JPH0123448B2 - - Google Patents

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JPH0123448B2
JPH0123448B2 JP57215511A JP21551182A JPH0123448B2 JP H0123448 B2 JPH0123448 B2 JP H0123448B2 JP 57215511 A JP57215511 A JP 57215511A JP 21551182 A JP21551182 A JP 21551182A JP H0123448 B2 JPH0123448 B2 JP H0123448B2
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JP
Japan
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borosilicate
catalyst
hours
crystalline
solution
Prior art date
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JP57215511A
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English (en)
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JPS59107921A (ja
Inventor
Yoshihiro Oda
Haruhito Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
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Priority to US06/541,664 priority patent/US4491678A/en
Priority to EP83110310A priority patent/EP0106342B1/en
Priority to DE8383110310T priority patent/DE3377793D1/de
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Publication of JPH0123448B2 publication Critical patent/JPH0123448B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は新規な結晶性硼珪酸を主成分とする触
媒を用いてp−キシレンを効率よく製造する方法
に関する。 従来から結晶性硼珪酸は種々の反応の触媒もし
くは触媒担体として用いうることが知られている
(特開昭53−55500号公報、同55−7598号公報、同
56−84313号公報など)。例えば特開昭53−55500
号公報にはアルキルアンモニウム、ニツケルある
いはナトリウム等を含む結晶性硼珪酸が開示され
ており、これによれば混合キシレンを異性化して
p−キシレンを得ることができる。 しかし、上述した従来技術では、p−キシレン
の選択率が充分でなく、実用には未だ不適当なも
のであつた。 本発明者らは、p−キシレンの製造や高オクタ
ン価ガソリンの製造に適した全く新たな結晶性硼
珪酸を開発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、
結晶性硼珪酸に酸化珪素を担持したものが、各種
有機化合物、特に炭化水素類の転化反応の触媒と
して、極めて有効であることを見出し、本発明を
完成するに至つた。 すなわち本発明は、酸化珪素を担持した結晶性
硼珪酸を主成分とする触媒の存在下で、トルエン
とメタノールを反応させることを特徴とするp−
キシレンの製造方法をも提供するものである。 本発明に用いる酸化珪素を担持した結晶性硼珪
酸は全く新たなものであり、従来から結晶性アル
ミノシリケートゼオライトに酸化珪素を担持した
ものは知られていたが、本発明のように結晶性硼
珪酸に酸化珪素を担持した構成のものは今までに
全く知られていないものである。この酸化珪素を
担持した結晶性硼珪酸は、ニツケル、ナトリウム
等の金属を担持した結晶性硼珪酸や酸化珪素を担
持した結晶性アルミノシリケートゼオライトに比
べ、炭化水素類等の有機化合物の転化反応、特に
トルエンをメチル化してキシレン、とりわけp−
キシレンを製造する反応の触媒として好適に使用
でき、より高い触媒活性を示す。 本発明に用いる酸化珪素を担持した結晶性硼珪
酸は、様々な方法により製造することができ、い
ずれの方法によるものでも差支えない。しかし、
結晶性硼珪酸に有機珪素化合物を含浸せしめ、し
かる後に焼成する方法が好ましい。ここで原料と
して用いる結晶性硼珪酸は各種のものをあげるこ
とができ、例えば特開昭53−55500号公報、特開
昭55−7598号公報、特開昭56−84313号公報、特
開昭57−123817号公報、特開昭57−129820号公報
などに記載の結晶性硼珪酸をあげることができ
る。これらの硼珪酸を調製するには種々の方法が
あるが、たとえばアンモニウム型の結晶性硼珪酸
は一般に次のように調製される。すなわち、まず
硼酸、濃硫酸およびテトラプロピルアンモニウム
ブロマイドを含む水溶液(溶液A)、酸化珪素、
酸化ナトリウムおよび水からなる水ガラスの水溶
液(溶液B)、塩化ナトリウム水溶液(溶液C)
をそれぞれ調製し、この溶液AおよびBを溶液C
に滴下し、必要に応じて混合液のPHを調整し、こ
れをオートクレーブ中で加熱する。その後、冷
却、洗浄、乾燥および焼成の過程を経て、結晶性
硼珪酸ナトリウムが得られる。さらに得られた結
晶性硼珪酸ナトリウムを硝酸アンモニウム水溶液
と処理してアンモニウム型の硼珪酸が得られる。
このようにして得られる硼珪酸は粉末状のもので
あるが、これにアルミナゾル等のバインダーを加
えて成形することもできる。 次に、上記結晶性硼珪酸に含浸すべき有機珪素
化合物としては、含浸後焼成した際に酸化珪素に
変換しうるものであれば各種のものが使用可能で
あるが、一般にはオルガノシラン、アルキルシリ
ケートあるいはシリコーンなどが用いられる。そ
のうち特にエチルシリケート、ジフエニルシリコ
ーン、メチルフエニルシリコーン、ジメチルシリ
コーンなどが好ましい。これらの有機珪素化合物
を結晶性硼珪酸に含浸せしめるにあたつては、様
様な方法があるが、通常は、上記有機珪素化合物
をn−ヘキサン等の不活性有機溶媒に溶解せし
め、この溶液に結晶性硼珪酸を浸漬せしめる方法
によればよい。この際、結晶性硼珪酸に含浸せし
める有機珪素化合物の量は、各種条件に応じて適
宜定めればよく、特に制限されないが、通常は焼
成後の酸化珪素の担持量が結晶性硼珪酸に対して
0.05〜50(重量比)、好ましくは1〜25(重量比)
とすべきである。 このようにして得られた酸化珪素を担持した結
晶性硼珪酸はそのままあるいは必要に応じてアル
ミナゾルをバインダーとして加えて成形したもの
を触媒として用いれば、トルエンとメタノールを
反応させてp−キシレンを高収率にて製造するこ
とができる。 上記触媒を使用するに際しては流通式、バツチ
式のいずれの方法においても有効であり、トルエ
ンとメタノールの共存系に存在させることによ
り、p−キシレンを高い選択率にて製造すること
ができる。ここで上記触媒を用いてトルエンとメ
タノールからp−キシレンを製造するにあたつて
は、その反応条件は適宜選定すればよいが、通常
は反応温度200〜700゜C、好ましくは400〜650゜、
圧力0〜100Kg/cm2G、好ましくは0〜10Kg/cm2
Gとし、重量空間速度(WHSV)は1〜
1000hr-1、好ましくは1〜200hr-1とし、またト
ルエンとメタノールの使用割合はトルエン/メタ
ノール=1/5〜20/1(モル比)、好ましくは
1/1〜10/1(モル比)である。なお反応雰囲
気下に水素ガスを共存させれば、さらに触媒の活
性が長時間維持される。 次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明
する。 参考例 (硼珪酸の調製) 硼酸2.38g、濃硫酸17.68gおよびテトラプロ
ピルアンモニウムブロマイド26.32gを水250mlに
加えた溶液Aと、水ガラス(組成酸化珪素28.95
重量%、酸化ナトリウム9.40重量%、水61.65重
量%)211.1gを水250mlに加えた溶液Bをそれぞ
れ調製した。次いで溶液AおよびBを塩化ナトリ
ウム79.0gを水122mlに加えてなる溶液に室温に
て10分間にわたつて同時に滴下した。得られた混
合液は硫酸を用いてPH9.5に調整した。さらにこ
の溶液をオートクレーブに入れて、反応温度
170゜Cで20時間加熱処理した。冷却下、オートク
レーブ内容物を濾過し、得られた固形物を洗浄し
た後、120゜Cで6時間乾燥した。さらに550℃で8
時間焼成することにより、結晶性硼珪酸ナトリウ
ム50gが得られた。 次にこの結晶性硼珪酸ナトリウム30gを5倍重
量の1規定硝酸アンモニウム水溶液に加え8時間
還流した。その後冷却、静置して上澄み液をデカ
ンテーシヨンにより除いた。還流、デカンテーシ
ヨンの操作を3回繰り返した後、内容物を濾過、
洗浄し、120℃で10時間乾燥してアンモニウム型
硼珪酸29.5gを得た。 このようにして得られた粉末状アンモニウム硼
珪酸にバインダー含量が20重量%となるようにア
ルミナゾルを加えて成形し、120℃で4時間乾燥
を行ない、550℃で6時間焼成した。得られた硼
珪酸は組成がSiO2/B2O3=50(重量比)であつ
た。この硼珪酸を触媒とする。 製造例 1 シリコーン(信越化学(株)製、商品名KF−54、
粘度400cSt(25℃)、主成分ジフエニルシリコー
ン)1.2gをn−ヘキサン100mlに溶解した溶液
に、上記参考例で得られたアンモニウム型硼珪酸
5gを加え、室温で24時間浸積処理した。その
後、蒸発乾固して120℃で10時間乾燥し、さらに
600℃で5時間焼成した。 次いでこの粉末にバインダー含量が20重量%と
なるようにアルミナゾルを加え成形した後、120
℃で5時間乾燥し、さらに600℃で4時間焼成し
て触媒を得た。この触媒を触媒とする。 製造例 2 製造例1において、シリコーンとして東レシリ
コーン(株)製、商品名SHー710、粘度475〜525cSt
(25℃)、主成分メチルフエニルシリコーンである
シリコーンを用いたこと以外は、製造例1と同様
の操作を行なつて触媒を得た。この触媒を触媒
とする。 製造例 3 製造例1において、シリコーンとして東レシリ
コーン(株)製、商品名SHー200、粘度100cSt(25
℃)、主成分ジメチルシリコーンであるシリコー
ンを用いたこと以外は、製造例1と同様の操作を
行なつて触媒を得た。この触媒を触媒とする。 製造例 4 上記参考例で得られたアンモニウム型硼珪酸を
550℃で6時間焼成し、プロトン型硼珪酸として
このプロトン型硼珪酸9gを、テトラエチルシリ
ケート50gに加え8時間還流した。内容物を濾過
しn−ヘキサンで洗浄し120℃で8時間乾燥して、
さらに550℃で6時間焼成した。 このようにして得られた粉末にバインダー含量
が20重量%となるようにアルミナゾルを加え成形
した。その後120℃で5時間乾燥し、さらに900℃
で3時間焼成して触媒を得た。この触媒をとす
る。 製造例 5 エチルオルトシリケート0.88gをn−ヘキサン
60mlに溶解した溶液に、上記参考例で得られたア
ンモニウム型硼珪酸5gを加え、室温で24時間浸
漬処理した。その後蒸発乾固して120℃で10時間
乾燥し、さらに600℃で5時間焼成した。次いで
得られた粉末5gを、シリコーン(東レシリコー
ン(株)製、商品名SH−200、粘度100cSt(25℃)、主
成分ジメチルシリコーン)1.2gをn−ヘキサン
100mlに溶解した溶液に加え、室温で24時間浸漬
処理した。その後蒸発乾固して120℃で10時間乾
燥し、さらに600℃で5時間焼成した。このよう
にして得られた粉末にバインダー含量が20重量%
となるようにアルミナゾルを加え成形した後、
120℃で5時間乾燥し、しかる後に600℃で4時間
焼成して触媒を得た。この触媒を触媒とする。 実施例 常圧固定床流通式反応管に、所定の触媒を2g
充填し反応温度を600℃に保ち、重量空間速度
(WHSV)9.2hr-1、トルエンとメタノールを4:
1(モル比)の割合で導入して所定時間反応を行
なつた。結果を第1表に示す。
【表】
【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸を主成分と
    する触媒の存在下で、トルエンとメタノールを反
    応させることを特徴とするp−キシレンの製造方
    法。
JP57215511A 1982-10-19 1982-12-10 p―キシレンの製造方法 Granted JPS59107921A (ja)

Priority Applications (4)

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JP57215511A JPS59107921A (ja) 1982-12-10 1982-12-10 p―キシレンの製造方法
US06/541,664 US4491678A (en) 1982-10-19 1983-10-13 Process for the production of para-xylene
EP83110310A EP0106342B1 (en) 1982-10-19 1983-10-15 Process for the production of para-xylene
DE8383110310T DE3377793D1 (en) 1982-10-19 1983-10-15 Process for the production of para-xylene

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