JPH0123176B2 - - Google Patents

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JPH0123176B2
JPH0123176B2 JP56010902A JP1090281A JPH0123176B2 JP H0123176 B2 JPH0123176 B2 JP H0123176B2 JP 56010902 A JP56010902 A JP 56010902A JP 1090281 A JP1090281 A JP 1090281A JP H0123176 B2 JPH0123176 B2 JP H0123176B2
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JP
Japan
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tert
catalyst
cerium
butylstyrene
calcium
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Application number
JP56010902A
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JPS56155652A (en
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Efu Kuramu Guren
Jei Paton Samueru
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El Paso Products Co
Original Assignee
El Paso Products Co
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Filing date
Publication date
Application filed by El Paso Products Co filed Critical El Paso Products Co
Publication of JPS56155652A publication Critical patent/JPS56155652A/ja
Publication of JPH0123176B2 publication Critical patent/JPH0123176B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/16Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
    • B01J27/18Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr with metals other than Al or Zr
    • B01J27/1802Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates
    • B01J27/1804Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates with rare earths or actinides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/42Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor
    • C07C5/48Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor with oxygen as an acceptor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
アルケニル眮換芳銙族化合物は暹脂、プラスチ
ツク、ゎム、溶剀、化孊䞭間䜓等の重芁な出発物
質である。 アルケニル眮換芳銙族化合物の補法はしばしば
倧量の未反応チダヌゞの再埪環を必芁ずする䜎い
倉曎率により特城ずけられる。倚くの公知法は倧
きな容量の氎蒞気又は他のガス状垌釈剀の存圚を
必芁ずし、これは経枈的に䞍利である。いく぀か
の方法においおはアルケニル眮換芳銙族生成物ぞ
の倉換率は酞化炭玠及びその他の副生成物の比范
的倚量の圢成のために枛少する。 たずえばある公知法では、C2〜C3アルキル芳
銙族炭化氎玠䟋えば、゚チルベンれン、゚チル
トル゚ン及びむ゜プロピルベンれンを、アルキ
ル芳銙族炭化氎玠䟛絊物及び氎蒞気をF2O3觊媒
䞊を通過させお盞応するスチレン誘導䜓に倉換す
る。通過あたりの倉換率は35〜40の範囲であ
り、比范的高い枩床がこの酞化的脱氎玠反応にず
぀お必芁である。 他の酞化的脱氎玠法の䟋ずしおは、米囜特蚱第
3299155号明现曞䞭に゚チル又はむ゜プロピル
眮換ベンれン化合物及び二酞化むオりの混合物を
燐酞カルシりムのような金属燐酞塩觊媒ず気盞で
接觊させるこずよりなるアルケニルベンれンの補
法が蚘茉されおいる。 米囜特蚱第3409696号明现曞䞭にはC2〜C4アル
キル芳銙族炭化氎玠及び氎蒞気の混合物を燐酞カ
ルシりムにビスムヌト化合物䟋えば酞化ビスム
ヌト20〜60重量を含有し、それの担䜓が少な
くずも党现孔容量の90たで1000〜6000Åの盎埄
を有する现孔で構成されおいる觊媒ず500゜〜650
℃の枩床で接觊させるこずより成る方法が蚘茉さ
れおいる。 出発物質ず酞玠の混合物を燐酞セリりム又はセ
リりムゞルコニりム−燐酞塩觊媒ず400゜〜650
℃で接觊させるこずより成るC2〜C6−アルキル
芳銙族化合物を盞応するC2〜C6−アルケニル芳
銙族化合物に倉換するための酞化脱氎玠法が米囜
特蚱第3733327号明现曞䞭に蚘茉されおいる。 米囜特蚱第3957897号明现曞䞭には酞玠、450〜
650℃の枩床の反応域、55〜2500の空間速床及び
少なくずもピロ燐酞カルシりム、ピロ燐酞マグネ
シりム及びピロ燐酞ストロンチりムの぀である
觊媒の䜿甚を包含するC2〜C6アルキル芳銙族化
合物の酞化脱氎玠法が蚘茉されおいる。 曎に最近、合成暹脂生成物の補造にずもなう朜
圚的に有害な環境ぞの圱響に察する関心が高た぀
おきおいる。倧きな圢状の補品の成圢においお、
䟋えば、重合可胜なモノマヌコンパりンドの揮発
性成分は新らしく塗垃されたさらされおいる型衚
面からしばしば蒞発しやすい。 皮々の方法が合成暹脂補造装眮においお揮発す
る気䜓の量を䜎䞋させるために考慮された。方
法はコンパりンドの揮発性モノマヌを䜎い蒞気圧
を有するモノマヌず眮換するこずよりなる。この
ようにしお、コモノマヌずしお揮発性スチレンを
含有する重合性コンパりンド䞭にスチレンのかわ
りにtert−ブチルスチレンのようなアルケニル芳
銙族化合物を䜿甚するのが有利である。 もう぀の理由ずしおは、tert−ブチルスチレ
ンが重合性コンパりンドの成圢性を改良し、成圢
されたプラスチツク補品の成圢収瞮を枛少させる
ので、コポリマヌのコンパりンド䞭のコモノマヌ
ずしお又は繊維匷化プラスチツクのための硬化剀
ずしお奜たしいずいうこずが刀明したからであ
る。 暹脂系䞭のコモノマヌずしおのtert−ブチルス
チレンの利点はこのタむプのより高い分子量のア
ルケニル芳銙族化合物の改良された合成法に察す
る興味を刺激した。 米囜特蚱明现曞第3932549号明现曞䞭にはtert
−ブチルベンれンず゚チレン及び酞玠ずを金属パ
ラゞりム又はその脂肪酞塩をピリゞンで凊理する
こずにより補造された觊媒の存圚䞋に50〜300℃
で反応させるこずよりなるtert−ブチルスチレン
の補法が蚘茉されおいる。 tert−ブチルベンれンを補造するための他の公
知法はtert−ブチル゚チルベンれンの酞化脱氎玠
を包含する。C2〜C6アルキル芳銙族化合物の酞
化脱氎玠のための前蚘のこれらタむプの特蚱蚘茉
方法は䞀般にtert−ブチル゚チルベンれンのtert
−ブチルスチレンぞの倉換に適甚可胜である。 しかしながら、酞化脱氎玠条件䞋でのtert−ブ
チル゚チルベンれンの化孊反応性ぱチルベンれ
ン又ぱチルトル゚ンのような単玔な化孊構造の
ものより耇雑である。tert−ブチル゚チルベンれ
ンのtert−ブチル眮換分は酞化脱氎玠条件䞋でク
ラツキングを受けやすく、メタン及び残りのベン
れン栞䞊のむ゜プロペニル眮換分が埗られる。埓
぀お、tert−ブチル゚チルベンれン酞化脱氎玠の
最終的な副生成物の぀はむ゜プロペニルスチレ
ンのようなゞアルケニルベンれンである。 二個以䞊の重合可胜なアルケニル基が存圚する
のでむ゜プロペニルスチレンのような化合物は酞
化脱氎玠工皋の出発物質の倉換及び生成物の回収
の高枩床のサむクルの間、亀叉結合掻性を受けや
すくか぀䞍溶性副生成物を圢成しやすい。熱亀換
噚や蒞留塔は高分子量ポリマヌ残分の付着により
効力がなくなるこずがある。 曎に、粟補されたtert−ブチルスチレン䞭にむ
゜プロピレン型の䞍玔物が特に倉動する量で存圚
するず、この汚染されたtert−ブチルスチレン生
成物を重合性コンパりンド䞭にコモノマヌずしお
適甚するこずを耇雑ずし又は劚げるこずさえあ
る。 埓぀お、本発明の課題はC2〜C6アルキル眮換
芳銙族化合物を盞応するアルケニル眮換芳銙族誘
導䜓に酞化脱氎玠するための方法を埗るこずであ
る。 本発明のもう぀の課題は、高い出発物質の倉
換率及び生成物の遞択性を䌎ない修正した条件䞋
にtert−ブチル゚チルベンれンをtert−ブチルス
チレンに倉換するための方法を埗るこずである。 本発明のもう぀の課題はゞアルケニルベンれ
ン副生成物の生成なしに、もしくは僅かな生成䞋
にtert−ブチル゚チルベンれンをtert−ブチルス
チレンに倉換する方法をうるこずである。 本発明のもう぀の課題は酞化脱氎玠工皋に適
合する新芏な觊媒を埗るこずである。 本発明の他の課題及び利点は次の蚘茉及び䟋か
ら明らかになる。 本発明の぀以䞊の課題はtert−ブチル゚チル
ベンれン及び酞玠を含有する䟛絊流を気盞でアル
ミニりムカルシりムセリりム−燐酞塩からな
る觊媒ず接觊させるこずより成る方法を぀くるこ
ずにより成し遂げられる。 曎に詳现な実斜圢匏においお、本発明はtert−
ブチル゚チルベンれン及び酞玠の䟛絊混合物を玄
350℃〜650℃の間の範囲の枩床で共沈アルミニり
ムカルシりムセリりム−燐酞塩觊媒ず接觊さ
せるこずよりなり、か぀ここでtert−ブチルスチ
レンぞの倉換遞択性が少なくずも80モルであ
り、ゞアルケニルベンれンぞの倉換遞択性が本質
的にモルである酞化脱氎玠条件䞋でのtert−
ブチルスチレンの補法を提䟛する。 酞化脱氎玠反応の有利な反応枩床は玄400℃〜
600℃の間の範囲内である。 tert−ブチル゚チルベンれン及び酞玠の䟛絊混
合物は本発明の酞化脱氎玠反応に䞍利な圱響を䞎
えない倚量の他の有機化合物、䟋えばオクタン、
デセン、テフテン、ベンれン、トル゚ン、ピリゞ
ン、ナオプン等のような垂販のアルキルベンれ
ン䞭に存圚するこずのあるような化合物を含有し
おもよい。 䟛絊混合物の酞玠分子成分がtert−ブチル゚チ
ルベンれンモル圓り玄0.2〜モルの量で存圚
するのが有利であり、0.8〜のモル比がも
぀ずも有利である。酞玠は空気、垂販の玔粋な酞
玠又は酞玠で富たせた空気ずしお䟛絊するこずが
できる。 䟛絊流䞭にガス状垌釈剀を含有するこずは有利
である。奜適な垌釈剀を䟋蚌するず、二酞化炭
玠、窒玠、氎蒞気及び垌ガスを個々に又は混合し
たものである。垌釈剀を通垞䟛絊流䞭tert−ブチ
ル゚チルベンれンモルあたり玄〜20モルの間
の量で適甚する。 気盞酞化脱氎玠法においお䜿甚される圧力は枛
圧、倧気圧又は過圧であ぀およい。気盞法の有利
な圧力は玄0.07〜13.6アトム〜200psiの間
である。 気盞法のための有利な反応噚は本発明のアルミ
ニりムカルシりムセリりム−燐酞塩觊媒組成
物を含有する固定床又は流動床の反応噚を包含す
る。工皋は連続的又は非連続的に行なうこずがで
き、觊媒は固定床又は流動システムのような皮々
の圢で存圚しおよい。 気盞法における䟛絊流の滞留時間すなわち、
觊媒接觊時間は玄0.5〜20秒の間で倉化し、有
利に平均しお玄〜15秒の間である。滞留時間は
25℃及び倧気圧に調敎した接觊時間に関連する。
接觊時間は觊媒床の容量空間を含むを垞枩垞
圧での䟛絊流の単䜍時間あたりの流量容量で分割
するこずにより蚈算される。 本発明方法の重芁な点は新芏な共沈アルミニり
ムカルシりムセリりム−燐酞塩觊媒組成物を
䜿甚するこずである。この觊媒はtert−ブチル゚
チルベンれンのtert−ブチルスチレン生成物ぞの
倉換の際高倉換率を有し、か぀ゞアルケニルベン
れンタむプの副生成物を党く生成しないか又はわ
ずかに生成するずいう特異な性質を瀺す。 觊媒組成物の金属原子比をアルミニりムカル
シりムセリりムの比玄〜20〜20の範
囲で倉化させおよい。燐酞塩成分は少なくずも觊
媒䞭の金属元玠の原子䟡を満たすために十分な量
で存圚する。 この觊媒はそれぞれアルミニりム、カルシりム
及びセリりム金属の氎溶性又は郚分的氎溶性化合
物の氎溶液を燐酞アンモニりムの氎溶液に加える
こずにより補造される。氎溶性又は郚分的氎溶性
化合物の䟋はアルミニりム、カルシりム及びセリ
りムの塩化物、硝酞塩及び硫酞塩である。 有利な実斜圢匏においおはアルミニりム、カル
シりム、セリりム及び燐酞塩化合物の生じた溶液
のPHを氎酞化アンモニりムのようなアルカリ性詊
薬で玄に調敎する。圢成された共沈殿物を回収
し、氎で掗浄し、也燥させる。 共沈生成物を玄〜24時間の間玄300〜600℃の
間の枩床で䞍掻性雰囲気䞭〓焌するならば觊媒組
成物の掻性は䞊昇するずいうこずが芋い出され
た。 前蚘共沈アルミニりムカルシりムセリりム
−燐酞塩組成物は觊媒自䜓ずしお䜿甚するこずも
できるし、又は該組成物を奜適な内郚垌釈剀又は
担持物質ず組み合わせお䜿甚するこずもできる。
この担持物質を觊媒補造の共沈圢成段階の間に組
み入れるのが有利である。 担持物質は本発明方法で䜿甚される条件に比范
的超耐熱性を有すべきである。奜適な担持物質材
料は(1)シリカ又はシリカゲル、炭化珪玠、クレ
ヌ、及び合成されたか又は倩然産の、酞凊理をさ
れおいるか又はされおいないもの䟋えばアタパル
ガス・クレヌ、チダむナ・クレヌ、珪藻土、挂垃
土、カオリン及びアスベストを包含する珪酞塩
(2)セラミツク、磁噚、粉砕粘土質煉瓊及びボヌキ
サむト(3)アルミナ、二酞化チタン、二酞化ゞル
コニりム、酞化クロム、酞化ベリリりム、酞化バ
ナゞりム、酞化セシりム、酞化ハフニりム、酞化
亜鉛、酞化モリブデン、酞化ビスムヌト、酞化タ
ングステン、酞化りラン、マグネシア、ボリア
boria、トリアthoria、シリカ−アルミナ、
シリカ−マグネシア、クロミア−アルミナ、アル
ミナ−ボリア及びシリカ−ゞルコニアのような超
耐熱性無機酞化物(4)倩然産又は合成のモルデン
沞石及び又はホヌゞダサむトのような氎玠型又
は倚䟡カチオンで凊理された結晶性沞石型アルミ
ノ−珪酞塩及び(5)MgAl2O4、FeAl2O4、
ZnAl2O4、MnAl2O4、CaAl2O4及び匏MO・
Al2O3ここでは原子䟡を有する金属である
を有する他の類䌌化合物のようなスピネルであ
る。 本発明に適甚される觊媒は顆粒、ペレツト、抌
出物、粉末、錠剀、繊維状、又は他の有利な物理
的な圢であ぀おもよい。 本明现曞の有利な觊媒組成物は匏 Al5〜20Ca5〜20Ce1pO4x 〔匏䞭、は金属組成物の原子䟡を満たすために
十分な数倀である〕に盞圓するものである。 本発明の有利な觊媒組成物はC3〜C10アルケン、
C4〜C10シクロアルケン及びC2〜C6アルキル芳銙
族化合物のような炭化氎玠化合物の酞化脱氎玠の
ために適甚され、か぀これはtert−ブチル゚チル
ベンれン及び゚チルトル゚ンの緩和な酞化条件䞋
での酞化脱氎玠のために特に有利である。 本発明の前蚘アルミニりムカルシりムセリ
りム−燐酞塩觊媒組成物䞭のセリりム金属成分の
存圚は觊媒の反応性を高めるず思われ、アルミニ
りム金属成分の存圚は摩耗抵抗を付䞎し、炭化氎
玠の酞化脱氎玠条光䞋での觊媒の寿呜を䌞ばす。 次に実斜䟋に぀き本発明を詳现に説明する。反
応成分及び他の特定な成分は兞型的なものずしお
蚘茉されおおり、本発明の範囲内においお前述の
事柄を考慮しお皮々の改倉を誘導するこずができ
る。 䟋  溶液を氎150ml䞭に硝酞アルミニりム25
〔0.07モル、AlNO23・9H2O〕、硝酞カルシり
ム16〔0.07モル、CaNO32・4H2O〕及び硝
酞セリりム〔0.007モル、Ce
NO33・6H2O〕を溶かすこずにより補造す
る。この溶液をPH7.6を有する二塩基性燐酞ア
ンモニりム氎溶液〔0.3M、NH42HPO4〕150
mlず混合する。生じた混合溶液のPHを氎酞化ア
ンモニりムでPHにあわせる。 この溶液を沞点に加熱し、玄時間の間この
枩床に保持し、次いで宀枩に冷华する。沈殿し
た固䜓材料を濟過により分離する。回収した沈
殿を氎で掗浄し、次いで真空炉䞭120℃で也燥
させる。也燥した固䜓を窒玠雰囲気䞋で時間
550℃で〓焌する。  〓焌した固䜓の郚を粉砕し、篩にかけおメ
ツシナ巟10〜20の範囲ずする。觊媒cm3量を電
気的に加熱された反応噚に装入し、この反応噚
を玄450℃の枩床に加熱する。 空気流10ml分及びtert−ブチル゚チルベン
れン流メタ察パラの比は97ml時間
を反応噚の入口に導びく。反応噚からの流出流
を集め、生じた液䜓成分を集めガスクロマトグ
ラフむヌ質量分析システムにより分析する。 tert−ブチル゚チルベンれンのモル倉換率
は45.6であり、tert−ブチルスチレンぞのモル
遞択性は86.4である。ゞアルケニルベンれ
ンの比遞択的収率は玄0.03モルより小さい。 アルミニりムカルシりムセリりム−燐酞
塩觊媒が金属成分CeよりむしろCe
を含有しおいるならば、ゞアルケニルベンれン
副生成物の収率は䞊昇する傟向にある。 䟋 アルミニりムカルシりムセリりム−燐酞塩
觊媒を䟋ず同様に補造し、化孊成分のその比率
で倍増加量を䜿甚する。 觊媒組成䞭の金属の原子比はAlCaCe
9.89.6の比である。 觊媒粉末10〜20メツシナ100cm3郚を長さ73
cm24むンチ及び巟1.3cm0.5むンチのステ
ンレス・スチヌル・パむプである反応噚に装入す
る。反応噚及び䟛絊管の郚を溶融塩济に浞す。 空気玄400〜800ml分及び窒玠500〜1000ml
分から成るガス流ず䞀緒に玄30〜120ml時間の
間で倉化する量のtert−ブチル゚チルベンれンを
反応噚に䟛絊する。コンデンサヌからの液䜓生成
物及び流出ガスの詊料を倉換率及び遞択性の結果
を蚈算するために䜿甚する。実隓からの反応条
件及びデヌタヌ結果を次の衚にたずめる。
【衚】 ン

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  tert−ブチルスチレンを補造するために、
    tert−ブチル゚チルベンれン及び酞玠を含有する
    䟛絊流を気盞でアルミニりムカルシりムセリ
    りム−燐酞塩から成る觊媒ず接觊させるこずを特
    城ずするtert−ブチルスチレンの補法。  酞化脱氎玠条件䞋にtert−ブチルスチレンを
    補造するために、tert−ブチル゚チルベンれン及
    び酞玠の䟛絊混合物を玄350℃〜650℃の間の範囲
    の枩床で共沈アルミニりムカルシりムセリり
    ム−燐酞塩觊媒ず接觊させるこずによりなり、こ
    こでtert−ブチルスチレンぞの倉換遞択性が少な
    くずも80モルであり、ゞアルケニルベンれンぞ
    の倉換遞択性が本質的にモルであるこずを特
    城ずするtert−ブチルスチレンの補法。  䟛絊混合物がtert−ブチル゚チルベンれン
    モル圓り分子酞玠玄0.2〜モルを含有する特蚱
    請求の範囲第項蚘茉の方法。  䟛絊混合物がガス状䞍掻性垌釈剀を含有する
    特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  䟛絊混合物が窒玠及び又は二酞化炭玠及
    び又は氎蒞気をガス状䞍掻性垌釈剀ずしお含有
    する特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  䟛絊流ず觊媒ずの接觊時間は玄0.5〜20秒の
    間の範囲である特蚱請求の範囲第項蚘茉の方
    法。  それぞれアルミニりム、カルシりム及びセリ
    りム金属元玠は玄〜20〜20の原子比で
    觊媒䞭に存圚し、燐酞塩成分は金属元玠の原子䟡
    を満たすために十分な量で觊媒䞭に存圚する特蚱
    請求の範囲第項蚘茉の方法。  アルミニりムカルシりムセリりム−燐酞
    塩觊媒が担持物質䞊に担持されおいる特蚱請求の
    範囲第項蚘茉の方法。  ビニルトル゚ンを補造するために゚チルトル
    ゚ン及び酞玠を含有する䟛絊流を気盞でアルミニ
    りムカルシりムセリりム−燐酞塩から成る觊
    媒ず接觊させるこずを特城ずするビニルトル゚ン
    の補法。  ビニルトル゚ンぞの倉換遞択性が少なくず
    も80モルである特蚱請求の範囲第項蚘茉の方
    法。  酞化脱氎玠反応に応甚される共沈觊媒組成
    物においお、この觊媒組成物が匏 Al5〜20Ca5〜20Ce1PO4x 〔匏䞭、は觊媒䞭の金属元玠の原子䟡を満たす
    ために十分な数倀を衚わす〕に盞応するこずを特
    城ずする酞化脱氎玠反応のための觊媒組成物。  セリりム金属が実質䞊プラス䞉䟡の状態で
    ある特蚱請求の範囲第項蚘茉の組成物。  担持物質ず組み合わさ぀おいる特蚱請求の
    範囲第項蚘茉の組成物。
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