JP2001131094A - 芳香族化合物異性体の製造方法 - Google Patents
芳香族化合物異性体の製造方法Info
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Abstract
を長くし、効率よく芳香族化合物異性体を製造する方法
を提供する。 【解決手段】 ゼオライトを含む吸着剤と、脱着剤とを
用いて、アルキル基および/またはハロゲンで置換され
た芳香族化合物を吸着分離することにより異性体を製造
する際に、脱着剤の不純物を低減させた後、吸着分離工
程に供給することを特徴とする芳香族化合物異性体の製
造方法。
Description
の製造方法に関する。更に詳しくは、ゼオライトを含む
吸着剤と、脱着剤を用いて目的とする芳香族化合物異性
体を吸着分離により製造する方法に関する。
中間体として有用な化合物であり、特定の異性体を得る
ために、ゼオライトを含む吸着剤と接触させて吸着分離
する方法が知られている。
2,6−ジクロロトルエンを吸着分離する際にフォージ
ャサイト型ゼオライトを吸着剤として用いる方法、特開
平4−30025号公報にはm−ジクロロベンゼンを吸
着分離する際にカリウムイオンおよび鉛イオンを必須成
分として含むフォージャサイト型ゼオライトを吸着剤と
して用いる方法、特公平4−46933号公報にはハロ
ゲン化ベンゼン誘導体を異性化する際に生じるHClを
蒸留等により除去し、ゼオライト吸着分離剤により特定
の異性体を分離するプロセスなどがしられている。
143162号公報、特開平10−251230号公報
およびEP173440公報にピリジン環をもつ化合物
を吸着分離する際にフォージャサイト型ゼオライトを吸
着剤として分離する方法が開示されている。
剤を用いて芳香族化合物異性体を吸着分離する際、一般
的には吸着剤の性能は経時的に低下するため、適切な時
点で新品との交換または燃焼等による再生処理を行う必
要がある。従って吸着剤の寿命または再生周期を長くす
ることは工業的に非常に有利である。
れた、ゼオライト吸着剤を用いて芳香族化合物異性体の
吸着分離を行う際、異性化反応により副生するHClを
予め除去する方法は吸着剤の劣化を抑制するための手段
であるが、工業的に望まれる寿命または再生周期を達成
するためには不十分である。
再使用されるが、分離しようとする芳香族化合物異性体
に微量に含まれる不純物や、芳香族化合物異性体および
/または脱着剤の分解や反応により生成する不純物など
が循環再使用する脱着剤に蓄積し、吸着剤の性能を低下
させるるものと推定される。
の劣化を抑制し寿命を長くすることができ、効率よく芳
香族化合物異性体を製造することにある。
含む吸着剤と、脱着剤とを用いて、アルキル基および/
またはハロゲンで置換された芳香族化合物を吸着分離す
ることにより異性体を製造する際に、脱着剤の不純物を
低減させた後、吸着分離工程に供給することを特徴とす
る芳香族化合物異性体の製造方法である。
ある。
環を有する芳香族化合物であること、 芳香族化合物が
少なくとも1つのハロゲン元素で核置換された芳香族化
合物であること、脱着剤に含まれる不純物を蒸留、放
散、および固体吸着剤による吸着のいずれかの方法によ
り低減させること、脱着剤に含まれる不純物を、脱着剤
の一部を廃棄し、不純物を含まない脱着剤を補充するこ
とにより低減させること、吸着分離工程に供給する脱着
剤の全量または一部を、不純物を低減させる工程に連続
的または断続的に供給して不純物を低減させてから、吸
着分離工程に供給すること、である。
なる芳香族化合物は、アルキル基および/またはハロゲ
ンで置換された芳香族化合物である。この芳香族化合物
は複数の異性体を有しており、各異性体間の沸点差が小
さい場合には蒸留などによる分離が困難であり、吸着分
離により異性体を分離する方法が適している。
はハロゲンで置換された芳香族化合物は、置換基のうち
の少なくとも一つはアルキル基またはハロゲンである
が、これらの置換基の他に水酸基、アルデヒド基、カル
ボキシル基などの酸素を含有する置換基、−NO2、−
NH2、−NHR、−NR2、-NRR’(R、R’はメチ
ル基、エチル基、プルピル基の少なくとも一つ)などの
窒素を含有する置換基などを有していてもかまわない。
ゼンの誘導体に限らず、ナフタレン、アントラセン、フ
ェナントレンなどの多環芳香族化合物、ピリジン、トリ
アジンなどの複素環式化合物なども含まれれる。
コリン、β-ピコリン、γ-ピコリン、3,5-ルチジン、2,
6-ルチジン、2,4-ルチジン、2,5-ルチジン、3,4-ルチジ
ン、2,3-ルチジン、2,4,6-コリジン、2-エチルピリジ
ン、3-エチルピリジン、4-エチルピリジン、2-ビニルピ
リジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-ピリ
ジンメタノール、3-ピリジンメタノール、4-ピリジンメ
タノール、2-アミノピリジン、3-アミノピリジン、4-ア
ミノピリジン、2-ジメチルアミノピリジン、3-ジメチル
アミノピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、2-アルデ
ヒドピリジン、3-アルデヒドピリジン、4-アルデヒドピ
リジン、ニコチン酸、イソニコチン酸、ピコリン酸、2-
クロロピリジン、3-クロロピリジン、4-クロロピリジ
ン、3,5-ジクロロピリジン、2,6-ジクロロピリジン、2,
4-ジクロロピリジン、2,5-ジクロロピリジン、3,4-ジク
ロロピリジン、2,3-ジクロロピリジン、2-シアノピリジ
ン、3-シアノピリジン、4-シアノピリジン、2-クロロ-5
-メチルピリジン、2-クロロ-4-メチルピリジン、2-クロ
ロ-3-メチルピリジン、2-クロロ-6-メチルピリジン、メ
チルピロール、エチルピロール、プロピルピロール、ジ
メチルピロール、クロロピロール、メチルフラン、エチ
ルフラン、プロピルフラン、ジメチルフラン、クロロフ
ラン、メチルチオフェン、エチルチオフェン、プロピル
チオフェン、ジメチルチオフェン、クロロチオフェン、
メチルキノリン、エチルキノリン、プロピルキノリン、
ジメチルキノリン、クロロキノリン、などが挙げられ
る。
された芳香族化合物としては、下記一般式(I)で表さ
れる化合物である場合に本発明の方法が好ましく採用さ
れる。
のいずれかを示し、X1およびX2は各々ハロゲン原子、
水素原子、アルキル基のいずれかを示す。) ここで少なくとも一つのハロゲン元素で核置換されたも
のが特に好ましく、ハロゲン元素としては、塩素または
臭素が特に好ましい。さらに好ましくは、塩素で核置換
された芳香族化合物である。
性体)の具体例としては、例えばキシレン、トリメチル
ベンゼン、テトラメチルベンゼン、エチルトルエン、ジ
エチルベンゼン、トリエチルベンゼン、クロロトルエ
ン、ジクロロトルエン、トリクロロトルエン、クロロエ
チルベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼ
ン、テトラクロロベンゼン、ブロムトルエン、ブロムエ
チルベンゼン、ジブロムベンゼン、ジブロムトルエン、
クロロブロムベンゼン、ジブロムクロロベンゼン、ジク
ロロブロムベンゼン等が挙げられる。中でもクロロトル
エン、ジクロロトルエン、クロロエチルベンゼン、ジク
ロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の製造に適してい
る。
て吸着分離を行う。
リケートだけでなく、ALPO,SAPOなどの結晶性
アルミノフォスフェート、シリコアルミノシリケートな
ども含まれる。
したものを選択する。例えばキシレンの吸着分離にはフ
ォージャサイト型ゼオライト等が好ましく、塩素化芳香
族化合物などのハロゲン化芳香族化合物の吸着分離には
フォージャサイト型ゼオライトやペンタシル型ゼオライ
ト等が好ましい。これらのゼオライトを含む吸着剤は、
吸着選択性を調整するためにアルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩等でイオン交換処理する場合もある。また工
業的な取り扱いを容易にするためにアルミナ、ベントナ
イト等のバインダーとともに成形されたものが好ましく
使用される。
されないが、例えばトルエン、キシレン、ナフタレン、
クロロベンゼン、ジクロロトルエンなどの芳香族化合物
が使用できる。また、複素環式化合物の場合は、上記脱
着剤に加え、アニリン、メチルアニリン、ジメチルアニ
リン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、トルイ
ジン、アニシジン、クロロアニリン、ブロモアニリン、
ニトロアニリン、ジニトロアニリン、トリニトロアニリ
ン、フェニレンジアミン、メチルアミン、ジメチルアミ
ン、エチルアミン、トリエチルアミン、n−プロピルア
ミン、ジ-n−プロピルアミン、トリ-n−プロピルアミ
ン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチ
ルアミン、sec-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、シ
クロヘキシルアミン、ベンジルアミン、α-フェニルエ
チルアミン、β-フェニルエチルアミン、エチレンジア
ミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、ピペラジン、ピペリジン、ピロリジンなどが利用で
きる。
原因となる不純物を低減させることが重要である。再使
用する際の不純物の量は少ないほど好ましく、1000
重量ppm以下、さらに好ましくは100重量ppm以
下である。不純物を低減させることで脱着剤の劣化を抑
制することが出来、効率よく吸着分離を行うことが出来
る。
純物の種類により異なるが、ガスクロマトグラフィー、
カールフィッシャー水分計、ベックマン溶存酸素計や、
加熱時の着色度比較などで測定できる。
としては、蒸留、放散、固体吸着剤による吸着、脱着剤
の一部を廃棄し不純物を含まない脱着剤を補充する等の
処理方法が挙げられる。
有する脱着剤を蒸留し沸点の低い不純物および/または
沸点の高い不純物を脱着剤から除去する方法をいう。蒸
留の方法は常法によって実施される。蒸留塔は棚段塔ま
たは充填塔等いずれでもよく、操作条件は特に限定され
ない。
N2を直接吹き込みバブリングする方法や、棚段塔また
は充填塔等にてN2と向流接触させる方法等が挙げられ
る。操作条件は特に限定されない。
純物を含有する脱着剤を固体吸着剤と接触させ、不純物
を選択的に固体吸着剤に吸着させて不純物を低減させる
方法をいう。接触させる方法は固定床、流動床などいず
れでもよい。固体吸着剤としては活性炭やゼオライト、
酸性白土、活性白土、アルミナ等が用いられる。
のうち、例えば水分、塩酸、フェノール類などの極性が
強い物質は吸着剤表面に強く吸着し、吸着分離性能を低
下させる。また芳香族化合物の二量体などは、吸着剤中
で反応してカーボン化し、吸着分離性能を低下させる場
合がある。従ってこれらの不純物を低減することにより
吸着剤の劣化を抑制し、再生周期を延長できると考えら
れる。したがって、本発明で除去する不純物としては、
水分、塩酸、フェノール類、芳香族化合物の二量体、不
飽和炭化水素を含む化合物、アルデヒド基、カルボキシ
ル基などの含酸素化合物などを除去するのが好ましい。
供給する脱着剤は、吸着分離工程で循環再使用する脱着
剤の全量または一部のいずれでもよく、不純物を低減さ
せる工程への供給の方法は連続的または断続的のいずれ
でもよい。
た方法で実施できる。吸着分離の形式は、固定床、移動
床、流動床いずれの形式でも可能であり、また流通式、
回分式のいずれも可能である。また吸着分離は気相、液
相のいずれにおいても可能である。一般によく知られた
プロセスとしては擬似移動床方式がある。
明する。
型ゼオライトを特開昭48−15833号公報の実施例
に記載された方法により調製し、イオン交換したK−Y
型ゼオライト吸着剤を用い、キシレン異性体とエチルベ
ンゼンを主成分とする原料(以下吸着原料と略す。)か
らパラキシレン(以下PXと略す)の分離を行った。装
置は特開平4−330025号公報の実施例5に記載の
疑似移動床装置を改造し、吸着室を24室にしたものを
用いた。装置の概要を図1に、吸着分離条件を表1に、
用いた吸着原料の組成を表2に示す。本装置では、90
wt%以上のパラジエチルベンゼン(以下p−DEBと
略す)を脱着剤として吸着原料を分離する。目的成分で
あるPXを脱着剤と共にエクストラクト流れとして取り
出し、回収しきれない一部のPXと吸着原料の残りの成
分を脱着剤と共にラファネート流として取り出す。エク
ストラクトおよびラフィネートはその後、それぞれ蒸留
装置1および2で脱着剤を回収し、第24吸着室から回
収する脱着剤と共に、循環再使用する。吸着原料および
脱着剤は高温下で吸着剤と接触することで2量体などの
高沸物、あるいは蒸留塔N2シール中の微量O2によるア
ルデヒド基、カルボキシル基を有する含酸素化合物が微
量生成し、循環再使用する脱着剤に蓄積し吸着分離性能
を低下させる。
9.80wt%を得るときの下式で定義される「吸着回
収率」を用い、その経時変化をスタート時の吸着回収率
を基準にして示した。
装置3で高沸物を除去した後に再使用したところ、図2
に示す通り吸着性能の低下は見られなかった。また、除
去した高沸物を濃縮して、表3に示すガスクロマトグラ
フ分析条件で分析したところ、図3に示すような高沸物
が多く存在することが確認できた。 比較例1 実施例1において、脱着剤の一部を連続的に抜き出して
蒸留により不純物を除去した後に再使用することを実施
しなかった以外は、実施例1と同様にして吸着分離を行
った。この時、吸着回収率は図2に示す通り大きく低下
した。 比較例2 最初は比較例1と同様にして吸着分離を行い、途中より
実施例1と同様にして吸着分離を行った。この時、吸着
回収率は図2に示す通り途中までは大きく低下したが、
不純物除去を開始してからは低下が止まった。 実施例2 m−ジクロロベンゼン(以下m−DCBと略す)分離用
ゼオライト吸着剤を、特開平4−330025号公報の
実施例1〜4に記載の方法により調製した。この吸着剤
はカチオンとしてカリウムイオンおよび鉛イオンを含む
Y型ゼオライトである。この吸着剤を500℃で2時間
焼成した後、特開平4−330025号公報の実施例5
に記載の擬似移動床装置により吸着分離を行った。装置
の概要を図4に、吸着分離条件を表4に示す。本装置で
は、3,4−ジクロロトルエン(以下3,4−DCTと略
す)を脱着剤としてDCB異性体混合物を分離する。目
的成分であるm−DCBを脱着剤と共にラフィネート流
れとして取り出し、回収しきれない一部のm−DCBと
o−DCBおよびp−DCBを脱着剤と共にエクストラ
クト流れとして取り出す。ラフィネートおよびエクスト
ラクトはその後、それぞれ蒸留装置1および2で脱着剤
を回収し、吸着室12から回収する脱着剤とともに、循
環再使用する。3,4ーDCTは加熱によりビフェニル
メタン系などの高沸物が微量生成するため、通常は循環
再使用する脱着剤中に蓄積し、吸着剤の性能を低下させ
る。
9.5%を得るときの下式で示す吸着回収率を用い、そ
の経時変化をスタート時の吸着回収率を基準にして示し
た。
装置3および4で不純物を除去した後に再使用したとこ
ろ、図5に示す通り吸着性能の低下は見られなかった。
また、除去した高沸物を濃縮して、表5に示すガスクロ
マトグラフ分析条件で分析したところ、図6に示すよう
な高沸物が多く存在することが確認できた。
蒸留により不純物を除去した後に再使用することを実施
しなかった以外は、実施例2と同様にして吸着分離を行
った。この時、吸着回収率は図5に示す通り大きく低下
した。比較例4最初は比較例3と同様にして吸着分離を
行い、途中より実施例2と同様にして吸着分離を行っ
た。この時、吸着回収率は図5に示す通り途中までは大
きく低下したが、不純物除去を開始してからは低下が止
まった。
す。)(東ソ−(株)製・ゼオラムNa−5.1Y粉末
品)100重量部にバインダ−としてアルミナゾル(日
産化学200番;Al2O3 =10wt%)をアルミナ
換算で15重量部添加して0.15〜0.5mmφに造粒
されたNaY型ゼオライトを120℃で乾燥後、500
℃、2時間焼成した。このNa−YのNaカチオンサイ
トの50%に相当する硝酸銀水溶液(金属モル換算)を
用いて(固液比3.0L/kg)室温で30分放置して
85℃で1時間のイオン交換処理を行い、蒸留水で十分
洗浄後、120℃で乾燥、500℃、2時間焼成した。
この吸着剤(Ag−Na−Y)により、α-ピコリン:
β-ピコリン:2,6−ルチジン:2,4−ルチジン=
1:1:1:1:(重量比)の混合物を脱着剤として
2,4-キシリジンを用い、実施例2と同様に分離を行
った。
と共にラフィネート流れとして取り出し、回収しきれな
い一部の2,6−ルチジンとα-ピコリン、β-ピコリン
および2,4−ルチジンを脱着剤と共にエクストラクト
流れとして取り出す。
9.5%を得るときの下式で示す吸着回収率を用い、そ
の経時変化をスタート時の吸着回収率を基準にして示し
た。
装置3および4で不純物を除去した後に再使用したとこ
ろ、図7に示す通り吸着性能の低下は見られなかった。 比較例5 実施例3において、脱着剤の一部を連続的に抜き出して
蒸留により不純物を除去した後に再使用することを実施
しなかった以外は、実施例3と同様にして吸着分離を行
った。この時、吸着回収率は図7に示す通り大きく低下
した。
と脱着剤を用いて目的とする芳香族化合物異性体を吸着
分離により製造する際、吸着剤の劣化を飛躍的に抑制す
ることができる。
フローを示す図である。
率の経時変化を示す図である。
物成分を示す図である。
フローを示す図である。
率の経時変化を示す図でる。
トム液中の不純物である高沸物不純物成分を示す図であ
る。
変化を示す図である。
2,6−ジクロロトルエンを吸着分離する際にフォージ
ャサイト型ゼオライトを吸着剤として用いる方法、特開
平4−330025号公報にはm−ジクロロベンゼンを
吸着分離する際にカリウムイオンおよび鉛イオンを必須
成分として含むフォージャサイト型ゼオライトを吸着剤
として用いる方法、特公平4−46933号公報にはハ
ロゲン化ベンゼン誘導体を異性化する際に生じるHCl
を蒸留等により除去し、ゼオライト吸着剤により特定の
異性体を分離するプロセスなどがしられている。
型ゼオライトを特開昭48−15833号公報の実施例
に記載された方法により調製し、イオン交換したK−Y
型ゼオライト吸着剤を用い、キシレン異性体とエチルベ
ンゼンを主成分とする原料(以下吸着原料と略す。)か
らパラキシレン(以下PXと略す)の分離を行った。装
置は特開平4−330025号公報の実施例5に記載の
疑似移動床装置を改造し、吸着室を24室にしたものを
用いた。装置の概要を図1に、吸着分離条件を表1に、
用いた吸着原料の組成を表2に示す。本装置では、90
wt%以上のパラジエチルベンゼン(以下p−DEBと
略す)を脱着剤として吸着原料を分離する。目的成分で
あるPXを脱着剤と共にエクストラクト流れとして取り
出し、回収しきれない一部のPXと吸着原料の残りの成
分を脱着剤と共にラファネート流として取り出す。エク
ストラクトおよびラフィネートはその後、それぞれ蒸留
装置1および2で脱着剤を回収し、第24吸着室から回
収する脱着剤と共に、循環再使用する。吸着原料および
脱着剤は高温下で吸着剤と接触することで2量体などの
高沸物、あるいは蒸留塔N2シール中の微量O2によるア
ルデヒド基、カルボキシル基を有する含酸素化合物が微
量生成し、循環再使用する脱着剤に蓄積し吸着分離性能
を低下させる。
フローを示す図である。
率の経時変化を示す図である。
物成分を示す図である。
フローを示す図である。
率の経時変化を示す図でる。
ボトム液中の高沸物不純物成分を示す図である。
変化を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】ゼオライトを含む吸着剤と、脱着剤とを用
いて、アルキル基および/またはハロゲンで置換された
芳香族化合物を吸着分離することにより異性体を製造す
る際に、脱着剤の不純物を低減させた後、吸着分離工程
に供給することを特徴とする芳香族化合物異性体の製造
方法。 - 【請求項2】芳香族化合物がベンゼン環または複素環を
有する芳香族化合物であることを特徴とする請求項1記
載の芳香族化合物異性体の製造方法。 - 【請求項3】芳香族化合物が少なくとも1つのハロゲン
元素で核置換された芳香族化合物である請求項1または
2項記載の芳香族化合物異性体の製造方法。 - 【請求項4】脱着剤に含まれる不純物を蒸留、放散、お
よび固体吸着剤による吸着のいずれかの方法により低減
させることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の
芳香族化合物異性体の製造方法。 - 【請求項5】脱着剤に含まれる不純物を、脱着剤の一部
を廃棄し、不純物を含まない脱着剤を補充することによ
り低減させることを特徴とする請求項1〜3いずれかに
記載の芳香族化合物異性体の製造方法。 - 【請求項6】吸着分離工程に供給する脱着剤の全量また
は一部を、不純物を低減させる工程に連続的または断続
的に供給して不純物を低減させてから、吸着分離工程に
供給することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記
載の芳香族化合物異性体の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000252332A JP2001131094A (ja) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | 芳香族化合物異性体の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24039399 | 1999-08-26 | ||
JP11-240393 | 1999-08-26 | ||
JP2000252332A JP2001131094A (ja) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | 芳香族化合物異性体の製造方法 |
Publications (2)
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JP2000252332A Pending JP2001131094A (ja) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | 芳香族化合物異性体の製造方法 |
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