JP2700551B2 - ジイソプロピルナフタレンの製造方法 - Google Patents

ジイソプロピルナフタレンの製造方法

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はナフタレンからのジイソプロピルナフタレン
の製造方法に関するものである。
〔従来技術〕
ナフタレンのジイソプロピル化物は、染料溶剤として
の用途を持つ他、特に2,6−ナフタレンカルボン酸の反
応原料としての用途を持つ。このようなジイソプロピル
ナフタレンを収率よく得るために、ナフタレンを過剰の
プロピレンによりイソプロピル化した後、イソプロピル
化生成物をトランスアルキル化処理する方法が知られて
いる(特開昭52−17452号公報)。
この方法においては、イソプロピル化後のトランスア
ルキル化処理により、モノイソプロピル化ナフタレンと
トリイソプロピルナフタレンとの間でトランスアルキル
化反応が起り、ジイソプロピルナフタレンの収率は向上
する。しかしながら、本発明者らの研究によれば、この
方法の場合、得られたトランスアルキル化生成物中に副
生物としてトリイソプロピルナフタレン及びモノイソプ
ロピルナフタレンが多量含まれてくることが判明した。
〔目的〕
本発明は、これら副生物、特にトリイソプロピルナフ
タレンの生成が抑制されたジイソプロピルナフタレンの
製造方法を提供することを目的とする。
〔構成〕
本発明によれば、ナフタレンをプロピレンによりイソ
プロピル化処理するイソプロピル化工程と、イソプロピ
ル化生成物をトランスアルキル化処理するトランスアル
キル化工程と、トランスアルキル化生成物をジイソプロ
ピルナフタレン留分とジイソプロピルナフタレンの沸点
より低い沸点を有する低沸点留分とジイソプロピルナフ
タレンの沸点より高い沸点を有する高沸点留分とに分離
する工程とからなり、該イソプロピル化生成物中のイソ
プロピル基とナフタレン核とのモル比を1.3〜1.8の範囲
に保持し、かつ該イソプロピル化生成物中のイソプロピ
ル基を3個以上有するポリイソプロピルナフタレンの含
有量を30.4モル%以下に保持するとともに、該分離工程
で分離されたジイソプロピルナフタレンの沸点より高い
沸点を有する高沸点留分の少なくとも一部を該トランス
アルキル化工程へ循環し、該分離工程で分離されたジイ
ソプロピルナフタレンの沸点よりも低い沸点を有する低
沸点留分の少なくとも一部を該イソプロピル化工程及び
/又は該トランスアルキル化工程て循環し、かつトラン
スアルキル化工程へ供給される全供給物中のイソプロピ
ル基とナフタレン核とのモル比を1.3〜2.0の範囲に保持
することを特徴とするジイソプロピルナフタレンの製造
方法が提供される。
本発明においては、ナフタレンのイソプロピル化工程
で得られるイソプロピル化生成物中のイソプロピル基と
ナフタレン核との比率を、モル比で1.3〜1.8の範囲、好
ましくは1.4〜1.6の範囲に規定する。とともに、イソプ
ロピル化生成物中のポリイソプロピルナフタレンの割合
を30.4モル%以下に規定する。本発明者らの研究によれ
ば、イソプロピル化生成物をトランスアルキル化処理す
る場合、イソプロピル基を3個以上有するポリイソプロ
ピルナフタレン(以下、単にポリイソプロピルナフタレ
ンとも言う)が多量存在すると、イソプロピルナフタレ
ン以外のアルキルナフタレンやイソプロピルテトラリン
(以下、これらを単に副生物とも言う)が著しく副生し
てくることが見出された。従って、本発明では、トラン
スアルキル化工程へのポリイソプロピルナフタレンの供
給割合を少なくするために、イソプロピル化工程でのイ
ソプロピル化度を制限し、イソプロピル化生成物中のイ
ソプロピル基とナフタレン核とのモル比を前記範囲に規
定する。このような規定により、分離工程からポリイソ
プロピルナフタレンをトランスアルキル化工程へ循環し
ても副生物の生成が抑制される。また、前記のようにイ
ソプロピル化生成物中のポリイソプロピルナフタレンの
割合を30.4モル%以下に保持することにより、分離工程
で得られたポリイソプロピルナフタレン(高沸点留分)
の大部分をトランスアルキル化工程へ循環することが可
能になり、系外へ排出するポリイソプロピルナフタレン
の割合を抑制することができる。さらに、本発明では、
トランスアルキル化工程へ供給される全供給物中のイソ
プロピル基とナフタレン核とのモル比を、1.3〜2.0、好
ましくは1.6〜2.0の範囲に規定する。これにより、トラ
ンスアルキル化工程での副生物の生成を抑制することが
できる。分離工程で得られるジイソプロピルナフタレン
の沸点より低い沸点を有する低沸点留分をトランスアル
キル化工程へ循環することは、この副生物の生成を抑制
する面から有利である。
次に本発明を各工程について詳述する。
〔ナフタレンのイソプロピル化処理工程〕
この工程はナフタレンを触媒の存在下でプロピレンと
反応させてイソプロピル化生成物を得る工程である。イ
ソプロピル化の原料となるナフタレンは、石油系、石炭
系油等から製造されていかなる種類の物であってもよ
い。ただし、イソプロピル化触媒に対して触媒毒となる
様な成分、たとえば硫黄化合物、窒素化合物等を含む場
合は、従来よく知られている精製技術、水素化精製、活
性白土処理などの方法により、これらの化合物を除去す
ることが好ましい。イソプロピル化反応は、従来良く知
られている反応であり、従来公知の方法に従って液相又
は気相反応として実施される。触媒としては、シリカ・
アルミナ、結晶性アルミノシリケート、酸化ニッケル・
シリカ、酸化銀・シリカアルミナ、シリカ・マグネシ
ア、アルミナ・ボリア、固体リン酸等の固体酸触媒や、
塩化アルミニウム、沸化水素、リン酸等のフリーデルク
ラフト触媒が用いられる。このイソプロピル化反応にお
いては、ナフタレン環に付いたイソプロピル基は、前記
の如き触媒の存在下にトランスアルキル化反応により容
易に他のナフタレン環に転位する。従って、このイソプ
ロピル化反応は可逆反応とみなされ、ナフタレンとイソ
プロピルナフタレン類との間には平衡組成が存在する。
ジイソプロピルナフタレンの生成量は反応におけるナフ
タレンとプロピレンとの比、温度、触媒の種類と量など
に依存する。
フリーデルクラフト触媒を用いてイソプロピル化反応
を行う場合、反応は、常温〜150℃、好ましくは50〜100
℃の温度、常圧〜10気圧の圧力、対原料に対する触媒比
0.001〜0.3、好ましくは0.02〜0.2の条件で行われる。
固体酸触媒を用いる場合は、反応温度150〜500℃、圧力
0〜50kg/cm2G、接触時間0.02〜6.0hrの範囲であり、好
ましくは温度200〜350℃、圧力0〜35kg/cm2G、接触時
間0.4〜2.5hrの範囲である。温度が高い場合や接触時間
が長い場合は、分解反応が起こり副生成物が生じる。
又、温度が低い場合や、接触時間が短い場合は、ジイソ
プロピルナフタレンの収率が低下する。このイソプロピ
ル化反応工程では、未反応ナフタレン、モノイソプロピ
ルナフタレン、ジイソプロピルナフタレン、トリイソプ
ロピルナフタレン及びそれ以上のポリイソプロピルナフ
タレンを含むイソプロピル化生成物が得られる。
また、このイソプロピル化反応工程を実施する場合、
後続のトランスアルキル化反応生成物の蒸留分離工程で
得られたジイソプロピルナフタレンの沸点よりも低い沸
点を有する低沸点留分、即ち、ナフタレンとモノイソプ
ロピルナフタレンからなる低沸点留分の少なくとも一部
をこのイソプロピル化反応工程に循環することもでき
る。このような留分を循環してイソプロピル化反応を行
う場合には、その循環された低沸点留分を構成する未反
応ナフタレン及びモノイソプロピルナフタレンとプロピ
レンとの反応によるイソプロピル化反応が生起してジイ
ソプロピルナフタレンが生成される。
本発明では、このイソプロピル化処理工程で得られる
イソプロピル化生成物中のイソプロピル基とナフタレン
核とのモル比を、1.3〜1.8、好ましくは1.4〜1.6の範囲
に規定する。このモル比の調節は、反応時間やイソプロ
ピル処理工程へのプロピレンの導入速度等によって行う
ことができる。この規定により、イソプロピル化生成物
中のトリイソプロピルナフタレン以上のポリイソプロピ
ルナフタレンの割合が著しく抑制され、通常、その割合
は、30.4モル%以下である。前記モル比が1.8を超える
ようになると、該ポリイソプロピルナフタレンの割合が
著しく増加する。
〔トランスアルキル化処理工程〕
このトランスアルキル化処理工程は、前記で得られた
イソプロピル化生成物を、トランスアルキル化触媒と接
触させ、ナフタレン核に結合するイソプロピル基を他の
ナフタレン核に移動させる工程である。例えば、ナフタ
レン又はモノイソプロピルナフタレンとトリイソプロピ
ルナフタレンとの間の反応により、ジイソプロピルナフ
タレンが生成する。また、このトランスアルキル化処理
では、トランスアルキル化反応の他、ジイソプロピルナ
フタレンの異性化反応も起り、ジイソプロピルナフタレ
ン中の異性体の割合はほぼ平衡組成に保持される。
このトランスアルキル化処理工程において用いる触媒
及び反応条件は、前記イソプロピル化処理工程で示した
のと同様の触媒及び反応条件が用いられるが、その反応
条件は、一般には、イソプロピル化反応処理条件よりも
シビアにし、高められた反応温度が好ましく採用され
る。また触媒量もイソプロピル化反応処理工程における
よりも多い量にするのが好ましい。このトランスアルキ
ル化処理は、前記イソプロピル化処理と同一の反応器又
は別の反応器で行うことができる。反応時間は5〜300
分、好ましくは15〜120分である。
本発明では、トランスアルキル化処理工程には、後記
分離工程で分離されたイソプロピル基を3個以上有する
ポリイソプロピルナフタレン留分(高沸点留分)の少な
くとも一部を循環する。また、後記分離工程で得られた
ジイソプロピルナフタレンの沸点よりも低い沸点を有す
る低沸点留分の少なくも一部を循環してもよい。これら
の留分の循環により、ジイソプロピルナフタレンのプロ
セス収率を向上させることができる。本発明では、この
トランスアルキル化処理工程に供給される全供給物(循
環留分を含む)中のイソプロピル基とナフタレン核との
モル比は1.3〜2.0、好ましくは1.6〜2.0の範囲に規定す
る。これより多くなると、前記副生物の生成が著しくな
る。
また、副生物の生成を抑制する場合、トランスアルキ
ル処理工程に循環させるイソプロピル基を3個以上有す
るポリイソプロピルナフタレン留分(高沸点留分)をト
リイソプロピルナフタレンを主とする軽質分とそれ以外
の重質分とに分離し、その軽質分を循環させるのが有利
である。
〔トランスアルキル化処理生成物の分離工程〕
トランスアルキル化工程で得られた生成物は、蒸留処
理に付されて、ジイソプロピルナフタレン留分と、ジイ
ソプロピルナフタレンの沸点より低い沸点を有する低沸
点留分と、ジイソプロピルナフタレンの沸点より高い沸
点を有する高沸点留分とに分離される。低沸点留分は、
さらにナフタレン留分とモノイソプロピルナフタレン留
分とに分離することができる。
本発明においては、トリイソプロピルナフタレンを含
む高沸点留分の少なくとも一部は、トランスアルキル化
処理工程へ循環使用する。また、低沸点留分の少なくと
も一部は、イソプロピル化処理工程及び/又はトランス
アルキル化処理工程へ循環する。好ましくは、低沸点留
分のうち、ナフタレン留分をイソプロピル化工程及びモ
ノイソプロピルナフタレン留分をトランスアルキル化工
程へ循環する。
この分離工程からは、ジイソプロピルナフタレン留分
が分離回収される。このジイソプロピルナフタレン留分
は、ジイソプロピルナフタレンの1,6−異性体、1,7−異
性体、1,3−異性体、1,4−異性体、2,6−異性体、2,7−
異性体、1,5−異性体、2,3−異性体等からなる異性体混
合物を含むもので、1,3−異性体、1,6−異性体、1,7−
異性体、2,6−異性体及び2,7−異性体が主成分として含
まれる。このジイソプロピルナフタレン留分は、晶析分
離法や、クロマトグラフィー分離法、擬似移動床分離法
等により、さらに分離処理を施し、各異性体、特に2,6
−異性体を分離回収することができる。
〔効果〕
本発明によれば、ナフタレンとプロピレンとから、ポ
リイソプロピルナフタレンやイソプロピルナフタレン以
外のアルキルナフタレンおよびイソプロピルテトラリン
等の副生物の生成を抑制し、かつ系外へのポリイソプロ
ピルナフタレンの排出量(損失分)を抑制して、ジイソ
プロピルナフタレンを収率よく得ることができる。
〔実施例〕
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例1 ナフタレン1モルに対し、0.11モルの塩化アルミニウ
ム触媒の存在下、反応温度85℃、常圧下で、0.017モル
/分の流量で種々の時間プロピレンを吹込み、反応させ
た。
次に、得られたイソプロピル化生成物0.85モルに対し
トリイソプロピルナフタレン0.15モルを加えて原料混合
物とし、そのナフタレン核1モルに対し、0.11モルの塩
化アルミニウム触媒の存在下、反応温度85℃、常圧下
に、60分間保持し、トランスアルキル化処理を行った。
このようにして得られた反応結果を次表に示す。
なお、表中に示した符号は次のことを意味する。
NP………ナフタレン MIPNP…モノイソプロピルナフタレン DIPNP…ジイソプロピルナフタレン PIPNP…イソプロピル基が3個以上のポリイソプロピル
ナフタレン IPENP…イソプロピル基以外のアルキル基を有するアル
キルナフタレン IPTL…‥イソプロピルテトラリン IP/NP…生成物中のイソプロピル基とナフタレン核のモ
ル比 表−1に示した結果からわかるように、イソプロピル
化工程においては、イソプロピル化度(IP/NP)の増加
とともに、ナフタレン基準のジイソプロピルナフタレン
(DIPNP)の生成率は増大する。しかし、この場合、ポ
リイソプロピルナフタレンの副生率も増大し、イソプロ
ピル化度が2.0以上になると37.3%以上にも達する。
一方、トランスアルキル化工程においては、トランス
アルキル化工程へ供給される全供給物中のイソプロピル
基とナフタレン核とのモル比(IP/NP)(これはトラン
スアルキル化生成物中のイソプロピル基とナフタレン核
とのモル比と同じ)が1.3〜2.0の範囲において、トラン
スアルキル化物中のジイソプロピルナフタレンの割合
は、そのIP/NPモル比の増加とともに増大するが、そのI
P/NPモル比が2.0を超えると逆に減少し、そして、この
場合にはポリイソプロピルナフタレンの割合が大幅に増
加し、さらに好ましくない副生物(IPENP及びIPTL)の
割合も増加する。
また、イソプロピル化度が1.8を超えるようになる
と、分離工程で分離されたポリイソプロピルナフタレン
中のトランスアルキル化工程へ循環し得る割合が大幅に
低下し、系外へ損失分として排出する割合が著しく増加
するようになる。例えば、実験No.5のIP/NPモル比が2.0
のイソプロピル化物を、副生物抑制の点からIP/NPモル
比を2.0以下に制限したトランスアルキル化工程でトラ
ンスアルキル化しようとすると、分離工程で分離された
ポリイソプロピルナフタレンはその全量を系外へ排出す
る必要が生じ、プロセス効率は大幅に低下する。さら
に、分離されたポリイソプロピルナフタレンをトランス
アルキル化工程へ循環すると、実験No.5のように、副生
物が大幅に増加し、しかも、この場合にも、その分離さ
れたポリイソプロピルナフタレンの大部分を系外へ排出
する必要が生じ、プロセス効率は大幅に低下する。
以上の説明からわかるように、イソプロピル化工程に
おけるイソプロピル化度とイソプロピル化生成物中のポ
リイソプロピルナフタレンの割合及びトランスアルキル
化工程に供給される全供給物中のIP/NPモル比を制限す
ることにより、好ましくない副生物及びポリイソプロピ
ルナフタレンの生成割合を抑制し、かつ分離されたポリ
イソプロピルナフタレンのうちの系外への排出割合を抑
制して、ジイソプロピルナフタレンをプロセス効率よく
製造することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 浅岡 佐知夫 神奈川県横浜市港南区港南台1―23―1 (72)発明者 田島 浩人 神奈川県鎌倉市植木19―2―B―901 (72)発明者 橘 躍動 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−226931(JP,A) 特公 昭50−11379(JP,B1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ナフタレンをプロピレンによりイソプロピ
    ル化処理するイソプロピル化工程と、イソプロピル化生
    成物をトランスアルキル化処理するトランスアルキル化
    工程と、トランスアルキル化生成物をジイソプロピルナ
    フタレン留分とジイソプロピルナフタレンの沸点より低
    い沸点を有する低沸点留分とジイソプロピルナフタレン
    の沸点より高い沸点を有する高沸点留分とに分離する工
    程とからなり、該イソプロピル化生成物中のイソプロピ
    ル基とナフタレン核とのモル比を1.3〜1.8の範囲に保持
    し、かつ該イソプロピル化生成物中のイソプロピル基を
    3個以上有するポリイソプロピルナフタレンの含有量を
    30.4モル%以下に保持するとともに、該分離工程で分離
    されたジイソプロピルナフタレンの沸点より高い沸点を
    有する高沸点留分の少なくとも一部を該トランスアルキ
    ル化工程へ循環し、該分離工程で分離されたジイソプロ
    ピルナフタレンの沸点よりも低い沸点を有する低沸点留
    分の少なくとも一部を該イソプロピル化工程及び/又は
    該トランスアルキル化工程へ循環し、かつトランスアル
    キル化工程へ供給される全供給物中のイソプロピル基と
    ナフタレン核とのモル比を1.3〜2.0の範囲に保持するこ
    とを特徴とするジイソプロピルナフタレンの製造方法。
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