JP2002212117A - 3,5−ジクロロトルエンの製造方法 - Google Patents

3,5−ジクロロトルエンの製造方法

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JP2002212117A
JP2002212117A JP2001015161A JP2001015161A JP2002212117A JP 2002212117 A JP2002212117 A JP 2002212117A JP 2001015161 A JP2001015161 A JP 2001015161A JP 2001015161 A JP2001015161 A JP 2001015161A JP 2002212117 A JP2002212117 A JP 2002212117A
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dct
dichlorotoluene
adsorbent
isomer
adsorption
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Masatoshi Watanabe
正敏 渡辺
Kazuyoshi Iwayama
一由 岩山
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ジクロロトルエン異性体混合物から3,5−ジ
クロロトルエンを効率よく製造する方法。 【解決手段】ジクロロトルエン異性体混合物をPbイオ
ンを含有するフォージャサイト型ゼオライト系吸着剤と
接触させ、トリメチルベンゼンを脱着剤として、3,5
−ジクロロトルエンをエクストラクト成分として分離す
ることにより高純度の3,5−ジクロロトルエンを効率
よく製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジクロロトルエン
(以下ジクロロトルエンを”DCT”と略す)異性体混
合物からゼオライト吸着剤を用いて、吸着分離すること
により3,5−DCTを製造する方法に関するものであ
る。3,5−DCTは医薬、農薬、染料等の原料として
重要である。
【0002】
【従来の技術】3,5−DCTは新規農薬の中間原料と
して期待されているが、未だ工業的な製造方法が確立さ
れていない。その原因として、クロロトルエンの核塩素
化反応では、オルソ、パラ配向性が強く3,5−DCT
がほとんど生成しない。また、DCTの異性化反応によ
って3,5−DCTを生成させても副生する他のDCT
異性体混合物のうち特に2,4−DCT(沸点:約20
0℃)とは沸点がほぼ等しいため精留により高純度の
3,5−DCTを分離回収することが実質上不可能であ
るということがあげられる。特公平1-40016号公報に
は、かかる課題に対して、DCT異性体あるいはDCT
異性体混合物を異性化反応条件下で異性化することによ
って得られる3,5−DCTを含むDCT異性体混合物
から3,5−DCTを吸着分離により、回収する方法に
ついて研究した結果、DCT異性体混合物中で3,5−
DCTを最も弱く吸着するフォージャサイト型ゼオライ
ト系吸着剤を用いて3,5−DCTをラフィネート成分
として分離回収する方法が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】DCT異性体混合物中
に数%から15%程度しか存在しない3,5−DCTを
効率よく分離するには従来技術では十分でなかった。本
発明は3,5−DCTを効率よく分離する吸着剤及び脱
着剤を見出し、3,5−DCT製造コスト低減を図るこ
とである。
【0004】
【課題を解決するための手段】3,5−DCTは他のD
CT異性体から異性化反応によって生成させることが出
来る。DCT異性体は6種類存在する為、DCT異性体
混合物中の3,5−DCT濃度は異性化反応では数%か
ら15%程度である。
【0005】DCT異性体混合物中から目的のDCT異
性体を吸着分離する方法には、目的のDCT異性体が吸
着剤に対して、他の異性体成分中で最も弱く吸着する場
合と、最も強く吸着する場合がある。目的のDCT異性
体が最も弱く吸着する場合には、目的のDCT異性体以
外の成分を基本的には全量を吸着剤に吸着させる必要が
ある。この場合は、目的のDCT異性体成分は非吸着成
分であるラフィネート成分として分離製造される。一
方、目的の異性体が最も強く吸着する場合は、吸着剤に
目的のDCT異性体を吸着させ、しかる後、脱着剤で脱
離させることにより、目的の異性体を製造することが出
来る。この場合は、目的の異性体成分はエクストラクト
成分として分離製造される。
【0006】DCT異性体を異性化反応させて得られる
3,5−DCTを含むDCT異性体混合物から3,5−
DCT異性体を吸着分離するには、DCT異性体混合物
中の3,5−DCT濃度が低い点から3,5−DCTを
吸着成分であるエクストラクト成分として分離する方が
有利と考えられる。本発明者らは、かかる観点から吸着
剤及び脱着剤について鋭意検討した結果、「3,5−D
CTを含むDCT異性体混合物からPbイオンを含有す
るフォージャサイト型ゼオライト吸着剤と接触させ、
1,2,4−トリメチルベンゼンを脱着剤として、3,
5−DCTをエクストラクト成分として分離製造する方
法」により、効率的に製造できることを見出し、本発明
に到達した。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に適用される3,5−DC
Tを含むDCT異性体混合物は、通常、2,6−、2,
5−、2,4−、2,3−、3,4−DCTを含んでい
る。DCT異性体混合物は、予め、蒸留分離または吸着
分離などで、ある特定の異性体を部分的または全量分離
除去した場合にも本発明は適用できる。
【0008】本発明に用いられるゼオライトは、分離対
象化合物を吸着できる細孔を有するゼオライトであるこ
とが必要であり、鉛イオンを含むフォージャサイト型ゼ
オライトを使用する。フォージャサイト型ゼオライトと
しては、合成品がゼオライト含量が高いことから好まし
く用いられる。合成フォージャサイト型ゼオライトには
X型とY型があり、何れのゼオライトも利用できるが、
本発明にはY型ゼオライトが特に好ましい。
【0009】鉛イオンは合成フォージャサイト型ゼオラ
イト中に主に含まれるナトリウムイオンをイオン交換に
より置き換えることによりゼオライトに導入できる。イ
オン交換の方法は通常、目的のイオンを含む化合物、例
えば塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物などの
水溶液にゼオライトを接触させることにより実施され
る。イオン交換量はカチオンの種類により異なるが水溶
液中に含まれる量やイオン交換処理回数により任意に設
定することができる。イオン交換後には十分に水洗し、
交換されて水溶液中に溶出したナトリウムイオンや例え
ば塩素イオン、硝酸イオンなどを除去する。
【0010】フォージャサイト型ゼオライトに含まれる
好ましいPbイオン(2価イオン)交換率は5から80
当量%、更に好ましくは5から60当量%である。イオ
ン交換サイトに占めるPbイオン以外のイオンとして
は、Na、K、Rb、Csイオンであるアルカリ金属イ
オン或いはMg、Ca、Sr、Baイオンであるアルカ
リ土類金属イオンが好ましいが、特に好ましくはNaイ
オンである。Pbイオン交換率の測定は、原子吸光法、
ICP法、蛍光X線法など公知の分析法により求めるこ
とが出来る。
【0011】一般に吸着剤は、成型して用いる。成型体
はゼオライトのみを固めたものでも、アルミナ、粘土な
どのバインダ−と共に造粒したものでも良い。造粒の仕
方は、例えばアルミナなどのバインダーと共に混練りし
た後、押し出し機で押し出し、マルメライザーでまるめ
ることによって作ることができる。その粒径は、通常、
0.1mm以上である。これより小さいと圧損が大きくな
る。大きさの上限は通常5mmであるが、拡散を有利に進
めるために、粒径は小さい方が好ましい。1mm以下が好
ましくさらに好ましくは0.5mm以下である。
【0012】吸着剤は、使用する前に予めゼオライト中
の結晶水を除去する。通常は200〜600℃で加熱す
ることにより、結晶水をほとんど除去することができ
る。
【0013】本発明の吸着剤を用いて、ハロゲン化芳香
族異性体混合物から特定の異性体を吸着分離するための
吸着分離技術は、いわゆるクロマト分取法であってもよ
いし、また擬似移動床による吸着分離方法でもよい。擬
似移動床による分離が、特定の1異性体を分離して製造
する場合には、最も好ましく用いられる。
【0014】擬似移動床による連続的吸着分離技術は基
本的操作として、次に示す吸着操作、濃縮操作、脱着操
作及び脱着剤回収操作を連続的に循環して実施される。 (1)吸着操作:3置換芳香族異性体混合物を含む原料
供給物が、本発明の吸着剤と接触して吸着力が強い成分
ほど選択的に吸着される。強吸着成分はエクストラクト
成分として後で述べる脱着剤とともに回収される。 (2)濃縮操作:弱吸着成分はさらに吸着剤と接触させ
られ吸着力が弱い成分ほど高純度化されて、脱着剤とと
もにラフィネ−トから回収される。 (3)脱着操作:高純度化された弱吸着成分はラフィネ
−トとして回収される一方、強吸着成分は脱着剤によっ
て吸着剤から追出され、脱着剤をともなってエクストラ
クト成分として回収される。 (4)脱着剤回収操作:実質的に脱着剤のみを吸着した
吸着剤は、ラフィネート流れの一部と接触させられ該吸
着剤に含まれる脱着剤の一部が脱着剤回収流れとして回
収される。
【0015】上記、擬似移動床による吸着分離操作を模
式的に示したのが図1である。吸着剤を充填した吸着室
1〜12が連続的に循環して連結されている。
【0016】本発明で好ましく用いられる脱着剤は脱着
力、分離対象物との沸点差等を考慮して選択されるが、
本発明では特にトリメチルベンゼンが好ましく用いられ
る。トリメチルベンゼンには1,2,3−体、1,2,
4−体、1,3,5−体の3種類の異性体が存在する
が、いずれの異性体でも好ましく用いられ、これら異性
体の混合物でもよい。
【0017】また、DCT異性体混合物から3,5−D
CTを吸着分離するにおいて、トリメチルベンゼンが共
存する事により吸着分離性能が向上する効果もある。
【0018】係る方法により分離された3,5−DCT
及び脱着剤を含む混合物は蒸留塔により脱着剤を除去す
ることにより3,5−ジクロロトルエンを得ることが出
来る。
【0019】
【実施例】以下に、本発明を実施例を持って説明する。
実施例におけるバッチ式評価では、吸着剤の吸着性能を
式(1)の吸着選択率(α)で表す。
【0020】
【数1】
【0021】ここで、A,BはDCT異性体の一種を示
し、Sは吸着相を、Lは吸着相と平衡状態にある液相を
示す。
【0022】上記吸着選択率(αA/B)の値が1より大
きい時、A成分が選択的に吸着され、1より小さい時
は、B成分が選択的に吸着される。また、上記吸着選択
率(α)の値が1より大きい吸着剤、或いは1より小さ
く0に近い吸着剤ほどAとBの吸着分離が容易になる。
また、Aが脱着剤(以下”Des”と略す)であり、B
がDCT異性体間で最大吸着強さを示すDCTである場
合、αDCT/DESの値は1に近いほど好ましい。著しく大
きい時には、吸着されたDCTを十分に脱着出来ない。
一方、1より著しく小さい時には、脱着剤が吸着剤に強
く吸着され、次に吸着されるDCTの吸着が十分に出来
ない。
【0023】(吸着剤の調製)ナトリウムタイプY型ゼ
オライト(以下Na−Yと表す。)(東ソ−(株)製・
ゼオラムNa−5.5Y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;Al2
3 =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℃で焼成した。この吸着
剤を吸着剤1と略す。
【0024】吸着剤1を各種金属イオン交換を行った。
イオン交換サイトの40当量%に相当する各種金属イオ
ンでイオン交換を行った。吸着剤1を10グラム取り、
蒸留水30グラムにPb(NO32を2.33グラム溶
解させ、80℃で30分間イオン交換処理をした。その
後、蒸留水で5回バッチ的に水洗をし、120℃で乾燥
させた。この吸着剤を吸着剤2と略す。吸着分離性能を
評価する直前に500℃で焼成した。同様に、Pb(N
32の代わりに、Mn(NO32・6H2Oを2.0
2グラム(吸着剤3)、Co(NO32・6H2Oを
2.05グラム(吸着剤4)、Ni(NO32・6H2
Oを2.05グラム(吸着剤5)、Zn(NO32・6
2Oを2.09グラム(吸着剤6)、AgNO3を2.
39グラム(吸着剤7)用いた。
【0025】吸着剤1へのPbイオン交換率が異なる吸
着剤を調製した。吸着剤2のPbイオン交換率は蛍光X
線法で37当量%であった。吸着剤1を10グラム取
り、Pb(NO32を0.87グラム(吸着剤8)、
3.57グラム(吸着剤9)で同様にイオン交換処理を
行った。吸着剤8、9のPbイオン交換率は各々12、
51当量%であった。
【0026】吸着選択率の測定(バッチ式評価) 内容積5mlのオートクレーブ内に吸着剤2gと供給原
料3gを充填し、150℃で30分間、時々攪拌しなが
ら放置した。吸着供給原料液及び吸着実験後の液相をガ
スクロマトグラフを用いて分析した。その分析結果を用
いて吸着選択率を式(1)に従って計算した。使用した
供給原料液組成は次の通りであった。
【0027】n−ノナン:DCT異性体混合物:脱着剤
(Des)=5:50:50(重量比) DCT異性体混合物組成比 2,5−:2,6−:3,5−:2,4−:3,4−:
2,3−=39:28:5:25:1:2 実施例1、比較例1〜6 脱着剤として1,2,4−トリメチルベンゼンを用い、
吸着剤1〜7についてバッチ式評価により吸着選択率を
測定した。その結果を表1に示す。
【0028】表1より、Pbイオンを含む吸着剤2は、
DCT異性体中で3,5−DCTを最も強く吸着し、エ
クストラクト成分として分離できることがわかる。
【0029】
【表1】
【0030】実施例2、3 鉛イオン交換率を変化させた時の、吸着選択率の影響を
調べた結果を表2に示す。
【0031】
【表2】
【0032】実施例4,5、比較例7〜9 鉛イオン交換率37当量%含む吸着剤Pb−Na−Yを
用い、トリメチルベンゼン及びキシレン各異性体を脱着
剤として吸着選択率を測定した。その結果を表3に示
す。
【0033】
【表3】
【0034】表3より明らかなように、α35/Desが1に
近いトリメチルベンゼンが脱着剤として優れていること
がわかる。また、用いる脱着剤により吸着選択率が変化
することがわかる。トリメチルベンゼンを共存させるこ
とにより、吸着選択率が高いことが明らかである。
【0035】実施例6 吸着剤2と同じ吸着剤を約150グラム調製した。50
0℃、2時間焼成後、4.6mmφx1mのカラム12
本に充填し、その内、4本を脱着帯、4本を濃縮帯、2
本を吸着帯、2本を脱着剤回収帯とし、擬似移動床法に
より150℃での吸着分離性能を調べた。脱着剤とし
て、1,2,4−トリメチルベンゼンを用いた。供給原
料DCTは次の組成の原料を用いた。
【0036】供給原料組成 2,5−:2,6−:3,5−:2,4−:3,4−:
2,3−DCT=36:2:12:33:7:10 吸着分離性能を調べた結果を図2に示した。
【0037】図2から、エクストラクト成分として純度
99重量%以上の3,5−DCTを高収率で得ることが
出来た。
【0038】
【発明の効果】ジクロロトルエン異性体混合物から3,
5−ジクロロトルエンを鉛イオンを含むフォージャサイ
ト型ゼオライト系吸着剤を用いてエクストラクト成分と
して効率よく製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様である擬似移動床による吸着
分離操作を模式的に示す図である。
【図2】本発明の実施例6における吸着分離性能を示す
図である。
【符号の説明】
1〜12:吸着室 13:脱着剤供給ライン 14:エクストラクト抜き出しライン 15:異性体混合物供給ライン 16:ラフィネート抜き出しライン 17:脱着剤回収ライン 18:バルブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジクロロトルエン異性体混合物から3,5
    −ジクロロトルエンを鉛イオンを含むフォージャサイト
    型ゼオライト系吸着剤を用いて、エクストラクト成分と
    して分離させる3,5−ジクロロトルエンの製造方法。
  2. 【請求項2】フォージャサイト型ゼオライトのイオン交
    換サイトに存在する鉛イオンが5〜80当量%含む吸着
    剤を用いることを特徴とする請求項1記載の3,5−ジ
    クロロトルエンの製造方法。
  3. 【請求項3】フォージャサイト型ゼオライトがY型ゼオ
    ライトであることを特徴とする請求項1または2記載の
    3,5−ジクロロトルエンの製造方法。
  4. 【請求項4】トリメチルベンゼン共存下で、ジクロロト
    ルエン異性体混合物から3,5−ジクロロトルエンを吸
    着分離することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
    項記載の3,5−ジクロロトルエンの製造方法。
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