JPS5988433A - ジメチルナフタレンの接触異性化法 - Google Patents

ジメチルナフタレンの接触異性化法

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JPS5988433A
JPS5988433A JP57196578A JP19657882A JPS5988433A JP S5988433 A JPS5988433 A JP S5988433A JP 57196578 A JP57196578 A JP 57196578A JP 19657882 A JP19657882 A JP 19657882A JP S5988433 A JPS5988433 A JP S5988433A
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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】 本発明はジメチルナフタレンの接触異性化法に関するも
のである0特に本発明はジメチルナフタレンの異性体混
合物からコ、A=異性体を装造するのに好適な接触異性
化法に関するものである。
ジメチルナフタレンには10個の異性体の異性体が存在
するが、これらの異性体は下記のグ個の組に分類でき、
それぞれの組の内部では異性化が容易であるが、組を超
えての異性化は困難である。
(1)  /、左−1/、l−〜、コ、乙−異性体(2
)  /、g−1/、7−、ユ、7−異性体(31/、
4’−1/、3−、コ、3−異性体(4) /、2−異
性体 ジメチルナフタレンの主要な用途の一つはナフタレンジ
カルボン酸の製造でおり、この用途には特にコ、6−異
性体が好んで用いられている〇一方、工業的なジメチル
ナフタレン供給源の一ツテするFccCCプロセスサイ
クル油から分取されるジメチルナフタレン留分は、各種
異性体の混合物でるる。従ってコ、乙−異性体を多量に
取得するには、他の異性体を、2島−異性体に異性化す
ることが必要である。しかし、従来、上述の組の内部に
おける異性体相互間の異性化については公知例が多いが
、組を超えての異性化についてはあまシ知られていない
。例えばゼオライトの一種であるモルデナイトを触媒と
してジメチルナフタレンの異性化を行なうことが提案さ
れているが(特公昭夕よ−ク7θコθ参照〕、との触奸
は組を超えての異性化には不適当であるO 本発明は、主空洞の入口が酸素10員環よりものである
すなわち、本発明はジメチルナフタレンの接触的異性化
法において、主空洞の入口が酸素10員環よシなるゼす
ライトを触媒として用いることを特徴とするものである
本発明について詳細に説明するに、本発明方法で異性化
の原料とするジメチルナフタレンとしては、ナフタレン
まだはメチルナフタレンにメチル化して得られる合成ジ
メチルナフタレンや、石油留分を種々の方法でクラッキ
ングして得られるクラッキング油から蒸留分離したジメ
チルナフタレン留分が用いられる。好適には前述のF”
CCプロセスのリサイクル油から蒸留分離されるジメチ
ルナフタレン留分が用いられる。
また、これらのジメチルナフタレン留分の異性化物から
ノヅr望の異性体を分取した後の残渣も本発明方法の原
料とされる。本発明方法で用いる触媒は前述の組を超え
ての異性化性が大きいので、本発明はコ、6−異性体の
属する組の比重が、異性化反応条件下における熱力学的
平衡組成に達していないジメチルナフタレンの異性化に
有利に適用きれる。なかでも、/、g−1/、7−およ
びコ、7−異性体の組の比率が熱力学的平衡組成よりも
大きいジメチルナフタレンに特に有利に適用される。
本発明方法で用いる触媒は、主空洞の入口が酸素10員
環よりなるゼオライトである。このようなゼオライトは
公知であり、その代表的なものにはモーピル社より公表
されだZSM−、t。
gl //等のゼオライトがある。このタイプのゼオラ
イトは通常ペンタシル構造を有しておシ、またそのシリ
カ/アルミナのモル比は通常72以上でるる。一般にゼ
オライトはその骨格構造がシリカ−アルミナよシ成って
いるが、鉄、クロムその他の金属が骨格構造の一部をな
している、即ち非交換性金属として含まれているものも
存在する。
本発明方法ではいずれのゼオライトを用いることもでき
るが、通常は骨格がシリカ−アルミナよりなるアルミノ
シリケートを用いる。これらのゼオライトは酸型体とし
て反応に用いられる。周知のように、酸型のゼオライト
とは、カチオンとしてプロトンや希土類イオン等の多価
カチオンを有するものである。通常は水素型のゼオライ
トとして反応に供する。なお、ゼオライトはその−tt
で用いてもよく、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ
その他の助剤と共に成壓して用いてもよい。
本発明方法で触媒として用いる生を洞の入口が酸量10
貝環よシなるゼオライトは、その製造条件によシ酸含市
箪が異なる。本発明者らの検討によれば、後記する気体
塩基吸着法により求められる300℃での酸量と異性体
の&iを超えての異性化能とは相関があシ、一般にこの
酸量が多いほど組を超えての異性化能は大きくなる。そ
して異性体の組を超えての異性化を工業的に行なうには
、この酸量が0./ mmol/g以上のものを用いる
ことがM利であり、特に0.ダ3mmol/’g以上の
酸量のものを用いるのが好ましいことが判明した。
本発明方法によるジメチルナフタレ/の異性化は、通常
、固定床反応装置を用いて行なわれるが、流動床や移動
床等を用いて行なうこともできる。真性化反応の温度は
通常100−4jtO℃、好ましくは300−’I!;
0℃であシ、圧力は通常0、/〜ioo気圧、好ましく
は常圧である。ジメチルナフタレンは単独でまたは水素
、屋素、炭酸ガスなどのガスや水蒸気で希釈して触媒と
接触させる。固定床反応装置を用いる場合には、ジメチ
ルナフタレンの液空間速度は通常0.θ/〜1oohr
=、好ましくはθ、/ −!; hr−’である。
本発明方法によれば、/、5−−1/、A−12部−異
性体以外の異性体からコ、乙−異性体を容易に製造する
ことができる。−1だ、不発明方法で用いる触媒は炭素
の析出が極めて少なく、かつ脱メチル活性も小さいので
、原料のジメチルナフタレンを2.A−異性体に効率よ
く転換することができる。
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限シ、以下の実施例に限定
されるものではない。
なお、本発明において、気体塩基吸着法にょシ求められ
る300℃での酸量は、下記の方法によシ測定するもの
とする。
1)測定装置:■島津製作所製のTGA型熱分熱分析装
置標準アンモニアガス の導入管を取付けたもの<vy )m+qぐ、)11)
測定方法 (イ)装置内に常圧のヘリウムガス′f:g o 7/
分の流速で流す。このヘリウムは測定が終了するまで流
し続ける。
(ロ)装置内に試料を装入する。
(ハ)装置内を左θO℃に昇温してコ時間保持し、試料
の重量(wlg )を測定する。
に)標準アンモニアガス(/θ(容量)%のアンモニア
を含むヘリウムガス)を5θ役′分の流速で装置内に流
し始める。アンモニアが試料に吸着されて試料の重量が
増加しはじめる。
(ホ)試料の重量が一定値に到達したのを確認したら、
装置内を3θo′Cyc降温し、以後、測定終了まで装
置内を3OO℃に維持する。
(へ)試料の重量が一定値に到達したのを確認したら、
標準アンモニアガスの供給を停止する。試料に吸着され
ているアンモニアの1   る。
(ト)試料の重量が一定値に到達したら、その1甘(W
2B)を測定する。
(Wl −Wl )×10o。
3θO℃での酸量=          Cmmo1/
g)/7XW。
″!、fc1実施例における転化率および選択率は、ガ
スクロマトグラフィーにより検出した下記の成分に基づ
いて、下記式により算出した。
検出成分:ナフタレン、αおよびβ−メチルナフタレン
、αおよびβ−エチル ナフタレン、ジメチルナフタレン の各異性体、 転化率(吻 選択率(%) 実施例1 内容積10otのステンレス製圧力容器に、コロイド状
シリカ(シリカ分xo、qx量%)3.2.4tり/ 
K7、水/g、g’にり、およびジグリコールアミン7
.2ユgy4を加え攪拌した。これに、水10Kgにア
ルミン酸ナトリウム(金石量りθ、JMUk%)lI9
9.3gおよび水酸化ナトリウム724Elを溶解した
溶液を加え、密閉後、攪拌しなから760℃に3日間加
熱した。得られた生成物を約100Kgの水で洗浄し、
730℃で乾燥した。得た生成物は、シリカ/アルミナ
比が27で、粉末X線回折分析による回折パターンは特
開昭!;A−92//II号公報の実施例/に記載のも
のと同様であり、主空洞の入口が酸素lO員環よりなる
ペンタシル型ゼオライトであることを確認した。
(11)酸型ゼオライトへの転化 塩化アンモニウム!r J、、31を水コθ0ynlに
溶解した水溶液中に上記のゼオライトを36g仕込み、
2時間還流を行なった。濾過したのち、同様の還流操作
を更に2回繰返した。
ついで脱塩水を用い、塩素イオンがなくなるまで洗浄し
た(塩素イオンの検出は、0.I N硝酸銀水溶液によ
シ行なった)。その後、730℃で乾燥し、粉本打錠成
型機によシ成型後、破砕して2’l−弘2メツシュに整
粒した。これをSOO℃で3時間空気中で加熱焼成して
酸型のゼオライトとした。
(110異性化反応 上記で得られた酸型のゼオライト7.5−を、内径/θ
門のパイレックスガラス製反応器に充填した。これを電
気炉内に装入し、3り0℃に加熱した。これにベンゼン
に希釈したス、6−ジメテルナフタレン溶液(10重量
%)および水素を常圧下それぞれ3. / 2 rnl
/hr 。
/ t/hr(NTP)の流速で導入し、異性化反応を
行なわせた。反応器から流出したガスはコールドトラッ
プで捕集した。反応開始よ97時間で捕集された反応生
成液をガスクロマトグラフィーによシ分析した。得られ
た結果を表−/に示す。なお反応後、ゼオライト上に析
出カーボンは認められなかった。
実施例コ パイレックスガラス製ビーカーに、シリカゲル(@富士
デビソン化学社衾; 5pecial−Silicag
elGraae ? 23 ) 22.9 、ilと、
テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド((CH3C
H2CH2)4NOH)の2.36規定水溶g / 、
20 mlを仕込み、ざ0℃に加温した。これにアルミ
ン酸ナトリウム(含有量90重量%)、2.3g’/−
gを水/、3mlに溶解させた溶液を加えた。ビーカー
を内容積/lの圧力容器内に置き、圧力容器を密閉した
のち、730℃に6日間加熱した0生成物を涙過し、i
lの脱塩水で洗浄したのち、730℃で2日間乾燥した
0得られた生成物はシリカ/アルミナ比が79で、粉末
X線回折による回折ノくターンは特公昭1I4−100
411号公報の実施例/に記載のものと同様であり、主
空洞の入口が酸素10員環よりなるゼオライトのZSM
−jであることを確認した。
このゼオライトを実施例/と同様にして、酸型に転化し
、かつジメチルナフタレンの異性化を行なった。結果を
表−7に示す。
実施例3 パイレックスガラス製のビーカーに、水ガラス(J工S
第3号品)10gl、オクタメチレンジアミン2/、O
≠J1硫酸アルミニウム(AI□(SO4)、・IgH
20) 3.72311および水、29コ、3.2 g
を入れ、内容積/lの圧力容器に入れた。次いで圧力容
器を密閉して、/ 6’0℃に3日間加熱した。生成物
をilの脱塩水で洗浄したのち、130℃で2日間乾燥
した。
得られた生成物はシリカ/アルミナ比が37で、粉末X
線回折による回折パターンは、特公昭33−.23.2
gO号公報の実施例/に記載のノくターンとほぼ同様で
あシ、主空洞の入口が酸素IO員環よりなるゼオライト
のZSM−// であることを確認した。
このゼオライトを実施例1と同様にして、酸型に転化し
、かつジメチルナフタレンの異性化を行なった0結果を
表−/に示す。なお、反応終了後、ゼオライト上に析出
カーボンは殆んど認められなかった。
実施例グ パイレックスガラス製ビーカーに、コロイド状シリカ(
シリカ分20重量%)27g、9、水/ 3 ’7.j
 # およびジグリコールアミン3/、gliを入れて
攪拌した。これに、水Sθgにアルミン酸ナトリウム(
含有量9ON量%)i、gqyおよび水酸化ナトリウム
A、g 、2 gを溶解した溶液を加え30分間攪拌し
た。このようにして得られたシリカ/アルミナ比7θの
ゲル状混合物を、ビーカーに入れたまま内容積/lの圧
力容器に入れ、圧力容器を密閉して160℃に3日間加
熱した。生成物を/lの脱塩水で洗浄したのち、730
℃で2日間乾燥した。
得られた生成物はシリカ/アルミナ比がaOで、X線粉
末回折による回折パターンは特開昭!1.−92//’
1号公報の実施例/に記載のものと同様であシ、主空洞
の入口が酸素10員環よシなるペンタシル型ゼオライト
であることを確認した。
このゼ第2イを実施例/と同様にして、酸型に転化し、
かつジメチルナフタレンの異性化を行なったd結果を表
−7に示す。
比較例/ 合成モルデナイト(商品名; Zeolon /θOH
ツートン■製品)を用いた以外は実施例/と同様にして
ジメチルナフタレンの異性化を行なった。結果を表−/
に示す。な2、反応終了後、ゼオライト上に多量のカー
ボンの析出が認められた。
比較例コ 比較例/の合成モルデナイトを6規定塩酸水溶液中に仕
込み、AF¥i間加熱間流熱還流冷却後、濾過して塩素
イオンが検出されなくなるまで水洗したのち130℃で
乾燥した。粉末打錠成型機によシ成型後、破砕して、2
!−+、2メツシュに整粒した。これをsoo℃で3時
間空気中で加熱焼成して触媒とした。
この触媒を用い、実施例/と同様にしてジメチルナフタ
レンの異性化を行なった。結果を表−7に示す。なお、
反応終了後、ゼオライト上に多量のカーボンの析出が認
められた。
表−/から明らかなように、主空洞の入口が酸素lO員
環よりなるゼオライトは、脱メチル活性よシもジメチル
ナフタレン異性体の組を超えての異性化能がすぐれてい
る。また、このタイプのゼオライトのなかでも、酸量が
o、lIsmmo1/gよシ大きいものが組を超えて異
性化された異性体の収量(=転化率×選択率)が大きく
、特に好ましい触媒であることがわかる0実施例5.乙 実施例/で調製した酸型ゼオライトバターを、内径10
調のパイレックスガラス製反応器に充填した。これを電
気炉内に装入し、3SO℃に加熱した。これにベンゼン
に溶解したジメチルナフタレン溶液(3重量%)および
水素を常圧下それぞれ3.72ml/hr、 /l/h
r(NTP)の流速で導入し、異性化反応を行なわせた
。反応器から流出したガスはコールドトラップで捕集し
た。
反応開始から30分間で捕集された反応生成液をガスク
ロマトグラフィーによシ分析した。結果を表−2に示す
表−一 実施例7〜g 実施例/で調製したアンモニウムイオン交換後の乾燥ゼ
オライトを、打錠成形機により成型後、破砕して10〜
/lメツシユに整粒した。
これをSOO℃で3時間空気中で加熱焼成して酸型のゼ
オライトとした。
このゼオライトを、内径23闘のパイレックスガラス製
反応器に充填した。これを電気炉内に装入して330℃
に加熱し、これに溶融したa、A−ジメチルナフタレン
および水素を常圧下それぞれ0. g 4’ t El
/hr 、 / 、g 1./hr (NTP)の流速
で導入し、異性化反応を行なわせた。反応器から流出し
たガスはコールドトラップで捕集した。
反応開始から7時間で捕集された反応生成液をガスクロ
マトグラフィーにより分析した0結果を表−3に示す。
表−3 □□□] ミ = → □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
□□□□□711111111.1
【図面の簡単な説明】
第1図はゼオライトの気体塩基吸着法の測定装置の概念
図である。 (1)  ヘリウムガスボンベ  (2)標準アンモニ
アガスボンベ(3)ニードルバルブ (4)減圧弁 (5ン ロータメータ     (6)加 熱 炉(7
)試   料      (8) バランス用分銅(9
)制御機構    叫記録計 特許出願人  三菱化成工業株式会社 代 理 人 弁理士長香川  − ほか/名

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ジメチルナフタレンの接触的異性化法におい
    て、主空洞の入口が酸素/θ員環よシなるゼオライトを
    触媒として用いることを特徴とする方法。
  2. (2)  ゼオライトが酸型のアルミノシリケートであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)  ゼオライトがシリカ/アルミナのモル比が7
    2以上であるペンタシル型のものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項または第一項記載の方法。
  4. (4)気体塩基吸着法によって求められる300℃での
    酸量が0./ mmol/g以上のゼオライトを触媒と
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3
    項のいずれかに記載の方法。
  5. (5)気体塩基吸着法によって求められる300℃での
    酸量が0. Q !r mmol/g以上のゼオライト
    を触媒とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第3項のいずれかに記載の方法0
  6. (6)  /、、t−1/、6−およびコ、乙−ジメチ
    ルナフタレンの合計量が、異性化条件下での熱力学的平
    衡組成に達していないジメチルナフタレンを異性化する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項の
    いずれかに記載の方法。
  7. (7)  /、s−1/、乙−および、21乙−ジメチ
    ルナフタレンの合計量が、異性化条件下での熱力学的平
    衡組成に達しておらず、かつ/、7−7−1l2および
    コ、7−シメチルナフタレンの合計量が異性化条件下で
    の熱力学的平衡組成よりも多いジメチルナフタレンを異
    性化することを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第5項のいずれかに記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6038331A (ja) * 1983-08-11 1985-02-27 Teijin Yuka Kk ジメチルナフタレン類の異性化方法
US5254769A (en) * 1991-06-21 1993-10-19 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Method of isomerization of dimethylnaphthalenes

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