JPS6234019B2 - - Google Patents

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JPS6234019B2
JPS6234019B2 JP56084286A JP8428681A JPS6234019B2 JP S6234019 B2 JPS6234019 B2 JP S6234019B2 JP 56084286 A JP56084286 A JP 56084286A JP 8428681 A JP8428681 A JP 8428681A JP S6234019 B2 JPS6234019 B2 JP S6234019B2
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JP
Japan
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acid
xylene
weight
catalyst
ammonium
Prior art date
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Expired
Application number
JP56084286A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57200318A (en
Inventor
Kazuyoshi Iwayama
Takehisa Inoe
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
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Publication of JPS57200318A publication Critical patent/JPS57200318A/en
Priority to JP62035744A priority patent/JPS62228031A/en
Publication of JPS6234019B2 publication Critical patent/JPS6234019B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • 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】[Detailed description of the invention]

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、気相にてある特定の触媒と接触
せしめ、キシレン類を異性化するとともにエチル
ベンゼンを他の芳香族炭化水素に変換せしめるこ
とに係るものである。 キシレン混合物のうち、現在工業的に重要なも
のは、パラキシレンとオルソキシレンである。パ
ラキシレンは合成繊維ポリエステルの粗原料とし
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
酸エステルの粗原料として利用されている。しか
しオルソキシレンはパラキシレンに比較して、そ
の需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ほとんどない。このことか
ら、メタキシレンおよびオルソキシレンをパラキ
シレンに変換することは、工業的に重要なことで
ある。 キシレン混合物は、その沸点が接近しているた
め、特にパ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、パラキシレ
ンを分離するのは経済的に不利である。 したがつてパ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つて行なわれてきた。
深冷分離法の場合は共晶点のため、1パス当りの
パラキシレンの回収率には限界がありせいぜい
(60%)/(1パス)である。その結果、パラキ
シレンを回収した後のラフイネート流体中のパラ
キシレン濃度はかなり高い。 一方、最近特公昭49−17246、49−28181、50−
10547、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が開
発された。この吸着分離法では、パラキシレンは
理論的に1パス当り100%回収可能となる。すな
わち、吸着分離後のラフイネート流体中のパラキ
シレン濃度は極めて低く、理論的には零となる。 オルソキシレンは、これまでのところ、一般に
精密蒸留法によつて分離されている。 このようにして、パラキシレン、オルソキシレ
ンを分離した残りのラフイネート流体は異性化工
程に送られ、メタキシレンおよび/又はオルソキ
シレンは、熱力学的平衡組成に近いパラキシレン
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、このサイクルがくり返
される。このような組み合せプロセスにおいて、
深冷分離によりパラキシレンを分離した残りのラ
フイネート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イネート流体中のパラキ
シレン濃度は相対的に高いが、パラキシレン吸着
分離法によつて分離した後のラフイネート流体の
場合は、パラキシレン濃度は、極めて低い。した
がつて異性化工程における反応は、後者の方がよ
り大きな過酷度を要求される。 一般に、工業的に利用されるキシレン原料はナ
フサを改質処理し、その後の芳香族抽出および分
留によつ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する分解ガソリンを
芳香族抽出および分留によつ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。
The present invention relates to contacting xylenes containing ethylbenzene with a specific catalyst in the gas phase in the presence of hydrogen to isomerize the xylenes and convert ethylbenzene into other aromatic hydrocarbons. It is. Among the xylene mixtures, those currently of industrial importance are para-xylene and ortho-xylene. Paraxylene is used as a raw material for synthetic fiber polyester, and the demand for it has increased significantly. It is expected that this trend will continue in the future. Ortho-xylene is used as a crude raw material for phthalate ester, a plasticizer for polyvinyl chloride. However, the current demand for ortho-xylene is lower than that for para-xylene. On the other hand, meta-xylene currently has almost no industrial use. For this reason, it is industrially important to convert meta-xylene and ortho-xylene to para-xylene. Since the boiling points of xylene mixtures are close to each other, especially since the boiling points of para-xylene and meta-xylene are very close, it is economically disadvantageous to separate para-xylene by distillation. Therefore, industrial separation of paraxylene has been carried out by cryogenic separation that takes advantage of the difference in melting point.
In the case of cryogenic separation, there is a limit to the recovery rate of paraxylene per pass due to the eutectic point, which is at most (60%)/(1 pass). As a result, the concentration of paraxylene in the roughinate fluid after paraxylene recovery is quite high. On the other hand, recently, special public works were published in Showa 49-17246, 49-28181, 50-
An adsorption separation method has been developed as a new separation technique, as shown in Patent Nos. 10547, 50-11343, and 51-46093. In this adsorption separation method, it is theoretically possible to recover 100% of paraxylene per pass. That is, the concentration of paraxylene in the roughinate fluid after adsorption and separation is extremely low and theoretically becomes zero. Ortho-xylene has so far been generally separated by precision distillation methods. In this way, the remaining roughinate fluid from which para-xylene and ortho-xylene have been separated is sent to an isomerization step, where meta-xylene and/or ortho-xylene is isomerized to a para-xylene concentration close to the thermodynamic equilibrium composition, and then It is mixed with fresh feedstock and sent to a separation step, and the cycle is repeated. In such a combination process,
When the remaining roughinate fluid from which paraxylene has been separated by cryogenic separation is supplied to the isomerization process, as mentioned above, the concentration of paraxylene in the roughinate fluid is relatively high, but the paraxylene adsorption separation method In the case of the raffinate fluid after separation, the paraxylene concentration is extremely low. Therefore, the reaction in the isomerization step is required to be more severe in the latter case. In general, the xylene raw materials used industrially are reformed oil-based xylene obtained by reforming naphtha and subsequent aromatic extraction and fractional distillation, or cracked gasoline produced as a by-product from the thermal decomposition of naphtha. This is a cracked oil-based xylene obtained by aromatic extraction and 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】 このように一般に、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つてエ
チルベンゼンが蓄積し、その濃度が増大していく
という好まざる状況となる。このようなことから
新鮮な供給原料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
現状であるが、いずれにしても、エチルベンゼン
濃度を低下させることが必要であり、いくつかの
方法が工業的に実施され、又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有用なる化
合物に変換せしめる方法である。 エチルベンゼンを分離する方法として蒸留法が
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。 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
を分離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。 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あ
る。その最も代表的な方法は、特公昭49−
46606、49−47733、51−15044、51−36253、特開
昭54−16390号明細書等に示されているようにエ
チルベンゼ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が必須である。 さらにエチルベンゼンをキシレンに変換するに
は、その間にナフテン、パラフインの如き非芳香
族成分の介在が反応メカニズム上必要であり生成
物中に存在するその濃度は数%から10数%の範囲
に及んでいる。 さらにはエチルベンゼンの転化率は熱力学的平
衡(表2)によつて律せられるため、その限界が
ある等の欠点がある。
[Table] Generally, a considerable amount of ethylbenzene is present in a xylene mixture, but unless ethylbenzene is removed by some means, it will accumulate as it is recycled through the separation and isomerization steps. , an undesirable situation arises in which the concentration increases. For these reasons, it is currently preferable to use modified oil-based xylene with a low ethylbenzene concentration as a fresh feedstock, but in any case, it is necessary to reduce the ethylbenzene concentration, and several This method has been implemented industrially, and several other methods have been proposed. The methods can be broadly categorized into 1
One is to separate ethylbenzene as it is, and the other is to convert it into other useful compounds through reaction. Distillation is a method for separating 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. . Furthermore, recently, as shown in JP-A-52-10223, there have been proposals to separate ethylbenzene by adsorption separation, but the separation performance thereof is not fully satisfactory. There are several other methods for removing ethylbenzene and converting it to other useful components. The most typical method is
46606, 49-47733, 51-15044, 51-36253, JP-A-54-16390, etc., this is a method of converting ethylbenzene into xylene.
However, in this method, it is essential that the catalyst contains platinum, which is an extremely expensive noble metal. Furthermore, in order to convert ethylbenzene into xylene, the reaction mechanism requires the intervention of non-aromatic components such as naphthene and paraffin, and their concentration in the product ranges from a few percent to several tens of percent. There is. Furthermore, since the conversion rate of ethylbenzene is controlled by thermodynamic equilibrium (Table 2), there are drawbacks such as limitations.

【表】 さらに最近、白金を用いる方法とは異なつたメ
カニズムでエチルベンゼンをキシレンに変換する
方法が特公昭53−41658号明細書に開示されてい
る。この方法ではZSM−5型、ZSM−12型、
ZSM−21型ゼオライト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
遅いという欠点がある。特に、パラキシレン含量
の低いキシレン類、例えばパラキシレンを吸着分
離したラフイネート流体を異性化するには、メタ
キシレンさらにはオルソキシレンをもパラキシレ
ンに高度に異性化する必要がある。このようなパ
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。 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するものである。この
ようにして得られたベンゼンは合成繊維ナイロン
の粗原料として大きな需要があるが、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。 本発明者らは、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
できる触媒について鋭意検討を重ねた。その結
果、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
ケートおよびモルデナイト型ゼオライトを含む触
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により、本反応が効率的
に進行することを見い出し、本発明に到達した。 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
その誘導体(それぞれSiO2、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) SiO2/Al2O3 5〜500 10〜200 H2O/SiO2 5〜100 10〜50 OH-/SiO2 0.01〜1.0 0.02〜0.8 A/Al2O3 0.1〜200 0.5〜100 に入るように調製し、結晶が生成するまで反応さ
せることにより製造できる。 シリカ源としては例えばシリカゾル、シリカゲ
ル、シリカエローゲル、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。 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、ガンマーアルミ
ナ、アルフア−アルミナ等が使用される。 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。 脂肪族カルボン酸もしくはその誘導体としては
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、オキシ酪酸も
しくはそれらの誘導体、二塩基および多塩基オキ
シカルボン酸であるタルトロン酸、リンゴ酸、酒
石酸、クエン酸もしくはそれらの誘導体、一塩基
カルボン酸例えばギ酸、酢酸、プロピオン残、酪
酸、吉草酸、アクリル酸、クロトン酸、メタクリ
ル酸もしくはそれらの誘導体、二塩基および多塩
基カルボン酸例えばシユウ酸、マロン酸、コハク
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誘導体が使用される。誘導
体としては例えばそれらの塩のように水溶性の誘
導体を挙げることができる。これら脂肪族カルボ
ン酸もしくはその誘導体は適宜一種又は二種以上
を併用してもよい。 かくの如くして調製された水性反応混合物は出
来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
り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℃好ましくは100〜200℃であり、反応温度は
5時間から30日間好ましくは10時間から10日間で
ある。反応混合物は、結晶化を行つている間、連
続的に、あるいは定期的に撹拌し、均一な状態に
保つのが望ましい。結晶化した反応生物は冷却
後、密閉容器から取に出され、水洗、口過され、
必要によつて乾燥される。このようにして合成さ
れた結晶性アルミノシリケートの代表的なX線回
折パターンは表3のとおりである。 X線回折パターンの測定は通常の方法に従つて
行なつた。すなわち、X線照射は銅のK−α線に
よ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100I/Ip(Ipは最も強い線)および
格子面間隔d(単位オングストロームÅ)を求め
る。 表 3 X線回折パターン dÅ 100I/Ip 11.2±0.2 VS 10.2±0.2 S 9.8±0.2 M 6.37±0.1 W 6.00±0.1 W 5.71±0.1 W 5.58±0.1 W 4.37±0.08 W 4.27±0.08 W 3.86±0.08 VS 8.32±0.08 VS 3.75±0.08 S 3.72±0.08 S 3.66±0.05 M 3.00±0.05 M 2.00±0.05 W 但し、相対強度(100I/Ip)は、VS=非常に
強い、S=強い、M=中級の強さ、W=弱いで表
わした。 このようにして合成された結晶性アルミノシリ
ケートは、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つて、結
晶性アルミノシリケートに固体酸性を付与せし
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、よく知られるように、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又は希土類イオン等
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又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、しばしば脱アルカリ処理と呼ばれ
る。 本発明においては、酸および/又はアンモニウ
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/又は水素イオン
先駆体を導入するイオン交換処理が好ましい。イ
オン交換処理は、一般に水溶液で行なわれる。使
用できる酸としては無機酸あるいは有機酸である
が、無機酸がより一般的である。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つては、結
晶構造の破壊が起きらないように充分注意する必
要がある。 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、硫酸アンモニウム、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。使用される
アンモニウム塩の濃度は好ましくは0.05から4規
定の溶液が用いられるが、より好ましくは約0.1
から2規定である。酸および/又はアンモニウム
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、バ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。バツチ式
で処理する場合には、固液比は結晶性アルミノシ
リケートが液と充分接触できる量以上、約1/
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。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
いように、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。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、好ましくは蒸留水が
使用され、水洗はバツチ式あるいは流通式いずれ
でもよい。 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/又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/又はその先駆体以外のカチオンが存在し
ていてもよく、その種類および量には特に限定さ
れない。 本発明に係る反応に使用できる装置は、固定
床、流動床いずれでもよいが、固定床方式の方
が、装置が簡単であり、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。したがつ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
0.05〜10mmであり、さらに好ましくは0.1〜2mm
である。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。したがつて、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。成型法としては、圧縮
成型、押出し成型等を挙げることができる。特に
押出し成型の場合、その成型性を改善するため
に、あるいは成型体に強度を付与するためバイン
ダーを用いるのが好ましい。もちろん、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。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
ロナイト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ぎ挙げる
ことができる。バインダーの添加量は70重量%以
下、好ましくは20重量%以下である。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
理する前に行つてもよいし、成型後イオン交換を
行つてもよい。 本発明に係るエチルベンゼンを含むキシレン類
の変換において、触媒成分としてさらにモルデナ
イト型ゼオライトを含ませる。使用できるモルデ
ナイト型ゼオライトは合成品でも天然物でも使用
でき勿論その混合物でもよい。触媒成分として使
用するにあたつては、固体酸性を付与せしめるこ
とが必要である。固体酸性を付与せしめるには、
前述した如く、酸および/又はアンモニウム塩化
合物を含む溶液によるイオン交換処理によつて達
成される。モルデナイト型ゼオライトは固体酸性
を有すればよいが、水素イオンおよび/又はその
先駆体をモルデナイト型ゼオライトを構成するア
ルミニウム原子当り0.2から0.5当量存在している
のが特に好ましい。換言すれば脱アルカリ率が20
〜50%であるのが好ましい。その他の残留カチオ
ンとしてアルカリ土類金属イオンおよび/又は
銅、銀等の銅族元素イオンが存在しているのが好
ましいが、勿論それ以外の種類のカチオンでもよ
い。 モルデナイト型ゼオライトの触媒全体に対する
好ましい添加量はその固体酸性の程度にも依存す
るが、かなり広範囲に及び通常99.9重量%以下、
好ましくは5.0〜99.5重量%であり、さらに好ま
しくは10.0〜99.0重量%である。 本発明に係る反応の選択性をより向上せしめる
ために、リン、レニウム、モリブデン、バナジウ
ム、タングステンの如き成分を単独あるいは組合
せて触媒に添加することは好ましい。特にレニウ
ムの添加が好ましい。 リン、レニウム、モリブデン、バナジウム、タ
ングステン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
し触媒全智に、これら成分をより均一に分散させ
る程、活性と選択性にとつて、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。 リンとして使用できるものは、リン酸、リン酸
第一アンモニウム、リン酸第二アンモニウム、リ
ン酸第三アンモニウム、リン酸二水素アルミニウ
ム、リン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アン
モニウム、リンタングステン酸アンモニウム、リ
ン酸銅等を例として挙げることができる。 リンの添加量は元素状として触媒の全体の重量
に対し20重量%以下好ましくは10重量%以下であ
る。 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
加効果が期致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時の副反応併発す
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。 モリブデンとして使用できるのは、モリブデン
酸アンモニウム、リンモリブデン酸アンモニウ
ム、モリブデン酸、酸化モリブデン、硫化モリブ
デン、モリブデン酸塩等を例として挙げることが
できる。 バナジウムとして使用できるものは、メタバナ
ジン酸アンモニウム、オキシ硝酸バナジウム、オ
キシ硫酸バナジウム、オキシシユウ酸バナジウ
ム、オキシ二塩化バナジウム、バナジウム酸化
物、バナジン酸塩等を例として挙げることができ
る。 タングステンとして使用できるものは、タング
ステン酸アンモニウム、リンタングステン酸アン
モニウム、酸化タングステン、硫化タングステ
ン、炭化タングステン、タングステン酸塩等を例
として挙げることができる。モリブデン、タング
ステンあるいはバナジウムの添加量は元素状とし
て10重量%以下、好ましくは5重量%である。 以上、これまでに述べてきたようにして調製さ
れた触媒は使用に先だつて乾燥され、それに引き
続き焼成される。乾燥は50〜250℃で0.1時間以
上、好ましくは0.5〜48時間行なわれる。焼成は
300〜700℃で0.1時間以上、好ましくは400〜600
℃で0.5〜24時間行なわれる。なお、このような
焼成によつて、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、脱カチ
オン型に変換していくが、勿論このような形態に
なつた触媒も充分使用可能である。 以上、述べたようにして調製された触媒は、次
のような反応条件のもとで使用される。即ち反応
操作温度は300〜600℃、好ましくは350〜550℃で
ある。反応操作圧力は大気圧から100Kg/cm2G、
好ましくは大気圧から50Kg/cm2Gである。反応の
接触時間を意味するタイム・フアクターW/F
(g−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
アルキル化反応が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。し
たがつ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(H2/F)で表わして1〜50好ましくは3〜
30である。 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
ン混合物中におけ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
衡濃度のパ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、その濃度が
低い範囲であれば問題ない。以下、本発明を実施
例をもつて説明する。 合成例 1 固形カセイソーダ(NaOH97.0重量%、H2O3.0
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。この溶液にアルミン酸ソーダ
(Al2O319.5重量%、NaOH26.1重量%、H2O54.4
重量%)5.24グラムを加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(SiO290.9重量%、H2O10.1重量
%)粉末66.0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製した。こ
の反応混合物を組成比(モル比)は次のとおりで
あつた。 SiO2/Al2O3 100 H2O/SiO2 20 OH-/SiO2 0.24 A/Al2O3 7 この混合物を500ml容のオートクレーブに入
れ、密閉した。この後撹拌しながら160℃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℃で1夜乾燥した。得られた生成物は表3に
示したX線回折パターンを有するゼオライトであ
つた。 合成例 2 固形カセイソーダ9.22グラム、酒石酸12.5グラ
ムを水344.2グラムに溶解した。この溶液にアル
ミン酸ソーダ17.5グラムを加えて均一な溶液とし
た。この混合液にケイ酸66.0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
を調製した。この反応混合物の組成比(モル比)
は次のとおりであつた。 SiO2/Al2O3 30 H2O/SiO2 20 OH-/SiO2 0.171 A/Al2O3 2.5 この混合物を500ml容のオート・クレーブに入
れ、密閉した。その後撹拌しながら160℃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℃で1夜乾燥した。得られた生成物は表3に
示したX線回折パターンを有するゼオライトであ
つた。 比較例 合成例1で合成したゼオライト粉末を0.187規
定の塩化アンモニウム水溶液で固液比5(/
Kg)にて、80〜90℃に加温し、30分間バツチ的に
イオン交換処理した。その後蒸留水で充分水洗
し、110℃で1夜乾燥した。この脱アルカリ処理
したゼオライト粉末にアルミナゾルをバインダー
としてアルミナ(Al2O3)換算で15重量%添加
し、充分混練した。混練後10〜24メツシユ(JIS
フルイ)の大きさの粒子に成型し、110℃で1夜
乾燥し、その後500℃で空気の存在下2時間焼成
した。この触媒を“A”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。 実施例 1 ノートン社製合成ナトリウム型モルデナイト
“ゼオロン100−NA”粉末を0.169規定の硝酸カル
シウム水溶液で固液比5(/Kg)にて80〜90℃
に加温し、30分間バツチ的にイオン交換処理し
た。その後蒸留水で1回水洗し、再びカルシウム
イオン交換処理を行ない、この操作を5回くり返
した。その後蒸留水で充分水洗をし、110℃で1
夜乾燥した。このカルシウム型モルデナイト粉末
を次に、0.187規定の塩化アンモニウム水溶液で
固液比5(/Kg)にて、80〜90℃に加温し、30
分間バツチ的に脱アルカリ処理した。その後蒸留
水に充分に水洗し、110℃で1夜乾燥した。この
脱アルカリ処理したカルシウム型モルデナイトの
脱アルカリ率は32.1%であつた。 合成例1で合成したゼオライト粉末を比較例と
同様にして脱アルカリ処理を施した。このゼオラ
イト粉末とカルシウム型の脱アルカリ処理したモ
ルデナイト粉末を重量比で1対1の割合で混合し
た。この混合物にアルミナゾルをバインダーとし
てアルミナ(Al2O3)換算で15重量%添加し、充
分混練した。混練後、10〜24メツシユ(JISフル
イ)の大きさの粒子に成型し、110℃で1夜乾燥
し、その後500℃で空気の存在下2時間焼成し
た。この触媒を“B”と略す。触媒活性を評価し
た結果を表4に示す。表4に示したとおり合成例
1で合成したゼオライト単独(比較例)よりも更
にモルデナイトを混合した触媒(本実施例)を使
用するとメタキシレンからパラキシレンへの変換
量が多い上、全キシレン中のパラキシレン量も多
くなる。 実施例 2 実施例1と同様にして混合したゼオライト粉末
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(Al2O3)換算で15重量%添
加し充分混練した。乾燥を110℃1夜行ないその
後空気中で500℃2時間焼成した。この触媒を
“C”と略す。触媒活性を表4に示す。レニウム
を添加することにより、ジエチルベンゼン、エチ
ルキシレン等の副生成物が減少し、キシレン回収
率が大巾に向上することが理解できる。 実施例 3 合成例2で合成したゼオライト粉末を0.374規
定の塩化アンモニウム水溶液で固液比5(/
Kg)にて、80〜90℃に加温し、30分間バツド的に
イオン交換処理した。その後蒸留水で充分水洗
し、110℃で1夜乾燥した。 この脱アルカリ処理したゼオライト粉末と実施
例1と同様にして脱アルカリ処理したカルシウム
型モルデナイト粉末とを重量比で1対50の割合で
混合した。この混合物にアルミナゾルをバインダ
ーとしてアルミナ(Al2O3)換算で15重量%添加
し、それに過レニウム酸水溶液をレニウム換算で
0.1重量%加えて充分混練した。混練後、10〜24
メツシユの大きさの粒子に成型し、110℃1夜乾
燥し、その後500℃で空気の存在下2時間焼成し
た。この触媒を“D”と略す。触媒活性を表4に
示す。 合成例 3 固形カセイソーダ21.0グラム、クエン酸19.6グ
ラムを水374.3グラムに溶解した。この溶液にア
ルミン酸ソーダ溶液4.45グラムを加えて均一な溶
液とした。この混合液にケイ酸56.1グラムを撹拌
しながら徐々に、均一なスラリー状水性反応混合
物を調製した。この反応混合物の組成比(モル
比)は次のとおりであつた。 SiO2/Al2O3 100 H2O/SiO2 25 OH-/SiO2 0.30 A/Al2O3 11 この混合物を500ml容のオート・クレーブに入
れ、密閉した。その後、撹拌しながら160℃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し、口
過し、1夜乾燥し、ゼオライトを得た。 実施例 4 宮城県産天然モルデナイトを破砕し、さらに粉
砕して200メツシユ以下の粉末とした。これを
0.187規定の塩化アンモニウム水溶液で固液比5
(/Kg)にて、80〜90℃に加温し、30分間バツ
チ的に脱アルカリ処理した。その後蒸留水で充分
に水洗し、110℃で1夜乾燥した。合成例3で合
成したゼオライト粉末を比較例と同様にして脱ア
ルカリ処理を施した。 このゼオライト粉末と脱アルカリ処理した天然
モルデナイト粉末を重量比で1対4の割合で混合
した。この混合物にアルミナゾルをバインダーと
してアルミナ(Al2O3)換算で3重量%添加し、
それに過レニウム酸水溶液をレニウム換算で0.1
重量%加えて充分混練した。混練後、10〜24メツ
シユの大きさの粒子に成型し、110℃1夜乾燥
し、その後500℃で空気の存在下2時間焼成し
た。この触媒を“E”と略す。触媒活性を表4に
示す。
[Table] Furthermore, recently, a method for converting ethylbenzene into xylene using a mechanism different from the method using platinum has been disclosed in Japanese Patent Publication No. 41658/1983. In this method, ZSM-5 type, ZSM-12 type,
A catalyst containing ZSM-21 type zeolite is used, but this method has the disadvantage that xylene isomerization is slow. In particular, in order to isomerize a ruffinate fluid in which xylenes with a low para-xylene content, such as para-xylene, are adsorbed and separated, it is necessary to highly isomerize meta-xylene and even ortho-xylene to para-xylene. This is a fatal flaw in isomerizing xylenes with such a low para-xylene content. Furthermore, methods for converting ethylbenzene into components other than xylene have recently been proposed in Japanese Patent Publication Nos. 41657-1987 and 148028-1983. This method attempts to isomerize xylene and at the same time convert ethylbenzene into benzene and diethylbenzene through a disproportionation reaction, and separate the benzene and diethylbenzene by taking advantage of the large boiling point difference between them. Benzene obtained in this way is in great demand as a raw material for synthetic fiber nylon, but there is little demand for diethylbenzene, which is economically disadvantageous since it needs to be converted into other useful compounds. The present inventors have conducted intensive studies on catalysts that can deethylate ethylbenzene to benzene and at the same time can highly isomerize xylene. As a result, a catalyst containing crystalline aluminosilicate and mordenite-type zeolite obtained by reacting an aqueous reaction mixture consisting of a silica source, an alumina source, an alkali source, and an aliphatic carboxylic acid or its salt contains ethylbenzene in the presence of hydrogen. It has been discovered that this reaction proceeds efficiently by bringing xylenes into contact with each other, and the present invention has been achieved. The crystalline aluminosilicate used in the present invention can be synthesized as follows. An aqueous reaction mixture consisting of a silica source, an alumina source, an alkali source, and an aliphatic carboxylic acid or its derivative (indicated by SiO 2 , Al 2 O 3 , OH - and A, respectively) is expressed as a molar ratio and has the following composition range (more preferable Range) SiO2 / Al2O3 5 ~500 10~200 H2O / SiO2 5~100 10~50 OH- / SiO2 0.01~1.0 0.02~0.8 A/ Al2O3 0.1 ~200 0.5~100 It can be produced by preparing it so that it enters the crystals and reacting it until crystals form. As the silica source, for example, silica sol, silica gel, silica airgel, silica hydrogel, silicic acid, silicate ester, sodium silicate, etc. are used. Alumina sources include sodium aluminate, aluminum sulfate, aluminum nitrate, alumina sol,
Alumina gel, activated alumina, gamma alumina, alpha alumina, etc. are used. Caustic soda, caustic potash, etc. are used as the alkali source, and caustic soda is preferred. These alkaline sources are added so that OH - is present in the system preferably in the above composition. The aliphatic carboxylic acid or its derivative has 1 to 12 carbon atoms, preferably 3 to 6 carbon atoms,
Specifically, monobasic oxycarboxylic acids such as glycolic acid, lactic acid, hydroacrylic acid, oxybutyric acid and their derivatives, dibasic and polybasic oxycarboxylic acids such as tartronic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid and their derivatives. derivatives, monobasic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, acrylic acid, crotonic acid, methacrylic acid or derivatives thereof, dibasic and polybasic carboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid Acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid or derivatives thereof are used. Examples of the derivatives include water-soluble derivatives such as salts thereof. These aliphatic carboxylic acids or derivatives thereof may be used alone or in combination of two or more. The aqueous reaction mixture thus prepared is made into a slurry as uniform 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 are a reaction temperature of 80~
The reaction temperature is 250°C, preferably 100 to 200°C, and the reaction temperature is 5 hours to 30 days, preferably 10 hours to 10 days. The reaction mixture is preferably kept in a homogeneous state by stirring continuously or periodically during crystallization. After cooling, the crystallized reaction product was taken out from the closed container, washed with water, passed through the mouth,
Dry as necessary. Typical X-ray diffraction patterns of the crystalline aluminosilicate thus synthesized are shown in Table 3. Measurement of the X-ray diffraction pattern was carried out according to a conventional method. That is, X-ray irradiation is performed using copper K-α rays using a Geiger counter spectrometer equipped with a recording device to obtain a diffraction pattern. From this diffraction pattern, the relative intensity 100I/I p (I p is the strongest line) and the lattice spacing d (unit: angstrom Å) are determined. Table 3 X-ray diffraction pattern dÅ 100I/I p 11.2±0.2 VS 10.2±0.2 S 9.8±0.2 M 6.37±0.1 W 6.00±0.1 W 5.71±0.1 W 5.58±0.1 W 4.37±0.08 W 4.27±0.08 W 3.86 ±0.08 VS 8.32±0.08 VS 3.75±0.08 S 3.72±0.08 S 3.66±0.05 M 3.00±0.05 M 2.00±0.05 W However, the relative strength (100I/I p ) is as follows: VS = very strong, S = strong, M = intermediate The strength is expressed as W=weak. The crystalline aluminosilicate synthesized in this way does not have solid acidity as it is. When used in the conversion reaction of aromatic hydrocarbons, it is necessary to impart solid acidity to crystalline aluminosilicate to make it into an acid form. As is well known, acid type crystalline aluminosilicate has a polyvalent cation of divalent or higher valence such as hydrogen ion, ammonium ion, or rare earth ion as a cation in crystalline aluminosilicate.
These are usually crystalline aluminosilicate containing monovalent alkali metal ions such as sodium, and at least a portion of the alkali metal ions are replaced with hydrogen ions,
Obtained by ion exchange with ammonium cations or polyvalent cations. Such ion exchange treatments are often referred to as dealkalization treatments. 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. Ion exchange treatment is generally performed in an aqueous solution. Inorganic acids or organic acids can be used, with inorganic acids being 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 inorganic acids,
Treatment with a solution of too high a concentration is undesirable because the crystal structure will be destroyed. Since the concentration of the acid preferably used varies greatly depending on the type of acid, it is difficult to determine it unambiguously, and when using it, sufficient care must be taken to avoid destruction of the crystal structure. As ammonium salt compounds, inorganic ammonium salts such as ammonium nitrate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium carbonate, aqueous ammonia, etc., or ammonium salts of organic acids such as ammonium formate, ammonium acetate, ammonium citrate, etc. can be used, but more Inorganic ammonium salts are preferred. The concentration of the ammonium salt used is preferably a solution of 0.05 to 4N, more preferably about 0.1N.
There are two provisions. As a method for ion exchange treatment of crystalline aluminosilicate with an acid and/or ammonium salt solution, either a batch method or a flow method is preferably used. When processing in batches, the solid-liquid ratio should be at least the amount that allows the crystalline aluminosilicate to come into sufficient contact with the liquid, and approximately 1/2.
Kg or more is preferable. A treatment time of about 0.1 to 72 hours is sufficient, preferably about 0.5 to 24 hours. 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. The ion exchange treated crystalline aluminosilicate is then washed with water. Distilled water is preferably used as the washing liquid, and the washing may be carried out in batches or in a flow manner. 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 the type and amount thereof are not particularly limited. 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 a 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, the better from the point of view of catalyst effectiveness coefficient.
If the particle size becomes too small, pressure loss will conversely increase, which is not preferable. Therefore, there is a preferable range for the catalyst particle size. The preferred particle size is
0.05 to 10 mm, more preferably 0.1 to 2 mm
It is. 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. Examples of the molding method include compression molding and extrusion molding. Particularly in the case of extrusion molding, it is preferable to use a binder in order to improve the moldability or to impart strength to the molded product. Of course, it goes without saying that there is no need to use a binder if it can be sufficiently molded without a binder. Examples of binders include natural clays such as kaolin, bentonite, and montmorillonite, or silica gel;
Examples include synthetic products such as alumina sol and alumina gel. The amount of binder added is 70% by weight or less, preferably 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. In the conversion of xylenes containing ethylbenzene according to the present invention, mordenite-type zeolite is further included as a catalyst component. The mordenite type zeolite that can be used may be either a synthetic product or a natural product, and of course, a mixture thereof may be used. When used as a catalyst component, it is necessary to impart solid acidity. To impart solid acidity,
As mentioned above, this is achieved by ion exchange treatment with a solution containing an acid and/or an ammonium salt compound. The mordenite-type zeolite only needs to have solid acidity, but it is particularly preferable that hydrogen ions and/or their precursors are present in an amount of 0.2 to 0.5 equivalent per aluminum atom constituting the mordenite-type zeolite. In other words, the dealkalization rate is 20
~50% is preferred. It is preferable that alkaline earth metal ions and/or copper group element ions such as copper and silver are present as other residual cations, but of course other types of cations may be used. The preferred amount of mordenite-type zeolite to be added to the entire catalyst depends on the degree of solid acidity, but it ranges over a fairly wide range, usually 99.9% by weight or less,
Preferably it is 5.0 to 99.5% by weight, more preferably 10.0 to 99.0% by weight. In order to further improve the selectivity of the reaction according to the present invention, it is preferable to add components such as phosphorus, rhenium, molybdenum, vanadium, and tungsten to the catalyst alone or in combination. Particularly preferred is the addition of rhenium. Methods for adding phosphorus, rhenium, molybdenum, vanadium, and tungsten include kneading, impregnation, and physical mixing of powders, but are not necessarily limited to these methods. However, from the standpoint of the catalyst, the more uniformly these components are dispersed, the better the activity and selectivity will be, so a kneading method or an impregnation method that provides good dispersibility is preferred. Phosphorus that can be used is phosphoric acid, primary ammonium phosphate, secondary ammonium phosphate, tertiary ammonium phosphate, aluminum dihydrogen phosphate, aluminum phosphate, ammonium phosphomolybdate, ammonium phosphotungstate, phosphoric acid Examples include copper. The amount of phosphorus added in elemental form is 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less, based on the total weight of the catalyst. Rhenium oxide can be used as rhenium.
Examples include perrhenic acid, ammonium perrhenate, and rhenium sulfide. The amount of rhenium that can be expected to be effective is based on the weight of the entire catalyst.
It is 0.005% by weight or more in elemental form. However, if the amount added is too large, side reactions will occur during the hydrogenolysis reaction, so it is necessary to limit the amount to 3% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less. Examples of molybdenum that can be used include ammonium molybdate, ammonium phosphomolybdate, molybdic acid, molybdenum oxide, molybdenum sulfide, and molybdate salts. Examples of vanadium that can be used include ammonium metavanadate, vanadium oxynitrate, vanadium oxysulfate, vanadium oxyoxalate, vanadium oxydichloride, vanadium oxide, and vanadate. Examples of tungsten that can be used include ammonium tungstate, ammonium phosphotungstate, tungsten oxide, tungsten sulfide, tungsten carbide, and tungstate salts. The amount of molybdenum, tungsten or vanadium added in elemental form is 10% by weight or less, preferably 5% by weight. 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 48 hours. Firing is
0.1 hour or more at 300-700℃, preferably 400-600℃
It is carried out for 0.5-24 hours at °C. In addition, through such calcination, the ammonium ions introduced in the ion exchange treatment are converted into hydrogen ions, and furthermore, as the calcination temperature is increased, the hydrogen ions are converted into a decationized form. Of course, catalysts in such a form can also be used satisfactorily. The catalyst prepared as described above is used under the following reaction conditions. That is, the reaction operation temperature is 300-600°C, preferably 350-550°C. Reaction operating pressure ranges from atmospheric pressure to 100Kg/cm 2 G,
Preferably, the pressure is from atmospheric pressure to 50 kg/cm 2 G. Time factor W/F meaning contact time of reaction
(g-at.W/g-mol co-feeding raw material) (W: catalyst weight,
F: moles of feedstock per hour) is from 0.1 to 200, preferably from 1 to 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 50, expressed as the molar ratio (H 2 /F) between hydrogen and feedstock in the reaction system.
It is 30. 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 paraxylene in the xylene mixture used is below the thermodynamic equilibrium concentration, but even if the xylene mixture contains paraxylene at the thermodynamic equilibrium concentration, it can also be used as a feedstock for the purpose of reducing the ethylbenzene concentration. Of course, this is possible as one form of usage. The feedstock may contain other aromatic components such as benzene, toluene, trimethylbenzene, ethyltoluene, diethylbenzene,
Even if ethylxylene or the like is contained, there is no problem as long as the concentration is within a low range. Hereinafter, the present invention will be explained using examples. Synthesis example 1 Solid caustic soda (NaOH97.0% by weight, H 2 O3.0
Weight%) 14.7 g, tartaric acid 10.5 g water 350.7
Dissolved in grams. Add sodium aluminate (Al 2 O 3 19.5% by weight, NaOH 26.1% by weight, H 2 O 54.4% by weight) to this solution.
% by weight) was added to make a homogeneous solution.
66.0 grams of silicic acid (SiO 2 90.9% by weight, H 2 O 10.1% by weight) powder commercially available as White Carbon was gradually added to this mixture while stirring.
A homogeneous slurry aqueous reaction mixture was prepared. The composition ratio (molar ratio) of this reaction mixture was as follows. SiO 2 /Al 2 O 3 100 H 2 O/SiO 2 20 OH /SiO 2 0.24 A/Al 2 O 3 7 This mixture was placed in a 500 ml autoclave and sealed. Thereafter, the mixture was heated to 160° C. with stirring and crystallized for 72 hours. After crystallization, cool
The product is then removed from the autoclave and
Rinse with distilled water until pH is almost neutral, sip through mouth,
It was dried at 110°C overnight. The resulting product was a zeolite having the X-ray diffraction pattern shown in Table 3. Synthesis Example 2 9.22 grams of solid caustic soda and 12.5 grams of tartaric acid were dissolved in 344.2 grams of water. 17.5 grams of sodium aluminate was added to this solution to make a homogeneous solution. 66.0 grams of silicic acid was gradually added to this mixture with stirring to prepare a homogeneous slurry-like aqueous reaction mixture. Composition ratio (molar ratio) of this reaction mixture
was as follows. SiO 2 /Al 2 O 3 30 H 2 O/SiO 2 20 OH /SiO 2 0.171 A/Al 2 O 3 2.5 This mixture was placed in a 500 ml autoclave and sealed. Thereafter, the mixture was heated to 160° C. with stirring and crystallized for 72 hours. After crystallization, cool
The product is then removed from the autoclave and
Rinse with distilled water until pH is almost neutral, sip through mouth,
It was dried at 110°C overnight. The resulting product was a zeolite having the X-ray diffraction pattern shown in Table 3. Comparative example The zeolite powder synthesized in Synthesis Example 1 was mixed with a 0.187 normal ammonium chloride aqueous solution at a solid-liquid ratio of 5 (/
Kg), heated to 80 to 90°C, and subjected to ion exchange treatment in batches for 30 minutes. Thereafter, it was thoroughly washed with distilled water and dried at 110°C overnight. To this dealkalized zeolite powder, alumina sol was added as a binder in an amount of 15% by weight in terms of alumina (Al 2 O 3 ), and thoroughly kneaded. 10 to 24 mesh after kneading (JIS
The particles were molded into particles the size of a sieve, dried at 110°C overnight, and then calcined at 500°C for 2 hours in the presence of air. This catalyst is abbreviated as "A". Table 4 shows the results of evaluating the catalytic activity using a feedstock consisting of ethylbenzene and xylene. Example 1 Synthetic sodium mordenite “Zeolon 100-NA” powder manufactured by Norton was heated at 80 to 90°C with a 0.169 normal calcium nitrate aqueous solution at a solid-liquid ratio of 5 (/Kg).
The sample was heated to 100 mL and subjected to ion exchange treatment in batches for 30 minutes. Thereafter, it was washed once with distilled water and subjected to calcium ion exchange treatment again, and this operation was repeated five times. After that, wash thoroughly with distilled water and heat at 110℃ for 1 hour.
Dry overnight. Next, this calcium-type mordenite powder was heated to 80 to 90°C with a 0.187 normal ammonium chloride aqueous solution at a solid-liquid ratio of 5 (/Kg), and
The dealkalization treatment was carried out in batches for 1 minute. Thereafter, it was thoroughly washed with distilled water and dried at 110°C overnight. The dealkalization rate of this dealkalized calcium-type mordenite was 32.1%. The zeolite powder synthesized in Synthesis Example 1 was subjected to dealkalization treatment in the same manner as in Comparative Example. This zeolite powder and calcium-type dealkalized mordenite powder were mixed at a weight ratio of 1:1. To this mixture was added 15% by weight of alumina sol as a binder in terms of alumina (Al 2 O 3 ), and the mixture was sufficiently kneaded. After kneading, the particles were formed into particles having a size of 10 to 24 meshes (JIS sieve), dried at 110°C overnight, and then calcined at 500°C for 2 hours in the presence of air. This catalyst is abbreviated as "B". Table 4 shows the results of evaluating the catalytic activity. As shown in Table 4, when using the catalyst mixed with mordenite (this example) compared to the zeolite synthesized in Synthesis Example 1 alone (comparative example), the amount of conversion from meta-xylene to para-xylene was larger, and The amount of paraxylene also increases. Example 2 To zeolite powder mixed in the same manner as in Example 1, 0.1% by weight of perrhenic acid aqueous solution was added in terms of rhenium element, and to this was added 15% by weight in terms of alumina (Al 2 O 3 ) using alumina sol as a binder. The mixture was added and thoroughly kneaded. Drying was carried out at 110°C for one night, and then calcined in air at 500°C for 2 hours. This catalyst is abbreviated as "C". Catalytic activity is shown in Table 4. It can be seen that by adding rhenium, by-products such as diethylbenzene and ethylxylene are reduced, and the xylene recovery rate is greatly improved. Example 3 The zeolite powder synthesized in Synthesis Example 2 was mixed with a 0.374 normal ammonium chloride aqueous solution at a solid-liquid ratio of 5 (/
Kg), heated to 80 to 90°C, and subjected to ion exchange treatment for 30 minutes. Thereafter, it was thoroughly washed with distilled water and dried at 110°C overnight. This dealkalized zeolite powder and calcium-type mordenite powder dealkalized in the same manner as in Example 1 were mixed at a weight ratio of 1:50. To this mixture, 15% by weight of alumina sol was added as a binder in terms of alumina (Al 2 O 3 ), and a perrhenic acid aqueous solution was added to it in terms of rhenium.
0.1% by weight was added and thoroughly kneaded. After kneading, 10-24
The particles were formed into mesh-sized particles, dried at 110°C overnight, and then calcined at 500°C for 2 hours in the presence of air. This catalyst is abbreviated as "D". Catalytic activity is shown in Table 4. Synthesis Example 3 21.0 grams of solid caustic soda and 19.6 grams of citric acid were dissolved in 374.3 grams of water. 4.45 grams of sodium aluminate solution was added to this solution to make a homogeneous solution. 56.1 grams of silicic acid was gradually added to this mixture with stirring to prepare a homogeneous slurry aqueous reaction mixture. The composition ratio (molar ratio) of this reaction mixture was as follows. SiO 2 /Al 2 O 3 100 H 2 O/SiO 2 25 OH /SiO 2 0.30 A/Al 2 O 3 11 This mixture was placed in a 500 ml autoclave and sealed. Thereafter, the mixture was heated to 160° C. with stirring and crystallized for 72 hours. After the crystallization was completed, the product was cooled, taken out from the autoclave, washed with distilled water until the pH became almost neutral, passed through the mouth, and dried overnight to obtain zeolite. Example 4 Natural mordenite from Miyagi Prefecture was crushed and further crushed into a powder of 200 mesh or less. this
0.187 Normal ammonium chloride aqueous solution with solid-liquid ratio of 5
(/Kg), heated to 80 to 90°C, and dealkalized in batches for 30 minutes. Thereafter, it was thoroughly washed with distilled water and dried at 110°C overnight. The zeolite powder synthesized in Synthesis Example 3 was subjected to dealkalization treatment in the same manner as in Comparative Example. This zeolite powder and dealkalized natural mordenite powder were mixed at a weight ratio of 1:4. To this mixture, 3% by weight of alumina sol was added as a binder in terms of alumina (Al 2 O 3 ),
Add perrhenic acid aqueous solution to it in terms of rhenium: 0.1
% by weight was added and thoroughly kneaded. After kneading, the particles were formed into particles having a size of 10 to 24 meshes, dried at 110°C overnight, and then calcined at 500°C for 2 hours in the presence of air. This catalyst is abbreviated as "E". Catalytic activity is shown in Table 4.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 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誘導体をモル比で表
わして、 SiO2/Al2O3 5〜500 H2O/SiO2 5〜100 OH-/SiO2 0.01〜1.0 A/Al2O3 0.1〜200 (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モルデナ
イト型ゼオライトを含む触媒に、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。 2 触媒が該結晶性アルミノシリケート、モルデ
ナイト型ゼオライトおよびレニウムを含むことを
特徴とする特許請求の範囲1の方法。
[Claims] 1. Silica source, alumina source, alkali source, and aliphatic carboxylic acid or its derivative expressed in molar ratio: SiO 2 /Al 2 O 3 5-500 H 2 O/SiO 2 5-100 OH - Crystalline aluminosilicate and mordenite-type zeolite obtained by reacting an aqueous reaction mixture with a composition ratio of - /SiO 2 0.01 to 1.0 A/Al 2 O 3 0.1 to 200 (A is an aliphatic carboxylic acid or its salt) A method for converting aromatic hydrocarbons, which comprises contacting a catalyst containing ethylbenzene with xylenes containing ethylbenzene in the presence of hydrogen. 2. The method of claim 1, wherein the catalyst comprises the crystalline aluminosilicate, mordenite-type zeolite, and rhenium.
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