JPH05504332A - Selective jetylation of naphthalene to 2,6-diethylnaphthalene - Google Patents
Selective jetylation of naphthalene to 2,6-diethylnaphthaleneInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 l吸二五且 ナフタレンの2.6−ジニチルナフタレンへの選択的ジエチル化隆止上皇 これは1989年10月17日に出願された、米国特許出願第No、 07/4 22.784号の一部継続出願であり、元の出願の全部はここに参考として組み 込まれている。[Detailed description of the invention] l suck 25 and Selective diethylation of naphthalene to 2,6-dinithylnaphthalene This is US Patent Application No. 07/4, filed on October 17, 1989. 22.784, the entire original application is incorporated herein by reference. It's included.
&肚旦立旦 本発明は、ナフタレン化合物のアルキル化による、2.6−ジニチルナフタレン の製造に関する。我々は、ある種の酸性ゼオライト触媒(例えばZSM−12, 5APO−11、およびEU−1)が、コノ異性体の収量を、最大にするのに使 用し得る事を発見した。&Sudan Standing The present invention provides 2,6-dinithylnaphthalene by alkylation of naphthalene compounds. related to the manufacture of We use certain acidic zeolite catalysts (e.g. ZSM-12, 5APO-11, and EU-1) were used to maximize the yield of the cono isomer. I discovered something that can be used.
この異性体は、 2,6−ジカルボキシナフタレンの前駆体として有用であり、 2.6−ジカルボキシナフタレンは、ポリエステルフィルムを製造するために、 重要なモノマーである。This isomer is useful as a precursor for 2,6-dicarboxynaphthalene, 2.6-Dicarboxynaphthalene can be used to produce polyester films. It is an important monomer.
良豆亘青1 2.6−ジカルボキシナフタレン化合物は、ポリエステルフィルムのための前駆 体として使われる重要なモノマーである。Good beans Wataru Blue 1 2.6-dicarboxynaphthalene compounds are precursors for polyester films It is an important monomer used as a body.
従って、2.6−ジカルボキシナフタレンの安価な供給源の探索は、熱心な研究 対象であった。Therefore, the search for inexpensive sources of 2,6-dicarboxynaphthalene has been the subject of intense research. It was a target.
芳香族アルキル化合物は、類似の芳香族カルボン酸に転換できる。これは、コバ ルト、マンガンおよび臭化物塩の様々な触媒混合物を用いて、酢酸溶媒の中でフ リーラジカル酸化する事により行われる。この技術は、p−キシレンをテレフタ ル酸に変換する際に商業的に用いられている。アルキル基がエチルまたはイソプ ロピルのいずれかであるアルキル芳香族は、同一、または類似の触媒システムを 用いて、相当するカルボン酸に酸化され得る。Aromatic alkyl compounds can be converted to analogous aromatic carboxylic acids. This is Koba Fluid in acetic acid solvent using various catalyst mixtures of manganese, manganese and bromide salts. This is done by oxidizing radicals. This technology converts p-xylene into terephthalate. It is used commercially in converting it to acid. If the alkyl group is ethyl or isopropyl Alkylaromatics that are either lopyls may be used with the same or similar catalyst system. can be oxidized to the corresponding carboxylic acid using
ジアルキルナフタレンの特定の異性体の選択的合成は、多くの研究グループの研 究対象であった。1988年10月5日に出願された本出願人による米国特許出 願第254.284号には、12員環ゼオライト触媒の特定群を用いた2、6− ジイツブロピルナフタレンの調製が述べられている。The selective synthesis of specific isomers of dialkylnaphthalenes has been the focus of many research groups. was the subject of research. U.S. patent application filed by the applicant on October 5, 1988 Application No. 254.284 discloses 2,6- The preparation of diitubropylnaphthalene is described.
ヨーロッパ特許出願第317.907号、およびそれに対応する米国特許第4. 891.448号には、ダウケミカル カンパニー(DotChemical Con+pany>が、バラ異性体の製造の為に、酸性モルデナイトゼオライト (acidic ll1ordenite zeolite)触媒を使用する事 を教示している。このバラ異性体は、サーモトロピック液晶ポリマーの調製に有 用である。ドイツ特許出願No、 DE370、3291Aは、メタノールおよ びナフタレン、または2−メチルナフタレンを2.6−シメチルナフタレンに変 換する為の好適な触媒としてZSM−5の使用を開示し、かつ請求の範囲に記載 している。European Patent Application No. 317.907 and corresponding U.S. Patent No. 4. 891.448, the Dow Chemical Company (DotChemical Con+pany> is acidic mordenite zeolite for the production of rose isomers. (acidic ll1ordenite zeolite) using a catalyst is taught. This rose isomer is useful for the preparation of thermotropic liquid crystal polymers. It is for use. German patent application No. DE 370, 3291A is based on methanol and or 2-methylnaphthalene to 2,6-dimethylnaphthalene. Discloses and claims the use of ZSM-5 as a suitable catalyst for converting are doing.
日本特許出願第63−211243号には、2−メチルナフタレンは、非形状選 択性固体酸触媒を用いてプロピレンでアルキル化され得、高収量で2−メチル6 −イツプロビルナフタレンを生じる事が教示されている。Japanese Patent Application No. 63-211243 states that 2-methylnaphthalene is can be alkylated with propylene using a selective solid acid catalyst to form 2-methyl 6 in high yield. - It is taught to produce ituprovir naphthalene.
米国特許第4.813.385号は、トランスアルキル化プロセスによる2、6 −ジニチルナフタレンの選択的製造を示している。この反応は、ナフタレンまた は2−エチルナフタレンの少なくとも一方と、エチル化剤として一回の反応にお いて1モル当り、1モルから約10モル程度の1.4−ジエチルベンゼン、1. 2.4−トリエチルベンゼン、テトラエチルベンゼンの少なくとも一種、または ペンタエチルベンゼンの少なくとも一種とを液相接触する事を包含する。その際 、この反応は塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化タンタル、フッ化アン チモン、またはしlドオイル(red oil)で成る群から選択されるルイス 酸触媒の存在下で行われる。触媒は一回の反応において1モル当り約0.01か ら約1モル程度(レッドオイルについて、これは、レッドオイルの塩化アルミニ ウム含有量に基づく)導入され、次いで、約10℃から約100℃の温度範囲で 反応は行われる。U.S. Pat. No. 4,813,385 discloses that 2,6 by a transalkylation process - shows selective production of dinitylnaphthalene. This reaction is similar to naphthalene or is used as an ethylating agent in one reaction with at least one of 2-ethylnaphthalene. 1 mole to about 10 moles of 1,4-diethylbenzene per mole; 2. At least one of 4-triethylbenzene, tetraethylbenzene, or This includes liquid phase contact with at least one type of pentaethylbenzene. that time , this reaction involves aluminum chloride, aluminum bromide, tantalum chloride, and ammonium fluoride. Lewis selected from the group consisting of timone, or red oil. It is carried out in the presence of an acid catalyst. The catalyst is about 0.01 per mole in one reaction. (For red oil, this is about 1 mole of aluminum chloride in red oil.) um content) and then at a temperature range of about 10°C to about 100°C. The reaction takes place.
ある日本特許、つまり日本特許第51−6953号は、三菱化成株式会社に出願 されており、非形状選択性触媒AlCl3を用いたナフタレンのジエチル化につ いて述べている。エチル化反応は触媒の接触下で135℃にて9時間にわたって 行われる。2.6−ジニチルナフタレンの望ましい収量は、全シアルキレート生 成物中17%と20%との間である。2.6/2.7ジエチルナフタレン異性体 の比率は約1であることが確認された。この結果はこの分野に伝わる他の成果と 一致する。A certain Japanese patent, namely Japanese Patent No. 51-6953, was filed with Mitsubishi Kasei Corporation. The diethylization of naphthalene using a non-shape-selective catalyst, AlCl3, has been It is stated that The ethylation reaction was carried out for 9 hours at 135°C in contact with a catalyst. It will be done. The desired yield of 2.6-dinithylnaphthalene is between 17% and 20% in the composition. 2.6/2.7 diethylnaphthalene isomer It was confirmed that the ratio was approximately 1. This result is in line with other achievements in this field. Match.
さらに特定すると、ジイソプロピルナフタレンをH造する先行技術は、非形状選 択性触媒(平衡状態で操作された場合)が与える2、 6/2.7の比率は約1 である事、および2.6異性体の量は全アルキル化合物存在量の39%を越えな い事を示す。全シアルキレート混合物が約20%の2.6−ジエチルナフタレン 異性体を含有するという所見は理にかなっていると考えられる。More specifically, the prior art for H-forming diisopropylnaphthalene is Selective catalysts (when operated at equilibrium) give a ratio of 2,6/2.7 of approximately 1 and the amount of the 2.6 isomer does not exceed 39% of the total amount of alkyl compounds present. to show something 2,6-diethylnaphthalene with a total sialylate mixture of approximately 20% The finding that it contains isomers seems reasonable.
なぜならば、イソプロピル置換を行う場合よりエチル置換を行う場合の方がジア ルキル異性体をより多く得ることができるからである。イソプロピル基では、ナ フタレン環の隣接した炭素原子をにアルキル化し得ない。これは、エチル置換を 行う場合には、無い問題である。結果として、ジイソプロピルナフタレンよりジ エチルナフタレンの方が、三付加異性体は、得られ易い。This is because ethyl substitution is more diabetic than isopropyl substitution. This is because a larger amount of the rukyl isomer can be obtained. For the isopropyl group, Adjacent carbon atoms of the phthalene ring cannot be alkylated. This replaces ethyl substitution with If you do, there is no problem. As a result, diisopropylnaphthalene The triaddition isomer of ethylnaphthalene is easier to obtain.
本発明の目的は、過酷な反応条件における操作の必然性を除去する一方、2,6 −ジエチルナフタレンの製造の選択性を改良する事である。The purpose of the present invention is to eliminate the necessity of operating in harsh reaction conditions while - To improve the selectivity of the production of diethylnaphthalene.
本発明のさらなる目的は、その他のシアルキレート種の総量に対して、所望の2 .6−ジエチルナフタレン異性体の収率を最大にする一方、高度に置換された種 の形成を最小限にする様なサイズおよび形状の細孔の形状選択触媒を提供する事 である。A further object of the present invention is to obtain a desired 2 .. Highly substituted species while maximizing the yield of 6-diethylnaphthalene isomer To provide a shape-selective catalyst with pores of a size and shape that minimize the formation of It is.
我々は、非形状選択触媒、または不適当な孔径を有するゼことが述べられている 。結論として、我々は、ゼオライト触オライド触媒のどちらか一方を、約5.6 オングストロームと7.0オングストロームの間、好ましくは5.6オングスト ロームから6.4オングストロームの最大孔径を有する形状選択触媒、例えばゼ オライトZSM−12,5APO−11、およびEU−1を、酸性結晶体モレキ ュラーシーブとして選択することによって置き換えた場合、2.6−ジエチルナ フタレンの選択性が増強されることを発見した。We have stated that non-shape-selective catalysts, or those with unsuitable pore sizes, . In conclusion, we found that either the zeolite-catalyzed olide catalyst was approximately 5.6 between 5.6 angstroms and 7.0 angstroms, preferably 5.6 angstroms shape-selective catalysts with a maximum pore size of 6.4 angstroms, e.g. Olite ZSM-12, 5APO-11, and EU-1 were mixed with acidic crystalline Molecule. 2,6-diethylna It was discovered that the selectivity for phthalene was enhanced.
余朋j目【1 本発明は、ナフタレン、または2−エチルナフタレンをエチレン、またはエタノ ールと反応させるというプロセスである。My friend [1] The present invention converts naphthalene or 2-ethylnaphthalene into ethylene or ethylnaphthalene. This is the process of reacting with the metal.
このプロセスは、ナフタレン、または2−エチルナフタレンから2.6−ジエチ ルナフタレンへの変換に充分な条件下で、酸性ゼオライト触媒、好ましくはZS M−12、EU−1、または5APO−11(そして最も好ましくはZSM−1 2)の存在下で行われる。This process converts naphthalene, or 2-ethylnaphthalene to 2,6-diethyl An acidic zeolite catalyst, preferably ZS, under conditions sufficient for conversion to lunaphthalene. M-12, EU-1, or 5APO-11 (and most preferably ZSM-1 2) is carried out in the presence of.
発明の詳細な説明 ナフタレンのエチル化は、ナフタレンのイソプロピル化が行われるのと大変よく 似た段階的手法で進むと思われる。エチル化反応は、プロピル化反応より遅いは ずである。なぜならエチル化の反応における第一の工程は酸触媒によるカルボニ ウムイオンの形成にあるからである。幾つかのナフタレンのイソプロピル化に関 する文献が存在するが、その文献にはナフタレンのエチル化は大変起こりにくい (5parse)というr、chem、soc、、98.1839(1976年 )を参照せよ。平衡状態の2.67媒を使った形状選択合成に対する改良の基礎 を確立し得るためには、ナフタレンのエチル化反応における生成物の分布の平衡 を決定する事が最も重要だと考えた。アルキル化反応の平衡は、アルキル化され た種と最も熱力学的に安定な生成物の分布との間の異性化が、アルキル化より速 く起こる時に起こる。一般的に、平衡混合物は、アルキル化(異性化ではない) が律速段階である様な、遅いオレフィン供給速度の時に得られる。Detailed description of the invention The ethylation of naphthalene is very similar to the isopropylation of naphthalene. It seems likely that it will proceed in a similar step-by-step manner. The ethylation reaction is slower than the propylation reaction. It is. This is because the first step in the ethylation reaction is acid-catalyzed carbonation. This is due to the formation of umium ions. Regarding the isopropylation of some naphthalenes. There is a literature that states that ethylation of naphthalene is very difficult to occur. (5parse) r, chem, soc, 98.1839 (1976 ). Fundamentals of improvements to shape selective synthesis using 2.67 medium in equilibrium In order to be able to establish the equilibrium of product distribution in the naphthalene ethylation reaction, I thought it was most important to decide. The equilibrium of the alkylation reaction is that the alkylation isomerization between the given species and the most thermodynamically stable product distribution is faster than alkylation. It happens when it happens. Generally, the equilibrium mixture is alkylated (not isomerized) is obtained at slow olefin feed rates such that is the rate-limiting step.
非形状選択性触媒にとって、平衡状態で2,6−異性体の収量は最大になる。な ぜならば、2.6−および2,7−異性体はβ、β異性体であり、そして、平衡 状態で好ましい形態であるからである。2.6/2.7−異性体の比率は約1と 予想される。For non-shape selective catalysts, the yield of the 2,6-isomer is maximum at equilibrium. Na Therefore, the 2,6- and 2,7-isomers are β, β isomers, and the equilibrium This is because it is a preferable form in the current state. 2.6/2.7 - The ratio of isomers is approximately 1 is expected.
前に述べた様に、ジエチルナフタレンのエチレン基の間では、ジイソプロピルナ フタレンのイソプロピル基の間に比べて、立体障害が少ないので、起こり得るジ エチルナフタレン異性体の全数は、ジイソプロピルナフタレン異性体の数に比べ て多い。観察されたジイソプロピル異性体の全数は7てあり、ジエチルナフタレ ンの異性体数は10である。この多数の異性体の存在は、システムを複雑にする ばかりでなく、平衡状態で製造される2、6、および2.7異性体の絶対量も少 なくする。As mentioned earlier, between the ethylene groups of diethylnaphthalene, diisopropylnaphthalene Since there is less steric hindrance than between the isopropyl groups of phthalene, possible The total number of ethylnaphthalene isomers is compared to the number of diisopropylnaphthalene isomers. There are many. The total number of diisopropyl isomers observed was 7, and diethylnaphthalene The number of isomers is 10. The presence of this large number of isomers complicates the system Not only that, but the absolute amounts of the 2, 6, and 2.7 isomers produced at equilibrium are also small. Eliminate.
例えば、立体的抑制の為、AlCl、を使った平衡状態でイソプロピル化反応で は全モノアルキレート中β異性体は98.5%であるのに、エチル化反応では9 05%しかない。G、 A、 01ahらのJ、Ame2.7比率は1.0に非 常に近くなり、DEN含有量は17%から22%になる。For example, due to steric inhibition, isopropylation reaction in equilibrium with AlCl. The β isomer in all monoalkylates is 98.5%, but in the ethylation reaction, 98.5% is the β isomer. Only 0.5%. J, Ame2.7 ratio of G, A, 01ah et al. is not 1.0. Always close, the DEN content will be from 17% to 22%.
前に述べた様に、本発明は、適切な形状選択性触媒を用いて、2.6−ジエチル ナフタレンを製造する為のプロセスである。As previously mentioned, the present invention uses a suitable shape-selective catalyst to produce 2,6-diethyl This is a process for producing naphthalene.
適切な形状選択性触媒は約56オングストロームと7.0オングストロームとの 間、好ましくは5.6オングストロームと6.4オングストロームとの間の最大 細孔径を有するものである。Suitable shape-selective catalysts are approximately 56 angstroms and 7.0 angstroms thick. between 5.6 angstroms and 6.4 angstroms, preferably between 5.6 angstroms and 6.4 angstroms. It has a pore size.
最大細孔径が所望の範囲にあるモレキュラーシーブの例を以下の表に示す。これ らの内、ZSM−12,5APO−11、およびEU−1は合成ゼオライトであ り、より広い範囲にわたって入手可能ZSM−12MTW 5.5x 5.7x 6.2 MeirerEU−I EUO4,I X 5.4 X 5.7 M eirerSAPO−11・AEL 3.9X6.3 MeirerMAPSO −46AFS 6.4 x 6.2 MeirerCancrinite CA N 5.9 MeirerPartheite PAR3,5X6.9 Mei rerStilbite STI 4.9X 6.I Meirerキャンクリ ナイト(Cancrinite) 、バラサイト(partheite)、およ びステイルバイト(5tilbite)は、天然に生じるゼオライトであり、そ れらの純度、安定性、および利用可能性は様々である。オフラタイト(offr etite)およびMAPSO−45が、選択性触媒であり得るが、それらはま た、入手も難しい。好ましいゼオライトはZS!+1−12、EU−1、および 5APO−11rある。最も好ましいゼオライト触媒はZSM−12である。Z SM−12の細孔構造は線形であり、12員環リングからなる相互貫入のない溝 (non−interpenetrating channels)で、細孔寸 法は5.5オングストローム 57オングストローム 6.2オングストローム である。ヤフブ(Jacobs) 、P、A、らの「高ンリカ含有アルミノシリ ケートの合成J 5tudies in 5urface 5cience a nd Catalysis、第33号、エルセパ−(Elsevier) 、1 987年、301ページを7照せよ。メイヤー(Meier) 、W、 M、の 「ゼオライト構造タイプの図解」2版、5tructure Comm1ssi on of the International Zeolite As5o ciation、1987年も参照せよ。Examples of molecular sieves with maximum pore sizes within the desired range are shown in the table below. this Among them, ZSM-12, 5APO-11, and EU-1 are synthetic zeolites. ZSM-12MTW 5.5x 5.7x 6.2 MeirerEU-I EUO4, I X 5.4 X 5.7 M eirer SAPO-11・AEL 3.9X6.3 MeirerMAPSO -46AFS 6.4 x 6.2 MeirerCancrinite CA N 5.9 Meirer Partheite PAR3,5X6.9 Mei rerStilbite STI 4.9X 6. I Meirer Cancri Cancrinite, parteite, and 5tilbite is a naturally occurring zeolite; Their purity, stability, and availability vary. Offrate tight (offr) etite) and MAPSO-45 can be selective catalysts, but they are It is also difficult to obtain. The preferred zeolite is ZS! +1-12, EU-1, and There is 5APO-11r. The most preferred zeolite catalyst is ZSM-12. Z The pore structure of SM-12 is linear, with non-interpenetrating grooves consisting of 12-membered rings. (non-interpenetrating channels), pore size The law is 5.5 angstroms, 57 angstroms, 6.2 angstroms. It is. Jacobs, P.A., et al. Kate synthesis J 5 studies in 5 surface 5 science a nd Catalysis, No. 33, Elsevier, 1 987, 7 pages 301. Meier, W, M, "Illustration of Zeolite Structure Types" 2nd edition, 5structure Comm1ssi on of the International Zeolite As5o See also cation, 1987.
「寸法(dimension) Jという用語は、「直径(diameter) Jという用語より好ましい。なぜならば1、後者の用語は円形の開口部を必要 とし、結晶モレキュラーシーブを述べるのに必ずしも適当ではないからである。The term ``dimension'' refers to ``diameter''. It is preferable to the term J. Because 1, the latter term requires a circular opening. This is because it is not necessarily appropriate to describe crystalline molecular sieves.
「細孔寸法または幅」という用語を引用する時、我々は(円形でないゼオライト 開孔部に対して)細孔の最も長い長さ部分を意味している。例えば、ZSM−1 2は、細孔径55オングストローム×57オングストローム×62オングストロ ームの不定形ゼオライトである。同様に、5APO−11は、39オングストロ ーム×6.3オングストロームの細孔径を宵する。従って、ZSM−12の細孔 径は62オングストロームであり、 5APO−11は63オングストローム、 EU−1の径は57オングストロームである。When we quote the term "pore size or width" we mean (non-circular zeolite means the longest length of the pore (relative to the open pore). For example, ZSM-1 2 is a pore diameter of 55 angstroms x 57 angstroms x 62 angstroms. It is an amorphous zeolite of the same size. Similarly, 5APO-11 is 39 angstroms A pore size of 6.3 angstroms x 6.3 angstroms is prepared. Therefore, the pores of ZSM-12 The diameter is 62 angstroms, 5APO-11 is 63 angstroms, The diameter of EU-1 is 57 angstroms.
所定のサイズおよび形状の基質分子が、結晶内の自由空間に位置する活性部位に 到達し得、所定のサイズおよび形状の生成分子が、結晶内の自由空間から拡散し 得る様な、ゼオライトの枠組みおよび細孔構造である時、形状選択性の反応が起 こる。従って、様々な結晶モレ牛ニラーシーブの枠組みの中に存在する、細孔構 造を正確に特徴づける事が重要である。A substrate molecule of a defined size and shape enters an active site located in free space within the crystal. product molecules of a given size and shape diffuse from free space within the crystal. When the zeolite framework and pore structure are as shown in the figure, shape-selective reactions occur. Koru. Therefore, the pore structure present in the framework of various crystalline sieves It is important to accurately characterize the structure.
結晶シープ構造は、しばしば四面体単位(T、原子)の数によって定義される。Crystal sheet structures are often defined by the number of tetrahedral units (T, atoms).
例えば、方ソーダ石(5odali te)では、珪素およびアルミナ四面体が 一緒に結合して、土面体の全ての04軸に対して垂直に面取りをした立方十面体 (cubooctahedron)が形成される。方ソーダ石単位は4、および 6員の酸素環から成る。ゼオライトのより完全な特徴付けは、E、 G、 De rouaneの「ゼオライト中の拡散および形状選択性触媒反応」、インターカ レーシコンケミストリー(Intercalation Chemis工) 、 編j1M、スタンレー ウィッチインガム(M、Stanleylhittin gham) rA(アカデミツク プレス(Academic Press)1 982年)に見られる。5APO−11は、7リカアルミノ燐酸モレキユラーン ーブの一員であり、1984年、米国特許第4.440.1171号において初 めに報告された。5APO−11の細孔構造は、線形で、10員環に限られた相 互連結されていない溝であり、3.9オングストローム、および63オングスト ロームの細孔径を有する。For example, in sodalite, silicon and alumina tetrahedra are A cubic decahedron joined together and chamfered perpendicular to all 04 axes of the dome. (cubooctahedron) is formed. The sodalite unit is 4, and Consists of a 6-membered oxygen ring. A more complete characterization of zeolites can be found in E, G, De Rouane, “Diffusion and shape-selective catalysis in zeolites”, Interca. Lascicon chemistry (Intercalation Chemistry), Edited by J1M, Stanley Witchingum (M, Stanleyylhittin) gham) rA (Academic Press) 1 982). 5APO-11 is 7-lical aluminophosphate molecular First published in 1984 in U.S. Patent No. 4.440.1171. It was reported to The pore structure of 5APO-11 is linear with a phase limited to 10-membered rings. Non-interconnected grooves, 3.9 angstroms and 63 angstroms It has a loamy pore size.
0を参照せよ。メイヤー(Meyer) 、W、M、、およびオルソン(Ols on) 、D、H,の「ゼオライト構造タイプの図解」、第2版、Struct ureCommission of the International Z eolite As5ociation 、 バターワース(Butterwo rths) 、1987年、ちまた参照せよ。See 0. Meyer, W. M., and Olson. on), D, H, “Illustration of Zeolite Structure Types”, 2nd edition, Struct ureCommission of the International Z eolite As5ocation, Butterworth rths), 1987, see also.
ZSM−12およびEU−1は、カチオン型でも入手可能である事に注目すべき である。ゼオライトが有機鋳型(organic template)を含むな ら、仮焼も必要となり得る。これらを水素型に変換するには、1つのアンモニウ ムカチオンとのイオン交換と、それに続く適切な条件下での仮焼だけが必要であ る。これらの触媒は、あまりその孔径を変えることなく、所望のジエチルナフタ レンをより多く選択的に生成するように、最適化され得る。この様な好ましい触 媒への改変の一つは、脱アルミ化反応である。酸性結晶性モレキニラーシーブ物 質の脱アルミ化反応は、HF2.ONまで(好ましくは1.5Nまで)および硝 酸(16Nまで)を混ぜた様な、酸混合物に、固体触媒をさらす事により起こり 得る。池の脱アルミ化方法は、蒸気処理とそれに続く弱い酸処理および仮焼であ る。It should be noted that ZSM-12 and EU-1 are also available in cationic form. It is. Zeolite does not contain an organic template. In addition, calcination may also be necessary. To convert these to hydrogen form, one ammonium Only ion exchange with mucation followed by calcination under appropriate conditions is required. Ru. These catalysts can produce the desired diethylnaphthalate without significantly changing its pore size. It can be optimized to selectively produce more len. Such a pleasant touch One modification to the medium is a dealumination reaction. Acidic crystalline molequinyl sieve A quality dealumination reaction is performed using HF2. up to ON (preferably up to 1.5N) and This occurs when a solid catalyst is exposed to an acid mixture, such as an acid (up to 16N). obtain. The dealumination method for ponds is steam treatment followed by mild acid treatment and calcination. Ru.
好ましい蒸気処理のパラメーターは、以下の通りである。Preferred steaming parameters are as follows.
ハ゛ラメ−ター ■ 好り茎−U」→」屯1■ も ま しい温度(”C) 3 00−1000 400−850 450−750全圧(ATV) 0.001 −15 0.001−5 0.2−2反応時間 0−24時間 10分−4時間 20分−2時間アルミニウムが少ないゼオライト(alufflinum−d ef 1cientzeolites)を調製するさらなる方、去については、 ノ、 5cherzerの「アルミニウムが少ないゼオライトの調製および特徴 付け」、Thaddeus E、 Whyteらの「触媒材料:構造と反応との 関係」、156′160頁ACS Symposium 5eries 248 (American Chemical 5ociety 1984年)を参 照せよ。広範囲の脱アルミ化ゼオライト物質は、初期にはイソプロピル化反応に 適しているがある物質だけが、その適性を長期間保つことができる事を我々は見 い出した。例えば、強酸による抽出(leach)を用いる脱アルミ化技術によ り、初めは大変活性があるが短命な触媒が典型的に製造される。ある状況では、 このような活性プロフィールは望ましいが、典型的には、長命の触媒が好ましい 。Harameter ■ Favorite stem-U”→”ton 1■ Even temperature (”C) 3 00-1000 400-850 450-750 Total pressure (ATV) 0.001 -15 0.001-5 0.2-2 Reaction time 0-24 hours 10 minutes-4 hours 20 minutes - 2 hours Zeolite with low aluminum (alufflinum-d For further instructions on preparing ef1cientzeolites), No. 5 Cherzer's "Preparation and characteristics of zeolite with low aluminum content" "Catalytic materials: Structure and reaction relationship" by Thaddeus E., Whyte et al. "Relationship", p. 156'160 ACS Symposium 5eries 248 (American Chemical 5ociety 1984) Shine on. A wide range of dealuminated zeolite materials are initially available for isopropylation reactions. We have found that only substances that are suitable can retain their suitability for long periods of time. I started it. For example, dealumination techniques using strong acid leach Initially, highly active but short-lived catalysts are typically produced. In some situations, Although such an activity profile is desirable, long-lived catalysts are typically preferred. .
その様な好ましい材料を製造することを見い出したした脱アルミ化反応の方法の 一つは、蒸気処理(1またはそれ以上の工程の)とそれに続く弱酸抽出である。The method of dealumination reaction that has been discovered to produce such a desirable material One is steam treatment (in one or more steps) followed by weak acid extraction.
脱アルミ化結晶性モレキュラー7−ブは、400°Cと1000°Cとの間の温 度、好ましくは400″Cと700 ’Cとの間の温度で仮焼され得る。仮焼は 、脱アルミ化の後、脱水または、5i−OH結合(または不スト(nest)構 造)の修復を提供する。これらの不スト構造を修復する事は、より単一な、結晶 性材料中の細孔構造を提供する。それは、構造安定性をもたらし、ひいては、選 択性および寿命の改良につながる。Dealuminated crystalline molecular 7-builds can be treated at temperatures between 400°C and 1000°C. The calcination may be performed at temperatures between 400″C and 700′C. , dealumination followed by dehydration or 5i-OH bonding (or nest structure). We provide restoration work (construction). Repairing these unstruck structures is a way to create more single, crystalline structures. pore structure in the material. It provides structural stability and thus selectivity. leading to improved selectivity and longevity.
触媒の仮焼条件は、触媒活性に厳密に影響し得る。選択された仮焼ガス(例えば 、酸素または窒素)は、触媒種により異なって影響し得る。一般に、結晶性モレ キュラーシーブ触媒の仮焼温度は300″Cから1ooo″Cまで変えられ得る 。ZSM−12の様なゼオライトでは、最適温度範囲は、実験により400″C と1000°Cとの間にある事が見い出された。触媒表面に有機残留物がある場 合、仮焼温度およびガスは、どちらも重要である。Catalyst calcination conditions can strictly affect catalyst activity. selected calcining gas (e.g. , oxygen or nitrogen) may affect the catalyst species differently. Generally, crystalline leakage The calcination temperature of the cyclic sieve catalyst can be varied from 300″C to 1ooo″C . For zeolites like ZSM-12, the optimum temperature range has been experimentally determined to be 400"C. and 1000°C. If there are organic residues on the catalyst surface. Both the calcination temperature and the gas are important.
有機残留物がある場合、触媒を仮焼a、度まで上げていく時、残存水分量が最少 になる様に、大気(atmosphere) (好ましくは窒素)が使われる。If there are organic residues, when the catalyst is calcined to temperature A, the amount of residual moisture is minimal. Atmosphere (preferably nitrogen) is used so that the
有機残留物が乾留されるのに充分な時間の後、水の形成を最少としつつ、乾留残 留物がCO2に燃焼するのに充分な温度で、大気は酸素に変えられる。After a sufficient time for the organic residue to be carbonized, the carbonization residue is removed with minimal water formation. At temperatures sufficient for the distillates to burn to CO2, the atmosphere is converted to oxygen.
好ましいゼtライ)ZSM−12,5APO−11、およびEU−1を用いた場 合、平衡状態でエチレンとナフタレンまたは2−エチルナフタレンを合わせる事 により、2.6−シエチルナフタレンが高収率で形成される事は、驚くべき発見 であった。ZSM−12を創製する合成手順は、ヤフブらの前出、303頁に述 べられていた。Preferred enzymes) ZSM-12, 5APO-11, and EU-1 When combined, ethylene and naphthalene or 2-ethylnaphthalene are combined in an equilibrium state. It was a surprising discovery that 2,6-ethylnaphthalene was formed in high yield by Met. The synthetic procedure for creating ZSM-12 is described in Yafub et al., supra, p. 303. I was being lied to.
典型的に、これらの触媒のSi/AI比率は、5がら2000の範囲であり、好 ましくは10から1000、より好ましくは2oがら500.そして最も好まし くは2oから100である。さらに、ZSM−12粒子径は、好ましくは40μ m未満であり、より好ましくは018mから3.75μmであることを我々は見 い出した。Typically, the Si/AI ratio of these catalysts ranges from 5 to 2000, which is preferred. Preferably from 10 to 1000, more preferably from 2 to 500. and most preferred The range is 2o to 100. Furthermore, the ZSM-12 particle size is preferably 40μ We find that it is less than 0.018 m to 3.75 μm, and more preferably from 0.18 m to 3.75 μm. I started it.
この様に合成されたZS!1!−12を活性酸性型に変換するには、初めに、空 気または酸素を流した中で400 ”Cから1000’Cの間の温度で05から 8時間仮焼する。仮焼温度は好ましくは400″Cがら700°Cである。次に 、いかなる残留カチオンも、NH4Cl (0゜01Nから6N)を用い、20 ’Cから100 ’Cの間の温度で1o分から300分イオン交換を行うか、ま 1こは強酸、例えば、HCI、 HNO,。ZS synthesized like this! 1! To convert -12 to the active acidic form, first the empty 05 to 05 at temperatures between 400'C and 1000'C in flowing air or oxygen. Bake for 8 hours. The calcination temperature is preferably between 400"C and 700°C. Next , any residual cations can be removed using NH4Cl (0°01N to 6N) at 20 Perform ion exchange for 1° to 300 minutes at a temperature between ’C and 100’C, or One is a strong acid, such as HCI, HNO, etc.
)12304等(0,01Nから6N)で、20’Cから100’Cノ間ノ温度 で10分から300分処理するかのどちらかの方法で除去される。イオン交換の 後、触媒は空気中で5o″Cがら200″Cの間の温度で1時間から20時間乾 燥され得、次いで、空気または窒素雰囲気中で400℃から1000℃の間の1 度でosから8時間仮焼することにより活性化される。好ましくは、この仮焼温 度は、400”Cb’ら700°Cの間である。) 12304 etc. (0.01N to 6N), temperature between 20'C and 100'C It is removed by either treating it for 10 minutes to 300 minutes. ion exchange Afterwards, the catalyst is dried in air at a temperature between 5°C and 200°C for 1 to 20 hours. may be dried and then heated at 1°C between 400°C and 1000°C in an air or nitrogen atmosphere. It is activated by calcination for 8 hours from os at 100 ml. Preferably, this calcination temperature The temperature is between 400"Cb' and 700°C.
本発明による触媒処理は、触媒外面の酸性部位の除去またはブロックを包含する 。外面酸性部位の除去、またはブロックをする理由は、ゼオライト触媒の外面を 不活性にする事により、外面の形状選択性触媒としての性質が大きくなる様にす るためである。もしそうしなければ外面は、非形状選択性触媒として働く。外面 酸性部位の除去、またはブロックをするさらなる理由は、触媒表面におけるコー キングに関係する。Catalyst treatment according to the invention involves removing or blocking acidic sites on the outer surface of the catalyst. . The reason for removing or blocking the outer acidic sites is to remove or block the outer surface of the zeolite catalyst. By making it inactive, the properties of the outer surface as a shape-selective catalyst are enhanced. This is for the purpose of If not, the outer surface acts as a non-shape selective catalyst. external surface A further reason to remove or block acidic sites is to remove or block acidic sites. Related to King.
ナフタレンのエチル化の様な酸性触媒反応によって、時間が経つと触媒の細孔口 にコークが形成される。この蓄積により、細孔が基質分子を受け入れにくくなり 、最終的には細孔を塞ぎこれらの溝を不活性にする原因となる。Over time, acidic catalytic reactions such as the ethylation of naphthalene can cause the pore openings of the catalyst to Coke is formed. This accumulation makes the pore less accepting of substrate molecules. , ultimately causing the pores to close and these channels to become inactive.
外面酸性部位の不活性化は、外表面の非形状選択性反応を防ぐ為に望ましい。外 表面酸性部位の不活性化は、酸性部位のブロック化、または酸の除去のどちらか 一方により得られうる。触媒の外表面酸性部位は、■A、rVA、rVB、およ びVA族のハロゲン誘導体、水素化物誘導体、および有機誘導体から選択された 群より選択された、不活性化剤とともに触媒を接触させる事により得られる。し かしながら、両方の技術には1つの大きな限界がある。それは、内面の拡散を阻 む様に不活性化剤が選択されるべきであることである。この限定は、不活性化剤 を液相または気体相のいずれかで用いることにより簡単に対応できる。不活性化 剤分子は、既知のゼオライトの最も大きい細孔にでさえ、非常に大きすぎてはま りこむことができないからである。この様な分子の一つはトリフェニルクDoン ランである。マーテン(Martens) 、J、A、らの、2eolites 、 1984年、4月4日、98〜100頁を参照せよ。さらに、この表面は置 換体の一つ、または他のブレコーキング剤によってプレコーキングされる。Inactivation of external acidic sites is desirable to prevent non-shape selective reactions of the external surface. outside Inactivation of surface acidic sites can be achieved by either blocking the acidic sites or removing the acid. On the other hand, it can be obtained. The acidic sites on the outer surface of the catalyst are ■A, rVA, rVB, and and group VA halogen derivatives, hydride derivatives, and organic derivatives. It is obtained by contacting the catalyst with a deactivating agent selected from the group. death However, both techniques have one major limitation. It prevents internal diffusion. The deactivating agent should be selected so as to This limitation applies to deactivating agents. This can be easily handled by using either the liquid phase or the gas phase. inactivation The agent molecules are too large to fit into even the largest pores of known zeolites. This is because you cannot get into it. One such molecule is triphenylchloride. It's a run. Martens, J.A. et al., 2eolites , April 4, 1984, pp. 98-100. Furthermore, this surface Precaulking with one of the brecoking agents or other brecaulking agents.
外面酸性部位の改良の他の実施態様においては、結晶内部の細孔が炭化水素で満 たされることにより、内面が保護された触媒を得ることができる。その後、結晶 内部の細孔に含まれている炭化水素に不溶な酸水溶液または錯体形成剤のいずれ かを保護された試薬と接触させる。一度外面が不活性化されると、次いで該結晶 内部の細孔から炭化水素が除去される。In another embodiment of external acid site modification, the internal pores of the crystal are filled with hydrocarbons. By doing so, a catalyst whose inner surface is protected can be obtained. Then the crystal Either an aqueous acid solution or a complexing agent that is insoluble in the hydrocarbons contained in the internal pores. contact with the protected reagent. Once the outer surface is passivated, the crystal is then Hydrocarbons are removed from the internal pores.
EP 86543では、無極性*W基賃が、ゼオライトの細孔を埋めるために付 加されている。次いて、極性溶媒中の不活性化剤溶液が触媒に導入される。アル カリ金属塩溶液(これは、アルミニウムに関連する酸性プロトン(acidic proton) ヲ除去イオン交換分子として作用する)が、不活性化剤とし て述べられている。米国特許第4.415.544号もまた参照せよ。これは、 アルミニウムを除去するのにフッ化水素で表面処理する前に、細孔を封鎖する為 にバラフィノワノクスを用いる事を教示している。In EP 86543, non-polar *W base material is added to fill the pores of zeolite. has been added. A solution of deactivator in a polar solvent is then introduced to the catalyst. Al Potash metal salt solution (which contains acidic protons associated with aluminum) proton) acts as a removal ion exchange molecule) acts as an inactivating agent. It is stated that See also US Pat. No. 4,415,544. this is, To seal pores before surface treatment with hydrogen fluoride to remove aluminum He teaches the use of Balafinowanox.
ナフタレン化合物は、液体の状態、または溶液の状態で存在し得る。アルキル化 剤は、液体または気体状態で存在し得、そして、選ばれた反応装置によって、続 いて加えられたり、または−回のバッチ毎に、バッチ反応器の中での反応サイク ルの初めに加えられたりする。触媒は、粒状または顆粒状のいずれの状態でも存 在し得る。そして、流動床、攪拌床、移動床、または固定床のいずれにも、置く ことができる。触媒は、懸濁液または噴出(5pouted)床にも置くことが できる。The naphthalene compound may be present in liquid form or in solution. Alkylation The agent can be present in a liquid or gaseous state and, depending on the reactor selected, can be The reaction cycle in a batch reactor is It is sometimes added at the beginning of a file. The catalyst can be present in either particulate or granular form. It is possible. and placed in either a fluidized bed, stirred bed, moving bed, or fixed bed. be able to. The catalyst can also be placed in suspension or in a pouted bed. can.
反応性蒸留カラムも用いる事ができる。Reactive distillation columns can also be used.
ナフタレン化合物に対する、アルキル化剤の比率は、0.01と100との間で あり、好ましくは、1.0と10.0との間である。The ratio of alkylating agent to naphthalene compound is between 0.01 and 100. Yes, preferably between 1.0 and 10.0.
この反応は、液体状態で行うのが好ましく、その温度は100 ’Cと400° Cとの間、好ましくは225℃と350°Cとの間で、その圧力は1気圧から1 00気圧であるべきである。触媒の量は、蘭単に決められる。それは、一般に、 S i/A Iの様な平衡性触媒を使った時に期待できるより、過剰の2.6− シエチルナフタレン生成物を一般に宵する様な生成物を製造する反応を推進する のに充分な量であるべきである。典型的に、芳香族化合物の触媒に対する重量比 は、11から200:lの範囲になる。この範囲内での最適化は、明らかにふさ れしい。This reaction is preferably carried out in the liquid state, at temperatures of 100'C and 400°C. C, preferably between 225°C and 350°C, and the pressure is between 1 atm and 1 atm. It should be 00 atm. The amount of catalyst is easily determined. It is generally An excess of 2.6- Drive reactions to produce products such as ethylnaphthalene products The amount should be sufficient for Typically, the weight ratio of aromatics to catalyst ranges from 11 to 200:l. Optimization within this range is clearly Beautiful.
2、6−DENの単離は、尊留、結晶化、吸着等の標準的な技術によって行われ 得る。Isolation of 2,6-DEN is performed by standard techniques such as distillation, crystallization, and adsorption. obtain.
シリカ−アルミナ触媒をナフタレンのアルキル化に使った時、生成物の分布は、 エチレンのシステムへの供給方法に関わらず、非形状選択性触媒を用いた時の分 布を示すことが明らかになった。反応中、ジエチルナフタレンのどの異性体のパ ーセンテージも、本質的にはずっと変わらなかった。低い変換率では、ジエチル ナフタレンの皿は大変少なく、他のガスクロマトグラフィー(G L C)のピ ークが、2.6−異性体のピークに重なった。このことにより、2.6−異性体 が不自然に高い選択性を示すことになる。高い変換率の場合には、2.6−異性 体の量は約17%、または19%から22%であった。When a silica-alumina catalyst is used for the alkylation of naphthalene, the product distribution is Regardless of how ethylene is delivered to the system, the It was revealed that the cloth was shown. During the reaction, which isomer of diethylnaphthalene -Scentage has essentially remained the same. At low conversions, diethyl There are very few naphthalene plates, and other gas chromatography (GLC) plates are The peak overlapped with the peak of the 2.6-isomer. This gives the 2.6-isomer shows unnaturally high selectivity. For high conversions, the 2.6-isomer Body mass was approximately 17%, or 19% to 22%.
エチル化剤は、エチレン、エタノール、エチルエーテル、塩化エチルまたは他の 適切なエチル化物質である。好ましくは、その薬剤はエチレンで、任意に水が加 えられる。Ethylating agents include ethylene, ethanol, ethyl ether, ethyl chloride or other It is a suitable ethylated substance. Preferably, the agent is ethylene, optionally with the addition of water. available.
−絶倒に用いられた条件 この作業の為に、攪拌オートクレーブ反応装置を選んだ。- Conditions used to the extreme A stirred autoclave reactor was chosen for this work.
これは、便利に操作でき、そして選択性の改良をスクリーニングするのに適して いる。触媒は300ccオートクレーブ エンジニア−(Autoclave Engineers)でテストした0この反応はエチレン気体を使用した。この エチレン供給速度は、質量流出量コントローラー(mass flow con troller)または圧力制御装置によって調節した。エチレン供給速度の調 節によって、システムをエチレン量が限られた条件とエチレン量が豊富な条件と の間で操作できた。前者の条件は、平衡状態の限定された条件を模している。後 者の条件は動力学的に制御された反応を模している。It is convenient to operate and suitable for screening improvements in selectivity. There is. The catalyst is a 300cc autoclave engineer (Autoclave) This reaction used ethylene gas. this The ethylene feed rate was controlled by a mass flow controller (mass flow controller). controller) or a pressure controller. Adjustment of ethylene feed rate Depending on the section, the system can be divided into ethylene-limited and ethylene-rich conditions. I was able to operate between. The former condition mimics the limited conditions of equilibrium. rear conditions mimic a kinetically controlled reaction.
分析結果は、ガスクロマトグラフィーによって得られた。Analytical results were obtained by gas chromatography.
触媒をテストするにあたって、90gのナフタレンおよび0.5gから50gの 触媒を装填し、プロピレンガスを質量流出コントローラーからの一定流量、また は圧力制御装置から供給した。To test the catalyst, 90g naphthalene and 0.5g to 50g The catalyst is loaded and the propylene gas is supplied at a constant flow rate from the mass flow controller or was supplied from a pressure control device.
特に記していない全ての場合には、周期的にサンプルを回収し、モしてGLCに よって分析した。反応装置の温度は、40℃と355℃との間で変えられ得、一 方反応二度は、225℃と350℃との間で変えられた。エチレンの圧力は0. 1気圧から100気圧であり得、好ましくは1気圧から10気圧であり得る。In all cases not otherwise specified, samples should be collected periodically and analyzed by GLC. Therefore, I analyzed it. The temperature of the reactor can be varied between 40°C and 355°C; Both reactions were varied between 225°C and 350°C. The pressure of ethylene is 0. The pressure may be from 1 atmosphere to 100 atmospheres, preferably from 1 atmosphere to 10 atmospheres.
表における全てのデータは、モルパーセント選択性(田。1epercent 5electivity)で表されている。この研究で、触媒の性能を比較する のに使われているパラメーターを計算するために使われている方法は、次の通り である。All data in the table are based on the mole percent selectivity (1epercent 5electivity). In this study, we compare the performance of catalysts The method used to calculate the parameters used in is as follows: It is.
rXJ中の炭素数 変換 % = 100−サノブル中の基質のモルパーセント2.6のモル数 選択性だけを扱ったことがらと比較する為に、2.6DEN異性体の選択性以外 の性能のさらに有用な尺度が必要とされて0ることか、mflされている。この 代わりに、性能比較の為(こより便利な尺度が考案された。すなわち、それは、 2.6/2.7比であり、それは、2.7より2.6をより多量に製造しようと ℃\う初期の目的に評価を与える。2.6−DEN/ン゛アル秤−Fの、<−セ ンテーンは、全シアルキレート中の、所望の異性体生成量の尺度実J1憔 一施伊1: 比較) 本実施例は、平衡状態での2.672.7比率の値、および全DEN異性体中の 2,6のパーセントの値を示す。シリカ/アルミナで、ナフタレンをエチル化す るのに、上述の方法で実験を行うと、これらの値は各々10および17%と22 %との間になった(図1)。Number of carbons in rXJ Conversion % = 100 - number of moles of mole percent of substrate in Sanoblu 2.6 In order to compare with the matter dealing only with selectivity, other than the selectivity of the 2.6DEN isomer, A more useful measure of the performance of 0 or mfl is needed. this Instead, a more convenient measure was devised for performance comparisons, i.e., 2.6/2.7 ratio, which means trying to produce more 2.6 than 2.7. ℃\ Give credit to the initial objectives. 2.6-DEN/Nual scale-F, <-Se Tentene is a measure of the amount of the desired isomer produced in the total sialylate. Issei 1: Comparison) This example shows the value of the 2.672.7 ratio at equilibrium and the It shows the percentage value of 2.6. Ethylating naphthalene with silica/alumina However, when conducting the experiment using the method described above, these values are 10%, 17%, and 22%, respectively. % (Figure 1).
これらのデータに基づくと、2.5/2.7比、および2.6/DENのパーセ ントのどちらかが各々、1,0および22%を越える時、形状選択性効果が明ら かである。しかし、より信頼できるパラメーターは、2.6/2.7比である。Based on these data, the 2.5/2.7 ratio and the 2.6/DEN percentage Shape selectivity effects are evident when either of the components exceeds 1, 0 and 22%, respectively. That's it. However, a more reliable parameter is the 2.6/2.7 ratio.
表1の触媒の形状選択性効果の宵無を確かめる試みの為に、幾つかのゼオライト を選択した。5APO−11のサンプルをUnionCarbideから得、モ してEU−1のサンプルを、文献の方法に従って調製した。ZSM−11のサン プルも、文献の方法に従って調製した。他の比較用触媒は、モルデナイトおよび ゼオライトβであった。モルデナイトは、市販されており、入手したときのその ままの酸性の状態で、用いられた。ゼオライトβは、文献を参照して調製された 。In an attempt to confirm the shape selectivity effect of the catalyst in Table 1, several zeolites were used. selected. A sample of 5APO-11 was obtained from Union Carbide and Samples of EU-1 were prepared according to literature methods. Sun of ZSM-11 Pulls were also prepared according to literature methods. Other comparative catalysts are mordenite and It was zeolite β. Mordenite is commercially available, and it is It was used in its original acidic state. Zeolite β was prepared with reference to literature .
ZSM−11、ZSM−12,5APO−11、EU−1,およびモルデナイト のサンプルを、ナフタレンのジエチル化においてアルキル化活性についてテスト した。テスト前には、これらの触媒を最適化する試みは行われなかった。ZSM-11, ZSM-12, 5APO-11, EU-1, and mordenite samples were tested for alkylation activity in the diethylation of naphthalene. did. No attempt was made to optimize these catalysts prior to testing.
(以下余白) 七′オライド タ;杉1」とL1Σ 2,6乙lエフ 2.6−DEN 仝DE !J(%)ZSM−1120,534 30、629 EU−130,532 SAPO−1151,123 ZSM−1271,734 631、225 モモルデナイト 59 1.0 17 88 0.8 13 図2は、これらの触媒全部を使っ場合の、ジエチル化反応の結果の比較を示す。(Margin below) 7'oride ta; cedar 1'' and L1Σ 2,6 otl F 2.6-DEN 仝DE ! J (%) ZSM-1120,534 30, 629 EU-130,532 SAPO-1151, 123 ZSM-1271,734 631, 225 Momordenite 59 1.0 17 88 0.8 13 Figure 2 shows a comparison of the results of the diethylation reaction using all of these catalysts.
ZSM−12は、2.6/2.7の初期値が17と等しいため、形状選択性を明 らかに示す。ZSM-12 has clear shape selectivity because the initial value of 2.6/2.7 is equal to 17. Show clearly.
ZSM−11は2.6/2.7比が1.0未満なので、形状選択性を示さない。Since ZSM-11 has a 2.6/2.7 ratio of less than 1.0, it does not exhibit shape selectivity.
モルデナイトは高い活性を示し、これは内部活性部位に近付きやすいが、まだ形 状選択性は無い(つまり、2.672.7比が約1である)ことを示す。5AP O−11は、確かに形状選択性を示した。2.6/2.7比(約11に等しい) は、この試みにおいて殆ど一定だった。このことは非常に低い変換率のときにお いてさえも、明らかであり、そこでは2.6−DENの選択性が最高となる。こ のことは、5APO−11は、最適の触媒ではないが、2.6−DENを製造す るのに適しているという概念を支持する。EU−1の結果は、2.6/2.7比 は、最初非常に低いことが観察されたが、2.672.7の最大値が1.3まで 上昇し、興味深いものであった。Mordenite exhibits high activity, which means that internal active sites are easily accessible but still unformed. It shows that there is no selectivity (that is, the 2.672.7 ratio is about 1). 5AP O-11 did show shape selectivity. 2.6/2.7 ratio (approximately equal to 11) was almost constant in this trial. This is true at very low conversion rates. It is clear that even if 2.6-DEN has the highest selectivity. child The fact is that 5APO-11 is not the best catalyst, but it can be used to produce 2.6-DEN. supports the concept of being suitable for EU-1 result is 2.6/2.7 ratio was initially observed to be very low, but the maximum value of 2.672.7 reached 1.3. It rose and was interesting.
変換が進むにつれて2.6/2.7比は値が下がっていく。2.6/2.7比が 、変換率の関数として上昇、または降下する事は、形状選択性触媒がバッチモー ドで操作されることにより、典型的に見られる。これらのデータは、形状選択性 効果がZSM−12,5APO−11、およびEU−1i:はあり、ZSM−1 2が好ましいという事を示す。As the conversion progresses, the value of the 2.6/2.7 ratio decreases. 2.6/2.7 ratio , rises or falls as a function of conversion rate, which indicates that shape-selective catalysts are in batch mode. Typically seen when operated on a These data indicate shape selectivity Effective ZSM-12, 5APO-11, and EU-1i: Yes, ZSM-1 2 is preferred.
案if舛に一 本実施例は、殆ど同じ粒子サイズではあるが、異なるシリカ/アルミナ比で合成 された場合の、ZSM−12触媒の性能の影響を示す。これらの触媒は、攪拌オ ートクレーブの中で、325℃にて、30psiのエチレン、および30・lの ナフタレン/触媒比でテストした。サンプルを取り出し、分析した。これらの分 析の結果を以下に示す。If you have a plan This example was synthesized with almost the same particle size but different silica/alumina ratio. 2 shows the effect on the performance of ZSM-12 catalyst when These catalysts are 30 psi of ethylene and 30 l of ethylene at 325°C in an autoclave. The naphthalene/catalyst ratio was tested. A sample was removed and analyzed. these minutes The results of the analysis are shown below.
犬m二 本実施例は、好ましいZSM−12触媒の性能に対する脱アルミ化の影響を示す 。この触媒を、約100°Cの16NのHNO3中、0.5NのHFで2時間処 理した。乾燥および仮焼後、この触媒を実施例2と同様の方法で処理した。dog m2 This example shows the effect of dealumination on the performance of the preferred ZSM-12 catalyst. . The catalyst was treated with 0.5N HF in 16N HNO3 at approximately 100°C for 2 hours. I understood. After drying and calcination, the catalyst was treated in the same manner as in Example 2.
(以下余白) 粒子子イス゛ 変換率 2,6−DENZSM−12220,1−0,561, 745351、530 451、429 681、225 691,226 791、l 24 ZSM−12340,1−0,531,152281,736 331,735 441,633 491,532 561、531 821、228 ZSM−12触媒のシリカ/アルミナ比が大きいほど、明らかにより良い性能を 示した。(Margin below) Particle IS conversion rate 2,6-DENZSM-12220,1-0,561, 745351, 530 451, 429 681, 225 691,226 791, l 24 ZSM-12340,1-0,531,152281,736 331,735 441,633 491,532 561, 531 821, 228 Obviously, the higher the silica/alumina ratio of ZSM-12 catalyst, the better the performance. Indicated.
寒1」」ニー ZSM−12触媒の性能に対する、より大きな粒子による高レベルの脱アルミ化 の影響を以下に示す。触媒を、約100°Cで16NのFINO3中、1.ON のHFにより2時間処理した。乾燥および仮焼後、触媒を前記の様にテストした 。cold 1'' knee Higher level of dealumination due to larger particles on the performance of ZSM-12 catalyst The effects of this are shown below. The catalyst was heated in 16N FINO3 at about 100°C 1. ON of HF for 2 hours. After drying and calcination, the catalyst was tested as described above. .
より大きな粒子サイズの触媒でも触媒のシリカ/アルミナ比が大きければ大きい ほど、より高度な性能が得られた。Catalysts with larger particle sizes are also larger if the catalyst has a higher silica/alumina ratio. The higher the performance, the more advanced the performance was obtained.
K血五旦二 本実施例は、様々な粒子サイズのZSM−12の合成を示す。165℃で、ゲル 中の含水率を一定にした中で、初めのゲル中のシリカ/アルミナ比を変える事に より、粒子サイズを様々に変化させた。様々な反応成分のソースは、以下のとお りである。K blood 5dan 2 This example demonstrates the synthesis of ZSM-12 with various particle sizes. Gel at 165℃ By changing the silica/alumina ratio in the initial gel while keeping the water content constant. Therefore, the particle size was varied. The sources of various reaction components are as follows: It is.
すなわち、/リカはコロイド状の二酸化珪素であり、アルミナはA+(803) 3の水和物である。合成に当たって、160gの水および336のNa0t(を 合わせ、攪拌した。この溶液に296gの臭化トリエチルメチルアノモニウムを 溶解し、3.36g17+Al(NO3)3を加え、攪拌により溶解した。この 溶液に42gの30%のコロイド状の二酸化珪素を加えた。このゲルを、テフロ ンを裏張りしたオートクレーブに入れ、165°Cで数日間加熱した。結晶化し たZSM−12を濾過によって単離し、水洗した。バルク(bulk)ICP分 析により、その結晶性ZSM−12はその合成に使われた化学量論に非常に近い シリカ/アルミナ比を有する事が示された。どの場合でも、ゼオライトは、10 0%結晶体であり、多量の汚染物を含んでいなかった。以下の表はまた、含水量 およびシリカ/アルミナ比の変化はどちらも粒子サイズに非常に影響し得る事を 示す。That is, /Rica is colloidal silicon dioxide and alumina is A+ (803) It is a hydrate of No. 3. For the synthesis, 160 g of water and 336 Na0t ( Combined and stirred. Add 296g of triethylmethylammonium bromide to this solution. 3.36g17+Al(NO3)3 was added and dissolved by stirring. this 42 g of 30% colloidal silicon dioxide was added to the solution. Apply this gel to Teflon The tube was placed in a lined autoclave and heated at 165°C for several days. crystallized ZSM-12 was isolated by filtration and washed with water. bulk ICP Analysis shows that the crystalline ZSM-12 is very close to the stoichiometry used for its synthesis. It was shown to have a silica/alumina ratio. In any case, the zeolite is 10 It was 0% crystalline and did not contain large amounts of contaminants. The table below also shows the water content and changes in silica/alumina ratio can both greatly affect particle size. show.
1 1:23:2400 21 0. LX 0.5mm2 1:35:240 0 29 1 X 1rnn3 1:50:2400 43 1 X 2mm4 1ニア5:2400 66 1 x 3.50+105 1:33:8700 30 lx 3゜5mm6 0:1400:9000 430 2X 15m m反応混合物から得られたZSM−12は、ナトリウム鋳型(thetempl ate−sodium)の形状である。この触媒を活性化するために、それを6 50°Cで8時間仮焼した。続いて、5NのNH,CIにより100°Cで2時 間イオン交換し、アンモニウム型化合物を得た。1 1:23:2400 21 0. LX 0.5mm2 1:35:240 0 29 1 X 1rnn3 1:50:2400 43 1 X 2mm4 1 near 5:2400 66 1 x 3.50+105 1:33:8700 30 lx 3゜5mm6 0:1400:9000 430 2X 15m The ZSM-12 obtained from the reaction mixture was prepared using a sodium template (thetempl ate-sodium). To activate this catalyst, add it to 6 It was calcined at 50°C for 8 hours. Subsequently, 2 hours at 100°C with 5N NH, CI An ammonium type compound was obtained by ion exchange.
その後、110°Cで2時間乾燥し、次いで、650”Cで12時間仮焼しくい ずれも空気中で)酸型化合物を得た。It was then dried at 110°C for 2 hours and then calcined at 650"C for 12 hours. The acid type compound was obtained (both in air).
m鉦二 本実施例は、実施例5および以下に述べたプロセスによる一連の試み(run) によって合成されたZSM−12触媒を使って、エチレンによりナフタレンをジ エチル化する事を示す。m gong 2 This example is a series of runs using Example 5 and the process described below. Naphthalene was dioxidized by ethylene using ZSM-12 catalyst synthesized by Indicates ethylation.
ZSM−12220,1−0,561,745およそ15μmの触媒をMuし、 そしてDEN反応は触媒を急速に不活性にすることを示した。これは明らかに反 応経路が長過ぎる為である。コーキングが支配的であった。この結果より、この 反応で大きい粒径のZS!+1−12は望ましくないことが分かる。ZSM-12220,1-0,561,745 approximately 15 μm catalyst, And the DEN reaction was shown to rapidly deactivate the catalyst. This is clearly against This is because the response path is too long. Caulking was dominant. From this result, this ZS with large particle size due to reaction! It can be seen that +1-12 is undesirable.
Figure 1 時間(時閉) 0.10.20.30゜40.50.G C1,70,80,91,0・對 伏 − 国際調査報告 i−一一一静一呻−TmPCr10590105916Figure 1 Time (closed) 0.10.20.30°40.50. G C1, 70, 80, 91, 0 − international search report i-One-One-One-One-One-TmPCr10590105916
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