JP3019707B2 - ジメチルナフタレンの異性化方法 - Google Patents
ジメチルナフタレンの異性化方法Info
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/2729—Changing the branching point of an open chain or the point of substitution on a ring
- C07C5/2732—Catalytic processes
- C07C5/2737—Catalytic processes with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
Description
カルボン酸の原料として有用な2,6−ジメチルナフタ
レンの製造方法に関する。2,6−ナフタレンジカルボ
ン酸は、優れた引っ張り強度と耐熱性を有するポリエチ
レンナフタレート繊維やフィルム等の製造に用いられる
高性能ポリエステルの原料として工業的に重要なもので
ある。
ナフタレンジカルボン酸の原料となるものであり、品質
的には高純度であることが要求される。ジメチルナフタ
レンには2個のメチル基の位置により10個の異性体が
存在する。この中から2,6−体以外の異性体を実質的
に含まない2,6−ジメチルナフタレンを大量且つ安価
に製造する必要がある。ジメチルナフタレンの異性化を
行う場合、α−β間の異性化に比べ、β−β間の異性
化、環を越える異性化は起こり難いことが知られてい
る。すなわち、ジメチルナフタレンは異性化に関しては
以下の四つの属に分けられ、各属内の異性化に比べ、属
間の異性化は起こり難い。 A属 1,5−、1,6−、2,6−。 B属 1,8−、1,7−、2,7−。 C属 1,4−、1,3−、2,3−。 D属 1,2−。
法としては、ナフタレンあるいはメチルナフタレンをメ
チル化後に異性化分離する方法やタール留分、石油留分
から分離する方法等がある。しかし、これらの留分や生
成物には4属の異性体のほとんどが含まれており、これ
を異性化して2,6−ジメチルナフタレンを効率的に製
造するには、困難な属間の異性化が必要となる。 更
に、高純度の2,6−ジメチルナフタレンを得るために
は、多種の異性体混合物からの煩雑な分離操作が避けら
れず、工業的な2,6−ジメチルナフタレンの製造法と
しては実現性の低いものである。
レンとブタジエンからo-トリルペンテン-2を高収率で得
る方法、特開昭50−89353ではo-トリルペンテン
-2を環化して1,5−ジメチルテトラリンを製造する方
法、また特開昭48−76852では1,5−ジメチル
テトラリンを脱水素して高収率、高選択率で1,5−ジ
メチルナフタレンを製造する方法が提案されている。
1,5−ジメチルナフタレンは2,6−ジメチルナフタ
レンと同じ属であり、ここで得られる1,5−ジメチル
ナフタレンを原料とした場合には、属内のみでの異性化
により2,6−体を製造できるという利点がある。1,
5−ジメチルナフタレンを異性化して2,6−ジメチル
ナフタレンを製造する方法としては多くの方法が提案さ
れており、例えば特公昭47−50622ではシリカア
ルミナを触媒として気相で異性化する方法、米国特許4
962260ではβゼオライトやY型ゼオライトを触媒
とする方法が提案されている。
は生成液に含まれる2,6−体の異性体比は高いが、
2,6−体とは属の異なる2,7−体,1,7−体の生
成も多いのに加えて不均化によるモノメチルナフタレ
ン、トリメチルナフタレンの生成量も多い。米国特許4
962260では、不均化等の副反応は少ないが、2,
7−体等異属の異性体の生成が多く、2,6−体への異
性化率も不十分である。
るシリカのモル比が、100以上の実質的に水素型から
なるモルデナイトを用い、液相下、反応温度270℃以
下で原料ジメチルナフタレンの異性化反応を行なうこと
により、2,6−ジメチルナフタレンへの高い異性化率
が得られ、且つ不均化、属外異性化等の好ましくない副
反応が著しく抑制できることを見出し、特開平06−2
87151にて特許を出願している。
らの開発した方法は、高い反応成績を得ることでは十分
満足できるが、長期に亘り触媒性能を安定に保持すると
云う点では必ずしも満足できるものではなかった。本発
明者らは、高い反応成績を長期間安定に維持し得る方法
を開発すべく鋭意検討を行ったところ、反応を継続する
に伴い触媒性能が低下する原因は、触媒上へのコーク析
出であることが判明した。そこでコーク生成の原因につ
いて鋭意検討を重ねた結果、原料中の特定の不純物がそ
の主原因であることを突き止め、この知見を基に本発明
に到達し、完成させることができた。
実に鑑み、ジメチルナフタレンを異性化して2,6−ジ
メチルナフタレンを製造する際に、触媒性能だけでなく
原料の品質が問題になることが明確になったことから、
原料中の不純物の影響について鋭意検討を続けた。その
結果、原料中のモノメチルナフタレンが触媒上のコーク
生成の主因となり、触媒活性を徐々に低下させることが
判明した。本発明方法では、モノメチルナフタレンの量
が5wt%以下である原料を反応に使用し、触媒として
アルミナに対するシリカのモル比が、100以上の実質
的に水素型からなるモルデナイトを用い、液相下、反応
温度270℃以下で異性化反応を実施することを特徴と
するものである。 その結果、触媒上のコーク生成は抑
制され、触媒活性を低下させることなく、長期に亘り反
応を進行させることができることを見出し、本発明を完
成させることができた。
いる場合には、触媒の活性低下速度が含まれていない場
合と比較して大きくなり、触媒寿命に悪影響を与える。
すなわちモノメチルナフタレンが含まれている場合に
は、副反応としてモノメチルナフタレンとジメチルナフ
タレンの付加物の生成、またモノメチルナフタレンの二
量化反応が起こり、これらの高沸物により触媒表面のコ
ーキングが引き起こされて触媒活性は低下する。
レンを異性化する際に不均化反応により副生することが
あるが、本発明の触媒を用い、所定の条件下で異性化反
応を行う際には、モノメチルナフタレンやトリメチルナ
フタレン等の副生は極微量である。通常、異性化生成液
は晶析工程へ送られ、2,6−DMNは結晶として採取
され、その母液は異性化工程へリサイクルされるが、こ
の際異性化生成液中のモノメチルナフタレンは、母液に
含まれてリサイクルされることとなり、異性化原料中に
次第に濃縮されることになる。
レン中のモノメチルナフタレン濃度は、5wt%以下、
好ましくは1wt%以下である。原料中に5wt%以上
のモノメチルナフタレンが含まれていると、触媒活性の
低下が著しく、触媒再生までのサイクルが短くなり、経
済面で不利となる。モノメチルナフタレンは、蒸留によ
るジメチルナフタレンとの分離除去は可能であるが、そ
の沸点差が小さいため、完全に除去するためには蒸留塔
の段数と還流比を非常に大きくする必要があり、膨大な
エネルギーを消費するために経済的プロセスとは云えな
い。したがって、原料ジメチルナフタレン中のモノメチ
ルナフタレンの濃度は、本発明の方法における許容範囲
において、蒸留のエネルギーコストと触媒寿命とを勘案
して決められるものである。
2 O3 比が10以上30以下の水素型モルデナイトを触
媒とし、液相でジメチルナフタレンの異性化反応を行な
う際には、2,6−属以外の異性体が生成するためトリ
メチルナフタレンの含有量が10モル%以下である原料
を用いることを提案している。本発明方法により異性化
反応を実施した場合には、トリメチルナフタレン混入の
影響は殆どみられない。またモノメチルナフタレンを1
0wt%加えた場合にも、寿命の面での影響はあるが、
不均化や族外異性化等、副反応への影響は殆どみられな
い。これは本発明方法で使用しているモルデナイトが、
シリカアルミナ比が高く、低温でも十分な異性化反応速
度が得られるため、もともと分子間反応等の副反応が少
ないためである。
らなるモルデナイトを用いる。本発明の方法に使用する
H型モルデナイトは、SiO2/Al2 O3 比が高いほど
高活性であり、SiO2/Al2 O3 比が100以上、更
に好ましくは200以上である。モルデナイトには、例
えばNa型、Ca型等があるが、本発明の方法において
は実質的に水素型から成るモルデナイトを用いることを
特徴とするものであり、アルカリ金属あるいはアルカリ
土類金属を含むものは活性が低く、モルデナイト中のア
ルカリ金属、アルカリ土類金属の含有量としては、モル
デナイト中の金属量として、0.5wt%以下、さらに
好ましくは0.1wt%以下である。
反応形式には特に制限はなく、回分式、流通式いずれの
方法でも行なうことができる。また、流通式において
も、固定床、移動床、流動床等の反応方式があり、いず
れも採用できるが固定床流通式が一般的である。固定床
流通式にて実施する場合、モルデナイトを成型して用い
ることになる。モルデナイトの成型助剤としてはベント
ナイト等の粘土、アルミナ、シリカ等が用いられが、本
発明の触媒に対する成型助剤としてはアルミナが優れて
いる。ベントナイト等の粘土は各種金属を含んでおり、
これが触媒の異性化活性を損なう原因となる。アルミナ
は異性化活性を低下させることはなく、触媒寿命の面で
もよい結果を与える。
なければ触媒寿命は長くなるが、強度面で問題があり、
多くすれば強度面では問題はないが、触媒寿命の面で悪
影響がみられる。この点を勘案し、成型助剤として用い
るアルミナの量は、モルデナイト100重量部に対し5
〜50重量部、好ましくは10〜30重量部である。さ
らに本発明の方法に従って使用し活性が低下した触媒
は、酸素を含む不活性気体中で、400℃以上600℃
以下の温度で加熱することにより、再生することができ
る。この再生操作により、初期の触媒活性にまで賦活す
ることが可能であり、この再生を組み込めば極めて長期
に亘り触媒を反応に使用されることができる。
度270℃以下で実施され、好ましくは150℃〜27
0℃の範囲で実施される。これより高温では異属への異
性化や不均化等の副反応が起こり易くなり、またこれよ
り低温では十分な異性化速度が得られないため経済的で
はない。本発明方法による異性化を270℃以下の適正
な温度を選んで実施した場合、反応生成液中の2,6−
ジメチルナフタレンの濃度は熱力学的平衡濃度まで到達
し、同時に2,7−ジメチルナフタレン等異属異性体の
生成および不均化等の副反応はほとんど起こらない。
SVは、0.05〜5hr-1、好ましくは0.1〜2h
r-1、さらに好ましくは0.2〜1hr-1である。WH
SVを小さくすると、低温で異性化反応が進行するが、
反応器を大きくする必要があり経済的ではない。WHS
Vを大きくすると、高い異性化率を得るためには反応温
度を高くする必要があり、異属への異性化、不均化が起
こり易くなる。回分式で実施する場合の触媒使用量は、
原料100重量部に対し0.1〜10重量部、好ましく
は0.3〜5重量部である。反応時間は、触媒と原料と
の比、反応温度により変化するが、一般的には10分か
ら2時間である。以上述べた如く、本発明の方法により
ジメチルナフタレンの異性化反応を実施した場合には、
副反応や異属への異性化を実質的に抑制し高い異性化率
が達成され、且つ長期間に亘り安定的に目的生成物2,
6−ジメチルナフタレンを得ることができる。
レンの異性化反応に際し2,7−ジメチルナフタレン等
の異属への異性化、及び不均化などの副反応を抑制し、
2,6−ジメチルナフタレンへの高い異性化率を達成す
ることができ、更に長期に亘って触媒活性を維持するこ
とができ、工業的に大きな意義をもつものである。
法を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。実施例1、2、及び比較例1 SiO2/Al2 O3 比が203のH型モルデナイト10
0g(東ソ−製)とアルミナゾル20g(触媒化成製:
アルミナ含量70wt%)をステンレス製容器に採り、
適量の純水を加えてよく練り合わせた。110℃で8時
間乾燥後、空気中500℃で3時間焼成し、砕いて粒径
1.0〜2.0mmの物を集め、触媒とした。この触媒
5gを、内径13mmのステンレス製反応管に充填し、
窒素で十分に置換した後、230℃まで窒素雰囲気下で
昇温し、同温度に保った。窒素停止後、反応管下部よ
り、原料を15g/hr(ジメチルナフタレンの量)の
条件で供給し、異性化反応を行った。反応管上部より取
り出した反応生成液は、その組成をガスクロマトグラフ
ィーにより分析し、反応成績を算出した。原料としてジ
メチルナフタレン中のモノメチルナフタレン濃度が0.
15wt%(実施例1)、3.27wt%(実施例
2)、10.09wt%(比較例1)の3種類を用い
た。 反応結果を表1に示す。モノメチルナフタレン
が5wt%以上含まれる原料を用いた場合には、高沸物
が著しく生成し、更に2,6−ジメチルナフタレン濃度
の経時的な低下が大きく触媒寿命に影響がみられる。
化反応を行なった。原料としてトリメチルナフタレン濃
度が2.83wt%でモノメチルナフタレン濃度が0.
15wt%(実施例3)のもの、及びトリメチルナフタ
レン濃度が9.92wt%でモノメチルナフタレン濃度
が0.13wt%(実施例4)のものを用いた。 反
応結果を表2に示す。モノメチルナフタレン濃度が許容
量以下であれば、トリメチルナフタレンを含んでいても
触媒寿命や副反応への影響はみられない。
規定の塩酸で処理し、SiO2/Al2 O3 比が154の
H型モルデナイトを得た。この触媒を用いて実施例1と
同様にして成型触媒を調製し、同条件で異性化反応を行
った。原料として、モノメチルナフタレン濃度が0.1
5wt%(実施例5)のものと、10.12wt%(比
較例2)のものを用いた。 反応結果を表3に示す。S
iO2/Al2 O3 比にかかわらず、モノメチルナフタレ
ン濃度が大きい場合には、2,6−ジメチルナフタレン
濃度の経時的低下が大きく、触媒寿命に影響がみられる
ことがわかる。
N(モノメチルナフタレン)。 DMN(ジメチルナフ
タレン)。TMN(トリメチルナフタレン)。WHSV
(原料 -g/触媒 -g・hr) 。時間 (反応開始時点
からの経過時間)。
Claims (1)
- 【請求項1】ジメチルナフタレンの異性化反応を実施す
るに際して、モノメチルナフタレンの濃度が5重量%以
下の原料を使用し、触媒としてシリカのアルミナに対す
るモル比が100以上の実質的に水素型から成るモルデ
ナイトで、モルデナイト中のアリカリ金属および/また
はアリカリ土類金属の含有量が0.1重量%以下のモル
デナイトを用い、モルデナイト100重量部に対し10
〜30重量部のアルミナを成型助剤とし、270℃以下
の反応温度で液相で異性化することを特徴とするジメチ
ルナフタレンの異性化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6002673A JP3019707B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | ジメチルナフタレンの異性化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6002673A JP3019707B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | ジメチルナフタレンの異性化方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH07206722A JPH07206722A (ja) | 1995-08-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6002673A Expired - Fee Related JP3019707B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | ジメチルナフタレンの異性化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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---|---|---|---|---|
JP2008001717A (ja) * | 1996-03-15 | 2008-01-10 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 高純度2,6−ジメチルナフタレンの製造方法 |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP6002673A patent/JP3019707B2/ja not_active Expired - Fee Related
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