JPH10298117A - Selective alkylation of aromatic hydrocarbon - Google Patents

Selective alkylation of aromatic hydrocarbon

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JPH10298117A
JPH10298117A JP9105675A JP10567597A JPH10298117A JP H10298117 A JPH10298117 A JP H10298117A JP 9105675 A JP9105675 A JP 9105675A JP 10567597 A JP10567597 A JP 10567597A JP H10298117 A JPH10298117 A JP H10298117A
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JP
Japan
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aromatic hydrocarbon
alkylation
xylene
alkylating agent
catalyst
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Application number
JP9105675A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Nojima
野島  繁
Satonobu Yasutake
聡信 安武
Yukio Tanaka
幸男 田中
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a selective alkylation method of an aromatic hydrocarbon capable of selectively producing p-xylene by suppressing generation of compounds other than p-xylene in alkylating benzene or toluene. SOLUTION: This alkylation reaction of an aromatic hydrocarbon is performed by supplying an alkylation agent at a plural number of sites along a transferring direction of an aromatic hydrocarbon 1 in a catalyst layer 2 to the aromatic hydrocarbon 1 passing through the catalyst layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、安価なベンゼンや
トルエン等の芳香族炭化水素と、アルキル化剤とを反応
させて、p−キシレン等の目的化合物を製造する方法に
関する。
The present invention relates to a method for producing a target compound such as p-xylene by reacting an inexpensive aromatic hydrocarbon such as benzene or toluene with an alkylating agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、トルエンと、アルキル化剤のメタ
ノールを反応させて、p−キシレンを合成する場合、触
媒として、塩化アルミニウム等のフリーデル・クラフツ
触媒が用いられている。しかし、メタノールの活性が非
常に高いため、メタノールの分解及び炭化水素への転化
反応が起こり易く、副反応生成物が多量に生成する。す
なわち、炭素数8の芳香族炭化水素として、p−キシレ
ン、m−キシレン、o−キシレン、エチルベンゼンの4
種の異性体が生成し、さらに、炭素数6〜10の芳香族
炭化水素、アルカン、アルケン、一酸化炭素が、生成す
る。反応生成物は、熱力学的な平衡を形成し、特定の組
成になることが知られている。例えば、生成するキシレ
ン中のp−キシレンの割合は、約25モル%である。
2. Description of the Related Art Conventionally, when p-xylene is synthesized by reacting toluene with methanol as an alkylating agent, a Friedel-Crafts catalyst such as aluminum chloride has been used as a catalyst. However, since the activity of methanol is very high, the decomposition of methanol and the conversion reaction to hydrocarbon are likely to occur, and a large amount of by-products are generated. That is, as aromatic hydrocarbons having 8 carbon atoms, p-xylene, m-xylene, o-xylene and ethylbenzene 4
Species isomers are generated, and aromatic hydrocarbons having 6 to 10 carbon atoms, alkanes, alkenes, and carbon monoxide are generated. It is known that reaction products form a thermodynamic equilibrium and have a specific composition. For example, the proportion of p-xylene in the xylene formed is about 25 mol%.

【0003】一方、ベンゼンと、アルキル化剤のエチレ
ンを反応させて、p−キシレンを合成する場合において
も、エチレンの活性が非常に高いため、エチレンの重合
及び炭化水素への転化反応が起こり易く、上記のトルエ
ンとメタノールの反応の場合と同様に、副反応生成物が
多量に生成する。
[0003] On the other hand, even when p-xylene is synthesized by reacting benzene with ethylene as an alkylating agent, the activity of ethylene is extremely high, so that the polymerization of ethylene and the conversion reaction to hydrocarbon are likely to occur. As in the case of the reaction between toluene and methanol, a large amount of by-products are produced.

【0004】芳香族炭化水素とアルキル化剤の反応の従
来の工程を図2に示す。図2において、芳香族炭化水素
(ベンゼン等)及びアルキル化剤(エチレン等)4は、
一緒に触媒層5の上部に供給され、触媒層5内を移動す
る間に反応し、触媒層5の下部から、生成物(p−キシ
レン等の混合物)6として排出される。
FIG. 2 shows a conventional process of reacting an aromatic hydrocarbon with an alkylating agent. In FIG. 2, the aromatic hydrocarbon (such as benzene) and the alkylating agent (such as ethylene) 4 are
Together, they are supplied to the upper part of the catalyst layer 5, react while moving in the catalyst layer 5, and are discharged from the lower part of the catalyst layer 5 as a product (mixture of p-xylene or the like) 6.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の反応方法に
よると、アルカン等の副生成物が多量に生成する。ま
た、上記従来の反応方法で得られる生成物は、吸着分離
法によって分離し、p−キシレンを得ることができるも
のの、吸着分離法で用いる分離装置は、複雑でかつ高価
である。さらに、p−キシレンは、需要が拡大してお
り、製造コストの低減が要望されている。したがって、
本発明の目的は、ベンゼン等の芳香族炭化水素を、副生
成物の生成を抑制しつつ、選択的にアルキル化して、p
−キシレン等の目的化合物を高い収率で得る方法を提供
することにある。
According to the above-mentioned conventional reaction method, a large amount of by-products such as alkanes is produced. Further, the product obtained by the above conventional reaction method can be separated by an adsorption separation method to obtain p-xylene, but the separation apparatus used in the adsorption separation method is complicated and expensive. Furthermore, demand for p-xylene is expanding, and reduction in production cost is demanded. Therefore,
An object of the present invention is to selectively alkylate an aromatic hydrocarbon such as benzene while suppressing the generation of by-products,
-To provide a method for obtaining a target compound such as xylene in a high yield.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる芳香族炭
化水素の選択的アルキル化法は、触媒層を通過する芳香
族炭化水素に対し、該触媒層内の該芳香族炭化水素の移
動方向に沿った複数の部位において、アルキル化剤を供
給し、該芳香族炭化水素をアルキル化反応させることを
特徴とする(請求項1)。本発明の選択的アルキル化法
において、芳香族炭化水素としてベンゼンを用い、アル
キル化剤としてエチレンを用いることができ、この場
合、主生成物は、p−キシレンである(請求項2)。ま
た、本発明の選択的アルキル化法において、芳香族炭化
水素としてトルエンを用い、アルキル化剤としてメタノ
ールを用いることができ、この場合、主生成物は、p−
キシレンである(請求項3)。
The selective alkylation of an aromatic hydrocarbon according to the present invention is directed to a method for moving an aromatic hydrocarbon in a catalyst layer with respect to an aromatic hydrocarbon passing through the catalyst layer. (2) supplying an alkylating agent at a plurality of sites along (a) to cause the aromatic hydrocarbon to undergo an alkylation reaction. In the selective alkylation method of the present invention, benzene can be used as the aromatic hydrocarbon, and ethylene can be used as the alkylating agent. In this case, the main product is p-xylene (claim 2). In the selective alkylation method of the present invention, toluene can be used as an aromatic hydrocarbon and methanol can be used as an alkylating agent. In this case, the main product is p-
Xylene (claim 3).

【0007】本発明の選択的アルキル化法において、主
生成物がp−キシレンである場合、触媒として、表2:
[0007] In the selective alkylation process of the present invention, when the main product is p-xylene, the catalyst is listed in Table 2:

【表2】 (VS:非常に強い、S:強い、M:中級、W:弱い)
に示す結晶格子面間隔を有し、aR2 O・bMO・(1
−b)Al2 3 ・ySiO2 (式中、Rはアルカリ金
属イオンまたは水素イオンであり、Mはアルカリ土類金
属イオンまたは鉄イオンであり、a、b、yは、各々、
0.6<a<1.3、0≦b≦1、y≧18を満た
す。)の化学組成を有する結晶性シリケートに、0.5
〜30重量%のアルカリ土類金属の酸化物を担持したも
のが好適に用いられる(請求項4)。
[Table 2] (VS: very strong, S: strong, M: intermediate, W: weak)
And aR 2 O · bMO · (1
-B) Al 2 O 3 · ySiO 2 ( wherein, R is an alkali metal ion or hydrogen ion, M is an alkaline earth metal ion or an iron ion, a, b, y, respectively,
0.6 <a <1.3, 0 ≦ b ≦ 1, y ≧ 18 are satisfied. ) Is added to the crystalline silicate having the chemical composition
Those supporting an alkaline earth metal oxide in an amount of up to 30% by weight are preferably used (claim 4).

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明で用いられる芳香族炭化水
素としては、例えば、ベンゼン、トルエンを挙げること
ができる。アルキル化剤としては、例えば、芳香族炭化
水素としてベンゼンを用いる場合、エチレンが用いら
れ、また、芳香族炭化水素としてトルエンを用いる場
合、メタノールが用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Examples of the aromatic hydrocarbon used in the present invention include benzene and toluene. As the alkylating agent, for example, when benzene is used as the aromatic hydrocarbon, ethylene is used, and when toluene is used as the aromatic hydrocarbon, methanol is used.

【0009】アルキル化剤は、触媒層内の芳香族炭化水
素の移動方向に沿った複数の部位において供給される。
これを図1に基づいて説明すると、図1に示す触媒層の
上部から供給された芳香族炭化水素1は、触媒層2内を
移動する過程でアルキル化され、触媒層2の下部から生
成物3として排出される。アルキル化剤は、触媒層内の
芳香族炭化水素の移動方向に沿った複数の部位a、b、
c、d・・・nにおいて供給される。このように、複数
の部位でアルキル化剤を供給することによって、芳香族
炭化水素/アルキル化剤のモル比を量論比より高くする
ことができる。これによって、エタノールの重合または
メタノールの分解、及び炭化水素への転化反応を抑制す
ることができ、アルカン等の副生成物の生成を抑制する
ことができる。
[0009] The alkylating agent is supplied at a plurality of sites along the moving direction of the aromatic hydrocarbon in the catalyst layer.
This will be described with reference to FIG. 1. The aromatic hydrocarbon 1 supplied from the upper portion of the catalyst layer shown in FIG. Discharged as 3. The alkylating agent has a plurality of sites a, b, and a along a moving direction of the aromatic hydrocarbon in the catalyst layer.
c, d... n. In this way, by supplying the alkylating agent at a plurality of sites, the molar ratio of the aromatic hydrocarbon / alkylating agent can be made higher than the stoichiometric ratio. Thereby, the polymerization of ethanol or the decomposition of methanol and the conversion reaction to hydrocarbon can be suppressed, and the generation of by-products such as alkanes can be suppressed.

【0010】本発明の選択的アルキル化法において、ア
ルキル化反応の反応温度は、250〜650℃、好まし
くは300〜600℃、より好ましくは400〜500
℃である。250℃未満であると、十分な活性化エネル
ギーが得られないため、キシレンが生成しないという欠
点があり、650℃を越えると、トルエン、メタノー
ル、エチレン及びベンゼンの分解が起こるという欠点が
ある。反応圧力は、0〜50kg/cm2 G、好ましく
は、0〜40kg/cm2 G、より好ましくは、0〜3
0kg/cm2 Gである。反応圧力が50kg/cm 2
Gを越えると、反応的には支障はないが、プラント効率
が低下するという欠点がある。
In the selective alkylation method of the present invention,
The reaction temperature of the alkylation reaction is preferably from 250 to 650 ° C.
300-600 ° C, more preferably 400-500 ° C
° C. If the temperature is lower than 250 ° C., sufficient activation energy
Energy, so xylene is not produced.
Above 650 ° C, toluene, methanol
Disadvantage of the decomposition of ethylene, ethylene and benzene
is there. Reaction pressure is 0 to 50 kg / cmTwoG, preferably
Is from 0 to 40 kg / cmTwoG, more preferably 0-3
0kg / cmTwoG. Reaction pressure is 50kg / cm Two
Above G, there is no problem in the reaction, but the plant efficiency
Is reduced.

【0011】LHSVは、0.5〜40h-1、好ましく
は1〜30h-1、より好ましくは10〜20h-1であ
る。0.5h-1未満であると、エチレンまたはメタノー
ルの分解や重合が起こり易くなるという欠点があり、4
0h-1を越えると、反応性が低下するという欠点があ
る。なお、LHSVは、式:LHSV(h-1)=原料供
給量(m3 /hour)/触媒量(m3 )から計算され
る。芳香族炭化水素/アルキル化剤のモル比は、2〜6
0、好ましくは3〜50、より好ましくは5〜30であ
る。モル比が2未満であると、アルキル化剤の分解が著
しいという欠点があり、60を越えると、キシレンがほ
とんど生成しないという欠点がある。
The LHSV is 0.5 to 40 h -1 , preferably 1 to 30 h -1 , more preferably 10 to 20 h -1 . When it is less than 0.5 h −1 , there is a disadvantage that decomposition or polymerization of ethylene or methanol is apt to occur.
If it exceeds 0 h −1 , there is a disadvantage that the reactivity decreases. The LHSV is calculated from the formula: LHSV (h -1 ) = feed amount (m 3 / hour) / catalyst amount (m 3 ). The molar ratio of the aromatic hydrocarbon / alkylating agent is 2-6.
0, preferably 3 to 50, more preferably 5 to 30. When the molar ratio is less than 2, there is a disadvantage that the alkylating agent is significantly decomposed, and when it exceeds 60, there is a disadvantage that xylene is hardly generated.

【0012】本発明の選択的アルキル化法によって得ら
れる主な生成物が、p−キシレンである場合、好適に用
いられる触媒として、例えば、表3:
When the main product obtained by the selective alkylation method of the present invention is p-xylene, a preferred catalyst used is, for example, Table 3:

【表3】 VS:非常に強い S:強い M:中級 W:弱い に示す結晶格子面間隔を有し、aR2 O・bMO・(1
−b)Al2 3 ・ySiO2 (式中、Rはアルカリ金
属イオンまたは水素イオンであり、Mはアルカリ土類金
属イオンまたは鉄イオンであり、a、b、yは、各々、
0.6<a<1.3、0≦b≦1、y≧18を満た
す。)の化学組成を有する結晶性シリケートに、0.5
〜30重量%、好ましくは1〜20重量%、より好まし
くは4〜16重量%(重量%は、結晶性シリケートとの
合計量中の割合を示す。)のアルカリ土類金属の酸化物
を担持したものを挙げることができる。
[Table 3] VS: very strong S: Strong M: Intermediate W: has a crystal lattice spacing shown in weak, aR 2 O · bMO · ( 1
-B) Al 2 O 3 · ySiO 2 ( wherein, R is an alkali metal ion or hydrogen ion, M is an alkaline earth metal ion or an iron ion, a, b, y, respectively,
0.6 <a <1.3, 0 ≦ b ≦ 1, y ≧ 18 are satisfied. ) Is added to the crystalline silicate having the chemical composition
Carrying 30 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight, more preferably 4 to 16% by weight (% by weight indicates a proportion of the total amount with the crystalline silicate) of the alkaline earth metal oxide Can be mentioned.

【0013】上記式中、Rで表されるアルカリ金属イオ
ンとしては、ナトリウム、カリウム等を挙げることがで
き、好ましくはナトリウムである。Mで表されるアルカ
リ土類金属イオンとしては、マグネシウム、カルシウ
ム、バリウム等を挙げることができ、好ましくはマグネ
シウムである。結晶性シリケートに担持されるアルカリ
土類金属の酸化物としては、酸化マグネシウム、酸化カ
ルシウム、酸化バリウム等を挙げることができ、好まし
くは、酸化マグネシウムである。
In the above formula, examples of the alkali metal ion represented by R include sodium and potassium, and preferably sodium. Examples of the alkaline earth metal ion represented by M include magnesium, calcium, barium and the like, and preferably magnesium. Examples of the alkaline earth metal oxide supported on the crystalline silicate include magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide and the like, and preferably magnesium oxide.

【0014】この結晶性シリケート等からなる触媒は、
p−キシレンの分子と同等の大きさの約6Åの直径の細
孔を有する。この触媒を用いることによって、熱力学的
平衡組成以上の高い濃度で、p−キシレンを選択的に生
成させることができる。この触媒は、粒状またはペレッ
ト状に成形したものを用いてもよいし、あるいはモノリ
ス型に成形したものを用いてもよい。
The catalyst comprising the crystalline silicate or the like
It has pores with a diameter of about 6 ° which are equivalent in size to the molecule of p-xylene. By using this catalyst, p-xylene can be selectively produced at a concentration higher than the thermodynamic equilibrium composition. This catalyst may be used in the form of granules or pellets, or may be used in the form of a monolith.

【0015】[0015]

【実施例】合成例1 本発明で用いる触媒を、以下のように合成した。230
gの水に、240gの水ガラス(Na2 O・3.4Si
2 ・24H2O)を溶解して、溶液Aを調製した。次
に、152gの水と126.9gの塩酸の混合物中に
6.0gの硫酸アルミニウム(Al2 (SO4 3 ・1
7H2 O)と11.2gの塩化ナトリウムを溶解させ
て、溶液Bを調製した。上記塩酸は、存在する過剰のア
ルカリを中和することによって、Na2 O/SiO2
比を所望の範囲内に調整する役割を有する。
EXAMPLES Synthesis Example 1 The catalyst used in the present invention was synthesized as follows. 230
g of water, 240 g of water glass (Na 2 O · 3.4Si
O 2 · 24H 2 O) was dissolved to prepare solution A. Next, 6.0 g of aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 .1) was mixed in a mixture of 152 g of water and 126.9 g of hydrochloric acid.
7H 2 O) and 11.2 g of sodium chloride were dissolved to prepare a solution B. The hydrochloric acid serves to adjust the ratio of Na 2 O / SiO 2 to a desired range by neutralizing the excess alkali present.

【0016】次に、溶液Bを溶液A中に混合して、60
分攪拌した。さらに、46gのテトラプロピルアンモニ
ウムブロミドを添加した後、1リットル容量のポリテト
ラフルオロエチレンで内張りしたステンレス鋼のオート
クレーブ内で、180℃、3日間、激しく攪拌しなが
ら、反応させた。冷却固形分を濾過して洗浄した後、1
20℃で12時間乾燥して、ナトリウム含有結晶性シリ
ケートを得た。この結晶性シリケートの結晶粒径は、2
0μm程度であり、有機化合物を除外した組成は、1.
1Na2 O・Al2 3 ・160SiO2 であり、Si
/Al比は、80であった。
Next, the solution B is mixed with the solution A,
Minutes. Further, after 46 g of tetrapropylammonium bromide was added, the mixture was reacted at 180 ° C. for 3 days with vigorous stirring in a stainless steel autoclave lined with 1 liter of polytetrafluoroethylene. After filtering and washing the cooled solids, 1
After drying at 20 ° C. for 12 hours, a sodium-containing crystalline silicate was obtained. The crystal size of this crystalline silicate is 2
The composition excluding the organic compound is about 0 μm.
1Na 2 O · Al 2 O 3 · 160SiO 2 and Si
The / Al ratio was 80.

【0017】この結晶性シリケートを1Nの塩酸中に浸
漬し、80℃で3日間処理し、慣用法によってナトリウ
ムイオンを水素イオンに置換した。これを洗浄濾過した
後、120℃で12時間乾燥し、さらに500℃で5時
間焼成して、水素置換型結晶性シリケート触媒を得た。
さらに、100gの水に6.4gの硝酸マグネシウム
(Mg(NO3 2 ・6H2 O)を溶解した水溶液中
に、上記水素置換型結晶性シリケート10gを浸漬し、
120℃で乾燥した後、さらに550℃で5時間焼成し
た。その結果、酸化マグネシウム(MgO)を10重量
%担持した結晶性シリケートが得られた。
This crystalline silicate was immersed in 1N hydrochloric acid, treated at 80 ° C. for 3 days, and sodium ions were replaced by hydrogen ions by a conventional method. This was washed and filtered, dried at 120 ° C. for 12 hours, and further calcined at 500 ° C. for 5 hours to obtain a hydrogen-substituted crystalline silicate catalyst.
Further, 10 g of the hydrogen-substituted crystalline silicate was immersed in an aqueous solution in which 6.4 g of magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 .6H 2 O) was dissolved in 100 g of water.
After drying at 120 ° C., it was further baked at 550 ° C. for 5 hours. As a result, a crystalline silicate supporting 10% by weight of magnesium oxide (MgO) was obtained.

【0018】実施例1 水素置換型結晶性シリケートに1〜20重量%のアルカ
リ土類金属の酸化物を担持した触媒を充填した触媒層
(長さ:20cm)中に、ベンゼンを通過させ、かつ、
触媒層の上流側から0cm、2cm、4cm、6cm、
8cm、・・・18cmの地点にある全部で10箇所の
アルキル化剤供給口から、エチレンを供給した。その結
果を表4に示す。
Example 1 Benzene was passed through a catalyst layer (length: 20 cm) packed with a catalyst in which hydrogen-substituted crystalline silicate supported an oxide of an alkaline earth metal in an amount of 1 to 20% by weight, and ,
0 cm, 2 cm, 4 cm, 6 cm, from the upstream side of the catalyst layer,
Ethylene was supplied from a total of 10 alkylating agent supply ports at 8 cm,..., 18 cm. Table 4 shows the results.

【0019】[0019]

【表4】 [Table 4]

【0020】表4中の触媒1〜4の組成は、次の通りで
ある。 1)触媒1:実施例1に示す水素置換型結晶性シリケー
トに10重量%のMgOを添加した触媒; 2)触媒2:実施例1に示す水素置換型結晶性シリケー
トに4重量%のBaOを添加した触媒; 3)触媒3:1.2H2 O・0.5BaO・0.5Al
2 3 ・20SiO2の化学組成を有する水素置換型結
晶性シリケートに1重量%のCaOを添加した触媒 4)触媒4:0.7H2 O・0.3Fe2 3 ・0.7
Al2 3 ・20SiO2 の化学組成を有する水素置換
型結晶性シリケートに20重量%のBaOを添加した触
The compositions of catalysts 1 to 4 in Table 4 are as follows. 1) Catalyst 1: a catalyst obtained by adding 10% by weight of MgO to the hydrogen-substituted crystalline silicate shown in Example 1; 2) Catalyst 2: 4% by weight of BaO to the hydrogen-substituted crystalline silicate shown in Example 1 added catalyst; 3) catalyst 3: 1.2H 2 O · 0.5BaO · 0.5Al
2 O 3 · 20SiO catalyst 4 was added CaO of 1 wt% hydrogen substitution type crystalline silicate having a second chemical composition) Catalyst 4: 0.7H 2 O · 0.3Fe 2 O 3 · 0.7
Catalyst in which hydrogen-substituted crystalline silicate having a chemical composition of Al 2 O 3 .20 SiO 2 is added with 20% by weight of BaO

【0021】表4中のp−キシレン選択率及びエチレン
のアルキル化率の定義は、次の通りである。 1)p−キシレン選択率(%)=生成p−キシレン量
(モル/h)/生成キシレン量(モル/h)×100; 2)エチレンのアルキル化率(%)=アルキル化に用い
られたエチレン量(モル/h)/反応したエチレン量
(モル/h)×100
The definitions of p-xylene selectivity and ethylene alkylation rate in Table 4 are as follows. 1) p-xylene selectivity (%) = amount of p-xylene formed (mol / h) / amount of xylene formed (mol / h) × 100; 2) Alkylation rate of ethylene (%) = used for alkylation Amount of ethylene (mol / h) / Amount of reacted ethylene (mol / h) × 100

【0022】実施例2 水素置換型結晶性シリケートに1〜20重量%のアルカ
リ土類金属の酸化物を担持した触媒を充填した触媒層
(長さ:20cm)中に、トルエンを通過させ、かつ、
触媒層の上流側から0cm、2cm、4cm、6cm、
8cm、・・・18cmの地点にある全部で10箇所の
アルキル化剤供給口から、メタノールを供給した。その
結果を表5に示す。
Example 2 Toluene was passed through a catalyst layer (length: 20 cm) packed with a catalyst in which hydrogen-substituted crystalline silicate supported an oxide of an alkaline earth metal in an amount of 1 to 20% by weight, and ,
0 cm, 2 cm, 4 cm, 6 cm, from the upstream side of the catalyst layer,
Methanol was supplied from a total of 10 alkylating agent supply ports at 8 cm,..., 18 cm. Table 5 shows the results.

【0023】[0023]

【表5】 表5中の触媒1〜4は、表4中の触媒1〜4と同じであ
る。表5中のp−キシレン選択率及びメタノールのアル
キル化率の定義は、次の通りである。 1)p−キシレン選択率(%)=生成p−キシレン量
(モル/h)/生成キシレン量(モル/h)×100; 2)メタノールのアルキル化率(%)=アルキル化に用
いられたメタノール量(モル/h)/反応したメタノー
ル量(モル/h)×100
[Table 5] Catalysts 1 to 4 in Table 5 are the same as Catalysts 1 to 4 in Table 4. The definitions of p-xylene selectivity and methanol alkylation rate in Table 5 are as follows. 1) p-xylene selectivity (%) = amount of p-xylene formed (mol / h) / amount of xylene formed (mol / h) × 100; 2) Alkylation rate (%) of methanol = used for alkylation Methanol amount (mol / h) / reacted methanol amount (mol / h) × 100

【0024】比較例1 ベンゼンとエチレンを同時に、フリーデル・クラフツ触
媒(塩化アルミニウム)の触媒層に供給して、アルキル
化反応させた結果を、表6に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 Table 6 shows the results of an alkylation reaction in which benzene and ethylene were simultaneously supplied to a Friedel-Crafts catalyst (aluminum chloride) catalyst layer.

【0025】[0025]

【表6】 [Table 6]

【0026】比較例2 トルエンとメタノールを同時に、フリーデル・クラフツ
触媒(塩化アルミニウム)の触媒層に供給して、アルキ
ル化反応させた結果を、表7に示す。
Comparative Example 2 Table 7 shows the results of an alkylation reaction in which toluene and methanol were simultaneously supplied to a catalyst layer of a Friedel-Crafts catalyst (aluminum chloride).

【0027】[0027]

【表7】 [Table 7]

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明のアルキル化法によると、ベンゼ
ン等の芳香族炭化水素のアルキル化に際し、アルカン等
の副生成物の生成を抑制することができる。また、アル
キル化の原料としてベンゼンまたはトルエンを用い、か
つ、特定の組成の触媒を用いることによって、p−キシ
レン以外の化合物の生成を抑制することができ、熱力学
的平衡組成以上の高い含有割合のp−キシレンを得るこ
とができる。
According to the alkylation method of the present invention, it is possible to suppress the formation of by-products such as alkanes in the alkylation of aromatic hydrocarbons such as benzene. In addition, by using benzene or toluene as a raw material for alkylation and using a catalyst having a specific composition, the generation of compounds other than p-xylene can be suppressed, and a high content ratio equal to or higher than the thermodynamic equilibrium composition Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の選択的アルキル化法を用いたアルキル
化芳香族炭化水素の製造工程を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a process for producing an alkylated aromatic hydrocarbon using the selective alkylation method of the present invention.

【図2】芳香族炭化水素とアルキル化剤を同時に供給し
た場合のアルキル化芳香族炭化水素の製造工程を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a process for producing an alkylated aromatic hydrocarbon when an aromatic hydrocarbon and an alkylating agent are simultaneously supplied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 芳香族炭化水素 2 触媒層 3 生成物 4 芳香族炭化水素及びアルキル化剤 5 触媒層 6 生成物 a,b,c,d,n アルキル化剤供給部位 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aromatic hydrocarbon 2 Catalyst layer 3 Product 4 Aromatic hydrocarbon and alkylating agent 5 Catalyst layer 6 Product a, b, c, d, n Alkylating agent supply site

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 触媒層を通過する芳香族炭化水素に対
し、該触媒層内の該芳香族炭化水素の移動方向に沿った
複数の部位において、アルキル化剤を供給し、該芳香族
炭化水素をアルキル化反応させることを特徴とする芳香
族炭化水素の選択的アルキル化法。
An alkylating agent is supplied to an aromatic hydrocarbon passing through a catalyst layer at a plurality of positions in the catalyst layer along a moving direction of the aromatic hydrocarbon, and the aromatic hydrocarbon is supplied to the aromatic hydrocarbon. And a method for the selective alkylation of aromatic hydrocarbons.
【請求項2】 上記芳香族炭化水素がベンゼンであり、
上記アルキル化剤がエチレンであり、上記アルキル化反
応の主生成物がp−キシレンである請求項1に記載の芳
香族炭化水素の選択的アルキル化法。
2. The aromatic hydrocarbon is benzene,
The method for selective alkylation of an aromatic hydrocarbon according to claim 1, wherein the alkylating agent is ethylene, and a main product of the alkylation reaction is p-xylene.
【請求項3】 上記芳香族炭化水素がトルエンであり、
上記アルキル化剤がメタノールであり、上記アルキル化
反応の主生成物がp−キシレンである請求項1に記載の
芳香族炭化水素の選択的アルキル化法。
3. The method according to claim 2, wherein the aromatic hydrocarbon is toluene,
The method for selective alkylation of an aromatic hydrocarbon according to claim 1, wherein the alkylating agent is methanol, and a main product of the alkylation reaction is p-xylene.
【請求項4】 上記触媒が、表1: 【表1】 (VS:非常に強い、S:強い、M:中級、W:弱い)
に示す結晶格子面間隔を有し、aR2 O・bMO・(1
−b)Al2 3 ・ySiO2 (式中、Rはアルカリ金
属イオンまたは水素イオンであり、Mはアルカリ土類金
属イオンまたは鉄イオンであり、a、b、yは、各々、
0.6<a<1.3、0≦b≦1、y≧18を満た
す。)の化学組成を有する結晶性シリケートに、0.5
〜30重量%のアルカリ土類金属の酸化物を担持したも
のである請求項2または3に記載の芳香族炭化水素の選
択的アルキル化法。
4. The catalyst as defined in Table 1: (VS: very strong, S: strong, M: intermediate, W: weak)
And aR 2 O · bMO · (1
-B) Al 2 O 3 · ySiO 2 ( wherein, R is an alkali metal ion or hydrogen ion, M is an alkaline earth metal ion or an iron ion, a, b, y, respectively,
0.6 <a <1.3, 0 ≦ b ≦ 1, y ≧ 18 are satisfied. ) Is added to the crystalline silicate having the chemical composition
The method for selectively alkylating aromatic hydrocarbons according to claim 2 or 3, wherein the method supports an alkaline earth metal oxide in an amount of 30 to 30% by weight.
【請求項5】 上記アルキル化反応の反応温度が250
〜650℃であり、反応圧力が0〜50kg/cm2
であり、LHSVが0.5〜40h-1であり、芳香族炭
化水素/アルキル化剤のモル比が2〜60である請求項
1〜4のいずれかに記載の芳香族炭化水素の選択的アル
キル化法。
5. The reaction temperature of the alkylation reaction is 250.
6650 ° C. and a reaction pressure of 0-50 kg / cm 2 G
Wherein the LHSV is 0.5 to 40 h -1 and the molar ratio of aromatic hydrocarbon / alkylating agent is 2 to 60. Alkylation method.
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002526513A (en) * 1998-10-05 2002-08-20 モービル・オイル・コーポレイション Fluidized bed aromatics alkylation
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