsanalyse des kristallinen Produkts zeigte,
daß die Kristalle ein der Tabelle I entsprechendes Beugungsmuster
hatten.
Toluol/Methanol im Molverhältnis 2 : 1 wurde über eine 1-g-Probe
des Katalysators des Herstellungsbeispiels 3 geführt.
Die Reaktionsbedingungen und Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle IV wiedergegeben.
Aus den vorstehend zusammengestellten Daten ergibt sich,
daß p-Xylol in einer wesentlich größeren Menge als der Gleichgewichtskonzentration
selektiv gebildet wurde.
Toluol/Äthylen im Molverhältnis von 3,7 : 1 wurde über eine
1-g-Probe des Katalysators des Herstellungsbeispiels 3 geführt.
Die Reaktionsbedingungen und Ergebnisse sind in Tabelle V wiedergegeben.
Aus den vorstehend zusammengestellten Daten ist zu entnehmen,
daß p-Äthyltoluol in wesentlich über der Gleichgewichtskonzentration
liegender Menge selektiv gebildet wurde.
Äthylbenzol/Äthylen im Molverhältnis von 3,2 : 1 wurde über
eine 1-g-Probe des Katalysators des Herstellungsbeispiels 3
bei 500°C und einer gewichtsmäßigen stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit
von etwa 6,3 h-1 geleitet.
Die Analyse des erhaltenen Produkts ergab folgende Ergebnisse:
Gew.-%
Benzol15,91
Toluol 0,36
Äthylbenzol78,32
Xylole 0,27
C₉ 0,60
Diäthylbenzol
p 1,86 m 1,59 o 0,17 Umwandlung21,0 Diäthylbenzol-Selektivität17,4 Diäthylbenzol-Isomerengemisch
p/m/o51,5/43,8/4,7
p 1,86 m 1,59 o 0,17 Umwandlung21,0 Diäthylbenzol-Selektivität17,4 Diäthylbenzol-Isomerengemisch
p/m/o51,5/43,8/4,7
Den vorstehenden Ergebnissen ist zu entnehmen, daß der
ZSM-23-Katalysator zu einer wesentlich über der Gleichgewichtskonzentration
liegenden Bildung von p-Äthylbenzol und
zu einer wesentlich unter der Gleichgewichtskonzentration
liegenden Menge an o-Diäthylbenzol führte. Zudem war die Bildung
höher äthylierter Produkte begrenzt.
Es versteht sich, daß die vorstehende Beschreibung lediglich
der Veranschaulichung bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindung dient, die vom Fachmann aufgrund seines Fachwissens
noch in vieler Hinsicht abgewandelt werden kann.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung p-methyl-
und/oder -äthyl-substituierter Benzole, dadurch
gekennzeichnet, daß man Toluol
oder Äthylbenzol mit einem Methylierungs- oder
Äthylierungsmittel bei einer Temperatur von 300
bis 750°C in Gegenwart eines Katalysators, der
kristallinen Aluminosilicat-Zeolith ZSM-23 enthält,
umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man Toluol bei einem Mol-
Verhältnis von Methylierungsmittel zu Toluol
zwischen 0,05 und 5 methyliert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man zum Umsetzen
mit Toluol als Methylierungsmittel Methanol bei
einem Molverhältnis von Methanol zu Toluol zwischen
0,1 und 2 einsetzt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/704,194 US4049738A (en) | 1976-07-12 | 1976-07-12 | Selective production of para-xylene |
US05/793,469 US4100217A (en) | 1976-07-12 | 1977-05-03 | Selective production of para-substituted benzenes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2730949A1 DE2730949A1 (de) | 1978-01-19 |
DE2730949C2 true DE2730949C2 (de) | 1988-02-04 |
Family
ID=27107275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772730949 Granted DE2730949A1 (de) | 1976-07-12 | 1977-07-08 | Verfahren zur selektiven herstellung p-substituierter benzole |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS607604B2 (de) |
CA (1) | CA1084953A (de) |
DE (1) | DE2730949A1 (de) |
FR (1) | FR2358373A1 (de) |
GB (1) | GB1536827A (de) |
IT (1) | IT1082110B (de) |
NL (1) | NL7707709A (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0005315B1 (de) | 1978-05-08 | 1981-12-02 | Imperial Chemical Industries Plc | Herstellung von Xylolkohlenwasserstoffen |
US4301316A (en) * | 1979-11-20 | 1981-11-17 | Mobil Oil Corporation | Preparing phenylalkanes |
US4358628A (en) * | 1981-06-26 | 1982-11-09 | Shell Oil Company | Alkylation of benzene compounds with detergent range olefins |
JPS601140A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Idemitsu Kosan Co Ltd | パラエチルトルエンの製造方法 |
US4547605A (en) * | 1983-09-28 | 1985-10-15 | Mobil Oil Corporation | Catalyst for alkylation of aromatic hydrocarbons |
JPS62172208U (de) * | 1986-04-21 | 1987-10-31 | ||
JPH0510487Y2 (de) * | 1986-06-17 | 1993-03-15 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3962346A (en) * | 1975-03-07 | 1976-06-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | 1,1-Bis(perfluoroalkylsulfonyl)ethenes |
-
1977
- 1977-05-31 CA CA279,544A patent/CA1084953A/en not_active Expired
- 1977-06-23 IT IT25009/77A patent/IT1082110B/it active
- 1977-06-27 JP JP52075657A patent/JPS607604B2/ja not_active Expired
- 1977-06-28 FR FR7719781A patent/FR2358373A1/fr active Granted
- 1977-06-29 GB GB27225/77A patent/GB1536827A/en not_active Expired
- 1977-07-08 DE DE19772730949 patent/DE2730949A1/de active Granted
- 1977-07-11 NL NL7707709A patent/NL7707709A/xx not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2358373A1 (fr) | 1978-02-10 |
CA1084953A (en) | 1980-09-02 |
JPS607604B2 (ja) | 1985-02-26 |
DE2730949A1 (de) | 1978-01-19 |
GB1536827A (en) | 1978-12-20 |
FR2358373B1 (de) | 1983-10-14 |
NL7707709A (nl) | 1978-01-16 |
IT1082110B (it) | 1985-05-21 |
JPS539722A (en) | 1978-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2714239C2 (de) | ||
DE2624097C2 (de) | ||
DE2560441C2 (de) | Verfahren zur Umwandlung von Paraffinen zu einem Olefine enthaltenden Produkt | |
DE2321471C2 (de) | Verfahren zum Alkylieren von aromatischen Kohlenwasserstoffen | |
DE2756221A1 (de) | Verfahren zur aethylierung von benzol | |
DE60004657T2 (de) | Dimerisierung von Olefinen | |
DE2633881A1 (de) | Katalysator fuer die umwandlung von organischen verbindungen sowie herstellung und verwendung des katalysators | |
DE2400946A1 (de) | Aromatisierungsverfahren | |
DE60128946T2 (de) | Uzm-5, uzm-5p und uzm-6 typ kristalline aluminosilikat-zeolithe und sie anwendende verfahren | |
DE2826865C2 (de) | ||
DE2742971A1 (de) | Kristalline zeolithe, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung | |
DE3009495C2 (de) | ||
DE2321399C2 (de) | Verfahren zur Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen | |
DE3341902C2 (de) | Kristallines Alumosilikat, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung als Katalysator bei der Pyrolysebehandlung von Methanol und/oder Dimethyläther zur Herstellung von Olefinen | |
DE2720033A1 (de) | Verfahren zur isomerisierung von monocyclischen alkylaromatischen kohlenwasserstoffen | |
DE2753867C2 (de) | ||
DE2819304C2 (de) | ||
DE2730949C2 (de) | ||
DE3009497C2 (de) | ||
DE2442241C3 (de) | Verwendung bestimmter Zeolithe zur Xylolisomerisierung | |
DE2935863A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines kohlenwasserstoffgemisches | |
DE2558035A1 (de) | Kombiniertes verfahren zur katalytischen umwandlung und hydrodealkylierung von kohlenwasserstoffen | |
DE2460539A1 (de) | Verfahren zur disproportionierung von toluol | |
DE2622318C2 (de) | Verfahren zur Alkylierung oder Transalkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen | |
DE2739950A1 (de) | Herstellung von alkylbenzol |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: KADOR, U., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 800 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |