JPH11335308A - 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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JPH11335308A
JPH11335308A JP7805699A JP7805699A JPH11335308A JP H11335308 A JPH11335308 A JP H11335308A JP 7805699 A JP7805699 A JP 7805699A JP 7805699 A JP7805699 A JP 7805699A JP H11335308 A JPH11335308 A JP H11335308A
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JP
Japan
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dcb
dichlorobenzene
adsorbent
ion
separating
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Application number
JP7805699A
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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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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/または2価金属イ
オン(M2+)に水素イオン(H+)を式(1) 【数1】 (但し:[M2+]、[K+]、[H+]はモルで表示した
濃度である。)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、m−D
CB吸着分離性能をさらに向上させ、生産性を高めるこ
とは製造コストを低減させる上で産業上重要な課題であ
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/ま
たは2価金属イオンに水素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/または2価金属イオン
(M2+)に水素イオン(H+)を式(1)
【0007】
【数2】 (但し:[M2+]、[K+]、[H+]はモルで表示した
濃度である。)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は金属イオンであり、nは金属イオンの原子
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。
【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/または2価金属イオンに特定の割合で
水素イオンを含むことを必須としている。カリウムイオ
ン(K+)および/または2価金属イオン(M2+)に対
する水素イオン(H+)の比は[H+]/(2[M2+]+
[K+]+[H+])で表して、1〜10当量%の範囲で
ある。本発明で用いる2価金属イオンとしてはPb2+
Ba2+、Ca2+から選ばれた少なくとも1つのイオンが
好ましい。
【0011】通常、合成フォージャサイト型ゼオライト
はNa型で得られる。ナトリウムイオン(Na+)を本
発明に基づくK+、Pb2+、H+などに交換するにはイオ
ン交換法が用いられる。イオン交換は通常、可溶性の塩
を含む水溶液で行われる。
【0012】K+にイオン交換する場合は、KCl、K
NO3などの塩が、Pb2+にイオン交換する場合には、
Pb(NO32などの塩が好ましく用いられる。H+
イオン交換する場合には、HClなどの無機酸またはシ
ュウ酸、酒石酸などの水溶性有機酸が好ましく用いられ
る。より好ましくは、NH4 +を含むNH4Cl,(N
42SO4,NH4NO3などの塩を含む水溶液でイオ
ン交換され、フォージャサイト型ゼオライトに導入され
たNH4 +を酸素存在下で焼成してH+にする方法であ
る。
【0013】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。
【0014】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。 (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。 (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。 (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。 (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。
【0015】上記、擬似移動床による吸着分離操作を模
式的に示したのが図1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。13〜1
7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1
8は閉じている。図1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。
【0016】一定時間間隔ごとに、吸着室1〜12を図
1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12
に、11が10に、8が7に、5が4にそれぞれ移動し
ている。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】
【実施例】以下に、本発明を実施例をもって説明する。
実施例では、吸着剤の吸着性能を式(2)の吸着選択率
(α)で表す。
【0020】
【数3】 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。
【0021】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。 実施例1〜4、比較例1〜3 K−Y型ゼオライト成型体の調製 シリカ/アルミナ比が5.1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。
【0022】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97.4%
であった。
【0023】M−K−Y型ゼオライト吸着剤の調製 160mlの蒸留水に硝酸鉛(和光純薬)6.47グラ
ムを溶解させた。この硝酸鉛溶液に上記K−Y型ゼオラ
イト成型体を絶乾重量で40グラム入れ、80℃で30
分間イオン交換した。ついで蒸留水で固液比5(l/k
g)、80℃で1時間水洗した。この操作を5回繰り返
した。120℃で一晩乾燥しPbーK−Y吸着剤を調製
した。
【0024】80mlの蒸留水に硝酸バリウム(和光純
薬)3.86グラムを溶解させた。この硝酸鉛溶液に上
記K−Y型ゼオライト成型体を絶乾重量で20グラム入
れ、80℃で30分間イオン交換した。このイオン交換
処理を8回繰り返した。ついで蒸留水で固液比5(l/
kg)、80℃で1時間水洗した。この操作を5回繰り
返した。120℃で一晩乾燥しBaーK−Y吸着剤を調
製した。
【0025】80mlの蒸留水に硝酸カルシウム四水和
物(和光純薬)3.48グラムを溶解させた。この硝酸
カルシウム溶液に上記K−Y型ゼオライト成型体を絶乾
重量で20グラム入れ、80℃で30分間イオン交換し
た。このイオン交換処理を8回繰り返した。ついで蒸留
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。120℃で一晩乾燥しCa
ーK−Y吸着剤を調製した。
【0026】M−K−H−Y型ゼオライト吸着剤の調製 蒸留水40グラムに塩化アンモニウム0.18グラムを
溶解した溶液各々にK−Y、M−K−Y各吸着剤を絶乾
重量で10グラム入れ、80℃、30分間イオン交換し
NH4 +を導入した。ついで蒸留水で固液比5(l/k
g)、80℃で1時間水洗した。この操作を5回繰り返
した。120℃で一晩乾燥し吸着剤を調製した。NH3
を分析し水素イオン(H+)交換量とした。
【0027】蒸留水40グラムに塩化アンモニウム1.
08グラムを溶解した溶液にPb−K−Y各吸着剤を絶
乾重量で10グラム入れて、80℃、30分間イオン交
換しNH4 +を導入した。ついで蒸留水で固液比5(l/
kg)、80℃で1時間水洗した。この操作を5回繰り
返した。120℃で一晩乾燥し吸着剤を調製した。
【0028】上記各吸着剤のイオン交換率を表1に示
す。
【0029】
【表1】 吸着選択率の測定 吸着剤は性能評価の前に500℃で2時間焼成した。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。
【0030】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2に示す。
【0031】
【表2】 表2から明らかなように、カリウムイオンおよび/また
は2価金属イオンに水素イオンが存在すると吸着剤の吸
着選択率が向上した。しかし、水素イオンが増えすぎる
と逆に吸着選択率が低下したことから水素イオン量には
最適量が存在することがわかる。 実施例5 K−H−Y吸着剤Bを用いて脱着剤を2,3−DCTと
した時の吸着選択率を調べた。吸着選択率を次の供給原
料を用いて測定した。
【0032】n−ノナン:p−DCB:m−DCB:o
−DCB:2,3−DCT=5:10:20:20:5
0(重量比) この時の吸着選択率は次のとうりであった。
【0033】αo-DCB/m-DCB=2.11、αp-DCB/m-DCB
=1.82、αo-DCB/2,3-DCT=1.45
【0034】
【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 (6)

    【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/または2価金属イ
    オン(M2+)に水素イオン(H+)を式(1) 【数1】 (但し:[M2+]、[K+]、[H+]はモルで表示した
    濃度である。)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】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記載のジクロロベン
    ゼン異性体の分離方法。
  3. 【請求項3】ゼオライトがY型ゼオライトであることを
    特徴とする請求項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】2価金属イオンが鉛、バリウム、カルシウ
    ムから選ばれた少なくとも1つのイオンであることを特
    徴とする請求項1〜3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
  5. 【請求項5】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5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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011507678A (ja) * 2007-12-20 2011-03-10 スサ・エス・アー 凝集ゼオライト吸着材、それらの調製方法およびそれらの使用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011507678A (ja) * 2007-12-20 2011-03-10 スサ・エス・アー 凝集ゼオライト吸着材、それらの調製方法およびそれらの使用

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