JP2003062466A - 触媒粒子及びこれを用いた芳香族誘導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分子篩作用を有し、触媒活性の高い触媒粒子
及びこれを用いた芳香族誘導体の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の触媒粒子は、粒状固体触媒の個
々が分子篩作用を有するゼオライト膜で表面全体がコー
ティングされていることを特徴とする。また、本発明の
製造方法は、前記触媒粒子の存在下に、ベンゼン及び／
又はアルキルベンゼンを含む原料を、不均化、アルキル
化、トランスアルキル化などの反応をさせて、ジアルキ
ルベンゼンのパラ異性体を選択的に製造することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分子篩作用を利用
して、特定構造の異性体を選択的に製造することのでき
る（形状選択性を有する）触媒粒子及びこれを用いた芳
香族誘導体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】芳香族誘導体の中でも、キシレンは、ポ
リエステルの原料となるテレフタル酸、イソフタル酸、
オルソフタル酸などを製造する出発原料として、極めて
重要な誘導体である。これらのキシレンは、例えば、ト
ルエンのアルキル化、不均化反応などによって製造され
るが、生成物には構造異性体であるｐ−キシレン、ｏ−
キシレン、ｍ−キシレンが存在する。ｐ−キシレンを酸
化することによって得られるテレフタル酸は、ポリエチ
レンテレフタレートの主要原料として、ｏ−キシレンか
ら得られる無水フタル酸は、可塑剤などの原料として、
また、ｍ−キシレンから得られるイソフタル酸は、不飽
和ポリエステルなどの主要原料としてそれぞれ使用され
るので、生成物の中からこれらの構造異性体を効率的に
分離する方法が求められている。

【０００３】しかし、ｐ−キシレン（沸点１３８℃）、
ｏ−キシレン（沸点１４４℃）、ｍ−キシレン（沸点１
３９℃）の沸点には、ほとんど差がなく、通常の蒸留方
法によって、これらの異性体を分離することは困難であ
る。これらの異性体を分離する方法としては、ｐ−、ｏ
−及びｍ−異性体を含むキシレンを精密蒸留した後に、
融点の高いｐ−キシレンを冷却結晶化させて分離する深
冷分離方法や、分子篩作用を有するゼオライト系吸着剤
を用いて、ｐ−キシレンを吸着分離する方法等がある。

【０００４】特表平２００１−５０４,０８４号公報
は、分子篩作用を有するゼオライト結合ゼオライト触媒
用いて、トルエンをメチル化することにより、ｐ−キシ
レンを選択的に製造する方法を開示している。前記ゼオ
ライト結合ゼオライト触媒は、触媒作用を有する第一ゼ
オライト結晶と、分子篩作用を有する第二ゼオライト結
晶とから成り、前記第二ゼオライト結晶が粒間成長する
ことによって、第一結晶を保持するマトリックスまたは
ブリッジ構造を形成することを特徴としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】深冷分離によって、ｐ
−キシレンを選択的に分離する方法では、構造異性体を
含むキシレンを精密蒸留した後に、冷却結晶化しなけれ
ばならず、工程が多段階になり複雑になることや、精密
蒸留や冷却結晶工程は、製造コストを高める原因となる
等の問題がある。また、特表平２００１−５０４,０８
４号公報が開示しているゼオライト結合ゼオライト触媒
は、分子篩作用を有する第二ゼオライト結晶が連続相的
なマトリックスまたはブリッジを形成するので、触媒活
性を有する第一ゼオライト結晶がゼオライト結合ゼオラ
イト触媒中に占める割合が小さくなり、触媒活性低下の
原因となるだけでなく、分子篩作用を有する第二ゼオラ
イト結晶が連続相的なマトリックスを形成する場合に
は、選択される分子の透過抵抗が大きくなりすぎて、分
子篩作用が低下する傾向となる。

【０００６】さらに、形状保持のためのバインダー（担
体）を使用せずに、第二ゼオライト結晶がバインダー
（担体）としての役割を担うので、第一ゼオライト結晶
が、第二ゼオライト結晶によって凝集された、又は塊状
のゼオライト結合ゼオライト触媒が一旦得られる。凝集
状または塊状の前記触媒は、使用に際して粉砕して用い
られるが、粉砕によって第二ゼオライト結晶が剥離し
て、第一ゼオライト結晶が露出する部分が生じ、分子篩
作用が低下する原因になる。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、分子篩作用（又は形状選択性）を有し、触媒活
性に優れた触媒粒子を提供するとともに、前記触媒粒子
を用いて、複雑な工程を経ずとも選択的に芳香族誘導
体、特にジアルキルベンゼンのパラ異性体を製造する方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決すること
のできた本発明とは、粒状固体触媒の個々が、分子篩作
用を有するゼオライト膜で表面全体がコーティングされ
ていることを特徴とする触媒粒子である。本発明の触媒
粒子は、上記構造をとることによって、例えば、触媒粒
子内部で生成した生成物の特定構造の異性体のみが分子
篩作用を有するゼオライト膜を選択的に通過するので、
特定構造の異性体の選択率を高めることができ、また逆
に、特定構造の異性体のみが選択的に触媒活性な触媒粒
子内部へ浸入して、触媒粒子内部で選択的（特異的）な
反応を起こすことができる。前記触媒粒子は、粒状固体
触媒からなるコア部分と前記ゼオライト膜からなるシェ
ル部分とからなり、前記固体触媒は平均粒径０．３〜３
ｍｍの粒状であり、前記ゼオライト膜の膜厚は、１〜１
００μｍであることが好ましい。前記固体触媒は、特に
限定されないが、金属触媒、無機酸化物触媒、合金触媒
よりなる群から選ばれる少なくとも１つであることが好
ましい。また、前記固体触媒としては、平均粒径０．３
〜３ｍｍの粒状のシリカアルミナ触媒を好適に使用する
ことができ、前記ゼオライト膜は、ＭＦＩ構造のシリカ
ライト膜であることが望ましい。

【０００９】またさらに、本発明は、ベンゼン及び／又
はアルキルベンゼンを含む原料を、本発明の触媒粒子の
存在下に、不均化、アルキル化またはトランスアルキル
化の少なくとも１種類の反応を行なって、ジアルキルベ
ンゼンのパラ異性体を選択的に製造することを特徴とす
る芳香族誘導体の製造方法であり、トルエンを含む原料
を、不均化、アルキル化またはトランスアルキル化の少
なくとも１種類の反応を行なって、ｐ−キシレンを選択
的に製造することに好適に使用することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の触媒粒子は、粒状固体触
媒の個々が、分子篩作用を有するゼオライト膜で表面全
体がコーティングされていることを特徴とし、図１のよ
うな粒状固体触媒からなるコア部分２とゼオライト膜か
らなるシェル部分１とからなり、前記固体触媒は、平均
粒径０．３〜３ｍｍの粒状であり、前記ゼオライト膜の
膜厚は、１〜１００μｍであることが好ましい。すなわ
ち、触媒粒子の主たる部分であるコア部分は、触媒活性
を有する固体触媒によって構成され、シェル部分を構成
するゼオライト膜は、実質的に非反応性であるので、触
媒活性を低下させることなく分子篩作用を発現する程度
に比較的薄いシェル部分を形成することが好ましい。本
発明の触媒粒子は、上記構造を有することによって、分
子篩作用と触媒活性との両方を最大限に利用することが
できる。まず、最初に本発明の触媒粒子を構成する粒状
固体触媒について説明する。

【００１１】前記粒状固体触媒は、平均粒径０．３ｍｍ
以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上で、３ｍｍ以下、
より好ましくは２ｍｍ以下の粒状であることが好まし
い。平均粒径が０．３ｍｍ未満では、固体触媒が小さす
ぎてハンドリング性が悪くなるからである。例えば、粒
状固体触媒の平均粒径が小さすぎると、ゼオライト膜を
コーティングする際に凝集しやすくなり、粒状固体触媒
個々の表面全体をゼオライト膜でコーティングするのが
難しくなる。また、平均粒径が３ｍｍ超では、触媒粒子
全体の表面積が小さくなりすぎて、ゼオライト膜の分子
篩作用を有効に利用できない事に加え、触媒表面に均一
にゼオライト膜をコーティングする事が難しくなるから
である。

【００１２】前記固体触媒の種類は、特に限定されるも
のではなく、利用する反応に応じて適切な触媒を選択す
ればよく、金属触媒、無機酸化物触媒、合金触媒よりな
る群から選択される少なくとも１つであることが好まし
い。

【００１３】前記金属触媒は、例えば、Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｉｒ、ＩＲ、Ａ
ｌ、Ｔｉなどの金属成分を含むものであれば特に限定さ
れず、これらの金属成分の他、他の原子もしくは原子団
などと結合した有機金属化合物（錯体化合物をも含
む）、金属ハロゲン化物や金属ハロゲン化物／有機金属
化物などを挙げることができる。前記金属触媒として
は、例えば、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｕなどの金属単体；Ｒｈ₆
（ＣＯ）₆、Ｃｏ₂（ＣＯ）₈などの有機金属化合物（錯
体化合物を含む）；ＰｄＣｌ₂、ＦｅＣｌ₃、ＣｕＣ
ｌ₂、ＡｌＣｌ₃、ＴｉＣｌ₄などの金属ハロゲン化物；
及びＲｈＣｌ（ＰＰｈ）₃、ＴｉＣｌ₄／Ａｌ（Ｃ₂Ｈ₅）
₃、ＴｉＣｌ₃／Ａｌ（Ｃ₂Ｈ₅）₃、ＴｉＣｌ₃／Ａｌ（Ｃ
₂Ｈ₅）₂Ｃｌ、ＶＣｌ₃／Ａｌ（Ｃ₂Ｈ₅）₃などの金属ハ
ロゲン化物／有機金属化合物などが挙げられる。尚、本
発明では、Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｒ
ｈ，Ｐｔ，Ｉｒ、ＩＲ、Ａｌ、Ｔｉなどの金属成分の酸
化物又は複合酸化物は、以下に説明する無機酸化物触媒
として取扱う。

【００１４】前記無機酸化物触媒としては、周期表ｄ−
ブロックの遷移金属、ｐ−ブロック第III族〜第VII族等
の元素の酸化物や複合酸化物などが挙げられる。周期表
ｄ−ブロックの遷移金属の酸化物または複合酸化物とし
ては、オレフィンの水素化、脱水素化反応、異性化反応
や酸化反応などに活性な触媒として使用されており、有
機化学工業の基礎原料、中間体などを製造するのに使用
されているものが挙げられる。前記遷移金属の酸化物と
しては、特に限定されるものではないが、例えばＣｒ₂
Ｏ₃、Ｃｏ₃Ｏ₄，ＺｎＯ、ＭｏＯ₃，Ｖ₂Ｏ₅、Ｂｉ₂Ｏ₃，
ＳｎＯ₂、ＷＯ₃、ＣｕＯ、ＴｉＯ₂等またはこれらの複
合酸化物等があげられる。また、ｐ−ブロックの元素の
酸化物または複合酸化物としては、例えば、固体酸触媒
として知られるシリカアルミナ触媒、ゼオライト触媒な
どが挙げられ、本発明の固体触媒として好適に使用する
ことができる。前記シリカアルミナ触媒、ゼオライト触
媒は、芳香族誘導体の異性化、アルキル化、不均化、ト
ランスアルキル化などの反応に活性な触媒として使用す
ることができるからである。

【００１５】前記合金触媒としては、例えば、Ｎｉ−Ｃ
ｕ，Ｎｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｓｎ，Ｐｔ−Ｒ
ｈ、Ｐｔ−Ｒｕ、Ｃｏ−Ｆｅなどの合金触媒が挙げられ
る。前記合金触媒の調製方法としては、各合金成分を溶
融混合する溶融法や、合金粉末として混合し焼結する焼
結法などがある。

【００１６】前記固体触媒は、前記金属触媒、無機酸化
物触媒、合金触媒などの固体触媒成分のみからなるもの
を粉砕して粒状にしたものでも良く、また固体触媒成分
をアルミナなどの担体に分散・担持させたものを粒状に
粉砕したものでも良い。粒状固体触媒のハンドリングや
機械的強度を考慮すると、固体触媒成分を担体に分散・
担持させたものを粉砕した粒状固体触媒を使用すること
が好ましい。

【００１７】次に、本発明で使用する分子篩作用を有す
るゼオライト膜について説明する。前記分子篩作用を有
するゼオライト膜は、特に限定されないが、Ｍ_2/nＯ・
Ａｌ₂Ｏ₃・ｘＳｉＯ₂・ｙＨ₂Ｏの組成を有するアルミノ
珪酸塩、又は、アルミナ成分を含まない純シリカゼオラ
イト（シリカライト）である。ここで、Ｍは、アルカリ
金属又はアルカリ土類金属より選択される少なくとも１
種類の金属であり，ｎは、Ｍの価数を表わす。ｘ及びｙ
は、シリカ及び水分子のモル数を表わす。また、前記ゼ
オライト膜の珪素またはアルミニウムは、部分的にガリ
ウム、ゲルマニウム、リン、またはホウ素等の他の元素
と置換されていても良い。前記アルカリ金属又はアルカ
リ土類金属としては、例えば、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，
Ｂａなどが挙げられ、置換の容易さという理由からＮａ
やＫであることが好ましい。

【００１８】前記ゼオライト膜は、分子篩作用を有する
ものであれば、特に限定されるものではないが、副反応
による反応収率の低下を防止するために、被処理体に対
して実質的に非反応性であることが好ましい。このよう
な観点からは、ゼオライト膜のシリカ／アルミナ比を表
わすｘは、ｘ＝２０〜２０００であることが好ましく、
より好ましくはｘ＝５０〜１０００である。また、実質
的にアルミナ成分を含まないシリカライト膜も、被処理
体に対して実質的に非反応性である。

【００１９】前記ゼオライト膜の結晶構造は、特に限定
されるものではなく、目的とする分子篩作用に応じた構
造を有するように選択されれば良い。前記ゼオライト膜
の結晶構造としては、国際ゼオライト学会による構造コ
ード表記方法で、例えば、ＬＴＡ、ＦＥＲ、ＭＦＩ、Ｍ
ＥＬ，ＭＯＲ、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＥＭＴ、ＤＯＮ、ＣＦ
Ｉ，ＩＳＶ，ＣＯＮ，ＩＦＲ、ＭＷＷなどがあり、ＬＴ
Ａ型またはＭＦＩ型の結晶構造であることが好ましい。
ＬＴＡ型ゼオライトは、例えば、直鎖アルカンを選択的
に通過させることができ、ＭＦＩ型ゼオライトは、ｐ−
キシレンを選択的に通過させることができる分子篩作用
を有するからである。従って、ｐ−キシレンについての
分子篩作用を有すること、被処理体の副反応を防止する
ことなどを考慮すると、ＭＦＩ型の結晶構造を有するシ
リカライト膜を使用することは、本発明において特に好
ましい態様となる。

【００２０】前記ゼオライト膜の膜厚は、１μｍ以上、
より好ましくは１０μｍ以上、１００μｍ以下、より好
ましくは５０μｍ以下であることが望ましい。１μｍ未
満では、ゼオライト膜の分子篩作用を十分に発揮するこ
とができず、１００μｍ超では、ゼオライト膜厚が厚す
ぎて、原料や生成物などの被処理体がゼオライト膜を通
過する抵抗が大きくなりすぎるからである。

【００２１】本発明において、粒状固体触媒の個々の表
面全体をゼオライト膜でコーティングする方法は、特に
限定されるものでなく、従来のゼオライト膜を調製する
方法、例えば水熱合成法を使用することができる。ま
ず、目的とするゼオライト膜の組成に応じて、珪酸ナト
リウム、コロイダルシリカなどのシリカ源；水酸化アル
ミニウム、アルミン酸ナトリウムなどのアルミナ源；ア
ルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物などの鉱化
剤などを水に溶かしてゼオライト膜形成用ゾルを調製す
る。そして、前記ゼオライト膜形成用ゾルに粒状の固体
触媒の個々を浸漬し、又は、前記ゼオライト膜形成用ゾ
ルを粒状の固体触媒の個々に塗布することにより、粒状
固体触媒の個々の表面全体をゼオライト膜形成用ゾルで
処理する。次いで、水熱処理を行なうことにより、粒状
固体触媒の個々の表面全体にゼオライト膜を形成させ
る。前記水熱処理は、ゼオライト膜形成用ゾルで処理し
た粒状固体触媒を熱水中、若しくはオートクレーブ内の
熱水中に浸漬することにより、または加熱水蒸気中に放
置することにより行なうことができる。また、前記水熱
処理は、粒状固体触媒をゼオライト膜形成用ゾルに浸漬
したままで行なってもよく、この場合は粒状固体触媒と
ゼオライト膜形成用ゾルを入れたオートクレーブをオー
ブンに直接入れて加熱すればよい。前記水熱処理は、１
２０℃以上、より好ましくは１５０℃以上、２５０℃以
下、より好ましくは２００℃以下で、０．５時間以上、
より好ましくは１時間以上、４８時間以下、より好まし
くは２４時間以下行なうことが好ましい。前記水熱処理
の後、粒状固体触媒を取り出して乾燥し、さらに熱処理
を行なうことによって、ゼオライト膜を焼成する。前記
焼成は、必要に応じて０．１〜１０℃／分の昇温速度で
昇温し、その後５００℃〜６００℃の温度で５〜１０時
間熱処理することにより行えばよい。

【００２２】本発明の芳香族誘導体の製造方法は、本発
明の触媒粒子の存在下にベンゼン及び／又はアルキルベ
ンゼンを含む原料を不均化、アルキル化またはトランス
アルキル化の少なくとも１種類の反応を行うことによっ
て、ジアルキルベンゼンのパラ異性体を選択的に製造す
ることを特徴とする。さらに、トルエンを含む原料を用
いて、ｐ−キシレンを選択的に製造することは、本発明
の好ましい実施態様である。ｐ−キシレンは、工業的に
有用なポリエチレンテレフタレート樹脂の原料であるテ
レフタル酸の出発原料であり、工業的に極めて重要な原
料だからである。

【００２３】前記原料に含まれるアルキルベンゼンとし
ては、ベンゼンの１置換体であるモノアルキルベンゼ
ン、２置換体であるジアルキルベンゼン、３置換体であ
るトリアルキルベンゼン等があり、行なわれる反応に応
じて、アルキルベンゼンの種類を選択すればよい。例え
ば、不均化反応、アルキル化などの反応を行なってジア
ルキルベンゼンを製造するには、モノアルキルベンゼン
が主であるアルキルベンゼンを含む原料を使用すること
が好ましく、トランスアルキル化反応を行なう場合に
は、モノアルキルベンゼン及びトリアルキルベンゼンが
主であるアルキルベンゼンを含む原料を使用することが
好ましい。また、ベンゼンを含む原料を出発原料とし
て、２段階のアルキル化反応を行なうことにより２置換
体であるジアルキルベンゼンを得ることも本発明の好ま
しい実施態様である。

【００２４】また、前記アルキル化反応によってジアル
キルベンゼンを製造する場合には、アルキルベンゼンの
他にアルキル化剤を出発原料に含有させる必要がある。
前記アルキル化剤としては、例えば、メタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘ
キサノール等の炭素数が１〜６のアルコール；塩化又臭
化メチル、塩化又は臭化プロピル、塩化又は臭化ブチ
ル、塩化又は臭化ペンチルなどのハロゲン化アルキル等
が挙げられる。特に、トルエンをメチル化してキシレン
を製造する方法においては、メタノール、塩化メチル、
臭化メチル、硫酸ジメチルなどのメチル化剤を使用する
ことができ、入手容易なメタノールを使用することが特
に好ましい。

【００２５】前記不均化、アルキル化、トランスアルキ
ル化反応は、ベンゼン及び／又はアルキルベンゼンを含
む原料を空間速度０．１〜１０（ｈｒ^-1）、より好まし
くは２〜５（ｈｒ^-1）で供給して、本発明の触媒と接触
させることにより行なうことが望ましい。前記反応条件
は、特に限定されるものではないが、反応温度は２００
℃以上、より好ましくは２５０℃以上、６００℃以下、
より好ましくは５００℃以下であり、圧力は９８ＫＰａ
（１ｋｇｆ／ｃｍ²）以上、より好ましくは４９０ＫＰ
ａ（５ｋｇｆ／ｃｍ²）以上、９８００ＫＰａ（１００
ｋｇｆ／ｃｍ²）以下、より好ましくは４９００ＫＰａ
以下（５０ｋｇｆ／ｃｍ²）の条件であることが好まし
い。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳細に説明す
るが、本発明は、下記実施例によって限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の
態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。

【００２７】触媒粒子例１ シリカルアルミナ触媒（日揮化学製、ＳｉＯ₂＝８２ｗ
ｔ％、Ａｌ₂Ｏ₃＝１３ｗｔ％）を粉砕し、粒径約１ｍｍ
の粒状固体触媒を得た。次にコロイダルシリカ（日産化
学製ＳＴ−Ｓ，シリカ３０重量％）、テトラプロピルア
ンモニウムブロマイド（ＴＰＡＢｒ）とテトラプロピル
アンモニウムハイドロオキサイド（ＴＰＡＯＨ）及び脱
イオン水を用いてＳｉＯ₂：ＴＰＡＢｒ：ＴＰＡＯＨ：
Ｈ₂Ｏ＝３：０．３：０．３：１３０となるように、シ
リカライト膜形成用ゾルを調製した。前記シリカライト
膜形成用ゾルを粒状シリカアルミナ触媒の個々の表面全
体に塗布し、１８０℃で２４時間かけて水熱合成を行な
った後、５００℃、５時間焼成して、粒状シリカアルミ
ナ触媒の個々の表面全体がシリカライト膜でコーティン
グされた触媒粒子１を得た。

【００２８】前記触媒粒子１の表面をＸＲＤ（Ｘ線回
折）装置で分析した結果を図２に示した。図２に示した
様に、シリカアルミナ触媒にはないゼオライト結晶（シ
リカライト結晶）に由来するピークが観察された。この
Ｘ線パターンより、形成されたシリカライト膜はＭＦＩ
構造を有していることが分かる。また、前記触媒粒子１
の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図３に示した。図
３ａは、粒径約１ｍｍの粒状シリカアルミナ触媒の表面
全体がシリカライト膜でコーティングされている触媒粒
子である。図３ｂは、シリカライト膜の部分拡大図であ
り、シリカライト膜が、粒径約５μｍのシリカライト単
結晶で構成されていることが分かる。通常、シリカライ
ト膜の膜厚は、シリカライト単結晶の粒径の４〜５倍で
あることより、触媒粒子１のシリカライト膜の膜厚は、
約２０〜２５μｍであると考えられる。

【００２９】キシレン合成例１ 内径４ｍｍの固定層反応容器に、１．４ｇの触媒粒子１
を充填し、トルエンを０．１モル／分、ヘリウムガスを
１０ｍｌ／分の速度で供給して、４００℃でトルエンの
不均化反応を行なった。反応容器出口の生成物をガスク
ロマトグラフィーにより分析し、各異性体の生成割合を
求めた。結果を表１に示した。ガスクロマトグラフィー
の測定条件を以下に示した。 測定装置：島津製作所製ＧＣ−７ＡＧ カラム：Ｂｅｎｔｏｎ３．５％とＤＩＤＰ５％とを含む
充填材 温度条件：カラム温度１２０℃、検出器（ＦＩＤ）温度
２５０℃ キャリアーガス：ヘリウム キシレン合成例２ 反応温度を５５０℃としたこと以外は、合成例１と同様
にしてトルエンの不均化反応を行なった。結果を表１に
示した。

【００３０】キシレン合成例３ 内径４ｍｍの固定層反応容器に、１．４ｇの触媒粒子１
を充填し、トルエンを０．１モル／分、メタノール０．
１モル／分、ヘリウムガスを１０ｍｌ／分の速度で供給
して、４００℃でトルエンのアルキル化反応を行なっ
た。反応容器出口の生成物をガスクロマトグラフィーに
より分析し、各異性体の生成割合を求めた。結果を表１
に示した。

【００３１】キシレン合成例４ 触媒粒子１の代わりに、市販のシリカアルミナ触媒を用
いた以外は、キシレン合成例１と同様にトルエンの不均
化反応を行なった。結果を表１に示した。

【００３２】キシレン合成例５ 触媒粒子１のシリカライト膜と同一構造を持つシリカラ
イトを触媒として用いた以外はキシレン合成例１と同様
にしてトルエンの不均化反応を行なった。結果を表１に
示した。

【００３３】

【表１】

【００３４】＊１）キシレン収率（％）＝（キシレン生
成モル数／トルエン供給モル数）×１００ 合成例１及び２は、粒状シリカアルミナ触媒の個々の表
面全体が分子篩作用を有するゼオライト膜（シリカライ
ト膜）でコーティングされた触媒粒子１を用いて、トル
エンの不均化反応を行なった例である。ｐ−キシレンの
選択率は、いずれも９０％以上であり、熱力学的平衡組
成よりも著しく高く、ｐ−キシレンが選択的に製造され
ていることが分かった。一方、合成例４は、触媒表面が
ゼオライト膜でコーティングされていない市販のシリカ
アルミナ触媒を用いてトルエンの不均化反応を行なった
例であるが、ｐ−キシレンの選択率は、熱力学平衡組成
とほぼ等しい２３％であった。これらの結果より、粒状
固体触媒の個々の表面全体が分子篩作用を有するゼオラ
イト膜でコーティングされた本発明の触媒粒子を用いれ
ば、ｐ−キシレンを選択的に製造できることが明らかと
なった。

【００３５】合成例３は、前記触媒粒子１を用いて、ト
ルエンのアルキル化反応を行なった例である。ｐ−キシ
レンの選択率は、７８％であり、熱力学的平衡組成より
著しく高く、ｐ−キシレンが選択的に製造されているこ
とが明らかとなった。

【００３６】合成例５は、触媒粒子例１のシリカライト
膜と同一構造を持つシリカライトを触媒として用いた場
合であるが、不均化反応は起こらず、キシレンの収率は
０％であった。この結果より、触媒粒子１のシリカライ
ト膜は、被処理体のトルエンに対して非反応性であり、
副反応などによる反応収率の低下などを防げることが明
らかとなった。

【００３７】

【発明の効果】本発明の触媒粒子は、粒状固体触媒の個
々が、分子篩作用を有するゼオライト膜で表面全体がコ
ーティングされているので、分子篩作用を利用して、特
定構造の異性体を選択的に製造するのに好適に用いるこ
とができる。特に、ＭＦＩ構造のシリカライト膜で粒状
固体触媒をコーティングすることにより、ジアルキルベ
ンゼンのパラ異性体の形状選択性を触媒粒子に付与する
ことができる。さらに、粒状固体触媒としてシリカアル
ミナ触媒を使用して、また、トルエンを含む原料を用い
ることによって、工業的に有用なパラキシレンを選択的
に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の触媒粒子例の断面図である。

【図２】 固体触媒表面にコーティングされたシリカラ
イト膜のＸ線回折パターンである。

【図３】 本発明の触媒粒子例の図面代用走査型電子顕
微鏡写真である。

【符号の説明】

１：ゼオライト膜からなるシェル部分 ２：粒状固体触媒からなるコア部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 浩司 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 4G069 AA02 AA08 BA02A BA03A BA03B BA07A BA07B BB04A BB06A BC16A BC22A BC25A BC27A BC31A BC35A BC50A BC54A BC58A BC59A BC60A BC66A BC67A BC68A BC70A BC71A BC72A BC74A BC75A CB25 CB27 CB28 CB43 CB62 DA05 EA02X EA02Y EB15X EB15Y EB18X EB18Y EC25 EE01 FA03 FA04 FB15 FB23 ZA11A ZA11B ZA36A ZA36B ZE03 4H006 AA02 AC27 BA62 BA71 BA85 4H039 CA10 CA11 CJ30

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒状固体触媒の個々が、分子篩作用を有
   するゼオライト膜で表面全体がコーティングされている
   ことを特徴とする触媒粒子。
2. 【請求項２】 前記触媒粒子は、前記粒状固体触媒から
   なるコア部分と前記ゼオライト膜からなるシェル部分と
   からなり、前記固体触媒は平均粒径０．３〜３ｍｍの粒
   状であり、前記ゼオライト膜の膜厚は、１〜１００μｍ
   である請求項１に記載の触媒粒子。
3. 【請求項３】 前記固体触媒は、金属触媒、無機酸化物
   触媒、合金触媒よりなる群から選ばれる少なくとも１つ
   である請求項１又は２に記載の触媒粒子。
4. 【請求項４】 前記固体触媒は、平均粒径０．３〜３ｍ
   ｍの粒状のシリカアルミナ触媒である請求項１〜３のい
   ずれかに記載の触媒粒子。
5. 【請求項５】 前記ゼオライト膜は、ＭＦＩ構造のシリ
   カライト膜である請求項１〜４のいずれかに記載の触媒
   粒子。
6. 【請求項６】 ベンゼン及び／又はアルキルベンゼンを
   含む原料を、請求項１〜５のいずれかに記載の触媒粒子
   の存在下に、不均化、アルキル化またはトランスアルキ
   ル化の少なくとも１種類の反応を行なって、ジアルキル
   ベンゼンのパラ異性体を選択的に製造することを特徴と
   する芳香族誘導体の製造方法。
7. 【請求項７】 トルエンを含む原料を、請求項１〜５の
   いずれかに記載の触媒粒子の存在下に、不均化、アルキ
   ル化またはトランスアルキル化の少なくとも１種類の反
   応を行なって、ｐ−キシレンを選択的に製造することを
   特徴とする芳香族誘導体の製造方法。