JP2003342207A - METHOD FOR PRODUCING 4-CHLORO-o-XYLENE - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING 4-CHLORO-o-XYLENE

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JP2003342207A
JP2003342207A JP2002153617A JP2002153617A JP2003342207A JP 2003342207 A JP2003342207 A JP 2003342207A JP 2002153617 A JP2002153617 A JP 2002153617A JP 2002153617 A JP2002153617 A JP 2002153617A JP 2003342207 A JP2003342207 A JP 2003342207A
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JP
Japan
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zeolite
chloroorthoxylene
xylene
orthoxylene
reaction
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Withdrawn
Application number
JP2002153617A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Yoshikawa
正人 吉川
Hidekazu Minomiya
英一 蓑宮
Hajime Kato
元 加藤
Naoyuki Uchiyama
直行 内山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing high-purity 4-chloro-o-xylene by which the 4-chloro-o-xylene is selectively produced from 3-chloro-o-xylene when o-xylene is chlorinated to afford the 4-chloro-o-xylene. <P>SOLUTION: This method for producing the 4-chloro-o-xylene comprises chlorinating the o-xylene and affording the 4-chloro-o-xylene. In the method, the moisture content in the o-xylene is ≤100 ppm and used zeolite is reutilized without exposure into the air. Zeolite L is preferred as the zeolite. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬及び農薬をは
じめとする各種有機合成化学物質やポリマー原料として
利用されうる4−クロロオルトキシレンの製造方法に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing 4-chloroorthoxylene which can be used as a raw material for various organic synthetic chemical substances such as medicines and agricultural chemicals, and a polymer.

【0002】[0002]

【従来の技術】4−クロロオルトキシレンは、ルイス酸
の存在下、オルトキシレンを塩素化する事により得られ
るが、この際、4−クロロオルトキシレンと沸点差が少
ない3−クロロオルトキシレンやα-クロロキシレンが
副生する。
2. Description of the Related Art 4-Chloroorthoxylene can be obtained by chlorinating orthoxylene in the presence of a Lewis acid. At this time, 3-chloroorthoxylene and α having a small boiling point difference with 4-chloroorthoxylene are used. -Chloroxylene is by-produced.

【0003】必要な4−クロロオルトキシレンを選択的
に得る方法として、特開平3−81234にL型ゼオラ
イトを触媒として用いるオルトキシレンの塩素化による
4−クロロオルトキシレンの製造方法が開示されてい
る。ニトロ基含有化合物を添加剤として加えると、4−
クロロオルトキシレン/3−クロロオルトキシレンの生
成比が高くなることも開示されている。また、スジット
・ビー・クマールらは、溶媒として1,2−ジクロロエ
タンを利用することにより4−クロロオルトキシレン/
3−クロロオルトキシレンの生成比が高くなることを開
示している(ジャーナル オブ キャタリシス、150
巻、p430−433(1994))。
As a method for selectively obtaining the required 4-chloroorthoxylene, JP-A-3-81234 discloses a method for producing 4-chloroorthoxylene by chlorination of orthoxylene using L-type zeolite as a catalyst. . When a nitro group-containing compound is added as an additive, 4-
It is also disclosed that the production ratio of chloroorthoxylene / 3-chloroorthoxylene is increased. Sugit B. Kumar et al. Also used 1,2-dichloroethane as a solvent to produce 4-chloroorthoxylene /
It is disclosed that the production ratio of 3-chloroorthoxylene is high (Journal of Catalysis, 150).
Vol. Pp. 430-433 (1994)).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来公
知の方法においても未だ4−クロロオルトキシレンの選
択率、触媒の再利用性等充分ではなく、高い活性でしか
も沸点差の少ない3−クロロオルトキシレンの生成を抑
え、4−クロロオルトキシレンを選択的に合成する方法
が求められる。反応活性が向上すれば、固定費の削減に
つながり、選択性を上げれば、精製工程が簡略化され精
製工程の固定費が下がる。触媒の再利用ができれば比例
費の削減にもつながる。従来公知の方法においては反応
の選択性、活性については開示されているが、原料中で
最も高いゼオライト触媒のリサイクルについては開示さ
れていない。触媒を何回も再利用することは、産業廃棄
物の削減、コストダウンにつながる。
However, the selectivity of 4-chloroorthoxylene, the reusability of the catalyst, etc. are not sufficient even in the conventionally known methods, and 3-chloroorthoxylene having a high activity and a small boiling point difference is obtained. There is a demand for a method of suppressing the formation of chlorobenzene and selectively synthesizing 4-chloroorthoxylene. If the reaction activity is improved, the fixed cost is reduced, and if the selectivity is increased, the purification process is simplified and the fixed cost of the purification process is reduced. If the catalyst can be reused, the proportional cost can be reduced. In the conventionally known methods, the selectivity and activity of the reaction are disclosed, but the highest recycling of the zeolite catalyst in the raw materials is not disclosed. Reusing the catalyst many times leads to reduction of industrial waste and cost reduction.

【0005】従って、3−クロロオルトキシレンの生成
を抑え、4−クロロオルトキシレンを選択的かつ高活性
に合成し、かつ触媒の再利用性を高める手法を得ること
が課題である。
Therefore, it is an object to obtain a method for suppressing the production of 3-chloroorthoxylene, selectively synthesizing 4-chloroorthoxylene with high activity, and enhancing the reusability of the catalyst.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、課題を解
決するために、鋭意検討を重ねた結果、ゼオライトを触
媒としてオルトキシレンを塩素化して4−クロロオルト
キシレンを得る方法において、オルトキシレンの水分率
を100ppm以下とすることによって高選択率を達成で
きること、使用済みゼオライトを大気中に露出させずに
再利用することによって活性、選択率を下げずに再利用
できること、オルトキシレンの水分率を100ppm以下
としかつ使用済みゼオライトを大気中に露出させずに再
利用することによって再利用性が更に向上することを見
出し、本発明に至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies in order to solve the problems, and as a result, in a method of chlorinating orthoxylene using zeolite as a catalyst to obtain 4-chloroorthoxylene, High selectivity can be achieved by controlling the water content of xylene to 100 ppm or less, activity can be achieved by reusing the used zeolite without exposing it to the atmosphere, and reuse without lowering the selectivity, water content of ortho-xylene It was found that the reusability is further improved by setting the rate to 100 ppm or less and reusing the used zeolite without exposing it to the atmosphere, and thus the present invention has been completed.

【0007】本発明は、上記課題を解決するために次の
構成を有する。すなわち、ゼオライトを触媒としてオル
トキシレンを塩素化して4−クロロオルトキシレンを得
る方法において、オルトキシレンの水分率を100ppm
以下とすることを特徴とする4−クロロオルトキシレン
の製造方法、使用済みゼオライトを大気中に露出させず
に再利用することを特徴とする4−クロロオルトキシレ
ンの製造方法、オルトキシレンの水分率を100ppm以
下としかつ使用済みゼオライトを大気中に露出させずに
再利用することを特徴とする4−クロロオルトキシレン
の製造方法を提供する。
The present invention has the following constitution in order to solve the above problems. That is, in the method of chlorinating orthoxylene using zeolite as a catalyst to obtain 4-chloroorthoxylene, the water content of orthoxylene is 100 ppm.
Method for producing 4-chloroorthoxylene characterized by the following, method for producing 4-chloroorthoxylene characterized by reusing used zeolite without exposing it to the atmosphere, water content of orthoxylene To 100 ppm or less and to reuse the used zeolite without exposing it to the atmosphere, to provide a method for producing 4-chloroorthoxylene.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に記述する。
本発明の4−クロロオルトキシレンの製造方法は、ゼオ
ライトを触媒としてオルトキシレンを塩素化して4−ク
ロロオルトキシレンを得る方法において、オルトキシレ
ンの水分率を100ppm以下とすること(第一の発
明)、使用済みゼオライトを大気中に露出させずに再利
用すること(第二の発明))、オルトキシレンの水分率
を100ppm以下としかつ使用済みゼオライトを大気中
に露出させずに再利用すること(第三の発明)を特徴と
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below.
In the method for producing 4-chloroorthoxylene of the present invention, in the method for chlorinating orthoxylene using zeolite as a catalyst to obtain 4-chloroorthoxylene, the water content of orthoxylene is 100 ppm or less (first invention). , Reuse the used zeolite without exposing it to the atmosphere (the second invention), make the water content of orthoxylene 100 ppm or less, and reuse the used zeolite without exposing it to the atmosphere ( The third invention).

【0009】本発明の方法は、原料としてオルトキシレ
ンを使用する。第二の発明においては、オルトキシレン
は、特に不純物などは限定されることなく、工業的に入
手できるオルトキシレンを使用できる。純度は、高いほ
ど好ましいが、パラキシレン、メタキシレン、エチルベ
ンゼン、C9化合物などの不純物が若干量含まれている
のが通常であり、これらが含まれていても構わない。通
常市販のオルトキシレンは水分が150ppm程含まれる
が100ppm以下にする方が好ましい。第一及び第三の
発明においては、オルトキシレンの水分率を100ppm
以下とすることが必須である。水分率は、カールフィッ
シャーの水分率計で容易に測定できる。本発明方法は、
ゼオライトを触媒として用いる。ゼオライトについて
は、後述するが、ゼオライトは通常親水性であり水分を
非常に選択的に吸着する性質を有している。従って、オ
ルトキシレン原料中に100ppmより多い水分が含まれ
ると、ゼオライト細孔に、水が吸着し、高い選択性が得
られなくなる。また、ゼオライト中に水分が含まれると
塩素化反応で発生した塩化水素がゼオライトに吸着した
水に溶解し、塩酸となる。その結果ゼオライト骨格の脱
アルミニウムを引き起こしてしまい触媒寿命が短くな
る。オルトキシレンの塩素化において、単価の最も高い
ゼオライトは、寿命が長くないと製造コストが高くなり
好ましくない。
The method of the present invention uses orthoxylene as a raw material. In the second invention, as orthoxylene, industrially available orthoxylene can be used without particular limitation on impurities and the like. The higher the purity, the more preferable, but it is usual that impurities such as para-xylene, meta-xylene, ethylbenzene, and C9 compound are contained in a small amount, and these impurities may be contained. Usually, commercially available orthoxylene contains about 150 ppm of water, but the water content is preferably 100 ppm or less. In the first and third inventions, the water content of orthoxylene is 100 ppm.
It is essential that: The water content can be easily measured with a Karl Fischer water content meter. The method of the present invention is
Zeolite is used as a catalyst. As will be described later, zeolite is usually hydrophilic and has a property of adsorbing water very selectively. Therefore, when the ortho-xylene raw material contains more than 100 ppm of water, water is adsorbed to the zeolite pores and high selectivity cannot be obtained. Further, when the zeolite contains water, hydrogen chloride generated by the chlorination reaction is dissolved in water adsorbed on the zeolite to become hydrochloric acid. As a result, dealumination of the zeolite skeleton is caused and the catalyst life is shortened. In the chlorination of orthoxylene, the zeolite having the highest unit price is not preferable because the production cost becomes high unless the life is long.

【0010】本発明の方法は、原料として水分率を10
0ppm以下のオルトキシレンを使用する。オルトキシレ
ンは、特に水分以外の不純物などは限定されることな
く、工業的に入手できるオルトキシレンを使用できる。
純度は、高いほど好ましいが、パラキシレン、メタキシ
レン、エチルベンゼン、C9化合物などの不純物が若干
量含まれているのが通常であり、これらが含まれていて
も構わない。通常市販のオルトキシレンは水分が150
ppm程含まれる。本発明方法は、ゼオライトを触媒とし
て用いる。ゼオライトについては、後述するが、ゼオラ
イトは通常親水性であり水分を非常に選択的に吸着する
性質を有している。従って、オルトキシレン原料中に1
00ppmより多い水分が含まれると、ゼオライト細孔
に、水が吸着し、高い選択性が得られなくなる。また、
ゼオライト中に水分が含まれると塩素化反応で発生した
塩化水素がゼオライトに吸着した水に溶解し、塩酸とな
る。その結果ゼオライト骨格の脱アルミニウムを引き起
こしてしまい触媒寿命が短くなる。オルトキシレンの塩
素化において、単価の最も高いゼオライトは、寿命が長
くないと製造コストが高くなり好ましくない。
The method of the present invention has a water content of 10 as a raw material.
Use 0 ppm or less of orthoxylene. As orthoxylene, industrially available orthoxylene can be used without particular limitation on impurities other than water.
The higher the purity, the more preferable, but it is usual that impurities such as para-xylene, meta-xylene, ethylbenzene, and C9 compound are contained in a small amount, and these impurities may be contained. Ordinary commercial orthoxylene has a water content of 150.
Approximately ppm is included. The method of the present invention uses zeolite as a catalyst. As will be described later, zeolite is usually hydrophilic and has a property of adsorbing water very selectively. Therefore, 1 in the ortho-xylene raw material
If the water content is more than 00 ppm, water will be adsorbed to the zeolite pores and high selectivity cannot be obtained. Also,
When water is contained in zeolite, hydrogen chloride generated by the chlorination reaction is dissolved in water adsorbed on the zeolite and becomes hydrochloric acid. As a result, dealumination of the zeolite skeleton is caused and the catalyst life is shortened. In the chlorination of orthoxylene, the zeolite having the highest unit price is not preferable because the production cost becomes high unless the life is long.

【0011】オルトキシレンの水分率を低下させる方法
は、特に限定されないが、脱水用モレキュラーシーブを
添加して脱水する方法、予め加熱して蒸留により取り除
く方法などが挙げられる。取り除いた後、オルトキシレ
ンを水分を含んだ大気にさらさないことが重要である。
The method for lowering the water content of orthoxylene is not particularly limited, and examples thereof include a method of dehydrating by adding a molecular sieve for dehydration, a method of preheating and removing by distillation, and the like. After removal, it is important not to expose orthoxylene to a moist atmosphere.

【0012】本発明の方法は、塩素化反応である。塩素
化剤は、特に限定されず、塩素ガス、スルフリルクロラ
イド等塩素化剤であればいずれのものも使用できるが、
価格や扱い易さ、吹き込みのコントロールのしやすさ、
反応圧力制御のし易さから塩素ガスを使用するのが最も
好ましい。
The method of the present invention is a chlorination reaction. The chlorinating agent is not particularly limited, and any chlorinating agent such as chlorine gas and sulfuryl chloride can be used,
Price, ease of handling, ease of blowing control,
It is most preferable to use chlorine gas because the reaction pressure can be easily controlled.

【0013】本発明方法の塩素化反応は、液相でも気相
でも構わないが、反応温度を低く設定できる点から液相
反応が好ましい。反応温度が余り高いと副反応が多くな
る。すなわち、オルトキシレンの液又は蒸気と塩素化剤
を接触させることによって、塩素化は達成されるが、オ
ルトキシレンの液と塩素化剤を接触させることが好まし
い。最も好ましくは、液状オルトキシレンに塩素ガスを
吹き込む形で接触させる。吹き込みに際しては、攪拌し
ながら吹き込む方が好ましい。また、塩素を効率よく利
用するために、充分深さで塩素を吹き込む方が好まし
い。反応は、加圧でも、常圧でも、減圧でも構わない
が、設備投資を低くする観点から、常圧の方が好まし
い。
The chlorination reaction of the method of the present invention may be in the liquid phase or the gas phase, but the liquid phase reaction is preferred from the viewpoint that the reaction temperature can be set low. If the reaction temperature is too high, side reactions increase. That is, chlorination is achieved by contacting the liquid or vapor of orthoxylene with the chlorinating agent, but it is preferable to contact the liquid orthoxylene with the chlorinating agent. Most preferably, the liquid orthoxylene is brought into contact with chlorine gas by blowing chlorine gas. When blowing, it is preferable to blow while stirring. Further, in order to utilize chlorine efficiently, it is preferable to blow chlorine at a sufficient depth. The reaction may be performed under pressure, atmospheric pressure or reduced pressure, but atmospheric pressure is preferable from the viewpoint of reducing equipment investment.

【0014】本発明方法に用いる反応装置は、連続式、
回分式、半回分式のいずれでも良い。
The reactor used in the method of the present invention is a continuous type,
Either a batch system or a semi-batch system may be used.

【0015】本発明方法の塩素化反応は、触媒としてゼ
オライトを使用する。本発明においてゼオライトとは、
結晶性マイクロポーラス物質のことで、分子サイズの均
一な細孔径を有する結晶性アルミノシリケート、結晶性
メタロシリケート、結晶性メタロアルミノシリケート、
結晶性アルミノフォスフェート、結晶性メタロアルミノ
フォスフェート、結晶性シリコアルミノフォスフェート
のことである。ここでいうメタロシリケート、メタロア
ルミノシリケートとは、アルミノシリケートのアルミニ
ウムの一部又は全部がガリウム、鉄、チタン、ボロン、
コバルト、クロム等のアルミニウム以外の金属で置換さ
れたものである。メタロアルミノフォスフェートも同様
にアルミノフォスフェートのアルミニウム又はリンに対
してその一部がそれ以外の金属で置換されたものをい
う。
The chlorination reaction of the method of the present invention uses zeolite as a catalyst. In the present invention, zeolite is
A crystalline microporous substance, having a uniform pore size of molecular size, crystalline aluminosilicate, crystalline metallosilicate, crystalline metalloaluminosilicate,
It refers to crystalline aluminophosphate, crystalline metalloaluminophosphate, and crystalline silicoaluminophosphate. As used herein, metallosilicate, metalloaluminosilicate, gallium, iron, titanium, boron, a part or all of the aluminum of the aluminosilicate,
It is substituted with a metal other than aluminum, such as cobalt or chromium. Similarly, the metalloaluminophosphate refers to aluminophosphate whose aluminum or phosphorus is partially substituted with another metal.

【0016】本発明でゼオライトとは、アトラス オブ
ゼオライト ストラクチャー タイプス(Atlas of Z
eolite Structure types)(ダブリュー.エム.マイヤ
ー,デイー.エイチ.オルソン、シーエイチ.ベロチャ
ー,ゼオライツ(W. M. Meier, D. H. Olson, Ch. Baerl
ocher, Zeolites,) 17(1/2), 1996)(文献1)に掲載
されているすべてのゼオライト構造を意味する。上記の
文献に掲載されていない構造の新種のゼオライトも本発
明のゼオライトに含まれる。しかし、好ましくは簡単に
入手できるL型ゼオライト、フォージャサイト型ゼオラ
イト、A型ゼオライト、MFI型ゼオライト、モルデナ
イト型ゼオライト、β型ゼオライト、Ω型ゼオライト、
AFI型ゼオライト、AEL型ゼオライト、ATO型ゼ
オライトが好ましい。特に好ましくは、4−クロロオル
トキシレンの選択性の点でL型ゼオライトが特に好まし
い。L型ゼオライトを利用したときに、4−クロロオル
トキシレンの選択性が高くなる理由は、現時点では明ら
かでない。
In the present invention, zeolite means atlas of zeolite structure types (Atlas of Z
eolite Structure types) (WM Meier, DH Olson, Ch. Baerl)
ocher, Zeolites,) 17 (1/2), 1996) (reference 1). A new type of zeolite having a structure not described in the above-mentioned documents is also included in the zeolite of the present invention. However, preferably, L-type zeolite, faujasite-type zeolite, A-type zeolite, MFI-type zeolite, mordenite-type zeolite, β-type zeolite, Ω-type zeolite, which are easily available,
AFI type zeolite, AEL type zeolite, and ATO type zeolite are preferable. Particularly preferred is L-type zeolite in terms of 4-chloroorthoxylene selectivity. The reason why the selectivity of 4-chloroorthoxylene is high when the L-type zeolite is used is not clear at this time.

【0017】L型ゼオライトは、陽イオンとして一般に
Kイオンを含有しているが、これ以外のものが含まれて
いても構わない。ゼオライトの使用量は、オルトキシレ
ン1モルに対して通常0.5〜60gである。
The L-type zeolite generally contains K ions as cations, but it may contain other ions. The amount of zeolite used is usually 0.5 to 60 g per mol of orthoxylene.

【0018】本発明では、塩素化反応時に溶媒等他の添
加剤を加えても良い。従来公知の方法で、溶媒としてジ
クロロエタンを、触媒としてK−L型ゼオライトを使用
することによって、4−クロロオルトキシレン/3−ク
ロロオルトキシレン生成比が向上することが知られてい
るが、その理由は明らかではない。ジクロロエタンは本
発明においても好ましく使用できる。ゼオライトを触媒
として塩素化反応を行う場合、ゼオライト構造中の1nm
より小さい細孔内で反応が進むと考えられる。ゼオライ
ト細孔内での塩素化反応では、最小分子径が小さい4−
クロロオルトキシレンが3−クロロオルトキシレンより
選択的に生成すると考えられる。しかし、塩素化反応
は、触媒が無くても進行し、触媒なしで進行する塩素化
反応は選択性がない。従って、ゼオライト細孔内でのオ
ルトキシレンや生成した4−クロロオルトキシレンの拡
散が早い方がゼオライト細孔内での反応率が高くなり、
選択性、活性ともに向上する。溶媒は、基質や反応物質
の吸脱着を促進する役割があると推定できる。
In the present invention, other additives such as a solvent may be added during the chlorination reaction. It is known that the production ratio of 4-chloroorthoxylene / 3-chloroorthoxylene is improved by using dichloroethane as a solvent and KL type zeolite as a catalyst by a conventionally known method, for the reason. Is not clear. Dichloroethane can be preferably used in the present invention. When performing chlorination reaction using zeolite as a catalyst, 1 nm in zeolite structure
It is considered that the reaction proceeds in the smaller pores. In the chlorination reaction in the zeolite pores, the minimum molecular diameter is
It is believed that chloroorthoxylene is selectively produced over 3-chloroorthoxylene. However, the chlorination reaction proceeds without a catalyst, and the chlorination reaction that proceeds without a catalyst has no selectivity. Therefore, the faster the diffusion of ortho-xylene and the produced 4-chloro-ortho-xylene in the zeolite pores, the higher the reaction rate in the zeolite pores,
Both selectivity and activity are improved. It can be presumed that the solvent has a role of promoting adsorption / desorption of the substrate and the reaction substance.

【0019】溶媒は蒸留などで回収して再利用すること
が好ましい。従って、生成物と沸点差が十分あり、しか
も低い温度が好ましく、沸点160℃以下の化合物が好
ましい。溶媒の種類は、特に限定されないが、従来公知
のクロロ含有化合物、ニトロ含有化合物が好ましく使用
される。クロロ含有化合物の方が、ニトロ含有化合物よ
り活性が高くなるので好ましい。クロロ含有化合物は、
芳香族でも脂肪族でも構わない。例えば、クロロベンゼ
ン、o-,m-,p-ジクロロベンゼン、クロロホルム、四塩化
炭素、クロロエタン、ジクロロエタン、トリクロロエタ
ン、クロロプロパン、ジクロロプロパン等である。後の
工程やリサイクル性の点から沸点160℃以下の化合物
が好ましい。特に、1,2−ジクロロエタン等のジクロ
ロエタンや1,2−ジクロロプロパン、1,3−ジクロ
ロプロパン等ジクロロプロパンが、活性、選択性ともに
高くなるので好ましい。
The solvent is preferably collected by distillation and reused. Therefore, a compound having a sufficient boiling point difference from the product and a low temperature is preferable, and a compound having a boiling point of 160 ° C. or lower is preferable. The type of solvent is not particularly limited, but conventionally known chloro-containing compounds and nitro-containing compounds are preferably used. Chloro-containing compounds are preferred because they are more active than nitro-containing compounds. The chloro-containing compound is
It may be aromatic or aliphatic. For example, chlorobenzene, o-, m-, p-dichlorobenzene, chloroform, carbon tetrachloride, chloroethane, dichloroethane, trichloroethane, chloropropane, dichloropropane and the like. A compound having a boiling point of 160 ° C. or lower is preferable from the viewpoint of the subsequent steps and recycling property. Particularly, dichloroethane such as 1,2-dichloroethane and dichloropropane such as 1,2-dichloropropane and 1,3-dichloropropane are preferable because both activity and selectivity are high.

【0020】本発明の第二、第三の発明は、一度反応に
使ったゼオライト触媒を再利用するが、反応後回収した
ゼオライトを大気中に露出させないことが必須である。
大気中にさらすと選択性は低くなる。理由は明らかでは
ないが、大気中には水分が多分に含まれており、大気中
にさらすとゼオライトが水分を吸着するためか、ゼオラ
イトの細孔が水で詰まってしまいゼオライト細孔が反応
に使われにくくなるためと考えられる。
In the second and third aspects of the present invention, the zeolite catalyst used once in the reaction is reused, but it is essential that the zeolite recovered after the reaction is not exposed to the atmosphere.
When exposed to the atmosphere, the selectivity becomes low. Although the reason is not clear, the air contains a large amount of water, and if it is exposed to the air, the zeolite adsorbs the water. It is thought that it is difficult to use.

【0021】具体的には、反応後のゼオライトと反応液
の混合物を、自然沈降、遠心沈降などにより、透明部分
とゼオライト含有部分に分ける。ゼオライト含有部分を
大気中にさらさないように再度反応に利用する。ゼオラ
イトと共に反応液を次の反応に供しても構わない。水分
を含まない雰囲気下で濾過してそのまま水分にさらすこ
となく、乾燥窒素気流下などで乾燥し、反応に供しても
良い。ゼオライト含有反応液を、反応液で湿った状態で
再度反応に供することが好ましい。その理由は、反応液
には高沸点物が含まれており、乾燥させると高沸点物が
ゼオライト細孔内に詰まってしまう可能性があるからで
ある。高沸点物がゼオライトと共に次の反応に供される
ことは特に問題ないが、ゼオライト細孔内で固体化する
ことは好ましくない。オルトキシレンの塩素化による高
沸点物は特に固体化しやすく、従来触媒はリサイクルし
にくかったが本発明によりリサイクルが可能となった。
Specifically, the mixture of the zeolite and the reaction solution after the reaction is separated into a transparent portion and a zeolite-containing portion by natural sedimentation, centrifugal sedimentation or the like. The zeolite-containing portion is reused in the reaction so as not to be exposed to the atmosphere. The reaction liquid may be subjected to the next reaction together with the zeolite. The reaction may be carried out by drying in a dry nitrogen stream or the like without exposing to water as it is by filtering in a moisture-free atmosphere. It is preferable that the zeolite-containing reaction liquid is subjected to the reaction again in a wet state with the reaction liquid. The reason is that the reaction liquid contains a high-boiling substance, and the high-boiling substance may be clogged in the zeolite pores when dried. It is not a particular problem that the high boiling point substance is subjected to the next reaction together with the zeolite, but it is not preferable to solidify it in the zeolite pores. The high-boiling substances due to the chlorination of ortho-xylene are particularly likely to be solidified, and it was difficult to recycle the conventional catalysts, but the present invention made it possible to recycle them.

【0022】使用するオルトキシレンの水分率を下げた
方が触媒のリサイクル性を向上させるのは明白である。
オルトキシレンに含まれる水分は、徐々にゼオライトに
吸着されていき反応選択性を低下させる。
It is obvious that lowering the water content of the orthoxylene used improves the recyclability of the catalyst.
Moisture contained in ortho-xylene is gradually adsorbed by zeolite and reduces reaction selectivity.

【0023】[0023]

【実施例】以下に、本発明を実施例をもって説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.

【0024】(実施例1)100mlの4つ口フラスコ
にリフラックス管、温度計、塩素吹き込み口、サンプリ
ング口を設置した。廃塩素ガスは、リフラックス管の上
部から排気し、水酸化ナトリウム溶液でトラップするよ
うにした。加熱は、オイルバスで行った。
Example 1 A 100 ml four-necked flask was equipped with a reflux tube, a thermometer, a chlorine injection port, and a sampling port. The waste chlorine gas was exhausted from the upper part of the reflux pipe and trapped with a sodium hydroxide solution. Heating was performed in an oil bath.

【0025】上記フラスコに、予めモレキュラーシーブ
4Aで脱水し水分率を20ppmにしたオルトキシレン(シ
グマアルドリッチジャパン(株)製、試薬1級)16.
96gに1,2−ジクロロエタン(東京化成工業(株)
製、EP)60ml、400℃で1時間焼成しデシケー
ター中で冷却したK−L型ゼオライト(東ソー製)3.
39gを添加し、窒素ガスを塩素ガス吹き込み口から吹
き込みながら80℃に加熱した。80℃に加熱後、窒素
ガスを塩素ガスに切り替え反応を開始した。塩素ガス吹
き込み速度は、0.08mol/時間に調整した。
The above-mentioned flask was previously charged with a molecular sieve.
16. Ortho-xylene dehydrated at 4 A to a water content of 20 ppm (Sigma Aldrich Japan KK, first-grade reagent) 16.
1,2-dichloroethane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 96 g
Manufactured by Tohso Co., Ltd., EP) 60 ml, calcined at 400 ° C. for 1 hour and cooled in a desiccator.
39 g was added, and the mixture was heated to 80 ° C. while blowing nitrogen gas through the chlorine gas blowing port. After heating to 80 ° C., nitrogen gas was changed to chlorine gas to start the reaction. The chlorine gas blowing rate was adjusted to 0.08 mol / hour.

【0026】3時間後オルトキシレン転化率は78%
で、4−クロロオルトキシレン/3−クロロオルトキシ
レン生成比は8.2であった。
After 3 hours, the conversion of ortho-xylene is 78%.
Thus, the production ratio of 4-chloroorthoxylene / 3-chloroorthoxylene was 8.2.

【0027】(比較例1)オルトキシレンを試薬のまま
使用した以外は実施例と同様に反応を行った。試薬のオ
ルトキシレンの水分率を測定したところ138ppmであっ
た。
(Comparative Example 1) A reaction was carried out in the same manner as in Example except that orthoxylene was used as a reagent. The water content of the reagent orthoxylene was measured and found to be 138 ppm.

【0028】3時間後、オルトキシレン転化率は77%
で、4−クロロオルトキシレン/3−クロロオルトキシ
レン生成比は7.8であった。
After 3 hours, the conversion of ortho-xylene is 77%.
Thus, the production ratio of 4-chloroorthoxylene / 3-chloroorthoxylene was 7.8.

【0029】(実施例2)100mlの4つ口フラスコ
にリフラックス管、温度計、塩素吹き込み口、サンプリ
ング口を設置した。廃塩素ガスは、リフラックス管の上
部から排気し、水酸化ナトリウム溶液でトラップするよ
うにした。加熱は、オイルバスで行った。
Example 2 A 100 ml four-necked flask was equipped with a reflux tube, a thermometer, a chlorine blowing port, and a sampling port. The waste chlorine gas was exhausted from the upper part of the reflux pipe and trapped with a sodium hydroxide solution. Heating was performed in an oil bath.

【0030】上記フラスコに、オルトキシレン(シグマ
アルドリッチジャパン(株)製、試薬1級をモレキュラ
ーシーブ4Aで20ppmまで脱水したもの)16.96
gに1,2−ジクロロエタン(東京化成工業(株)製、
EP)60ml、400℃で1時間焼成しデシケーター
中で冷却したK−L型ゼオライト(東ソー製)3.39
gを添加し、窒素ガスを塩素ガス吹き込み口から吹き込
みながら80℃に加熱した。80℃に加熱後、窒素ガス
を塩素ガスに切り替え反応を開始した。塩素ガス吹き込
み速度は、0.08mol/時間に調整した。
16.96 Ortho-xylene (manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd .; reagent grade 1 was dehydrated to 20 ppm with molecular sieve 4A) in the flask.
1,2-dichloroethane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.,
EP) 60 ml, KL type zeolite (manufactured by Tosoh Corporation) 3.39 which was calcined at 400 ° C. for 1 hour and cooled in a desiccator.
g was added, and the mixture was heated to 80 ° C. while blowing nitrogen gas through the chlorine gas blowing port. After heating to 80 ° C., nitrogen gas was changed to chlorine gas to start the reaction. The chlorine gas blowing rate was adjusted to 0.08 mol / hour.

【0031】3時間後オルトキシレン転化率は、87%
で4−クロロオルトキシレン/3−クロロオルトキシレ
ン生成比は8.3であった。その後3.5時間まで反応
し、塩素の供給をやめ、冷却して、静置した。ゼオライ
トが底に沈降した後、上澄みを除去した。新たに、オル
トキシレン(シグマアルドリッチジャパン(株)製、試
薬1級をモレキュラーシーブ4Aで20ppmまで脱水し
たもの)16.96gに1,2−ジクロロエタン(東京
化成工業(株)製、EP)60mlを加え、反応液をガ
スクロで分析した。オルトキシレン:3−クロロオルト
キシレン:4−クロロオルトキシレン:α-クロロオル
トキシレン:ジクロロオルトキシレン=77.1:2.1:18.8:
0.2:0.94であった。窒素ガスを塩素ガス吹き込み口から
吹き込みながら80℃に加熱した。80℃に加熱後、窒
素ガスを塩素ガスに切り替え反応を開始した。塩素ガス
吹き込み速度は、0.08mol/時間に調整した。
After 3 hours, the conversion of ortho-xylene was 87%.
The 4-chloroorthoxylene / 3-chloroorthoxylene production ratio was 8.3. After that, the reaction was continued for 3.5 hours, the supply of chlorine was stopped, the mixture was cooled, and it was allowed to stand. After the zeolite settled to the bottom, the supernatant was removed. Newly, 16.96 g of ortho-xylene (manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd., which was obtained by dehydrating reagent grade 1 to 20 ppm with molecular sieve 4A), and 60 ml of 1,2-dichloroethane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., EP) In addition, the reaction solution was analyzed by gas chromatography. Orthoxylene: 3-chloroorthoxylene: 4-chloroorthoxylene: α-chloroorthoxylene: dichloroorthoxylene = 77.1: 2.1: 18.8:
It was 0.2: 0.94. Nitrogen gas was heated to 80 ° C. while being blown through the chlorine gas blowing port. After heating to 80 ° C., nitrogen gas was changed to chlorine gas to start the reaction. The chlorine gas blowing rate was adjusted to 0.08 mol / hour.

【0032】3時間後オルトキシレン転化率は、91%
で4−クロロオルトキシレン/3−クロロオルトキシレ
ン生成比は8.3であった。
After 3 hours, the conversion of ortho-xylene was 91%.
The 4-chloroorthoxylene / 3-chloroorthoxylene production ratio was 8.3.

【0033】(比較例2)100mlの4つ口フラスコ
にリフラックス管、温度計、塩素吹き込み口、サンプリ
ング口を設置した。廃塩素ガスは、リフラックス管の上
部から排気し、水酸化ナトリウム溶液でトラップするよ
うにした。加熱は、オイルバスで行った。
Comparative Example 2 A 100 ml four-necked flask was equipped with a reflux tube, a thermometer, a chlorine blowing port, and a sampling port. The waste chlorine gas was exhausted from the upper part of the reflux pipe and trapped with a sodium hydroxide solution. Heating was performed in an oil bath.

【0034】上記フラスコに、オルトキシレン(シグマ
アルドリッチジャパン(株)製、試薬1級をモレキュラ
ーシーブ4Aで20ppmまで脱水したもの)16.96
gに1,2−ジクロロエタン(東京化成工業(株)製、
EP)60ml、400℃で1時間焼成しデシケーター
中で冷却したK−L型ゼオライト(東ソー製)3.39
gを添加し、窒素ガスを塩素ガス吹き込み口から吹き込
みながら80℃に加熱した。80℃に加熱後、窒素ガス
を塩素ガスに切り替え反応を開始した。塩素ガス吹き込
み速度は、0.08mol/時間に調整した。
16.96 Ortho-xylene (manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd .; reagent grade 1 was dehydrated to 20 ppm with molecular sieve 4A) in the above flask.
1,2-dichloroethane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.,
EP) 60 ml, KL type zeolite (manufactured by Tosoh Corporation) 3.39 which was calcined at 400 ° C. for 1 hour and cooled in a desiccator.
g was added, and the mixture was heated to 80 ° C. while blowing nitrogen gas through the chlorine gas blowing port. After heating to 80 ° C., nitrogen gas was changed to chlorine gas to start the reaction. The chlorine gas blowing rate was adjusted to 0.08 mol / hour.

【0035】3時間後オルトキシレン転化率は、87%
で4−クロロオルトキシレン/3−クロロオルトキシレ
ン生成比は8.3であった。その後3.5時間まで反応
し、塩素の供給をやめ、冷却して、大気中で濾過して、
反応液をできるだけ切った。
After 3 hours, the conversion of ortho-xylene was 87%.
The 4-chloroorthoxylene / 3-chloroorthoxylene production ratio was 8.3. After that, it reacted for 3.5 hours, stopped the supply of chlorine, cooled, filtered in the atmosphere,
The reaction solution was cut as much as possible.

【0036】オルトキシレン(シグマアルドリッチジャ
パン(株)製、試薬1級をモレキュラーシーブ4Aで2
0ppmまで脱水したもの)16.96gに1,2−ジク
ロロエタン(東京化成工業(株)製、EP)60ml、
上述のように濾過したK−L型ゼオライト(東ソー製)
を添加し、窒素ガスを塩素ガス吹き込み口から吹き込み
ながら80℃に加熱した。80℃に加熱後、窒素ガスを
塩素ガスに切り替え反応を開始した。塩素ガス吹き込み
速度は、0.08mol/時間に調整した。
Ortho-xylene (manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd., reagent 1 grade 2 with molecular sieve 4A)
16.96 g of water dehydrated to 0 ppm), 60 ml of 1,2-dichloroethane (EP, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.),
KL-type zeolite (manufactured by Tosoh Corporation) filtered as described above
Was added and the mixture was heated to 80 ° C. while blowing nitrogen gas through the chlorine gas blowing port. After heating to 80 ° C., nitrogen gas was changed to chlorine gas to start the reaction. The chlorine gas blowing rate was adjusted to 0.08 mol / hour.

【0037】3時間後オルトキシレン転化率は、87%
で4−クロロオルトキシレン/3−クロロオルトキシレ
ン生成比は7.3であった。
After 3 hours, the conversion of ortho-xylene was 87%.
The 4-chloroorthoxylene / 3-chloroorthoxylene production ratio was 7.3.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、3−クロロオルトキシ
レンより4−クロロオルトキシレンを選択的に製造する
ことができ、純度の高い4−クロロオルトキシレンを製
造できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, 4-chloroorthoxylene can be selectively produced from 3-chloroorthoxylene, and highly pure 4-chloroorthoxylene can be produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 直行 愛知県名古屋市港区大江町9番地の1 東 レ株式会社名古屋事業場内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC30 BA71 BC30 BD36 BD52 BE53 4H039 CA52 CD00    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Naoyuki Uchiyama             1 East of 9 Oemachi, Minato-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture             Les Nagoya Office F-term (reference) 4H006 AA02 AC30 BA71 BC30 BD36                       BD52 BE53                 4H039 CA52 CD00

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ゼオライトを触媒としてオルトキシレンを
塩素化して4−クロロオルトキシレンを得る方法におい
て、オルトキシレンの水分率を100ppm以下とするこ
とを特徴とする4−クロロオルトキシレンの製造方法。
1. A method for producing 4-chloroorthoxylene, which comprises chlorinating orthoxylene using zeolite as a catalyst to obtain 4-chloroorthoxylene, wherein the water content of orthoxylene is 100 ppm or less.
【請求項2】ゼオライトを触媒としてオルトキシレンを
塩素化して4−クロロオルトキシレンを得る方法におい
て、使用済みゼオライトを大気中に露出させずに再利用
することを特徴とする4−クロロオルトキシレンの製造
方法。
2. A method for obtaining 4-chloroorthoxylene by chlorinating orthoxylene using zeolite as a catalyst, wherein spent zeolite is reused without being exposed to the atmosphere. Production method.
【請求項3】ゼオライトを触媒としてオルトキシレンを
塩素化して4−クロロオルトキシレンを得る方法におい
て、オルトキシレンの水分率を100ppm以下としかつ
使用済みゼオライトを大気中に露出させずに再利用する
ことを特徴とする4−クロロオルトキシレンの製造方法
3. A method for obtaining 4-chloroorthoxylene by chlorinating orthoxylene using zeolite as a catalyst, wherein the water content of orthoxylene is 100 ppm or less and the used zeolite is reused without being exposed to the atmosphere. Of 4-chloroorthoxylene
【請求項4】ゼオライトがL型ゼオライトであることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の4−クロ
ロオルトキシレンの製造方法。
4. The method for producing 4-chloroorthoxylene according to claim 1, wherein the zeolite is an L-type zeolite.
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