JPH11180911A - ジクロロベンゼン異性体の分離方法 - Google Patents

ジクロロベンゼン異性体の分離方法

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JPH11180911A
JPH11180911A JP9350845A JP35084597A JPH11180911A JP H11180911 A JPH11180911 A JP H11180911A JP 9350845 A JP9350845 A JP 9350845A JP 35084597 A JP35084597 A JP 35084597A JP H11180911 A JPH11180911 A JP H11180911A
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JP
Japan
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dichlorobenzene
dcb
separating
adsorbent
zeolite
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Pending
Application number
JP9350845A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Iwayama
一由 岩山
Masatoshi Watanabe
正敏 渡辺
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH11180911A publication Critical patent/JPH11180911A/ja
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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)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】o、mおよびp−ジクロロベンゼンを含むジク
ロロベンゼン異性体混合物からm−ジクロロベンゼンを
効率よく、高純度で分離回収する。 【解決手段】o、mおよびp−ジクロロベンゼンを含む
ジクロロベンゼン異性体混合物を吸着分離するにあたっ
て、カリウムイオン(K+)およびアルカリ土類金属イ
オン(M2+)を式(1) 【数1】 で表される割合で含むゼオライトを吸着剤として、m−
ジクロロベンゼンを分離回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はジクロロベンゼン
(以下DCBと略す)異性体混合物からある特定の異性
体を分離する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】DCBは医薬、農薬の中間体原料として
重要であるが、DCB異性体間の沸点が近い(o−体:
180.4、m−体:173.0、p−体:174.1
℃)ため、これらを単独で蒸留分離するのは非常に困難
である。このうち、o−DCBは他のDCB異性体に比
べて沸点がわずかながら高いので蒸留分離により回収す
ることが出来るが、m−DCBを分離しようとすれば、
p−DCBとの分離が非常に困難となる。
【0003】o−、m−およびp−DCBを含むDCB
異性体混合物からm−DCBを分離するための従来方法
として、例えばp−DCBを晶析であらかじめ分離し、
次いでo−DCBを蒸留で分離する方法がある。晶析法
は設備的に多大のコストがかかる。また、oーDCBは
蒸留で分離出来るとはいえ、m−DCB異性体との沸点
差は小さく、多段の蒸留塔と多くの用役を必要とし経済
的ではない。
【0004】特定のゼオライト系吸着剤を用いて、o
−、p−およびm−DCBを含むDCB異性体混合物か
らm−DCBを吸着分離する方法は特開昭53−105
434、61−268636、特開平4−330025
等に開示されている。m−DCB分離のための吸着分離
性能の向上が経済性を高めるために望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−33002
5号公報にはカリウムイオンおよび鉛イオンを必須成分
として含むゼオライトを吸着剤として用いて、m−DC
Bを分離回収することを特徴とするDCB異性体の分離
方法が開示されている。かかる吸着剤はジクロロベンゼ
ン異性体の分離性能において好ましい。しかし、鉛イオ
ンは重金属イオンであるため、吸着剤の製造工程あるい
は使用済み吸着剤の廃棄等で環境上問題がある。従っ
て、環境上問題となる重金属イオンを含まず、分離性能
が優れた吸着剤が望まれている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは吸着剤につ
いて鋭意検討を重ねた結果、カリウムイオンおよびアル
カリ土類金属イオンを特定の割合で含むゼオライト吸着
剤がDCB異性体混合物からm−DCBを分離回収する
のに優れていることを見い出した。即ち、カリウムイオ
ン(K+)およびアルカリ土類金属イオン(M2+)を式
(1)
【数3】 但し:[M2+]、[K+]はモルで表示した濃度であ
る。
【0007】で表される割合で含むゼオライトを吸着剤
として用い、mーDCBを分離回収することを特徴とす
るDCB異性体の分離回収方法である。かかる分離回収
に当たっては脱着剤が必要である。脱着剤は使用する吸
着剤により適切な脱着剤がある。本発明に基づく吸着剤
を用いてm−DCBを分離回収するには脱着剤としてジ
クロロトルエン(以下”DCT”と略す)が好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に使用されるゼオライトと
してはフォージャサイト型ゼオライトが好ましく、特に
Y型ゼオライトが好ましく用いられる。フォージャサイ
ト型ゼオライトは酸化物のモル比で表して下記に示す一
般式を有する結晶性アルミノシリケートである。
【0009】E2/nO・Al23・xSiO2・yH2O ここで、Eは金属カチオン又はプロトンであり、nは金
属またはプロトンの原子価である。xはシリカ/アルミ
ナ比であり、xが3未満をX型ゼオライト、3以上をY
型ゼオライトと呼称している。yは水和の程度による。
本発明では、Y型ゼオライトが特に好ましく使用され
る。
【0010】本発明で用いる吸着剤の場合、Eはカリウ
ムイオンおよびアルカリ度類金属イオンを必須成分とし
て含む。カリウムイオン(K+)とアルカリ度類金属イ
オン(M2+)の比は2[M2+]/(2[M2+]+
[K+]) で表して、20〜70当量%の範囲であり、
好ましくは40〜70当量%である。本発明で用いるア
ルカリ土類金属イオンとしては Mg2+、Ca2+、S
2+、Ba2+が挙げられる。いずれのアルカリ土類金属
イオンも好ましく用いられるが、より好ましくはBa2+
である。
【0011】本発明の方法でm−ジクロロベンゼンを吸
着分離するための技術は、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
吸着分離法でも良い。擬似移動床の場合、m−ジクロロ
ベンゼンは最も吸着され難い物質としてラフィネート流
れ中に回収される。
【0012】擬似移動床による連続的吸着分離技術は、
基本的操作として次に示す吸着操作、濃縮操作、脱着操
作および脱着剤回収操作を連続的に循環して実施され
る。
【0013】(1)吸着操作 DCB異性体混合物が吸着剤と接触し、o−DCBおよ
びp−DCBから成る強吸着成分が選択的に吸着され、
弱吸着成分である高純度のm−DCBが、ラフィネート
流れとして後述する脱着剤とともに回収される。
【0014】(2)濃縮操作 強吸着成分を選択的に吸着した吸着剤は、後で述べるエ
クストラクトの一部と接触させられ、吸着剤上に残存し
ている弱吸着成分が追い出され強吸着成分が濃縮され
る。
【0015】(3)脱着操作 濃縮された強吸着成分を含む吸着剤は、脱着剤と接触さ
せられ強吸着成分が吸着剤から追い出され、脱着剤とと
もにエクストラクト流れとして回収される。
【0016】(4)脱着剤回収操作 実質的に脱着剤のみを吸着した吸着剤は、ラフィネート
流れの一部と接触させられ該吸着剤に含まれる脱着剤の
一部が脱着剤回収流れとして回収される。
【0017】上記、擬似移動床による吸着分離操作を模
式的に示したのが第1図である。吸着剤を充填した吸着
室1〜12が連続的に循環して連絡されている。13〜
17はそれぞれ脱着剤供給ライン、エクストラクト抜き
出しライン、異性体混合物供給ライン、ラフィネート抜
き出しライン、脱着剤回収ラインである。また、バルブ
18は閉じている。第1図に示した吸着室の配置状態で
は、吸着室1〜4が脱着操作、5〜7が濃縮操作、8〜
10が吸着操作、11〜12が脱着剤回収操作を実施し
ている。
【0018】一定時間間隔ごとに、吸着室1〜12を第
1図の時計回り方向に吸着室一室分だけそれぞれ移動さ
せる。従って、次の吸着室の配置状態は、例えば1が1
2に、11が10に、8が7に、5が4にそれぞれ移動
している。
【0019】これらの吸着分離法に使用される脱着剤に
は、脱着剤存在下で吸着剤の分離性能を損なわないこ
と、吸着剤に吸着したDCBを効率よく脱着出来るこ
と、およびDCBと容易に分離できること等の特性が要
求される。このような特性を満足する脱着剤としては、
種々のアルキル置換及び/またはハロゲン置換芳香族化
合物が利用できるが、その中でもDCTが好ましい。D
CTには異性体が6種類存在するが中でも特に3,4−
DCT、2,3−DCTが好ましく用いられる。
【0020】吸着分離の操作条件としては、温度は室温
から350℃、好ましくは50から250℃であり、ま
た圧力は大気圧から5MPa、好ましくは大気圧から4
MPaである。吸着は気相でも液相でも実施され得る
が、操作温度を低くして原料供給物または脱着剤の好ま
しくない副反応を抑制するためにも液相で実施するのが
好ましい。
【0021】
【実施例】以下に、本発明を実施例をもって説明する。
【0022】実施例では、吸着剤の吸着性能を式(3)
の吸着選択率(α)で表す。
【0023】
【数4】 ここで、A,BはDCB異性体の一種を示し、Sは吸着
相を、Lは吸着相と平衡状態にある液相を示す。
【0024】上記吸着選択率(αA/B) の値が1より大
きい時A成分が選択的に吸着され、1より小さい時はB
成分が選択的に吸着される。また、上記吸着選択率
(α)の値が1より大きい吸着剤、あるいは1より小さ
く0に近い吸着剤ほどAとBの吸着分離が容易になる。
また、Bが脱着剤(以下、”DES”と略す)であり、
AがDCB異性体間で最大吸着強さを示すDCBである
場合、αDCB/DESの値は1に近い程好ましい。1より著
しく大きい時には吸着されたDCBを充分に脱着出来な
い。一方、1より著しく小さい時には、脱着剤が吸着剤
に強く吸着され、次に吸着されるDCBの吸着が充分に
出来ない。
【0025】実施例1〜4、比較例1 K−Y型ゼオライト成型体の調製 シリカ/アルミナ比が5.5であるNa−Y型ゼオライ
ト(東ソー社製)粉末100重量部にアルミナゾル(日
産化学製、Al23含量10重量%)を8重量部(Al
23換算)、アルミナゲル(触媒化成製、Al23含量
70重量%)を7重量部(Al23換算)および湿潤換
算で約50重量%になるように蒸留水を加え約1時間混
練りし、0.4mmφの開孔径を有するスクリーンから
押し出した。120℃で1晩乾燥後、500℃で2時間
焼成してNa−Y成型体を得た。
【0026】Na−Y成型品を硝酸カリウム(和光純薬
製)を10重量%含む水溶液で固液比5(l/kg)、
80℃で1時間カリウムイオン交換した。カリウムイオ
ン交換後、蒸留水で固液比5(l/kg)、80℃で1
時間水洗した。この操作を5回繰り返した後、蒸留水で
水洗を5回行った。カリウムイオン交換率は97.8%
であった。
【0027】M−K−Y型ゼオライト吸着剤の調製 上記K−Y型ゼオライト成型体を用いて各種アルカリ土
類金属イオンを含むM−K−Y型ゼオライト吸着剤を調
製した。各種アルカリ土類金属イオンによるイオン交換
はK−Yゼオライトの交換カチオン数の0.6当量含む
硝酸塩(和光純薬製)水溶液で1回行い、その後5回水
洗を行った。120℃で一晩乾燥し、500℃で2時間
焼成し、各種M−K−Y型ゼオライト吸着剤を調製し
た。
【0028】吸着選択率の測定 内容積5mlのオートクレーブ内に吸着剤2gと供給原
料3gを充填し、130℃で30分間、時々攪拌しなが
ら放置した。使用した供給原料液組成は次のとうりであ
った。
【0029】n−ノナン:p−DCB:m−DCB:o
−DCB:3,4−DCT=5:10:20:20:5
0(重量比) その結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】表1から明らかなように、アルカリ土類金
属イオンを含む吸着剤は吸着選択率、特にα
o-DCB/m-DCBが向上していることがわかる。
【0032】実施例5〜9、比較例2〜3 実施例1で調製したK−Y型ゼオライト成型体を用い
て、Ba2+交換率を変えたBa−K−Y型ゼオライト吸
着剤を調製した。吸着選択率を測定する前に予め500
℃で2時間焼成した。
【0033】吸着選択率を次の供給原料を用いて測定し
た。
【0034】n−ノナン:p−DCB:m−DCB:o
−DCB:2,3−DCT=5:10:20:20:5
0(重量比) その結果を表2に示す。
【0035】
【表2】
【0036】表2から明らかなように、Ba2+交換率が
高くなるに従って、ともに向上してくることがわかる。
しかし、Ba2+交換率が74当量%と高くなりすぎると
脱着剤との吸着選択性を示すαo-DCB/2,3-DCTが高くな
り好ましくない。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、o、mおよびp−ジク
ロロベンゼンを含むジクロロベンゼン異性体混合物から
m−ジクロロベンゼンを効率よく、高純度で分離回収す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1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。
【符号の説明】
1〜12:吸着室 13:脱着剤供給ライン 14:エクストラクト抜き出しライン 15:異性体混合物供給ライン 16:ラフィネート抜き出しライン 17:脱着剤回収ライン 18:バルブ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】o,mおよびp−ジクロロベンゼンを含む
    ジクロロベンゼン異性体混合物を吸着分離するにあたっ
    て、カリウムイオン(K+)およびアルカリ土類金属イ
    オン(M2+)を式(1) 【数1】 で表される割合で含むゼオライトを吸着剤として、m−
    ジクロロベンゼンを分離回収することを特徴とするジク
    ロロベンゼン異性体の分離方法。
  2. 【請求項2】o,mおよびp−ジクロロベンゼンを含む
    ジクロロベンゼン異性体混合物を吸着分離するにあたっ
    て、カリウムイオンおよびアルカリ土類金属イオンを式
    (2) 【数2】 で表される割合で含むゼオライトを吸着剤として、m−
    ジクロロベンゼンを分離回収することを特徴とするジク
    ロロベンゼン異性体の分離方法。
  3. 【請求項3】ゼオライトがフォージャサイト型ゼオライ
    トであることを特徴とする請求項1または2記載のジク
    ロロベンゼン異性体の分離方法。
  4. 【請求項4】ゼオライトがY型ゼオライトであることを
    特徴とする請求項1または2記載のジクロロベンゼン異
    性体の分離方法。
  5. 【請求項5】アルカリ土類金属イオンがバリウムイオン
    であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項
    記載のジクロロベンゼン異性体の分離方法
  6. 【請求項6】脱着剤としてジクロロトルエンを用いるこ
    とを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のジ
    クロロベンゼン異性体の分離方法。
  7. 【請求項7】脱着剤が3,4−ジクロロトルエンおよび
    /または2,3−ジクロロトルエンであることを特徴と
    する請求項6記載のジクロロベンゼン異性体の分離方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001131094A (ja) * 1999-08-26 2001-05-15 Toray Ind Inc 芳香族化合物異性体の製造方法
JP2008031108A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Toray Ind Inc p−ジクロロベンゼンの分離方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001131094A (ja) * 1999-08-26 2001-05-15 Toray Ind Inc 芳香族化合物異性体の製造方法
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