JP2011079815A - Method of producing p-xylene - Google Patents

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幹夫 林
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Toru Setoyama
亨 瀬戸山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing p-xylene with high p-xylene selectivity, from ethylene, i.e., a starting material by causing ethylene to contact a catalyst. <P>SOLUTION: The method of producing p-xylene by allowing a raw material composed of ethylene as its main component to contact a catalyst in a reactor, preferably in a gas phase, is characterized in that the active component of the catalyst is a zeolite and the amount of acids present on the outer surface of the zeolite is not higher than 1% relative to the amount of the acids present in the whole zeolite. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、エチレンを含む原料を、触媒と接触させp−キシレンを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing p-xylene by bringing a raw material containing ethylene into contact with a catalyst.

p−キシレンは、キシレン異性体のうち、ポリエステルのモノマーであるテレフタル酸の原料として使用される点で最も重要なものである。
p−キシレンは通常、ナフサを改質処理し、その後芳香族抽出或いは分留して得られるC8芳香族炭化水素混合物、又は、ナフサの熱分解により副生する分解ガソリンを芳香族抽出或いは分留して得られるC8芳香族炭化水素混合物などから製造される。このC8芳香族炭化水素混合物原料の組成は広範囲に変わり、通常エチルベンゼンを10〜40重量%、p−キシレンを12〜25重量%、m−キシレンを30〜50重量%、o−キシレンを12〜25重量%含み、所望のp−キシレンは混合物原料中の含有量が少ない。そのため引き続く精製分離工程の効率が低いという欠点があった。
Of the xylene isomers, p-xylene is the most important in that it is used as a raw material for terephthalic acid, which is a monomer of polyester.
p-Xylene is usually subjected to aromatic extraction or fractionation of C8 aromatic hydrocarbon mixture obtained by reforming naphtha, followed by aromatic extraction or fractionation, or cracked gasoline by-produced by thermal decomposition of naphtha. It is produced from a C8 aromatic hydrocarbon mixture obtained in this way. The composition of the C8 aromatic hydrocarbon mixture raw material varies widely, and usually 10 to 40% by weight of ethylbenzene, 12 to 25% by weight of p-xylene, 30 to 50% by weight of m-xylene, and 12 to 20% of o-xylene. The desired p-xylene content is 25% by weight, and the content in the mixture raw material is low. Therefore, there is a drawback that the efficiency of the subsequent purification and separation process is low.

一方従来から、脂肪族炭化水素などの芳香族炭化水素以外の炭化水素原料から芳香族炭化水素を製造する技術が検討されている。例えば主原料としてパラフィンを用いたもの、プロピレンやブテン等の炭素数3以上のオレフィン類を主原料とするもの、天然ガスを改質し得られる水素/一酸化炭素混合ガスより得られるメタノール、ジメチルエーテルを原料とするものなどが種々検討されてきた。
しかし、これらの芳香族炭化水素製造法は原料の調達に難がある、または芳香族収率が低い等、実用性に乏しいものであり、p−キシレンの製造方法としては不向きであった。
On the other hand, techniques for producing aromatic hydrocarbons from hydrocarbon raw materials other than aromatic hydrocarbons such as aliphatic hydrocarbons have been studied. For example, those using paraffin as the main raw material, those using olefins having 3 or more carbon atoms such as propylene and butene, methanol, dimethyl ether obtained from hydrogen / carbon monoxide mixed gas obtained by reforming natural gas Various materials have been studied.
However, these aromatic hydrocarbon production methods are difficult to procure raw materials or have low practicality such as a low aromatic yield, and are not suitable as a method for producing p-xylene.

p-キシレンの製造方法としては、エチレンを原料として用いる方法も検討されている。エチレンを原料として用いる方法として、ケイ素を含む化合物で表面を処理したゼオライトを触媒とし、p−キシレンが製造される技術の検討もなされている。
しかし、その殆どはトルエンのメタノールによるメチル化反応、あるいは、トルエンの不均化反応、稀にエチルベンゼンのアルキル化反応、エチルベンゼンの不均化反応において、p−キシレンが副次的に得られているに過ぎない。
エチレンを原料として用いて、p−キシレンを製造する方法として、非特許文献1、2ではGa−ZSM−5を触媒に用い、反応混合ガス中のエチレン濃度が5モル%という非常に低濃度での検討結果が記載されている。しかし、芳香族収率の高い領域では、m−キシレンの選択率が高く、p−キシレン選択率は低く、実用性にはいまだ乏しいものであった。
As a method for producing p-xylene, a method using ethylene as a raw material has been studied. As a method of using ethylene as a raw material, a technique for producing p-xylene using a zeolite whose surface is treated with a compound containing silicon as a catalyst has been studied.
However, in most cases, p-xylene is obtained as a secondary product in the methylation reaction of toluene with methanol, or the disproportionation reaction of toluene, rarely the alkylation reaction of ethylbenzene, or the disproportionation reaction of ethylbenzene. Only.
As a method for producing p-xylene using ethylene as a raw material, Non-Patent Documents 1 and 2 use Ga-ZSM-5 as a catalyst, and the ethylene concentration in the reaction mixture gas is very low at 5 mol%. The examination result of is described. However, in the region where the aromatic yield is high, the selectivity of m-xylene is high, the selectivity of p-xylene is low, and the practicality is still poor.

Journal of Catalysis, 205(2002), p398-403Journal of Catalysis, 205 (2002), p398-403 Microporous and Mesoporous Materials 51(2002), p203-210Microporous and Mesoporous Materials 51 (2002), p203-210

以上のように、従来の技術では、エチレン原料からの芳香族炭化水素収率、p−キシレン選択率は十分ではなく、また、芳香族炭化水素収率の上昇とともにp−キシレンの選択率は低下するため、高いp−キシレン収率は達成できなかった。   As described above, in the conventional technology, the aromatic hydrocarbon yield and p-xylene selectivity from the ethylene raw material are not sufficient, and the selectivity of p-xylene decreases with the increase of the aromatic hydrocarbon yield. Therefore, a high p-xylene yield could not be achieved.

本発明は、かかる従来技術の欠点が解決された、エチレンを出発原料とし、p−キシレン選択率の高い製造方法の提供を課題とする。   An object of the present invention is to provide a production method in which ethylene is used as a starting material and p-xylene selectivity is high, in which the disadvantages of the prior art are solved.

本発明者らは上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、外表面の酸量が全体の酸量に対して少ないゼオライトを触媒の活性成分とすることによって、高い選択率、及び収率でエチレンを含む原料からp−キシレンを製造できることを見出し、本発明に至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made extensive studies, and as a result, zeolite having a small amount of acid on the outer surface relative to the total amount of acid is used as an active component of the catalyst. It has been found that p-xylene can be produced from a raw material containing ethylene in a yield, and has led to the present invention.

すなわち、本発明の第1の要旨は、エチレンを主成分とする原料を反応器中で触媒と接触させ、p−キシレンを製造する方法において、前記触媒の活性成分がゼオライトであり、かつ前記ゼオライトの外表面の酸量が、前記ゼオライト全体の酸量に対し、1%以下であることを特徴とするp−キシレンの製造方法に存する。   That is, the first gist of the present invention is a process for producing p-xylene by bringing a raw material mainly composed of ethylene into contact with a catalyst in a reactor, wherein the active component of the catalyst is zeolite, and the zeolite The p-xylene production method is characterized in that the acid amount of the outer surface of the zeolite is 1% or less with respect to the acid amount of the whole zeolite.

第2の要旨は、前記製造方法において、ゼオライトが、周期表第IIIb族に属する元素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する結晶性シリケート類である方法に存する。   The second gist lies in the method wherein the zeolite is a crystalline silicate containing at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Group IIIb of the periodic table.

第3の要旨は、前記製造方法において、周期表第IIIb族に属する元素が、Al及び/またはGaである方法に存する。
第4の要旨は、前記製造方法において、ゼオライトの細孔直径が、0.5nm以上、0.75nm以下である方法に存する。
The third gist lies in a method in which the element belonging to Group IIIb of the periodic table is Al and / or Ga in the production method.
The fourth gist lies in a method in which the zeolite has a pore diameter of 0.5 nm or more and 0.75 nm or less in the production method.

第5の要旨は、前記製造方法において、ゼオライトが、酸素の10員環チャンネル構造を有する方法に存する。
第6の要旨は、前記製造方法において、ゼオライトの構造が、MFI構造である方法に存する。
The fifth gist lies in a method in which, in the production method, the zeolite has an oxygen 10-membered ring channel structure.
The sixth gist lies in a method in which the zeolite has an MFI structure in the production method.

第7の要旨は、前記製造方法において、ゼオライトが元素としてAlを含有し、かつSiO/Alモル比が5以上、1000以下である方法に存する。
第8の要旨は、前記製造方法において、ゼオライトが元素としてGaを含有し、かつSiO/Gaモル比が5以上、1000以下である方法に存する。
The seventh gist lies in a method in which the zeolite contains Al as an element and the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 5 or more and 1000 or less in the production method.
The eighth gist resides in a method in which, in the production method, the zeolite contains Ga as an element and the SiO 2 / Ga 2 O 3 molar ratio is 5 or more and 1000 or less.

第9の要旨は、前記製造方法において、ゼオライトが、ゼオライトの外表面をシリル化したものである方法に存する。   The ninth gist lies in a method in which, in the production method, the zeolite is obtained by silylated the outer surface of the zeolite.

本発明によれば、エチレンを含む原料を反応器中で触媒と接触させることにより、p−キシレンを高い選択率、及び高い収率で製造することができる。   According to the present invention, p-xylene can be produced with high selectivity and high yield by bringing a raw material containing ethylene into contact with a catalyst in a reactor.

以下に、本発明を実施するための代表的な態様を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の形態に限定されるものではない。   Below, the typical aspect for implementing this invention is demonstrated concretely, However, This invention is not limited to the following forms, unless the summary is exceeded.

本発明のp−キシレンの製造方法は、ゼオライトを活性成分に有する触媒(以下これを、「ゼオライト触媒」ということがある。)に、エチレンを含む原料を、好ましくは気相で接触させてp−キシレンを製造する反応において、前記ゼオライトの後述する外表面酸量が、後述するゼオライト全体の酸量の1%以下であるゼオライトを用いることに特徴を有するものである。   In the method for producing p-xylene of the present invention, a catalyst containing zeolite as an active component (hereinafter sometimes referred to as “zeolite catalyst”) is brought into contact with a raw material containing ethylene, preferably in the gas phase. -In the reaction for producing xylene, the zeolite is characterized in that the zeolite has an outer surface acid amount described below of 1% or less of the acid amount of the entire zeolite described later.

ここで、ゼオライト触媒に、エチレンを含む原料を接触させると、カルボカチオンを中間体として芳香族化合物が生成する、具体的には、下記(i)〜(iv)の反応が連続的に起こることで生成するものと推測される。
(i)エチレンがゼオライト触媒の酸点に吸着されることでエチルカチオンが発生し、このカチオンとエチレンが二量化反応を起こす。
(ii)引き続く三量化反応、更に四量化反応により、C8オレフィンが生成する。
(iii)C8オレフィンから脱水素化反応により、C8ジエン、さらに脱水素反応を伴う閉環反応が起こり、C8芳香族炭化水素(例えばキシレン異性体混合物やエチルベンゼン)が生成する。
(iv)C8芳香族炭化水素から不均化反応、脱アルキル化反応により、ベンゼン、トルエン、C9芳香族炭化水素等が生成する。
推定ではあるが、このとき外表面酸量を低下させた本発明において用いられるゼオライト触媒では、ゼオライト細孔特有の形状選択性によりC8芳香族炭化水素が生成し(iii)、さらに外表面の酸点上で起こる副反応(iv)が抑制されることにより、p−キシレンが選択的に、収率よく得られるものと考えられる。
Here, when a raw material containing ethylene is brought into contact with the zeolite catalyst, an aromatic compound is generated with a carbocation as an intermediate. Specifically, the following reactions (i) to (iv) occur continuously. It is estimated that
(I) Ethyl cations are generated by adsorption of ethylene to the acid sites of the zeolite catalyst, and the cations and ethylene cause a dimerization reaction.
(Ii) C8 olefin is produced by the subsequent trimerization reaction and further the tetramerization reaction.
(Iii) A C8 diene and a ring closure reaction accompanied by a dehydrogenation reaction occur from a C8 olefin, and a C8 aromatic hydrocarbon (for example, xylene isomer mixture or ethylbenzene) is generated.
(Iv) Benzene, toluene, C9 aromatic hydrocarbons and the like are produced from C8 aromatic hydrocarbons by disproportionation and dealkylation reactions.
Although it is estimated, the zeolite catalyst used in the present invention in which the amount of acid on the outer surface is reduced at this time produces C8 aromatic hydrocarbons due to the shape selectivity characteristic of the zeolite pores (iii), and further the acid on the outer surface. It is considered that p-xylene is selectively obtained with high yield by suppressing the side reaction (iv) occurring on the spot.

まず、本発明で用いる触媒(1)について、次に、本発明のキシレンの製造方法(2)について、その詳細を説明する。   First, the catalyst (1) used in the present invention will be described in detail, and then the xylene production method (2) of the present invention will be described in detail.

(1)触媒
本発明で用いる触媒は、活性成分としてゼオライトを有し、エチレンからp−キシレンを生成させる能力を有するものを意味する。
活性成分であるゼオライトは、そのまま触媒として反応に用いても良いし、反応に不活性な物質やバインダーを用いて、造粒・成型して、或いはこれらを混合して反応に用いても良い。該反応に不活性な物質やバインダーとしては、アルミナまたはアルミナゾル、シリカ、シリカゲル、石英、およびそれらの混合物等が挙げられる。
これらの物質との混合により触媒全体のコスト削減、触媒再生時の熱遮蔽補助用熱シンクとしての作用に有効であり、また、触媒の高密度化、触媒強度増加に効果的でもある。
本発明で用いられるゼオライトは、次に述べる物性等を有するものである。
(1) Catalyst The catalyst used in the present invention means a catalyst having zeolite as an active component and capable of generating p-xylene from ethylene.
Zeolite, which is an active component, may be used as it is as a catalyst in the reaction, or may be used in the reaction by granulating and molding using a substance or binder that is inert to the reaction, or by mixing them. Examples of the substance or binder inert to the reaction include alumina or alumina sol, silica, silica gel, quartz, and a mixture thereof.
Mixing with these substances is effective in reducing the cost of the entire catalyst and acting as a heat sink for heat shielding assist during catalyst regeneration, and is also effective in increasing the density of the catalyst and increasing the catalyst strength.
The zeolite used in the present invention has the following physical properties.

(1−1)ゼオライト
ゼオライトとは、四面体構造をもつTO単位(Tは中心原子)がO原子を共有して三次元的に連結し、開かれた規則的なミクロ細孔を形成している結晶性物質を指す。具体的には国際ゼオライト学会(International Zeolite Association;以下これを「IZA」ということがある。)の構造委員会データ集に記載のあるケイ酸塩、リン酸塩、ゲルマニウム酸塩、ヒ酸塩等が含まれる。
(1-1) Zeolite Zeolite is a tetrahedral structure of TO 4 units (T is the central atom) that share O atoms and connect three-dimensionally to form open regular micropores. Refers to crystalline material. Specifically, silicates, phosphates, germanates, arsenates, etc. described in the data collection of the Structure Committee of the International Zeolite Association (hereinafter referred to as “IZA”) Is included.

(1−2)構造
本発明で用いるゼオライトの細孔直径は、特に限定されるものではないが、通常0.5nm以上であり、通常0.75nm以下、好ましくは0.65nm以下の細孔直径を持つものである。
ここで言う細孔直径とは、International Zeolite Association(IZA)が定める結晶学的な細孔(チャネル)直径(Crystallographic free diameter of the channels)をいう。細孔の形状は特に限定されるものではないが、その断面形状が真円形の場合は、その平均直径を意味し、またその形状が楕円形の場合は、長径を意味する。
(1-2) Structure The pore diameter of the zeolite used in the present invention is not particularly limited, but is usually 0.5 nm or more, usually 0.75 nm or less, preferably 0.65 nm or less. It has something.
The term “pore diameter” as used herein refers to a crystallographic free diameter of the channels defined by the International Zeolite Association (IZA). The shape of the pore is not particularly limited, but when the cross-sectional shape is a perfect circle, it means the average diameter, and when the shape is an ellipse, it means the major axis.

該ゼオライトの細孔直径が前記下限値未満では、生成した芳香族炭化水素類のゼオライトの外表面結晶への拡散障壁が高くなり気相への脱離が困難な場合があり、エチレンから高収率でキシレンをはじめとする芳香族炭化水素を製造することが困難な場合がある。   When the pore diameter of the zeolite is less than the lower limit, the diffusion barrier of the generated aromatic hydrocarbons to the outer surface crystals of the zeolite becomes high, and it may be difficult to desorb into the gas phase. It may be difficult to produce aromatic hydrocarbons including xylene at a high rate.

該ゼオライトの細孔直径が前記上限値超過では、炭素数9以上の芳香族、および複数の芳香族環を有する多環芳香族のような副生成物が多くなる傾向があり、エチレンから高収率でp−キシレンを製造することが困難な場合がある。   When the pore diameter of the zeolite exceeds the upper limit, by-products such as aromatics having 9 or more carbon atoms and polycyclic aromatics having a plurality of aromatic rings tend to increase. It may be difficult to produce p-xylene at a high rate.

本発明に用いられるゼオライトの細孔を構成する酸素数としては、特に限定されるものではないが、通常、酸素の10員環または12員環を含む構造を有するものが好ましく、中でも10員環を含む構造を有するものが好ましい。
ここで、酸素10員環または12員環を含む構造とは、ゼオライトのもつ細孔がTO単位(但し、TはSi、P、Ge、Al、Ga等を示す。)10個または12個からなる環構造を意味する。
またゼオライトが有する細孔の種類は特に限定されるものではなく、異なる酸素数の細孔が混在していてもよく、また同じ酸素数と大きさを有する細孔が1種類であっても、同じ酸素数であるが異なる大きさの細孔が2種類以上のものが混在していてもよい。
酸素10員環を含みかつ酸素10員環以下の細孔だけを有するゼオライトとしては、具体的にはInternational Zeolite Association(IZA)が規定するコードで表すと、例えば、AEL、AFO、EUO、FER、MEL、MFI、MTT、MWW、TONなどが挙げられ、中でも、MFI、MWWが好ましく、更に好ましくはMFIである。
また、酸素12員環を含みかつ酸素12員環以下の細孔だけを有するゼオライトとしては、AFI、ATO、BEA、CON、FAU、GME、LTL、MOR、MTW、OFFなどが挙げられる。
The number of oxygen constituting the pores of the zeolite used in the present invention is not particularly limited, but usually, one having a structure containing a 10-membered or 12-membered ring of oxygen is preferable, and among them, a 10-membered ring is preferable. What has a structure containing is preferable.
Here, the structure containing an oxygen 10-membered ring or 12-membered ring means that the zeolite has 10 or 12 pores of TO 4 units (where T represents Si, P, Ge, Al, Ga, etc.). A ring structure consisting of
Further, the type of pores possessed by the zeolite is not particularly limited, and pores having different oxygen numbers may be mixed, and even if there are one type of pores having the same oxygen number and size, Two or more kinds of pores having the same oxygen number but different sizes may be mixed.
As a zeolite containing only a 10-membered oxygen ring and having only pores of 10-membered oxygen ring or less, specifically expressed by a code defined by the International Zeolite Association (IZA), for example, AEL, AFO, EUO, FER, MEL, MFI, MTT, MWW, TON and the like can be mentioned. Among them, MFI and MWW are preferable, and MFI is more preferable.
Examples of the zeolite containing a 12-membered oxygen ring and having only pores of 12-membered oxygen or less include AFI, ATO, BEA, CON, FAU, GME, LTL, MOR, MTW, OFF, and the like.

本発明に用いられるゼオライトを構成する元素は、特に限定されるものではないが、その骨格中にSiと、周期表第IIIb族に属する元素のうちから選ばれる少なくとも1種の元素を含む結晶性シリケート類が好ましい。前記周期表第IIIb族に属する元素はAl、Gaが好ましく、AlとGa両方を含有するものが更に好ましい。   The element constituting the zeolite used in the present invention is not particularly limited, but crystallinity containing Si and at least one element selected from elements belonging to Group IIIb of the periodic table in its skeleton. Silicates are preferred. The element belonging to Group IIIb of the periodic table is preferably Al or Ga, and more preferably contains both Al and Ga.

ゼオライトのフレームワーク密度は特に限定されず、好ましくは18以下、より好ましくは17以下であり、下限は、通常13以上、好ましくは14以上である。
ここで、フレームワーク密度(単位:T/nm)とは、ゼオライトの単位体積(1nm)当たりに存在するT原子(ゼオライトの骨格を構成する原子のうち、酸素以外の原子)の個数を意味し、この値はゼオライトの構造により決まる。
The framework density of the zeolite is not particularly limited, and is preferably 18 or less, more preferably 17 or less, and the lower limit is usually 13 or more, preferably 14 or more.
Here, the framework density (unit: T / nm 3 ) is the number of T atoms (atoms other than oxygen among the atoms constituting the skeleton of the zeolite) present per unit volume (1 nm 3 ) of the zeolite. This means that this value depends on the structure of the zeolite.

(1−3)組成
ゼオライト骨格中の周期表第IIIb族に属する元素の近傍には、電荷バランスを保つため、Na+などのカチオンが存在する。このカチオンは容易に別のカチオンと交換可能であり、存在する場所をイオン交換サイトという。
本発明において用いられるゼオライトは、通常、イオン交換サイトがプロトンであるプロトン交換型が用いられるが、イオン交換サイトの元素の一部がNa、K等のアルカリ金属、Mg、Ca等のアルカリ土類金属やその他の金属元素に交換されていてもよい。また、結晶性アルミノシリケート類においては、これを構成するAl原子の一部を他の金属原子で置換されたものでもよい。
(1-3) Composition In the vicinity of the element belonging to Group IIIb of the periodic table in the zeolite skeleton, cations such as Na + are present in order to maintain the charge balance. This cation can be easily exchanged with another cation, and the place where it exists is called an ion exchange site.
As the zeolite used in the present invention, a proton exchange type in which the ion exchange site is a proton is usually used, but some of the elements of the ion exchange site are alkali metals such as Na and K, and alkaline earth metals such as Mg and Ca. It may be exchanged for a metal or other metal element. In the crystalline aluminosilicates, a part of Al atoms constituting the aluminosilicate may be substituted with other metal atoms.

イオン交換サイトの一部が金属元素で置換される以外に、Na、K等のアルカリ金属;Mg、Ca等のアルカリ土類金属;Cr、Cu、Ni、Fe、Mo、W、Pt、Re等の遷移金属に金属担持されていてもよい。ここで、金属担持は、通常、平衡吸着法、蒸発乾固法、ポアフィリング法等の含浸法で行うことができる。   Besides replacing part of the ion exchange site with a metal element, alkali metals such as Na and K; alkaline earth metals such as Mg and Ca; Cr, Cu, Ni, Fe, Mo, W, Pt, Re, etc. These transition metals may be metal-supported. Here, the metal loading can be usually performed by an impregnation method such as an equilibrium adsorption method, an evaporation to dryness method, or a pore filling method.

ゼオライトが結晶性シリケート類の場合、SiO/M(但し、MはAl、Ga、Fe、Ti、Bなど3価の元素を示す。以下、ヘテロ元素ということがある。)モル比は、好ましくは5以上、より好ましくは10以上であり、上限は、通常1000以下である。この値が低すぎると触媒の耐久性が低下する傾向があり、また高すぎても触媒活性が低下する傾向がある。 When the zeolite is a crystalline silicate, SiO 2 / M 2 O 3 (where M represents a trivalent element such as Al, Ga, Fe, Ti, and B. Hereinafter, it may be referred to as a hetero element) molar ratio. Is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and the upper limit is usually 1000 or less. If this value is too low, the durability of the catalyst tends to decrease, and if it is too high, the catalytic activity tends to decrease.

上記結晶性シリケート類がAlを含む結晶性アルミノシリケートの場合、SiO/Alのモル比は、これを構成するAl原子の一部をスチーミングや酸処理等により脱Alさせ、高SiO/Al比にしたものも用いることができる。
通常、SiO/Alのモル比が5以上、好ましくは10以上、より好ましくは30以上であり、通常1000以下であり、好ましくは500以下、より好ましくは150以下のものである。SiO/Alのモル比は上記の方法以外にも、合成時にAl量をコントロールすることで、含有Al量を調節することができる。
When the crystalline silicate is a crystalline aluminosilicate containing Al, the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 is such that a part of the Al atoms constituting this is removed by steaming, acid treatment, etc. A material having a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio can also be used.
Usually, the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 is 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 30 or more, and usually 1000 or less, preferably 500 or less, more preferably 150 or less. In addition to the above method, the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 can be adjusted by controlling the amount of Al during synthesis.

上記結晶性アルミノシリケートのSiO/Alモル比が前記下限未満では、触媒の耐久性が低下する傾向がある。また、SiO/Alのモル比が前記上限超過では触媒活性が低下する傾向がある。 When the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of the crystalline aluminosilicate is less than the lower limit, the durability of the catalyst tends to decrease. On the other hand, if the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio exceeds the upper limit, the catalytic activity tends to decrease.

上記結晶性シリケート類がGaを含む結晶性ガロシリケートの場合、SiO/Gaモル比は通常5以上、好ましくは10以上、より好ましくは30以上であり、通常1000以下、好ましくは500以下、より好ましくは150以下である。
触媒活性成分としての結晶性ガロシリケートのSiO/Gaモル比が前記下限未満では、触媒の耐久性が低下するため好ましくない場合がある。また、SiO/Gaのモル比が前記上限超過では触媒活性が低下してしまう場合がある。
When the crystalline silicate is a crystalline gallosilicate containing Ga, the SiO 2 / Ga 2 O 3 molar ratio is usually 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 30 or more, and usually 1000 or less, preferably 500 Below, more preferably 150 or less.
When the SiO 2 / Ga 2 O 3 molar ratio of the crystalline gallosilicate as the catalyst active component is less than the lower limit, the durability of the catalyst is lowered, which may not be preferable. On the other hand, if the SiO 2 / Ga 2 O 3 molar ratio exceeds the upper limit, the catalytic activity may be lowered.

Gaを含有させる方法は特には限定されず、結晶性シリケート合成時にGa化合物原料を加える、あるいは、上記結晶性アルミノシリケート類を構成するAl原子の一部、または全部をGa元素で置換する、あるいは結晶性シリケート類に含浸、担持する等公知の方法によりGaを含有させることができる。   The method of containing Ga is not particularly limited, and a Ga compound raw material is added at the time of crystalline silicate synthesis, or a part or all of the Al atoms constituting the crystalline aluminosilicate are replaced with Ga element, or Ga can be contained by a known method such as impregnation or support in crystalline silicates.

(1−4)酸量
本発明において用いられるゼオライトの外表面の酸量(以下、外表面酸量ということがある)は、前記ゼオライトの全体の酸量(以下、全体酸量ということがある)に対して1%以下である。好ましくは0.8%以下であり、より好ましくは0.7%以下、更に好ましくは0.6%以下である。下限は特に限定されるものではなく、少なければ少ないほど良いが、通常0.01%以上である。
(1-4) Acid amount The acid amount of the outer surface of the zeolite used in the present invention (hereinafter sometimes referred to as the outer surface acid amount) is sometimes referred to as the total acid amount of the zeolite (hereinafter referred to as the total acid amount). ) To 1% or less. Preferably it is 0.8% or less, More preferably, it is 0.7% or less, More preferably, it is 0.6% or less. The lower limit is not particularly limited, and the lower the better, the more usually 0.01% or more.

外表面酸量が全体酸量に対して前記上限を超過する場合、ゼオライトの外表面の酸点(以下、外表面酸点ということがある)が多く存在するため、ゼオライトの細孔から高い選択率で生成したp−キシレンが外表面酸点上で再び反応を起こしてしまい、熱的平衡組成に近い炭素数6から8の芳香族炭化水素の分布となり、p−キシレンの選択率が低下するため好ましくない。この外表面酸点で起こる副反応を抑制するために、外表面酸量を全体酸量に対し、1%以下になるよう調整することが必要である。   When the outer surface acid amount exceeds the above upper limit with respect to the total acid amount, there are many acid points on the outer surface of the zeolite (hereinafter sometimes referred to as outer surface acid points), so a high selection from the pores of the zeolite P-xylene produced at a high rate reacts again on the acid surface on the outer surface, resulting in a distribution of aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms close to the thermal equilibrium composition, and the selectivity for p-xylene decreases. Therefore, it is not preferable. In order to suppress the side reaction occurring at the outer surface acid point, it is necessary to adjust the outer surface acid amount to 1% or less with respect to the total acid amount.

ここでゼオライトの外表面酸量とは、ゼオライトの外表面に存在する酸点の総量を示す。外表面酸量とは、4−メチルキノリンをゼオライト表面の酸点に吸着させ、次いで昇温により吸着した4−メチルキノリンを触媒から脱離させたときの触媒重量当たりの4−メチルキノリン量を測定することにより得られる値をいう。具体的に外表面酸量とは、前処理として真空下500℃で1時間乾燥させた後、200℃の減圧条件下で4-メチルキノリン蒸気と接触吸着させ、200℃での排気、及びヘリウム流通により余剰4-メチルキノリンを除いて得られたゼオライトの、昇温速度10℃/分の昇温脱離法により求めた30〜900℃におけるゼオライト単位重量当たりの4-メチルキノリンの脱離量をいう。
4−メチルキノリンは、ゼオライト細孔内に入らない大きさのプローブ分子である。そのため外表面の酸点のみに吸着されるため、外表面酸量を測定することができる。
外表面酸量は特に限定されるものではなく、少なければ少ないほど良く、下限は特にない。
Here, the amount of acid on the outer surface of the zeolite indicates the total amount of acid sites present on the outer surface of the zeolite. The amount of acid on the outer surface is the amount of 4-methylquinoline per catalyst weight when 4-methylquinoline is adsorbed on the acid sites on the zeolite surface and then the adsorbed 4-methylquinoline is released from the catalyst. The value obtained by measuring. Specifically, the amount of acid on the outer surface is a pretreatment of drying at 500 ° C. for 1 hour under vacuum, then contacting and adsorbing with 4-methylquinoline vapor under reduced pressure at 200 ° C., exhausting at 200 ° C., and helium Desorption amount of 4-methylquinoline per unit weight of zeolite at 30 to 900 ° C. determined by the temperature rising desorption method of the zeolite obtained by removing excess 4-methylquinoline by circulation at a temperature rising rate of 10 ° C./min Say.
4-Methylquinoline is a probe molecule with a size that does not enter the zeolite pores. Therefore, since it is adsorbed only at the acid points on the outer surface, the amount of acid on the outer surface can be measured.
The outer surface acid amount is not particularly limited, and the smaller the better, the lower limit is not particularly limited.

またゼオライトの全体酸量とは、ピリジンをゼオライト表面およびゼオライト内部両方の酸点に吸着させ、次いで昇温により吸着したピリジンを触媒から脱離させたときの触媒重量当たりのピリジン量を測定することにより得られる値をいう。具体的に全体酸量とは、前処理として真空下500℃で1時間乾燥させた後、200℃の減圧条件下でピリジン蒸気と接触吸着させ、200℃、ヘリウム流通により余剰ピリジンを除いて得られたゼオライトの、昇温速度10℃/分の昇温脱離法により求めた30〜800℃におけるゼオライト単位重量当たりのピリジンの脱離量をいう。   The total acid amount of zeolite is to measure the amount of pyridine per catalyst weight when pyridine is adsorbed on acid sites on both the zeolite surface and inside the zeolite, and then the adsorbed pyridine is desorbed from the catalyst. The value obtained by Specifically, the total amount of acid is obtained by pre-drying at 500 ° C. for 1 hour under vacuum as a pretreatment, and contact-adsorbing with pyridine vapor under a reduced pressure condition of 200 ° C., and removing excess pyridine by flowing helium at 200 ° C. The amount of pyridine desorbed per unit weight of zeolite at 30 to 800 ° C. determined by the temperature rising desorption method of the obtained zeolite at a temperature rising rate of 10 ° C./min.

ピリジンはゼオライト細孔内にも入る大きさのプローブ分子である。そのため外表面および細孔内の酸点いずれにも吸着されるため、全体酸量を測定することができる。
全体酸量は、通常4.8mmol/g以下、好ましくは2.8mmol/g以下が好ましい。また、下限は、通常0.15mmol/g以上、好ましくは0.30mmol/g以上である。酸量が多すぎると、コーク付着による失活が速くなり、ゼオライトを構成しているAlが骨格から抜けやすくなるため、酸点当たりの酸強度が弱くなる傾向がある。酸量が少なすぎると、反応の活性点が少なくなるため、エチレンの転化率が低下する傾向がある。
Pyridine is a probe molecule with a size that also enters the zeolite pores. Therefore, since it is adsorbed on both the outer surface and the acid sites in the pores, the total acid amount can be measured.
The total acid amount is usually 4.8 mmol / g or less, preferably 2.8 mmol / g or less. Moreover, a minimum is 0.15 mmol / g or more normally, Preferably it is 0.30 mmol / g or more. When the amount of acid is too large, deactivation due to coke adhesion is accelerated, and Al constituting the zeolite easily escapes from the skeleton, so that the acid strength per acid point tends to be weakened. If the amount of acid is too small, the number of active sites of the reaction decreases, and the ethylene conversion tends to decrease.

(1−5)全体酸量に対する外表面酸量の割合の低下方法
全体酸量に対する外表面酸量の割合を低下させる方法は特に限定されないが、それ自体既知の通常用いられる方法、例えば、ゼオライトをゼオライト細孔内に入らない大きさを有し、且つ表面酸点と反応する物質で処理する方法、具体的には、シリル化剤等の化合物で処理する方法(シリル化)、エチレンジアミン等のアミン類で処理する方法等が挙げられる。またゼオライト合成の際にゲル組成等を制御することにより、ゼオライト結晶内部に酸量が多く、かつゼオライト結晶外部に酸量の少ないゼオライトとなるように合成する方法等も挙げられる。以下にシリル化を一例に処理方法を詳細に説明するが、本発明は以下の説明に何ら限定されるものではない。
(1-5) Method for reducing the ratio of the external surface acid amount to the total acid amount The method for decreasing the ratio of the external surface acid amount to the total acid amount is not particularly limited, but is a commonly used method known per se, for example, zeolite Is treated with a substance that has a size that does not enter the zeolite pores and reacts with the surface acid sites, specifically, a method of treating with a compound such as a silylating agent (silylation), ethylenediamine, etc. The method etc. which process with amines are mentioned. In addition, a method of synthesizing a zeolite with a large amount of acid inside the zeolite crystal and a small amount of acid outside the zeolite crystal by controlling the gel composition and the like at the time of synthesizing the zeolite is also included. Hereinafter, the treatment method will be described in detail with silylation as an example, but the present invention is not limited to the following description.

(シリル化)
ゼオライト外表面のシリル化を行うことにより、全酸量に対する外表面酸点の割合を低下させることができる。シリル化の方法は特に限定されるものではなく、それ自体既知の方法を用いればよいが、アルコキシシランを用いた液相シリル化、またはクロロシランを用いた気相シリル化が用いられる。
(Silylation)
By performing silylation on the outer surface of the zeolite, the ratio of the outer surface acid points to the total acid amount can be reduced. The method of silylation is not particularly limited, and a method known per se may be used, but liquid phase silylation using alkoxysilane or gas phase silylation using chlorosilane is used.

シリル化剤として具体的にはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の4級のアルコキシシラン、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシメチルシラン等の3級のシラン、ジメトキジメチルシシラン、ジエトキシジメチルシラン等の2級アルコキシシラン、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン等の1級のアルコキシシラン等が挙げられる。またテトラクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン等のクロロシランなどが使用できる。これらのうち好ましいのは、アルコキシシランではテトラエトキシシランであり、クロロシランではテトラクロロシランである。   Specific examples of silylating agents include quaternary alkoxysilanes such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, tertiary silanes such as trimethoxymethylsilane and triethoxymethylsilane, dimethoxydimethylsilane, diethoxydimethylsilane and the like. Secondary alkoxysilanes, primary alkoxysilanes such as methoxytrimethylsilane and ethoxytrimethylsilane. Further, chlorosilanes such as tetrachlorosilane, dimethyldichlorosilane, and trimethylchlorosilane can be used. Of these, tetraethoxysilane is preferable for alkoxysilane, and tetrachlorosilane is preferable for chlorosilane.

液相でシリル化する場合では、アルコキシシランを用いるのが好ましく、テトラエトキシシランを用いることがより好ましい。
液相シリル化法で使用する溶媒は特に限定されず、例えば、ベンゼン、トルエン、ヘキサメチルジシロキサン等の有機溶媒や水等が挙げられる。
In the case of silylation in the liquid phase, it is preferable to use alkoxysilane, and it is more preferable to use tetraethoxysilane.
The solvent used in the liquid phase silylation method is not particularly limited, and examples thereof include organic solvents such as benzene, toluene, hexamethyldisiloxane, and water.

液相シリル化法において、処理溶液中のシリル化剤/ゼオライトの量比(mol/mol)は、通常5以下、好ましくは3以下であり、下限は、通常0.05以上、好ましくは0.1以上である。この値が高すぎると、過剰なシリル化によって、細孔が閉塞する傾向あり、低すぎるとシリル化が不十分で外表面酸量の低下ができない場合もある。   In the liquid phase silylation method, the amount ratio (mol / mol) of silylating agent / zeolite in the treatment solution is usually 5 or less, preferably 3 or less, and the lower limit is usually 0.05 or more, preferably 0.8. 1 or more. If this value is too high, pores tend to be blocked due to excessive silylation, and if it is too low, silylation may be insufficient and the external surface acid amount may not be reduced.

シリル化の温度は、シリル化剤や溶媒の種類によるが、通常140℃以下、好ましくは120℃以下であり、下限は、通常20℃以上、好ましくは40℃以上である。処理温度が高すぎると、液の蒸発によって、シリル化が効率的に起こらない場合があり、温度が低すぎるとシリル化の反応速度が遅くなる傾向がある。   The temperature of silylation depends on the type of silylating agent and solvent, but is usually 140 ° C. or lower, preferably 120 ° C. or lower, and the lower limit is usually 20 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher. If the treatment temperature is too high, silylation may not occur efficiently due to evaporation of the liquid, and if the temperature is too low, the reaction rate of silylation tends to be slow.

シリル化の処理時間は、通常0.5時間以上、好ましくは2時間以上であり、処理時間の上限は特にない。処理時間が短すぎると十分なシリル化が起こらず、外表面酸量の低下が不十分となる場合もある。
具体的に液相でシリル化する方法として、テトラエトキシシランを用いて行う方法が好ましく、ゼオライトに、溶媒のヘキサメチルジシロキサン、シリル化剤のテトラエトキシシランを加えて100℃で撹拌下、6時間のリフラックス処理を行い、処理後、濾過によって固液を分離し、100℃で6時間乾燥することによりシリル化ゼオライトを得ることができる。
The treatment time for silylation is usually 0.5 hours or more, preferably 2 hours or more, and there is no particular upper limit for the treatment time. When the treatment time is too short, sufficient silylation does not occur, and the decrease in the acid amount on the outer surface may be insufficient.
Specifically, the method of silylating in the liquid phase is preferably a method using tetraethoxysilane. To the zeolite, the solvent hexamethyldisiloxane and the silylating agent tetraethoxysilane are added and stirred at 100 ° C., 6 A time-reflux treatment is performed, and after the treatment, a solid-liquid is separated by filtration, and dried at 100 ° C. for 6 hours to obtain a silylated zeolite.

気相シリル化法においては、蒸着したシリカの重量が、ゼオライトに対して、通常20重量%以下、好ましくは18重量%以下となるように行う。蒸着量の下限は、通常0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上である。この値が高すぎると、過剰なシリル化によって、細孔が閉塞する傾向があり、低すぎるとシリル化が不十分で、外表面酸量の低下ができない場合もある。   In the gas phase silylation method, the deposited silica is generally 20 wt% or less, preferably 18 wt% or less, based on the zeolite. The lower limit of the deposition amount is usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more. If this value is too high, pores tend to be clogged due to excessive silylation, and if it is too low, silylation may be insufficient and the amount of acid on the outer surface may not be reduced.

気相シリル化の温度は、通常20℃以上、好ましくは100℃以上であり、上限は、通常500℃以下、好ましくは400℃以下である。温度が高すぎると、シリル化剤の分解やゼオライトの骨格の崩壊が起こりやすくなる傾向があり、処理温度が低すぎるとシリル化反応が進行し難い場合がある。   The temperature of the gas phase silylation is usually 20 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, and the upper limit is usually 500 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or lower. If the temperature is too high, decomposition of the silylating agent and collapse of the skeleton of the zeolite tend to occur, and if the treatment temperature is too low, the silylation reaction may not proceed easily.

処理時間は、通常0.5時間以上、好ましくは3時間以上であり、処理時間の上限は特にない。処理時間が短すぎると十分なシリル化が起こらず、外表面酸量の低下が不十分となる場合もある。
具体的に気相でシリル化する方法として、クロロシランを用いる方法が好ましく、ゼオライトを、ヘリウム流通下、シリル化剤のクロロシランで300℃、3時間処理してシリル化ゼオライトを得ることができる。
The treatment time is usually 0.5 hours or more, preferably 3 hours or more, and there is no particular upper limit for the treatment time. When the treatment time is too short, sufficient silylation does not occur, and the decrease in the acid amount on the outer surface may be insufficient.
Specifically, a method using chlorosilane is preferred as a method for silylation in the gas phase, and the zeolite can be treated with chlorosilane as a silylating agent at 300 ° C. for 3 hours under a helium flow to obtain a silylated zeolite.

(1−6)ゼオライトの調製方法
上記したゼオライトは、それ自体既知の通常用いられる方法、例えば水熱合成法、すなわち、シリカ原料、ヘテロ元素源、およびアルカリ(土類)金属元素源を含む結晶前駆体の水性ゲルを調製し、これを加熱する方法等で合成することができる。また、水熱合成後に、上記のとおり、必要に応じて、酸量の低下処理、含浸や担持等の修飾により組成を変えることも可能である。
本発明で用いるゼオライトは、上記物性や組成を有しているものであれば良く、いずれの方法で調製されたものであってもよい。また市販のゼオライトを使用することも可能である。
(1-6) Method for Preparing Zeolite The above-mentioned zeolite is a commonly used method known per se, such as a hydrothermal synthesis method, that is, a crystal containing a silica raw material, a hetero element source, and an alkali (earth) metal element source. A precursor aqueous gel can be prepared and synthesized by a method such as heating. Further, after the hydrothermal synthesis, as described above, the composition can be changed by modification of acid amount reduction, impregnation, loading, etc., as necessary.
The zeolite used in the present invention is not limited as long as it has the above physical properties and composition, and may be prepared by any method. Commercially available zeolite can also be used.

(2)p−キシレンの製造方法
本発明のp−キシレンの製造方法は、上記のゼオライトを含む触媒を用い、エチレンからp−キシレンを生成させることに特徴を有するものである。この製造方法において、p−キシレンは、それ自体既知の方法、すなわち、エチレンを含む原料を、適当な反応条件下、適当な反応器中で、上記触媒と接触させる方法により生成させることができる。
(2) Method for Producing p-Xylene The method for producing p-xylene according to the present invention is characterized in that p-xylene is produced from ethylene using the above catalyst containing zeolite. In this production method, p-xylene can be produced by a method known per se, that is, a method in which a raw material containing ethylene is contacted with the catalyst in a suitable reactor under suitable reaction conditions.

(2−1)エチレンを含む原料
本発明において用いられる原料としては、エチレンを含むものであればよく、特に限定されるものではない。例えば、石油供給源から接触分解法または蒸気分解法等により製造されるもの、石炭のガス化により得られる水素/一酸化炭素混合ガスを原料としてフィッシャートロプシュ合成を行うことにより得られたもの、エタンの脱水素または酸化脱水素で得られたもの、プロピレンのメタセシス反応およびホモロゲーション反応により得られるもの、メタノール及び/又はジメチルエーテル等のオキシジェネート原料から固体酸触媒との接触反応によって得られるもの、対応するアルコール(エタノール)の脱水反応から得られるもの等、公知の各種方法により得られるものを任意に用いることができる。このとき各種製造方法に起因するエチレン以外を任意に混合した状態のものをそのまま使用してもよいし、精製したエチレンを用いてもよく、精製したエチレンを用いるのがよい。
(2-1) Raw material containing ethylene The raw material used in the present invention is not particularly limited as long as it contains ethylene. For example, those produced by catalytic cracking or steam cracking from petroleum sources, those obtained by performing Fischer-Tropsch synthesis using hydrogen / carbon monoxide mixed gas obtained by coal gasification as raw materials, ethane Obtained by dehydrogenation or oxidative dehydrogenation of propylene, obtained by metathesis reaction and homologation reaction of propylene, obtained by contact reaction with a solid acid catalyst from oxygenate raw materials such as methanol and / or dimethyl ether, Those obtained by various known methods such as those obtained from the dehydration reaction of the corresponding alcohol (ethanol) can be arbitrarily used. At this time, a state in which components other than ethylene resulting from various production methods are arbitrarily mixed may be used as they are, purified ethylene may be used, or purified ethylene may be used.

アルコールの脱水により得る場合、アルコールは植物由来のアルコール類の改質反応により得られるもの、発酵法により得られるもの、再循環プラスチックや都市廃棄物等の有機物質から得られるもの等が挙げられる。尚、ゼオライト内の酸点により、エタノールは容易に脱水されてエチレンに変換されるため、エタノールを直接反応器に導入する場合も本発明に包含する。   Examples of the alcohol obtained by dehydration of alcohol include those obtained by a modification reaction of plant-derived alcohols, those obtained by fermentation, and those obtained from organic substances such as recycled plastic and municipal waste. In addition, since ethanol is easily dehydrated and converted into ethylene due to acid sites in the zeolite, the case where ethanol is directly introduced into the reactor is also included in the present invention.

また、本発明の方法によりp−キシレンを製造する際、反応器出口ガスに含まれるエチレンをリサイクルしてもよい。リサイクルする成分としては、通常エチレンだが、その他の芳香族炭化水素類を分離した後のオレフィン、パラフィンをリサイクルしてエチレン源としてもよい。   Further, when p-xylene is produced by the method of the present invention, ethylene contained in the reactor outlet gas may be recycled. The component to be recycled is usually ethylene, but the olefin and paraffin after separation of other aromatic hydrocarbons may be recycled to serve as an ethylene source.

(2−2)反応条件
(2−2−1)基質濃度
反応器に供給する全供給成分中のエチレンの濃度(即ち、基質濃度)に関して特に制限はないが、通常全供給成分中、1体積%以上、好ましくは5体積%以上であり、通常90体積%以下であり、好ましくは50体積%以下である。
基質濃度が前記下限未満では反応速度が遅くなるため、多量の触媒が必要となり、反応器が大きくなりすぎる傾向がある。また、基質濃度が前記上限超過では触媒への負荷が高くなりすぎ活性が得られにくくなる傾向がある。従って、このような基質濃度となるように、必要に応じて以下に記載する希釈剤でエチレンを希釈することが好ましい。
(2-2) Reaction conditions (2-2-1) Substrate concentration There is no particular limitation on the concentration of ethylene in all feed components fed to the reactor (ie, substrate concentration), but usually 1 volume in all feed components. % Or more, preferably 5% by volume or more, usually 90% by volume or less, preferably 50% by volume or less.
If the substrate concentration is less than the lower limit, the reaction rate becomes slow, so a large amount of catalyst is required, and the reactor tends to be too large. On the other hand, if the substrate concentration exceeds the above upper limit, the load on the catalyst becomes too high and the activity tends to be difficult to obtain. Therefore, it is preferable to dilute ethylene with a diluent described below as necessary so as to obtain such a substrate concentration.

反応器内に供給する成分としては、エチレンの他に、ヘリウム、アルゴン、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、水、メタン、パラフィン類やオレフィン類等の炭化水素類、および、それらの混合物など、反応に不活性な気体を任意に存在させることができる。   In addition to ethylene, components to be supplied into the reactor include helium, argon, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, water, methane, hydrocarbons such as paraffins and olefins, and mixtures thereof. A gas inert to the reaction can optionally be present.

(2−2−2)反応温度
本発明の方法における反応温度は特に限定されるものではないが、通常200℃以上、好ましくは300℃以上であり、通常700℃以下、好ましくは600℃以下である。反応温度が前記下限未満では、反応速度が低くなる傾向となり、さらに目的生成物の収率も低下する傾向がある。一方で反応温度が前記上限超過では、芳香族中のキシレン、更にはキシレン中のp−キシレン選択率が低下し、目的生成物の収率が低下する傾向があり、かつ触媒の安定性が低下する場合がある。
(2-2-2) Reaction temperature The reaction temperature in the method of the present invention is not particularly limited, but is usually 200 ° C or higher, preferably 300 ° C or higher, and usually 700 ° C or lower, preferably 600 ° C or lower. is there. When the reaction temperature is less than the lower limit, the reaction rate tends to decrease, and the yield of the target product also tends to decrease. On the other hand, when the reaction temperature exceeds the upper limit, xylene in aromatics, and further, p-xylene selectivity in xylene tends to decrease, yield of the target product tends to decrease, and catalyst stability decreases. There is a case.

(2−2−3)反応圧力
本発明の方法における反応圧力は特に限定されるものではないが、通常0.1kPa(絶対圧、以下同様)以上、好ましくは7kPa以上、より好ましくは50kPa以上であり、通常10MPa以下、好ましくは5MPa以下である。反応圧力が前記下限未満では、反応速度が遅くなる傾向があり、また、反応圧力が前記上限超過では炭素数9以上の高沸点芳香族炭化水素等の好ましくない副生成物の生成量が増え、目的生成物の収率が低下する傾向がある。
(2-2-3) Reaction pressure
The reaction pressure in the method of the present invention is not particularly limited, but is usually 0.1 kPa (absolute pressure, hereinafter the same) or more, preferably 7 kPa or more, more preferably 50 kPa or more, usually 10 MPa or less, preferably 5 MPa. It is as follows. If the reaction pressure is less than the lower limit, the reaction rate tends to be slow, and if the reaction pressure exceeds the upper limit, the amount of undesirable by-products such as high-boiling aromatic hydrocarbons having 9 or more carbon atoms increases, The yield of the desired product tends to decrease.

(2−2−4)空間速度
空間速度は特に制限されるものではないが、通常0.01Hr−1から500Hr−1の間であり、0.1Hr−1から100Hr−1の範囲が好ましい。空間速度が高すぎると反応器出口ガス中のエチレンが多くなり、芳香族炭化水素収率が低くなる場合がある。また、空間速度が低すぎると、キシレン中のm−キシレンが増加し、目的とするp−キシレン収率が低下する場合がある。
(2-2-4) but are not a space velocity space velocity particularly limited, and usually between 0.01 hr -1 for 500HR -1, preferably in the range from 0.1 hr -1 to 100 Hr -1. If the space velocity is too high, ethylene in the reactor outlet gas increases, and the aromatic hydrocarbon yield may be lowered. On the other hand, if the space velocity is too low, m-xylene in xylene increases and the target p-xylene yield may decrease.

なおここで言う空間速度とは、触媒(触媒活性成分)の重量当たりの反応原料であるエチレンの流量(単位時間当たりの重量)であり、ここで触媒の重量とは触媒の造粒・成型に使用する不活性成分やバインダーを含まない触媒活性成分(ゼオライト)の重量である。   The space velocity referred to here is the flow rate of ethylene (weight per unit time) as the reaction raw material per weight of the catalyst (catalytic active component), where the weight of the catalyst is used for the granulation / molding of the catalyst. It is the weight of the catalyst active component (zeolite) which does not contain the inactive component and binder used.

(2−2−5)転化率
エチレン転化率は特に制限されず、通常20%以上、好ましくは40%以上、より好ましくは50%以上であり、上限は特に限定されないが、通常80%以上であり、高ければ高いほどよい。
(2-2-5) Conversion The ethylene conversion is not particularly limited and is usually 20% or more, preferably 40% or more, more preferably 50% or more, and the upper limit is not particularly limited, but is usually 80% or more. Yes, the higher the better.

本発明の製造方法における反応温度、WHSV(重量空間速度)等の反応条件としては、公知の方法に従い任意に設定可能であるが、反応系からの流出成分に未反応エチレンが多量に存在すると、エチレンの利用率を上げるために少なくとも一部を反応器にリサイクルして反応原料として再利用エチレンをリサイクルする必要性が生じ、そのための設備も必要となりコストがかかる。そのため、上記各種反応条件には原料エチレンを高い転化率で反応させる条件を採用するのが好ましい。
(2−2−6)選択率
本発明の製造方法で得られるC8芳香族成分中のp−キシレンの選択率は、高い方が好ましいが、通常30%以上、好ましくは40%以上、より好ましくは50%以上である。
The reaction conditions such as the reaction temperature and WHSV (weight space velocity) in the production method of the present invention can be arbitrarily set according to known methods. However, when a large amount of unreacted ethylene is present in the effluent component from the reaction system, In order to increase the utilization rate of ethylene, it is necessary to recycle at least a part of the reactor to the reactor and to recycle the recycled ethylene as a reaction raw material, which requires equipment and costs. Therefore, it is preferable to employ conditions for reacting raw material ethylene at a high conversion rate as the various reaction conditions.
(2-2-6) Selectivity The selectivity of p-xylene in the C8 aromatic component obtained by the production method of the present invention is preferably higher, but usually 30% or more, preferably 40% or more, more preferably Is 50% or more.

(2−3)その他反応条件
(2−3−1)反応様式
本発明の製造方法における反応様式は、特に限定されるものではないが、供給原料が反応域において気相であることが好ましく、具体的には流動床反応装置、移動床反応装置又は固定床反応装置を用いた公知の気相反応プロセスを適用することができる。また、バッチ式、半連続式又は連続式のいずれの形態でも行われ得るが、連続式で行うのが好ましく、その方法は、単一の反応器を用いた方法でも良いし、直列又は並列に配置された複数の反応器を用いた方法でもよい。
(2-3) Other reaction conditions (2-3-1) Reaction mode The reaction mode in the production method of the present invention is not particularly limited, but the feedstock is preferably a gas phase in the reaction zone, Specifically, a known gas phase reaction process using a fluidized bed reactor, a moving bed reactor, or a fixed bed reactor can be applied. Further, it can be carried out in any form of batch, semi-continuous or continuous, but is preferably carried out continuously, and the method may be a method using a single reactor, or in series or in parallel. A method using a plurality of arranged reactors may also be used.

(2−3−2)触媒再生
本発明の方法を継続するに従って、触媒が反応器内でコーキングを起こし反応活性が低下することとなる。この場合には触媒を反応器から抜き出し、例えば酸素含有雰囲気中で蓄積したコークを酸化することにより、その全て又は一部を取り除き、触媒を再生することができる。このように再生された触媒は、再び反応器に導入されるが、こういった触媒の抜き出し及び再導入という観点からは、固定床より移動床型反応器又は流動床型反応器を用いたプロセスの方が操作は簡便であり好ましい。
(2-3-2) Catalyst regeneration As the method of the present invention is continued, the catalyst causes coking in the reactor and the reaction activity decreases. In this case, the catalyst can be removed from the reactor and, for example, the coke accumulated in the oxygen-containing atmosphere can be oxidized to remove all or a part of the catalyst, thereby regenerating the catalyst. The catalyst regenerated in this way is introduced again into the reactor. From the viewpoint of extraction and reintroduction of such a catalyst, a process using a moving bed reactor or a fluidized bed reactor from a fixed bed. The operation is simple and preferable.

(2−3−3)反応生成物
反応器出口ガス(反応器流出物)としては、反応生成物であるp−キシレン、未反応エチレン、副生成物および希釈剤を含む混合ガスが得られる。該混合ガス中のp−キシレンの濃度は、通常1重量%以上、好ましくは2重量%以上であり、上限は、通常95重量%以下、好ましくは80重量%以下である。
上記反応器出口ガス(反応器流出物)から目的とする芳香族化合物を単離する場合には、公知の分離・精製設備に導入され、それぞれの成分に応じ、回収、精製、リサイクル、排出の処理を受ければよい。
(2-3-3) Reaction product
As the reactor outlet gas (reactor effluent), a mixed gas containing the reaction product p-xylene, unreacted ethylene, by-products and a diluent is obtained. The concentration of p-xylene in the mixed gas is usually 1% by weight or more, preferably 2% by weight or more, and the upper limit is usually 95% by weight or less, preferably 80% by weight or less.
When the target aromatic compound is isolated from the reactor outlet gas (reactor effluent), it is introduced into a known separation / purification facility and recovered, purified, recycled, discharged according to each component. What is necessary is just to receive a process.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

酸量の測定は、各々下記の条件に基づき日本ベル社製TP5500を用いて行った。
(外表面酸量の測定方法)
1.(試料の前処理)
試料を、500℃において60分間、真空脱気し、10Paで処理する。
2.(4-メチルキノリンの吸着)
200℃、10Paの条件で4-メチルキノリンを4回に分けて導入し、飽和蒸気圧にて15分間ずつ吸着させる。
3.(物理吸着除去)
酸点以外へ物理吸着した4-メチルキノリンを除去するため、200℃にて60分間真空脱気を実施する。この時、系の圧力は0.8Pa以下である。
4.(昇温脱離)
約0.013MPaのヘリウムを50mL/分で流通させながら、30℃から900℃まで10℃/分で昇温し、脱離した4−メチルキノリンのマススペクトル(m/z=78)を測定する。
5.(解析および酸量の導出)
前記測定によって得られるマス強度のチャートの面積から触媒重量あたりの外表面酸量(mmol/g)を決定する。
The measurement of the amount of acid was performed using TP5500 manufactured by Nippon Bell Co., Ltd. based on the following conditions.
(Measurement method of acid amount on the outer surface)
1. (Pretreatment of sample)
The sample is vacuum degassed at 500 ° C. for 60 minutes and treated at 10 Pa.
2. (Adsorption of 4-methylquinoline)
4-Methylquinoline is introduced in four portions at 200 ° C. and 10 Pa, and adsorbed for 15 minutes at a saturated vapor pressure.
3. (Physical adsorption removal)
In order to remove 4-methylquinoline physically adsorbed outside the acid sites, vacuum degassing is performed at 200 ° C. for 60 minutes. At this time, the pressure of the system is 0.8 Pa or less.
4). (Temperature desorption)
While circulating about 0.013 MPa of helium at 50 mL / min, the temperature was increased from 30 ° C. to 900 ° C. at 10 ° C./min, and the mass spectrum of desorbed 4-methylquinoline (m / z = 78) was measured. .
5). (Analysis and derivation of acid amount)
The outer surface acid amount (mmol / g) per catalyst weight is determined from the area of the mass intensity chart obtained by the measurement.

スペクトルにおいてピークが1つの場合には全面積を外表面酸量の計算に用いるが、ピークが2つ以上の場合には最も高温側のピークの面積だけを使用して酸量を計算する。(低温側のピークは上記物理吸着除去工程においても除去できなかった物理吸着が含まれるためである。)最も高温側のピークの面積は、Davidson-Fletcher-Powell法(DFP法)を用いてスペクトルをガウス分布をもつ波形に分離することにより求められる。ピーク面積を酸量に換算する係数は、一定量のピリジンを同装置にパルス導入した際に測定されるマス強度(m/z=78)によって検量した値を用いる。   When there is one peak in the spectrum, the entire area is used for calculating the external surface acid amount, but when there are two or more peaks, the acid amount is calculated using only the area of the peak on the highest temperature side. (This is because the peak on the low temperature side includes physical adsorption that could not be removed in the above physical adsorption removal step.) The area of the peak on the highest temperature side is a spectrum using the Davidson-Fletcher-Powell method (DFP method). Is divided into waveforms having a Gaussian distribution. As a coefficient for converting the peak area into the acid amount, a value calibrated by mass intensity (m / z = 78) measured when a certain amount of pyridine is pulsed into the apparatus is used.

(全体酸量の測定方法)
1.(試料の前処理)
試料を、500℃において60分間、真空脱気し、10Paで処理する。
2.(ピリジンの吸着)
200℃、10Paの条件でピリジンを4回に分けて導入し、飽和蒸気圧下、15分間ずつ吸着させる。
3.(物理吸着除去)
酸点以外へ物理吸着したピリジンを除去するため、200℃にて30分間ヘリウムを50mL/分で流通させる。
4.(昇温脱離)
約0.013MPaのヘリウムを50mL/分で流通させながら、30℃から800℃まで10℃/分で昇温し、脱離したピリジンのマススペクトル(m/z=79)を測定する。
5.(解析および酸量の導出)
測定によって得られるマス強度のチャートの面積から触媒重量あたりの全体の酸量(mmol/g)を決定する。
(Measurement method of total acid amount)
1. (Pretreatment of sample)
The sample is vacuum degassed at 500 ° C. for 60 minutes and treated at 10 Pa.
2. (Adsorption of pyridine)
Pyridine is introduced in four portions at 200 ° C. and 10 Pa, and adsorbed for 15 minutes each under saturated vapor pressure.
3. (Physical adsorption removal)
In order to remove pyridine physically adsorbed to other than the acid sites, helium is circulated at 50 mL / min for 30 minutes at 200 ° C.
4). (Temperature desorption)
While circulating about 0.013 MPa of helium at 50 mL / min, the temperature is increased from 30 ° C. to 800 ° C. at 10 ° C./min, and the mass spectrum (m / z = 79) of desorbed pyridine is measured.
5). (Analysis and derivation of acid amount)
The total acid amount (mmol / g) per catalyst weight is determined from the area of the mass intensity chart obtained by the measurement.

スペクトルにおいて200℃以下のピークを除いた高温側のピークの面積だけを使用して酸量を計算する。(200℃以下のピークは上記物理吸着除去工程においても除去できなかった物理吸着が含まれるため。)200℃以下のピークを除いたピーク面積は、Davidson-Fletcher-Powell法(DFP法)を用いてスペクトルをガウス分布をもつ波形に分離することにより求められる。ピーク面積を酸量に換算する係数は、一定量のピリジンを同装置にパルス導入した際に測定されるマス強度(m/z=78)によって検量した値を用いる。
なお、以下の実施例及び比較例において、各炭化水素の転化率や選択率は、測定値から、次の式により算出した値である。なお、下記の各式において、各炭化水素の「由来カーボンモル流量(mol/Hr)」とは、各炭化水素を構成する炭素原子のモル流量を意味する。
The acid amount is calculated using only the area of the peak on the high temperature side excluding the peak of 200 ° C. or lower in the spectrum. (Because the peaks below 200 ° C include physical adsorption that could not be removed even in the above physical adsorption removal step.) The peak area excluding the peaks below 200 ° C uses the Davidson-Fletcher-Powell method (DFP method). The spectrum is obtained by separating the spectrum into waveforms having a Gaussian distribution. As a coefficient for converting the peak area into the acid amount, a value calibrated by mass intensity (m / z = 78) measured when a certain amount of pyridine is pulsed into the apparatus is used.
In the following Examples and Comparative Examples, the conversion rate and selectivity of each hydrocarbon are values calculated from the measured values according to the following formula. In the following formulas, “derived carbon molar flow rate (mol / Hr)” of each hydrocarbon means the molar flow rate of carbon atoms constituting each hydrocarbon.

エチレン転化率(%)=〔[反応器入り口エチレン流量(mol/Hr)−反応器出口エチレン流量(mol/Hr)]/反応器入り口エチレン流量(mol/Hr)〕×100
芳香族合計選択率(%)=〔反応器出口芳香族由来カーボンモル流量(mol/Hr)/[反応器出口総カーボンモル流量(mol/Hr)−反応器出口エチレン由来カーボンモル流量(mol/Hr)]〕×100
C8芳香族合計選択率(%)=〔反応器出口C8芳香族由来カーボンモル流量(mol/Hr)/[反応器出口総カーボンモル流量(mol/Hr)−反応器出口エチレン由来カーボンモル流量(mol/Hr)]〕×100
エチルベンゼン選択率(%)=〔反応器出口エチルベンゼン由来カーボンモル流量(mol/Hr)/反応器出口C8芳香族由来カーボンモル流量(mol/Hr)〕×100
p−キシレン選択率(%)=〔反応器出口p−キシレン由来カーボンモル流量(mol/Hr)/反応器出口C8芳香族由来カーボンモル流量(mol/Hr)〕×100
m−キシレン選択率(%)=〔反応器出口m−キシレン由来カーボンモル流量(mol/Hr)/反応器出口C8芳香族由来カーボンモル流量(mol/Hr)〕×100
o-キシレン選択率(%)=〔反応器出口o−キシレン由来カーボンモル流量(mol/Hr)/反応器出口C8芳香族由来カーボンモル流量(mol/Hr)〕×100
Ethylene conversion (%) = [[reactor inlet ethylene flow rate (mol / Hr) −reactor outlet ethylene flow rate (mol / Hr)] / reactor inlet ethylene flow rate (mol / Hr)] × 100
Aromatic total selectivity (%) = [reactor outlet aromatic-derived carbon molar flow rate (mol / Hr) / [reactor outlet total carbon molar flow rate (mol / Hr) −reactor outlet ethylene-derived carbon molar flow rate (mol / Hr)]] × 100
C8 aromatic total selectivity (%) = [reactor outlet C8 aromatic-derived carbon molar flow rate (mol / Hr) / [reactor outlet total carbon molar flow rate (mol / Hr) −reactor outlet ethylene-derived carbon molar flow rate ( mol / Hr)]] × 100
Ethylbenzene selectivity (%) = [reactor outlet ethylbenzene-derived carbon molar flow rate (mol / Hr) / reactor outlet C8 aromatic-derived carbon molar flow rate (mol / Hr)] × 100
p-xylene selectivity (%) = [reactor outlet p-xylene-derived carbon molar flow rate (mol / Hr) / reactor outlet C8 aromatic-derived carbon molar flow rate (mol / Hr)] × 100
m-xylene selectivity (%) = [reactor outlet m-xylene-derived carbon molar flow rate (mol / Hr) / reactor outlet C8 aromatic-derived carbon molar flow rate (mol / Hr)] × 100
o-xylene selectivity (%) = [reactor outlet o-xylene-derived carbon molar flow rate (mol / Hr) / reactor outlet C8 aromatic-derived carbon molar flow rate (mol / Hr)] × 100

<触媒調製>
<調製例1>
水ガラス3号((株)キシダ化学製)103gに、蒸留水106mlにテトラプロピルアンモニウムブロミド12.8gを溶解したA液を攪拌しながら加え、続いて蒸留水100mlに硝酸アルミニウム7.65g、硝酸ガリウム8.00g、濃硫酸7.1gを溶かしたB液も同様に攪拌しながら加えた。2時間攪拌の後、オートクレーブに移し、2時間で180℃まで昇温し、引き続き180℃で40時間保持した。放冷した後、固形物を取り出し、ろ過、水洗した。乾燥により得られた結晶性ゼオライトを空気流通下、550℃で焼成した。陽イオンをNH4で置換するため、1M硝酸アンモニウム水溶液に浸し、80℃で1時間加熱攪拌し、冷却後、ろ過、洗浄した。このイオン交換を2回繰り返すことでNH4型ゼオライトに変換した。さらに、空気気流下、500℃で焼成することでプロトン型とした。得られたゼオライトはXRD(X-ray diffraction 、X線回折)法による分析及びICP−AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry,誘導結合プラズマ発光分光分析)法による元素分析により、MFI構造(細孔直径は、0.55nmと0.56nm)を有するアルミノガロシリケート(SiO/Al=50(モル比)、SiO/Ga=52(モル比))であることを確認した。
<Catalyst preparation>
<Preparation Example 1>
A solution A in which 12.8 g of tetrapropylammonium bromide was dissolved in 106 ml of distilled water was added to 103 g of water glass 3 (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) with stirring. Subsequently, 7.65 g of aluminum nitrate and nitric acid were added to 100 ml of distilled water. Liquid B in which 8.00 g of gallium and 7.1 g of concentrated sulfuric acid were dissolved was also added with stirring. After stirring for 2 hours, the mixture was transferred to an autoclave, heated to 180 ° C. in 2 hours, and then kept at 180 ° C. for 40 hours. After allowing to cool, the solid was taken out, filtered and washed with water. The crystalline zeolite obtained by drying was calcined at 550 ° C. under air flow. In order to replace the cation with NH 4, it was immersed in a 1M ammonium nitrate aqueous solution, heated and stirred at 80 ° C. for 1 hour, cooled, filtered and washed. This ion exchange was repeated twice to convert to NH4 type zeolite. Furthermore, it was made a proton type by baking at 500 ° C. in an air stream. The obtained zeolite was analyzed by XRD (X-ray diffraction) and elemental analysis by ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry). Confirm that the diameter is 0.55 nm and 0.56 nm) aluminogallosilicate (SiO 2 / Al 2 O 3 = 50 (molar ratio), SiO 2 / Ga 2 O 3 = 52 (molar ratio)). did.

<調製例2>
MFI構造を有するプロトン型のアルミノガロシリケート(SiO/Al=50(モル比)、SiO/Ga=52(モル比))に対してテトラエトキシシランでシリル化を行った。アルミノガロシリケート0.42gに対して、溶媒のヘキサメチルジシロキサン4.2ml、シリル化剤のテトラエトキシシラン1.05mlを加えて100℃で撹拌下、6時間のリフラックス処理を行った。処理後、濾過によって固液を分離し、得られたアルミノガロシリケートを100℃で6時間乾燥した。
<Preparation Example 2>
Silylated with tetraethoxysilane for proton type aluminogallosilicate (SiO 2 / Al 2 O 3 = 50 (molar ratio), SiO 2 / Ga 2 O 3 = 52 (molar ratio)) having MFI structure It was. To 0.42 g of aluminogallosilicate, 4.2 ml of a solvent hexamethyldisiloxane and 1.05 ml of a silylating agent tetraethoxysilane were added and refluxed for 6 hours with stirring at 100 ° C. After the treatment, the solid and liquid were separated by filtration, and the obtained aluminogallosilicate was dried at 100 ° C. for 6 hours.

<酸量測定>
調製例1,2のアルミノガロシリケートについて、外表面酸量、全酸量をそれぞれ、4-メチルキノリン−TPD(temperature-programmed desorption、昇温脱離)法、ピリジン−TPD法により測定した。測定は前記記載の方法に従い行なった。
このように導出された(外表面酸量)/(全酸量)の値を表1に示した。
<Acid amount measurement>
With respect to the aluminogallosilicates of Preparation Examples 1 and 2, the external surface acid amount and the total acid amount were measured by a 4-methylquinoline-TPD (temperature-programmed desorption) method and a pyridine-TPD method, respectively. The measurement was performed according to the method described above.
The values of (outer surface acid amount) / (total acid amount) derived as described above are shown in Table 1.

(実施例1)
反応は、常圧固定床流通反応装置を用い、内径6mmの石英製反応管に、調製例2の触媒100mgと石英砂400mgの混合物を充填した。エチレン13%、窒素87%の混合ガスをエチレンの空間速度が2.0Hr−1となるように反応器に供給し、425℃、0MPaG(ゲージ圧)で反応を行った。反応開始後0.25時間後にガスクロマトグラフィーで生成物の分析を行った。結果を表1に示した。
Example 1
The reaction was carried out using an atmospheric pressure fixed bed flow reactor, and a mixture of 100 mg of the catalyst of Preparation Example 2 and 400 mg of quartz sand was packed in a quartz reaction tube having an inner diameter of 6 mm. A mixed gas of 13% ethylene and 87% nitrogen was supplied to the reactor so that the space velocity of ethylene was 2.0 Hr −1, and the reaction was performed at 425 ° C. and 0 MPaG (gauge pressure). 0.25 hours after the start of the reaction, the product was analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 1.

(比較例)
調製例1の触媒を用いたこと以外は、実施例1と同様に反応を行った。得られた結果を表1に示した。
以上のように、全酸量に対する外表面酸量を1%以下にすることで、p-キシレンを高い選択率で合成することができた。
(Comparative example)
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst of Preparation Example 1 was used. The obtained results are shown in Table 1.
As described above, p-xylene could be synthesized with high selectivity by setting the outer surface acid amount to 1% or less with respect to the total acid amount.

Figure 2011079815
Figure 2011079815

本発明の製造方法により、テレフタル酸製造の原料としてキシレン異性体の中で最も重要なp−キシレンを、エチレンを含む原料から高い選択率で製造することができる。またC8芳香族化合物内でのp−キシレン選択率の高い製造方法により、精製分離工程の効率を向上させることができる点で有用である。   According to the production method of the present invention, the most important p-xylene among the xylene isomers as a raw material for producing terephthalic acid can be produced from a raw material containing ethylene with high selectivity. Moreover, it is useful at the point which can improve the efficiency of a refinement | purification separation process by the manufacturing method with high p-xylene selectivity in a C8 aromatic compound.

Claims (9)

エチレンを主成分とする原料を反応器中で触媒と接触させ、p−キシレンを製造する方法において、前記触媒の活性成分がゼオライトであり、かつ前記ゼオライトの外表面の酸量が、前記ゼオライト全体の酸量に対し、1%以下であることを特徴とするp−キシレンの製造方法。   In a method for producing p-xylene by bringing a raw material mainly composed of ethylene into contact with a catalyst in a reactor, the active component of the catalyst is zeolite, and the amount of acid on the outer surface of the zeolite A method for producing p-xylene, characterized by being 1% or less with respect to the acid amount. ゼオライトが、周期表第IIIb族に属する元素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する結晶性シリケート類である請求項1に記載のp−キシレンの製造方法。   The method for producing p-xylene according to claim 1, wherein the zeolite is a crystalline silicate containing at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Group IIIb of the periodic table. 周期表第IIIb族に属する元素がAl及び/またはGaである請求項2に記載のp−キシレンの製造方法。   The method for producing p-xylene according to claim 2, wherein the element belonging to Group IIIb of the periodic table is Al and / or Ga. ゼオライトの細孔直径が、0.5nm以上、0.75nm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のp−キシレンの製造方法。   The method for producing p-xylene according to any one of claims 1 to 3, wherein the pore diameter of the zeolite is 0.5 nm or more and 0.75 nm or less. ゼオライトが、酸素の10員環チャンネル構造を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のp−キシレンの製造方法。   The method for producing p-xylene according to any one of claims 1 to 4, wherein the zeolite has an oxygen 10-membered ring channel structure. ゼオライトの構造が、MFI構造である請求項1〜5のいずれか1項に記載のp−キシレンの製造方法。   The method for producing p-xylene according to any one of claims 1 to 5, wherein the zeolite has a MFI structure. ゼオライトが元素としてAlを含有し、かつSiO/Alモル比が5以上、1000以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載のp−キシレンの製造方法。 Zeolite contains Al as the element, and SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 5 or more, the production method of p- xylene according to any one of claims 1 to 6, is 1000 or less. ゼオライトが元素としてGaを含有し、かつSiO/Gaモル比が5以上、1000以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載のp−キシレンの製造方法。 Zeolite containing Ga as the element, and SiO 2 / Ga 2 O 3 molar ratio of 5 or more, the production method of p- xylene according to any one of claims 1 to 6, is 1000 or less. ゼオライトが、ゼオライトの外表面をシリル化したものである請求項1〜8のいずれか1項に記載のp−キシレンの製造方法。   The method for producing p-xylene according to any one of claims 1 to 8, wherein the zeolite is obtained by silylated the outer surface of the zeolite.
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