JPS62228031A - Method for converting aromatic hydrocarbon - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、エチルベンゼンを含むキシレン類を水素の存
在下で、気相にである特定の触媒と接触せしめ、キシレ
ン類を異゛[)を化するとともにエチルベンセンを他の
芳香族炭化水素に変換μしめることに係るものである。Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention involves contacting xylenes containing ethylbenzene with a specific catalyst in the gas phase in the presence of hydrogen to The invention relates to the conversion of ethylbenzene into other aromatic hydrocarbons.
〈従来の技術〉
キシレン混合物のうち、現在工業的に重要なものは、バ
ラキシレンとオルソキシレンである。バラキシレンは合
成繊維ポリエステルの相原利として、これまでその需要
は著しく増大してきた。今後もその傾向は変わらないも
のと予想される。オルソキシレンは、ポリ塩化ビニルの
可塑剤フタル酸エステルの相原利として利用されている
。しかしオルソキシレンはバラキシレンに比較して、そ
の重要は少ないのが現状である。一方メタキシレンの工
業用途は現在はとんどない。このことから、メタキシレ
ンおよびオルソキシレンをバラキシレンに変換すること
は、工業的に重要なことである。<Prior Art> Among xylene mixtures, currently industrially important ones are disa-xylene and ortho-xylene. Demand for paraxylene has been increasing significantly as a raw material for synthetic fiber polyester. It is expected that this trend will continue in the future. Ortho-xylene is used as a substitute for phthalate ester, a plasticizer for polyvinyl chloride. However, at present, ortho-xylene is less important than para-xylene. On the other hand, there are currently very few industrial uses for meta-xylene. For this reason, it is industrially important to convert meta-xylene and ortho-xylene to para-xylene.
キシレン混合物は、その沸点が接近しているため、特に
バラキシレンとメタキシレンとの間の沸点が極めて近い
ため、蒸留法によりバラキシレンを分離するのは経済的
に不利である。Since the boiling points of xylene mixtures are close, especially since the boiling points of xylene and meta-xylene are very close, it is economically disadvantageous to separate the xylene by distillation.
従って、バラキシレンの工業的分離は融点の差を利用す
る深冷分離によって行なわれてきた。深冷分離法の場合
は共晶点のため、1パス当りのバラキシレンの回収率に
は限界かあり、せいぜい(60%)/(1パス)である
。その結果、バラキシレンを回収した後のラフイネ−!
へ流体中のバラキシレン濃度はかなり高い。Therefore, industrial separation of paraxylene has been carried out by cryogenic separation that takes advantage of the difference in melting points. In the case of the cryogenic separation method, there is a limit to the recovery rate of distal xylene per pass due to the eutectic point, which is at most (60%)/(1 pass). As a result, after recovering the rosexylene, it was found that Roughine!
The concentration of baraxylene in the fluid is quite high.
一方、最近特公昭49−17246.49−28181
.50−105/’1.7.50−11343.51−
46093号明細書等に示されるように新しい分離技術
として吸着分離法か開発された。この吸着分離法では、
バラキシレンは理論的に1パス当り100%回収再回収
なる。すなわち、吸着分離後のラフィネート流体中のバ
ラキシレン濃度は極めて低く、理論的には零となる。On the other hand, recently special public service No. 49-17246.49-28181
.. 50-105/'1.7.50-11343.51-
As shown in the specification of No. 46093, adsorption separation method was developed as a new separation technique. In this adsorption separation method,
Theoretically, 100% recovery of baraxylene can be achieved per pass. That is, the concentration of paraxylene in the raffinate fluid after adsorption separation is extremely low and theoretically becomes zero.
オルソキシレンは、これまでのところ、一般に精密蒸留
法によって分離されている。Ortho-xylene has so far been generally separated by precision distillation methods.
このようにして、バラキシレン、オルソキシレンを分離
した残りのラフィネート流体は異性化工程に送られ、メ
タキシレンおよび7/またはA−ルソキシレンは、熱力
学的平衡組成に近いバラキシレン濃度まで異性化され、
その後新鮮な供給原料と混合して分離工程に送られ、こ
のサイクルかくり返される。このような組み合せプロセ
スにおいて、深冷分離によりバラキシレンを分離した残
りのラフイネ−1〜流体を異性化工程に供給する場合に
は、前述したようにラフィネート流体中のバラキシレン
濃度は相対的に高いが、バラキシレン吸着分離法によっ
て分離した後のラフィネート流体の場合は、バラキシレ
ン濃度は極めて低い。従って異性化工程における反応は
、後者の方がより大ぎな過酷度を要求される。In this way, the remaining raffinate fluid from which para-xylene and ortho-xylene have been separated is sent to an isomerization step, where meta-xylene and 7/or A-rusoxylene are isomerized to a para-xylene concentration close to the thermodynamic equilibrium composition. ,
It is then mixed with fresh feedstock and sent to a separation step, and the cycle is repeated. In such a combination process, when the remaining raffinate fluid from which varaxylene has been separated by cryogenic separation is supplied to the isomerization process, the concentration of varaxylene in the raffinate fluid is relatively high as described above. However, in the case of the raffinate fluid separated by the paraxylene adsorption separation method, the concentration of paraxylene is extremely low. Therefore, the reaction in the isomerization step is required to be more severe in the latter case.
一般に、工業的に利用されるキシレン原料はブーフサを
改良処理し、その後の芳香族抽出および分留によって得
られる改質油系のキシレン、あるいはナフサの熱分解に
より副生ずる分解ガソリンを芳香族抽出および分留によ
って得る分解油系キシレンである。分解油系キシレンに
おいて、特に特徴的なことはエチルベンゼンの濃度が改
質油系に比較して2倍以上も高いことである。その代表
的組成の1例を表1に示す。In general, the xylene raw materials used industrially are reformed xylene obtained by improving Buchsa, followed by aromatic extraction and fractional distillation, or by aromatic extraction and fractional distillation of cracked gasoline, which is a by-product from the thermal decomposition of naphtha. This is a cracked oil-based xylene obtained by fractional distillation. A particularly characteristic feature of cracked oil-based xylene is that the concentration of ethylbenzene is more than twice as high as that of reformed oil-based xylene. An example of its typical composition is shown in Table 1.
表1 キシレンの組成
このJ:うに、一般にキシレン混合物にはエチルベンゼ
ンがかなりの量存在しているが、エチルベンゼンをなん
らかの手段で除去しなければ、分離工程と異性化工程を
リサイクルしていくに従ってエチルベンゼンが蓄積し、
その)農度が増大していくという好まざる状況となる。Table 1 Composition of xylene Generally, a considerable amount of ethylbenzene is present in xylene mixtures, but if ethylbenzene is not removed by some means, ethylbenzene will increase as it is recycled through the separation and isomerization steps. accumulate,
This leads to an undesirable situation in which the agricultural industry (in other words, agricultural production) increases.
このJ:うなことから、新鮮な供給原半1としてエチル
ベンゼン濃度の低い改質油系キシレンが好ましく利用さ
れているのが現状でおるか、いずれにしてもエチルベン
ゼン濃度を低下させることに必要があり、いくつかの方
法が工業的に実施され、またいくつかの方法が提案され
ている。その方法として大きく分類して、1つはエチル
ベンゼンをそのまま分離するという方法であり、もう1
つは反応により他のイj用なる化合物に変換せしめる方
法である。Therefore, it is currently the case that modified oil-based xylene with a low concentration of ethylbenzene is preferably used as a fresh feedstock, or in any case, it is necessary to reduce the concentration of ethylbenzene. , several methods have been industrially implemented and several methods have been proposed. There are two main ways to do this: one is to separate ethylbenzene as it is, and the other is to separate ethylbenzene as it is.
The first method is to convert it into other useful compounds by reaction.
エチルベンゼンを分類する方法として蒸留法か挙げられ
る。この方法の場合、キシレン類との間の沸点差が小さ
いため、超精密蒸留による必要があり、工業的に莫大な
る設備投資を要し、さらに運転経費も高く、経済的に不
利な方法である。Distillation is a method for classifying ethylbenzene. In the case of this method, since the boiling point difference between xylenes and xylenes is small, it is necessary to use ultra-precision distillation, which requires a huge industrial investment in equipment and also has high operating costs, making it an economically disadvantageous method. .
さらに最近、特開昭52−10223号明細書等に示さ
れるように、吸着分離法によりエチルベンゼンを分解し
ようとする提案もあるが、その分離性能は充分満足のい
くものではない。Furthermore, recently, as shown in JP-A-52-10223, there have been proposals to decompose ethylbenzene by adsorption separation, but the separation performance thereof is not fully satisfactory.
エチルベンゼンを除去する他の方法として、他の有用な
る成分に変換せしめるいくつかの方法がおる。その最も
代表的な方法は、特公昭49−46606.49−47
733.51−15044.51−36253、特開昭
5416390号明細書等に示されているように、エチ
ルベンピンをキシレンに変換する方法である。しかしこ
の方法では、触媒中に極めて高価な貴金属である白金を
含有することか必須である。There are several other methods for removing ethylbenzene and converting it to other useful components. The most typical method is 49-47
733.51-15044.51-36253, JP-A-5416390, etc., this is a method of converting ethylbenpine into xylene. However, this method requires that the catalyst contain platinum, which is an extremely expensive noble metal.
さらにエチルベンげンをキシレンに変換するには、その
間にプノテン、パラフィンの如き非芳香族成分の介在が
反応メカニズム上必要であり、生成物中に存在づ−るそ
の濃度は数%から10数%の範囲に及んでいる。Furthermore, in order to convert ethylbenzene into xylene, the intervention of non-aromatic components such as pnotene and paraffin is necessary due to the reaction mechanism, and the concentration of these components in the product ranges from several % to 10-odd %. It covers a range of.
ざらにはエチルベンゼンの転化率は熱力学的平衡(表2
)によって律1iられるため、ぞの限界がある等の欠点
かある。In general, the conversion rate of ethylbenzene is determined by thermodynamic equilibrium (Table 2
), so there are some drawbacks such as limitations.
表2 キシレンnt:1体の平衡組成(%)ざらに最近
、白金を用いる方法とは異なったメカニス′ムでエチル
ベンゼンをキシレンに変換する方法か、特公昭53−/
11658号明細出に開示されている。この方法で【j
、75M−5型、75M−12型、ZSM−21型ゼオ
ライ1〜を含有する触媒を用いているが、しかしこの方
法ではキシレンの異性化が遅いという欠点かある。特に
、バラキシレン含量の低いキシレン類、例えばバラキシ
レンを吸着分離したラフィネート流体を異性化するには
、メタキシレンざらにはオルソキシレンをもバラキシレ
ンに高度に異性化する必要かある。Table 2 Equilibrium composition (%) of xylene nt: 1 body Recently, a method of converting ethylbenzene to xylene using a mechanism different from the method using platinum has been proposed.
It is disclosed in the specification of No. 11658. In this way [j
, 75M-5 type, 75M-12 type, and ZSM-21 type zeolites 1 to 1 are used, but this method has the drawback that xylene isomerization is slow. In particular, in order to isomerize a raffinate fluid in which xylenes with a low content of para-xylene, such as para-xylene, are adsorbed and separated, it is necessary to highly isomerize not only meta-xylene but also ortho-xylene to para-xylene.
このようなバラキシレン含量の低いキシレン類を異性化
するには、致命的な欠陥となる。This is a fatal flaw in isomerizing xylenes with such a low content of paraxylene.
また、エチルベンゼンをキシレン以外の他の成分に変換
する方法が最近特公昭53−41657、特開昭52−
148028号明細書等に提案されている。この方法は
、キシレンを異性化すると同時に、エチルベンゼンを不
均化反応によりベンゼンとジエチルベンゼンに変換し、
キシレンとの間の大きな沸点差を利用して分離しようと
づるものである。このJ:うにして得られたベンゼンは
合成繊維ナイロンの相原料として大きな需要かあるが、
ジエチルベンゼンの需要はほとんどなく、さらに他の有
用な化合物に変換する必要があり経済的に不利である。In addition, methods for converting ethylbenzene into other components other than xylene have recently been developed in Japanese Patent Publication No. 53-41657 and Japanese Patent Publication No. 52-1999.
This is proposed in the specification of No. 148028 and the like. This method isomerizes xylene and simultaneously converts ethylbenzene into benzene and diethylbenzene through a disproportionation reaction.
The idea is to separate it by taking advantage of the large boiling point difference between it and xylene. Benzene obtained by this method is in great demand as a phase raw material for synthetic fiber nylon.
There is little demand for diethylbenzene, and it is economically disadvantageous because it needs to be converted into other useful compounds.
−O−
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明の目的は、エチルベンゼンをベンセンに脱エチル
化すると同時に、キシレンを高度に異性化し、しかもそ
の反応の選択性を向上することにより、芳香族炭化水素
を変換する方法を提供するにある。-O- <Problems to be Solved by the Invention> The purpose of the present invention is to deethylate ethylbenzene to benzene, simultaneously highly isomerize xylene, and improve the selectivity of the reaction, thereby converting aromatic The present invention provides a method for converting hydrocarbons.
〈問題点を解決するための手段〉
本発明は上記目的を達成するために、シリカ源、アルミ
ナ源、アルカリ源および脂肪族カルボン酸もしくはその
塩からなる水性反応混合物を反応させて得られる結晶性
アルミノシリケ−1へおJ:びレニウムを含む触媒に、
水素の存在下エチルベンゼンを含むキシレン類を接触V
しめる方法である。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention provides a crystalline product obtained by reacting an aqueous reaction mixture consisting of a silica source, an alumina source, an alkali source, and an aliphatic carboxylic acid or a salt thereof. To aluminosilicate 1: and catalyst containing rhenium,
Contacting xylenes containing ethylbenzene in the presence of hydrogen
This is a way to tighten it.
本発明に使用する結晶性アルミノシリケートは次のよう
にして合成できる。シリカ源、アルミナ源、アルカリ源
および脂肪族カルボン酸もしくはその塩(それぞれSi
O、Al2O3、OH−およびAで表示)からなる水性
反応混合物をモル比で表わして下記組成範囲
(より好まし
い範囲)
SiO/Al2O35〜500 5〜2001−12
0/S i O2s〜500 10〜500H/Si
OO,01〜1.0 0.02〜0.8A/Al203
20.1〜200 0.5〜100に入るように調整し
、結晶が生成するまで反応させることにJ:り製造でき
る。The crystalline aluminosilicate used in the present invention can be synthesized as follows. Silica source, alumina source, alkali source and aliphatic carboxylic acid or its salt (Si
The aqueous reaction mixture consisting of O, Al2O3, OH- and A) expressed in molar ratio has the following composition range (more preferred range): SiO/Al2O35-500 5-2001-12
0/S i O2s~500 10~500H/Si
OO, 01~1.0 0.02~0.8A/Al203
20.1 to 200 and 0.5 to 100 and reacting until crystals are formed.
シリカ源としては、例えばシリカゾル、シリカゲル、シ
リカエローグル、シリカヒドロゲル、ケイ酸、ケイ酸塩
エステル、ケイ酸ソーダ等が使用される。As the silica source, for example, silica sol, silica gel, silica eroglu, silica hydrogel, silicic acid, silicate ester, sodium silicate, etc. are used.
アルミナ源としては、アルミン酸ソーダ、硫酸アルミニ
ウム、硝酸アルミニウム、アルミナゾル、アルミナゲル
、活性化アルミナ、カンマ−アルミナ、アルファーアル
ミナ等が使用される。As the alumina source, sodium aluminate, aluminum sulfate, aluminum nitrate, alumina sol, alumina gel, activated alumina, comma-alumina, alpha alumina, etc. are used.
アルカリ源としては、カセイソーダ゛、カセイカリ等が
使用されるが、好ましくはカセイソーダである。これら
アルカリ源は系中にOH−が好ましくは上記組成で存在
するように添加される。As the alkali source, caustic soda, caustic potash, etc. are used, and caustic soda is preferred. These alkali sources are added so that OH- is present in the system preferably in the above composition.
脂肪族カルボン酸もしくはその塩としては、炭素数1〜
12、好ましくは3〜6のものであり、具体的には一塩
基オキシカルボン酸であるグリコール酸、乳酸、ヒドロ
アクリル酸、オキシ醋酸もしくはそれらの塩、二基基お
よび多塩基オキシカルボン酸であるタル1〜ロン酸、リ
ンゴ酸、酒石酸、クエン酸もしくはそれらの塩、−塩基
カルボン酸、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、l!!
酸、吉草酸、アクリル酸、クロ1〜ン酸、メタクリル酸
もしくはそれらの塩、二基基および多塩基カルボン酸、
例えばシュウ酸、マロン酸、]ハク酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、マレイン酸、フマル酸もしくはそれらの塩か
使用される。塩としては、水溶・1ノ1の塩が好ましい
。これら脂肪族カルボン酸もしくはその塩は、適宜一種
または二種以上を併用してもよい。The aliphatic carboxylic acid or its salt has 1 to 1 carbon atoms.
12, preferably 3 to 6, specifically monobasic oxycarboxylic acids such as glycolic acid, lactic acid, hydroacrylic acid, oxyacetic acid or salts thereof, dibasic and polybasic oxycarboxylic acids. Tal 1 ~ Ronic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid or their salts, -base carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, l! !
acids, valeric acid, acrylic acid, chloric acid, methacrylic acid or their salts, dibasic and polybasic carboxylic acids,
For example, oxalic acid, malonic acid, uccinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid or salts thereof are used. As the salt, a water-soluble 1/1 salt is preferred. These aliphatic carboxylic acids or salts thereof may be used alone or in combination of two or more.
かくの如くして調整された水性反応混合物はできるだけ
均一なスラリー状にし、密閉容器、例えば鉄製、ステン
レス製、あるいはテフロンで内張すしたオートフレーブ
のなかに入れて結晶化される。結晶化のための反応条件
は、反応温度80〜250’C,好ましくは100〜2
On ’C,であり、反応温度は5時間から30日間
、好ましく tJ、 10゛時間から10日間である。The aqueous reaction mixture thus prepared is made into a slurry as homogeneous as possible and crystallized in a closed container, such as an autoclave made of iron, stainless steel, or lined with Teflon. The reaction conditions for crystallization include a reaction temperature of 80-250'C, preferably 100-250'C.
On'C, and the reaction temperature is 5 hours to 30 days, preferably tJ, 10 hours to 10 days.
反応混合物は結晶化を行なっている間、連続的にあるい
は定期的に撹拌し、均一4【状態に保つのが望ましい。During crystallization, the reaction mixture is preferably kept in a homogeneous state by stirring continuously or periodically.
結晶化した反応生成物は、冷却後密閉容器から取り出さ
れ、水洗、口過され、必要によって乾燥される。このよ
うにして合成された結晶性アルミノシリケー+への代表
的なX線回折パターンは、表3のとおりである。After cooling, the crystallized reaction product is taken out from the closed container, washed with water, passed through the mouth, and dried if necessary. A typical X-ray diffraction pattern of the crystalline aluminosilicate+ synthesized in this manner is shown in Table 3.
X線回折パターンの測定は通常の方法に従って行なった
。すなわち、X線照射は銅のに一α線にJ:り記録装置
付のガイガー、カウンター分光器を用い回折パターンを
得る。この回折パターンから相対強度100 I/ I
Q (IQ i3i最も強い線〉および格子面間隔d
(単位オングストローム△)を求める。Measurement of the X-ray diffraction pattern was carried out according to a conventional method. That is, X-ray irradiation is performed using a Geiger counter spectrometer equipped with a recording device to obtain a diffraction pattern. From this diffraction pattern, the relative intensity is 100 I/I
Q (IQ i3i strongest line) and lattice spacing d
(unit angstrom △) is found.
表3 X線回折パターン
11.2 ±0.2 VSlo、1 ±0
.2 3
9.8 ±0.2 M
6.37±0.1 W
6.00−1−0.1 W5.71±0
.1 W
5.58±0.1 W
4.37±0.08 W
4.27±0.08 W
3.86±0.08 VS
3.82±0.08 VS
3.75±0.08 8
3.72±0.08 3
3.66±0.05 M
3.00±0.05 M
2.00±0.05 W
但し、相対強度(100I/To)は、VS−非常に強
い、S−強い、M−中級の強さ、W−弱いで表わした。Table 3 X-ray diffraction pattern 11.2 ±0.2 VSlo, 1 ±0
.. 2 3 9.8 ±0.2 M 6.37±0.1 W 6.00-1-0.1 W5.71±0
.. 1 W 5.58±0.1 W 4.37±0.08 W 4.27±0.08 W 3.86±0.08 VS 3.82±0.08 VS 3.75±0.08 8 3.72±0.08 3 3.66±0.05 M 3.00±0.05 M 2.00±0.05 W However, the relative strength (100I/To) is VS-Very strong, S -Strong, M-Intermediate strength, W-Weak.
このようにして合成された結晶゛l’lアルミノシリケ
−1へは、そのままでは固体酸性をもたない。芳香族炭
化水素の変換反応に用いるにあたって、結晶↑1アルミ
ノシリケートに固体酸性を(=I−’Hせしめ、酸型に
することが必要である。酸型の結晶性アルミノシリケー
トは、よく知られるJ:うに結晶性アルミノシリケート
中のカチオンとして水素イオン、アンモニウムイオンま
たは希土類イオン等の2価以上の多価カチオンを有する
ものであり、これらは通常ナトリウム等の1価のアルカ
リ金属イオンを有する結晶性アルミノシリケートのアル
カリ金属イオンの少なくとも一部を水素イオン、アンモ
ニウムカチオンまたは多価カチオンでイオン交換するこ
とにより得られる。このようなイオン交換処理は、しば
しばイオン交換処理と呼ばれる。The crystalline aluminosilicate 1 synthesized in this manner does not have solid acidity as it is. When used in the conversion reaction of aromatic hydrocarbons, it is necessary to apply a solid acid to crystalline ↑1 aluminosilicate (=I-'H to make it into acid form.Acid form of crystalline aluminosilicate is well-known. J: Sea urchin crystalline aluminosilicate has polyvalent cations of divalent or higher valence such as hydrogen ions, ammonium ions, or rare earth ions as cations, and these usually have crystalline aluminosilicate containing monovalent alkali metal ions such as sodium. It is obtained by ion-exchanging at least a portion of the alkali metal ions of the aluminosilicate with hydrogen ions, ammonium cations or polyvalent cations. Such ion-exchange treatment is often referred to as ion-exchange treatment.
本発明においては、酸および/またはアンモニウム塩化
合物を含む溶液で処理し、結晶性アルミノシリケートに
水素イオンおよび/または水素イオン先駆体を導入する
イオン交換処理が好ましい。In the present invention, ion exchange treatment is preferred in which hydrogen ions and/or hydrogen ion precursors are introduced into the crystalline aluminosilicate by treatment with a solution containing an acid and/or an ammonium salt compound.
イオン交換処理は、一般に水溶液で行なわれる。Ion exchange treatment is generally performed in an aqueous solution.
使用できる酸としては無機酸あるいは有機酸であるか、
無機酸がJ:り一般的である。無機酸としては塩酸、硝
酸、リン酸、炭酸等が例として挙げられるが、勿論これ
以外のものでも水素イオンを含有するものであればよい
。無機酸を使用する場合、あまり高濃度の溶液で処理す
ると、結晶構造の破壊が起こるので好ましくない。好ま
しく用いられる酸の濃度は、酸の種類により大きく変化
するので一義的には定めにくく、使用にあたっては結晶
構造の破壊が起こらないように充分注意する必要がある
。The acids that can be used are inorganic acids or organic acids.
Inorganic acids are more common. Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, carbonic acid, etc., but of course other acids may be used as long as they contain hydrogen ions. When using an inorganic acid, it is not preferable to treat it with a solution of too high a concentration because the crystal structure will be destroyed. The concentration of the acid preferably used varies greatly depending on the type of acid, so it is difficult to define it unambiguously, and when using it, sufficient care must be taken to avoid destruction of the crystal structure.
アンモニウム塩化合物としては、硝酸アンモニウム、塩
化アンモニウム、ft1mアンモニウム、炭酸アンモニ
ウム、アンモニア水等の如き無機アンモニウム塩あるい
はギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、クエン酸アン
モニウム等の如き有機酸のアンモニウム塩も同様に使用
できるが、より好ましくは無機アンモニウム塩である。As ammonium salt compounds, inorganic ammonium salts such as ammonium nitrate, ammonium chloride, ft1m ammonium, ammonium carbonate, aqueous ammonia, etc., or ammonium salts of organic acids such as ammonium formate, ammonium acetate, ammonium citrate, etc. can be used as well. More preferred are inorganic ammonium salts.
使用されるアンモニウム塩の濃度は、好ましくは0.0
5から4規定の溶液が用いられるか、より好ましくは約
0.1から2規定である。酸および/またはアンモニウ
ム塩溶液により結晶性アルミノシリケートをイオン交換
処理する方法として、ハツチ式あるいは流通式いずれの
方法も好ましく用いられる。The concentration of ammonium salt used is preferably 0.0
A 5 to 4 normal solution is used, more preferably about 0.1 to 2 normal. As a method for ion exchange treatment of crystalline aluminosilicate with an acid and/or ammonium salt solution, either a hatch method or a flow method is preferably used.
バッチ式で処理する場合には、固液化は結晶性アルミノ
シリケートが液と充分接触できる組以上、約1ρ/Kg
以上が好ましい。処理時間は、約0゜1から72時間で
充分であり、好ましくは約0゜5から24時間である。When processing in batch mode, solid-liquidization is carried out at a rate of about 1ρ/Kg, where the crystalline aluminosilicate can sufficiently contact the liquid.
The above is preferable. A treatment time of about 0°1 to 72 hours is sufficient, preferably about 0°5 to 24 hours.
処理温度は沸点以下であればよいが、イオン交換速度を
促進するために加温するのが好ましい。流通式で処理す
る場合には、固定床方式、流動床方式等が利用できるが
、流体の偏流が起きないにうに、あるいはイオン交換処
理が不均一にならないように工夫する必要がある。The treatment temperature may be below the boiling point, but it is preferable to heat it to promote the ion exchange rate. In the case of flow treatment, a fixed bed method, a fluidized bed method, etc. can be used, but it is necessary to take measures to prevent uneven flow of the fluid or non-uniform ion exchange treatment.
イオン交換処理された結晶性アルミノシリケートは、そ
の後水洗される。水洗液としては、好ましくは蒸紹水が
使用され、水洗はパッチ式あるいは流通式いずれでもよ
い。The ion exchange treated crystalline aluminosilicate is then washed with water. As the washing liquid, preferably distilled water is used, and the washing may be performed by either a patch type or a flow type.
このようにして、結晶性アルミノシリケートに水素イオ
ンおよび/または水素イオン先駆体であるアンモニウム
イオンが導入され、固体酸性が付与される。結晶性アル
ミノシリケートには水素イオンおよび/またはその先駆
体以外のカチオンが存在していてもよく、その種類およ
び邑には特に限定されない。In this way, hydrogen ions and/or ammonium ions, which are hydrogen ion precursors, are introduced into the crystalline aluminosilicate to impart solid acidity. Hydrogen ions and/or cations other than their precursors may be present in the crystalline aluminosilicate, and there are no particular limitations on the type and size thereof.
本発明に係る反応に使用できる装置は、固定床、流動床
いずれでもにいが、固定床方式の方が装置が簡単でおり
、運転操作も容易な点から好ましく用いられる。固定床
方式の場合、触媒粒径は触媒有効係数の点からは小さい
程好ましく、粒径が小さくなりすぎると逆に圧力損失が
増大し、好ましくない。従って触媒粒径には好ましい範
囲が存在する。好ましく用いられる粒径は0.05〜1
0Mであり、さらに好ましくは0.1〜2#である。The apparatus that can be used for the reaction according to the present invention may be either a fixed bed or a fluidized bed, but the fixed bed type is preferably used because the apparatus is simpler and the operation is easier. In the case of a fixed bed system, the smaller the catalyst particle size is, the more preferable it is from the point of view of the catalyst effectiveness coefficient, but if the particle size becomes too small, pressure loss increases, which is not preferable. Therefore, there is a preferable range for the catalyst particle size. Preferably used particle size is 0.05-1
0M, more preferably 0.1 to 2#.
合成された結晶性アルミノシリケートは、通常、粉末状
態である。従って、このような好ましい範囲を有する触
媒とするために、成型することが必要となる。The synthesized crystalline aluminosilicate is usually in a powder state. Therefore, in order to obtain a catalyst having such a preferable range, it is necessary to mold the catalyst.
成型法としては、圧縮成型、押出し成型等を挙げること
かできる。特に押出し成型の場合、その成型性を改善す
るため、おるいは成型体に強度を(=を与するためバイ
ンダーを用いるのが好ましい。Examples of the molding method include compression molding, extrusion molding, and the like. Particularly in the case of extrusion molding, it is preferable to use a binder to improve moldability or to impart strength to the molded product.
勿論、バインダーなしで充分成型できればバインダーを
使用する必要がないのは言うまでもない。Of course, it goes without saying that there is no need to use a binder if it can be sufficiently molded without a binder.
バインダーとしては、例えばカオリン、ベントナイト、
モンモリロナイ1〜の如き天然産粘土、あるいはシリカ
ゲル、アルミナゾル、アルミナゲル等の合成品を挙げる
ことかできる。バインダーの添加量は70重量%以下、
好ましくは20重量%以下でおる。このような成型は結
晶性アルミノシリケートをイオン交換処理する前に行な
ってもよいし、成型後イオン交換を行なってもよい。Examples of binders include kaolin, bentonite,
Examples include naturally occurring clays such as Montmorillonite 1~, and synthetic products such as silica gel, alumina sol, and alumina gel. The amount of binder added is 70% by weight or less,
Preferably it is 20% by weight or less. Such molding may be performed before ion exchange treatment of the crystalline aluminosilicate, or ion exchange may be performed after molding.
本発明に係る反応の選択性をより向上せしめるために、
レニウムを触媒に添加する。In order to further improve the selectivity of the reaction according to the present invention,
Add rhenium to the catalyst.
レニウムの添加方法は、混練法、含浸法、粉体同志の物
理的混合法等を挙げることができるが、必ずしもこれら
方法に限定される必要はない。しかし触媒全体に、これ
ら成分をより均一に分散させる程、活性と選択性にとっ
てより好ましいことから、分散性のよい混練法あるいは
含浸法が好ましい。Examples of the method for adding rhenium include a kneading method, an impregnation method, and a method of physically mixing powders together, but the method is not necessarily limited to these methods. However, since the more uniformly these components are dispersed throughout the catalyst, the better the activity and selectivity, the kneading method or impregnation method, which provides good dispersibility, is preferred.
レニウムとして使用できるのは、酸化レニウム、過レニ
ウム酸、過レニウム酸アンモニウム、硫化レニウム等を
挙げることができる。レニウムの添加効果が期待できる
量は、触媒全体の重量に対し元素状として0.005重
量%以上である。しかし添加量が多すぎると水添分解反
応等の副反応が併発するので3重量以下、好ましくは0
.5重量%以下にする必要がある。Examples of rhenium that can be used include rhenium oxide, perrhenic acid, ammonium perrhenate, and rhenium sulfide. The amount of rhenium that can be expected to be effective is 0.005% by weight or more in elemental form based on the weight of the entire catalyst. However, if the amount added is too large, side reactions such as hydrogenolysis reactions will occur, so it should be less than 3 weight, preferably 0.
.. It needs to be 5% by weight or less.
以上、これまでに述べてきたにうにして調製された触媒
は使用に先だって乾燥され、それに引き続き焼成される
。乾燥は50〜250’Cで0.1時間以上、好ましく
は0.5〜/18時間行なわれる。焼成は300〜70
0’Cで0.1時間以上、好ましくは400〜600
’Cで0.5〜24時間行なわれる。なあ、このような
焼成によってイオン交換処理で導入されたアンモニウム
イオンは水素イオンに変換し、さらには水素イオンは焼
成温度を高くしていくと、脱カヂオン型に変換していく
か、勿論このような形態になった触媒も充分使用可能で
ある。The catalyst prepared as described above is dried prior to use and subsequently calcined. Drying is carried out at 50 to 250'C for 0.1 hour or more, preferably 0.5 to 18 hours. Firing is 300-70
0.1 hour or more at 0'C, preferably 400-600
'C for 0.5 to 24 hours. By the way, ammonium ions introduced in the ion exchange process are converted into hydrogen ions through such calcination, and hydrogen ions are also converted into de-cadionized forms as the calcination temperature is increased. Catalysts in various forms can also be used satisfactorily.
以上、述べたようにして調整された触媒(」、次のよう
な反応条件のもとで使用される。すなわち反応操作温度
は300〜600’C,好ましくは350〜550’C
である。反応操作圧力は大気圧から100Kg/cmG
、好ましくは大気圧から50に’J/ciGである。反
応の接触時間を意味するタイム・ファクターW/F (
9−at、 W/g−mol併給原料)(W:触媒重量
、F:1時間当りのモル供給原料)は0.1〜200.
好ましくは1〜100である。反応系での水素は必須で
ある。水素濃度が低すぎるとエチルベンゼンの脱アルキ
ル化反応か充分に進行しないし、さらには触媒上への炭
素質成分の沈着により、活性の経時劣化をもたらす。逆
に水素濃度を過度に高くすると水添分解反応が増大する
ので好ましくない。従って水素濃度には好ましい範囲が
存在する。水素濃度は反応系における水素と供給原料の
モル比(+−(2/F)で表わして1〜50、好ましく
は3〜30である。The catalyst prepared as described above is used under the following reaction conditions: the reaction operating temperature is 300 to 600'C, preferably 350 to 550'C.
It is. Reaction operating pressure ranges from atmospheric pressure to 100Kg/cmG
, preferably 50'J/ciG from atmospheric pressure. Time factor W/F (
9-at, W/g-mol co-feed material) (W: catalyst weight, F: mole feed material per hour) is 0.1 to 200.
Preferably it is 1-100. Hydrogen in the reaction system is essential. If the hydrogen concentration is too low, the dealkylation reaction of ethylbenzene will not proceed sufficiently, and furthermore, the deposition of carbonaceous components on the catalyst will cause the activity to deteriorate over time. On the other hand, excessively high hydrogen concentration increases the hydrogenolysis reaction, which is not preferable. Therefore, there is a preferable range for hydrogen concentration. The hydrogen concentration is 1 to 50, preferably 3 to 30, expressed as the molar ratio (+-(2/F)) between hydrogen and feedstock in the reaction system.
供給原料としては、エチルベンゼンを含むキシレン混合
物が用いられるが、キシレン混合物中でのエチルベンゼ
ン濃度に特に制限はない。キシレン混合物中におCプる
パラキシレン濃度は、熱力学的平衡濃度以下のものが使
用されるが、熱力学的平衡濃度のバラキシレンを含んで
いてもエチルベンゼン濃度を低下させる目的で供給原料
として用いることも本発明の1つの使用形態として可能
であることは勿論のことである。供給原料には他の芳香
族成分、例えばベンゼン、トルエン、トリメチルベンゼ
ン、エチルトルエン、ジエチルベンゼン、エチルキシレ
ン等を含有していても、その濃度か低い範囲であれば問
題ない。以下、本発明を実施例をもって説明する。A xylene mixture containing ethylbenzene is used as the feedstock, but there is no particular restriction on the concentration of ethylbenzene in the xylene mixture. The concentration of para-xylene added to the xylene mixture is below the thermodynamic equilibrium concentration, but even if it contains para-xylene at the thermodynamic equilibrium concentration, it is used as a feedstock for the purpose of reducing the ethylbenzene concentration. Of course, it is also possible to use it as one form of use of the present invention. Even if the feedstock contains other aromatic components such as benzene, toluene, trimethylbenzene, ethyltoluene, diethylbenzene, ethylxylene, etc., there is no problem as long as the concentration is within a low range. Hereinafter, the present invention will be explained with reference to examples.
く実 施 例〉
合成例
固形カセイソーダ(Nail−197,0重量%、H2
O3,0重量%)14..7グラム、酒石酸10.5グ
ラムを水350.7グラムに溶解した。Example> Synthesis example Solid caustic soda (Nail-197, 0% by weight, H2
O3,0% by weight)14. .. 7 grams and 10.5 grams of tartaric acid were dissolved in 350.7 grams of water.
この溶液にアルミン酸ソーダ溶液(AI20319.5
重量%、Na1l−126,1重量%、1−12054
.4重量%)5.2/lグラムをh目えて均一な溶液と
した。この混合液にホワイト・カーボンとして市販され
ているケイ酸(S i0290.9重量%、H2O12
0.1重量%)粉末66、Oグラムを撹拌しながら徐々
に加え、均一なスラリー状水性反応混合物を調整した。Add to this solution a sodium aluminate solution (AI20319.5).
Weight%, Na1l-126, 1% by weight, 1-12054
.. 4% by weight) 5.2/l gram to form a homogeneous solution. Silicic acid commercially available as white carbon (Si0290.9% by weight, H2O12
0.1 wt%) powder, 66 O grams, was gradually added with stirring to prepare a homogeneous slurry aqueous reaction mixture.
この反応混合物の組成比(モル比)は次のとおりであっ
た。The composition ratio (molar ratio) of this reaction mixture was as follows.
5i02/Al2O3100
ト1 0 /5i02
200H/S :02 0.2’1
△ /A12037
この混合物を500d容のオー1〜クレープに入れ密閉
した。その後撹拌しなから160’Cに加熱し、72時
間結晶化させた。結晶化終了後冷却し、その後生成物を
オートクレーブから取り出し、蒸留水でpHがほぼ中性
になるまで水洗、口過し、110’Cで1夜乾燥した。5i02/Al2O3100 To1 0 /5i02
200H/S: 02 0.2'1 Δ /A12037 This mixture was placed in a 500 d capacity O-1 crepe and sealed. Thereafter, the mixture was heated to 160'C without stirring and crystallized for 72 hours. After the crystallization was completed, the product was cooled, and then taken out from the autoclave, washed with distilled water until the pH became almost neutral, filtered, and dried overnight at 110'C.
得られた生成物は、表3に示1ノだX線回折パターンを
有するゼオライトでめった。The resulting product was analyzed with a zeolite having the X-ray diffraction pattern shown in Table 3.
比較例
合成例で合成したゼオライ1〜粉末を、0.187規定
の塩化アンモニウム水溶液で固液比5(、Q/Kg>に
て80〜90’Cに加温し、30分間バッチ的にイオン
交換処理した。その後、蒸沼水で充分水洗し’110’
Cで1夜乾燥した。この脱アルカリ処理したゼオライl
−粉末に、アルミナゾルをバインダーとしてアルミナ(
A1203)換算で15重量%添加し、充分混練した。Comparative Example Zeolite 1 to powder synthesized in Synthesis Example was heated to 80 to 90'C with a 0.187N ammonium chloride aqueous solution at a solid-liquid ratio of 5 (Q/Kg>), and ionized in batch for 30 minutes. Replaced it.Afterwards, rinsed thoroughly with steam water and '110'
It was dried overnight at C. This dealkalized zeolite
- Powder is mixed with alumina sol as a binder.
A1203) was added in an amount of 15% by weight in terms of A1203) and thoroughly kneaded.
混練後10〜24メツシュ(JISフルイ)の大きさの
粒子に成形し、110’Cで1夜乾燥し、その後500
’Cで空気の存在下2時間焼成した。この触媒を11
A ITと略す。エチルベンゼンとキシレンからなる供
給原料を用いて触媒活性を評価した結果を表4に示す。After kneading, it was formed into particles with a size of 10 to 24 meshes (JIS sieve), dried at 110'C overnight, and then heated to 500°C.
'C in the presence of air for 2 hours. This catalyst is 11
Abbreviated as AIT. Table 4 shows the results of evaluating the catalytic activity using a feedstock consisting of ethylbenzene and xylene.
実施例
比較例と同様にして脱アルカリ処理したゼオライ1〜粉
末に、過レニウム酸水溶液をレニウム元素に換算して0
.1重量%加え、これにアルミナゾルをバインダーとし
てアルミナ(A1203)換算で15重量%添加し充分
混練した。混練後10〜24メツシュの大きさの粒子に
成型し、110°Cで1夜乾燥し、その後空気中で50
0’C12時間焼成した。この触媒を118 T1と略
す。触媒活性を表4に示す。A perrhenic acid aqueous solution was added to zeolite 1~powder which was dealkalized in the same manner as in Examples and Comparative Examples.
.. 1% by weight was added thereto, and 15% by weight of alumina sol (calculated as alumina (A1203)) was added thereto as a binder and thoroughly kneaded. After kneading, it was molded into particles with a size of 10 to 24 meshes, dried at 110°C overnight, and then heated in air for 50°C.
It was fired for 12 hours at 0'C. This catalyst is abbreviated as 118T1. Catalytic activity is shown in Table 4.
以下余白
〈発明の効果〉
本発明は、特定の結晶性アルミノシリケートおJ:びレ
ニウムを含む触媒を用いてエチルベンゼンを含むキシレ
ン類を接触させることにより、エチルベンゼンをベンゼ
ンに脱エチル化すると同時に、キシレンを高度に異性化
でき、しかもその反応の選択性を向上させることができ
る。The following margin <Effects of the Invention> The present invention deethylates ethylbenzene to benzene by contacting xylenes containing ethylbenzene with a catalyst containing specific crystalline aluminosilicate and rhenium. can be isomerized to a high degree, and the selectivity of the reaction can be improved.
特許出願大東し株式会社 26一Patent application Daitoshi Co., Ltd. 26-1
Claims (1)
ン酸もしくはその誘導体をモル比で表わして、 SiO_2/Al_2O_35〜500 H_2O/SiO_25〜100 OH^−/SiO_20.01〜1.0 A/Al_2O_30.1〜200 (但しAは脂肪族カルボン酸もしくはその塩)からなる
組成比の水性反応混合物を反応させて得られる結晶性ア
ルミノシリケートおよびレニウムを含む触媒に、水素の
存在下エチルベンゼンを含むキシレン類を接触せしめる
ことを特徴とする芳香族炭化水素の変換方法。[Claims] The silica source, alumina source, alkali source, and aliphatic carboxylic acid or its derivative are expressed in molar ratios: SiO_2/Al_2O_35-500 H_2O/SiO_25-100 OH^-/SiO_20.01-1.0 Ethylbenzene was added to a catalyst containing crystalline aluminosilicate and rhenium obtained by reacting an aqueous reaction mixture having a composition ratio of A/Al_2O_30.1 to 200 (where A is an aliphatic carboxylic acid or its salt) in the presence of hydrogen. 1. A method for converting aromatic hydrocarbons, which comprises bringing xylenes containing xylenes into contact with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62035744A JPS62228031A (en) | 1981-06-03 | 1987-02-20 | Method for converting aromatic hydrocarbon |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP56084286A JPS57200318A (en) | 1981-06-03 | 1981-06-03 | Conversion of aromatic hydrocarbon |
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