JPS59107921A - p―キシレンの製造方法 - Google Patents

p―キシレンの製造方法

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JPS59107921A
JPS59107921A JP57215511A JP21551182A JPS59107921A JP S59107921 A JPS59107921 A JP S59107921A JP 57215511 A JP57215511 A JP 57215511A JP 21551182 A JP21551182 A JP 21551182A JP S59107921 A JPS59107921 A JP S59107921A
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JP
Japan
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crystalline
catalyst
borosilicate
xylene
borosilicic acid
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Yoshihiro Oda
純弘 小田
Haruhito Sato
治仁 佐藤
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な結晶性硼珪酸、その製造方法ならびにこ
の結晶性硼珪酸を主成分とする触媒を用いてp−キシレ
ンを効率よく製造する方法に関する。
従来から結晶性硼珪酸は種々の反応の触媒もしくは触媒
担体として用いうろことが知られている(特開昭53−
55500号公報、同55−7598号公報、同5<S
−84313号公報など)。
例えば特開昭53−55500号公報にはアルキルアン
モニウム、ニッケルあるいはナトリウム等を含む結晶性
硼珪酸が開示されており、これによれば混合キシレンを
異性化1−てp−キシレンを得ることができる。
しかし、上述した従来技術では、p−キシレンの選択率
が充分でなく、実用には未だ不適当なものであった。
本発明者らB、p−キシレンの製造や高オクタン価ガソ
リンの製造に適した全く新たな結晶性硼珪酸を開発すべ
く鋭意研究を重ねた。その結果、極めて有効であること
を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸を
提供すると共に、結晶性硼珪酸に有機珪素化合物を含浸
せしめ、次いで焼成することを特徴とする酸化珪素を担
持した結晶性硼珪酸の製造方法を提供するものであり、
さらに酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸を主成分とする
触媒の存在下で、トルエンとメタノールを反応させるこ
とを特徴とするp−キシレンの製造方法をも提供するも
のである。
本発明の酸化珪素を担持l〜た結晶性硼珪酸は全く新た
なものであり、従来から結晶性アルミノシリケートゼオ
ライトに酸化珪素を担持したものは知られていたが、本
発明のように結晶性硼珪酸に酸化珪素を担持した構成の
ものは今までに全く知られていないものである。この酸
化珪素を担持]〜た結晶性硼珪酸は、ニッケル、ナトリ
ウム等の金属を担持した結晶性硼珪酸や酸化珪素を担持
した結晶性アルミノンリケードゼオライトに比べ、炭化
水素類等の有機化合物の転化反応、特にトルエンをメチ
ル化してキシレン、とりわけp−キシレンを製造する反
応の触媒として好適に使用でき、より高い触媒活性を示
す。
本発明の酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸は、様々な方
法により製造することができ、いずれの方法によるもの
でも差支えない。しかし、前述(〜た如く、結晶性硼珪
酸に有機珪素化合物を含浸せしめ、しかる後に焼成する
方法が好ましい。ここで原料と(〜で用いる結晶性硼珪
酸は各種のものをあげることができ、例えば特開昭53
−55500号公報、特開昭55−7598号公報9%
開昭56−84313号公報、特開昭57−12381
7号公報、特開昭57−129820号公報などに記載
の結晶性硼珪酸をあげることができる。これらの硼珪酸
を調製するには種々の方法があるが、たとえばアンモニ
ウム型の結晶性硼珪酸は一般に次のように調製される。
すなわち、まず硼酸、濃硫酸およびテトラプロピルアン
モニウムブロマイドを含む水溶液(溶液A)、酸化珪素
、酸化ナトリウムおよび水からなる水ガラスの水溶液(
溶液B)、塩化ナトリウム水溶液(溶液C)をそれぞれ
調整し、この溶液AおよびBを溶液Cに滴下し、必要に
応じて混合液のpHを調製し、これをオートクレーブ中
で加熱する。その後、冷却、洗浄。
乾燥および焼成の過程を経て、結晶性硼珪酸ナトリウム
が得られる。さらに得られた結晶性硼珪酸ナトリウムを
硝酸アンモニウム水溶液と処理してアンモニウム型の硼
珪酸が得られる。このようにして得られる硼珪酸は粉末
状のものであるが、これにアルミナゾル等のバインダー
を加えて成形することもできる。
次に1上記結晶性硼珪酸に含浸すべき有機珪素化合物と
しては、含浸後焼成した際に酸化珪素に変換l−うるも
のであれば各種のものが使用可能であるが、一般にはオ
ルガノシラン、アルキルシリケートするいはシリコーン
などが用いられる。そのうち特にエチルシリケート、ジ
フェニルシリコ−7、メチルフェニルシリコーン、ジメ
チルシリコーンなどが好ましい。これらの有機珪素化合
物を結晶性硼珪酸に含浸せしめるにあたっては、様様な
方法があるが、通常は、上記有機珪素化合物をn−へキ
サ7等の不活性有機溶媒に溶解せしめ、この溶液に結晶
性硼珪酸を浸責せしめる方法によればよい。この際、結
晶性硼珪酸に含浸せしめる有機珪素化合物の量は、各種
条件に応じて適宜定めればよく、特に制限されないが、
通常は焼成後の酸化珪素の担持量が結晶性硼珪酸に対し
てα05〜50(重量比)、好ましくは1〜25(重量
比)とすべきである。
このようにして得られた酸化珪素を担持した結晶性硼珪
酸はそのままあるいは必要に応じてアルミナゾルをバイ
ンダーとして加えて成形したものを触媒として用いれば
、トルエンとメタノールを反応させてp−キシレンを高
収率にて製造することができる。
上記触媒を使用するに際して鉱流通式、バッチ式のいず
れの方法においても有効であり、トルエンとメタノール
の共存系に存在させることにより、p−キシレンを高い
選択率にて製造することができる。ここで上記触媒を用
いてトルエンとメタノールからp−キシレンを製造する
にあたっては、その反応条件は適宜選定すればよいが、
通常は反応温度200〜700c、好ましくは400〜
650tl:、圧力0〜100 Ky/cl/lG、好
まシくハ〇〜10 Ky/cr/IGとし、重量空間速
度(WH3V)は1〜1000 hr””、好ましくは
1〜200 hr−’ (!: L、。
またトルエンとメタノールの使用割合バドルエン/メタ
ノール=115〜20/1 (モル比ン、好ましくは1
/1〜10/1  (モル比ンである。なお反応雰囲気
下に水素ガスを共存させれば、さらに触媒の活性が長時
間維持される。
以上の如く、本発明の結晶性硼珪酸ハ、トルエンのメチ
ル化にょるp−キシレンの製造用触媒として有効に利用
でれるのをはじめ、炭化水素の転化反応による高オクタ
ン価ガソリンの製造用触媒などとして極めて広範囲にか
つ有効に利用され、工業的に非常に価値の高いものであ
る。
次に、本発明を実施例によりさらに詳1−<説明する。
参考例(硼珪酸の調製) 硼酸134 F、濃硫酸17.689−およびテトラブ
ロビルアンモニウムプ四マイト26.32y−を水25
0ゴに加えた溶液Aと、水ガラス(組成酸化珪素2a9
5重量係、酸化す) IJウム9.40重量%、水6t
65重量係ン21115’を水25()ゴにに加えた溶
液Bをそれすれ調製した。次いで溶液AおよびBを塩化
ナトリウム79.07を水122プに加えてなる溶液に
室温にて10分間にわたって同時に滴下した。得られた
混合液は硫酸を用いてpH9,5に調整した。さらにこ
の溶液をオートクレーブに入れて、反応温度170Cで
20時間加熱処理した。冷却下、オートクレーブ内容物
を濾過し、得られた固形物を洗浄した後、120cで6
時間乾燥した。さらに550cで8時間焼成することに
より、結晶性硼珪酸ナトリウム5oy−が得られた。
次にこの結晶性硼珪酸ナトリウム30fFを5倍重量の
1規定硝酸アンモニウム水溶液に加え8時間還流した。
その後冷却、静置(−て上澄み液をデカンテーションに
より除いた。還流、デカンテーションの操作を3回繰り
返した後、内容物をflli肌洗浄し、120t:’で
10時間乾燥してアンモニウム型硼珪酸29.5 ?を
得た。
このようにして得られた粉末状アンモニウム硼珪酸にバ
インダー含量が20重量%となるようにアルミナゾルを
加えて成形し、120Cで4時間乾燥を行ない、550
Cで6時間焼成した。得られた硼珪酸は組成がSin、
 /B、O,= 50 (重量比)であった。この硼珪
酸を触媒Iとする。
実施例1 シリコーン(信越化学■製、商品名KF−54゜粘度4
00cSt(25’C)、主成分ジフェニルシリコーン
)1.2f!−をn−ヘキサン100−に溶解した溶液
に、上記参考例で得られたアンモニウム型硼珪酸5y−
を加え、室温で24時間浸漬処理し念。その後、蒸発乾
固して120Cで10時間乾燥し、さらに600Cで5
時間焼成した。
次いでこの粉末にバインダー含量が20重量%となるよ
うにアルミナゾルを加え成形した後、120Cで5時間
乾燥し、さらに600Cで4時間焼成して触媒を得た。
この触媒を触媒■とする。
実施例2 実施例1において、シリコーンとして東しシリコーン■
製、商品名81(−710,粘度475〜525eSt
(25C)、主成分メチルフェニルシリコーンであるシ
リコーンを用いたこと以外は、実施例1と同様の操作を
行なって触媒を得た。この触媒を触媒■とする。
実施例3 実施例1において、シリコーンとして東しシリコーン■
製、商品名5R−200,粘度I D Ocst(25
11:’)、主成分ジメチルシリコーンであるシリコー
ンを用いたこと以外は、実施例1と同様の操作を行なっ
て触媒を得た。この触媒を触媒■とする。
実施例4 上記参考例で得られたアンモニウム型硼珪酸を55DC
で6時間焼成し、プロトン型硼珪酸としてこのプロトン
型硼珪酸99−を、テトラエチルシリケー)50i9−
に加え8時間還流した。内容物を濾過しn−ヘキサンで
洗浄し1201:’で8時間乾燥して、さらに550C
で6時間焼成(〜た。
このようにして得られた粉末にバインダー含量が20重
重量%なるようにアルミナゾルを加え成形(−た。その
後120Cで5時間乾燥し、さらに900Cで3時間焼
成して触媒を得た。この触媒を■とする。
実施例5 エチルオルトシリケート[L885’をn−ヘキサン6
0m/に溶解した溶液に、上記参考例で得られたアンモ
ニウム型硼珪酸5iを加え、室温で24時間浸漬処理(
−た。その後蒸発乾固して120Cで10時間乾燥し、
さらに600Cで5時間焼成した。次いで得られた粉末
5?を、シリコーン(東しシリコーン■製、商品名5H
−200,粘度100cSt(25C)、主成分ジメチ
ルシリコーン)t2y−をn−ヘキサン100−に溶解
した溶液に加え、室温で24時間浸漬処理した。その後
蒸発乾固して120Cで10時間乾燥L、さらに600
Cで5時間焼成した。このようにして得られた粉末にバ
インダー含量が20重量易となるようにアルミナゾルを
加え成形した後、120t:’で5時間乾燥し、しかる
後に60DCで4時間焼成して触媒を得た。この触媒を
触媒■とする。
実施例6 常圧固定床流通式反応管に、所定の触媒を21充填し反
応温度を600Cに保ち、重量空間速度(WH8V )
 9.2 hr” 、  )ルエンとメタノールを4=
1(モル比)の割合で導入して所定時間反応を行なった
。結果を第1表に示す。
第   1   表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 を酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸。 2、結晶性硼珪酸に有機珪素化合物を含浸せしめ、次い
    で焼成することを特徴とする酸化珪素を担持した結晶性
    硼珪酸の製造方法。 3、有機珪素化合物がオルガノシラン、アルキルシリケ
    ートあるいはシリコーンである特許請求の範囲第2項記
    載の方法。 4、酸化珪素を担持した結晶性硼珪酸を主成分とする触
    媒の存在下で、トルエンとメタノールを反応させること
    を特徴とするp−キシレンの製造方法。
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