JP2007203148A - Catalyst composition for conversion reaction of aromatic hydrocarbon, and conversion process of aromatic hydrocarbon using the same - Google Patents

Catalyst composition for conversion reaction of aromatic hydrocarbon, and conversion process of aromatic hydrocarbon using the same Download PDF

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一由 岩山
Yutaka Imada
裕 今田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst composition for conversion reaction of aromatic hydrocarbons which is capable of recovering benzene with high quality and to provide a conversion process of aromatic hydrocarbons using the same. <P>SOLUTION: The catalyst composition for the conversion reaction of aromatic hydrocarbons is characterized by containing 40-90 pts.wt. of mordenite and 60-10 pts.wt. of an inorganic oxide per 100 pts.wt. based on the total weight of mordenite and the inorganic oxide, 0.05-2 wt.% of rhenium in the catalyst composition and 0.05 to 5 wt.% of silver in the catalyst composition. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物とそれを用いた芳香族炭化水素の転化方法に関する。特に、C9アルキル芳香族炭化水素を含む芳香族炭化水素原料から、不均化、トランスアルキル化、脱アルキル化反応の少なくとも1つの反応により、キシレン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素を製造する芳香族化合物の転化反応用触媒組成物とそれを用いた芳香族炭化水素の転化方法に関する。   The present invention relates to a catalyst composition for conversion reaction of aromatic hydrocarbons and an aromatic hydrocarbon conversion method using the same. In particular, aromatics that produce aromatic hydrocarbons such as xylene and benzene from aromatic hydrocarbon raw materials containing C9 alkyl aromatic hydrocarbons by at least one of disproportionation, transalkylation, and dealkylation reactions The present invention relates to a catalyst composition for a conversion reaction of a compound and a method for converting an aromatic hydrocarbon using the same.

トルエンの不均化によるキシレン及びベンゼンの製造、トルエンとトリメチルベンゼンのトランスアルキル化によるキシレン製造などの芳香族炭化水素の不均化及び/またはトランスアルキル化反応は工業的に重要な反応であり、従来数多くの触媒系が提案されている。その中で近年、フォージャサイト、モルデナイトのような結晶性アルミノシリケートゼオライトが有効な触媒であることが見出されたが、特に、モルデナイトが高いトルエンの不均化活性を有する(例えば、特許文献1参照)。   Aromatic hydrocarbon disproportionation and / or transalkylation reactions such as the production of xylene and benzene by disproportionation of toluene and the production of xylene by transalkylation of toluene and trimethylbenzene are industrially important reactions, Many catalyst systems have been proposed in the past. Recently, crystalline aluminosilicate zeolites such as faujasite and mordenite have been found to be effective catalysts. In particular, mordenite has a high disproportionation activity of toluene (for example, patent documents). 1).

しかしながら、モルデナイト単独では活性、触媒寿命共に充分でなく、活性の向上及び触媒寿命を改善するためにモルデナイトにレニウムを組み合わせることが開示されている(例えば、特許文献2参照)。また、モルデナイトにニッケルを含有させることにより、トルエンの高い転化活性、低い触媒失活速度、非芳香族副生物の減少が開示されている(例えば、特許文献3参照)。   However, mordenite alone is not sufficient in both activity and catalyst life, and it is disclosed that rhenium is combined with mordenite in order to improve activity and improve the catalyst life (for example, see Patent Document 2). Moreover, the high conversion activity of toluene, the low catalyst deactivation rate, and the reduction | decrease of a non-aromatic by-product are disclosed by making mordenite contain nickel (for example, refer patent document 3).

一方、モルデナイトと水素化活性金属を組み合わせることにより、C9芳香族炭化水素を含む芳香族炭化水素含有原料からトランスアルキル化反応によりキシレンを効率的に製造できることが開示されている(例えば、特許文献4参照)。   On the other hand, it is disclosed that xylene can be efficiently produced by a transalkylation reaction from an aromatic hydrocarbon-containing raw material containing C9 aromatic hydrocarbon by combining mordenite and a hydrogenation active metal (for example, Patent Document 4). reference).

懸かる反応によって副生するベンゼンも又、エチルベンゼン合成或いはシクロヘキサン合成等の工業的に重要な粗原料である。エチルベンゼン合成或いはシクロヘキサン合成等の粗原料として用いるにはベンゼンに高い純度が要求される。反応によって得られたベンゼン含有芳香族炭化水素は、通常、蒸留分離によってベンゼンを分離する。しかし、ベンゼン(沸点80.1℃)に近い沸点を有するシクロヘキサン(沸点80.7℃)、及びベンゼンと共沸し易い成分であるメチル−シクロペンタン、ジメチル−シクロペンタン、メチル−シクロヘキサン等の脂環化合物が存在すると蒸留法では、ベンゼンとの分離が困難となり、ベンゼン純度が低下する。水素化活性金属の存在により供給原料中の芳香族炭化水素の芳香核が水素化され、ベンゼンと蒸留法で分離しがたいこれら成分が増大し、ベンゼン純度を低下させる。
特公昭47−46051号明細書(実施例1) 特公昭62−45849号明細書(実施例1) 特開平5−221884号明細書(カラム8、6〜11行) 特開平11−70334号明細書(実施例7)
Benzene by-produced by the reaction is also an industrially important raw material such as ethylbenzene synthesis or cyclohexane synthesis. High purity is required for benzene for use as a crude material for ethylbenzene synthesis or cyclohexane synthesis. The benzene-containing aromatic hydrocarbon obtained by the reaction usually separates benzene by distillation separation. However, cyclohexane (boiling point 80.7 ° C.) having a boiling point close to benzene (boiling point 80.1 ° C.) and fats such as methyl-cyclopentane, dimethyl-cyclopentane, and methyl-cyclohexane, which are azeotropic components with benzene. If a ring compound is present, separation from benzene becomes difficult by the distillation method, and the purity of the benzene decreases. The presence of the hydrogenation active metal hydrogenates the aromatic nuclei of the aromatic hydrocarbons in the feedstock, increasing these components that are difficult to separate from benzene by distillation, reducing benzene purity.
Japanese Patent Publication No. 47-46051 (Example 1) Japanese Examined Patent Publication No. 62-45849 (Example 1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-22184 (column 8, lines 6 to 11) JP-A-11-70334 (Example 7)

本発明は純度の高いベンゼンを回収することが可能な芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物およびそれを用いた芳香族炭化水素の転化方法の提供を課題とする。   An object of the present invention is to provide a catalyst composition for the conversion reaction of an aromatic hydrocarbon capable of recovering benzene having a high purity and a method for converting an aromatic hydrocarbon using the same.

また、エチルトルエンを含む芳香族炭化水素含有原料を用い、水素存在下で転化反応をさせる場合には、芳香核の水素化分解反応を抑制し、キシレンを効率よく製造し、高純度のベンゼンを生成する芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物とそれを用いた芳香族炭化水素の転化方法を提供するものである。   In addition, when an aromatic hydrocarbon-containing raw material containing ethyltoluene is used and the conversion reaction is performed in the presence of hydrogen, the hydrocracking reaction of aromatic nuclei is suppressed, xylene is efficiently produced, and high-purity benzene is produced. The present invention provides a catalyst composition for conversion reaction of aromatic hydrocarbons to be produced and a method for converting aromatic hydrocarbons using the same.

すなわち、キシレン及びベンゼンを製造する有用な方法に、トルエンを含む原料を不均化反応及び/又はトランスアルキル化反応させる方法がある。しかし、トルエンはオクタン価向上のためにガソリン基材の一部としての利用価値がある。一方、C9アルキル芳香族炭化水素は工業的な利用価値が少なく燃料として使用されることが多い。C9アルキル芳香族炭化水素に含まれるエチルトルエンを脱アルキル化反応によりトルエンにし、トルエン2分子による不均化反応あるいはトルエンとトリメチルベンゼンによるトランスアルキル化反応により工業的に有用なキシレン及び/又はベンゼンを製造できる。エチルトルエンを脱アルキル化してトルエンに変換するのに、水素存在下、水素化活性金属により、水素化脱アルキル化することにより、熱力学的平衡の制約が無くなり、理論上100%近くまでトルエンに変換できる。しかし、水素存在下、水素化活性金属により、供給原料中の芳香族炭化水素の一部が核水素化反応を引き起こし、脂環化合物を生成し、ベンゼン純度を低下させる。   That is, as a useful method for producing xylene and benzene, there is a method in which a raw material containing toluene is subjected to a disproportionation reaction and / or a transalkylation reaction. However, toluene has a utility value as a part of a gasoline base material for increasing the octane number. On the other hand, C9 alkyl aromatic hydrocarbons have little industrial utility value and are often used as fuel. Ethyltoluene contained in C9 alkyl aromatic hydrocarbons is converted into toluene by dealkylation reaction, and industrially useful xylene and / or benzene is obtained by disproportionation reaction with two toluene molecules or transalkylation reaction with toluene and trimethylbenzene. Can be manufactured. When dehydrating ethyltoluene and converting it to toluene, hydrodealkylation with hydrogenated active metal in the presence of hydrogen eliminates the constraint of thermodynamic equilibrium, and theoretically close to 100% of toluene. Can be converted. However, in the presence of hydrogen, the hydrogenated active metal causes a part of the aromatic hydrocarbon in the feedstock to cause a nuclear hydrogenation reaction, producing an alicyclic compound and lowering the benzene purity.

したがって、本発明は、上記の場合においても高いキシレン収率を維持して高純度のベンゼンを回収することが可能な芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物とそれを用いた転化方法の提供を課題とする。   Therefore, the present invention provides an aromatic hydrocarbon conversion catalyst composition capable of recovering high-purity benzene while maintaining a high xylene yield even in the above case, and a conversion method using the same Is an issue.

上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、「モルデナイトと無機酸化物の合計を100重量部としたときにモルデナイトが40から90重量部、無機酸化物が60から10重量部、レニウムが触媒組成物中0.05から2重量%、及び銀が触媒組成物中0.05から5重量%含有することを特徴とする芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物。」により、芳香核への水素化分解反応を抑制し、効率的にキシレンを生成し、高純度のベンゼンを製造できることを見出し、本発明に到達した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied. A catalyst composition for conversion reaction of an aromatic hydrocarbon, characterized in that rhenium is contained in the catalyst composition in an amount of 0.05 to 2% by weight, and silver is contained in the catalyst composition in an amount of 0.05 to 5% by weight. The present inventors have found that high-purity benzene can be produced by suppressing the hydrogenolysis reaction to aromatic nuclei and efficiently producing xylene.

本発明により、効率的にキシレンを生成し、高純度のベンゼンを製造することが出来る。   According to the present invention, xylene can be produced efficiently and high-purity benzene can be produced.

本発明に用いられるゼオライトはモルデナイトである。モルデナイトとしてはシリカ/アルミナモル比が12から25のモルデナイトが好ましく、更に好ましくは15から20のモルデナイトが用いられる。シリカ/アルミナモル比が12から25のモルデナイトを得るには低シリカ/アルミナモル比のモルデナイトを酸抽出などにより脱アルミニウム処理する方法及び直接シリカ/アルミナモル比12から25のモルデナイトを合成する方法があるが、直接合成した合成モルデナイトが好ましく用いられる。モルデナイトの合成方法は、例えば、American Mineralogist 57卷(1972)1146〜1151ページ、特公昭63−51969、特公平2−31006号公報などに開示されている。   The zeolite used in the present invention is mordenite. The mordenite is preferably a mordenite having a silica / alumina molar ratio of 12 to 25, more preferably 15 to 20. In order to obtain mordenite having a silica / alumina molar ratio of 12 to 25, there are a method of dealumination of mordenite having a low silica / alumina molar ratio by acid extraction and a method of directly synthesizing mordenite having a silica / alumina molar ratio of 12 to 25. Directly synthesized synthetic mordenite is preferably used. A method for synthesizing mordenite is disclosed, for example, in American Mineralist 57 卷 (1972), pages 1146 to 1151, Japanese Examined Patent Publication No. 63-51969, and Japanese Examined Patent Publication No. 2-31006.

無機酸化物はゼオライト及びレニウムを分散担持させるのに必須である。無機酸化物としてはアルミナ、シリカ・アルミナ、シリカ、チタニア、マグネシア及び粘土を挙げることが出来る。これらの中で、特に、アルミナが好ましい。アルミナとしてはベーマイト、ベーマイトゲル、ジブサイト、バイアライト、ノルストランダイト、ジアスポア、無定形アルミナゲル等が知られている。いずれのアルミナでも使用できるが、好ましくはベーマイトである。また、粘土類としてはモンモリロナイト、カオリン、セピオライト及び酸性白土等の天然または、精製処理した粘土類を挙げることが出来る。   Inorganic oxides are essential to disperse and support zeolite and rhenium. Examples of the inorganic oxide include alumina, silica / alumina, silica, titania, magnesia and clay. Of these, alumina is particularly preferable. Known aluminas include boehmite, boehmite gel, dibsite, vialite, norstrandite, diaspore, amorphous alumina gel, and the like. Any alumina can be used, but boehmite is preferred. Examples of clays include natural or refined clays such as montmorillonite, kaolin, sepiolite, and acid clay.

モルデナイトと無機酸化物の配合割合は、両者の合計を100重量部としたときにモルデナイトが40から90重量部、無機酸化物が60から10重量部であり、モルデナイトが40から60重量部、無機酸化物が60から40重量部であることが好ましい。   The blending ratio of mordenite and inorganic oxide is 40 to 90 parts by weight of mordenite, 60 to 10 parts by weight of inorganic oxide, 40 to 60 parts by weight of mordenite, and inorganic when the total of both is 100 parts by weight. It is preferred that the oxide is 60 to 40 parts by weight.

本発明の触媒組成物は通常、成型して用いられる。成型法には、圧縮成型法、転動法、押出法等が例として挙げられるが、より好ましくは、押出法である。押出法では、合成ゼオライト粉末と無機酸化物を結合する為に、バインダーが用いられる。バインダーとしては、アルミナゾル、アルミナゲル、ベントナイト、カオリン等を挙げることが出来る。特に、アルミナゾル、アルミナゲルが好ましい。これらバインダーはゼオライトを分散させる無機酸化物としても機能する。従って、触媒組成におけるゼオライトと無機酸化物の比率における無機酸化物として、これらバインダーも無水状態で包含される。又、必要に応じて、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スパン、ツイン等の界面活性剤が成型助剤として添加され、混練りされる。必要によっては、ニーダーなどの機械が使用される。混練りされた混練り物は、スクリーンから押し出される。工業的には、例えば、エクストリューダーと呼ばれる押出機が使用される。スクリーンから押し出された混練り物はヌードル状物となる。使用するスクリーン径によって成型体の大きさが決定される。スクリーン径としては、好ましくは、0.2〜2.0mmφが用いられる。スクリーンから押し出されたヌードル状成型体は、角を丸めるために、マルメライザーにより処理されるのが好ましい。このようにして成型された成型体は、50〜250℃で乾燥される。乾燥後、成型強度を向上させる為、250〜600℃、好ましくは350〜600℃で焼成される。   The catalyst composition of the present invention is usually used after being molded. Examples of the molding method include a compression molding method, a rolling method, and an extrusion method, and the extrusion method is more preferable. In the extrusion method, a binder is used to bind the synthetic zeolite powder and the inorganic oxide. Examples of the binder include alumina sol, alumina gel, bentonite, and kaolin. In particular, alumina sol and alumina gel are preferable. These binders also function as inorganic oxides in which zeolite is dispersed. Accordingly, these binders are also included in an anhydrous state as inorganic oxides in the ratio of zeolite to inorganic oxide in the catalyst composition. If necessary, a surfactant such as sodium dodecylbenzenesulfonate, span or twin is added as a molding aid and kneaded. If necessary, a machine such as a kneader is used. The kneaded material is extruded from the screen. Industrially, for example, an extruder called an extruder is used. The kneaded product extruded from the screen becomes a noodle-like product. The size of the molded body is determined by the screen diameter to be used. The screen diameter is preferably 0.2 to 2.0 mmφ. The noodle-like molded body extruded from the screen is preferably treated with a malmerizer to round off the corners. The molded body molded in this way is dried at 50 to 250 ° C. After drying, in order to improve the molding strength, baking is performed at 250 to 600 ° C, preferably 350 to 600 ° C.

かくの如くして製造された成型体は、固体酸性を発現するため水素イオン及び/又は水素イオン前駆体であるアンモニウムイオンがイオン交換によって導入される。イオン交換は同時に行っても良いし、別々に行っても良い。固体酸性を付与する方法としては、直接、酸を含む化合物(例えば、HCl、HNO、HPO等)で、ゼオライトのイオン交換サイトに水素イオンを導入する方法、或いはアンモニウムイオンを含む化合物(例えば、NHCl、NHNO、(NHSO等)でイオン交換処理し、ゼオライトのイオン交換サイトにNHイオンを導入し、しかる後、乾燥、焼成により、水素イオンに変換する方法があるが、前者は、ゼオライト構造を破壊する恐れがあるので、好ましくは後者、即ち、水素イオン前駆体であるアンモニウムイオンを含む化合物でイオン交換処理される。イオン交換処理は、流通法、バッチ法何れの方法でも良い。温度は、室温から95℃で行われるが、イオン交換速度を速める為に、好ましくは50から85℃である。イオン交換に用いられるアンモニウム塩水溶液の濃度は1から15重量%、好ましくは2から10重量%である。 In the molded body thus produced, hydrogen ions and / or ammonium ions which are hydrogen ion precursors are introduced by ion exchange in order to develop solid acidity. Ion exchange may be performed simultaneously or separately. As a method for imparting solid acidity, a compound directly containing an acid (for example, HCl, HNO 3 , H 3 PO 4, etc.), a method of introducing hydrogen ions into the ion exchange site of zeolite, or a compound containing ammonium ions (For example, NH 4 Cl, NH 4 NO 3 , (NH 4 ) 2 SO 4, etc.), ion exchange treatment is performed, NH 4 ions are introduced into the ion exchange site of the zeolite, and then hydrogen ions are dried and calcined. However, the former is preferably subjected to ion exchange treatment with the latter, that is, a compound containing ammonium ions which are hydrogen ion precursors, because the zeolite structure may be destroyed. The ion exchange treatment may be either a distribution method or a batch method. The temperature is from room temperature to 95 ° C., and preferably from 50 to 85 ° C. in order to increase the ion exchange rate. The concentration of the aqueous ammonium salt solution used for ion exchange is 1 to 15% by weight, preferably 2 to 10% by weight.

また、触媒活性の向上を目的に、触媒を酒石酸、シュウ酸、コハク酸、リンゴ酸等の有機酸を含む水溶液で処理することも、好ましく行われる。有機酸水溶液による処理は室温から95℃で行われるが、好ましくは、室温から50℃である。有機酸水溶液に有機酸濃度は、1から15重量%、好ましくは2から10重量%である。   For the purpose of improving the catalytic activity, it is also preferable to treat the catalyst with an aqueous solution containing an organic acid such as tartaric acid, oxalic acid, succinic acid, malic acid or the like. The treatment with the organic acid aqueous solution is performed at room temperature to 95 ° C., preferably at room temperature to 50 ° C. The organic acid concentration in the organic acid aqueous solution is 1 to 15% by weight, preferably 2 to 10% by weight.

次に本発明の転化反応用触媒組成物に含有させる銀について説明する。銀はモルデナイトへの銀イオン交換によって導入される。銀イオンとしては、水に可溶な化合物であればよいが、硝酸塩が好ましく用いられる。銀イオン交換は、アンモニウムイオン交換と同時に行ってもよく、又、別々に行ってもよい。イオン交換処理は通常水溶液で、バッチ法或いは流通法で行われる。処理温度は、室温から100℃で行われるのが通常である。銀の好ましい担持量は、触媒組成物中、0.05から5重量%であり、更に好ましくは0.5から4重量%である。   Next, the silver contained in the conversion reaction catalyst composition of the present invention will be described. Silver is introduced by silver ion exchange into mordenite. The silver ion may be any compound that is soluble in water, but nitrate is preferably used. Silver ion exchange may be performed simultaneously with ammonium ion exchange, or may be performed separately. The ion exchange treatment is usually carried out with an aqueous solution by a batch method or a distribution method. The treatment temperature is usually from room temperature to 100 ° C. A preferable loading amount of silver is 0.05 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 4% by weight in the catalyst composition.

レニウムは金属形態で、もしくは酸化物、硫化物、セレン化物等の形態で存在し得るが、レニウム成分として特に好ましく使用できるものは過レニウム酸、過レニウム酸アンモニウム等を挙げることが出来る。レニウム成分を担持する実施形態として最も好ましいのは次の方法である。好ましいレニウム担持量は触媒組成物中、0.01から2重量%、より好ましくは0.05〜1重量%である。モルデナイトと無機酸化物を均一に混合して成型し、乾燥、焼成する。次いで、モルデナイトに水素イオンあるいはアンモニウムイオン、及び銀イオンを導入した後、レニウムを含む水溶液で含浸する方法が好ましい。レニウムを担持した触媒は引き続き、乾燥、焼成される。アンモニウム型ゼオライトは焼成過程で水素型モルデナイトになる。好ましい焼成条件は、酸素含有雰囲気中300から650℃である。   Rhenium may exist in a metal form or in the form of an oxide, sulfide, selenide or the like, and those that can be particularly preferably used as the rhenium component include perrhenic acid and ammonium perrhenate. The following method is most preferable as an embodiment for supporting the rhenium component. A preferable rhenium loading is 0.01 to 2% by weight, more preferably 0.05 to 1% by weight in the catalyst composition. Mordenite and inorganic oxide are uniformly mixed, molded, dried and fired. Next, a method in which hydrogen ions, ammonium ions, and silver ions are introduced into mordenite and then impregnated with an aqueous solution containing rhenium is preferable. The catalyst carrying rhenium is subsequently dried and calcined. Ammonium-type zeolite becomes hydrogen-type mordenite during the calcination process. Preferable firing conditions are 300 to 650 ° C. in an oxygen-containing atmosphere.

懸かる触媒組成物を用いて、芳香族炭化水素、好ましくはエチルトルエン、トリメチルベンゼンなどからなるC9アルキル芳香族炭化水素を含む芳香族炭化水素を供給原料(「供給原料油」と称する場合もある)と接触させることにより、供給原料から、転化反応、具体的には不均化反応、トランスアルキル化反応、脱アルキル化反応の少なくとも1つの反応を通して、キシレン及び/又はベンゼンを製造する。上記接触は水素存在下で行われるのが好ましい。   Using the catalyst composition in question, an aromatic hydrocarbon, preferably an aromatic hydrocarbon containing a C9 alkyl aromatic hydrocarbon such as ethyltoluene, trimethylbenzene, etc., is fed (sometimes referred to as “feedstock oil”). To produce xylene and / or benzene from the feedstock through at least one of a conversion reaction, specifically a disproportionation reaction, a transalkylation reaction, a dealkylation reaction. The contact is preferably performed in the presence of hydrogen.

以上、述べたようにして調製された触媒組成物を用いて上記反応を行う際には、従来知られている種々の反応操作に準じて行うことが出来る。反応方式は、固定床反応方式が好ましく、次のような反応条件のもとで使用される。即ち、反応操作温度は300〜600℃、好ましくは、350〜550℃である。反応操作圧力は大気圧から10MPa−G、好ましくは、0.3〜5MPa−Gである。反応の接触時間を表すガス時間空間速度(WHSV)は0.1〜20hr−1、好ましくは0.5〜10hr−1である。水素対供給原料油の比率は0.5〜10モル比、好ましくは1〜5モル比である。供給原料油は、気相状態で触媒と接触させるのがより好ましい。 As mentioned above, when performing the said reaction using the catalyst composition prepared as mentioned above, it can carry out according to conventionally well-known various reaction operation. The reaction system is preferably a fixed bed reaction system and is used under the following reaction conditions. That is, the reaction operating temperature is 300 to 600 ° C, preferably 350 to 550 ° C. The reaction operation pressure is from atmospheric pressure to 10 MPa-G, preferably 0.3 to 5 MPa-G. The gas hourly space velocity (WHSV) representing the contact time of the reaction is 0.1 to 20 hr −1 , preferably 0.5 to 10 hr −1 . The ratio of hydrogen to feedstock oil is 0.5 to 10 molar ratio, preferably 1 to 5 molar ratio. More preferably, the feedstock oil is contacted with the catalyst in the gas phase.

供給原料油としては、芳香族炭化水素としてエチルトルエン、トリメチルベンゼン等のC9芳香族炭化水素またはそれを含むものが好ましく、特に、エチルトルエンを少なくとも5重量%含んでいることがキシレン生成に好ましい。エチルトルエンが本発明の触媒組成物上で水素化脱アルキル化反応によりトルエンとなり、そのトルエンとトリメチルベンゼンがトランスアルキル化反応によりキシレンを生成するからである。又、供給原料油は本発明に基づく触媒組成物上で、ベンゼンと共沸し易く、蒸留法でベンゼンと分離しがたいシクロヘキサン、メチル−シクロペンタン、ジメチル−シクロペンタン、メチル−シクロヘキサンが減少する。この為、反応生成物を蒸留法で分離して回収する際に、得られるベンゼンの純度を向上させることが出来る。ここでは、ベンゼン純度を次のように定義する。
ベンゼン純度(重量%)
=([ベンゼン])/([ベンゼン]+[メチル−シクロペンタン]+[ジメチル−シクロペンタン]+[シクロヘキサン]+[メチル−シクロヘキサン])×100
(式中[]は[]内の物質の重量を表す。)
The feedstock oil is preferably a C9 aromatic hydrocarbon such as ethyltoluene or trimethylbenzene as an aromatic hydrocarbon or one containing it, and particularly preferably contains at least 5% by weight of ethyltoluene for xylene production. This is because ethyltoluene becomes toluene by hydrodealkylation reaction on the catalyst composition of the present invention, and the toluene and trimethylbenzene generate xylene by transalkylation reaction. Also, the feedstock oil tends to azeotrope with benzene on the catalyst composition according to the present invention, and cyclohexane, methyl-cyclopentane, dimethyl-cyclopentane, and methyl-cyclohexane, which are difficult to separate from benzene by distillation, are reduced. . For this reason, when the reaction product is separated and recovered by a distillation method, the purity of the obtained benzene can be improved. Here, benzene purity is defined as follows.
Benzene purity (wt%)
= ([Benzene]) / ([benzene] + [methyl-cyclopentane] + [dimethyl-cyclopentane] + [cyclohexane] + [methyl-cyclohexane]) × 100
(In the formula, [] represents the weight of the substance in [].)

また、本発明の転化方法は、供給原料中にトルエンやベンゼンを共存させるのも本発明の実施態様の一つである。例えばメチル−シクロペンタン、ジメチル−シクロペンタン、シクロヘキサン、メチル−シクロヘキサンから選択される一種以上の脂環化合物とベンゼンを含む組成物、例えば本発明で得られるベンゼンを蒸留分離して得られる若干の上記脂環化合物を含むベンゼンの組成物、再び供給原料油に一部或いは全量リサイクルし、再び触媒と接触させ、ベンゼン純度を更に向上させることも、一つの実施態様である。なお、上記脂環化合物とベンゼンを含む組成物としては、他の反応により回収された組成物であっても構わない。   In the conversion method of the present invention, it is one of the embodiments of the present invention that toluene and benzene are allowed to coexist in the feedstock. For example, a composition containing benzene and one or more alicyclic compounds selected from methyl-cyclopentane, dimethyl-cyclopentane, cyclohexane, and methyl-cyclohexane, for example, some of the above obtained by distillation separation of benzene obtained in the present invention It is also one embodiment that the composition of benzene containing the alicyclic compound, partly or entirely recycled to the feedstock oil, and again brought into contact with the catalyst to further improve the benzene purity. In addition, as a composition containing the said alicyclic compound and benzene, the composition collect | recovered by other reaction may be sufficient.

以下、本発明を実施例でより詳しく説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(モルデナイト型ゼオライトの合成)
固形苛性ソーダ(NaOH含量96.0重量%、HO含量4.0重量%、株式会社カーク)21.3グラム、酒石酸粉末(酒石酸含量99.7重量%、HO含量0.3重量%、株式会社カーク)21.3グラムを蒸留水586.8グラムに溶解した。この溶液にアルミン酸ソーダ溶液(Al含量18.5重量%、NaOH含量26.1重量%、HO含量55.4重量%、住友化学工業株式会社)29.2グラムを加え、均一な溶液とした。この混合液に含水ケイ酸(SiO含量91.6重量%、Al含量0.33重量%、NaOH含量0.27重量%、ニップシールVN−3、日本シリカ工業株式会社)111.5グラムを攪拌しながら徐々に加え、均一なスラリー状水性反応混合物を調製した。この反応混合物の組成比(モル比)は次のとおりであった。
SiO/Al 30
OH/SiO 0.5
A/Al 2.5 (A:酒石酸塩)
O/SiO 20
(Synthesis of mordenite type zeolite)
Solid caustic soda (NaOH content 96.0% by weight, H 2 O content 4.0% by weight, Kirk Corporation) 21.3 grams, tartaric acid powder (tartaric acid content 99.7% by weight, H 2 O content 0.3% by weight) , Kirk Co., Ltd.) 21.3 grams was dissolved in 586.8 grams of distilled water. To this solution was added 29.2 grams of sodium aluminate solution (Al 2 O 3 content 18.5 wt%, NaOH content 26.1 wt%, H 2 O content 55.4 wt%, Sumitomo Chemical Co., Ltd.) A uniform solution was obtained. Hydrous silicic acid (SiO 2 content 91.6 wt%, Al 2 O 3 content 0.33 wt%, NaOH content 0.27 wt%, Nipsil VN-3, Nippon Silica Industry Co., Ltd.) 111.5 Grams were added slowly with stirring to prepare a uniform slurry aqueous reaction mixture. The composition ratio (molar ratio) of this reaction mixture was as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 30
OH / SiO 2 0.5
A / Al 2 O 3 2.5 (A: tartrate)
H 2 O / SiO 2 20

反応混合物は、1L容のオート・クレーブに入れ密閉し、その後250rpmで攪拌しながら、160℃で72時間反応させた。反応終了後、蒸留水で5回水洗、濾過を繰り返し、約120℃で一晩乾燥した。得られた生成物をCu管球、Kα線を用いるX線回折装置で測定した結果、モルデナイト型ゼオライトであることがわかった。   The reaction mixture was sealed in a 1 L autoclave and then reacted at 160 ° C. for 72 hours while stirring at 250 rpm. After completion of the reaction, washing with distilled water 5 times and filtration were repeated, followed by drying at about 120 ° C. overnight. As a result of measuring the obtained product with an X-ray diffractometer using Cu tube and Kα ray, it was found to be mordenite type zeolite.

このモルデナイト型ゼオライトのシリカ/アルミナモル比は蛍光X線回折分析の結果、18.6であった。   The silica / alumina molar ratio of this mordenite-type zeolite was 18.6 as a result of fluorescent X-ray diffraction analysis.

FE−SEM観察を倍率1万倍で行った結果、結晶子サイズは約0.5ミクロンを主体としていた。   As a result of FE-SEM observation at a magnification of 10,000, the crystallite size was mainly about 0.5 microns.

(触媒の調製)
実施例1(触媒1)
モルデナイト型ゼオライト粉末を絶対乾燥基準(500℃、20分間焼成した時の灼熱減量から計算)で30グラム、含水アルミナ(SASOL社、Al含量75重量%)26.7グラム(Alとして20グラム)、アルミナゾル(Al含量10重量%、日産化学工業株式会社)75グラム(Alとして7.5グラム)加え、充分混合した。その後、120℃の乾燥器に入れ、粘土状の水分になるまで乾燥した。その混練り物を1.2mmφの孔を有するスクリーンを通して押し出した。押出成型物を、120℃で一晩乾燥し、次いで、350℃から徐々に500℃に昇温し、500℃で2時間焼成した。モルデナイトと無機酸化物(アルミニウム)の割合はモルデナイト52重量部、無機酸化物48重量部であった。焼成したモルデナイト成型体30グラムを取り、蒸留水90mlに塩化アンモニウム(アルドリッチ株式会社)4.5グラムを溶解した水溶液に入れ、80℃で1時間、時々攪拌しながらイオン交換処理を行った。処理後、水溶液を除去し、蒸留水で1回水洗し、濾過した。再び、蒸留水90mlに塩化アンモニウム4.5グラムを溶解した水溶液に入れ、80℃で1時間、時々攪拌しながらイオン交換処理を行い、水洗/濾過を行った。この操作を合計5回繰り返した。イオン交換処理後、蒸留水による水洗と濾過を5回繰り返した。次いで、酒石酸(東京化成工業株式会社)3グラムを含む水溶液90mlに浸し、室温で2時間、時々攪拌して放置した。その後、蒸留水による洗浄と濾過を5回繰り返した。硝酸銀(東京化成工業株式会社)1.42グラムを蒸留水90mlに溶解した水溶液に浸し、室温で2時間、時々攪拌しながら放置した。その後、蒸留水による洗浄と濾過を5回繰り返した。Reとして120ミリグラム含む過レニウム酸水溶液(稀産金属株式会社)45ml中に室温で浸し、30分毎に攪拌して2時間処理した。その後、液を切り、120℃で一晩乾燥した。乾燥後、空気中で、540℃、2時間焼成した。この触媒を“触媒1“と呼称する。また、触媒1中の銀濃度は、蛍光X線分析から2.8重量%であった。レニウム担持量はICP発光分析法で測定した結果、Re金属として0.28重量%であった。
(Preparation of catalyst)
Example 1 (Catalyst 1)
30 g of mordenite-type zeolite powder on the basis of absolute dryness (calculated from the loss on ignition when calcined at 500 ° C. for 20 minutes), hydrous alumina (SASOL, Al 2 O 3 content 75% by weight) 26.7 g (Al 2 O 3 (20 grams) and alumina sol (Al 2 O 3 content 10 wt%, Nissan Chemical Industries, Ltd.) 75 grams (7.5 grams as Al 2 O 3 ) were added and mixed well. Then, it put into 120 degreeC dryer and dried until it became clay-like water | moisture content. The kneaded product was extruded through a screen having a 1.2 mmφ hole. The extrudate was dried at 120 ° C. overnight, then gradually heated from 350 ° C. to 500 ° C. and fired at 500 ° C. for 2 hours. The ratio of mordenite to inorganic oxide (aluminum) was 52 parts by weight of mordenite and 48 parts by weight of inorganic oxide. 30 grams of the baked mordenite molded body was taken, placed in an aqueous solution in which 4.5 grams of ammonium chloride (Aldrich) was dissolved in 90 ml of distilled water, and subjected to ion exchange treatment at 80 ° C. for 1 hour with occasional stirring. After the treatment, the aqueous solution was removed, washed once with distilled water, and filtered. Again, it was put into an aqueous solution in which 4.5 g of ammonium chloride was dissolved in 90 ml of distilled water, and subjected to ion exchange treatment with occasional stirring at 80 ° C. for 1 hour, followed by washing with water / filtration. This operation was repeated a total of 5 times. After the ion exchange treatment, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. Subsequently, it was immersed in 90 ml of an aqueous solution containing 3 grams of tartaric acid (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and left to stir occasionally for 2 hours at room temperature. Thereafter, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. Silver nitrate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (1.42 grams) was immersed in an aqueous solution dissolved in 90 ml of distilled water, and allowed to stand at room temperature for 2 hours with occasional stirring. Thereafter, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. It was immersed at room temperature in 45 ml of a perrhenic acid aqueous solution (Rare Product Metal Co., Ltd.) containing 120 milligrams of Re and stirred for 2 hours with stirring every 30 minutes. Then, the liquid was cut off and dried at 120 ° C. overnight. After drying, it was baked in air at 540 ° C. for 2 hours. This catalyst is referred to as “catalyst 1”. Further, the silver concentration in the catalyst 1 was 2.8% by weight from fluorescent X-ray analysis. As a result of measuring the amount of rhenium supported by ICP emission spectrometry, it was 0.28% by weight as Re metal.

比較例1(触媒2)
触媒1と同様にして成型、焼成したモルデナイト成型体30グラムを取り、蒸留水90mlに塩化アンモニウム(アルドリッチ株式会社)4.5グラムを溶解した水溶液に入れ、80℃で1時間、時々攪拌しながらイオン交換処理を行った。処理後、水溶液を除去し、蒸留水で1回水洗し、濾過した。再び、蒸留水90mlに塩化アンモニウム4.5グラムを溶解した水溶液に入れ、80℃で1時間、時々攪拌しながらイオン交換処理を行い、水洗/濾過を行った。この操作を合計5回繰り返した。イオン交換処理後、蒸留水による水洗と濾過を5回繰り返した。次いで、酒石酸(東京化成工業株式会社)3グラムを含む水溶液90mlに浸し、室温で2時間、時々攪拌して放置した。その後、蒸留水による洗浄と濾過を5回繰り返した。Reとして120ミリグラム含む過レニウム酸水溶液(稀産金属株式会社)45ml中に室温で浸し、30分毎に攪拌して2時間処理した。その後、液を切り、120℃で一晩乾燥した。乾燥後、空気中で、540℃、2時間焼成した。この触媒を“触媒2“と呼称する。触媒2中のレニウム担持量はICP発光分析法で測定した結果、Re金属として0.30重量%であった。
Comparative Example 1 (Catalyst 2)
Take 30 grams of molded mordenite molded and calcined in the same manner as Catalyst 1, put it in an aqueous solution of 4.5 grams of ammonium chloride (Aldrich) in 90 ml of distilled water and stir occasionally at 80 ° C. for 1 hour. Ion exchange treatment was performed. After the treatment, the aqueous solution was removed, washed once with distilled water, and filtered. Again, it was put into an aqueous solution in which 4.5 g of ammonium chloride was dissolved in 90 ml of distilled water, and subjected to ion exchange treatment with occasional stirring at 80 ° C. for 1 hour, followed by washing with water / filtration. This operation was repeated a total of 5 times. After the ion exchange treatment, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. Subsequently, it was immersed in 90 ml of an aqueous solution containing 3 grams of tartaric acid (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and left to stir occasionally for 2 hours at room temperature. Thereafter, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. It was immersed at room temperature in 45 ml of a perrhenic acid aqueous solution (Rare Product Metal Co., Ltd.) containing 120 milligrams of Re and stirred for 2 hours with stirring every 30 minutes. Then, the liquid was cut off and dried at 120 ° C. overnight. After drying, it was baked in air at 540 ° C. for 2 hours. This catalyst is referred to as “catalyst 2”. The amount of rhenium supported in the catalyst 2 was 0.30% by weight as Re metal as measured by ICP emission spectrometry.

比較例2(触媒3)
触媒1と同様にして成型、焼成したモルデナイト成型体30グラムを取り、蒸留水90mlに塩化アンモニウム(アルドリッチ株式会社)4.5グラムを溶解した水溶液に入れ、80℃で1時間、時々攪拌しながらイオン交換処理を行った。処理後、水溶液を除去し、蒸留水で1回水洗し、濾過した。再び、蒸留水90mlに塩化アンモニウム4.5グラムを溶解した水溶液に入れ、80℃で1時間、時々攪拌しながらイオン交換処理を行い、水洗/濾過を行った。この操作を合計5回繰り返した。イオン交換処理後、蒸留水による水洗と濾過を5回繰り返した。次いで、酒石酸(東京化成工業株式会社)3グラムを含む水溶液90mlに浸し、室温で2時間、時々攪拌して放置した。その後、蒸留水による洗浄と濾過を5回繰り返した。硝酸銀(東京化成工業株式会社)2.84グラムを蒸留水90mlに溶解した水溶液に浸し、室温で2時間、時々攪拌しながら放置した。その後、蒸留水による洗浄と濾過を5回繰り返した。Reとして120ミリグラム含む過レニウム酸水溶液(稀産金属株式会社)45ml中に室温で浸し、30分毎に攪拌して2時間処理した。その後、液を切り、120℃で一晩乾燥した。乾燥後、空気中で、540℃、2時間焼成した。この触媒を“触媒3“と呼称する。触媒3中の銀濃度は、蛍光X線分析から5.6重量%であった。レニウム担持量はICP発光分析法で測定した結果、Re金属として0.29重量%であった。
Comparative Example 2 (Catalyst 3)
Take 30 grams of molded mordenite molded and calcined in the same manner as Catalyst 1, put it in an aqueous solution of 4.5 grams of ammonium chloride (Aldrich) in 90 ml of distilled water and stir occasionally at 80 ° C. for 1 hour. Ion exchange treatment was performed. After the treatment, the aqueous solution was removed, washed once with distilled water, and filtered. Again, it was put into an aqueous solution in which 4.5 g of ammonium chloride was dissolved in 90 ml of distilled water, and subjected to ion exchange treatment with occasional stirring at 80 ° C. for 1 hour, followed by washing with water / filtration. This operation was repeated a total of 5 times. After the ion exchange treatment, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. Subsequently, it was immersed in 90 ml of an aqueous solution containing 3 grams of tartaric acid (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and left to stir occasionally for 2 hours at room temperature. Thereafter, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. 2.84 grams of silver nitrate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was immersed in an aqueous solution dissolved in 90 ml of distilled water and allowed to stand at room temperature for 2 hours with occasional stirring. Thereafter, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. It was immersed at room temperature in 45 ml of a perrhenic acid aqueous solution (Rare Product Metal Co., Ltd.) containing 120 milligrams of Re and stirred for 2 hours with stirring every 30 minutes. Then, the liquid was cut off and dried at 120 ° C. overnight. After drying, it was baked in air at 540 ° C. for 2 hours. This catalyst is referred to as “catalyst 3”. The silver concentration in the catalyst 3 was 5.6% by weight from fluorescent X-ray analysis. The amount of rhenium supported was 0.29% by weight as Re metal as measured by ICP emission spectrometry.

比較例3(触媒4)
触媒1と同様にして成型、焼成したモルデナイト成型体30グラムを取り、蒸留水90mlに塩化アンモニウム(アルドリッチ株式会社)4.5グラムを溶解した水溶液に入れ、80℃で1時間、時々攪拌しながらイオン交換処理を行った。処理後、水溶液を除去し、蒸留水で1回水洗し、濾過した。再び、蒸留水90mlに塩化アンモニウム4.5グラムを溶解した水溶液に入れ、80℃で1時間、時々攪拌しながらイオン交換処理を行い、水洗/濾過を行った。この操作を合計5回繰り返した。イオン交換処理後、蒸留水による水洗と濾過を5回繰り返した。次いで、酒石酸(東京化成工業株式会社)3グラムを含む水溶液90mlに浸し、室温で2時間、時々攪拌して放置した。その後、蒸留水による洗浄と濾過を5回繰り返した。硝酸バリウム(片山化学工業株式会社)6.0グラムを蒸留水90mlに溶解した水溶液に浸し、80℃で2時間、時々攪拌しながら放置した。その後、蒸留水による洗浄と濾過を5回繰り返した。Reとして120ミリグラム含む過レニウム酸水溶液(稀産金属株式会社)45ml中に室温で浸し、30分毎に攪拌して2時間処理した。その後、液を切り、120℃で一晩乾燥した。乾燥後、空気中で、540℃、2時間焼成した。この触媒を“触媒4“と呼称する。触媒4中のバリウム濃度は、蛍光X線分析の結果、Baとして1.9重量%であった。レニウム担持量はICP発光分析法で測定した結果、Re金属として0.29重量%であった。
Comparative Example 3 (Catalyst 4)
Take 30 grams of molded mordenite molded and calcined in the same manner as Catalyst 1, put it in an aqueous solution of 4.5 grams of ammonium chloride (Aldrich) in 90 ml of distilled water and stir occasionally at 80 ° C. for 1 hour. Ion exchange treatment was performed. After the treatment, the aqueous solution was removed, washed once with distilled water, and filtered. Again, it was put into an aqueous solution in which 4.5 g of ammonium chloride was dissolved in 90 ml of distilled water, and subjected to ion exchange treatment with occasional stirring at 80 ° C. for 1 hour, followed by washing with water / filtration. This operation was repeated a total of 5 times. After the ion exchange treatment, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. Subsequently, it was immersed in 90 ml of an aqueous solution containing 3 grams of tartaric acid (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and left to stir occasionally for 2 hours at room temperature. Thereafter, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. 6.0 grams of barium nitrate (Katayama Chemical Co., Ltd.) was immersed in an aqueous solution dissolved in 90 ml of distilled water, and allowed to stand at 80 ° C. for 2 hours with occasional stirring. Thereafter, washing with distilled water and filtration were repeated 5 times. It was immersed at room temperature in 45 ml of a perrhenic acid aqueous solution (Rare Product Metal Co., Ltd.) containing 120 milligrams of Re and stirred for 2 hours with stirring every 30 minutes. Then, the liquid was cut off and dried at 120 ° C. overnight. After drying, it was baked in air at 540 ° C. for 2 hours. This catalyst is referred to as “catalyst 4”. The barium concentration in the catalyst 4 was 1.9% by weight as Ba as a result of fluorescent X-ray analysis. The amount of rhenium supported was 0.29% by weight as Re metal as measured by ICP emission spectrometry.

実施例2
触媒1を6.92g取り、反応管に充填した。表1に記載の組成を有する供給原料を14.55g/h、水素を12.12L/h供給し、反応圧力2.64MPa−G、反応温度380℃で反応させた。反応温度が380℃に達してから124時間目に反応生成物を分析した。分析は水素炎検出器付きガスクロマトグラフィー3台を用いた。分離カラムは次の通りである。
Example 2
6.92 g of catalyst 1 was taken and charged into a reaction tube. A feedstock having the composition shown in Table 1 was fed at 14.55 g / h and hydrogen at 12.12 L / h, and reacted at a reaction pressure of 2.64 MPa-G and a reaction temperature of 380 ° C. The reaction product was analyzed 124 hours after the reaction temperature reached 380 ° C. The analysis used three gas chromatographs with a hydrogen flame detector. The separation column is as follows.

(1)ガス成分(ガス中のメタンからn−ブタンまでの成分):
充填剤 “ユニパックS”(“Unipak S” )100〜150メッシュ、
カラム ステンレス製 長さ4m 内径3mmφ
1.65kg/cm−G
温度 80℃
(1) Gas components (components from methane to n-butane in the gas):
Filler “Unipak S” (“Unipak S”) 100-150 mesh,
Column made of stainless steel 4m length 3mmφ inside diameter
N 2 1.65 kg / cm 2 -G
80 ℃

(2)液成分中のベンゼン周りの沸点を有する成分(液中に溶解しているメタンからn−ブタンと液成分の2−メチル−ブタンからベンゼン成分まで):
充填剤 25%ポリエチレングリコール20M/担体“シマライト” 60〜80メッシュ、
カラム ステンレス製 長さ12m 内径3mmφ
2.25kg/cm−G
温度 68℃から2℃/分の昇温速度で180℃まで実施した。
(2) Component having boiling point around benzene in liquid component (from methane dissolved in liquid to n-butane and liquid component 2-methyl-butane to benzene component):
Filler 25% polyethylene glycol 20M / carrier "Simalite" 60-80 mesh,
Column made of stainless steel 12m long, 3mm inside diameter
N 2 2.25 kg / cm 2 -G
The temperature was increased from 68 ° C. to 180 ° C. at a rate of temperature increase of 2 ° C./min.

(3)液成分ベンゼンより沸点の重い成分(ベンゼンからヘビーエンド成分まで):
スペルコ ワックス フューズド シリカキャピラリィー 長さ60m 内径0.32mmφ 膜厚0.5μm
He線速 23cm/秒
温度 67℃から1℃/分の昇温速度、80℃から2℃/分の昇温速度で200℃まで実施した。
(3) Components with boiling points higher than liquid components benzene (from benzene to heavy-end components):
Spellco Wax Fused Silica Capillary Length 60m Inner Diameter 0.32mmφ Film Thickness 0.5μm
He linear velocity: 23 cm / sec. Temperature: From 67 ° C. to 1 ° C./min, from 80 ° C. to 2 ° C./min.

その結果を表1に示す。キシレンは34.3重量%生成した。   The results are shown in Table 1. Xylene was produced at 34.3% by weight.

表1中、ベンゼンの純度は、次のようにして求めた値である。
ベンゼン純度(重量%)
=([ベンゼン])/([ベンゼン]+[メチル−シクロペンタン]+[ジメチル−シクロペンタン]+[シクロヘキサン]+[メチル−シクロヘキサン])×100
(式中[]は[]内の物質の重量を表す。)
In Table 1, the purity of benzene is a value determined as follows.
Benzene purity (wt%)
= ([Benzene]) / ([benzene] + [methyl-cyclopentane] + [dimethyl-cyclopentane] + [cyclohexane] + [methyl-cyclohexane]) × 100
(In the formula, [] represents the weight of the substance in [].)

表1から供給原料中に共存していたメチル−シクロペンタン、ジメチル−シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルーシクロヘキサンは減少し、供給原料中のベンゼン純度が92.51重量%であったのが、反応後は99.10重量%に向上したことがわかる。   From Table 1, methyl-cyclopentane, dimethyl-cyclopentane, cyclohexane, and methyl-cyclohexane that were coexisting in the feedstock decreased, and the purity of benzene in the feedstock was 92.51 wt% after the reaction. It can be seen that is improved to 99.10% by weight.

比較例4
触媒2を用いて、実施例1と同様に反応させた。反応温度が380℃に達してから232時間目に生成物を分析した。その結果を表1に示す。生成したベンゼン純度は98.50重量%であり、触媒1より悪いことが解った。
Comparative Example 4
Using catalyst 2, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The product was analyzed 232 hours after the reaction temperature reached 380 ° C. The results are shown in Table 1. The purity of the produced benzene was 98.50% by weight, which was found to be worse than that of catalyst 1.

比較例5
触媒3を用いて、実施例1と同様に反応させた。反応温度が375℃に達してから90時間目に生成物を分析した。その結果を表1に示す。生成したベンゼン純度は98.56重量%であり、触媒1より悪いことが解った。
Comparative Example 5
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using the catalyst 3. The product was analyzed 90 hours after the reaction temperature reached 375 ° C. The results are shown in Table 1. The purity of the produced benzene was 98.56% by weight, which was found to be worse than that of catalyst 1.

比較例6
触媒4を用いて、実施例1と同様に反応させた。反応温度が391℃に達してから121時間目に生成物を分析した。その結果を表1に示す。生成したベンゼン純度は97.06重量%であり、触媒1より悪いことが解った。
Comparative Example 6
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 using the catalyst 4. The product was analyzed 121 hours after the reaction temperature reached 391 ° C. The results are shown in Table 1. The purity of the produced benzene was 97.06% by weight, which was found to be worse than that of catalyst 1.

Figure 2007203148
Figure 2007203148

実施例3
実施例2で得られた反応生成液約2リットルを柴田科学株式会社製の蒸留塔HP−1000を用いてバッチ的に蒸留して、蒸留塔上部受け器に約10ミリリットル貯まる毎に液を抜き、ガスクロマトグラフィーで分析した。ベンゼン成分が検出されたらベンゼンより沸点の軽い成分が除去できたと見なした。次いで、蒸留を続け、同様に蒸留塔上部受け器に約10ミリリットル貯まる毎に液を抜き、ガスクロマトグラフィーで分析し、トルエンが検出され始めたら、蒸留を停止した。かくの如くしてベンゼンより沸点の軽い成分を分離し、ベンゼンより沸点の重い成分を分離して精製ベンゼンを得た。このベンゼンを実施例1で使用したC9芳香族炭化水素混合物と混合して供給原料とした。その組成を表2に示した。この供給原料について、触媒1を用いて実施例1と同様にして反応させた。反応温度が380℃に達してから124時間目に反応生成物を分析した。その結果を表2に示す。
Example 3
About 2 liters of the reaction product liquid obtained in Example 2 was batch-distilled using a distillation tower HP-1000 manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd. And analyzed by gas chromatography. If a benzene component was detected, it was considered that a component having a lower boiling point than benzene could be removed. Then, the distillation was continued. Similarly, when about 10 ml was stored in the upper receiver of the distillation column, the liquid was taken out and analyzed by gas chromatography. When toluene began to be detected, the distillation was stopped. In this way, a component having a boiling point lower than that of benzene was separated, and a component having a boiling point higher than that of benzene was separated to obtain purified benzene. This benzene was mixed with the C9 aromatic hydrocarbon mixture used in Example 1 to provide a feedstock. The composition is shown in Table 2. This feedstock was reacted in the same manner as in Example 1 using Catalyst 1. The reaction product was analyzed 124 hours after the reaction temperature reached 380 ° C. The results are shown in Table 2.

供給原料中のベンゼン純度が99.00重量%であったのが、反応後は99.86重量%に向上した。   The benzene purity in the feedstock was 99.00 wt%, but improved to 99.86 wt% after the reaction.

Figure 2007203148
Figure 2007203148

Claims (9)

モルデナイトと無機酸化物の合計を100重量部としたときにモルデナイトが40から90重量部、無機酸化物が60から10重量部、レニウムが触媒組成物中0.05から2重量%、及び銀が触媒組成物中0.05から5重量%含有することを特徴とする芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物。 When the total amount of mordenite and inorganic oxide is 100 parts by weight, mordenite is 40 to 90 parts by weight, inorganic oxide is 60 to 10 parts by weight, rhenium is 0.05 to 2% by weight in the catalyst composition, and silver is A catalyst composition for conversion reaction of an aromatic hydrocarbon, characterized by containing 0.05 to 5% by weight in the catalyst composition. モルデナイトがシリカ/アルミナモル比で12から25であることを特徴とする請求項1記載の触媒組成物。 2. The catalyst composition according to claim 1, wherein the mordenite has a silica / alumina molar ratio of 12 to 25. 無機酸化物がアルミナ、シリカ・アルミナ、シリカ、チタニア、マグネシア及び粘土から選ばれた少なくとも一つを含有する請求項1又は2記載の触媒組成物。 The catalyst composition according to claim 1 or 2, wherein the inorganic oxide contains at least one selected from alumina, silica / alumina, silica, titania, magnesia and clay. 芳香族炭化水素を請求項1から3のいずれか1項記載の芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物と接触させることを特徴とする芳香族炭化水素の転化方法。 A method for converting an aromatic hydrocarbon, comprising contacting the aromatic hydrocarbon with the catalyst composition for the conversion reaction of an aromatic hydrocarbon according to any one of claims 1 to 3. 原料芳香族炭化水素がエチルトルエンを少なくとも5重量%含むことを特徴とする請求項4記載の芳香族炭化水素の転化方法。 The method for converting an aromatic hydrocarbon according to claim 4, wherein the raw aromatic hydrocarbon contains at least 5% by weight of ethyltoluene. キシレン及び/又はベンゼンを製造することを特徴とする請求項4又は5記載の芳香族炭化水素の転化方法。 6. The method for converting an aromatic hydrocarbon according to claim 4, wherein xylene and / or benzene are produced. エチルトルエンを少なくとも5重量%含む芳香族炭化水素を、請求項1から3のいずれか1項記載の芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物と接触させ、下記式で表されるで表すベンゼン純度(重量%)を向上させることを特徴とする芳香族炭化水素の転化方法。
ベンゼン純度(重量%)=([ベンゼン])/([ベンゼン]+[メチル−シクロペンタン]+[ジメチル−シクロペンタン]+[シクロヘキサン]+[メチル−シクロヘキサン])×100
(式中[]は[]内の物質の重量を表す。)
An aromatic hydrocarbon containing at least 5% by weight of ethyltoluene is brought into contact with the aromatic hydrocarbon conversion catalyst composition according to any one of claims 1 to 3 and represented by the following formula: A method for converting an aromatic hydrocarbon, characterized by improving purity (% by weight).
Benzene purity (% by weight) = ([benzene]) / ([benzene] + [methyl-cyclopentane] + [dimethyl-cyclopentane] + [cyclohexane] + [methyl-cyclohexane]) × 100
(In the formula, [] represents the weight of the substance in [].)
芳香族炭化水素を、芳香族炭化水素の転化反応用触媒組成物と水素存在下で接触させることを特徴とする請求項3から7のいずれか1項記載の芳香族炭化水素の転化方法。 The method for converting an aromatic hydrocarbon according to any one of claims 3 to 7, wherein the aromatic hydrocarbon is brought into contact with the catalyst composition for the conversion reaction of the aromatic hydrocarbon in the presence of hydrogen. メチル−シクロペンタン、ジメチル−シクロペンタン、シクロヘキサン、メチル−シクロヘキサンから選択される一種以上の脂環化合物とベンゼンを含む組成物を原料芳香族炭化水素に供給してベンゼンをリサイクルすることによりベンゼン純度を向上させることを特徴とする請求項4から8のいずれかに記載の芳香族炭化水素の転化方法。 Benzene purity is improved by supplying a raw material aromatic hydrocarbon with a composition containing at least one alicyclic compound selected from methyl-cyclopentane, dimethyl-cyclopentane, cyclohexane, and methyl-cyclohexane and benzene. The method for converting an aromatic hydrocarbon according to any one of claims 4 to 8, which is improved.
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