JPH11169719A - Aluminum-beta zeolite catalyst for alkylation of aromatic compound - Google Patents

Aluminum-beta zeolite catalyst for alkylation of aromatic compound

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JPH11169719A
JPH11169719A JP9347980A JP34798097A JPH11169719A JP H11169719 A JPH11169719 A JP H11169719A JP 9347980 A JP9347980 A JP 9347980A JP 34798097 A JP34798097 A JP 34798097A JP H11169719 A JPH11169719 A JP H11169719A
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JP
Japan
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zeolite
amount
catalyst
ions
crystal lattice
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JP9347980A
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Japanese (ja)
Inventor
Eizaburo Ueno
英三郎 上野
Hiroshi Ishida
浩 石田
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a β zeolite exhibiting excellent deterioration resistance without spoiling essential characteristics of zeolite being high activity and high selectivity in comparison with conventional zeolite in alkylation reaction of arom. hydrocarbons. SOLUTION: A β zeolite catalyst having Al ions out of the zeolite crystal lattice and pref., a β zeolite catalyst wherein the aluminum index (V) of Al ions existing out of the zeolite crystal lattice is 1<=V<=3 and the amt. of the Al ions existing out of the zeolite crystal lattice is at least 0.15 mmol per zeolite dry wt. and the amt. of the Al ions to the total amt. of protons and the Al ions (Al ion ratio) is at least 0.4 by molar ratio in relation to protons bonded to the zeolite crystal lattice, is provided.

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、各種ポリマー原料
として有用なアルキルベンゼンを製造する為、芳香族炭
化水素をアルキル化する反応に利用される触媒に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst used for a reaction for alkylating an aromatic hydrocarbon in order to produce an alkylbenzene useful as a raw material for various polymers.

【0002】[0002]

【従来の技術】芳香族炭化水素のアルキル化は、工業的
方法には、塩化アルミニウム、三フッ化硼素などのフリ
ーデルクラフト型触媒を用いていた。しかしながら、こ
れらの物質は、腐食性が高い上に、廃棄に際しても環境
的に問題が存在した。フリーデルクラフト触媒に代わる
非腐食性固体触媒の研究の結果、種々のゼオライト触媒
が提案されてきた。
BACKGROUND OF THE INVENTION Alkylation of aromatic hydrocarbons has been carried out industrially using Friedel-craft type catalysts such as aluminum chloride and boron trifluoride. However, these materials are highly corrosive and have environmental problems when disposed. As a result of research on non-corrosive solid catalysts replacing Friedel-Crafts catalysts, various zeolite catalysts have been proposed.

【0003】米国特許第3,641,177号明細書に
は、ベンゼンとオレフィンのアルキル化反応の触媒とし
て、蒸気により安定化したH−Y又は希土類で一部交換
したH−Yゼオライトが示されている。米国特許第3,
751,504号及び第3,751,506号明細書に
は、気相における、芳香族炭化水素のアルキル化、及び
トランスアルキル化反応の触媒として、ZSM−5ゼオ
ライトが示されている。
US Pat. No. 3,641,177 discloses steam-stabilized HY zeolites or HY zeolites partially exchanged with rare earths as catalysts for the alkylation reaction of benzene with olefins. ing. U.S. Patent No. 3,
751,504 and 3,751,506 show ZSM-5 zeolite as a catalyst for the alkylation and transalkylation reactions of aromatic hydrocarbons in the gas phase.

【0004】米国特許第5,334,795号明細書に
は、ベンゼンとエチレンによるアルキル化反応によりエ
チルベンゼンを製造するための触媒として、MCM−2
2を記載している。特開平3−181424号公報に
は、液相における、芳香族炭化水素とオレフィンのアル
キル化反応、及び芳香族炭化水素のトランスアルキル化
反応の触媒として、βゼオライトが示されている。ここ
において、βゼオライトは、他のゼオライト触媒と比較
して、長時間に亘り高収率でモノアルキル化生成物を与
える特徴を有することが記載されている。
[0004] US Pat. No. 5,334,795 discloses MCM-2 as a catalyst for producing ethylbenzene by an alkylation reaction with benzene and ethylene.
2 is described. JP-A-3-181424 discloses β zeolite as a catalyst for an alkylation reaction of an aromatic hydrocarbon with an olefin and a transalkylation reaction of an aromatic hydrocarbon in a liquid phase. Here, it is described that β zeolite has a feature of providing a monoalkylated product in a high yield over a long period of time as compared with other zeolite catalysts.

【0005】芳香族炭化水素のアルキル化反応の触媒と
して、βゼオライトは、他のゼオライト触媒と比較し
て、高活性、高選択性であり、耐劣化性を有する触媒で
ある。しかし、工業的には、触媒の再生又は交換の周期
を長くして、更に生産性を向上させる事は重要である。
更に、使用する触媒量を少なくする事が出来れば、設備
をよりコンパクトできる等のメリットも存在する。その
ためには、高い活性及び選択性を維持しつつ、好ましく
は更に高い活性及び選択性を発揮し、これまでより高い
耐劣化性を有する触媒の開発が必要となった。
[0005] As a catalyst for the alkylation reaction of aromatic hydrocarbons, β zeolite is a catalyst having higher activity, higher selectivity and degradation resistance than other zeolite catalysts. However, industrially, it is important to increase the cycle of regeneration or replacement of the catalyst to further improve the productivity.
Furthermore, if the amount of the catalyst used can be reduced, there is an advantage that the equipment can be made more compact. For that purpose, it has been necessary to develop a catalyst which exhibits higher activity and selectivity while maintaining high activity and selectivity, and which has higher degradation resistance.

【0006】欧州特許出願第507,761号明細書に
は、芳香族のアルキル化反応触媒として、Laでイオン
交換したβゼオライトが記載されている。また、特開平
7−53415号公報には、ベンゼンとプロピレンから
クメンを製造する触媒として、アルカリ金属、アルカリ
土類金属又はNiをイオン交換することにより変性した
βゼオライトが記載されている。しかし、これらの触媒
は、選択率の向上を目的に開発されており、特にアルカ
リ金属でイオン交換を行った場合、顕著な活性低下が予
想される。よって、これらの方法では、高い触媒活性を
維持しつつ、耐劣化性を改善する事は期待できない。
[0006] EP-A-507,761 describes β zeolite ion-exchanged with La as an aromatic alkylation catalyst. JP-A-7-53415 describes a β zeolite modified by ion exchange of an alkali metal, an alkaline earth metal or Ni as a catalyst for producing cumene from benzene and propylene. However, these catalysts have been developed for the purpose of improving the selectivity, and a remarkable decrease in activity is expected especially when ion exchange is performed with an alkali metal. Therefore, these methods cannot be expected to improve deterioration resistance while maintaining high catalytic activity.

【0007】特開平3−181424号公報には、液相
でのアルキル化反応及びトランスアルキル化反応の触媒
としてβゼオライトを用いている。ここにおいて、周期
律表第IA族、第IIA族、第IIIA族又は遷移金属
によるイオン交換が示されており、陽イオン点の少なく
ても80%が水素イオン及び/又は希土類金属で占めら
れている事が好ましいとしている。また、特開平8−1
03658号公報には、芳香族化合物のアルキル化また
はアルキル交換反応に用いる触媒として、アルカリ金属
及び(又は)アルカリ土類金属をイオン交換法で導入す
ることにより改質したβゼオライトが記載されている。
これらの特許は、耐劣化性の向上も効果として期待して
いるが、アルカリ金属等でイオン交換した場合、合わせ
て活性低下が予想される。
JP-A-3-181424 uses β zeolite as a catalyst for an alkylation reaction and a transalkylation reaction in a liquid phase. Here, ion exchange by groups IA, IIA, IIIA or transition metals of the periodic table is shown, with at least 80% of the cation points being occupied by hydrogen ions and / or rare earth metals. Is preferred. Also, JP-A-8-1
JP-A-03658 describes a β zeolite modified by introducing an alkali metal and / or an alkaline earth metal by an ion exchange method as a catalyst used in the alkylation or transalkylation reaction of an aromatic compound. .
Although these patents are expected to improve deterioration resistance as an effect, when ion exchange is performed with an alkali metal or the like, a reduction in activity is expected.

【0008】米国特許第5,227,558号明細書に
は、蒸気で改質したβゼオライト触媒を用いた芳香族の
アルキル化プロセスが記載されている。しかしながら、
蒸気で脱アルミを行うため、ゼオライト結晶格子内のA
lが減少し、触媒活性も低下してしまうという問題があ
った。以上の如く、従来、βゼオライト触媒には、本来
βゼオライトが持つ高い活性及び選択性を維持しつつ、
高い耐劣化性を発揮させる技術は存在しなかった。
US Pat. No. 5,227,558 describes a process for alkylating aromatics using a steam-modified β zeolite catalyst. However,
A in the zeolite crystal lattice to remove aluminum by steam
There is a problem that l decreases and the catalyst activity also decreases. As described above, conventionally, while maintaining the high activity and selectivity inherent in β zeolite,
There was no technique for exhibiting high deterioration resistance.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高活性、高
選択性である、βゼオライト本来の特性を損なう事な
く、優れた耐劣化性を発揮するβゼオライトを提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a β zeolite having high activity and high selectivity and exhibiting excellent deterioration resistance without impairing the intrinsic properties of β zeolite. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本来βゼオラ
イトが持つ高い活性及び選択性を維持しつつ、高い耐劣
化性を発揮する、Alイオンをゼオライト結晶格子外に
持つ、Al−βゼオライト触媒を見出し、本発明を完成
するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have exerted high degradation resistance while maintaining the high activity and selectivity inherent in β zeolite. An Al-β zeolite catalyst having Al ions outside the zeolite crystal lattice was found, and the present invention was completed.

【0011】即ち、本発明は下記の通りである。 1)芳香族のアルキル化に用いられる、ゼオライト結晶
格子外にAlイオンを持つβゼオライト触媒。 2)Alイオンが、以下に示す式(1)により定義され
るアルミ指数(V)で1≦V≦3であることを特徴とす
る、上記1に記載のβゼオライト触媒。
That is, the present invention is as follows. 1) β zeolite catalyst having Al ions outside the zeolite crystal lattice, used for aromatic alkylation. 2) The β zeolite catalyst as described in 1 above, wherein the Al ion has an aluminum index (V) defined by the following formula (1) and 1 ≦ V ≦ 3.

【0012】 アルミ指数(V)=(L−H−N)/(A−L) ……(1) (式中、Aはゼオライト中のAl量(mmol/g)、
Nはゼオライト中のNa量(mmol/g)であり、A
lとNa以外の金属が、陽イオンとして0.01mmo
l/g以上存在する場合、Na量にそれらの金属量を加
えた値、Hはゼオライト中のプロトン量(mmol/
g)、Lはゼオライトの格子内Alの量(mmol/
g)を示す。) 3)Alイオンが、ゼオライト乾燥重量当たり0.15
mmol以上存在すると同時に、ゼオライト結晶格子に
結合した陽イオンに関し、プロトンとAlイオンとの合
わせた量に対するAlイオンの量(以下、Alイオン割
合という)が、モル比で0.4以上であることを特徴と
する、上記1または2に記載のβゼオライト触媒。
Aluminum index (V) = (L−H−N) / (A−L) (1) (where A is the amount of Al in zeolite (mmol / g),
N is the amount of Na (mmol / g) in the zeolite;
l and metals other than Na as 0.01 mm
1 / g or more, H is the value obtained by adding the amounts of these metals to the amount of Na, and H is the amount of protons in the zeolite (mmol /
g), L is the amount of Al in the zeolite lattice (mmol /
g). 3) Al ion is 0.15 per dry weight of zeolite
The amount of Al ions relative to the total amount of protons and Al ions (hereinafter, referred to as Al ion ratio) is at least 0.4 in terms of molar ratio with respect to the cations bonded to the zeolite crystal lattice at the same time as the presence of at least mmol. 3. The β zeolite catalyst according to the above 1 or 2, wherein

【0013】以下、本発明につき詳述する。本発明で言
う活性とは、同一の条件で芳香族炭化水素のアルキル化
反応を行った時のオレフィンの転化率であり、選択性と
は、生成物中におけるモノアルキル化物の割合である。
ゼオライトとは、珪酸塩の縮合酸の構造をとり、Siを
中心にしたSiO4四面体と、SiをAlに置換したA
lO4四面体を基本構造に、そのOを2つの四面体で共
有した結晶構造を形成している。βゼオライトの場合、
これらの基本構造が12個連結して形成される空洞(細
孔)を有する格子構造を有している。本発明で言うゼオ
ライト結晶格子とは、上記の構造を指し、この結晶格子
を形成しているAlが、結晶格子内Al(格子内Al)
であり、格子から脱離した物も含め、それ以外のAlが
結晶格子外Al(格子外Al)である。また、4価であ
るSiを3価であるAlで置換した構造であるため、該
結晶構造には格子内Al量に対応するアニオン部位が存
在し、該アニオン部位に陽イオンが作用して、ゼオライ
ト全体としては電気的中性が保たれている。本発明のA
lイオンは、ゼオライト結晶格子の該アニオン部位と結
合して存在している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The activity referred to in the present invention is the conversion of an olefin when an alkylation reaction of an aromatic hydrocarbon is performed under the same conditions, and the selectivity is the ratio of a monoalkylated product in a product.
Zeolite has a structure of a condensed acid of silicate, and has a SiO 4 tetrahedron centered on Si and an A in which Si is replaced by Al.
to lO 4 tetrahedral basic structure, forming a crystal structure sharing the O 2 single tetrahedral. For beta zeolite,
These basic structures have a lattice structure having cavities (pores) formed by connecting 12 of them. The zeolite crystal lattice referred to in the present invention refers to the above-mentioned structure, and Al forming the crystal lattice is Al within the crystal lattice (Al within the lattice).
The other Al, including those desorbed from the lattice, is Al outside the crystal lattice (Al outside the lattice). In addition, since the tetravalent Si is substituted with trivalent Al, the crystal structure has an anion site corresponding to the amount of Al in the lattice, and a cation acts on the anion site, The zeolite as a whole is electrically neutral. A of the present invention
The l-ion is present in association with the anion site of the zeolite crystal lattice.

【0014】ここで、前記式(1)で定義されるアルミ
指数(V)を説明する。この式中、Aは、アルミニウム
金属・イオンを全て含むゼオライト中の全Al量(mm
ol/g)であり、格子内Alと格子外Alを合わせた
値である。Nは、ゼオライト中のNa量(mmol/
g)である。尚、AlとNa以外の金属が、陽イオンと
して0.01mmol/g以上存在する場合、Nとして
Na量にそれらの金属量を加えた値を用いる。なお、こ
れらの値は、蛍光X線で求めた含有量を元に計算する。
Hは、ゼオライト中のプロトン量(mmol/g)であ
り、本発明者らが日本化学会誌,1994(8),p6
90に示す酸量の測定方法に従い、イオン交換を行った
後の濾液と水洗液のpH値から計算する。Lは、ゼオラ
イトの格子内Alの量(mmol/g)であり、上記文
献に従って求めた陽イオン量とする。
Here, the aluminum index (V) defined by the above equation (1) will be described. In this formula, A is the total Al content (mm) in the zeolite containing all aluminum metal ions.
ol / g), which is the total value of Al in the lattice and Al in the lattice. N is the amount of Na in the zeolite (mmol /
g). When metals other than Al and Na exist as cations in an amount of 0.01 mmol / g or more, a value obtained by adding the amounts of these metals to the amount of Na is used as N. In addition, these values are calculated based on the content obtained by the fluorescent X-ray.
H is the amount of protons in the zeolite (mmol / g), which the present inventors have reported in the journal of the Chemical Society of Japan, 1994 (8), p6.
According to the method for measuring the amount of acid shown in 90, the calculation is performed from the pH value of the filtrate and the washing solution after ion exchange. L is the amount of Al in the lattice of the zeolite (mmol / g), and is the amount of cations determined according to the above-mentioned literature.

【0015】また、本発明で言うAlイオンの量は、ゼ
オライト中のAl量であるA(mmol/g)から、ゼ
オライトの格子内Al量であるL(mmol/g)を引
くことにより求められる。ここで、プロトン量と格子内
Al量の測定法に関して、更に詳細に説明する。プロト
ン量は、1.5gのゼオライトを、4.3mol/dm
3 のNaCl水溶液25cm3 に加え、2℃で10分間
撹拌してイオン交換を行う。その後、濾過し、50cm
3 のイオン交換水で洗浄し、その濾液と洗浄水との混合
液のpHを、pHメーターで測定した。格子内Al量
は、1.5gのゼオライトを、4.3mol/dm3
NaCl水溶液25cm3 に加え、80℃で360分間
撹拌して、イオン交換を行う。その後、濾過し、50c
3 のイオン交換水で洗浄し、その濾液と洗浄水との混
合液を、NaOH水溶液で滴定する。その中和滴定量
を、陽イオン量とする。ここで求めた陽イオン量は、す
なわち、ゼオライトの格子内Al量を表すことになる。
尚、上記の値は、ゼオライトの乾燥重量当たりの値であ
り、TGAで求めた、300℃迄昇温を行った時の重量
減少率を水分率とし、その値を元に換算を行った。
In the present invention, the amount of Al ions is determined by subtracting L (mmol / g), which is the amount of Al in the zeolite lattice, from A (mmol / g), which is the amount of Al in the zeolite. . Here, a method for measuring the amount of protons and the amount of Al in the lattice will be described in more detail. The amount of proton was 1.5 g of zeolite, 4.3 mol / dm.
Then, the mixture was added to 25 cm 3 of the aqueous solution of NaCl of Example 3 and stirred at 2 ° C. for 10 minutes to perform ion exchange. Then, filter, 50cm
After washing with ion-exchanged water of No. 3 , the pH of the mixture of the filtrate and the washing water was measured with a pH meter. For the amount of Al in the lattice, 1.5 g of zeolite is added to 25 cm 3 of a 4.3 mol / dm 3 aqueous solution of NaCl, and the mixture is stirred at 80 ° C. for 360 minutes to perform ion exchange. After that, it is filtered and 50c
After washing with m 3 deionized water, the mixture of the filtrate and the washing water is titrated with an aqueous NaOH solution. The neutralization titer is defined as the amount of cations. The amount of cations obtained here indicates the amount of Al in the lattice of the zeolite.
The above values are values per zeolite dry weight, and the weight reduction rate when the temperature was raised to 300 ° C., determined by TGA, was defined as the water content, and the value was converted based on the value.

【0016】AlはLewis酸性を示す金属として知
られている。よって、芳香族炭化水素のアルキル化反応
において、活性を示すことは充分考えられる。ところ
が、脱アルミによりゼオライト触媒を改質する特許にお
いて、脱アルミしたAlが反応を阻害するため、一般に
は、脱アルミ処理の後にイオン交換を繰り返して、脱離
したAlを取り除いている。
Al is known as a metal exhibiting Lewis acidity. Therefore, it is considered that the compound exhibits activity in the alkylation reaction of aromatic hydrocarbons. However, in the patent for modifying the zeolite catalyst by dealumination, dealuminated Al inhibits the reaction. Therefore, in general, ion exchange is repeated after dealumination to remove the detached Al.

【0017】本来、芳香族炭化水素のアルキル化におい
て、活性因子となりうるAlが、結果的には反応を阻害
している。この事の原因として、本発明者らは、ゼオラ
イト結晶格子外に存在するAlの存在状態に着目した。
すなわち、Alが、ある固まりとしてゼオライト細孔内
に存在した場合、細孔内で物質の拡散を阻害し、その影
響が反応活性因子としての効果より大きいため、反応を
阻害しているように見える。つまり、細孔内での物質の
拡散を阻害することなくAlが存在すれば、活性因子と
して作用すると考えた。その為には、Alが各々イオン
として分散して存在することが必要であり、更に、Al
が反応活性因子となった場合には、Bronsted酸
であるプロトンに比較して、酸強度の弱いLewis酸
である為、触媒の耐劣化性が改善されると考えた。
Al, which can act as an active factor in the alkylation of aromatic hydrocarbons, essentially hinders the reaction. As a cause of this, the present inventors have paid attention to the existence state of Al existing outside the zeolite crystal lattice.
That is, when Al is present as a certain mass in the pores of the zeolite, it inhibits the diffusion of the substance in the pores, and since the effect is larger than the effect as a reaction activator, it seems that the reaction is inhibited. . In other words, it was considered that the presence of Al without inhibiting the diffusion of the substance in the pores would act as an activator. For that purpose, it is necessary that Al is dispersed and present as each ion.
Was considered as a reaction activating factor, it was considered that Lewis acid, which has a lower acid strength than protons, which is a Bronsted acid, would improve the deterioration resistance of the catalyst.

【0018】ここで、上記の式(1)は、ゼオライトの
結晶格子外に存在するAlの平均の価数を表している。
よって、V≧1の場合、ゼオライトの結晶格子外に存在
するAlは、平均的にはイオンとして存在していると考
えられる。よって、Alは、ゼオライト細孔内の物質拡
散を阻害する事なく、触媒として作用する。一方、V<
1の場合、Alには、イオンとして分散して存在する物
もあるが、金属の固まりとなり細孔内の拡散を阻害する
物も存在し、本発明の効果が十分には発揮されにくい。
Here, the above equation (1) represents the average valence of Al existing outside the crystal lattice of zeolite.
Therefore, when V ≧ 1, Al existing outside the zeolite crystal lattice is considered to exist as ions on average. Therefore, Al acts as a catalyst without hindering substance diffusion in the zeolite pores. On the other hand, V <
In the case of 1, some of Al are present as being dispersed as ions, but there are also some that become metal agglomerates and inhibit diffusion in the pores, and the effect of the present invention is not sufficiently exerted.

【0019】ゼオライト結晶格子外に存在するAlイオ
ンの量は、ゼオライトの乾燥重量当たり、好ましくは
0.15mmol以上、更に好ましくは0.20mmo
l以上である。また同時に、ゼオライトの結晶格子に結
合した陽イオンに関し、プロトンとAlイオンとを合わ
せた量に対し、Alイオンの量が、モル比で0.4以上
が好ましく、更に好ましくは0.5以上である。Alイ
オンの量がゼオライトの重量当たり0.15mmol未
満の場合、ゼオライトのSiO2 /Al2 3 によって
は、十分な触媒活性が得られない場合や、プロトン量が
多くなり耐劣化性が充分に改善されない場合がある。プ
ロトンとAlイオンとを合わせた量に対しAlイオンの
量がモル比で0.4未満の場合、プロトンの量が多く、
耐劣化性が充分に改善されない場合がある。
The amount of Al ions existing outside the zeolite crystal lattice is preferably at least 0.15 mmol, more preferably 0.20 mmol per dry weight of zeolite.
1 or more. At the same time, with respect to the cations bonded to the crystal lattice of the zeolite, the amount of Al ions is preferably at least 0.4, more preferably at least 0.5, in terms of molar ratio, based on the total amount of protons and Al ions. is there. When the amount of Al ions is less than 0.15 mmol per zeolite weight, depending on the SiO 2 / Al 2 O 3 of the zeolite, sufficient catalytic activity may not be obtained, or the amount of protons may increase, resulting in a sufficient deterioration resistance. May not be improved. When the amount of Al ions is less than 0.4 in molar ratio with respect to the total amount of protons and Al ions, the amount of protons is large,
In some cases, the deterioration resistance is not sufficiently improved.

【0020】本発明に於いて、Alイオンの種類及びそ
の価数は、特に限定するものではない。例えば、Al
(OH)2 + 、AlO+ 、Al(OH)2+、Al3+の様
な種々の状態を取り得る。但し、ゼオライト細孔内の拡
散をより阻害しないという観点では、イオン半径の小さ
なイオンがより好ましい。βゼオライトは、米国特許第
3,308,069号明細書に最初に記載された公知の
合成結晶性アルミノ珪酸塩であり、以下の組成を有す
る: [(x/n)M(1+0.1−x)TEA]AlO2
ySiO2・wH2O (式中、x<1未満、5<y<100,wは脱水条件及
び金属陽イオンの種類により4まで、TEAはテトラエ
チルアンモニウムを表す。) 尚、本発明でいうβゼオライトは、上記組成のものの他
に、有機アンモニウム塩をか焼などにより、取り除いた
ものを含む。このゼオライトの製法及び性質について
は、該特許を参照する。合成されたβゼオライトは、米
国特許第3,308,069号明細書に記載されたX線
回折のd値により同定される。
In the present invention, the type and valence of Al ions are not particularly limited. For example, Al
Various states such as (OH) 2 + , AlO + , Al (OH) 2+ , and Al 3+ can be taken. However, from the viewpoint that the diffusion in the zeolite pores is not hindered, ions having a small ionic radius are more preferable. Beta zeolite is a known synthetic crystalline aluminosilicate first described in U.S. Pat. No. 3,308,069 and has the following composition: [(x / n) M (1 + 0.1- x) TEA] AlO 2.
ySiO 2 · wH 2 O (where x <1 and 5 <y <100, w is up to 4 depending on the dehydration conditions and the type of metal cation, and TEA is tetraethylammonium.) β in the present invention Zeolites include those obtained by removing organic ammonium salts by calcination or the like, in addition to those having the above composition. Reference is made to the patent for the preparation and properties of this zeolite. The synthesized β zeolite is identified by the d-value of X-ray diffraction described in US Pat. No. 3,308,069.

【0021】上記βゼオライトにおいて、Mは、合成か
らのNaイオンであるが、陽イオン交換を行い、その全
てまたは一部をAlイオンに交換する事によって、本発
明のAl−βゼオライトを得る事ができる。その交換方
法は、特に限定するものではないが、その例としては、
Al塩の水溶液を用いて、合成、か焼後のβゼオライト
を直接イオン交換する方法がある。この方法は、イオン
交換中に、ゼオライト結晶格子内のAlが脱離しにく
く、結果として活性点が減少し難い為、本発明のAl−
βゼオライトを得るには適している。また、Al塩は特
に限定するものでないが、Al2 (SO4 3 やAl
(NO3 3 のように、その水溶液が酸性を示すAl塩
がより好ましい。一方、βゼオライトは、他のゼオライ
トと比較して、熱力学的に結晶格子内のAlが不安定で
あり脱離し易いため、SiO2 /Al 2 3 が50以下
程度のβゼオライト用いれば、適当な濃度の酸で処理を
行っても、本発明のAl−βゼオライトを得ることが出
来る。この場合、ゼオライト結晶格子から脱離したAl
が陽イオン交換される。ここで用いる酸は、特に限定し
ないが、H2 SO4 、HNO3 のような鉱酸の希薄溶液
が、より適している。
In the above β zeolite, M is
These Na ions are subjected to cation exchange,
By replacing all or part of the ions with Al ions
Bright Al-β zeolite can be obtained. How to exchange
The law is not particularly limited, but examples include:
Β zeolite after synthesis and calcination using an aqueous solution of Al salt
There is a method of ion exchange directly. This method uses ion
During the exchange, Al in the zeolite crystal lattice
As a result, the active sites are hardly reduced, and thus the Al-
Suitable for obtaining beta zeolite. Al salts are special
, But not limited toTwo(SOFour)ThreeAnd Al
(NOThree)ThreeAl salt whose aqueous solution is acidic
Is more preferred. On the other hand, β zeolite is
Al in the crystal lattice is thermodynamically unstable compared to
And easy to desorb, SiOTwo/ Al TwoOThreeIs 50 or less
If a certain amount of β zeolite is used, the treatment with an appropriate concentration of acid
It is found that the Al-β zeolite of the present invention can be obtained
come. In this case, Al desorbed from the zeolite crystal lattice
Are cation exchanged. The acid used here is not particularly limited.
No, but HTwoSOFour, HNOThreeDilute solutions of mineral acids such as
But more suitable.

【0022】特開平4−187647号公報には、芳香
族転化方法及びその触媒が記載されているが、ここで用
いるβゼオライトのNa量をNa2Oとして0.04重
量%より少ないものと規定している。本発明では、特に
Na量を規定するものではないが、Naが存在する場
合、反応に影響することは明らかであり、より少ない方
が好ましい。また、Na以外の金属に関しても、陽イオ
ンとして存在する量を、特別に規定するものではない。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-187647 describes an aromatic conversion method and a catalyst thereof. However, it is specified that the amount of Na in the β zeolite used herein is less than 0.04% by weight as Na 2 O. doing. In the present invention, although the amount of Na is not particularly limited, it is clear that the presence of Na affects the reaction, and the smaller the amount, the more preferable. Also, the amount of metals other than Na present as cations is not specifically defined.

【0023】本発明のAl−βゼオライトを芳香族のア
ルキル化反応に用いる場合、純粋なゼオライトを触媒と
して用いてもよいが、一般的には、ゼオライト粉末を、
アルミナ、シリカ、クレイなどの無機酸化物を、単独で
または混合して結合剤として用いる。触媒には、通常1
0〜90%、好ましくは60〜80%のゼオライトを含
む。触媒は、打錠成型や押し出し成型など通常行われる
方法により、成型して用いることもできる。この時、成
型体内の物質移動を円滑にするため、結果として反応活
性を低下させないため、表面積を増大させる特別な形状
にする事もできる。
When the Al-β zeolite of the present invention is used for an aromatic alkylation reaction, pure zeolite may be used as a catalyst, but generally, zeolite powder is used.
Inorganic oxides such as alumina, silica and clay are used alone or in combination as a binder. The catalyst usually contains 1
It contains 0-90%, preferably 60-80% zeolite. The catalyst can be molded and used by a commonly used method such as tablet molding or extrusion molding. At this time, in order to facilitate the mass transfer in the molded body and not to decrease the reaction activity as a result, a special shape that increases the surface area can be used.

【0024】本発明のAl−βゼオライトを触媒に用い
てアルキル化する事が出来る芳香族炭化水素は、例え
ば、ベンゼン、トルエン、キシレンであり、その混合物
も含まれる。最も好ましい芳香族炭化水素は、ベンゼン
である。アルキル反応に用いるオレフィンは、炭素数2
〜4のものであり、例えば、エチレン、プロピレン、1
−ブテン、及びそれらの混合物、メタン、エタン、水素
などを含有するダイリュートエチレンである。最も好ま
しいオレフィンは、エチレン及びダイリュートエチレン
である。通常、原料の影響で触媒活性が低下する事を防
ぐため、これら供給原料中に存在する可能性がある、ジ
エン、窒素化合物、硫黄化合物、水などを除去して反応
に使用する。アルキル化反応により得られる反応生成物
は、例えば、ベンゼンとエチレンとの反応によるエチル
ベンゼン、ベンゼンとプロピレンによるクメンがある。
The aromatic hydrocarbon which can be alkylated using the Al-β zeolite of the present invention as a catalyst is, for example, benzene, toluene and xylene, and a mixture thereof. The most preferred aromatic hydrocarbon is benzene. The olefin used for the alkyl reaction has 2 carbon atoms.
To 4, for example, ethylene, propylene,
-Dilute ethylene containing butenes and mixtures thereof, methane, ethane, hydrogen and the like. Most preferred olefins are ethylene and dilute ethylene. Usually, in order to prevent the catalytic activity from being reduced by the influence of the raw materials, a diene, a nitrogen compound, a sulfur compound, water and the like which may be present in these feed materials are removed and used in the reaction. The reaction products obtained by the alkylation reaction include, for example, ethylbenzene by the reaction of benzene and ethylene, and cumene by benzene and propylene.

【0025】本発明のAl−βゼオライトを触媒として
用いる反応は、気相、液相または気液混合相において行
われる。ここでより好ましいのは、気液混合相及び液相
である。反応を行う方法としては、例えば、バッチで撹
拌器付きオートクレーブを用いる方法、上昇流または下
降流方式で行われる固定床反応器、または流動床反応器
を用いる方法がある。反応条件としては、温度が120
〜300℃、圧力が10〜50気圧、反応原料の供給速
度が0.1〜200hr-1の範囲から自由に選択され
る。
The reaction using the Al-β zeolite of the present invention as a catalyst is carried out in a gas phase, a liquid phase or a gas-liquid mixed phase. More preferred here are a gas-liquid mixed phase and a liquid phase. Examples of the method for performing the reaction include a method using an autoclave with a stirrer in batch, a method using a fixed-bed reactor performed in an upflow or downflow method, or a method using a fluidized-bed reactor. As the reaction conditions, a temperature of 120
To 300 ° C., the pressure is 10 to 50 atm, and the supply rate of the reaction raw material is freely selected from the range of 0.1 to 200 hr −1 .

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明を説
明する。なお、βゼオライトの合成、アルキル化反応の
評価方法は次の通りである。 〔βゼオライトの合成〕以下の方法で、2種類のβゼオ
ライト粉末試料を合成した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to examples. In addition, the evaluation method of the synthesis | combination of (beta) zeolite and an alkylation reaction is as follows. [Synthesis of β zeolite] Two kinds of β zeolite powder samples were synthesized by the following method.

【0027】水酸化テトラエチルアンモニウムの10%
水溶液170g、水酸化ナトリウム4.5gと、所定量
のアルミン酸ナトリウムNaAlO2 を、150gのイ
オン交換水に添加し、80℃に加熱して溶解する。この
ようにして得られた溶液に、所定量の融合シリカ、ニッ
プシール(日本シリカ工業製、NV−3)と、種結晶と
してβゼオライト7gを添加し、ホモジナイザーにより
5000回転で45分撹拌した。次に、この混合物を5
00ミリリットルのオートクレーブに入れ、撹拌するこ
となしに150℃で10日間放置すると、大量の結晶性
物質が生成した。この物質を濾過、洗浄し、120℃で
一昼夜乾燥させることにより、結晶性の粉末を得た。
10% of tetraethylammonium hydroxide
170 g of an aqueous solution, 4.5 g of sodium hydroxide, and a predetermined amount of sodium aluminate NaAlO 2 are added to 150 g of ion-exchanged water and dissolved by heating to 80 ° C. To the solution obtained in this manner, a predetermined amount of fused silica, nip seal (NV-3, manufactured by Nippon Silica Kogyo Co., Ltd.) and 7 g of β zeolite as seed crystals were added, and the mixture was stirred with a homogenizer at 5000 rpm for 45 minutes. The mixture is then
When placed in a 00 milliliter autoclave and left at 150 ° C. for 10 days without stirring, a large amount of crystalline material was formed. This material was filtered, washed, and dried at 120 ° C. for 24 hours to obtain a crystalline powder.

【0028】次に、この粉末を350〜550℃迄徐々
に昇温し、最終的には550℃で5時間か焼した。か焼
した後の粉末は、X線回折によりβゼオライトであるこ
とが同定された。また同粉末の組成分析は、蛍光X線を
用いて決定した。なお、表1には、各々の試料に関し
て、合成に使用したアルミン酸ナトリウムと融合シリカ
の量、及び蛍光X線により決定されたSiO2 /Al2
3 を示す。
Next, this powder was gradually heated to 350 to 550 ° C. and finally calcined at 550 ° C. for 5 hours. The powder after calcination was identified as β zeolite by X-ray diffraction. The composition analysis of the powder was determined using fluorescent X-rays. Table 1 shows, for each sample, the amounts of sodium aluminate and fused silica used in the synthesis, and SiO 2 / Al 2 determined by X-ray fluorescence.
O 3 is shown.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】〔アルキル化反応の評価方法〕アルキル化
反応の評価は、以下の条件で行った。試料粉末を錠剤成
型器を用いて圧縮成型し、粉砕し、分級して8〜14m
eshの成型触媒を得た。内径20mm、長さ800m
mで、余熱のため300mmの熱媒ジャケットを設けた
ステンレス製反応管を反応器として用いた。尚、反応部
出口に圧力制御弁を備え、圧力制御弁より先に製品液抜
取りバルブを設けた。この反応器に、成型した触媒を3
0g充填した。触媒の充填は、ジャケット部と反応部の
境より200mmの位置から行い、触媒層の上下には、
3mmφのステンレス製ディクソンパッキングを充填し
た。反応器のジャケット部側入り口より、ベンゼンを供
給速度4.4mol/hrで供給した。反応器出口の圧
力制御弁を調整して、反応器内を14kg/cm2Gと
し、系内を完全に液封状態とした。その後、余熱ジャケ
ットに128℃の熱媒を循環し、触媒部の温度を125
℃とした。しかる後に、反応器の入り口手前にて、エチ
レンを1.5mol/hrの供給速度でベンゼンに供給
して反応を行った。上記の条件の元、反応器の上下を入
れ替えることにより、上昇流方式及び下降流方式の反応
を行った。
[Evaluation method of alkylation reaction] The alkylation reaction was evaluated under the following conditions. The sample powder is compression molded using a tablet molding machine, pulverized, and classified to 8 to 14 m.
The molded catalyst of esh was obtained. Inner diameter 20mm, length 800m
m, a stainless steel reaction tube provided with a 300 mm heat medium jacket for residual heat was used as a reactor. A pressure control valve was provided at the outlet of the reaction section, and a product liquid extracting valve was provided before the pressure control valve. In this reactor, 3 molded catalysts were added.
0 g was charged. The filling of the catalyst is performed from a position 200 mm from the boundary between the jacket portion and the reaction portion, and above and below the catalyst layer,
Dickson packing made of stainless steel of 3 mmφ was filled. Benzene was supplied at a supply rate of 4.4 mol / hr from an inlet on the jacket side of the reactor. The pressure in the reactor was adjusted to 14 kg / cm 2 G by adjusting the pressure control valve at the outlet of the reactor, and the inside of the system was completely sealed. Thereafter, a heat medium of 128 ° C. is circulated through the residual heat jacket, and the temperature of the catalyst portion is reduced to 125 ° C.
° C. Thereafter, just before the entrance of the reactor, ethylene was supplied to benzene at a supply rate of 1.5 mol / hr to carry out the reaction. Under the above conditions, the reaction was carried out in an upflow mode and a downflow mode by exchanging the top and bottom of the reactor.

【0031】回収された製品液の組成は、ガスクロマト
グラフにより分析し、エチルベンゼン選択率とエチレン
転化率をそれぞれ計算した。尚、耐劣化性の指標として
は、エチレン転化率が、触媒層中間部で測定した温度が
最高に達した時点から1%低下するまでの時間で表すこ
ととする。この時間が長いほど、該触媒の耐劣化性は高
いと判断する。
The composition of the recovered product liquid was analyzed by gas chromatography, and the selectivity of ethylbenzene and the conversion of ethylene were calculated. In addition, as an index of deterioration resistance, the ethylene conversion is represented by the time from when the temperature measured in the middle part of the catalyst layer reaches the maximum to when it decreases by 1%. It is determined that the longer the time is, the higher the deterioration resistance of the catalyst is.

【0032】[0032]

【実施例1】〔βゼオライトのイオン交換〕表1に示す
試料1を用い、以下の方法でイオン交換を行った。85
gのAl(NO33・9H2Oを450ミリリットルの
イオン交換水に溶解し、その溶液を60℃に昇温した。
その溶液に、βゼオライトの粉末を50g入れ、撹拌し
ながら60℃で3時間イオン交換を行った。交換後、濾
過を行い、洗液が中性になるまでイオン交換水で水洗を
行った。しかる後、120℃で一晩燥を行い、Al−β
ゼオライトを得た。
Example 1 [Ion exchange of β zeolite] Using sample 1 shown in Table 1, ion exchange was carried out by the following method. 85
g of Al (NO 3 ) 3 .9H 2 O was dissolved in 450 ml of ion-exchanged water, and the solution was heated to 60 ° C.
50 g of β zeolite powder was added to the solution, and ion exchange was performed at 60 ° C. for 3 hours with stirring. After the exchange, the mixture was filtered and washed with ion-exchanged water until the washing liquid became neutral. Thereafter, drying was performed at 120 ° C. overnight, and Al-β
A zeolite was obtained.

【0033】得られたAl−βゼオライトは、本発明に
示す方法で評価した。その結果を表2に示す。 〔アルキル化反応の評価〕ジャケット部が下になるよう
に反応器を設置し、上昇流方式で反応を行った。反応器
に触媒を充填したところ、触媒層は210mmであっ
た。触媒層における最高到達温度は、その中間部で21
9℃であり、その時点におけるエチレン転化率は、9
8.4%であった。尚、エチルベンゼン選択率と耐劣化
性指標は、表2に示す。
The obtained Al-β zeolite was evaluated by the method shown in the present invention. Table 2 shows the results. [Evaluation of alkylation reaction] A reactor was set up so that the jacket portion was at the bottom, and the reaction was carried out in an upflow manner. When the reactor was filled with the catalyst, the catalyst layer was 210 mm. The highest temperature reached in the catalyst layer is 21
9 ° C., at which point the ethylene conversion was 9
It was 8.4%. Table 2 shows the ethylbenzene selectivity and the degradation resistance index.

【0034】[0034]

【実施例2】〔βゼオライトのイオン交換〕表1に示す
試料2を用い、実施例1と同様にしてイオン交換を行っ
た。得られたAl−βゼオライトは、本発明に示す方法
で評価した。その結果を表2に示す。
Example 2 [Ion Exchange of β Zeolite] Using Sample 2 shown in Table 1, ion exchange was carried out in the same manner as in Example 1. The obtained Al-β zeolite was evaluated by the method shown in the present invention. Table 2 shows the results.

【0035】〔アルキル化反応の評価〕このゼオライト
を用い、実施例1と同様にして反応を評価した。反応器
に触媒を充填したところ、触媒層は207mmであっ
た。触媒層における最高到達温度は、その中間部で21
8℃であり、その時点におけるエチレン転化率は、9
8.1%であった。尚、エチルベンゼン選択率と耐劣化
性指標は、表2に示す。
[Evaluation of alkylation reaction] Using this zeolite, the reaction was evaluated in the same manner as in Example 1. When the reactor was filled with the catalyst, the catalyst layer was 207 mm. The highest temperature reached in the catalyst layer is 21
8 ° C., at which point the ethylene conversion was 9
It was 8.1%. Table 2 shows the ethylbenzene selectivity and the degradation resistance index.

【0036】[0036]

【実施例3】〔アルキル化反応の評価〕ジャケット部が
上になるように反応器を設置し、実施例2と同じゼオラ
イトを用いて、下降流方式で反応を行った。反応器に触
媒を充填したところ、触媒層は212mmであった。触
媒層における最高到達温度は、その中間部で228℃で
あり、その時点におけるエチレン転化率は、98.9%
であった。尚、エチルベンゼン選択率と耐劣化性指標
は、表2に示す。
Example 3 [Evaluation of alkylation reaction] A reactor was set up so that the jacket portion was at the top, and the reaction was carried out in the downflow method using the same zeolite as in Example 2. When the reactor was filled with the catalyst, the catalyst layer was 212 mm. The highest temperature reached in the catalyst layer is 228 ° C. in the middle, and the ethylene conversion at that time is 98.9%
Met. Table 2 shows the ethylbenzene selectivity and the degradation resistance index.

【0037】[0037]

【実施例4】〔βゼオライトのイオン交換〕表1に示す
試料2を用い、以下の方法でイオン交換を行った。45
0リットルの0.15N硝酸水溶液を60℃に昇温し
た。その溶液に、βゼオライトの粉末を50g加え、6
0℃で3時間撹拌した。その後、濾過し、イオン交換水
で洗液が中性になるまで洗浄し、120℃で一晩乾燥し
た。得られたβゼオライトを用い、上記の処理を再度を
行い、乾燥粉末を得た。
Example 4 [Ion Exchange of β Zeolite] Using Sample 2 shown in Table 1, ion exchange was carried out by the following method. 45
0 liter of a 0.15N aqueous nitric acid solution was heated to 60 ° C. 50 g of β zeolite powder was added to the solution,
Stir at 0 ° C. for 3 hours. Thereafter, the mixture was filtered, washed with ion-exchanged water until the washing liquid became neutral, and dried at 120 ° C. overnight. Using the obtained β zeolite, the above treatment was performed again to obtain a dry powder.

【0038】得られたAl−βゼオライトは、本発明に
示す方法で評価した。その結果を表2に示す。 〔アルキル化反応の評価〕このゼオライトを用い、実施
例1と同様にして反応を評価した。反応器に触媒を充填
したところ、触媒層は210mmであった。触媒層にお
ける最高到達温度は、その中間部で222℃であり、そ
の時点でのエチレン転化率は、98.4%であった。
尚、エチルベンゼン選択率と耐劣化性指標は、表2に示
す。
The obtained Al-β zeolite was evaluated by the method shown in the present invention. Table 2 shows the results. [Evaluation of alkylation reaction] The reaction was evaluated in the same manner as in Example 1 using this zeolite. When the reactor was filled with the catalyst, the catalyst layer was 210 mm. The highest temperature reached in the catalyst layer was 222 ° C. in the middle, and the ethylene conversion at that time was 98.4%.
Table 2 shows the ethylbenzene selectivity and the degradation resistance index.

【0039】本実施例の触媒は、アルミ指数より、ゼオ
ライト結晶格子外のAlは、平均的にはAlイオンとし
て存在していると思われる。しかしながら、その量は少
なく、更にはAlイオン割合も低い。よって、耐劣化性
の向上は見られるものの、他の実施例に比較して、その
程度は低くなった。
From the aluminum index of the catalyst of this example, it is considered that Al outside the zeolite crystal lattice exists on average as Al ions. However, the amount is small and the proportion of Al ions is also low. Therefore, although the deterioration resistance was improved, the degree of the deterioration was lower than that of the other examples.

【0040】[0040]

【比較例1】〔βゼオライトのイオン交換〕表1に示す
試料1を用い、以下の方法でイオン交換を行った。12
0gのNH4Clを450ミリリットルのイオン交換水
に溶解し、60℃に昇温した。その溶液に、β−ゼオラ
イトの粉末を50g入れて、撹拌しながら60℃で4時
間イオン交換を行った。交換後、濾過を行い、イオン交
換水で水洗後、120℃で一晩乾燥した。しかる後、5
00℃で3時間か焼した。
Comparative Example 1 [Ion Exchange of β Zeolite] Using Sample 1 shown in Table 1, ion exchange was carried out by the following method. 12
0 g of NH 4 Cl was dissolved in 450 ml of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 60 ° C. 50 g of β-zeolite powder was added to the solution, and ion exchange was performed at 60 ° C. for 4 hours with stirring. After the exchange, the mixture was filtered, washed with deionized water, and dried at 120 ° C. overnight. After a while, 5
Calcination at 00 ° C. for 3 hours.

【0041】得られたβゼオライトは、本発明に示す方
法で評価した。その結果を表2に示す。Alイオンは存
在せず、本発明のβゼオライトとは異なる。 〔アルキル化反応の評価〕このゼオライトを用い、実施
例1と同様にして反応を評価した。反応器に触媒を充填
したところ、触媒層は211mmであった。触媒層にお
ける最高到達温度は、その中間部で223℃であり、そ
の時点でのエチレン転化率は、98.7%であった。
尚、エチルベンゼン選択率と耐劣化性指標は、表2に示
す。
The obtained β zeolite was evaluated by the method shown in the present invention. Table 2 shows the results. There is no Al ion, which is different from the β zeolite of the present invention. [Evaluation of alkylation reaction] The reaction was evaluated in the same manner as in Example 1 using this zeolite. When the reactor was filled with the catalyst, the catalyst layer was 211 mm. The highest temperature reached in the catalyst layer was 223 ° C. in the middle, and the ethylene conversion at that time was 98.7%.
Table 2 shows the ethylbenzene selectivity and the degradation resistance index.

【0042】本比較例は、現在一般的に行われている、
アンモニウム塩によるイオン交換で調製したβゼオライ
トである。ゼオライトの結晶格子外にはAlイオンが存
在せず、プロトンのみにより触媒活性を有している。本
発明の触媒と比較して、反応初期に於けるエチルベンゼ
ン転化率は若干高いものの、活性劣化し易いことを示し
ている。
This comparative example is generally performed now.
Β zeolite prepared by ion exchange with ammonium salt. No Al ions exist outside the crystal lattice of zeolite, and the catalyst has catalytic activity only by protons. Compared with the catalyst of the present invention, the conversion of ethylbenzene in the initial stage of the reaction is slightly higher, but the activity is easily deteriorated.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明のAl−βゼオライトは、芳香族
炭化水素のアルキル化反応において、他のゼオライトと
比較して、高活性、高選択性である、βゼオライト本来
の特性を損なう事なく、優れた耐劣化性を発揮する。よ
って、工業的には、触媒の再生又は交換の周期を長くし
て生産性を向上させる事ができ、また、触媒量を削減し
て設備をよりコンパクトにできる等のメリットが存在す
る、大変有用な触媒である。
The Al-β zeolite of the present invention has higher activity and higher selectivity than other zeolites in the alkylation reaction of aromatic hydrocarbons, without impairing the inherent properties of β zeolite. Demonstrates excellent deterioration resistance. Therefore, industrially, there is an advantage that the productivity can be improved by extending the cycle of regeneration or replacement of the catalyst, and there is an advantage that the amount of the catalyst can be reduced and the equipment can be made more compact. Catalyst.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芳香族のアルキル化に用いられる、ゼオ
ライト結晶格子外にAlイオンを持つβゼオライト触
媒。
1. A β zeolite catalyst having Al ions outside the zeolite crystal lattice, which is used for alkylation of aromatics.
【請求項2】 Alイオンが、以下に示す式(1)によ
り定義されるアルミ指数(V)で1≦V≦3であること
を特徴とする、請求項1に記載のβゼオライト触媒。 アルミ指数(V)=(L−H−N)/(A−L) ……(1) (式中、Aはゼオライト中のAl量(mmol/g)、
Nはゼオライト中のNa量(mmol/g)であり、A
lとNa以外の金属が、陽イオンとして0.01mmo
l/g以上存在する場合、Na量にそれらの金属量を加
えた値、Hはゼオライト中のプロトン量(mmol/
g)、Lはゼオライトの格子内Alの量(mmol/
g)を示す。)
2. The β zeolite catalyst according to claim 1, wherein the Al ion has an aluminum index (V) defined by the following formula (1) and 1 ≦ V ≦ 3. Aluminum index (V) = (LHN) / (AL) (1) (where A is the amount of Al in the zeolite (mmol / g),
N is the amount of Na (mmol / g) in the zeolite;
l and metals other than Na as 0.01 mm
1 / g or more, H is the value obtained by adding the amounts of these metals to the amount of Na, and H is the amount of protons in the zeolite (mmol /
g), L is the amount of Al in the zeolite lattice (mmol /
g). )
【請求項3】 Alイオンが、ゼオライト乾燥重量当た
り0.15mmol以上存在すると同時に、ゼオライト
結晶格子に結合した陽イオンに関し、プロトンとAlイ
オンとの合わせた量に対するAlイオンの量が、モル比
で0.4以上であることを特徴とする、請求項1または
2に記載のβゼオライト触媒。
3. At the same time that Al ions are present in an amount of 0.15 mmol or more per dry weight of zeolite, the amount of Al ions with respect to the total amount of protons and Al ions with respect to the cations bound to the zeolite crystal lattice is a molar ratio. The β zeolite catalyst according to claim 1 or 2, wherein the catalyst is 0.4 or more.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055351A (en) * 1999-07-13 2001-02-27 Enichem Spa Alkylation of aromatic compound
JP2001064213A (en) * 1999-07-13 2001-03-13 Enichem Spa Alkylation of aromatic compound in vapor phase
US7091377B2 (en) 2002-10-17 2006-08-15 Basf Aktiengesellschaft Multimetal oxide materials

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