JPS6245849B2 - - Google Patents

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JPS6245849B2
JPS6245849B2 JP54071734A JP7173479A JPS6245849B2 JP S6245849 B2 JPS6245849 B2 JP S6245849B2 JP 54071734 A JP54071734 A JP 54071734A JP 7173479 A JP7173479 A JP 7173479A JP S6245849 B2 JPS6245849 B2 JP S6245849B2
Authority
JP
Japan
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catalyst
rhenium
mordenite
activity
reaction
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JP54071734A
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English (en)
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JPS55164631A (en
Inventor
Kunyuki Tada
Hidekazu Minomya
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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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

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はアルキル芳香族炭化水素を高温気相で
水素含有ガスの存在下触媒と接触しトランスアル
キル化させる方法に関するものである。 トルエンの不均化によるベンゼンおよびキシレ
ンの製造,トルエンとトリメチルベンゼンのトラ
ンスアルキル化によるキシレンの製造などのアル
キル芳香族炭化水素のトランスアルキル化反応は
工業的に重要な反応であり、従来数多くの触媒系
が発表されている。その中で近年、フオージヤサ
イト,モルデナイトのような結晶性アルミノシリ
ケートゼオライトが効果的な触媒である事が見出
されたが、特にモルデナイトが高いアルキル芳香
族炭化水素のトランスアルキル化活性を有する。 しかしながらモルデナイト単独では活性,触媒
寿命共十分ではなく、活性の向上および触媒寿命
を改善する為にモルデナイトにクロム,モリブデ
ンおよびタングステンのようなB族金属,鉄,
コバルト,ニツケルおよび白金属金属のような
族金属などを組合せる事が提案されている。しか
しこれらの金属は芳香族炭化水素に対して水素化
および水素化分解活性を有する為に、非芳香族化
合物および分解生成物などの副生物の生成が多く
反応の選択性が低い欠点がある。副生物の生成を
抑える為に、たとえば水素分圧を低下させるなど
の反応条件の変更を行うと活性向上および触媒寿
命改善効果が減少してしまう。又、副生物の生成
を抑制する為に族および/又はB族金属硫化
物を用いる(特公昭50−5178)提案もあるが、水
素の存在下で反応を行うと金属硫化物は還元され
るので反応器中にイオウ化合物を導入する必要が
ありこれも十分満足のいくものとは言えない。 本発明者らは、活性の向上および触媒の寿命改
善効果が大きくしかも副生物の生成が少なく選択
性が高い触媒系の探索を鋭意行つた結果、実質的
にモルデナイト成分およびレニウム成分のみから
なる触媒を用いる事によりアルキル芳香族炭化水
素のトランスアルキル化反応に対して卓越した性
能を示す事を見出し本発明に至つたのである。 即ち本発明は、アルキル芳香族炭化水素を高温
気相で水素含有ガスの存在下触媒と接触しトラン
スアルキル化させるに際し、実質的にモルデナイ
ト成分およびレニウム成分のみからなり、かつ該
レニウム成分が元素態金属として約0.001〜約1.0
重量%含む触媒を用いる方法に関する。 本発明の触媒は高いアルキル芳香族炭化水素の
トランスアルキル化活性および長い触媒寿命を有
し、しかも活性の水素分圧依存性が小さい為に低
い水素分圧での反応が可能となり副生物の生成が
少なく選択性が高い。 本発明においてアルキル芳香族炭化水素のトラ
ンスアルキル化反応とはアルキル基を有する芳香
族炭化水素のアルキル基の分子間移動反応であつ
て、たとえばトルエン,キシレン,トリメチルベ
ンゼンの不均化によるメチル基の分子間移動反
応,エチルベンゼン,プロピルベンゼンの不均化
によるそれぞれエチル基,プロピル基の分子間移
動反応,ベンゼン又はトルエンとトリメチルベン
ゼン又はテトラメチルベンゼン間のトランスアル
キル化反応,ベンゼンとジエチルベンゼン又はジ
イソプロピルベンゼン間のトランスアルキル化反
応,ベンゼン又はトルエンとエチルトルエン,イ
ソプロピルトルエン間のトランスアルキル化反応
などが挙げられる。本発明の方法において、アル
キル芳香族炭化水素としては全炭素数が15以下の
アルキル芳香族が使用できるが、特に炭素数1〜
3のアルキル基を1〜4個有するアルキルベンゼ
ンが好ましく使用される。これらのアルキル芳香
族炭化水素は単独又はそれらの混合物のいずれで
もよく、更に上記化合物を豊富に含む炭化水素留
分も使用可能である。 本発明においてモルデナイト成分とは実質的に
モルデナイト構造を有する結晶性アルミノシリケ
ートゼオライトであつてシリカ対アルミナ比、開
孔径などで限定されるものではない。実用的には
合成モルデナイト,天然モルデナイトおよびそれ
らの混合物が使用できる。これらのモルデナイト
は通常その交換し得る陽イオンとしてアルカリ金
属およびアルカリ土類金属を含むが、一般にその
交換し得る陽イオンがナトリウムのようなアルカ
リ金属が主体である場合、アルキル芳香族炭化水
素のトランスアルキル化活性をさらに高める為
に、通常アルカリ金属陽イオンの大部分を2価以
上の多価陽イオンとイオン交換するか、或は水素
型にして用いられる。特に水素型は活性が高く好
ましい形態である。 水素型モルデナイトを得るには通常、金属陽イ
オンを含むモルデナイトを直接酸でイオン交換す
るか、金属陽イオンをアンモニウムイオン交換
し、ついで焼成する方法が行われる。又、モルデ
ナイトは耐酸性を有するので酸処理により結晶構
造を保持したまま結晶格子中のアルミニウムを溶
出させシリカ対アルミナ比を高める事ができるが
この処理はアルキル芳香族炭化水素のトランスア
ルキル化活性を高めるのに効果がある。 本発明の触媒におけるもう一つの必須成分であ
るレニウムは元素形態で、もしくは酸化物,硫化
物,セレン化物などの化合物の形態で存在し得る
がいずれの場合も触媒がレニウム成分を元素態金
属として計算して約0.001から約1.0重量%含む時
に優れた結果が得られる。特に約0.005から約
0.15重量%が好ましい。 本発明の触媒は、触媒活性を呈する成分が、実
質的にモルデナイト成分およびレニウム成分のみ
からなるものであり、モルデナイト成分の一部又
は全部にレニウム成分を直接担持したものでもよ
いし、アルミナのような耐火性酸化物担体にレニ
ウム成分を担持した形態でモルデナイト成分と共
存させてもよい。又、元素状レニウムもしくは酸
化物,硫化物,ハロゲン化物のようなレニウム化
合物とモルデナイト成分を物理的に混合する事も
できる。いずれの方法においても好結果が得られ
るが、主として触媒調製上の簡便さからモルデナ
イト成分にレニウム成分を直接担持する方法が推
奨される。モルデナイト成分にレニウム成分を担
持するには過レニウム酸,過レニウム酸アンモニ
ウムなどの水溶性のレニウム化合物の水溶液から
含浸するのが好ましいが、含浸,イオン交換など
この分野でよく知られた他の方法も同様に使用で
きる。レニウム成分をモルデナイト成分の一部に
担持する場合はレニウム成分を担持したモルデナ
イトと担持していないモルデナイト(レニウム成
分を担持したものと同一の種類であつても異つて
いてもよい)を混合する方法により好適に達成さ
れる。 本発明の実質的にモルデナイト成分とレニウム
成分のみからなる触媒を調製する際のモルデナイ
ト成分は、イオン交換処理の前、又は後、或は焼
成による活性化の前、又は後のいずれでも使用可
能であるがイオン交換処理時に処理液中に存在す
る陽イオンなどによる悪影響を避ける為に、イオ
ン交換処理後のものを使用するのが好ましい。 本発明の触媒は反応に供する前に80〜150℃で
乾燥し、酸素含有雰囲気中300〜650℃の温度で焼
成して使用するのが好ましい。触媒の成型が必要
ならば粘土類,アルミナゾルなどの粘結剤を加え
て押出,打錠,転動造粒などの方法により成型で
きる。触媒の成型は焼成の前に行うのが好まし
い。 本発明の方法によるアルキル芳香族炭化水素の
トランスアルキル化反応は、高温気相で水素含有
ガスの存在下で行われるが、適切な反応条件は反
応温度、好ましくは150〜600℃、さらに好ましく
は200〜550℃であり、反応圧力は、好ましくは常
圧〜100Kg/cm2、さらに好ましくは常圧〜50Kg/
cm2である。重量空間速度(WHSV)は、好まし
くは0.05〜25Hr-1,さらに好ましくは0.1〜
20Hr-1であり、水素対炭化水素モル比は0.5〜
20mol/molが好ましい。 本発明に方法によればレニウム以外の金属又は
その化合物を使用した又は使用しないモルデナイ
ト触媒を用いる場合よりも芳香族炭化水素化合物
のトランスアルキル化活性が高くしかも副生物の
生成が少なく選択性が高い。 本発明の方法は、アルキル芳香族炭化水素のト
ランスアルキル化に際し、実質的にモルデナイト
成分とレニウム成分のみからなる特殊な触媒を使
用するため、水素分圧依存性が小さくなり、従つ
て、低い水素分圧での反応が可能となり、水素の
使用量および水素の加熱エネルギー消費量が少な
くてすむ、という効果が生ずる。 また、この触媒は、活性が高いので触媒量が少
量でも充分に反応が進行する。 さらに、本発明の方法は、この特殊な触媒を使
用するため、非芳香族、分解生成物というアルキ
ル芳香族炭化水素のトランスアルキル化反応にお
いて無駄な副生物の生成が少なく、極めて効率的
である。 本発明の方法は以下の実施例によりさらに詳細
に説明される。 実施例 1 粉末状の米国ノートン社製ナトリウム型合成モ
ルデナイト200gと日産化学製アルミナゾル(ア
ルミナとして10重量%含有)60gおよび適当量の
水を混合しペースト状の混合物とする。この混合
物を120℃で16時間乾燥後破砕して5mmφ×2mm
のペレツトに打錠成型した。このペレツト100g
を10重量%の塩化アンモニウム水溶液200gを用
いて90〜95℃で6時間処理した後、液を口別し新
たに塩化アンモニウム水溶液を加えて90〜95℃で
6時間処理する。この操作を4回繰返した後、液
を口別し、十分水洗して120℃で16時間乾燥を行
つた。乾燥後200メツシユ以下に粉砕してアンモ
ニウム型合成モルデナイト粉末を得た。 このアンモニウム型合成モルデナイト粉末の
520℃乾燥重量で100gを酸化レニウム()
(Re2O7)0.065gを溶解した水90mlに浸漬し、レ
ニウムを含浸する。120℃で16時間乾燥後3mmφ
×3mmのペレツトに打錠成型して空気雰囲気下
520℃で16時間焼成したものを触媒Aとする。触
媒Aは、520℃乾燥状態でレニウムを元素態金属
として0.05重量%含む。 別に上記アンモニウム型合成モルデナイト粉末
をそのまま3mmφ×3mmのペレツトに打錠成型
し、空気雰囲気下520℃で16時間焼成し触媒Bを
調製した。 触媒AおよびBについて固定床流通反応器を用
いてトルエンの不均化反応を行つた結果を表1に
示す。表1からレニウムを含有する触媒Aは高い
トルエンの不均化活性を有する事が明らかであ
る。
【表】 実施例 2 宮城県産天然モルデナイトを破砕して粒度を4
〜10メツシユとして塩化アンモニウム水溶液を用
いて実施例1と同じ方法で処理を行つた。水洗
い、120℃で16時間乾燥後200メツシユ以下に粉砕
してアンモニウム型天然モルデナイト粉末を得
た。 このアンモニウム型天然モルデナイト粉末の
520℃乾燥重量で100gを酸化レニウム()
0.130gを溶解した水90mlに浸漬しレニウムを含
浸する。120℃で16時間乾燥後3mmφ×3mmのペ
レツトに打錠成型し空気雰囲気下520℃で16時間
焼成したものを触媒Cとする。触媒Cは520℃の
乾燥状態でレニウムを元素態金属として0.10重量
%含む。 別に上記アンモニウム型天然モルデナイト粉末
をそのまま3mmφ×3mmのペレツトに打錠成型
し、空気雰囲気下520℃で16時間焼成し触媒Dを
調製した。 触媒CおよびDについて実施例1と同じ反応器
を用いてトルエンの不均化反応を長時間行い、活
性の経時変化を調べた結果を表2に示す。表2か
らレニウムを含有する触媒Cはトルエンの不均化
活性が高くしかも活性の経時劣化が少ない事が分
る。
【表】 実施例 3 実施例2で調製したアンモニウム型天然モルデ
ナイト粉末の520℃乾燥重量で10gを酸化レニウ
ム()0.130gを溶解した水9mlに浸漬してレ
ニウムを含浸し、120℃で16時間乾燥する。これ
に上記アンモニウム型天然モルデナイト粉末の
520℃乾燥重量で90gをよく混合し3mmφ×3mm
のペレツトに打錠成型後空気雰囲気下520℃で16
時間焼成し触媒Eとする。触媒Eは520℃乾燥状
態でレニウムを元素態金属として0.10重量%含
む。 触媒Eについて実施例2と同じ条件で反応を行
つた。反応75時間後の生成物中のC6+C8芳香族
は42.6重量%であつた。実施例2における触媒D
の結果を比較してモルデナイト成分の一部にレニ
ウムを担持しても活性向上効果が大きい。 実施例 4 実施例2における触媒Cの比較としてモリブデ
ンを含有する触媒を以下の方法で調製した。実施
例2と同じアンモニウム型天然モルデナイト粉末
の520℃乾燥重量で100gをパラモリブデン酸アン
モニウム〔(NH46Mo7O24・4H2O〕5.52gを溶解
した水90mlに浸漬しモリブデンを含浸する。120
℃で16時間乾燥後3mmφ×3mmのペレツトに打錠
成型し、空気雰囲気下520℃で16時間焼成した。
この触媒を触媒Fとする。触媒Fはモリブデンを
元素態金属として3.0重量%を含む。 触媒C,Fについて実施例1と同じ反応器を用
いてトルエンの不均化反応を水素分圧を変化させ
て行い活性の水素分圧依存性を調べた。結果を表
3に示す。表3からレニウム含有触媒Cは活性の
水素分圧依存性が小さいことが示される。
【表】 実施例 5 実施例2における触媒Cとレニウム含有量が異
なる他は同じ調製法で、520℃乾燥状態でレニウ
ムを元素態金属として0.015重量%含む触媒Gを
調製した。 触媒Gおよび比較触媒Fについて実施例1と同
じ反応器を用いてトルエンの不均化反応を行い反
応の選択性を調べた結果を表4に示す。表4から
レニウムを含有する触媒Gは反応圧が低くても活
性が高く、すなわち水素分圧依存性が小さい事が
分る。さらに非芳香族と分解生成物の生成が少な
く選択性も高い事が分る。
【表】 実施例 6 実施例2と同様な方法でアンモニウム型天然モ
ルデナイト粉末を調整した。このアンモニウム型
天然モルデナイト粉末をレニウム、鉄、ニツケ
ル、コバルト、クロムおよびタングステンの水溶
性化合物の各水溶液に浸漬した。120℃で16時間
乾燥後3mmφ×3mmのペレツトに打錠成型し、空
気雰囲気下520℃で16時間焼成して、レニウム、
鉄、ニツケル、コバルト、クロムおよびタングス
テンを各々含む触媒H〜Mを調整した。 これとは別に上記アンモニウム型天然モルデナ
イト粉末をそのまま3mmφ×3mmのペレツトに打
錠成型し、空気雰囲気下520℃で16時間焼成し触
媒Nを調整した。 触媒H〜Nについて固定床流通反応器を用いて
トルエンの不均化反応を行つた。反応結果を表5
に示す。
【表】 レニウム添加のものと比較していずれも活性向
上効果が小さいか、或はむしろ活性を低下させる
ことがわかる。 実施例 7 実施例2と同様な方法でレニウム添加量の異な
る触媒を調製した。固定床流通反応器を用いてト
ルエンの不均化反応を行い、各触媒の比活性を調
べた。 表6にレニウム添加量と同一活性を示す触媒量
から求めた比活性との関係を示す。
【表】 レニウム添加量が0.005重量%程度の微量でも
活性の向上効果が大きい。レニウム添加量が約1
重量%以上ではもはや活性の向上効果の増大は認
められず、一方分解反応などの副反応が大きくな
り好ましくない。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アルキル芳香族炭化水素を高温気相で水素含
    有ガスの存在下でトランスアルキル化させるに際
    し、実質的にモルデナイト成分およびレニウム成
    分のみからなる触媒を用いる事を特徴とするアル
    キル芳香族炭化水素のトランスアルキル化法。
JP7173479A 1979-06-07 1979-06-07 Transalkylation of alkyl aromatic hydrocarbon Granted JPS55164631A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7173479A JPS55164631A (en) 1979-06-07 1979-06-07 Transalkylation of alkyl aromatic hydrocarbon

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JP7173479A JPS55164631A (en) 1979-06-07 1979-06-07 Transalkylation of alkyl aromatic hydrocarbon

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JPS55164631A JPS55164631A (en) 1980-12-22
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ID=13469039

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IN192640B (ja) * 1995-03-06 2004-05-08 Toray Industries
US6040490A (en) * 1995-03-06 2000-03-21 Toray Industries, Inc. Process for producing aromatic compounds by dealkylation, transalkylation, or disproportionation
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US6462248B1 (en) * 1998-09-09 2002-10-08 Toray Industries, Inc. Method for producing aromatic compounds having alkyl group with at least three carbon atoms

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