JPS584008B2 - ジメチルナフタリンルイ ノ イセイカホウホウ - Google Patents

ジメチルナフタリンルイ ノ イセイカホウホウ

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JPS584008B2
JPS584008B2 JP49014154A JP1415474A JPS584008B2 JP S584008 B2 JPS584008 B2 JP S584008B2 JP 49014154 A JP49014154 A JP 49014154A JP 1415474 A JP1415474 A JP 1415474A JP S584008 B2 JPS584008 B2 JP S584008B2
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JP
Japan
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dimethylnaphthalene
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mordenite
catalyst
weight
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JP49014154A
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浦崎隆徳
小笠原誠
平林保治
鈴木和嘉
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジメチルナフタリン類の異性化方法に関する。
更に詳しくは不都合な不均化反応の生起を抑制し、優れ
た転化率及び選択率で、且つ単位触媒量当りの異性化処
理量を増大させ、触媒寿命が著しく延長されるような、
異性化の改善方法を提供しようとするものである。
ジメチルナフタリンには10個の異性体があるが、その
中でも特に2−6−ジメチルナフタリンと2・7−ジメ
チルナフタリンは有用な化合物である。
従来、モルデナイトを触媒としてジメチルナフタリン類
を異性化する方法は知られている。
この方法では、異性化反応は気相で行なわれ、好ましく
はキャリャーガスとして水素を用いる。
そして気相で反応させるため、ジメチルナフタリンを気
化するのに余分な熱が必要であるのみならず、活性の強
い触媒を用いると不均化反応その他の副反応が盛んにな
り、これを抑えるため比較的活性の弱い触媒を用いると
、単位触媒量当りのジメチルナフタリンの異性化速度が
低下し、また触媒寿命も短くなるという欠点があった。
本発明者は、このような欠点のないジメチルナフタリン
類の異性化方法について検討を重ねた結果、クロム、モ
リブデン、及びタングステンより成る群から選ばれた1
種または2種以上を含有し、SiO2/Al2O3が大
きいモルデナイト触媒を用いて混合ジメチルナフタリン
を液体状態で反応させると、このような欠点が改善され
ることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、ジメチルナフタリン含有率が80重量
%以上の混合ジメチルナフタリンを液体状態で200〜
500℃の温度下に、クロム、モリブデン及びタングス
テンより成る群から選ばれた1種または2種以上を含有
し、且つSiO2/Al2O3(モル比)が11〜95
のモルデナイトと接触させることを特徴とするジメチル
ナフタリン類の異性化方法である。
本発明方法において、異性化原料として用いるジメチル
ナフタリン類は、ジメチルナフタリンの含有率が80重
量%以上のものである。
他の成分、例えばモノメチルナフタリンやトリメチルナ
フタリン等が20重量%をこえると、メチル基の分子間
転位反応、即ち不均化反応が起り易くなり、目的とする
異性化物を高純度で効率よく取り出すことが困難となる
ので好ましくない。
原利として、1・5一及び/又は1・6−ジメチルナフ
タリンを主成分とするものを用いると2・6−ジメチル
ナフタリンが得られ、1・7−ジメチルナフタリンを主
成分とするものを用いると2・7−ジメチルナフタリン
が得られる。
2・6−ジメチルナフタリンを製造するには、1・5一
及び/又は1・6−ジメチルナフタリンが50重量%以
上を占め、且つこれら二者と2・6−ジメチルナフタリ
ンの和が65重量%以上を占めるものを原料として用い
るのが好ましい。
また2・7−ジメチルナフタリンを製造するには、1・
7−ジメチルナフタリン及び/又は1・8−ジメチルナ
フタリンが60重量%以上を占め、且つこれら二者と2
・7−ジメチルナフタリンの和が70重量%以上を占め
るものを原利として用いるのが好ましい。
本発明方法では、原料を液体状態で異性化触媒と接触さ
せる。
異性化触媒としては、クロム、モリブデン、及びタング
ステンより成る群から選ばれた1種または2種以上を含
有し、且つSiO2/Al2O3(モル比)が11〜9
5のモルデナイトを用いる。
かかるモルデナイトを製造するには、例えば水素型モル
デナイト、アンモニウム型モルデナイト、他種金属型モ
ルデナイト等に、イオン交換法、含浸法、その他この種
の触媒の担持操作に用いられる任意の方法により、クロ
ム、モリブデン、タングステン等を含有させる。
これらの成分の含有率はモルデナイトに対し、0.01
〜25重量%にするのがよく、より好ましくは0.02
〜15重量%、特に好ましくは0.05〜5重量%にす
る。
触媒の製造に用いられる他種金属型モルデナイトは任意
のものを用いることができ、例えばリチウム型,ナトリ
ウム型、カリウム型、マグネシウム型、カルシウム型、
ストロンチウム型、バリウム型、アルミニウム型、亜鉛
型、銅型、鉄型、コバルト型、ニッケル型、マンガン型
、錫型、鉛型、ペリリウム型、セリウム型、ランタン型
、スカンジウム型、イットリウム型、チタニウム型、ジ
ルコニウム型、ハフニウム型、タンタル型、タリウム型
、ガリウム型、インジウム型、白金型、パラジウム型、
レニウム型等が挙げられる。
しかし、最も好ましく用いられるのは水素型モルデナイ
ト、アンモニウム型モルデナイト、及びナトリウム型モ
ルデナイトである。
本発明方法で用いるモルデナイト触媒は前記モルデナイ
トのうち、SiO2/Al2O3(モル比)が11〜9
5のものである。
このようなモルデナイトを調製するには、天然に存在し
、或は常法で合成されるモルデナイト(これらはSiO
2/Al2O3(モル比)が10である)からAl2O
3を抽出すればよい。
Al2O3の抽出は、クロム、モリブデン、タングステ
ン等を含有させるためのイオン交換、含浸、その他の担
持操作の前、或は同時に行なうのが好ましい。
該抽出操作法として(i)原料モルデナイト(例えば水
素型、ナトリウム型、アンモニウム型等のモルデナイト
)を酸性溶液、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、
リン酸等の如き無機酸、或は酢酸、クロル酢酸、クエン
酸、酒石酸等の如き有機酸等の溶液で処理しAl2O3
を抽出する方法、 (ii)クロム、モリブデン、タングステン等の無機酸
塩(例えば、塩化物、硝酸塩等)の酸性水溶液で原科モ
ルデナイトを処理し、A12O3の抽出とクロム、モリ
ブデン、タングステン等の担持を同時に行なう方法 等が例示される。
該処理に用いる酸性溶液は、塩酸、硫酸、硝酸等の無機
酸を用いたものが好ましく、その濃度は1〜15規定が
好ましい。
また該処理は50〜150℃で行なうのが好ましい。
本発明方法で用いるモルデナイト触媒のSiO/Al2
O3(モル比)は11〜95であり、より好ましくは1
2〜50、最も好ましくは15〜30である。
以上のような方法で製造された異性化触媒はそのまま用
いることができるが、触媒の強度を上げ、触媒寿命を長
くし、且つ反応の選択性をよくするため、酸性白土、ベ
ントナイト等の担体を混合して、用いてもよい。
これら担体の混合割合はベントナイトに対して5〜53
重量%が好ましい。
本発明方法において使用する触媒は更にクロム、モリブ
デン、及びタングステン以外の金属を含有することがで
きる。
これらの金属は、原訓モルデナイトとして用い得ろ前記
他種金属型モルデナイトに含有されるものならどれでも
よい。
またその含有率は、クロム、モリブデン、タングステン
等の含有率(2種以上を含有するときはその合計)より
少いことが好ましい。
本発明で用いられる触媒の好ましい粒径は4メッシュ(
ティラー篩による)よりも小さい粒径のものが50重量
%以上含まれるもので、特に好ましい粒径は7〜100
メッシュのものである。
粒径が大きすぎると転化率が低下し、且つ分子間反応が
起り、モノメチルナフタリン及びトリメチルナフタリン
類の生成が多くなり、選択率が低下する。
また20重量%以上の粒子が粒径150メッシュを超え
て小さすぎる粒子で占められた触媒を用いると選択率が
悪化する。
例えば触媒固定床の方式を採用する場合には粒径7〜8
0メッシュの触媒の使用が好ましく、移動床又は流動床
の場合にはより小さい粒度のものも使用できる。
しかし、異性化反応操作及び設備の点から固定床方式の
採用が好ましい。
反応は200〜500℃、好ましくは250〜450℃
1特に好ましくは280〜400℃で行なう。
反応中、ジメチルナフタリン類を液体状態に保つ必要が
あるので、反応温度がジメチルナフタリン類の常圧にお
ける沸点よりも高いときは、加圧する必要があることは
言うまでもない。
反応はバッチ式でも連続式でも実施し得る。
バツチ式の場合、ジメチルナフタリン類に対し0.1重
量%以上、好ましくは1〜50重量%の触媒を加え、前
記反応温度で、例えば0.1〜10時間反応させるとよ
い。
連続式の場合には、触媒1重量部当り1時間当り、混合
ジメチルナフタリン類を0.1〜50重量部、好ましく
は1.0〜30重量部の割合でフイードし、触媒と接触
させればよい。
この際、反応系に、不活性ガス、例えば水素、窒素、メ
タン等を共存させてもよく、またn−ヘキサン、n−オ
クタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の稀釈
剤を、例えば加圧等により液体状に保持して共存させて
もよい。
本発明方法では、液相で異性化させるので、気相反応の
場合と異り、活性の高いモルデナイト触媒を用いても副
反応が多くなるという欠点がなく、触媒寿命も長くなり
、触媒単位重量当りのジメチルナフタリンの異性化処理
量が著しく多くなる。
従って、優れた転化率及び選択率で、且つ極めて高能率
でジメチルナフタリンを異性化できるという特長がある
以下、実施例により本発明を詳述する。
尚、本発明に於て目的異性体への転化率、選択率等は以
下の定義による。
(1)転化率 ここで2・6−DMN,1・6−DMN,1・5−DM
N,2・7−DMN,1・7−DMN,1・8−DMN
は異性化物中の各ジメチルナフタリン(DMN)異性体
のモル濃度(モル%)を示す。
(2)選択率 ここで2・6−DMN,2・7−DMNは各DMN異性
体の異性化物中のモル濃度(モル%)で△(MN+TM
N)はモノメチルナフタリン(MN)及びトリメチルナ
フタリン(TMN)の異性化前後におけるモル濃度(モ
ル%)の差である。
(3)触媒寿命 先に定義した転化率が85%以下に低下するまでの反応
時間を示す。
(4)異性化処理量P値 先に定義した転化率が85%以下になる前に、触媒1k
g当り処理できた混合ジメチルナフタリンのkg数を表
わす。
P値が大きい程、触媒単位重量当りの生産性が大きい。
実施例1 水素型モルデナイト(SiO2/Al2O3(モル比)
10、バインダーとして酸性白土15重量%を含む)1
00gを粉砕し、1規定の硝酸750g中に80℃で4
時間浸漬してAl2O3を抽出し、SiO2/Al2O
3(モル比)20の水素型モルデナイトを得た。
該水素型モルデナイトをモリブデン酸アンモニウム水溶
液中に浸漬しイオン交換した後、洗浄し、120℃に加
熱乾燥し、更に500℃で8時間焼成し、モリブデン含
有率0.49重量%のモルデナイトを調製した。
該モリブデン含有型モルデナイトの粒径6〜7メッシュ
のもの25gを、管径11mm、管長700mmのステ
ンレス製反応管に充填し、280℃に加熱すると共に窒
素で内圧を5kg/cm2に加圧した。
原料として、1・5−ジメチルナフタリン45重量%、
1・6−ジメチルナフタリン45重量%、2・6−ジメ
チルナフタリン10重量%より成る混合ジメチルナフタ
リン(水分50ppm)を、毎時75グの割合(SV=
3.0)で反応管の下部よりフイードし、温度280℃
、圧力5kg/cm2の加圧下で反応させて、生成物を
反応管の上部より取り出した。
反応は480時間実施した。
乎均転化率は93.6%、平均選択率は99.8%であ
った。
生成物の分析結果を表1に示す。
触媒の寿命及びP値を求めるため、異性化反応を更に2
70時間継続した。
結果を表2に示す。
実施例2 モリブデン酸アンモニウムの代りにタングステン酸アン
モニウムを用いる以外は実施例1と同様にしてタングス
テン含有モルデナイトを調製した,得られたモルデナイ
トのタングステン含有率は0.5重量%であった。
該タングステン含有モルデナイト(SiO2/Al2O
3(モル比)20、粒径6〜7メッシュ)25Pを、実
施例1で用いたと同じ反応管に充填し、反応管を280
℃に加熱すると共に、窒素で内圧を5kg/cm2に加
圧した。
実施例1で用いたと同じ原料をフイードし、実施例1と
同じ反応条件で700時間反応させた。
平均転化率92.7%、平均選択率99.7%であった
生成物の分析結果を表3に示す。比較例1 本発明のモルデナイト触媒の代りに市販のシリカーアル
ミナ触媒(シリカ:アルミナ−87:13、粒径10〜
20メッシュ)を使用する以外は実施例2と同様にして
48時間異性化反応を行った。
結果を表4に示す。実施例3 水素型モルデナイト(SiO2/Al2O3(モル比)
10、バインダーとして酸性白土15重量%を含む)1
00gを粉砕し、硝酸クロム1モル(238.Og)を
含有する750gの水溶液中に80℃で4時間浸漬して
AI2O3抽出とクロムの担持とを行ない、よく水洗し
た後、500℃で8時間焼成した。
こうして得られたモルデナイトのクロム含有率は0.5
6重量%、SiO2/Al2O3(モル比)は15であ
った。
該クロム含有モルデナイト25gを管径10mm、管長
700mmのステンレス製反応管に充填し、260℃に
加熱すると共に窒素で内圧を5kg/cm2に加圧した
原料として、1・5−ジメチルナフタリン45重量%、
1・6−ジメチルナフタリン45重量%、2・6−ジメ
チルナフタリン10重量%より成る混合ジメチルナフタ
リン(水分75ppm)を、毎時75gの割合(S.V
.−3.0)で反応管の下部よりフイードし、温度26
0℃、圧力5kg/cm2の加圧下で反応させて、生成
物を反応管の上部より取り出した。
反応は750時間実施した。
平均転化率は93.6%、平均選択率99.8%であっ
た。
生成物の分析結果を表5に示す。
実施例 4〜5 1規定の硝酸の代りに0.2規定(A触媒の場合)また
は3規定(B触媒の場合)の硝酸を使用する以外は実施
例1と同様にして、水素型モルデナイトのAl2O3を
抽出した。
抽出処理後の水素型モルデナイトに実施例1と同様にし
てモリブデンを含有させた。
得られた触媒は、A触媒の場合SiO2/Al2O3(
モル比)は15、クロム含有率は0.51重量%、B触
媒の場合SiO2/Al2O3(モル比)は30、クロ
ム含有率は0.46重量%であった。
これらの触媒をいずれも粒径6〜7メッシュに成型した
その251を用いて実施例1と同様にして異性化反応を
720時間実施した。
その平均転化率、平均選択率、触媒寿命、P値を表6に
示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ジメチルナフタリン含有率が80重量%以上の混合
    ジメチルナフタリンを液体状態で200〜500℃の温
    度下に、クロム、モリブデン及びタングステンより成る
    群から選ばれた1種または2種以上を含有し、且つSi
    O2/Al2O3(モル比)が11〜95のモルデナイ
    トと接触させることを特徴とするジメチルナフタリン類
    の異性化方法。
JP49014154A 1974-02-05 1974-02-05 ジメチルナフタリンルイ ノ イセイカホウホウ Expired JPS584008B2 (ja)

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JPS4861462A (ja) * 1971-12-01 1973-08-28
JPS5030855A (ja) * 1973-07-16 1975-03-27
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