JPH0259812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパラエチルトルエンの製造方法に関
し、詳しくは特定の触媒の存在下でトルエンとエ
チレンを反応させることにより、高い選択率にて
パラエチルトルエンを効率よく製造する方法に関
する。 パラエチルトルエンは、脱水素するだけの簡単
な工程で、樹脂原料や不飽和ポリエステル硬化剤
として有用なパラメチルスチレンに変換すること
ができる。そのため、従来から様々なパラエチル
トルエンの製造方法が知られており、その一つと
してZSM−５などのゼオライト触媒を用いて、
トルエンとエチレンからパラエチルトルエンを製
造する方法（特開昭53−12816号公報）が開発さ
れている。しかし、この場合パラエチルトルエン
は平衡組成に近い33％程度の生成比率でしか得ら
れず、このようにパラ体の生成比率が低いと、メ
チルスチレンに変換する際、オルト体が環状化す
るため、生産性の低下を招くという問題があつ
た。 本発明者らは上記従来技術の問題点を克服し、
パラエチルトルエンを高い選択率にて製造する方
法を開発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、触
媒として結晶性硼珪酸あるいは酸化珪素を担持し
た結晶性硼珪酸を用いることにより目的を達成し
うることを見出し、本発明を完成した。すなわち
本発明は、触媒の存在下でトルエンとエチレンを
反応させてパラエチルトルエンを製造するにあた
り、触媒として結晶性硼珪酸あるいは酸化珪素を
担持した結晶性硼珪酸を用いることを特徴とする
パラエチルトルエンの製造方法を提供するもので
ある。 本発明に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。これらの結晶性硼珪酸を調製するには種々の
方法があるが、一般には各種シリカ源、硼素源お
よび結晶化剤を水性媒体に加えて、水熱反応する
ことにより結晶性硼珪酸の塩を得、次いでこれを
焼成することにより調製することができる。次
に、その１例を示す。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プロマイド
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塩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。 本発明の方法ではこのようにして調製された結
晶性硼珪酸塩を通常600〜1000℃にて焼成処理し
た後に触媒として用いることにより、トルエンと
エチレンからパラエチルトルエンを高い選択率に
て製造する。 また本発明の方法では、上記の結晶性硼珪酸に
代えて酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸を触媒と
して用いることも有効である。この酸化珪素を担
持した結晶性硼珪酸を調製するには、通常は上記
の結晶性硼珪酸に各種の方法により酸化珪素を担
持すればよい。例えばテトラエチルシリケート、
テトラメチルシリケートなどのアルキルシリケー
ト、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロル
シランなどのオルガノシラン、あるいはジフエニ
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のシリコーンに代表される有
機珪素化合物に結晶性硼珪酸を含浸させて焼成す
れば、無定形の酸化珪素の担持した結晶性硼珪酸
が得られる。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、様々な方法が
あるが、一般に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。 さらに結晶性硼珪酸に酸化珪素を担持する別の
方法としては、結晶性硼珪酸を結晶性の酸化珪素
の外殻にて覆う方法が考えられる。この方法を具
体的に示せば、まず前記した結晶性硼珪酸塩を内
核部分として用い、これを珪酸ソーダ、シリカゾ
ル、無水珪酸（例えばアエロジル）、石英等の珪
素化合物を含む水溶液に加え、さらに必要に応じ
てテトラアルキルアンモニウムハライド等の結晶
化剤を加えて水熱反応を行ない、さらに硝酸アン
モニウム水溶液で処理し、その後常法により乾
燥、焼成を行なえば所望する結晶性硼珪酸、つま
り、結晶性の酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸が
得られる。 本発明の方法によれば、上述した結晶性硼珪酸
あるいは酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸を触媒
として用い、トルエンとエチレンを原料としてパ
ラエチルトルエンが製造される。この反応の際の
条件としては特に制限はなく各種状況に応じて適
宜定めればよいが、例えば反応温度200〜600℃、
好ましくは300〜500℃、反応圧力常圧〜30Kg/cm²
Ｇ、好ましくは常圧〜10Kg/cm²Ｇ、重量空間速度
（WHSV）0.1〜100hr^-1、好ましくは１〜20hr^-1
とする。また原料化合物であるトルエンとエチレ
ンの比は、トルエン／エチレン（モル比）＝１／
10〜20／１、好ましくは１／２〜５／１である。 叙上の如き本発明の方法によれば、エチルトル
エンを高収率で製造できると同時に、パラエチル
トルエンの選択率が極めて高い。従つて本発明の
方法は、樹脂原料や硬化剤として有用なパラメチ
ルスチレンの製造原料であるパラエチルトルエン
の効率のよい製造方法として、工業的に利用価値
の高いものである。 次に本発明を実施例に基いてさらに詳しく説明
する。 実施例 １ (1) 触媒の調製 酸化硼素1.34ｇを水250mlに溶解させ、さら
に濃硫酸17.68ｇおよびテトラ−ｎ−プロピル
アンモニウムブロマイド26.32ｇを溶解してＡ
液とし、水ガラス（Ｊ珪酸ソーダ３号：日本化
学工業(株)製）211.1ｇを水250mlに溶解させてＢ
液とし、さらに塩化ナトリウム79.0ｇを水122
mlに溶解させてＣ液とした。 次いで、Ａ液とＢ液を室温において10分間に
わたり同時にＣ液に滴下した。得られた混合液
をオートクレーブに入れて反応温度170℃で20
時間加熱処理した。ついで、オートクレーブの
内容物を過し、固形物を洗浄後、120℃で12
時間乾燥させた。さらに550℃で６時間焼成し
てナトリウム型結晶性硼珪酸を56ｇ得た。 次に、得られたナトリウム型結晶性硼珪酸30
ｇ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、冷却して静
置し、上澄をデカンテーシヨンにより除去し
た。さらに還流・デカンテーシヨンの操作を３
回繰り返した後、過、洗浄して、120℃で12
時間乾燥して、アンモニウム型結晶性硼珪酸の
粉末29.5ｇを得た。 さらに、このアンモニウム型結晶性硼珪酸に
焼成後のアルミナ含量が20重量％となるように
バインダーのアルミナゾルを加えてペレツト成
形し、120℃で16時間乾燥し、ついで550℃で６
時間焼成して触媒を得た。 (2) トルエンとエチレンの反応 上記(1)で得られた触媒２ｇを常圧固定床流通
式反応管に充填し、反応温度450℃、トルエン
のWHSV 7hr^-1、原料の供給割合をトルエ
ン／エチレン＝3.88／１（モル比）として、反
応を行なつた。反応の結果を第１表に示す。 実施例 ２ (1) 触媒の調製 実施例１(1)で得られた触媒を900℃で２時間
焼成処理し、この焼成物を触媒とした。 (2) トルエンとエチレンの反応 実施例１(2)において、触媒として上記(1)で得
られたものを用いたこと以外は実施例１(2)と同
様に反応を行なつた。反応の結果を第１表に示
す。 実施例 ３ (1) 触媒の調製 実施例１(1)で得られた触媒５ｇをシリコーン
（東レシリコーン(株)製：商品名SH−710、粘度
475〜525cst（25℃））0.6ｇをｎ−ヘキサン50ml
に溶解した溶液に加えて、室温で24時間、浸漬
処理した。 次いで、蒸発乾固し、120℃で14時間乾燥し、
550℃で５時間焼成した。さらにこの焼成粉末
に、焼成後のアルミナ含量が20重量％となるよ
うにバインダーとしてアルミナゾルを加えて成
形し、120℃で16時間乾燥後、550℃で６時間焼
成して触媒を得た。 (2) トルエンとエチレンの反応 実施例１(2)において、触媒として上記(1)で得
られたものを用いたこと以外は実施例１(2)と同
様に反応を行なつた。反応の結果を第１表に示
す。 実施例 ４ (1) 触媒の調製 実施例１(1)で得られたアンモニウム型結晶性
硼珪酸の粉末を550℃で６時間焼成して得たプ
ロトン型の結晶性硼珪酸９ｇをエチルオルトシ
リケート50ｇに加えて８時間還流した。ついで
過、洗浄し、120℃で８時間乾燥して550℃で
６時間焼成した。この焼成粉末に焼成後のアル
ミナ含量が20重量％となるようにバインダーの
アルミナゾルを加えて成形し、120℃で16時間
乾燥し、550℃で６時間900℃で２時間焼成して
触媒を得た。 (2) トルエンとエチレンの反応 実施例１(2)において、触媒として上記(1)で得
られたものを用いること以外は実施例１(2)と同
様にして反応を行なつた。結果を第１表に示
す。 実施例 ５ (1) 触媒の調製 酸化硼素0.64ｇを水112.5mlに溶解し、さら
に濃硫酸7.92ｇおよびテトラ−ｎ−プロピルア
ンモニウムブロマイド11.8ｇを溶解してＡ液と
し、水ガラス（実施例１と同じ）95ｇを水
112.5mlに溶解してＢ液とし、さらに塩化ナト
リウム35.6ｇを水55mlに溶解してＣ液とした。
これらＡ液とＢ液を室温にて10分間にわたり同
時にＣ液に滴下した。得られた混合液を１時間
煮沸したのち、オートクレーブに入れて反応温
度170℃で13時間加熱処理し、過して固体生
成物を得た。 つぎに水酸化ナトリウム2.05ｇおよびテトラ
−ｎ−プロピルアンモニウムブロマイト23.8ｇ
を水150mlに溶解してＤ液とし、またシリカゾ
ル水溶液（商品名、スノーテツクス−Ｓ、日産
化学(株)製）91.6ｇを水111mlに溶解してＥ液と
した。これらＤ液とＥ液を室温において10分間
にわたり同時に水700ml中に滴下した。 ここで得られた混合液に、上記固体生成物を
加えてオートクレーブに入れ、反応温度170℃
で48時間加熱処理した。ついでオートクレーブ
内容物を過・洗浄後、120℃で12時間乾燥さ
せた。さらに550℃で６時間焼成して、結晶性
硼珪酸を内殻とし、結晶性酸化珪素を外殻とす
るナトリウム型ゼオライト52.4ｇを得た。 さらに、このナトリウム型ゼオライト30ｇを
５倍重量の１規定硝酸アンモニウム水溶液に加
えて、８時間還流した。ついで、冷却して静置
し、上澄をデカンテーシヨンにより除去した。
さらにこの還流・デカンテーシヨンの操作を３
回繰り返した後、過・洗浄して120℃で12時
間乾燥して、結晶性硼珪酸を内殻とし、結晶性
酸化珪素を外殻とするアンモニウム型のゼオラ
イト29.7ｇを得た。 このナトリウム型のゼオライトに焼成後のア
ルミナ含量が20重量％となるようにバインダー
としてアルミナゾルを加えて成形し、120℃で
16時間乾燥し、550℃で６時間、さらに900℃で
２時間焼成することによつて、結晶性硼珪酸を
内殻とし、結晶性酸化珪素を外殻とする触媒を
得た。 (2) トルエンとエチレンの反応 実施例１(2)において、触媒として上記(1)で得
られた触媒を用いたこと以外は実施例１(2)と同
様にして反応を行なつた。結果を第１表に示
す。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 触媒の存在下でトルエンとエチレンを反応さ
   せてパラエチルトルエンを製造するにあたり、触
   媒として結晶性硼珪酸を用いることを特徴とする
   パラエチルトルエンの製造方法。 ２ 触媒の存在下でトルエンとエチレンを反応さ
   せてパラエチルトルエンを製造するにあたり、触
   媒として酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸を用い
   ることを特徴とするパラエチルトルエンの製造方
   法。 ３ 酸化珪素が無定形もしくは結晶性のものであ
   る特許請求の範囲第２項記載の方法。