JPH07309792A - m−クロロ芳香族類の製造方法 - Google Patents
m−クロロ芳香族類の製造方法Info
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Abstract
又はp−クロロ芳香族類を異性化させてm−クロロ芳香
族類を製造する際、使用されるクロロ芳香族類を基準と
して1から30モル%の水素を存在させて該製造を行
う。 【効果】 ゼオライト類の活性を高いレベルに特に長期
間保つことができる。
Description
ロ芳香族類をゼオライト上で異性化してm−クロロ芳香
族類にする特に有利な製造方法に関する。ジクロロベン
ゼン及びクロロトルエンは一般的にはモノクロロベンゼ
ン及びトルエンをそれぞれ塩素化することにより製造さ
れるが、この製造法では、反応条件及び使用する触媒に
よって、異なる組成を持つ異性体の混合物が得られる。
これら混合物にはo−,m−及びp−ジクロロベンゼン
又はo−,m−及びp−クロロトルエンが含まれてい
る。
合物中には非常に少なくしか存在していない(Ullmanns
Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th editio
n,volume A6, 333ページ以降参照)。 しかしながら、ある応用分野、例えば作物保護剤類や医薬
類の中間体の製造、においては主にm−ジクロロベンゼ
ン及びm−クロロトルエンが必要とされるため、相応す
るo−及び/又はp−化合物を異性化してm−ジクロロ
ベンゼン及びm−クロロトルエンを製造する方法がいく
つか開示されて来ている。これらの方法で特に興味ある
ものは異性化用触媒としてゼオライト類を用いているも
のである。その理由としてこれらがプロセス指向型(pro
cesswise)であり、生態学的にも有利であることが挙げら
れる。(例えば、ドイツ国特許出願公開第3334673号,
ドイツ国特許出願公開第3420706号,ヨーロッパ特許出
願公開第46665号、および日本国特許出願昭57-27279号
=特開昭58−144330号参照) しかしながら、この方法には最高約200時間以内で該ゼオ
ライト類を再生しなければならないという不利な点があ
る。 またこれは異性化されるクロロ芳香族類へ水素添加が可
能な方法にも当てはまる。 ドイツ国特許出願公開第3334673号(DE-A 3334673)明
細書には、気相でo−及びp−ジクロロベンゼンを異性
化してm−ジクロロベンゼンを製造する方法において、
ジクロロベンゼン類の分圧を下げるため窒素または水素
を必要に応じて希釈剤として用いることが記載されてい
る(6ページ、4から7行目参照)。特に1モル当たり
のジクロロベンゼン類に対して4及び5.35モルの窒
素を加えることが記載されている(実施例1と4参
照)。ゼオライト触媒を再生しなければならない期間に
ついてはなんら説明がなされていない。
4 20 707)明細書には2−,3−及び/又は4−クロロ
トルエンを、特に高活性であると同時に長時間の操作も
可能な卓越したジルコニウム含有ゼオライト類を用いて
異性化する方法が記載されている。該方法は気相または
液相で操作され、水素を任意的に出発原料に、例えば2−
クロロベンゼンを基礎として880モル%量、混合して
用いることができる。該触媒の活性と選択性は210時
間保持される(実施例 1b参照)。
触媒の不活性化は非常に短期間で起きていた。(4ペー
ジ、9〜12行参照) 最後になるが、ヨーロッパ特許出願公開第46,665号(EP-
A 46 665)明細書にハロゲン化トルエン類の異性化方法
が開示されており、そこでは酸性ゼオライトが触媒とし
て用いられている。その説明によれば、該方法は場合によ
っては水素の存在下で行うことができる(4ページ、1
4〜16行)。しかしながら、ガス添加の唯一の例とし
て、実施例1で、o−クロロトルエン/クロロベンゼン
混合物のモルあたり5モルの窒素ガスが用いられている
記載があるだけである。
いては定量的なデータは何もない。そのため高い触媒活
性を約200時間以上も保持でき、かつ触媒再生の必要
を減らすことができる異性化によるm−クロロ芳香族類
の製造法に対するニーズはいまもってある。
示されるm−クロロ芳香族類を式(IIa)及び式(II
b)
示されるo−及び/又は p−クロロ芳香族類を異性化
して製造する方法を見いだした。該方法は式(IIa)と
式(IIb)で示されるo−及び/又はp−クロロ芳香族
類を、液相状態でまた該クロロ芳香族類を基礎として1
から30モル%の水素を存在させて高温下でゼオライト
と接触させることを特徴としている。
たはp−ジクロベンゼンまたは工業グレードのo−また
はp−クロロトルエン、またはo−及び/又はp−ジク
ロロベンゼン及び/又はp−クロロトルエン類を含有す
るいかなる好ましい混合物をも使用することができる。
ノクロル化の際に得られるような混合物またはこのよう
なクロル化混合物残液、例えば分溜及び/又は部分結晶
化でできる混合物残液などを用いることが好ましく、こ
のような混合物には、例えば、o−及び/又はp−ジク
ロロベンゼンまたはo−及び/又はp−クロロトルエン
以外に、場合によってはクロル化に用いた出発原料、例
えばベンゼン又はトルエン、より塩素化程度の低い化合
物、例えばモノクロルベンゼン、より塩素化の進んだ化
合物、例えばトリ及びテトラクロロベンゼンまたは例え
ばジ−及びトリクロロトルエン、およびすでに最高20
重量%のm−ジクロロベンゼンまたは、最高15重量%
のm−クロロトルエンが含れていてもよい。好ましくは
該クロロ芳香族類はそれぞれのm−異性体の含有量が8
重量%以下のものを使用する。
またはクロロ芳香族混合物類の選択及びそれらのo−及
び/又はp−異性体の含有量はとりたてて重要ではな
い。
〜500℃の範囲内であるが、本発明の方法は好ましく
は200〜450℃の温度で行われる。それぞれの温度
での圧力は使用されるクロロ芳香族類が実質上液相で存
在するに十分な圧力になるよう設定される。このことは
200℃未満の反応温度でも、加圧状態が必要であるこ
とを意味している。採用される反応温度にもよるが、適
当な圧力は1〜100バールの、好ましくは10〜50
バールの範囲にある。
れたゼオライトまたは粒状のゼオライトが充填された耐
圧性の反応管である。該反応器はニッケルまたはチタン
またはこれら金属の含有量の高い、例えばDIN 17742(196
3) No.24602で指定される、合金を材料として製作されて
いることが望ましい。不適切な材料は鉄含有量の高い材
料である。本発明では、クロロ芳香族類を基準として1
〜30モル%の水素を存在させて本発明の方法を実施す
ること、を発明の本質的な特徴としている。この量は3
から10モル%、特に3.5から8モル%、であること
が好ましい。過剰な水素が存在するとゼオライト触媒上
での滞留時間に関してはマイナスに作用してしまい異性
化反応がもはや液相では実質上完全には起こらなくな
る。そのため過剰な水素の使用は避けるべきである。
デナイト及び/又はフオージャサイト型などの多様のゼ
オライトが触媒として使用できるが、ペンタジル型のZ
SM−5ゼオライト類が好ましく、H型をしたZSM−
5ゼオライト類がさらに好ましい。ゼオライトは、例え
ば平均粒子径が1から8mmの粒子の形にして、粒状で
使用するのが有利である。場合によっては、該ゼオライ
ト類は通常よく使用される結合剤を含んでいてもよい。
の時間当たりの重量空間速度(weight hourly space vel
ocity)が0.05〜5h-1になるように行われる。好ま
しくは重量空間速度は0.07から5h-1、特に好まし
くは0.1から2.5h-1の範囲に入るように選定され
る。
又はp−クロロ芳香族類が妨害作用を持つ不純物を固体
状及び/又は溶解された状態で含んでいる場合には、ゼ
オライトと接触させる前に、例えば、濾過及び/又は珪
酸土、漂白土またはそれに類するもので処理することが
有利である。本発明の方法ではo−及びp−クロロ芳香
族類の異性化で使用するゼオライト触媒を高活性のま
ま、より長期間保つことが可能である。経済性の理由か
ら、ゼオライトを再生使用することが実際的でなくな
り、むしろ新しいゼオライトのバッチを使用した方がよ
い場合がしばしばある。
度と生産の妨げられる期間をこれまで可能と考えられて
いたレベルよりも非常に低いレベルにすることができ
る。このような少量の水素の添加により、液相でo−及
びp−クロロ芳香族類を異性化する際に使用するゼオラ
イト類の運転可能時間を延ばすことができることはまさ
に驚くべきことである。これまでは出発原料モルに対し
て大量モルの水素を添加することのみが考えられてきて
おり、運転時間も多くても200時間を達成するのがせ
いぜいであった。また今までは水素添加と運転時間につ
いての相関は認識されていなかった。
を1000から1500時間にすることが実現できる。
活性の低下が観察されたとしても反応温度をわずか上げ
ること、例えば5から20℃上げること、で埋め合わせ
できる(実施例2参照)。
p−ジクロロベンゼン及び5.3重量%のトリクロロベ
ンゼン類からなる混合物をH−ZSM−5ゼオライト上
で、全ジクロロベンゼン類を基準として5モル%の水素
を加えて異性化を行った。該反応は液相で、350℃、
30バールの条件下、重量時間空間速度を0.1h-1に
して行った。
100時間毎にガスクロマトグラフィーで測定し、その
詳細を表1に示した。
も異性化された混合物組成は実質上ほとんど変化せず高
いm−ジクロロベンゼン含有量(40重量%)を持って
いることがわかる。これは今まで知られている最も長い
触媒寿命よりも5倍近くも長い触媒寿命に相当してい
る。
使用しなかった。詳細は同様に表1に示した。この表よ
り水素が存在しないと約230時間後に触媒活性が20
%以上も低下してしまうことが分かる。
〃列は各表示時間において反応混合物中に含まれるm−
ジクロロベンゼンを重量%で示したものである。
M−5ゼオライトを新しいバッチにして、反応を150
0時間実施した。1450時間運転を行った後、反応温
度を360℃に上げた。詳細を表1に示した。1500
時間後においてさへも、40重量%以上のm−ジクロロ
ベンゼンを含む異性体混合物が得られた。
00℃として純粋なo−クロロトルエンを異性化させ
た。詳細を表2に要約した。この表から600時間以上
たっても反応混合物のm−クロロトルエンの含有割合は
実質上変化しなかった。先行技術(ドイツ国特許出願公
開第3420706号(DE-A 34 20 706))による反応生
成物は、温度を継続的に上げたにもかかわらず、210
時間後にはわずか16.4重量%のm−クロロトルエン
の含有量であった。(該先行技術中に記載された表1参
照、2−クロロトルエンに関する3−クロロトルエンへ
の選択的変換率) 本発明の特徴と、実施態様は次の通りである。 1.式(IIa)及び/又は式(IIb)
るo−及び/又はp−クロロ芳香族類を液相で、かつ使
用するクロロ芳香族類を基準として1から30モル%の
水素の存在させ、高めた温度でゼオライト類と接触させ
ることを特徴とする、式(IIa)及び/又は式(IIb)
で示されるo−及び/又はp−クロロ芳香族類を異性化
させて、式(I)
るm−クロロ芳香族類を製造する方法。
ロベンゼン、または工業グレードのo−またはp−クロ
ロトルエン、またはo−及び/又はp−ジクロロベンゼ
ン及び/又はo−及び/又はp−クロロトルエンを含む
望ましい混合物ならどれでも使用することを特徴とする
上記1記載の製造方法。
し、また圧力を該クロロ芳香族類が実質上液相を保てる
ようにして製造を行うことを特徴とする上記1,2記載
の製造方法。
して行うことを特徴とする上記1から3に記載した製造
方法。
て3から10モル%の水素を存在させて行うことを特徴
とする上記1から4に記載した製造方法。
モルデナイト及び/又はフォージャサイト型のものであ
ることを特徴とする上記1から5までに記載した製造方
法。
することを特徴とする上記1から6に記載した製造方
法。
0.05から5h-1の範囲にして行うことを特徴とする
上記1から6に記載した製造方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 式(IIa)及び/又は式(IIb) 【化1】 (Xはメチルまたは塩素を表す)で示されるo−及び/
又はp−クロロ芳香族類を液相で、かつ使用されるクロ
ロ芳香族類を基準として1から30モル%の水素を存在
させ、高めた温度でゼオライト類と接触させることを特
徴とする、式(IIa)及び/又は式(IIb)で示される
o−及び/又はp−クロロ芳香族類を異性化させて、式
(I) 【化2】 (Xはメチルまたは塩素を表す)で示されるm−クロロ
芳香族類を製造する方法。
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