JP2008521895A - 改良ベータ型ゼオライト触媒上でのベンゼンのアルキル化及びポリアルキル化芳香族化合物のトランスアルキル化の方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 改良ベータ型ゼオライト触媒上でのベンゼンのアルキル化及びポリアルキル化芳香族化合物のトランスアルキル化の方法の提供。
【解決手段】 芳香族アルキル化法は、ベータ型ゼオライトの存在下で、トランスアルキル化反応条件下、反応域において芳香族化合物をアルキル化剤に接触させることを含む。前記ベータ型ゼオライトは、弱酸性部位に対する強酸性部位の割合が１より大きい高性能のベータ型ゼオライトである。高性能ベータ型ゼオライトは、エチルベンゼン生産でのベンゼンのエチレンとのアルキル化、及びクメン生産でのベンゼンのプロピレンとのアルキル化のような、芳香族アルキル化反応において、従来のベータ型ゼオライトより優れている。
【解決手段】 芳香族アルキル化法は、ベータ型ゼオライトの存在下で、トランスアルキル化反応条件下、反応域において芳香族化合物をアルキル化剤に接触させることを含む。前記ベータ型ゼオライトは、弱酸性部位に対する強酸性部位の割合が１より大きい高性能のベータ型ゼオライトである。高性能ベータ型ゼオライトは、エチルベンゼン生産でのベンゼンのエチレンとのアルキル化、及びクメン生産でのベンゼンのプロピレンとのアルキル化のような、芳香族アルキル化反応において、従来のベータ型ゼオライトより優れている。
Description
本発明は芳香族炭化水素化合物のアルキル化触媒法に関する。
オレフィンを用いる芳香族化合物のアルキル化は多くの重要な薬品又は石油製品もしくは中間体（例えば、ポリスチレンポリマー用のエチルベンゼン、フェノール合成用のクメン及び洗剤工業用の長鎖アルキルベンゼン）の製造に用いられてきた。一般に、これらの方法において触媒が目的物質に対してより選択的に反応させることに加えて、穏やかな条件（例えば、低温度及び／又は低圧）での化学反応を可能とするために、これらの方法において用いられる。
触媒としてＸ型又はＹ型ゼオライト触媒を用いる、ベンゼンのプロピレンとの反応によるクメンの生成は、１９６５年に初めて記載された（Ｍｉｎａｃｈｅｖ，Ｋｒ．Ｍ．，ｅｔ ａｌ，Ｎｅｆｔｅｋｈｉｍｉｙａ ５（１９６５）６７６）。Ｖｅｎｕｔｏ他（Ｊ．Ｃａｔａｌ．５，（１９６６）８１）は、その後、ベンゼンの軽オレフィンとのアルキル化用のフォージャサイト型ゼオライト触媒を記載した。米国特許第４２９２４５８号はベンゼンのエチレンとのアルキル化用のＺＳＭ−５型ゼオライトの使用を記載する。現在、液相にエチレン又はプロピレンを用いる商業的なベンゼンのアルキル化法は多くの場合、アルキル化触媒としてベータ型ゼオライト触媒を用いる（例えば、米国特許第４８９１４５８号）。
米国特許第５０１５７８６号には、Ｙ型ゼオライト触媒によって触媒されるベンゼンのイソプロパノールとのアルキル化が記載されている。
米国特許第５１６０４９７では、ベンゼンのプロピレン及び／又はイソプロパノールとのアルキル化のために、脱アルミニウムＹ型ゼオライト触媒を、８〜７０のモル比で使用する。
芳香族基質を用いたポリアルキル化芳香族炭化水素のトランスアルキル化によるモノアルキル化芳香族炭化水素の生成において、小、中及び大細孔を有するゼオライト触媒を用いることが、米国特許第３３８５９０６号，同第４１６９１１１号及び欧州特許第３０８０９に記載されている。
欧州特許第４３９６３２号、同第６８７５００号及び同第８４７８０２号には、アルキル化だけでなく、ベータ型ゼオライト触媒によって触媒されたトランスアルキル化ならびにアルキル化及びトランスアルキル化を組合わせた方法を用いる芳香族炭化水素基質からのモノアルキル化芳香族炭化水素類の生成が記載されている。特に、上記反応としては、ベンゼンのエチレン又はプロピレンとのアルキル化及びジエチルベンゼン又はジイソプロピルベンゼンのベンゼンとのトランスアルキル化が挙げられる。
「ゼオライト及びモレキュラーシーブならびにその使用」と題する米国特許第６８０９０５５ Ｂ２号には、ゼオライトの既存の商業的生産条件を用いて生産された触媒よりも高い酸性度及び高い触媒活性を実現するために、鋳型含有ゼオライト中の有機鋳型を除去する制御条件が開示される。
上記特許出願において開示される、特別に生成したベータ型ゼオライト触媒（すなわち高性能ベータ型ゼオライト触媒）は、弱酸性部位に対する強酸性部位の割合が１．０より大きく、従来のベータ型ゼオライト触媒より高活性である。高性能ベータ型ゼオライト触媒の生成における重要な工程として、触媒床における“温点”の形成を最小限にするために、焼成中、トレー上にゼオライト床希釈剤を塗布すること、又は高い空気循環と組合わせた非常に遅い加熱速度を用いることのいずれか一方によって、穏やかな焼成による鋳型の除去を小規模で比較的容易におこなうことができる。
芳香族アルキル化法を本明細書に提供する。本方法はアルキル化反応条件下の反応域においてベータ型ゼオライト触媒の存在下、アルキル化剤と芳香族化合物を接触させることを含んでなり、前記ベータ型ゼオライト触媒は弱酸性部位に対する強酸性部位の割合が１．０より大きい高性能ベータ型ゼオライト触媒である。
高性能ベータ型ゼオライト触媒が、芳香族化合物アルキル化反応（例えば、エチルベンゼン生成でのベンゼンのエチレンとのアルキル化及びクメン生成でのベンゼンのプロピレンとのアルキル化）において、従来のベータ型ゼオライト触媒よりはるかに優れていることを見出した。特定の反応に限定されることは望まないが、他の適切な反応としてはベンゼンのブチレンとのアルキル化、ベンゼンのＣ９〜Ｃ１４オレフィンとのアルキル化、ベンゼンのアルコールとのアルキル化及びナフタリンのオレフィン又はアルコールとの類似アルキル化が挙げられる。ベンゼン又はナフタリン試薬としては、アルキルベンゼン又はアルキルナフタリンも挙げられる。上記アルキルベンゼン及びアルキルナフタリンの代表例はメチルベンゼン（トルエン）及びメチルナフタリンである。ビフェニル、アントラセン及びフェナントレンを含む多くの他の芳香族化合物が本発明において用いることができる。同様に、上記の芳香族化合物の複素類縁体も、本発明において用いることができる。いくつかの例としては、窒素化合物（例えばピリジン、キノリン及びピコリン）ならびに酸素化合物（例えばフラン）が挙げられる。
本発明は「高性能ベータ型ゼオライト触媒」として本明細書中に示した改良ベータ型ゼオライト触媒を、芳香族化合物（例えばベンゼン）の様々なアルキル化剤とのアルキル化に利用することである。アルキル化剤として、特に限定されないが、オレフィン（例えばＣ２〜Ｃ６オレフィン（例えばエチレン、プロピレン、ブチレン（１−ブテン、２−ブテン、イソブテン）、ペンテン（例えばｎ−ペンテン）、ヘキセン（例えばｎ−ヘキセン）もしくはそれらの混合物（例えばＣ２／Ｃ３、Ｃ３／Ｃ４、又は混合したＣ２〜Ｃ４オレフィン））、Ｃ２〜Ｃ６アルコール（例えばイソプロパノール、ブタノール、又は対応するアルキレートを形成する２以上の混合物）又は混合したアルキレートが挙げられる。混合アルキレート生成物（例えばエチルベンゼン及び／又はクメン及び／又はブチルベンゼン）が生成された場合、その後、アルキレート成分を分離するために分別段階を実施する。同様に、ベンゼンのアルキル化剤は、直鎖アルキルベンゼンを生成するためにｎ−Ｃ９〜ｎ−Ｃ１４オレフィンとすることができる。
アルキル化反応器は固定層、触媒の蒸留反応器又は他のタイプの一般的に使用される反応器とすることができる。それは、気相、液相又は気／液混合相中で実施できる。
固定層反応に加えて、エチルベンゼン又はクメンの商業的生産にとって重要な一工程は反応蒸留工程である。この工程では、アルキル化反応及び生成物／反応物分離が同時に起こる。
アルキル化反応条件は周知であって、典型的に、温度約１００℃〜約３００℃、圧力約１３７９ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）〜約４１３７ｋＰａ（６００ｐｓｉｇ）、重量基準空間速度約０．５〜約１０及びアルキル化剤に対する芳香族化合物のモル比約１／１〜約２０／１が挙げられる。
本発明は芳香族のアルキル化において副産物として生成されるポリ芳香族化合物のトランスアルキル化にも有利である。例えば、ポリエチルベンゼン（例えばジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、テトラエチルベンゼンなど）が、ベンゼンのエチレンとのアルキル化において、ポリイソプロピルベンゼン（例えば、ジイソプロピルベンゼン、トリイソプロピルベンゼン、テトライソプロピルベンゼン）が、ベンゼンのプロピレンとのアルキル化において生成された。固定層反応器内でモノアルキルベンゼン（例えばＥＢ又はクメン）を生産するために、これらのポリアルキルベンゼンを、高性能ベータ型ゼオライト触媒の存在下、ベンゼンとトランスアルキル化することができる。典型的にトランスアルキル化反応条件としては、温度約１５０°Ｃ〜約３００℃、圧力約１０３４ｋＰａ（１５０ｐｓｉｇ）〜約４１３７ｋＰａ（６００ｐｓｉｇ）、重量基準空間速度約１．５〜１０．０が挙げられる。アルキル種に対するフェニル種のモル比は１〜１０の範囲とすることができる。
本発明の一態様では、増加した数のいわゆる「強酸性部位」（すなわち、実施例３に従っておこなった昇温脱離（「ＴＰＤ」）によって測定した部位）を有するゼオライト又はモレキュラーシーブを提供する。具体的には、出願人は強酸性部位の数を増加させることによって、触媒活性の相当な増加がもたらされることを見出した。
他の実施形態では、ゼオライト又はモレキュラーシーブは０．７ｃｍ３／ｇより大きい細孔容積を有する。
本発明の好ましい実施形態では、ゼオライト又はモレキュラーシーブは酸性度活性指数（ＡＡＩ）、すなわち弱酸性部位に対する強酸性部位の比率が１．０以上、好ましくは１．２以上、より好ましくは１．４以上、最も好ましくは１．６以上である。ここでＡＡＩとは、米国特許第６８０９０５５号Ｂ２（実施例３）において記載された手順に従っておこなうのと同様に温度制御した脱着（「ＴＰＤ」）によって測定したときの、３００℃以下の温度（弱酸性部位の測定）でゼオライト又はモレキュラーシーブから脱着される全アンモニアに対する、３００℃以上の温度（強酸性部位の測定）でゼオライト又はモレキュラーシーブから脱着される全アンモニアの比率である。
好ましい実施形態において具体的には、ゼオライト又はモレキュラーシーブはシリカ及びアルミを含有し、シリカのアルミナに対するモル比が６：１以上であって、有機窒素化合物を含有する鋳型又は有機指向剤を用いて生成される。ゼオライトの代表例としては、ベータ型、ＴＥＡ−モルデナイト型、ＭＣＭ−２２、ＭＣＭ−３６、ＭＣＭ−３９、ＭＣＭ−４１、ＭＣＭ−４８、ＰＳＨ−３、ＺＳＭ−５、Ｂｒｅｃｋ６、ＺＳＭ−１２、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−４８、ＳＳＺ−３２などが挙げられる。しかし、本発明の好ましいゼオライトはベータ型ゼオライト触媒である。
本発明の別の態様では、出願人は改良された触媒活性を有するゼオライト又はモレキュラーシーブがその強酸性部位を増加することによって生成できることを見出した。この点において、出願人はゼオライト及びモレキュラーシーブを生成するための手順、特に有機性窒素の鋳型剤を除去する手順中に、強酸性部位を維持するために用いる条件を制御すべきことを見出した。この点において、強酸性部位は接触的変換利用において有益であることが証明され、そのＡＡＩ比率によって特徴づけられる部位の損失を防止する工程条件を用いることによって維持される。それらの部位はゼオライト又はモレキュラーシーブ構造中の特定の種類の四配位アルミニウム部位に起因することができると考えられる。
この点で、有機性窒素の鋳型剤（一般に、その５０％以上が除去され、好ましい実施形態では実質的にすべてが除去される）を除去するとき、加熱は約５７５℃以上の平均温度にさらされることを避けるように加熱制御し、好ましくは加熱は５５０℃（一般に、その５０％以上が除去され、好ましい実施形態では実質的にすべてが除去される）と同じくらいの平均温度までに制御する。さらに、好ましい実施形態では、加熱は最終的な焼成温度を制限するように制御するべきである。さらに、物質の温度上昇は約５７５℃以上の温度への部分的過熱を防止し、かつ／又は最小限化するために十分にゆっくりである。
さらに、１つの好ましい操作では、鋳型剤を取り除くための焼成は部分的過熱又は温点発生を減少させるために、浅床でおこなう。あるいは、流動気体が、平均床温度とは異なる約２５℃しかない状態に触媒床温度を維持するのに十分に高い空塔速度である場合には、深い触媒床を用いることができた。さらに別の方法では、焼成中の過熱は温度傾斜中に中間停止をおこなうこと、又は有機指向剤を燃焼させて過熱量を制御している酸素流量を減少／制御して温点制御をおこなうことによって、焼成中の過熱を最小限にできる。部分的過熱又は温点発生を最小限するために当分野の他の可能性を用いてもよい。
出願人はさらに、蒸気がゼオライト又はモレキュラーシーブの触媒活性に影響を及ぼしうることを見出した。その結果、好ましい実施形態では、ゼオライト又はモレキュラーシーブを焼成する際にゼオライト又はモレキュラーシーブを最終的な焼成温度までゆっくり加熱する。３００℃以上の温度にさらすことを最小限にするために３００℃以下の温度に制御された加熱は、蒸気の発生を最小限にし、それによって強酸性部位が維持されるように、高温に達する前に水分を除去する。一実施形態では、ゆっくりとした加熱率、例えば１０℃／分未満、好ましくは５℃／分未満で実施することにより、これをおこなうことができる。
理論によって拘束されることは望まないが、高い触媒活性の原因を説明する現在のワーキングモデルはいわゆる「強酸性部位」に関する。これらの強酸性部位は主に四配位アルミニウム部位の特定の基型の損失の結果として、減少される。その結果、本発明の一態様では、ゼオライト又はモレキュラーシーブの生成において、特定の基型の四配位アルミニウムの量を減らし、それによって強酸性部位の数を減らす加工条件は改良された触媒活性を与えるために最小限化し、又は回避すべきである。上記のように、特定のタイプの四配位アルミニウムの損失を最小限にし、それによってある最低量の強酸性部位を維持するために、鋳型剤を除去する条件を約５５０℃以上の温度にさらすことを軽減するかつ／又は避けるように長期間にわたって制御すべきである。加えて、好ましい実施形態では、蒸熱は特に限定されないが、例えば最終的な焼成温度までゆっくり加熱することによって避けるべきである。
さらに、鋳型剤の除去後、約５５０℃以上の温度にさらされることを軽減するかつ／又は避けるために、ゼオライト又はモレキュラーシーブの処理も制御すべきである。例えば、ゼオライト又はモレキュラーシーブのイオン交換の交換工程及び最終的な焼成は、中温でおこなうべきである。イオン交換としては特に限定されないが、ゼオライト又はモレキュラーシーブのＮＨ４型を形成するため、ＮＨ４ＮＯ３とＮａの部分的又は完全な交換が挙げられる。加えて、好適な形状又は形態にゼオライト又はモレキュラーシーブを押出する手順における有機剤の使用も最小限に抑え、又は回避しなければならない。
従来技術では、ゼオライト及びモレキュラーシーブの強酸性部位が触媒活性を増加させ、ゼオライト及びモレキュラーシーブを生成するための加工条件が強酸性部位の損失を防止するように制御すべきであるとの認識はなかった。従来技術では、ゼオライト又はモレキュラーシーブ形成後の工程は、強酸性部位の数を本発明の値以下まで減少させ、かかる減少は触媒活性の減少をもたらした。
当分野で公知のように、本発明のゼオライト及びモレキュラーシーブは他の材料と結合してもよい。例えば、ゼオライト及びモレキュラーシーブは適宜、水素形成陽イオン交換後に交換される金属陽イオンでもよい。ゼオライト及びモレキュラーシーブが、水素形成陽イオン交換後に交換される金属陽イオンである場合、ゼオライト又はモレキュラーシーブ成分は好ましくは上記のように多くの酸性部位を含む。金属陽イオンの代表として、元素周期表のＩＩＡ族（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）、ＩＩＩＡ族（Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）、ＩＩＩＢ族（Ｓｃ，Ｙ及びランタニド元素）、ＩＶＢ族（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）、ＶＢ族（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ）、ＶＩＢ族（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ）及びＶＩＩＢ族（Ｍｎ，Ｔｃ，Ｒｅ）の陽イオンが挙げられる。かかる金属陽イオンの使用は当分野で公知であって、かかる付加的な金属陽イオンの組合わせ及びその量は、本明細書における教示から当分野の通常の知識の範囲内であるとみなされる。同様に、ゼオライト又はモレキュラーシーブは１つ以上の無機酸化物マトリックス成分とともに用いてもよく、この成分は用いる場合には通常、金属陽イオンとの交換の間、ゼオライト及びモレキュラーシーブと結合する。かかるマトリックス成分はシリカアルミナ、粘土、アルミナ、シリカなどの一般的な無機酸化物である。マトリックスは、ゾル、ヒドロゲル又はゲルタイプであってもよいし、通常、アルミナ、シリカ又はシリカアルミナ成分（例えば従来のシリカアルミナ触媒）である。マトリックスは触媒的に活性又は不活性でもよい。好ましい実施形態では、マトリックスと結合するとき、ゼオライト又はモレキュラーシーブ成分は上記のように多くの強酸性部位を有する。
上記のように、強酸性部位を維持するため、加工条件はゼオライト又はモレキュラーシーブが長期間、高温にさらされることを避けるように制御すべきである。
「高性能ベータ型ゼオライト」触媒は、循環式差動的固定床式反応器内で、ベンゼンのオレフィン（例えばエチレン又はプロピレン）とのアルキル化反応において評価した。０．３２〜０．３８質量％のエチレン又は０．４０〜０．４５質量％のプロピレン濃度を供給するために、ベンゼンに前溶解した。１２〜２０メッシュの粒径（押出物から圧壊された）の触媒０．５０〜０．７５ｇを７／８“ＩＤ ＳＳ管型反応器にロードした。流量は６．２５ｇ／分であった。ＥＢ形成での反応器温度、圧力及び再循環率はそれぞれ、通常１９０℃、２４１３ｋＰａ（３５０ｐｓｉｇ）及び２００ｇ／分であった。クメン形成での反応器温度、圧力及び再循環率はそれぞれ、通常１７０℃、２０６９ｋＰａ（３００ｐｓｉｇ）及び２００ｇ／分であった。生成物をＤＢ―Ｗａｘ（３０ｍ、内径０．２５ｍｍのキャピラリーカラム）及び火炎検出器を備えたＧＣ装置によって生成物を分析した。
触媒活性は一次反応速度論の仮説によって特異反応速度定数で表した。触媒選択性はクメン合成では重要な副産物（例えばＥＢ合成でのジエチルベンゼン／ＥＢ比率ならびにクメン合成でのｎ−プロピルベンゼン（ｎＰＢ）及びジイソプロピルベンゼン（ＤＩＰＢ））から測定することができる。
以下の実施例では、高性能ベータ型ゼオライト触媒を用いる本発明の方法を比較例として説明する従来の触媒の使用と対比して説明する。
＜実施例１ならびに比較例２及び３＞
実施例１ならびに比較例２及び３では、エチルベンゼン形成でのベンゼンのエチレンとのアルキル化を上記方法に従っておこなった。実施例１では、本発明の「高性能ベータ型」触媒をアルキル化工程で用いた。比較例２及び３では、２つの異なるソースからの従来のベータ型ゼオライト触媒を用いた。高性能ベータ型ゼオライト触媒及び２つの従来のベータ型ゼオライト触媒の試験結果を下記の表１に要約する。高性能ベータ型ゼオライト触媒は２つの商業的なベータ型ゼオライト触媒と比較して２倍の活性を有する。ＤＥＢ／ＥＢの変動が、供給原料におけるエチレン濃度の変化によって約０．００１であったと仮定すると、重要な副産物（例えばジエチルベンゼン（ＤＥＢ））の形成は、異なるベータ型ゼオライト触媒と同程度である。
実施例１ならびに比較例２及び３では、エチルベンゼン形成でのベンゼンのエチレンとのアルキル化を上記方法に従っておこなった。実施例１では、本発明の「高性能ベータ型」触媒をアルキル化工程で用いた。比較例２及び３では、２つの異なるソースからの従来のベータ型ゼオライト触媒を用いた。高性能ベータ型ゼオライト触媒及び２つの従来のベータ型ゼオライト触媒の試験結果を下記の表１に要約する。高性能ベータ型ゼオライト触媒は２つの商業的なベータ型ゼオライト触媒と比較して２倍の活性を有する。ＤＥＢ／ＥＢの変動が、供給原料におけるエチレン濃度の変化によって約０．００１であったと仮定すると、重要な副産物（例えばジエチルベンゼン（ＤＥＢ））の形成は、異なるベータ型ゼオライト触媒と同程度である。
＜実施例４ならびに比較例５及び６＞
実施例４ならびに比較例５及び６では、クメン形成でのベンゼンのプロピレンとのアルキル化は、上記の方法に従っておこなった。実施例４では、本発明の触媒「高性能ベータ型」をアルキル化工程で用いた。比較例５及び６では、従来のベータ型ゼオライト触媒及び従来のＹ型ゼオライト触媒をそれぞれ用いた。高性能ベータ型ゼオライト触媒、従来のベータ型及びＹ型ゼオライト触媒の試験結果を表２に要約した。
実施例４ならびに比較例５及び６では、クメン形成でのベンゼンのプロピレンとのアルキル化は、上記の方法に従っておこなった。実施例４では、本発明の触媒「高性能ベータ型」をアルキル化工程で用いた。比較例５及び６では、従来のベータ型ゼオライト触媒及び従来のＹ型ゼオライト触媒をそれぞれ用いた。高性能ベータ型ゼオライト触媒、従来のベータ型及びＹ型ゼオライト触媒の試験結果を表２に要約した。
商業的な触媒と比較して、高性能ベータ型ゼオライト触媒は、従来のベータ型より７０％高活性であり、Ｙ型ゼオライト触媒より２５％高活性である。例えばｎＰＢ及びＤＩＰＢといった重要な副産物の形成は、従来のベータ型ゼオライト触媒より我々の高性能ベータ型ゼオライト触媒においてわずかに少ない。しかし、従来のＹ型ゼオライト触媒を用いて形成されるＤＩＰＢの量は、ベータ型触媒の３倍である。したがって、Ｙ型ゼオライト触媒はモノアルキル化ベンゼンの所望の製品（クメン）に対して、ベータ型ゼオライト触媒よりも選択的ではない。
＜実施例７及び比較例８＞
実施例７及び比較例８では、モノアルキル化化合物を生産するために、ポリアルキル化芳香族化合物をベンゼンとトランスアルキル化した。試験は、液相（逆流モード）の固定床反応器内で実施した。触媒３０グラムを、押出物の形「そのままで」７／８”ＩＤのＳＳ管反応器にロードした。供給原料はＢｚ／ＤＥＢのモル比が２．３のベンゼン（Ｂｚ）及びジエチルベンゼン（ＤＥＢ）の混合物である。ＤＥＢは、１，３−ＤＥＢ（６４．４％），１，４−ＤＥＢ（２９．６％）及び１，２−ＤＥＢ（４．１％）を含む種々の異性体の混合物であった。反応器圧を２０６９ｋＰａ（３００ｐｓｉｇ）にセットし、２０４℃で６時間、熱ベンゼンによって試験の前に触媒を洗浄した。試験の間、反応器温度及び圧力は、重量基準空間速度４の状態で、２０４℃及び２０６９ｋＰａ（３００ｐｓｉｇ）にそれぞれ制御した。
実施例７及び比較例８では、モノアルキル化化合物を生産するために、ポリアルキル化芳香族化合物をベンゼンとトランスアルキル化した。試験は、液相（逆流モード）の固定床反応器内で実施した。触媒３０グラムを、押出物の形「そのままで」７／８”ＩＤのＳＳ管反応器にロードした。供給原料はＢｚ／ＤＥＢのモル比が２．３のベンゼン（Ｂｚ）及びジエチルベンゼン（ＤＥＢ）の混合物である。ＤＥＢは、１，３−ＤＥＢ（６４．４％），１，４−ＤＥＢ（２９．６％）及び１，２−ＤＥＢ（４．１％）を含む種々の異性体の混合物であった。反応器圧を２０６９ｋＰａ（３００ｐｓｉｇ）にセットし、２０４℃で６時間、熱ベンゼンによって試験の前に触媒を洗浄した。試験の間、反応器温度及び圧力は、重量基準空間速度４の状態で、２０４℃及び２０６９ｋＰａ（３００ｐｓｉｇ）にそれぞれ制御した。
火炎検出器を備えるキャピラリーカラム（ＤＢ−１ ６０ｍ，０．２５ｍｍＩＤ）を用いたＧＣ装置によって、供給原料又は製品を分析した。本試験結果は表３の通りである。
本発明の高性能ベータ型ゼオライト触媒が、活性及びＥＢ収率の両方において、従来のベータ型よりもかなり優れていることは、上記結果から明らかである。高性能ベータ型ゼオライト触媒は、従来のベータ型ゼオライト触媒の３倍の活性がある。
上記説明は多くの具体例を含むが、これら具体例は単にその好ましい実施形態の例証にすぎず、本発明の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。当業者は、特許請求の範囲に記載の本発明の技術的範囲及び技術的思想に属する他の多くの実施形態を予測するであろう。
Claims (28)
- アルキル化反応条件下の反応域においてベータ型ゼオライト触媒の存在下、少なくとも１つの芳香族化合物をアルキル化剤に接触させることで、少なくとも１つのアルキレートを含む生成物を供給することを含んでなる芳香族アルキル化の方法であって、前記ベータ型ゼオライト触媒が１より大きい弱酸性部位に対する強酸性部位の割合を有する芳香族アルキル化の方法。
- 前記芳香族化合物がベンゼン、アルキル化ベンゼン、ナフタリン及びアルキル化ナフタリンからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
- 前記アルキル化剤がＣ２〜Ｃ６オレフィンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含んでなる、請求項１に記載の方法。
- 前記アルキル化剤がエチレンである、請求項１に記載の方法。
- 前記アルキル化剤がプロピレンである、請求項１に記載の方法。
- 前記アルキル化剤がブチレンである、請求項１に記載の方法。
- 前記アルキル化剤がｎ−ヘキセンである、請求項１に記載の方法。
- 前記アルキル化剤がｎ−Ｃ９〜ｎ−Ｃ１４オレフィンである、請求項１に記載の方法。
- 前記芳香族化合物及び前記アルキル化剤の成分が気相中にある、請求項１に記載の方法。
- 前記芳香族化合物及び前記アルキル化剤の成分が液相中にある、請求項１に記載の方法。
- 前記芳香族化合物及び前記アルキル化剤の成分が混合気液相中にある、請求項１に記載の方法。
- 前記芳香族化合物がベンゼンであり、前記アルキル化剤がエチレンであり、前記芳香族アルキル化をベンゼン／エチレン（モル比１対５）でおこなう、請求項１に記載の方法。
- 前記ベータ型ゼオライト触媒が１．２以上の弱酸性部位に対する強酸性部位の割合を有する、請求項１に記載の方法。
- 前記ベータ型ゼオライト触媒が１．４以上の弱酸性部位に対する強酸性部位の割合を有する、請求項１に記載の方法。
- 前記ベータ型ゼオライト触媒が１．６以上の弱酸性部位に対する強酸性部位の割合を有する、請求項１に記載の方法。
- 前記ベータ型ゼオライト触媒が０．７ｃｍ３／ｇより大きい細孔容積を有する、請求項１に記載の方法。
- 少なくとも１つの前記アルキル化剤が、エチレン、プロピレン、ブテン、２―ブテン及びイソブチレンからなる群から選択される、少なくとも２つのオレフィンを含む混合オレフィン流動を含んでなり、本方法が混合したアルキル化製品を分離する分画工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
- アルキル化反応条件が、温度約１００℃〜約３００℃、圧力約２０７ｋＰａ（３０ｐｓｉｇ）〜約４１３７ｋＰａ（６００ｐｓｉｇ）、及び触媒重量基準空間速度約０．５〜約１０を含む、請求項１に記載の方法。
- トランスアルキル化反応条件下の反応域においてベータ型ゼオライト触媒の存在下で、ポリアルキル化ベンゼンをベンゼンに接触することで、モノアルキル化ベンゼンを含む生成物を供給することを含んでなるトランスアルキル化方法であって、本ベータ型ゼオライト触媒が１．０より大きい弱酸性部位に対する強酸性部位の割合を有するトランスアルキル化方法。
- 前記反応域が固定床反応器である、請求項１９に記載のトランスアルキル化方法。
- 前記ポリアルキル化ベンゼンが、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン及びテトラエチルベンゼンからなる群から選択される１つ以上の化合物を含んでなる、請求項１９に記載のトランスアルキル化方法。
- 前記ポリアルキル化ベンゼンがジイソプロピルベンゼン、トリイソプロピルベンゼン及びテトライソプロピルベンゼンからなる群から選択される１つ以上の化合物を含んでなる、請求項１９に記載のトランスアルキル化方法。
- アルキルに対するフェニルのモル比が１〜約１０である、請求項１９に記載のトランスアルキル化方法。
- 前記ベータ型ゼオライト触媒が、１．２以上の弱酸性部位に対する強酸性部位の割合を有する、請求項１９に記載の方法。
- 前記ベータ型ゼオライト触媒が、１．４以上の弱酸性部位に対する強酸性部位の割合を有する、請求項１９に記載の方法。
- 前記ベータ型ゼオライト触媒が、１．６以上の弱酸性部位に対する強酸性部位の割合を有する、請求項１９に記載の方法。
- 前記ベータ型ゼオライト触媒が０．７ｃｍ３／ｇより大きい細孔容積を有する、請求項１９に記載の方法。
- アルキル化反応条件が、温度約１５０℃〜約３００℃、圧力約１０３４ｋＰａ（１５０ｐｓｉｇ）〜約４１３７ｋＰａ（６００ｐｓｉｇ）、及び空間速度約１．０〜１０ＷＨＳＶを含む、請求項２０に記載の方法。
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