JPH0699334B2 - パラジクロロベンゼンの製造方法 - Google Patents

パラジクロロベンゼンの製造方法

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JPH0699334B2
JPH0699334B2 JP63334331A JP33433188A JPH0699334B2 JP H0699334 B2 JPH0699334 B2 JP H0699334B2 JP 63334331 A JP63334331 A JP 63334331A JP 33433188 A JP33433188 A JP 33433188A JP H0699334 B2 JPH0699334 B2 JP H0699334B2
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直和 伊藤
達彦 服部
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東亞合成化学工業株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/10Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms
    • C07C17/12Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms in the ring of aromatic compounds

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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 イ)発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベンゼン(以下BZと略記する)および/また
はモノクロロベンゼン(以下CBと略記する)を気相塩素
化し、パラジクロロベンゼン(以下PDCBと略記する)を
製造する方法に関するものである。
ジクロロベンゼン(以下DCBと略記する)は工業的に重
要な化合物であり、多くの製品の原料中間体として用い
られている。
DCBにはPDCB、オルトジクロロベンゼン(以下ODCBと略
記する)およびメタジクロロベンゼン(以下MDCBと略記
する)の三種の異性体が存在する。このうちPDCBは最も
需要が多く、防虫剤の他にエンジニアリング・プラスチ
ックであるポリフェニレンサルファイドの原料として注
目されている。
〔従来の技術〕
従来DCBは塩化第二鉄等のフリーデルクラフト型触媒と
用い、BZまたはCBを塩素化して製造されている。しかし
ながらこの方法ではPDCBの選択率が約60%と低く、利用
価値の低いODCBが多く副生する。
これを改良するため硫黄、セレン系の無機あるいは有機
化合物を塩化第二鉄と併用する方法が提案されている。
この方法では、PDCBの選択率は70〜80%と改善されるも
のの、塩化第二鉄を触媒とする反応において一般に見ら
れるトリクロロベンゼン等の高次塩素化ベンゼンの副生
が多いという問題が残されている。また、これらの触媒
で汚染された反応生成物から触媒を除去するために、水
洗等の工程が必要であり、触媒の再利用は極めて難し
い。
また、近年ゼオライトを触媒とするBZおよび/またはCB
の選択塩素化について、いくつかの提案がなされてい
る。例えば、特開昭59−163329号公報には、L型ゼオラ
イトを触媒とする液相塩素化反応が開示されている。こ
の反応におけるPDCBの選択率は80〜90%と高いものの、
触媒活性が短時間で低下すると言う欠点がある。また、
特開昭61−183236号公報には、モルデナイト型ゼオライ
トの触媒に使用し、50〜80℃の温度で行う塩素化反応が
開示されている。この反応におけるPDCBの選択率は60〜
62%と低く、利用価値の少ないODCBが多く生成する。ま
た、テトラヒドロンレターズ(Tetrahedron Letters)
第21巻、3809〜3812頁(1980年)には、各種のイオン交
換樹脂、例えばZSM−5ゼオライト、モルデナイト型ゼ
オライト、L型ゼオライト、Y型ゼオライトを触媒とす
るベンゼンの気相塩素化反応が報告されているが、例え
ばモルデナイト型ゼオライトを触媒とする反応では、PD
CBの選択率の開示はないが、BHC(ベンゼンヘキサクロ
ライド)等の塩素付加体が多く生成するとの記載があ
り、工業的に充分満足出来るものとは言えない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者らは、BZおよび/またはCBを気相塩素化してPD
CBを製造するにあたり、PDCBの選択率が高く、かつ触媒
寿命が長く、長時間高い塩素転化率を維持し得る、工業
的に有利なPDCBの製造方法につき鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成した。
ロ)発明の構成 〔課題を解決する為の手段〕 本発明は、ベンゼンおよび/またはモノクロロベンゼン
を気相塩素化反応させることによりパラジクロロベンゼ
ンを製造するにあたり、触媒としてSiO2/Al2O3モル比が
22〜50であるモルデナイト型ゼオライトを用いることを
特徴とするパラジクロロベンゼンの製造方法である。
本発明において、塩素化反応は、BZおよび/またはCBと
塩素ガスを気相で触媒と接触させることにより実施され
る。塩素ガスは窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガ
ス、空気、二酸化炭素、または塩化水素等により希釈し
て用いても差し支えないが、触媒の寿命を更に改善し得
る点で空気で希釈するのが特に好ましい。
BZおよび/またはCBに対する塩素の供給モル比は、BZお
よび/またはCBを基準として塩素が0.1〜3.0が好まし
く、更に好ましくは0.5〜2.0である。BZおよび/または
CBに対する塩素の供給モル比が低すぎると、1回通過あ
たりのPDCBの収量が少なく、BZおよび/またはCBを回収
して塩素化反応器に戻す割合が多くなるので経済的では
ない。また逆に高すぎると高次塩素化物の副生量が増大
する可能性がある。
本発明方法は、触媒としてSiO2/Al2O3モル比が22〜50で
あるモルデナイト型ゼオライトを用いるが、通常、ゼオ
ライトはケイ酸アルミニウムの多孔性結晶であり、その
基本構造はSiO4とAlO4との正四面体から構成されてお
り、各四面体の結合様式の相違により多種類の天然ある
いは合成ゼオライトが知られている。
本発明において用いられるゼオライトは、SiO2/Al2O3
ル比が22〜50に調整されたモルデナイト型ゼオライトで
あり、好ましくはSiO2/Al2O3モル比が25〜45、更に好ま
しくは30〜40である。SiO2/Al2O3モル比が22未満では、
PDCBの選択性が低く、また触媒活性が短時間に低下して
塩素の転化率の低下を招くので実用的でない。SiO2/Al2
O3モル比が50を超えた場合も、塩素の転化率が低下する
ため、触媒寿命は改善されない。
SiO2/Al2O3モル比が22〜50のモルデナイト型ゼオライト
は、公知の方法により合成することが出来る。例えば、
特開昭56−160316号公報、特開昭55−95612号公報、特
開昭58−88118号公報、特開昭58−217425号公報、特開
昭59−39715号公報、特開昭59−73424号公報等に開示さ
れた方法に従えばよい。
また、一般に入手可能なモルデナイト型ゼオライトのSi
O2/Al2O3モル比は約10であり、このモルデナイト型ゼオ
ライトを脱アルミニウムして、SiO2/Al2O3モル比を22〜
50にすることも可能である。ここでいう脱アルミニウム
とは、ゼオライト結晶構造中のアルミニウムを脱離させ
ることを云い、その方法として鉱酸等による酸処理、ED
TA処理、アセチルアセトン処理、四塩化珪素処理、ハラ
イド処理等の公知の方法が知られている。脱アルミニウ
ムの方法としては最も簡便である酸処理による方法が好
適である。
ゼオライトは通常、Naイオン、Kイオン、Caイオン等の
金属陽イオンを含有しており、本発明のゼオライトにお
いてはこのようなアルカリ金属イオンまたはアルカリ土
類金属イオンを含有するものが好ましい。
触媒の形状については、特に制限はなく、反応の形式に
よって任意に選択することが出来、粉末状、顆粒状、球
状、筒状、環状などがある。またガラスビーズのような
不活性充填材と混合して用いることが出来る。不活性充
填材と混合して用いる場合は、本発明のゼオライトと不
活性充填材の混合物中の各体積割合は1:20〜10:1が好適
である。不活性充填材の割合があまり大きいと触媒層体
積が膨大となり経済的とはいえず、あまり少なくては触
媒の拡散効果が期待できない。
触媒層と、BZおよび/またはCB、塩素ガスもしくは希釈
ガスを接触させる条件は、接触時間W/F(sec)で表し
て、0.1〜1000secの範囲が好ましく、更に好ましくは0.
5〜500secである。0.1sec未満では十分な塩素転化率が
得られるとは云えず、1000secを越えても触媒量を増加
する効果が期待できない恐れがある。
ただしW(cc):触媒層の体積 F(cc/sec): BZおよび/またはCB、および塩素ガス(希釈ガスを併用
するときはこれを含めた塩素ガス)の合計供給量を意味
する。
ガス状のBZおよび/またはCB、塩素ガスもしくはこれと
希釈ガスとの混合ガスを触媒層と接触させるには、各成
分ガスを事前に混合して接触させても、また別個に供給
して接触させても差し支えない。
本発明は気相反応であり、反応温度は100℃〜400℃が好
ましく、更に好ましくは150℃〜300℃である。反応温度
が100℃未満では十分な塩素転化率が得られるとは云え
ず、400℃を越えるとPDCBの選択率が低下する恐れがあ
る。
本発明の実施に際し、用いられる装置の形式については
特に制限はなく、通常の固定床で良いが、流動床あるい
は移動床であっても実施可能である。
反応後の生成物の分離、精製に際しては、水洗等の手段
を必要とすることなく、分溜及び晶析等一般の分離精製
手段を用いれば良い。
〔実施例および比較例〕
以下、実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に
説明する。
なお、各実施例、比較例で用いた各種モルデナイト型ゼ
オライトは10〜14メッシュに圧縮成形した後、300℃で
3時間乾燥したものを用いた。
またPDCB選択率および塩素転化率は下式により算出され
る値である。
実施例1 SiO2/Al2O3モル比が20.1のNa含有モルデナイト型ゼオラ
イト20gをコンデンサーを備えた300cc三ツ口フラスコに
入れ、1N塩酸200ccを加え、90℃で5時間撹拌し、脱ア
ルミニウムを行った。次いで十分水洗した後、通常のイ
オン交換法で脱アルミニウムしたNaイオン含有モルデナ
イト型ゼオライトを調整した。得られたモルデナイト型
ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は31.5であった。
反応は通常の固定床反応装置を用いて、反応管(パイレ
ッスクス製;30mmφ×500mmL)に、上記の方法で調整し
た触媒Naイオン含有モルデナイト型ゼオライト5ccとガ
ラスビーズ(2mmφ)45ccの混合物を充填し、反応温度2
00℃において、BZ:塩素:窒素=1:1:1(モル比)の組成
の混合ガスを、W/F(接触時間)25secで供給し、反応を
行った。
流出する反応生成物または未反応原料を一定時間毎に分
析した。その結果を第1表に示す。
実施例2 SiO2/Al2O3モル比が20.1のNa含有モルデナイト型ゼオラ
イト15gをコンデンサーを備えた300cc三ツ口フラスコに
入れ、1N塩酸300ccを加え、90℃で9時間撹拌し、脱ア
ルミニウムを行った。次いで十分水洗した後、通常のイ
オン交換法でNaイオンに交換し、脱アルミニウムしたNa
イオン含有モルデナイト型ゼオライトを調製した。得ら
れたモルデナイト型ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は3
7.2であった。
これを触媒として用いた以外は実施例1と同様な方法で
気相塩素化反応を行った。その結果を第1表に示す。ま
た塩素転化率の経時変化を第1図に示す。
実施例3 脱アルミニウムの時間を24時間とした以外は実施例2と
同様に触媒を調製し、SiO2/Al2O3モル比43.0のNaイオン
含有モルデナイト型ゼオライトを得た。これを用いて実
施例1と同様に気相塩素化反応を行った。その結果を第
1表に示す。また塩素転化率の経時変化を第1図に示
す。
実施例4 SiO2/Al2O3モル比が20.1のNa含有モルデナイト型ゼオラ
イト15gをコンコンデンサーを備えた300cc三ツ口フラス
コに入れ、1N塩酸300ccを加え、90℃で24時間撹拌し、
脱アルミニウムを行った。次いで濾別し、濾別したモル
デナイト型ゼオライトを三ツ口フラスコに入れ、更に上
記と同様にして1N塩酸で24時間脱アルミニウム処理し、
十分水洗した後、実施例2と同用な方法でNa含有モルデ
ナイト型ゼオライトを調整した。得られたNa含有モルデ
ナイト型ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は47.0であっ
た。
これを触媒として、実施例1と同様に気相塩素化反応を
行った。その結果を第1表に示す。
比較例1 SiO2/Al2O3モル比が9.8であるNaイオン含有合成モルデ
ナイト型ゼオライトを触媒に用い、実施例1と同様な方
法で気相塩素化反応を行った。その結果を第1表に示
す。また塩素転化率の経時変化を第1図に示す。
比較例2 SiO2/Al2O3モル比が15.0のNaイオン含有モルデナイト型
ゼオライトを触媒に用い、実施例1と同様な方法で気相
塩素化反応を行った。その結果を第1表に示す。
比較例3 SiO2/Al2O3モル比が20.1のNaイオン含有モルデナイト型
ゼオライトを触媒に用い、実施例1と同様な方法で気相
塩素化反応を行った。その結果を第1表に示す。また塩
素転化率の経時変化を第1図に示す。
比較例4 8N塩酸で24時間脱アルミニウムした以外は実施例2と同
様な調整方法で触媒を調整した。得られたモルデナイト
型ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は59.6であった。
これを触媒とした以外は実施例1と同様に気相塩素化反
応を行った。その結果を第1表に示す。
ハ)発明の効果 本発明によればODCBの副生を抑え、PDCBを高い選択率で
製造することが出来、更に触媒寿命が長く、高い塩素転
化率を長時間維持することが出来、工業的に極めて有利
にPDCBを製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例および比較例によるBZの塩素転
化率の経時変化を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベンゼンおよび/またはモノクロロベンゼ
    ンを気相塩素化反応させることによりパラジクロロベン
    ゼンを製造するにあたり、触媒としてSiO2/Al2O3モル比
    が22〜50であるモルデナイト型ゼオライトを用いること
    を特徴とするパラジクロロベンゼンの製造方法。
JP63334331A 1988-12-29 1988-12-29 パラジクロロベンゼンの製造方法 Expired - Lifetime JPH0699334B2 (ja)

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JPS6140233A (ja) * 1984-08-01 1986-02-26 Toyo Soda Mfg Co Ltd 塩素化ベンゼン誘導体の製造方法
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