JPH0651650B2 - 3,5―ジクロルクメン異性体の分離法 - Google Patents

3,5―ジクロルクメン異性体の分離法

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JPH0651650B2
JPH0651650B2 JP1050913A JP5091389A JPH0651650B2 JP H0651650 B2 JPH0651650 B2 JP H0651650B2 JP 1050913 A JP1050913 A JP 1050913A JP 5091389 A JP5091389 A JP 5091389A JP H0651650 B2 JPH0651650 B2 JP H0651650B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/38Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C17/389Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by adsorption on solids

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はジクロルクメン異性体混合物から、特定のジク
ロルクメン異性体を分離する方法に関する。わけても、
3,5−ジクロルクメン(以下、3,5−DCCと略す)は、
合成化学上重要な化合物であって、農薬、医薬、染料な
どの中間原料として有用である。
〈従来の技術〉 ジクロルクメンは、ジクロルベンゼンを触媒の存在下で
プロピレンまたはイソプロピルハライドを作用させ、ア
ルキル化させて得られる。特に、3,5−DCCはm−ジ
クロルベンゼン(以下、m−DCBと略す)をアルキル
化して得られる2,4−ジクロルクメン(以下、2,4−DC
Cと略す)を触媒の存在下で異性化することによって得
られる。得られたジクロルクメン異性体混合物は熱力学
的平衡の2,4−DCCと3,5−DCCを主体とし、未反応
のm−DCB、副生物の2,5−ジクロルクメン(以下、
2,5−DCCと略す)とジクロルジイソプロピルベンゼ
ン(以下、DCDIPBと略す)および触媒を含有して
いる。上記ジクロルクメン異性体を含む混合物は、触媒
を分離除去したのち、蒸留法により、まず未反応のm−
DCBと高沸点のDCDIPBが除去される。ジクロル
クメン異性体は、異性体間の沸点差は小のため、このま
までは蒸留分離できない。従って、従来は、ジクロルク
メン異性体混合物をさらにアルキル化反応に供し、2,4
−DCCを選択的にDCDIPBに転化させ、3,5−D
CCとの沸点差を利用して、蒸留法により、3,5−DC
Cを分離回収する(USP4104315)。このよう
にして得られた3,5−DCCには、なお少量の未反応の
2,4−DCC、副生の2,5−DCCが存在するため、さら
に臭素化反応に供し、3,5−DCCを選択的に臭素化し
て蒸留分離精製する(USP4087473)。また、
回収された未反応のm−DCBとジアルキル化合物のD
CCIPBを先の第1段のアルキル化工程へ供給し、ト
ランスアルキル反応により2,4−DCCに転化し再利用
する(USP4329524)。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述の如く、アルキル化(第1段)→異
性化→脱触媒→蒸留→アルキル化(第2段)→蒸留→臭
素化→蒸留のように、反応と蒸留を繰り返す分離・精製
の手段は、工業装置のみならずエルネギー的にも不利で
ある。また、反応の繰り返しは好ましからざる副生物の
増加などが生じ、コスト、品質の両面に問題が残った。
本発明者らは、これらの問題点を一挙に解決すべく鋭意
検討した結果、本発明に到達した。
〈課題を解決するための手段〉 本発明の要旨は、ジクロルクメン異性体混合物から3,5
−ジクロルクメン異性体を吸着分離する際に、吸着剤と
してシリカ/アルミナモリ比が2以上でありかつ0.6〜
1.0nmの細孔径を有するゼオライトを用いるとともに、
脱着剤としてキシレンを用いることを特徴とするジクロ
ルクメン異性体の分離法である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるジクロルクメン異性体混合物とは、通
常、2,4−DCC、2,5−DCCおよび3,5−DCCを主
として含有するジクロルクメン異性体混合物であり、さ
らに副生物のDCDIPBを含むジクロルクメン異性体
混合物をも包含する。
本発明においては、シルカ/アルミナモル比が2以上で
ありかつ0.6〜1.0nmの細孔径を有するゼオライトを用い
る。
ゼオライトはSiO四面体とAlO四面体とが酸素
を共有して3次元網目状に結合した結晶であり、その結
合のしかたにより何種類もの形の空洞や孔路が形成され
る。この空洞への入口は細孔と呼ばれ均一な有効径を持
っている。この細孔径はゼオライトの結晶構造やAlO
の負電荷に対応するカチオンの種類によって若干変化
させることができる。本発明で使用するゼオライトは、
かかる細孔径が0.6〜1.0nmであることが必要である。細
孔径が0.6未満または1.0を越えるとジクロルクメン異性
体が吸着分離できない。
また、本発明で使用するゼオライトはシリカ/アルミナ
モル比が2以上、好ましくは2〜30であることが必要
である。シリカ/アルミナモル比が2未満であるとジク
ロルクメン異性体が吸着分離できない。
本発明で使用するゼオライトは、シリカ/アルミナモル
比が2以上でありかつ0.6〜1.0nmの細孔径を有するもの
であれば、特に限定されず、好ましくはホージャサイト
型ゼオライト、L型ゼオライトおよびベータ型ゼオライ
ト、モルデナイト型ゼオライト、ペンタシル型ゼオライ
ト、オメガ型ゼオライト、オフレタイト型ゼオライトか
ら選ばれたゼオライトが使用される。より好ましくは、
ホージャサイト型ゼオライト、L型ゼオライトおよびベ
ータ型ゼオライトから選ばれたゼオライトが使用され
る。
ホージャサイト型ゼオライトは次式で示される結晶性ア
ルミノシリケートである。
(0.9±0.2)MO:Al:xSiO:y
O (ここでMはプロトン、アンモニウムイオンまたは1
価、2価もしくは3価の金属カチオンを示し、nはその
原子価を表わす。また、yは水和の程度により異な
る。) 上記式で示されるホージャサイト型ゼオライトは、X型
とY型に分類され、X型はx=2.5±0.5であり、Y型は
x=3〜8で表わされる。すなわちX型はシリカ/アル
ミナモル比が2.5±0.5であり、Y型はシリカ/アルミナ
モリ比が3〜8であり、どちらも典型的には0.74nmの細
孔径を有するが、カチオンの種類によっては0.6〜0.9nm
の細孔径を有する。
L型ゼオライトは次式で示される結晶性アルミノシリケ
ートである。
(1.0±0.1)MO:Al:(5〜8)Si
:yHO (ここでMはプロトン、アンモニウムイオンまたは1
価、2価もしくは3価の金属カチオンを示し、nはその
原子価を表わす。また、yは水和の程度により異な
る。) すなわち、L型ゼオライトはシリカ/アルミナモル比が
5〜8であり、典型的には0.71nmの細孔径を有するが、
カチオンの種類によっては0.6〜0.9nmの細孔径を有す
る。
ベータ型ゼオライトは使用形態において次式で示される
結晶性アルミノシリケートゼオライトである。
O:Al:(5〜100)SiO:y
O(ここでMはプロトン、アンモニウムイオンまた
は1価、2価もしくは3価の金属カチオンを示し、nは
その原子価を表わす。また、yは水和の程度により異な
る。) すなわち、ベータ型ゼオライトはシリカ/アルミナモル
比が5〜100でありかつカチオンの種類により0.6〜
1.0nmの細孔径を有する。
本発明で使用するゼオライトの好ましいカチオンは、周
期律表の第IA族、第IB族および第IIA族などから選
ばれた金属イオンおよびアンモニウムイオン、プロトン
などからなる1種または2種以上のカチオンである。こ
れらのカチオンの好ましい具体例としては、例えば、リ
チウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウム、銅、銀、金、アンモ
ニウム、プロトンなどが挙げられる。これらのカチオン
のイオン交換方法は常法によって行なうことができ、通
常はゼオライトに加えようとする1種または2種以上の
カチオンの可溶性塩の水溶液にゼオライトを接触させる
か、あるいはゼオライトを焼成することによりプロトン
化するアンモニウム塩水溶液にそのゼオライトを接触さ
せることによって、実施される。
本発明で用いるゼオライト吸着剤の製造法は任意であ
り、例えば特開昭53−28126号公報、特公昭36
−3675号公報またはUSP3308069などに記
載の方法で得ることができる。
本発明方法を用いたジクロルクメン異性体混合物を吸着
分離するための技術は、常法が採用可能であり、いわゆ
るクロマト分取法であってもよいし、また、これを連続
化した擬似移動床による吸着分離方法でもよい。
分離の際に使用する展開剤あるいは脱着剤としては、キ
シレンを用いる。具体的には、例えば、混合キシレン、
m−キシレン、o−キシレン、p−キシレンなどが挙げ
られる。これらは1種類単独で用いてもよいし、2種以
上の混合物として用いてもよい。
吸着分離のための操作条件としては、温度は室温から3
50℃、好ましくは50〜250℃であり、圧力は大気
圧から50kg/cm2・G、好ましくは大気圧から40kg
/cm2・Gである。
本発明による吸着分離は気相でも液相でもよいが、操作
温度を低くして原料供給物あるいは脱着剤の好ましくな
い副反応を抑えるために、液相で実施するのが好まし
い。
〈実施例〉 次に本発明方法を実施例を挙げて説明する。
実施例では脱着剤(以下、DESと略す)の脱着特性を
ジクロルクメン異性体の最大吸着を示す特定のジクロル
クメン異性体との吸着選択率(α)でもって表わす。
ここで、DESは脱着剤を示し、DCCはジクロルクメ
ン異性体間で最大吸着強さを与えるジクロルクメンを示
す。Sは吸着相、Lは吸着相と平衡状態にある液相を示
す。
上記吸着選択率(αDES/DCC)の値が1に近い値
が好ましい。1より著しく大なるときは脱着強さが大き
く、次回に吸着されるジクロルクメンの吸着に障害を与
え、1より著しく小なるときは吸着されたジクロルクメ
ンを十分に脱着することが困難となる。
さらに使用した脱着剤がジクロルクメン異性体相互の吸
着活性にどのような影響を与えるかを示すためにジクロ
ルクメン異性体間の吸着選択率も同時に評価した。ジク
ロルクメン異性体間の吸着選択率(α)は、次式で表わ
す。
ここでA、Bはジクロルクメン異性体のどれか1種を示
し、Sは吸着相、Lは吸着相と平衡状態にある液相を示
す。上記吸着選択率(αA/B)の値が1より大のとき
A成分が選択的に吸着され、1より小のときはB成分が
選択的に吸着される。上記吸着選択率(αA/B)の値
が1より大なるほど、あるいは1より小さく0に近いほ
どAとBの吸着分離が容易となる。
実施例1 シリカ/アルミナモル比が4.8でかつ0.74nmの細孔を有
するNa−Y型ホージャサイト型ゼオライトの造粒品
を、0.15カチオン当量の硝酸アンモニウムと0.85カチオ
ン当量の硝酸カリウムを含む水溶液を用いて、固液比5
(ml/g)で90℃、2時間イオン交換し、これを10
回繰り返し、ゼオライト吸着剤(以下、0.15H−K−Y
ゼオライトと略す)を得た。
イオン交換後、ゼオライト造粒品を90℃の純水にて固
液比5(ml/g)で10回洗浄し、120℃で一夜乾燥
した。このように調整されたゼオライト吸着剤はジクロ
ルクメン異性体間の吸着選択率を測定する直前に500
℃で2時間焼成して用いた。
ジクロルクメン異性体と脱着剤の吸着選択率、ジクロル
クメン異性体の吸着選択率を測定するために、内容積5
mlのオートクレーブ内に上記ゼオライト吸着剤2gおよ
び脱着剤としてのm−キシレン、下記ジクロルクメン異
性体混合物2,2mlを充填し、150℃で0.5時間、時々攪
拌しながら放置した。仕込んだ脱着剤とジクロルクメン
異性体混合物の組成は次のとおりであった。
脱着剤 50(重量比) 2,4−DCC 15 2,5−DCC 15 3,5−DCC 20 さらに、ガスクロマトグラフィー分析での基準物質とし
て、ジクロルクメン異性体混合物に対し20wt%のn
−ノナンを同時に仕込んだ。n−ノナンは上記条件下で
は、ゼオライトの吸着特性に関し実質上不活性な物質で
ある。吸着剤と接触させたのちの液相混合物の組成をガ
スクロマトグラフィーにより分析し、脱着剤とジクロル
クメン異性体間の吸着選択率と、ジクロルクメン異性体
相互間の吸着選択率を求めた。
結果は次のとおりであった。
比較例1〜13 脱着剤を表2に示すように変える以外は実施例1と同様
に吸着分離を行い吸着選択率を測定した。結果を表2に
示す。
実施例2 次に示す組成のジクロルクメン異性体混合物を第1図に
示す擬似移動床装置で吸着分離した。
3,5−DCC 63.3% 2,4−DCC 35.6% 2,5−DCC 0.7% DCDIPB 0.4% 内容積約40mlの各吸着室1〜4に0.15H−K−Yゼオ
ライトを充填した。ライン5から脱着剤としてm−キシ
レンを460ml/hrで供給し、ライン7から上記ジクロ
ルクメン異性体混合物を7.0ml/hrで供給した。
ライン6からエクストラクト流れを81ml/hrで抜出
し、ライン8からラフィネート流れを80ml/hrで抜出
し、残りの流体をライン9から抜出した。また、吸着室
1と4間の流体の流れはバルブ10で閉じられていた。
このとき、約150秒間隔で吸着室1を4に、4を3
に、3を2に、2を1に同時に移動させた。吸着温度は
150℃、圧力は13kgで実施した。
かくして得られたエクストラクト流れに含まれるジクロ
ルクメン異性体混合物中の3,5−DCCの純度は99.4
%であり、回収率は85%であった。
〈発明の効果〉 本発明によれば、ジクロルクメン異性体混合物からゼオ
ライト吸着剤を用い、所望のジクロルクメン異性体を高
純度でかつ効率良く分離回収することができ、工業的に
寄与する効果は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の吸着分離法の適用の一実施態様である
擬似移動床による吸着分離操作を模式的に示す図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジクロルクメン異性体混合物から3,5−ジ
    クロルクメン異性体を吸着分離する際に、吸着剤として
    シリカ/アルミナモル比が2以上でありかつ0.6〜1.0nm
    の細孔径を有するゼオライトを用いるとともに、脱着剤
    としてキシレンを用いることを特徴とする3,5−ジクロ
    ルクメン異性体の分離法。
JP1050913A 1989-03-01 1989-03-01 3,5―ジクロルクメン異性体の分離法 Expired - Fee Related JPH0651650B2 (ja)

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