JP3009249B2 - Method for producing mono- and / or dialkylnaphthalene - Google Patents

Method for producing mono- and / or dialkylnaphthalene

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JP3009249B2
JP3009249B2 JP3163537A JP16353791A JP3009249B2 JP 3009249 B2 JP3009249 B2 JP 3009249B2 JP 3163537 A JP3163537 A JP 3163537A JP 16353791 A JP16353791 A JP 16353791A JP 3009249 B2 JP3009249 B2 JP 3009249B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ナフタレンまたは/お
よびモノアルキルナフタレンとアルキル化剤とを、触媒
としてのゼオライトと接触させて、モノまたは/および
ジアルキルナフタレンを製造する方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for producing mono- and / or dialkylnaphthalene by contacting naphthalene and / or monoalkylnaphthalene with an alkylating agent with zeolite as a catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

〈ゼオライト〉ゼオライトには、結晶性アルミノシリケ
ートの一種であるフォージャサイト型ゼオライト、結晶
性シリケートの一種であるZSM−5をはじめ、多種多
様のものがある。
<Zeolite> There are a wide variety of zeolites, including faujasite-type zeolites, a kind of crystalline aluminosilicate, and ZSM-5, a kind of crystalline silicate.

【0003】〈フォージャサイト型ゼオライト〉結晶性
アルミノシリケートの一種であるフォージャサイト型ゼ
オライトは、三次元細孔構造を持ちかつ芳香族化合物分
子がちょうど取り抜けることのできる細孔を有すること
から、ナフタレン、モノアルキルナフタレン等の芳香族
炭化水素のアルキル化触媒として利用できることが知ら
れている。(たとえば、特開昭63−14739号公
報、特開昭63−230645号公報、特開平1−24
5855号公報、特開平1−246230号公報参照)
<Faujasite-type zeolite> Faujasite-type zeolite, which is a kind of crystalline aluminosilicate, has a three-dimensional pore structure and has pores through which aromatic compound molecules can be easily removed. It is known that it can be used as an alkylation catalyst for aromatic hydrocarbons such as naphthalene and monoalkylnaphthalene. (For example, JP-A-63-14739, JP-A-63-230645, and JP-A-1-24
No. 5855, JP-A-1-246230)

【0004】特開昭63−14738号公報には、フォ
ージャサイト型ゼオライトとして脱アルミナ処理したも
のを用い、ナフタレンやモノアルキルナフタレンのアル
キル化を行うことが示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-14738 discloses that naphthalene or monoalkylnaphthalene is alkylated using a faujasite-type zeolite that has been subjected to a dealumination treatment.

【0005】フォージャサイト型ゼオライト(殊にY型
ゼオライト)を金属で修飾する方法についても、いくつ
かの検討が行われている。
Some studies have been made on a method of modifying a faujasite-type zeolite (particularly, a Y-type zeolite) with a metal.

【0006】たとえば、特開昭63−8344号公報に
は、HY型、脱アルミニウム処理HY型、アルカリ金属
Y型、アルカリ土類金属Y型、希土類金属Y型または8
族金属Y型のY型ゼオライトを用いて、モノアルキルナ
フタリンと低級アルコールとからジアルキルナフタリン
を製造する方法が示されている。この公報の2頁下段左
欄の説明によれば、HY型または脱アルミニウム処理H
Y型はY型ゼオライトを酸処理することにより調製さ
れ、アルカリ土類金属Y型、希土類金属Y型または8族
金属Y型は、これらの金属のイオンとイオン交換するか
含浸することにより調製されるとしてあり、その実施例
3では希土類金属交換Y型ゼオライト、実施例4ではH
Y型ゼオライトに硝酸ニッケルを真空含浸したのち、乾
燥、焼成したゼオライト、比較例4〜5では希土類金属
交換X型ゼオライトをそれぞれ使用している。
For example, JP-A-63-8344 discloses HY type, dealuminated HY type, alkali metal Y type, alkaline earth metal Y type, rare earth metal Y type or 8 type.
A method for producing a dialkylnaphthalene from a monoalkylnaphthalene and a lower alcohol by using a group Y metal Y-type zeolite is disclosed. According to the description in the lower left column of page 2 of this publication, HY type or dealuminated H
Type Y is prepared by acid treatment of type Y zeolite, and alkaline earth metal Y, rare earth metal Y or group VIII metal Y is prepared by ion exchange or impregnation with ions of these metals. In Example 3, the rare earth metal-exchanged Y-type zeolite was used. In Example 4, H-type zeolite was used.
The Y-type zeolite is vacuum impregnated with nickel nitrate and then dried and calcined. In Comparative Examples 4 and 5, rare-earth metal exchanged X-type zeolite is used.

【0007】シンポジウム「触媒研究、産学の接点を探
る」予稿集の18〜19頁には、フォージャサイト型ゼ
オライトに属するY型ゼオライトのNa をLa 、Ce 、
Nd等の希土類金属あるいはアルカリ土類金属でイオン
交換することによって細孔径を調節したものを、ナフタ
レンのアルキル化反応に利用することが示されている。
[0007] Proceedings of the symposium "Catalyst research, exploring contact points between industry and academia", pages 18 to 19, show that Na of Y type zeolite belonging to faujasite type zeolite is La, Ce,
It is disclosed that a material whose pore size has been adjusted by ion exchange with a rare earth metal such as Nd or an alkaline earth metal is used for the alkylation reaction of naphthalene.

【0008】また、「CHEMISTRY LETTERS, 1986 」の1
213頁には、(a)HY型ゼオライトを硝酸鉄(III)
水溶液で処理することにより脱アルミニウムを行いなが
らFe を担持させた鉄ゼオライト、(b)硝酸鉄(II)水
溶液で処理することによりイオン交換サイトに鉄を担持
させた鉄イオン交換ゼオライト、(c)水酸化鉄をゼオ
ライト上に沈着させた沈着鉄ゼオライトをそれぞれ用い
て、トルエンの不均化反応における触媒活性を検討した
結果が示されており、特に硫化水素および水素混合ガス
気流中において、(a) の鉄ゼオライトのトルエンに対す
る不均化活性が飛躍的に向上することが述べられてい
る。
[0008] Also, one of "CHEMISTRY LETTERS, 1986"
On page 213, (a) HY-type zeolite is converted to iron (III) nitrate.
Iron zeolite loaded with Fe while dealuminizing by treating with an aqueous solution; (b) iron ion-exchanged zeolite loaded with iron at an ion exchange site by treating with an aqueous iron (II) nitrate solution; The results of examining the catalytic activity in the disproportionation reaction of toluene using each of the iron zeolites obtained by depositing iron hydroxide on the zeolite are shown.In particular, in a mixed gas stream of hydrogen sulfide and hydrogen, (a ) Significantly improves the disproportionation activity of iron zeolite with respect to toluene.

【0009】上述のフォージャサイト型ゼオライトに属
するX型ゼオライトは、典型的には Na2O/Al2O3/2.5SiO2/6H2O の組成を有し(Si/Al 原子比は1.25)、その合成時のSi
O2/Al2O3モル比は3〜5、結晶化反応温度は100℃前
後である。
The X-type zeolite belonging to the faujasite-type zeolite typically has a composition of Na 2 O / Al 2 O 3 /2.5SiO 2 / 6H 2 O (Si / Al atomic ratio is 1.25 ), Si at the time of its synthesis
The O 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 3-5, and the crystallization reaction temperature is around 100 ° C.

【0010】また、同じくフォージャサイト型ゼオライ
トに属するY型ゼオライトは、典型的には Na2O/Al2O3/4.8SiO2/8H2O の組成を有し(Si/Al 原子比は 2.4)、その合成時のSi
O2/Al2O3モル比は8〜20、結晶化反応温度は100℃
前後である。
The Y-type zeolite, which also belongs to the faujasite-type zeolite, typically has a composition of Na 2 O / Al 2 O 3 /4.8SiO 2 / 8H 2 O (Si / Al atomic ratio: 2.4), Si at the time of its synthesis
O 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 8 to 20, the crystallization reaction temperature is 100 ° C.
Before and after.

【0011】特開昭61−21911号公報の従来法の
説明の個所にも、一般にフォージャサイト型ゼオライト
は酸化物モル組成で、 (0.9±0.2)M2O/Al2O3/xSiO2/wH2O (Mはここではアルカリ金属陽イオン、xは 2.5〜6、
wは6〜9)で表わされることが示されている。
In the description of the conventional method in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-21911, faujasite-type zeolites generally have an oxide molar composition of (0.9 ± 0.2) M 2 O / Al 2 O 3 / xSiO 2. / wH 2 O (M is an alkali metal cation here, x is 2.5-6,
It is shown that w is represented by 6-9).

【0012】なおこの特開昭61−21911号公報の
発明は、シリカ源、アルミナ源およびアルカリ源よりな
る原料混合物を加熱・結晶化してフォージャサイト型ゼ
オライトを製造するに際し、予めケイ酸アルカリ水溶
液、アルミン酸アルカリ水溶液および水酸化アルカリ水
溶液を混合し熟成して得られる透明な液相物質を、該原
料混合物中に存在させるようにしたものである。
The invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-21911 discloses a method in which a raw material mixture comprising a silica source, an alumina source and an alkali source is heated and crystallized to produce a faujasite-type zeolite. , An aqueous solution of an alkali aluminate and an aqueous solution of an alkali hydroxide are mixed and aged, and a transparent liquid phase substance is obtained in the raw material mixture.

【0013】〈ZSM−5〉一方、結晶性シリケートの
一種であるZSM−5は、典型的には (0-20)M2O/(0-20)Al2O3/100SiO2 の組成を有し(Si/Al 原子比は15以上)、その合成時
のSiO2/Al2O3モル比はたとえば180、結晶化反応温度
は150℃前後である。
<ZSM-5> On the other hand, ZSM-5, which is a kind of crystalline silicate, typically has a composition of (0-20) M 2 O / (0-20) Al 2 O 3 / 100SiO 2 . (Si / Al atomic ratio is 15 or more), the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio at the time of its synthesis is, for example, 180, and the crystallization reaction temperature is around 150 ° C.

【0014】特開昭57−196719号公報には、シ
リカ源、遷移金属および/またはアルミナ源、アルカリ
源、水およびジグリコールアミンを含有する反応混合物
をつくり、この混合物を結晶性シリケートが生成するに
至る時間および温度で加熱することからなる結晶性シリ
ケートの製造方法について開示があり、遷移金属につい
てはFe 、Ni 、Co 、Rh 、Ru 、Pd 、La 、Ce
、Ti 、V、Cr 、Nb 、Ta が用いられるとしてい
る。ジグリコールアミンの使用は、遷移金属の種類に関
係なく結晶度を高くし、触媒活性を向上させるためであ
る。なお実施例1には、水ガラスよりなるA液に、水と
塩酸の混合物中に塩化第二鉄と硫酸アルミニウムを溶解
したB液を添加し、さらにジグリコールアミンを添加し
て反応混合物を作り、この混合物を撹拌下に反応させ
て、有機化合物および結晶水を除いた組成が 0.6Na2O/0.45Fe2O3/0.55Al2O3/77SiO2 である結晶性シリケートを製造した例が示されている。
JP-A-57-196719 discloses a reaction mixture containing a silica source, a transition metal and / or alumina source, an alkali source, water and diglycolamine, and the mixture is used to form a crystalline silicate. There is disclosed a method for producing a crystalline silicate comprising heating at a time and a temperature until the transition metal is reached. For transition metals, Fe, Ni, Co, Rh, Ru, Pd, La, and Ce are disclosed.
, Ti, V, Cr, Nb, and Ta are used. The use of diglycolamine is for increasing the degree of crystallinity and improving the catalytic activity regardless of the type of the transition metal. In Example 1, a solution B composed of a mixture of water and hydrochloric acid in which ferric chloride and aluminum sulfate were dissolved was added to a solution A composed of water glass, and diglycolamine was further added to form a reaction mixture. This mixture was reacted with stirring to produce a crystalline silicate having a composition of 0.6Na 2 O / 0.45Fe 2 O 3 /0.55Al 2 O 3 / 77SiO 2 excluding organic compounds and water of crystallization. It is shown.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上にも述べたように、
フォージャサイト型ゼオライトはナフタレン、モノアル
キルナフタレン等の芳香族炭化水素のアルキル化触媒と
して知られているが、結晶内にラージゲージを有してい
るため目的物の選択性は余り高くはない上、そのゲージ
内でコークの析出あるいは分子径の大きな分子の吸着が
起こり、反応活性の劣化を起こしやすい。
As described above, as described above,
Faujasite-type zeolites are known as catalysts for the alkylation of aromatic hydrocarbons such as naphthalene and monoalkylnaphthalene, but the selectivity of the target product is not so high because of the large gauge in the crystal. In this gauge, coke is precipitated or molecules having a large molecular diameter are adsorbed in the gauge, and the reaction activity is apt to deteriorate.

【0016】Y型ゼオライトを事後的に金属で修飾する
方法は、上述のラージゲージを縮小して選択性を向上さ
せようとするものであるが、上述の特開昭63−834
4号公報やシンポジウム「触媒研究、産学の接点を探
る」予稿集に記載の方法、つまアルカリ土類金属または
希土類金属を用いてY型またはX型ゼオライトをイオン
交換したり、HY型ゼオライトに硝酸ニッケルを真空含
浸する方法は、選択率の向上に限度があり、工業化には
なお改良を行う余地がある。加えてアルカリ土類金属で
イオン交換するときには、イオン交換により導入した金
属が触媒の再生時にBa CO3 等に変換するため、再使
用が不可能になるという問題点がある。
The method of subsequently modifying the Y-type zeolite with a metal is to reduce the above-mentioned large gauge and improve the selectivity.
No. 4 and the symposium "Searching for Contact between Catalyst Research and Industry-Academia", a method described in the proceedings, that is, ion exchange of Y-type or X-type zeolite using alkaline earth metal or rare earth metal, or nitric acid conversion to HY-type zeolite The method of vacuum impregnation of nickel has a limitation in improving selectivity, and there is still room for improvement in industrialization. In addition, when the ion exchange is performed with an alkaline earth metal, the metal introduced by the ion exchange is converted into BaCO3 or the like when the catalyst is regenerated, so that there is a problem that it cannot be reused.

【0017】また、「CHEMISTRY LETTERS, 1986 」に記
載の(a), (b), (c) の方法は、分子量の小さいトルエン
の不均化反応にかかるものであることから他の有機化合
物に対してどのような作用を有するかが判断できない
上、硫化水素/水素混合ガス中ではトルエンの不均化反
応の転化率が大きいものの水素気流下での転化率が小さ
いことから、水素ガス気流下あるいは水素を用いないと
きに他の有機化合物に対して好ましい転化率、選択率を
示すかどうかはわからない。
Further, the methods (a), (b) and (c) described in "CHEMISTRY LETTERS, 1986" involve the disproportionation reaction of toluene having a small molecular weight, so that the method can be applied to other organic compounds. On the other hand, it is not possible to determine what effect it has, and in a hydrogen sulfide / hydrogen mixed gas, the conversion rate of the disproportionation reaction of toluene is large, but the conversion rate under a hydrogen gas stream is small. Alternatively, it is not known whether the compound exhibits favorable conversion and selectivity to other organic compounds when hydrogen is not used.

【0018】特開昭57−196719号公報には、予
め反応混合物中に遷移金属を配合して反応させる方法が
示されているが、これは結晶性「シリケート」であるZ
SM−5に関するものであり、結晶性「アルミノシリケ
ート」であるフォージャサイト型ゼオライトを得ること
を目的とする本発明とは直接の関係がない。また結晶性
シリケートを用いたときは、たとえ遷移金属を導入して
も、ナフタレン、モノアルキルナフタレン等の芳香族炭
化水素のアルキル化反応における選択性が小さい。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-196719 discloses a method in which a transition metal is previously mixed in a reaction mixture to cause a reaction.
The present invention relates to SM-5 and has no direct relation to the present invention for obtaining a faujasite-type zeolite that is crystalline "aluminosilicate". Further, when a crystalline silicate is used, even if a transition metal is introduced, selectivity in the alkylation reaction of an aromatic hydrocarbon such as naphthalene or monoalkylnaphthalene is small.

【0019】本発明は、このような背景下において、特
定の金属含有フォージャサイト型ゼオライトを用いるこ
とにより、ナフタレンまたは/およびモノアルキルナフ
タレンとアルキル化剤とから工業的に有利にモノまたは
/およびジアルキルナフタレンを製造する方法を提供す
ることを目的とするものである。
Under such a background, the present invention provides industrially advantageous mono- and / or mono- and / or mono-alkyl naphthalenes and alkylating agents by using a specific metal-containing faujasite-type zeolite. It is an object of the present invention to provide a method for producing dialkylnaphthalene.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明のモノまたは/お
よびジアルキルナフタレンの製造方法は、ナフタレンま
たは/およびモノアルキルナフタレンとアルキル化剤と
を触媒としてのゼオライトと接触させてモノまたは/お
よびジアルキルナフタレンを製造するにあたり、上記ゼ
オライトとして、鉄族またはチタン族の金属(A) および
白金族金属(B)の双方を含有する金属含有フォージャサ
イト型ゼオライトを用いることを特徴とするものであ
る。
The process for producing mono- and / or dialkylnaphthalenes according to the present invention comprises contacting naphthalene or / and / or monoalkylnaphthalene with an alkylating agent with zeolite as a catalyst to produce mono- and / or dialkylnaphthalene. In the production of, a metal-containing faujasite-type zeolite containing both an iron group metal or a titanium group metal (A) and a platinum group metal (B) is used as the zeolite.

【0021】以下本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0022】原料 本発明においては、出発原料としてナフタレンまたは/
およびモノアルキルナフタレンを用いる。このうちモノ
アルキルナフタレンとしては、メチルナフタレン、エチ
ルナフタレン、プロピルナフタレン、ブチルナフタレン
などの炭素数1〜4の直鎖または分岐アルキル基を有す
る低級モノアルキルナフタレンがあげられ、特にモノメ
チルナフタレンが重要である。
Raw Materials In the present invention, naphthalene or / and / or
And monoalkylnaphthalene. Among them, examples of the monoalkylnaphthalene include lower monoalkylnaphthalenes having a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as methylnaphthalene, ethylnaphthalene, propylnaphthalene, and butylnaphthalene, and monomethylnaphthalene is particularly important. .

【0023】アルキル化剤としては、メタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノールなどの炭素数1〜4
の低級アルコール、エチレン、プロピレン、ブチレンな
どの炭素数1〜4の低級オレフィンが用いられ、両者を
比較すると低級アルコールの方が実際的である。
Examples of the alkylating agent include those having 1 to 4 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol and butanol.
And lower olefins having 1 to 4 carbon atoms such as ethylene, propylene and butylene. The lower alcohol is more practical when both are compared.

【0024】触媒 そして本発明においては、ナフタレンまたは/およびモ
ノアルキルナフタレンとアルキル化剤とを反応させる触
媒として、鉄族またはチタン族の金属(A) および白金族
金属(B) の双方を含有する金属含有フォージャサイト型
ゼオライトを用いる。鉄族金属の例はFe 、Co 、N
i、チタン族金属の例はZr 、白金族金属の例はPt 、
Pd 、Ru 、Rh である。これらの中では、鉄族または
チタン族の金属(A) がFe、白金族金属(B) がPt であ
る場合が特に重要である。
[0024] In the catalyst and the invention, as a catalyst for reacting the naphthalene and / or monoalkyl naphthalene with an alkylating agent, containing both iron group or titanium group of metals (A) and a platinum group metal (B) A metal-containing faujasite-type zeolite is used. Examples of iron group metals are Fe, Co, N
i, examples of titanium group metals are Zr, examples of platinum group metals are Pt,
Pd, Ru, and Rh. Of these, it is particularly important that the iron or titanium group metal (A) is Fe and the platinum group metal (B) is Pt.

【0025】鉄族またはチタン族の金属(A) および白金
族金属(B)の双方を含有する金属含有フォージャサイト
型ゼオライトにあっては、鉄族またはチタン族の金属
(A) はゼオライトの結晶骨格を構成するAl の一部を置
換する形で含有されていることが望ましく、白金族金属
(B) はゼオライトのイオン交換サイトにイオン交換によ
り導入されていることが望ましい。このような金属含有
フォージャサイト型ゼオライトは、たとえば次に述べる
方法により製造される。
In the metal-containing faujasite-type zeolite containing both the iron group or titanium group metal (A) and the platinum group metal (B), the iron group or titanium group metal
(A) is desirably contained in such a manner that part of Al constituting the crystal skeleton of zeolite is substituted.
(B) is desirably introduced into the ion exchange site of zeolite by ion exchange. Such a metal-containing faujasite-type zeolite is produced, for example, by the method described below.

【0026】その一つは、別途製造したフォージャサイ
ト型ゼオライトあるいは市販のフォージャサイト型ゼオ
ライトの結晶骨格を構成するAl の一部を事後的に鉄族
またはチタン族の金属(A) で置換し、該置換操作と同時
にあるいは該置換操作後の適当な段階で、さらにゼオラ
イトのイオン交換サイトに白金族金属(B) をイオン交換
により導入する方法である。
One of them is that a part of Al constituting the crystal skeleton of a separately prepared faujasite-type zeolite or a commercially available faujasite-type zeolite is subsequently replaced with an iron group or titanium group metal (A). At the same time as the substitution operation or at an appropriate stage after the substitution operation, a platinum group metal (B) is further introduced into the ion exchange site of the zeolite by ion exchange.

【0027】この方法においては、フォージャサイト型
ゼオライトを鉄族またはチタン族の金属(A) の化合物
(たとえば硝酸塩、硫酸塩、塩化物等の水溶性塩)の水
溶液に懸濁させて加熱下に撹拌し、ついで遠心分離など
の手段により固液分離し、さらに充分に水洗を行ってか
ら、乾燥、焼成を行う。これにより、結晶骨格を構成す
るAl の一部が鉄族またはチタン族の金属(A) で置換さ
れる。ゼオライトを金属(A) の化合物の水溶液に懸濁さ
せるに際し該水溶液に白金族金属(B) の水溶性化合物
(たとえばアミン錯塩)を共存させておくと、白金族金
属(B) によるイオン交換も同時に達成できる。白金族金
属(B) によるイオン交換は、結晶骨格を構成するAl の
一部を鉄族またはチタン族の金属(A) で置換する工程の
任意の段階で行うこともでき、置換後さらに乾燥、焼成
を行ってから実施することもできる。
In this method, the faujasite-type zeolite is suspended in an aqueous solution of a compound of the metal (A) of the iron group or the titanium group (for example, a water-soluble salt such as nitrate, sulfate or chloride) and heated. After that, the mixture is separated into solid and liquid by means such as centrifugation, and then sufficiently washed with water, and then dried and fired. As a result, part of Al constituting the crystal skeleton is replaced with the iron group or titanium group metal (A). When the zeolite is suspended in an aqueous solution of the metal (A) compound, a water-soluble compound of the platinum group metal (B) (for example, an amine complex salt) is allowed to coexist with the aqueous solution. Can be achieved simultaneously. The ion exchange with the platinum group metal (B) can be performed at any stage of the step of substituting a part of Al constituting the crystal skeleton with the iron group or titanium group metal (A). It can also be carried out after firing.

【0028】他の一つは、ゼオライト製造工程の当初に
鉄族またはチタン族の金属(A) の化合物を配合すること
により結晶骨格を構成するAl の一部が鉄族またはチタ
ン族の金属(A) で置換されたフォージャサイト型ゼオラ
イトを得、ついで該ゼオライトのイオン交換サイトに白
金族金属(B)をイオン交換により導入する方法である。
Another one is that a compound of an iron group or titanium group metal (A) is blended at the beginning of the zeolite production process so that a part of Al constituting a crystal skeleton is an iron group or titanium group metal (A). This is a method in which a faujasite-type zeolite substituted with A) is obtained, and then a platinum group metal (B) is introduced into the ion-exchange site of the zeolite by ion exchange.

【0029】この方法にあっては、まず、シリカ源、ア
ルミナ源およびアルカリ源と共に、鉄族またはチタン族
の金属(A) の化合物(たとえば硝酸塩、硫酸塩、塩化物
等の水溶性塩)を配合した混合物を調製する。シリカ源
としては、ゼオライト合成に使用されるもの、たとえ
ば、シリカ粉末、コロイド状シリカ、水ガラス、ケイ
砂、含水固体ケイ酸などが用いられる。アルミナ源とし
ては、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、アル
ミン酸カリウム、塩化アルミニウム、活性アルミナなど
が用いられる。アルカリ源としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム
などが用いられるが、シリカ源やアルミナ源としてアル
カリ金属塩を用いるときは、そのアルカリ金属をアルカ
リ源として利用することもできる。
In this method, first, a compound of a metal (A) of the iron group or titanium group (for example, a water-soluble salt such as a nitrate, a sulfate or a chloride) is used together with a silica source, an alumina source and an alkali source. A blended mixture is prepared. As the silica source, those used for zeolite synthesis, for example, silica powder, colloidal silica, water glass, silica sand, hydrated solid silicic acid, and the like are used. As the alumina source, aluminum sulfate, sodium aluminate, potassium aluminate, aluminum chloride, activated alumina and the like are used. As the alkali source, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium carbonate, and the like are used.When an alkali metal salt is used as a silica source or an alumina source, the alkali metal may be used as the alkali source. it can.

【0030】混合物の組成は、モル比で、 SiO2/Al2O3 = 9-15 M'2O/Al2O3 = 1.5-5 H2O/M'2O = 30-55 MmOn/SiO2 = 0.001-0.15 (ただし、M' はアルカリ金属、Mは鉄族またはチタン
族の金属、Mmn は金属Mの酸化物型であってmおよ
びnは正の整数)に設定することが好ましく、組成がこ
の範囲からはずれるときは目的とする金属含有フォージ
ャサイト型ゼオライトが得られない。
The composition of the mixture is SiO 2 / Al 2 O 3 = 9-15 M ′ 2 O / Al 2 O 3 = 1.5-5 H 2 O / M ′ 2 O = 30-55 M m O n / SiO 2 = 0.001-0.15 (However, M 'is an alkali metal, M is iron group or titanium group of metals, M m O n is m and n an oxide of a metal M a positive integer) When the composition is out of this range, the desired metal-containing faujasite-type zeolite cannot be obtained.

【0031】混合物の調製に際しては、シリカ源および
アルカリ源の混合水溶液中に撹拌下にアルミナ源および
鉄族またはチタン族の金属(A) の化合物の水溶液を混合
する方法、シリカ源の水溶液中に撹拌下にアルミナ源、
アルカリ源および鉄族またはチタン族の金属(A) の化合
物の水溶液の混合水溶液を混合する方法などが好適に採
用される。
In preparing the mixture, a method of mixing an aqueous solution of an alumina source and a compound of a metal (A) of an iron group or titanium group with stirring in an aqueous solution of a mixture of a silica source and an alkali source; Alumina source under stirring,
A method of mixing an aqueous solution of an alkali source and an aqueous solution of a compound of the iron group or titanium group metal (A) is preferably employed.

【0032】上記混合物をフォージャサイト型ゼオライ
トが生成する条件下に加熱、結晶化することにより、目
的とするフォージャサイト型ゼオライトが得られる。
By heating and crystallizing the above mixture under conditions that produce faujasite-type zeolite, the desired faujasite-type zeolite is obtained.

【0033】この場合、まず主原料混合物を加温反応さ
せてスラリー状物質とした後、遠心分離および水洗を行
ってゲル状物質を得、このゲル状物質を摩砕して微細ゲ
ル状物質としてから、水を加えてスラリーとなし、この
スラリーに別途準備した結晶化促進剤を混合して結晶化
に供するようにすることも好ましい。ここで結晶化促進
剤としては、上述のシリカ源、アルミナ源およびアルカ
リ源よりなる混合水溶液を熟成したものが特に好まし
く、そのほか、微粉末固体シリカ、微粉末ゼオライトな
どを用いることもできる。なお結晶化促進剤を用いると
きは、それが最終ゼオライト中に組み込まれることを加
味して主原料混合物組成を定めるべきである。
In this case, first, the main raw material mixture is heated and reacted to form a slurry-like substance, and then centrifuged and washed with water to obtain a gel-like substance. This gel-like substance is ground to form a fine gel-like substance. Therefore, it is also preferable to form a slurry by adding water, and mix the slurry with a separately prepared crystallization accelerator to provide crystallization. Here, as the crystallization accelerator, those obtained by aging the mixed aqueous solution comprising the above-mentioned silica source, alumina source and alkali source are particularly preferable. In addition, fine powder solid silica, fine powder zeolite and the like can also be used. When a crystallization accelerator is used, the composition of the main raw material mixture should be determined in consideration of its incorporation into the final zeolite.

【0034】混合物調製時の温度は30〜80℃程度と
することが好ましい。結晶化促進剤がシリカ源、アルミ
ナ源およびアルカリ源よりなる混合水溶液であるとき
は、その結晶化製剤の温度も30〜80℃程度であるこ
とが望ましい。
The temperature at the time of preparing the mixture is preferably about 30 to 80 ° C. When the crystallization accelerator is a mixed aqueous solution comprising a silica source, an alumina source and an alkali source, the temperature of the crystallization preparation is also preferably about 30 to 80 ° C.

【0035】結晶化反応温度は70〜110℃程度、殊
に90〜100℃程度とすることが望ましく、温度が余
りに高いと結晶化反応がはやすぎて鉄族またはチタン族
金属(A) が所期の骨格位置に入らないことがあり、一方
温度が余りに低いと結晶化が円滑に進行しない。また、
結晶化反応時間は8〜48時間程度が適当であり、反応
時間が短かすぎると結晶化が不充分となり、反応時間が
長すぎると、一度骨格に入った金属(A) が追い出された
りすることがある上、生産性の点で不利となる。
The crystallization reaction temperature is desirably about 70 to 110 ° C., particularly preferably about 90 to 100 ° C. If the temperature is too high, the crystallization reaction is too fast, so that the iron group or titanium group metal (A) is reduced. In some cases, the desired skeleton position may not be reached, whereas when the temperature is too low, crystallization does not proceed smoothly. Also,
The crystallization reaction time is suitably about 8 to 48 hours. If the reaction time is too short, the crystallization becomes insufficient, and if the reaction time is too long, the metal (A) once entering the skeleton is expelled. In some cases, it is disadvantageous in terms of productivity.

【0036】結晶生成後は固液分離を行い、充分に水洗
してから乾燥させる。これにより目的とする結晶物が得
られる。
After the crystals are formed, solid-liquid separation is performed, and the resultant is sufficiently washed with water and then dried. As a result, a target crystal is obtained.

【0037】得られた結晶物に対しては、空気雰囲気下
に300〜700℃、殊に350〜600℃程度の温度
条件にて20分〜5時間程度焼成を行う。これにより、
酸化物組成が (0.1-0.15)Al2O3/(0.6-0.8)SiO2/(0.1-0.2)M'2O/(0.001-0.1)MmOn (ただし、M' はアルカリ金属、Mは鉄族またはチタン
族の金属、Mmn は金属Mの酸化物型であってmおよ
びnは正の整数、かっこ内の数値はモル組成)である金
属含有フォージャサイト型ゼオライトが得られる。
The obtained crystal is fired in an air atmosphere at a temperature of about 300 to 700 ° C., particularly about 350 to 600 ° C., for about 20 minutes to 5 hours. This allows
Oxide composition (0.1-0.15) Al 2 O 3 /(0.6-0.8)SiO 2 /(0.1-0.2)M '2 O / (0.001-0.1) M m O n ( however, M' is an alkali metal, M is iron group or titanium group of metals, M m O n m and n an oxide of the metal M is a positive integer, the metal-containing faujasite zeolite numbers in parenthesis are molar composition) is can get.

【0038】そして通常は、その焼成物に対し酸処理を
行って水素型にするか、NH4 型にした後、空気中で焼
成して水素型にするか、焼成物に対してイオン交換を行
ってNH4 型に変換した後、さらに水蒸気雰囲気下に5
00〜900℃程度の温度で10分〜3時間程度水蒸気
雰囲気下で焼成することにより水素型とする。水蒸気雰
囲気下に焼成することは、若干の脱Al が生じて結晶が
わずかに変形し、ナフタレンまたは/およびモノアルキ
ルナフタレンのアルキル化の点で好ましいものとなる。
Usually, the calcined product is subjected to an acid treatment to obtain a hydrogen type or an NH 4 type and then calcined in air to obtain a hydrogen type, or ion exchange is performed on the calcined product. And converted to NH 4 type, and then further added under steam atmosphere.
By firing at a temperature of about 00 to 900 ° C. in a steam atmosphere for about 10 minutes to 3 hours, a hydrogen type is obtained. Firing in a steam atmosphere is preferable from the viewpoint of alkylation of naphthalene and / or monoalkylnaphthalene, since slight removal of Al occurs to slightly deform the crystals.

【0039】上述の焼成物または水素型にしたゼオライ
トに、白金族金属(B) によるイオン交換を行えば、目的
とする金属含有ゼオライトが得られる。
When the above-mentioned calcined product or zeolite in the hydrogen form is subjected to ion exchange with the platinum group metal (B), the desired metal-containing zeolite is obtained.

【0040】反応条件 アルキル化反応は、気相または液相のいずれで行うこと
も可能であるが、通常は液相で行うことが多い。反応を
0.5kg/cm2G 以上の水素加圧下に行うようにすると、触
媒の寿命が向上する傾向がある。反応に際しては、反応
管、加圧固定床反応器などを用いた固定床反応装置のほ
か、流動床反応装置や移動床反応装置を用いることもで
きる。
Reaction Conditions The alkylation reaction can be carried out in either a gas phase or a liquid phase, but is usually carried out in a liquid phase. Reaction
If the operation is performed under a hydrogen pressure of 0.5 kg / cm 2 G or more, the life of the catalyst tends to be improved. At the time of the reaction, a fluidized bed reactor or a moving bed reactor can be used in addition to a fixed bed reactor using a reaction tube, a pressurized fixed bed reactor or the like.

【0041】固定床反応装置を用いる場合は、反応管に
触媒としての金属含有フォージャサイト型ゼオライトを
充填し、必要に応じて空気、窒素などの気流中で200
〜500℃程度の温度で加熱して触媒を安定化させ、そ
の後、ナフタレンまたは/およびモノアルキルナフタレ
ンとアルキル化剤、さらには必要に応じてデカリン、ビ
シクロヘキシルなどの飽和脂環式炭化水素を添加したも
のを上記の反応管に供給し、触媒と接触させてアルキル
化反応させる。飽和脂環式炭化水素の添加は触媒の活性
低下を防止するのに有効である。
In the case of using a fixed bed reactor, a reaction tube is filled with a metal-containing faujasite type zeolite as a catalyst and, if necessary, is placed in a stream of air, nitrogen or the like.
Stabilize the catalyst by heating at a temperature of about 500 ° C., and then add a naphthalene or / and a monoalkylnaphthalene and an alkylating agent, and if necessary, a saturated alicyclic hydrocarbon such as decalin or bicyclohexyl. The resulting mixture is supplied to the above-mentioned reaction tube, and brought into contact with a catalyst to cause an alkylation reaction. The addition of a saturated alicyclic hydrocarbon is effective in preventing the activity of the catalyst from decreasing.

【0042】ナフタレンまたは/およびモノアルキルナ
フタレンの供給量は、触媒単位重量当り(WHSV)に
換算して 0.5〜20hr-1、殊に1〜15hr-1とするのが
通常である。
The supply amount of the naphthalene and / or monoalkyl naphthalene, in terms of catalyst per unit weight (WHSV) 0.5~20hr -1, is especially to the 1~15Hr -1 is usually.

【0043】アルキル化剤の供給量は、ナフタレンまた
は/およびモノアルキルナフタレン1重量部に対しおお
よそ1〜10重量部程度、殊に1〜3重量部程度とす
る。アルキル化剤の割合が余りに少ないとアルキル化度
が不足し、一方余りに多いとトリアルキルナフタレンな
どの副生成物が多くなる。
The amount of the alkylating agent to be supplied is about 1 to 10 parts by weight, especially about 1 to 3 parts by weight, per 1 part by weight of naphthalene and / or monoalkylnaphthalene. If the proportion of the alkylating agent is too small, the degree of alkylation becomes insufficient, while if it is too large, by-products such as trialkylnaphthalene increase.

【0044】反応温度は、150〜500℃、好ましく
は200〜400℃、殊に250〜350℃とする。反
応圧力は、常圧、減圧、加圧のいずれであってもよい
が、常圧または10kg/cm2G までの加圧下に行うのが操
作および装置の点から有利である。
The reaction temperature is between 150 and 500 ° C., preferably between 200 and 400 ° C., in particular between 250 and 350 ° C. The reaction pressure may be any of normal pressure, reduced pressure, and increased pressure, but it is advantageous from the viewpoint of operation and equipment to carry out the reaction at normal pressure or under a pressure of up to 10 kg / cm 2 G.

【0045】[0045]

【作用および発明の効果】ジメチルナフタレンには種々
の異性体が存在するが、その中でも2,6−ジメチルナ
フタレンが有用である。2,6−ジメチルナフタレンを
酸化すると、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸が得ら
れる。このジカルボン酸から得られるポリエステルは合
成繊維やフィルムに広範な用途を有している。
Function and Effect of the Invention There are various isomers of dimethylnaphthalene, and among them, 2,6-dimethylnaphthalene is useful. Oxidation of 2,6-dimethylnaphthalene gives naphthalene-2,6-dicarboxylic acid. Polyesters obtained from this dicarboxylic acid have a wide range of uses in synthetic fibers and films.

【0046】本発明においては、鉄族またはチタン族の
金属(A) および白金族金属(B) の双方を含有する金属含
有フォージャサイト型ゼオライトを触媒として用いてい
るが、この触媒にあっては、上記の金属(A) により一般
のフォージャサイト型ゼオライトの有するラージゲージ
が縮小されている上、イオン交換サイトが白金族金属
(B) により修飾されているので、ナフタレンまたは/お
よびモノアルキルナフタレンのアルキル化触媒として用
いた場合、原料の転化率(反応率)が高く、目的物(た
とえばジメチルナフタレンの場合は2,6−体)の収率
も高い。加えて、入手しやすいナフタレン(国内のナフ
タレン生産量は25万トン/年、メチルナフタレン生産
量は2〜3千トン/年)を原料にしても高活性にアルキ
ル化反応を行うことができ、副生成物(β−メチルナフ
タレンやα−メチルナフタレン)のリサイクルを考えた
場合には、その副生成物に対しても高活性にアルキル化
ができる。また、触媒の再生がゼオライト構造を破壊し
ないような低温でできるという作用効果も奏され、工業
化に適している。
In the present invention, a metal-containing faujasite type zeolite containing both an iron group or titanium group metal (A) and a platinum group metal (B) is used as a catalyst. Is that the large gauge of general faujasite-type zeolite is reduced by the above metal (A), and the ion exchange site is a platinum group metal.
(B), when used as an alkylation catalyst for naphthalene and / or monoalkylnaphthalene, the conversion rate (reaction rate) of the raw material is high, and the target substance (for example, 2,6- Is also high. In addition, it is possible to carry out highly active alkylation reaction using easily available naphthalene (Naphthalene production in Japan is 250,000 tons / year, methyl naphthalene production is 2-3,000 tons / year) as raw material. When recycling of a by-product (β-methylnaphthalene or α-methylnaphthalene) is considered, the alkylation can be performed on the by-product with high activity. In addition, the effect of being able to regenerate the catalyst at a low temperature so as not to destroy the zeolite structure is exhibited, which is suitable for industrialization.

【0047】そのほか本発明は、触媒単位重量当りの原
料供給重量(WHSV)を高くとることができること、
反応条件(温度、圧力)が緩和されていること、触媒が
固体(粒状)であるため固定床流通式反応装置を使用で
きること、反応生成物と触媒の分離が不要であること、
飽和脂環式炭化水素を添加しない場合でも触媒の劣化が
小さいこと、細孔内に目的金属の酸化物が残存したり、
ゼオライトゲージ内にコークの析出が生じたりするおそ
れが少ないことなどの効果も奏する。
In addition, the present invention provides that the raw material supply weight per unit weight of catalyst (WHSV) can be increased,
That the reaction conditions (temperature, pressure) are relaxed, that the catalyst is solid (granular), so that a fixed-bed flow reactor can be used, and that there is no need to separate the reaction product and the catalyst;
Even when the saturated alicyclic hydrocarbon is not added, the deterioration of the catalyst is small, the oxide of the target metal remains in the pores,
There is also an effect that there is little possibility that coke is deposited in the zeolite gauge.

【0048】[0048]

【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。使用した水はいずれもイオン交換水である。
The present invention will be further described with reference to the following examples. All the water used is ion exchange water.

【0049】〈触媒の製造〉 触媒製造例1 超安定性Y型ゼオライト(東ソー株式会社製のHSZ−
330HUA)10gを0.05Nのテトラアンミン塩化白
金(II)と 0.3NのFe(NO3)3の混合水溶液300mlに懸濁
させた。これを80℃で1時間撹拌した後、遠心分離
し、充分にイオン交換水で水洗した。次に100℃で一
昼夜乾燥後、空気中で540℃、3時間の条件で焼成す
ることにより、白金イオン交換−鉄含有ゼオライトを得
た。これを26〜42メッシュの粒度にそろえた。
<Production of Catalyst> Catalyst Production Example 1 Ultra-stable Y-type zeolite (HSZ-
330HUA) was suspended in a mixed solution 300ml of tetraamine platinum chloride to 10 g 0.05 N (II) and 0.3N of Fe (NO 3) 3. This was stirred at 80 ° C. for 1 hour, centrifuged, and sufficiently washed with ion-exchanged water. Next, after drying all day and night at 100 ° C., it was calcined in air at 540 ° C. for 3 hours to obtain a platinum ion exchanged-iron-containing zeolite. This was adjusted to a particle size of 26 to 42 mesh.

【0050】この白金イオン交換−鉄含有ゼオライトの
Fe2O3 含有量は11.6重量%、Pt 含有量は 1.4重量%で
あった。
The platinum ion exchanged iron-containing zeolite
The Fe 2 O 3 content was 11.6% by weight and the Pt content was 1.4% by weight.

【0051】触媒製造例2 0.3N−Fe(NO3)3水溶液に代えて 0.3N−Zr(NO3)2水溶
液を用いたほかは触媒製造例1を繰り返し、白金イオン
交換−ジルコニウム含有ゼオライトを得た。この白金イ
オン交換−ジルコニウム含有ゼオライトのZr2O4 含有量
は 5.3重量%、Pt 含有量は 1.2重量%であった。
Catalyst Production Example 2 The procedure of Catalyst Production Example 1 was repeated except that a 0.3 N—Zr (NO 3 ) 2 aqueous solution was used instead of the 0.3 N—Fe (NO 3 ) 3 aqueous solution, and a platinum ion exchanged zirconium-containing zeolite was used. Obtained. The platinum ion-exchanged zirconium-containing zeolite had a Zr 2 O 4 content of 5.3% by weight and a Pt content of 1.2% by weight.

【0052】触媒製造例3 硫酸アルミニウム51gを水100gに溶解させた水溶
液と、硝酸鉄18.6gを水40gに溶解させた水溶液とを
混合し、A液とした。ケイ酸ナトリウム水溶液(水ガラ
ス3号)207gと、水酸化ナトリウム 5.8gを水15
2gに溶解させた水溶液とを混合し、B液とした。A液
およびB液を60℃に加熱し、B液をホモジナイザー撹
拌器で撹拌しながらそこにA液を添加し、反応を開始さ
せた。反応開始後30分間撹拌を続けてスラリー状物質
を得た。このスラリー状物質を遠心分離器を用いてゲル
状物質と水とに分離し、分離したゲル状物質に水を加
え、再び遠心分離を行うと共に、洗浄液中にSO4 2-
検出されなくなるまで水洗を繰り返した。ついで、得ら
れたゲル状物質をらいかい機を用いて磨砕し、微細ゲル
状物質を得た。
Catalyst Production Example 3 A solution was prepared by mixing an aqueous solution in which 51 g of aluminum sulfate was dissolved in 100 g of water and an aqueous solution in which 18.6 g of iron nitrate was dissolved in 40 g of water. 207 g of an aqueous solution of sodium silicate (water glass No. 3) and 5.8 g of sodium hydroxide were added to water 15
The resultant was mixed with an aqueous solution dissolved in 2 g to obtain a solution B. The solution A and the solution B were heated to 60 ° C., and the solution A was added thereto while stirring the solution B with a homogenizer stirrer to start the reaction. Stirring was continued for 30 minutes after the start of the reaction to obtain a slurry-like substance. This slurry-like substance is separated into a gel-like substance and water using a centrifugal separator, water is added to the separated gel-like substance, centrifugation is performed again, and SO 4 2- is not detected in the washing solution. Washing was repeated. Next, the obtained gel-like substance was ground by using a grinder to obtain a fine gel-like substance.

【0053】一方、アルミン酸ナトリウム8gを水22
gに溶解した水溶液と、水酸化ナトリウム28gを水4
4gに溶解した水溶液とを混合し、30℃に保った。こ
の混合液に、同様に30℃に保ったケイ酸ナトリウム水
溶液(水ガラス3号)82.8gを加え、ゆっくり撹拌しな
がら40℃に昇温してこの温度に60分間保って熟成
し、結晶化促進剤としての水溶液(C液)を調製した。
On the other hand, 8 g of sodium aluminate was added to water 22
g of an aqueous solution and 28 g of sodium hydroxide in water 4
An aqueous solution dissolved in 4 g was mixed and kept at 30 ° C. 82.8 g of an aqueous solution of sodium silicate (water glass No. 3) also kept at 30 ° C. was added to this mixed solution, and the temperature was raised to 40 ° C. with slow stirring, kept at this temperature for 60 minutes, and aged. An aqueous solution (solution C) was prepared as an accelerator.

【0054】先に得た微細ゲル状物質100g(水分7
1.4重量%)に水63gを加え、ホモジナイザー撹拌器
で充分に撹拌しながら、上記で調製したC液を53g加
え、30分間撹拌して結晶化用スラリーを得た。この結
晶化用スラリーをフッ素樹脂製の密閉式容器に入れ、9
5℃の恒温器の中で24時間静置し、結晶化させた。結
晶化終了後、遠心分離器で固液を分離し、充分に水洗
後、110℃で乾燥させた。結晶化促進剤を含めた混合
物の組成は、モル比で、 SiO2/Al2O3 = 10 Na2O/Al2O3 = 3.3 H2O/Na2O = 43 Fe2O3/SiO2 = 0.017 となる。
100 g of the previously obtained fine gel-like substance (water 7
(1.4% by weight), 63 g of water was added thereto, and while sufficiently stirring with a homogenizer stirrer, 53 g of the liquid C prepared above was added, followed by stirring for 30 minutes to obtain a slurry for crystallization. This slurry for crystallization is placed in a sealed container made of fluororesin, and 9
It was allowed to stand in a thermostat at 5 ° C. for 24 hours to be crystallized. After the crystallization was completed, the solid-liquid was separated by a centrifuge, washed sufficiently with water, and dried at 110 ° C. The composition of the mixture, including the crystallization promoter, is, by molar ratio, SiO 2 / Al 2 O 3 = 10 Na 2 O / Al 2 O 3 = 3.3 H 2 O / Na 2 O = 43 Fe 2 O 3 / SiO 2 = 0.017.

【0055】得られた結晶物のX線回析図から、この結
晶物がフォージャサイト型ゼオライトであることが確認
できた。
From the X-ray diffraction diagram of the obtained crystal, it was confirmed that the crystal was a faujasite-type zeolite.

【0056】次に、上記で得た結晶物を空気雰囲気下に
おいて540℃で3時間焼成した。焼成後の酸化物組成
は、 0.122Al2O3/0.719SiO2/0.143Na2O/0.017Fe2O3 であった。
Next, the crystal obtained above was calcined at 540 ° C. for 3 hours in an air atmosphere. Oxide composition after calcination was 0.122Al 2 O 3 /0.719SiO 2 /0.143Na 2 O / 0.017Fe 2 O 3.

【0057】この焼成物につき1N−NH4 NO3 溶液
を用いて80℃でイオン交換を2回行った後、遠心分離
器で固液分離し、110℃で乾燥させた。
The calcined product was subjected to ion exchange twice at 80 ° C. using a 1N—NH 4 NO 3 solution, and then subjected to solid-liquid separation with a centrifuge and dried at 110 ° C.

【0058】得られたNH4 型結晶物を水蒸気雰囲気下
に700℃で1時間焼成した後、再び1N−NH4 NO
3 溶液を用いて上記と同じ条件でイオン交換を行った
後、水蒸気雰囲気下において上記と同じ条件で焼成を行
った。これにより、水素型の鉄含有ゼオライトが得られ
た。
After sintering the obtained NH 4 type crystal at 700 ° C. for 1 hour under a steam atmosphere, 1N—NH 4 NO
After performing ion exchange using the three solutions under the same conditions as above, calcination was performed under the same conditions as above under a steam atmosphere. Thus, a hydrogen-type iron-containing zeolite was obtained.

【0059】この鉄含有ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比
は 4.9、Na2O含有量は 0.8重量%、Fe2O3 含有量は 4.8
重量%であった。
The iron-containing zeolite had a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 4.9, a Na 2 O content of 0.8% by weight, and a Fe 2 O 3 content of 4.8.
% By weight.

【0060】得られた鉄含有ゼオライトのESR(電子
スピン共鳴)スペクトル分析の結果、この鉄含有ゼオラ
イトには遊離のFe23 が実質的に存在していないこと
がわかった。
As a result of ESR (electron spin resonance) spectrum analysis of the obtained iron-containing zeolite, it was found that the iron-containing zeolite was substantially free of free Fe 2 O 3 .

【0061】上記で得た水素型鉄含有ゼオライト10g
を、0.05Nのテトラアンミン塩化白金(II)と 0.3NのFe
(NO3)3の混合水溶液300ccを用いて80℃、1時間処
理するイオン交換操作を1回繰り返した後、110℃で
乾燥し、さらに空気雰囲気下において540℃で3時間
焼成を行い、白金イオン交換−鉄含有ゼオライトを得
た。これを26〜42メッシュに揃えた。
10 g of the hydrogen-containing iron-containing zeolite obtained above
With 0.05N tetraammineplatinum (II) chloride and 0.3N Fe
An ion exchange operation of treating at 80 ° C. for 1 hour using 300 cc of a mixed aqueous solution of (NO 3 ) 3 was repeated once, followed by drying at 110 ° C. and calcination at 540 ° C. for 3 hours in an air atmosphere to obtain platinum. An ion-exchanged iron-containing zeolite was obtained. This was adjusted to 26 to 42 mesh.

【0062】この白金イオン交換−鉄含有ゼオライトの
Fe2O3 含有量は18.9重量%、Pt 含有量は 1.2重量%で
あった。
The platinum ion exchanged iron-containing zeolite
The Fe 2 O 3 content was 18.9% by weight and the Pt content was 1.2% by weight.

【0063】触媒製造例4(比較例) 超安定性Y型ゼオライト(東ソー株式会社製のHSZ−
330HUA)を26〜42メッシュに造粒して用い
た。
Catalyst Production Example 4 (Comparative Example) Ultra-stable Y-type zeolite (HSZ-
330 HUA) was granulated to 26 to 42 mesh and used.

【0064】触媒製造例5(比較例) 0.05Nのテトラアンミン塩化白金(II)と 0.3NのFe(N
O3)3の混合水溶液300mlに代えて、 0.3NのFe(NO3)3
の水溶液300mlを用いたほかは触媒製造例1を繰り返
した。
Catalyst Production Example 5 (Comparative Example) 0.05 N tetraammineplatinum (II) chloride and 0.3 N Fe (N
O 3) instead of the mixed aqueous solution 300ml of 3, 0.3 N of Fe (NO 3) 3
Example 1 was repeated except that 300 ml of an aqueous solution of was used.

【0065】触媒製造例6(比較例) 触媒製造例4の超安定性Y型ゼオライト10gに対し、
0.05Nのテトラアンミン塩化白金(II)の水溶液300cc
を用いて80℃、1時間処理するイオン交換操作を1回
繰り返した後、110℃で乾燥し、さらに空気雰囲気下
において540℃で3時間焼成を行い、Pt 含有量 1.6
重量%の白金イオン交換ゼオライトを得た。これを26
〜42メッシュに揃えた。
Catalyst Production Example 6 (Comparative Example) With respect to 10 g of the super-stable Y-type zeolite of Catalyst Production Example 4,
300 cc of an aqueous solution of 0.05 N tetraammineplatinum (II) chloride
Was repeated once, followed by drying at 110 ° C., and calcining at 540 ° C. for 3 hours in an air atmosphere to obtain a Pt content of 1.6.
% By weight of platinum ion exchanged zeolite was obtained. This is 26
4242 mesh.

【0066】〈アルキル化反応〉 実施例1〜3、比較例1〜3 上記で得た触媒 1.5gをステンレス鋼製加圧固定床反応
器に充填し、触媒層を窒素気流中で300℃にした。こ
の温度に2時間保った後、圧力5kg/cm2G 、導入量30
ml/minの水素気流に切り換え、β−メチルナフタレンと
メタノールとの重量比で1:1の混合物 5.4gを液体ポ
ンプで供給し、反応させた。
<Alkylation reaction> Examples 1 to 3 and Comparative examples 1 to 3 1.5 g of the catalyst obtained above was packed in a stainless steel pressurized fixed bed reactor, and the catalyst layer was heated to 300 ° C. in a nitrogen stream. did. After maintaining at this temperature for 2 hours, the pressure was 5 kg / cm 2 G and the introduced amount was 30.
The mixture was switched to a hydrogen gas flow of ml / min, and 5.4 g of a 1: 1 mixture by weight of β-methylnaphthalene and methanol was supplied by a liquid pump to cause a reaction.

【0067】反応生成物をガスクロマトグラフィーによ
り分析(面積比による定量分析)した結果は、次の表1
の通りであった。Nとあるのはナフタレン、MNとある
のはメチルナフタレン、DMNとあるのはジメチルナフ
タレン、2,6−体選択率とあるのは2,6−体グルー
プの選択率である。
The results of analyzing the reaction products by gas chromatography (quantitative analysis by area ratio) are shown in Table 1 below.
It was as follows. N is naphthalene, MN is methylnaphthalene, DMN is dimethylnaphthalene, and 2,6-isomer selectivity is 2,6-isomer selectivity.

【0068】表1 反応時 β-MN の 生成物の組成 DMN 中の 使用触媒 間 転化率 N α-MN DMN 2,6-体選択率 実施例1 製造例1 4hr 31.7% 3.6% 10.8% 58.7% 30.5% 6hr 31.3% 3.2% 10.4% 58.5% 30.1% 実施例2 製造例2 6hr 26.5% 3.8% 10.1% 56.3% 28.6% 実施例3 製造例3 3hr 27.2% 3.7% 11.2% 57.5% 31.8% 比較例1 製造例4 3hr 11.1% 11.1% 11.3% 78.5% 30.5% 比較例2 製造例5 4hr 18.6% 2.6% 9.8% 60.6% 28.2% 6hr 10.5% 2.4% 15.8% 67.8% 26.8% 比較例3 製造例6 3hr 17.1% 10.8% 12.2% 65.3% 29.7% [0068]Table 1 During reaction β-MNProduct composition In DMN Conversion rate of catalyst used N α-MN DMN 2,6-isomer selectivity Example 1 Production Example 1 4hr 31.7% 3.6% 10.8% 58.7% 30.5% 6hr 31.3% 3.2% 10.4% 58.5% 30.1% Example 2 Production Example 2 6hr 26.5% 3.8% 10.1% 56.3% 28.6%Example 3 Production Example 3 3hr 27.2% 3.7% 11.2% 57.5% 31.8% Comparative Example 1 Production Example 4 3hr 11.1% 11.1% 11.3% 78.5% 30.5% Comparative Example 2 Production Example 5 4hr 18.6% 2.6% 9.8% 60.6% 28.2% 6hr 10.5% 2.4% 15.8% 67.8% 26.8%Comparative Example 3 Production Example 6 3hr 17.1% 10.8% 12.2% 65.3% 29.7%

【0069】表1から、触媒製造例1〜3で得た触媒を
用いると、触媒製造例4〜6で得た触媒を用いた場合に
比し、β−メチルナフタレンの転化率が顕著に高く、し
かもジメチルナフタレン中の2,6−体グループの選択
率も好ましいことがわかる。また、触媒製造例4〜6で
得た触媒を用いた場合は、反応時間が長くなるとβ−メ
チルナフタレンの転化率が転化率が著減し、ジメチルナ
フタレン中の2,6−体グループの選択率も低下する
が、触媒製造例1〜3で得た触媒を用いると、反応時間
が長くなってもβ−メチルナフタレンの転化率の減少は
ごくわずかであり、ジメチルナフタレン中の2,6−体
グループの選択率の減少もごくわずかであることがわか
る。
From Table 1, it can be seen that the conversion of β-methylnaphthalene is significantly higher when the catalysts obtained in Catalyst Production Examples 1 to 3 are used than in the case where the catalysts obtained in Catalyst Production Examples 4 to 6 are used. Further, it is understood that the selectivity of the 2,6-form group in dimethylnaphthalene is also preferable. In addition, when the catalysts obtained in Catalyst Production Examples 4 to 6 were used, the conversion of β-methylnaphthalene was significantly reduced as the reaction time became longer, and the 2,6-form group in dimethylnaphthalene was selected. When the catalysts obtained in Catalyst Production Examples 1 to 3 were used, the conversion of β-methylnaphthalene was only slightly reduced even when the reaction time was prolonged. It can be seen that the decrease in the selectivity of the body group is negligible.

【0070】実施例4、比較例4 β−メチルナフタレンとメタノールとの重量比で1:1
の混合物 5.4gに代えて、ナフタレンとデカリンとの重
量比で1:1の混合物 5.4gと、メタノール 1.2gとを
それぞれ別々の液体ポンプで反応器に供給したほかは実
施例1〜3を繰り返した。結果を表2に示す。
Example 4, Comparative Example 4 The weight ratio of β-methylnaphthalene to methanol was 1: 1.
Examples 1 to 3 were repeated except that 5.4 g of a 1: 1 mixture by weight of naphthalene and decalin and 1.2 g of methanol were supplied to the reactor by separate liquid pumps instead of 5.4 g of the mixture of Was. Table 2 shows the results.

【0071】表2 反応時 N の 生成物の組成 DMN 中の 使用触媒 間 転化率 N α-MN DMN 2,6-体選択率 実施例4 製造例1 4hr 75.8% 18.5% 21.8% 34.3% 28.4% 6hr 74.1% 20.9% 22.9% 28.1% 26.1% 8hr 72.7% 21.6% 23.7% 32.4% 26.2% 比較例4 製造例5 4hr 68.9% 24.9% 25.2% 40.9% 29.1% 6hr 56.0% 28.4% 27.3% 32.5% 24.2% [0071]Table 2 At the time of reaction NProduct composition In DMN Conversion rate of catalyst used N α-MN DMN 2,6-isomer selectivity Example 4 Production Example 1 4hr 75.8% 18.5% 21.8% 34.3% 28.4% 6hr 74.1% 20.9% 22.9% 28.1% 26.1% 8hr 72.7% 21.6% 23.7% 32.4% 26.2% Comparative Example 4 Production Example 5 4hr 68.9% 24.9% 25.2% 40.9% 29.1% 6hr 56.0% 28.4% 27.3% 32.5% 24.2%

【0072】表2から、触媒製造例1で得た触媒を用い
ると、触媒製造例5で得た触媒を用いた場合に比し、ナ
フタレンの転化率が明らかに高く、しかもジメチルナフ
タレン中の2,6−体グループの選択率も好ましいこと
がわかる。また、触媒製造例5で得た触媒を用いた場合
は、反応時間が長くなるとナフタレンの転化率が転化率
が著減し、ジメチルナフタレン中の2,6−体グループ
の選択率もかなり低下するが、触媒製造例1で得た触媒
を用いると、反応時間が長くなってもナフタレンの転化
率の減少は小さく、ジメチルナフタレン中の2,6−体
グループの選択率の減少も小さいことがわかる。
From Table 2, it can be seen that the conversion of naphthalene was clearly higher when the catalyst obtained in Catalyst Production Example 1 was used than in the case where the catalyst obtained in Catalyst Production Example 5 was used. , 6-body group is also preferable. Further, when the catalyst obtained in Catalyst Production Example 5 was used, the conversion of naphthalene was significantly reduced when the reaction time was prolonged, and the selectivity of the 2,6-isomer group in dimethylnaphthalene was considerably reduced. However, when the catalyst obtained in Catalyst Production Example 1 was used, the decrease in the conversion of naphthalene was small and the decrease in the selectivity of the 2,6-isomer group in dimethylnaphthalene was small even when the reaction time was long. .

【0073】〈触媒の再生〉 実施例5、比較例5〜6 触媒製造例1、同4または同5で得た触媒 1.5gをステ
ンレス鋼製加圧固定床反応器に充填し、触媒層を窒素気
流中で300℃にした。この温度に2時間保った後、圧
力5kg/cm2G 、導入量30ml/minの水素気流に切り換
え、ナフタレンとデカリンとの重量比で1:1の混合物
5.4gと、メタノール 1.2gとをそれぞれ別々の液体ポ
ンプで反応器に供給し、6時間反応させた。
<Regeneration of Catalyst> Example 5, Comparative Examples 5 to 6 1.5 g of the catalyst obtained in Catalyst Production Example 1, 4 or 5 was charged into a stainless steel pressurized fixed bed reactor, and the catalyst layer was formed. The temperature was raised to 300 ° C. in a nitrogen stream. After maintaining at this temperature for 2 hours, the pressure was switched to a hydrogen stream at a pressure of 5 kg / cm 2 G and a flow rate of 30 ml / min, and a 1: 1 mixture by weight of naphthalene and decalin was used.
5.4 g and 1.2 g of methanol were supplied to the reactor with separate liquid pumps, and reacted for 6 hours.

【0074】この6時間反応後の触媒につき、常温から
800℃にまで空気中で加熱して触媒表面に付着してい
るコークや高沸点物を焼く再生処理を行い、TGおよび
DTG曲線を求めた。結果を図1に示す。TG曲線とは
重量減少曲線であり、DTG曲線とは微分重量減少曲線
である。図1中、Pt-Fe USYとあるのは触媒製造例
1で得た触媒、USYとあるのは触媒製造例4で得た触
媒、Fe USYとあるのは触媒製造例4で得た触媒をそ
れぞれ用いた場合である。
The catalyst after the reaction for 6 hours was subjected to a regeneration treatment for heating coke and high-boiling substances adhering to the surface of the catalyst by heating the mixture from room temperature to 800 ° C. in air to obtain TG and DTG curves. . The results are shown in FIG. The TG curve is a weight loss curve, and the DTG curve is a differential weight loss curve. In FIG. 1, Pt-Fe USY is the catalyst obtained in Catalyst Production Example 1, USY is the catalyst obtained in Catalyst Production Example 4, and Fe USY is the catalyst obtained in Catalyst Production Example 4. This is the case where each was used.

【0075】図1から、Pt-Fe USYは520℃、F
e USYは580℃、USYは640℃の点でコークス
が離脱していることがわかる。すなわち、Pt-Fe US
Yは最もコークス焼成温度が低く、ゼオライト構造を破
壊しない温度で再生できることがわかる。
From FIG. 1, Pt-Fe USY is 520 ° C.
e It can be seen that coke is separated at a point of 580 ° C. in USY and 640 ° C. in USY. That is, Pt-Fe US
It can be seen that Y has the lowest coke firing temperature and can be regenerated at a temperature that does not destroy the zeolite structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】使用済み触媒の再生処理時におけるTGおよび
DTG曲線を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing TG and DTG curves at the time of regenerating a used catalyst.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−215647(JP,A) 特開 昭63−230645(JP,A) 特開 昭59−121115(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 2/70 C07C 2/86 C07C 15/24 B01J 29/08 - 29/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-215647 (JP, A) JP-A-63-230645 (JP, A) JP-A-59-121115 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) C07C 2/70 C07C 2/86 C07C 15/24 B01J 29/08-29/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ナフタレンまたは/およびモノアルキルナ
フタレンとアルキル化剤とを触媒としてのゼオライトと
接触させてモノまたは/およびジアルキルナフタレンを
製造するにあたり、上記ゼオライトとして、鉄族または
チタン族の金属(A) および白金族金属(B) の双方を含有
する金属含有フォージャサイト型ゼオライトを用いるこ
とを特徴とするモノまたは/およびジアルキルナフタレ
ンの製造方法。
(1) In producing mono- and / or dialkylnaphthalene by contacting naphthalene and / or monoalkylnaphthalene and an alkylating agent with zeolite as a catalyst, an iron group or titanium group metal (A) is used as the zeolite. ) And a platinum group metal (B), comprising a metal-containing faujasite-type zeolite.
【請求項2】金属含有フォージャサイト型ゼオライト中
において、鉄族またはチタン族の金属(A) はゼオライト
の結晶骨格を構成するAl の一部を置換する形で含有さ
れており、白金族金属(B) はゼオライトのイオン交換サ
イトにイオン交換により導入されている請求項1記載の
製造方法。
2. In the metal-containing faujasite-type zeolite, the iron-group or titanium-group metal (A) is contained in such a manner that part of Al constituting the crystal skeleton of the zeolite is substituted, and the platinum-group metal is contained. 2. The method according to claim 1, wherein (B) is introduced into the ion exchange site of the zeolite by ion exchange.
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