JPS63185808A - 結晶性シリカ多形体 - Google Patents
結晶性シリカ多形体Info
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- Catalysts (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な結晶性シリカ多形体に関する。
アルミノシリケートゼオライト類は、トルエンのメチル
化用触媒として知られている。米国特許3.965,2
08 、同4,100,215 、同4,127,61
6およびYashima et al、“Alkyla
tion On 5yntheticZeolites
”、 Journal of Catalysis、
16.273〜280(1970)は、トルエンのメチ
ル化用触媒としてゼオライト類を記載する先行技術の代
表である。
化用触媒として知られている。米国特許3.965,2
08 、同4,100,215 、同4,127,61
6およびYashima et al、“Alkyla
tion On 5yntheticZeolites
”、 Journal of Catalysis、
16.273〜280(1970)は、トルエンのメチ
ル化用触媒としてゼオライト類を記載する先行技術の代
表である。
ドイツ国公開明細書2,755,770から知られてい
るように、アルミ/シリケートゼオライト中のアルミナ
の全部または一部分は鉄酸化物または鉄酸化物とガリウ
ム鼓化物との組合せによって置換できる。この公開明細
書は、記載するメタロシリケート類がトルエンのメチル
化において触媒として有用であると述べている。したが
って、この公開明細書はトルエンのメチル化において有
用なゼオライト類に関する知識のたくねえを鉄含有メタ
ロシリケート類の実用性を示唆することによって拡大す
る。
るように、アルミ/シリケートゼオライト中のアルミナ
の全部または一部分は鉄酸化物または鉄酸化物とガリウ
ム鼓化物との組合せによって置換できる。この公開明細
書は、記載するメタロシリケート類がトルエンのメチル
化において触媒として有用であると述べている。したが
って、この公開明細書はトルエンのメチル化において有
用なゼオライト類に関する知識のたくねえを鉄含有メタ
ロシリケート類の実用性を示唆することによって拡大す
る。
ゼオライト類のアルミナ(またはアルミナ代替物)含量
とシリカ含量との、トルエンのメチル化法におけるそれ
らの実用性に関する相互関係は明らかに研究さ九できて
いない。しかしながら、米国特許3,894,103は
、低扱脂肪旗アルコール、たとえば、メタノールを芳香
族化合物に変える触媒としてゼオライト類の使用に関し
てシリカ/アルミナの比を探究している。米国特許3,
894,103の欄5および6にわたる表から明らかな
ように、生成するとき芳香族生成物の量はシリカ/アル
ミナの比が増加するとき減少する。35/1の比におい
て。
とシリカ含量との、トルエンのメチル化法におけるそれ
らの実用性に関する相互関係は明らかに研究さ九できて
いない。しかしながら、米国特許3,894,103は
、低扱脂肪旗アルコール、たとえば、メタノールを芳香
族化合物に変える触媒としてゼオライト類の使用に関し
てシリカ/アルミナの比を探究している。米国特許3,
894,103の欄5および6にわたる表から明らかな
ように、生成するとき芳香族生成物の量はシリカ/アル
ミナの比が増加するとき減少する。35/1の比におい
て。
芳香族生成物の生成量は77%または79%である(表
の欄1および2参照)。1300/1の比において。
の欄1および2参照)。1300/1の比において。
芳香族生成物は生成しない(表の欄10参照)。この特
許に表わされているデータから、シリカ対アルミナの比
が高いと、触媒の活性は一般に悪影響を受ける。こうし
て、トルエンのメチル化反応の触媒現象において結晶性
シリカが非常に大きい活性をもつことは予測されない。
許に表わされているデータから、シリカ対アルミナの比
が高いと、触媒の活性は一般に悪影響を受ける。こうし
て、トルエンのメチル化反応の触媒現象において結晶性
シリカが非常に大きい活性をもつことは予測されない。
促進剤を含有する結晶性シリカ組成物およびそれを含有
しない結晶性シリカ組成物は、いくつか知られている。
しない結晶性シリカ組成物は、いくつか知られている。
参照1例えば、米国特許3,941,871゜米国特許
4,061,724 、米国特許4,073,865
。
4,061,724 、米国特許4,073,865
。
米国特許4,104,294 、およびFlanige
n et al。
n et al。
” 5ilicalite、 A New Hydr
ophobia CrystallineSilica
′Aolecular 5ieve ”、Natu
re、Vol、271゜9 February 197
8.512〜516ページ。
ophobia CrystallineSilica
′Aolecular 5ieve ”、Natu
re、Vol、271゜9 February 197
8.512〜516ページ。
しかしながら、米国特許4,104,294中にのみ、
結晶性シリカ組成物が触媒として有用であるかも知れな
いという情報が存在する。このような組成物は「炭化水
素の転化」反応における使用に適するという記載は非特
定的であり、説明的でなく、そして確認されていない。
結晶性シリカ組成物が触媒として有用であるかも知れな
いという情報が存在する。このような組成物は「炭化水
素の転化」反応における使用に適するという記載は非特
定的であり、説明的でなく、そして確認されていない。
それゆえ、専門家が結晶性シリカは、最もよくても、劣
った触媒であろうと強調しているので、当業者はこの特
許明細書を読んでこのような材料を触媒として使用しよ
うと考えないであろう。「炭化水素の転化」という広範
な領域に関する記載は、このような触媒がトルエンのメ
チル化において、あるいは、事実、なんらかの特定の変
換法において、実用性をもつであろうことを教示してい
ない。
った触媒であろうと強調しているので、当業者はこの特
許明細書を読んでこのような材料を触媒として使用しよ
うと考えないであろう。「炭化水素の転化」という広範
な領域に関する記載は、このような触媒がトルエンのメ
チル化において、あるいは、事実、なんらかの特定の変
換法において、実用性をもつであろうことを教示してい
ない。
前述のような先行技術の背景に対して、結晶格子中にア
ルミナまたはアルミナ代替物を実質的に含有しない新規
な結晶性シリカが、トルエンをメチル化してキシレンを
生成する特定の方法のきわめてすぐれた触媒であり、こ
の方法はパラ−異性体のとくに高い比率によって特徴づ
けられることを、発見した。
ルミナまたはアルミナ代替物を実質的に含有しない新規
な結晶性シリカが、トルエンをメチル化してキシレンを
生成する特定の方法のきわめてすぐれた触媒であり、こ
の方法はパラ−異性体のとくに高い比率によって特徴づ
けられることを、発見した。
結晶性シリカ多形体は、本質的に明確なチャンネル、5
.0〜6.5、好ましくは約5.0〜5.8オングスト
ローム単位の範囲の該チャンネルの軸、および1.81
〜1.94.好ましくは1.83〜1.89g/m Q
の範囲の密度を有する。このシリカはさらにX線回折に
よって特徴づけられ、d(人)=3.OO±0.05に
おける回折ピークの半分の高さにおけ幅が約O,OS〜
0.210’ (2θ)の範囲、とくにd(人)=1.
46±0.05におけるそれが約0.05〜0.320
” (2θ)である。
.0〜6.5、好ましくは約5.0〜5.8オングスト
ローム単位の範囲の該チャンネルの軸、および1.81
〜1.94.好ましくは1.83〜1.89g/m Q
の範囲の密度を有する。このシリカはさらにX線回折に
よって特徴づけられ、d(人)=3.OO±0.05に
おける回折ピークの半分の高さにおけ幅が約O,OS〜
0.210’ (2θ)の範囲、とくにd(人)=1.
46±0.05におけるそれが約0.05〜0.320
” (2θ)である。
d(入) =3.85±0.03におけるピーク対バッ
クグランウドの比は少なくとも約20.好ましくは少な
くとも30.0である。
クグランウドの比は少なくとも約20.好ましくは少な
くとも30.0である。
反応成分の供給物中のトルエン対メチル化剤のモル比は
約1〜50/1の間で変化できる。好ましい比は3〜3
0/1であり、最も好ましい比は5〜20/1である。
約1〜50/1の間で変化できる。好ましい比は3〜3
0/1であり、最も好ましい比は5〜20/1である。
反応成分の比においてメチル化剤がトルエン1部当り約
1部よりも多くなると、望ましくない副生物が生成する
ことがある。反応成分の比においてトルエンがメチル他
剤1部当り約50部よりも多くなると、パラ−キシレン
を分離し、反応成分を再循環するためのエネルギーのコ
ストが高くなる。
1部よりも多くなると、望ましくない副生物が生成する
ことがある。反応成分の比においてトルエンがメチル他
剤1部当り約50部よりも多くなると、パラ−キシレン
を分離し、反応成分を再循環するためのエネルギーのコ
ストが高くなる。
重量時間空間速度、WHSV、で表わす反応成分の供給
速度は、反応成分の供給重量/触媒の重量/時である。
速度は、反応成分の供給重量/触媒の重量/時である。
WHSVは約1〜500の間で変化しうる。
好ましくは5反応酸分の供給は2〜250、最も好まし
くは3〜100の間で変化する。
くは3〜100の間で変化する。
本発明の新規な結晶性シリカ多形体はシリカからなる格
子を有する。それらは多機孔質であり、5.0〜6.5
オングストローム単位の範囲の孔大きさまたは結晶内チ
ャンネル大きさく軸)を有する。これらの孔または結晶
チャンネルは本質的に明確である、すなわち、それらは
分子、原子またはイオン、たとえば、塩素、ナトリウム
、硝酸塩および1a酸塩などによりふさがられない。そ
れらの分子、原子またはイオンは先行技術の結晶性シリ
カ中には存在することがあり、そして内部の部位への移
送を妨害する。後述する方法で測定した密度と結晶化度
は、この新規なシリカの他の区別する特徴である。本発
明のシリカの測定した密度は理論(計算)密度に密接に
近似し、このことは先行技術の結晶性シリカと異なり、
本発明のシリカが有意の数の酸部位をもつ結晶の欠陥が
最小であることを示す。この新規な結晶性シリカは吸着
または内部に吸蔵された少量のアルミナ、鉄またはゲル
マニウムの不純物を含有することができるが、このよう
な物質は格子網状構造の規則的な部分を形成せず、それ
ゆえこのシリカはメタロシリケートと考えることができ
ない。
子を有する。それらは多機孔質であり、5.0〜6.5
オングストローム単位の範囲の孔大きさまたは結晶内チ
ャンネル大きさく軸)を有する。これらの孔または結晶
チャンネルは本質的に明確である、すなわち、それらは
分子、原子またはイオン、たとえば、塩素、ナトリウム
、硝酸塩および1a酸塩などによりふさがられない。そ
れらの分子、原子またはイオンは先行技術の結晶性シリ
カ中には存在することがあり、そして内部の部位への移
送を妨害する。後述する方法で測定した密度と結晶化度
は、この新規なシリカの他の区別する特徴である。本発
明のシリカの測定した密度は理論(計算)密度に密接に
近似し、このことは先行技術の結晶性シリカと異なり、
本発明のシリカが有意の数の酸部位をもつ結晶の欠陥が
最小であることを示す。この新規な結晶性シリカは吸着
または内部に吸蔵された少量のアルミナ、鉄またはゲル
マニウムの不純物を含有することができるが、このよう
な物質は格子網状構造の規則的な部分を形成せず、それ
ゆえこのシリカはメタロシリケートと考えることができ
ない。
結晶性シリカは、空気中で550℃において4時間焼成
後のその活性化された形態で、水の置換により測定して
、1.81〜1.94.好ましくは1.83〜1.89
g/c、c、の比重(密度)をもつ、この高い比重(密
度)はすぐれた触媒の性能の1つの指示である。
後のその活性化された形態で、水の置換により測定して
、1.81〜1.94.好ましくは1.83〜1.89
g/c、c、の比重(密度)をもつ、この高い比重(密
度)はすぐれた触媒の性能の1つの指示である。
結晶性シリカは、空気中で550℃において少なくとも
2時間加熱した後、特徴的なx!!の粉末回析図形を示
し、この図形は表Aに実質的に示すように平面間のd間
隔(人)におけるその最強の線と相対密度(I/IO)
を有する。
2時間加熱した後、特徴的なx!!の粉末回析図形を示
し、この図形は表Aに実質的に示すように平面間のd間
隔(人)におけるその最強の線と相対密度(I/IO)
を有する。
3.85±0.05 100
11.1 ±0.2 87
3.81±0.05 57
9.93±0.1 51
3.71±0.05 49
3.79±0.05 45
9.80±0.1 42
3.74±0.05 40
3、OO=!=0.05 385.95±0.
1 30 2.01±0.05 25 1.99+0.05 25 3.65±O,O520 3゜61±0.05 20 2.95±0.05 18 1.46±0.05 17 X線回折の測定値は、CuKα放射線を用い40KeV
35@において2500ct/秒の最高速度で、シンチ
レーションカウンターと、厚さ3ミル(0,076mm
)の12.5mmの照射試料を含有する補正スリットと
を備える記録式フィリップス(Phillips)回折
計により、得る。ピーク高さ、■、および2Xシータ(
θ)の関数として位置を測定した。ここでシータ(θ)
はブラッグ角である。これらの値から、相対密度と平面
X線図形(上のようにして得た)における1または2以
上の位置において測定した。第1の測定はd(人) =
3.00±0.05において行ない、約ヰ#に0.2
10°(2θ)の範囲であり、そして第2の測定はd(
入) = 1.46±0.05において行ない、約0.
05〜0.05〜0.320@(2θ)の範囲である。
1 30 2.01±0.05 25 1.99+0.05 25 3.65±O,O520 3゜61±0.05 20 2.95±0.05 18 1.46±0.05 17 X線回折の測定値は、CuKα放射線を用い40KeV
35@において2500ct/秒の最高速度で、シンチ
レーションカウンターと、厚さ3ミル(0,076mm
)の12.5mmの照射試料を含有する補正スリットと
を備える記録式フィリップス(Phillips)回折
計により、得る。ピーク高さ、■、および2Xシータ(
θ)の関数として位置を測定した。ここでシータ(θ)
はブラッグ角である。これらの値から、相対密度と平面
X線図形(上のようにして得た)における1または2以
上の位置において測定した。第1の測定はd(人) =
3.00±0.05において行ない、約ヰ#に0.2
10°(2θ)の範囲であり、そして第2の測定はd(
入) = 1.46±0.05において行ない、約0.
05〜0.05〜0.320@(2θ)の範囲である。
これらの測定値は本発明のシリカの区別のある特性であ
る。他の比であり、この比は式□により与えられここで
Aは試料のx#1回折図形(前述の手順に従う)におけ
る最も強い反射の計数7秒であり、そしてBは優先的に
処理しなかった試料について1/4°(2θ)分の走査
速度を用い15″〜18@(2θ)の間の非回折角度に
おける計数7秒である。本発明のシリカは少なくとも2
0、好ましくは少なくとも30.ある場合には40より
大きいピーク対バックグラウンドを示す。
る。他の比であり、この比は式□により与えられここで
Aは試料のx#1回折図形(前述の手順に従う)におけ
る最も強い反射の計数7秒であり、そしてBは優先的に
処理しなかった試料について1/4°(2θ)分の走査
速度を用い15″〜18@(2θ)の間の非回折角度に
おける計数7秒である。本発明のシリカは少なくとも2
0、好ましくは少なくとも30.ある場合には40より
大きいピーク対バックグラウンドを示す。
本発明の結晶性シリカは、水、シリカ源、たとえば、°
シリカゾル、アルカリ金属ケイ酸塩、シリカゲル、ヒユ
ームドシリカなどとアルキロニウム化合物、たとえば、
第4級アンモニウム塩およびホスホニウム塩を含有する
反応混合物を、熱水条件下でpH10〜14において加
熱することによって、製造される。pHはアルカリ金属
水酸化物で調整できる。結晶性シリカの形成に典型的な
反応温度および時間は120〜200℃で約20〜20
0時間、好ましくは150〜165℃で約30〜120
時間である。次いで生成物を液体から2濾過により分離
し、水洗し、95〜105℃で8〜16時間乾燥する。
シリカゾル、アルカリ金属ケイ酸塩、シリカゲル、ヒユ
ームドシリカなどとアルキロニウム化合物、たとえば、
第4級アンモニウム塩およびホスホニウム塩を含有する
反応混合物を、熱水条件下でpH10〜14において加
熱することによって、製造される。pHはアルカリ金属
水酸化物で調整できる。結晶性シリカの形成に典型的な
反応温度および時間は120〜200℃で約20〜20
0時間、好ましくは150〜165℃で約30〜120
時間である。次いで生成物を液体から2濾過により分離
し、水洗し、95〜105℃で8〜16時間乾燥する。
結晶性シリカは表Aに示すxi粉粉末回国図形より特徴
づけられる。
づけられる。
前節の手順により得られた結晶性シリカは、次の処理を
行なわないと触媒として不活性である。
行なわないと触媒として不活性である。
すなわち、空気またはN2中で約200℃〜550℃で
約4時間活性化し、次いでアンモニウム塩、たとえば、
硝酸アンモニウムで塩基交換する。場合によっては次い
で空気またはN2中で約200℃〜550℃で数時間焼
成する。
約4時間活性化し、次いでアンモニウム塩、たとえば、
硝酸アンモニウムで塩基交換する。場合によっては次い
で空気またはN2中で約200℃〜550℃で数時間焼
成する。
当業者にとって明らかなように、時間と温度とを相互に
関づけて、ここに提供した開示の精神の範囲内で、活性
化温度および他の温度を、加熱時間を相応して減少する
場合、前記の範囲を越えさせることもできる。
関づけて、ここに提供した開示の精神の範囲内で、活性
化温度および他の温度を、加熱時間を相応して減少する
場合、前記の範囲を越えさせることもできる。
本発明のシリカは、芳香族のアルキル化を包含するいく
つかの反応、とくにトルエンのメチル化の触媒として有
用である。
つかの反応、とくにトルエンのメチル化の触媒として有
用である。
典型的なメチル化剤はメタノール、ジメチルエーテル、
塩化メチル、臭化メチルおよび硫化ジメチルである。こ
こに提供した説明に基づいて本発明の方法に他のメチル
化剤を使用することもできる。好ましいメチル化剤はメ
タノールとジメチルエーテルである。メタノールは最も
好ましい。
塩化メチル、臭化メチルおよび硫化ジメチルである。こ
こに提供した説明に基づいて本発明の方法に他のメチル
化剤を使用することもできる。好ましいメチル化剤はメ
タノールとジメチルエーテルである。メタノールは最も
好ましい。
メチル化法はトルエンおよびメチル化剤に基づくキシレ
ンの高い収率、ならびにオルト異性体およびメタ異性体
を犠牲にしたパラ−キシレンに対する予期せざるほどに
高い選択率によって特徴づけられる。
ンの高い収率、ならびにオルト異性体およびメタ異性体
を犠牲にしたパラ−キシレンに対する予期せざるほどに
高い選択率によって特徴づけられる。
キシレン異性体、すなわち、オルト−キシレン。
メタ−キシレンおよびパラ−キシレンのうちで、パラ−
キシレンはとくに価値があり、商標Dacron3の合
成繊維を包含する合成繊維の製造における中間体である
テレフタル酸の製造において有用である。キシレン異性
体の混合物は一般に平衡混合物中に約24重量%のパラ
−キシレンを含有する。パラ−キシレンは通常このよう
な混合物から経費のかかる超分別および多工程冷却によ
り分離される。
キシレンはとくに価値があり、商標Dacron3の合
成繊維を包含する合成繊維の製造における中間体である
テレフタル酸の製造において有用である。キシレン異性
体の混合物は一般に平衡混合物中に約24重量%のパラ
−キシレンを含有する。パラ−キシレンは通常このよう
な混合物から経費のかかる超分別および多工程冷却によ
り分離される。
本発明の方法は、パラ−キシレンが主要比率を占めるキ
シレン生成物を与える。パラ−キシレンの改良された収
率は、24%の平aS度の約4倍までにおよび、パラ−
キシレンの製造およびオルト−キシレンおよびメタ−キ
シレンからの分離の経費を減少する。
シレン生成物を与える。パラ−キシレンの改良された収
率は、24%の平aS度の約4倍までにおよび、パラ−
キシレンの製造およびオルト−キシレンおよびメタ−キ
シレンからの分離の経費を減少する。
パラ−キシレンの特徴ある高い収率は、結晶性シリカ触
媒のアルキル化機構に対する選択性から生ずるものと信
じられる。高いパラ−選択性を生ずるアルキル化は孔構
造の内部で起こると信じられ、一方異性化、不均化、ア
ルキル交換、およびメチル他剤自体との反応により望ま
しくない副生物を生じつる結晶表面の反応部位は比較的
不活性である。他の全翼、たとえば、アルミニウムが、
先行技術の結晶性触媒の固有部分として、存在すると、
これは過度の反応性と連合して望ましくない副生物を形
成する。メチル化剤とオレフィンおよびアルカンとの反
応はとくに望ましくなく、これによりメチル化剤に基づ
くパラ−キシレンの収率は減少する。
媒のアルキル化機構に対する選択性から生ずるものと信
じられる。高いパラ−選択性を生ずるアルキル化は孔構
造の内部で起こると信じられ、一方異性化、不均化、ア
ルキル交換、およびメチル他剤自体との反応により望ま
しくない副生物を生じつる結晶表面の反応部位は比較的
不活性である。他の全翼、たとえば、アルミニウムが、
先行技術の結晶性触媒の固有部分として、存在すると、
これは過度の反応性と連合して望ましくない副生物を形
成する。メチル化剤とオレフィンおよびアルカンとの反
応はとくに望ましくなく、これによりメチル化剤に基づ
くパラ−キシレンの収率は減少する。
メチル化法は固定床または動く床の触媒系を用いてバッ
チ式、半連続式または連続式に実施できる。メチル化剤
の多数回の注入を使用できる。1つの態様において、流
動床の触媒ゾーンを使用し。
チ式、半連続式または連続式に実施できる。メチル化剤
の多数回の注入を使用できる。1つの態様において、流
動床の触媒ゾーンを使用し。
そこにおいて反応成分を並流的または向流的に触媒の動
く流動床に通す。触媒は、もちろん、使用後再生できる
。
く流動床に通す。触媒は、もちろん、使用後再生できる
。
トルエンとメチル化剤は通常予備混合し、−緒に反応器
に供給してそれらの間の望む比を維持し、反応の速度論
を崩壊するいづれかの反応成分の濃度が局所的に高くな
ることを防止する。しかしながら、反応器中の反応成分
の蒸気のすぐ九た混合を確保するように注意するならば
、個々の供給を用いることができる。メチル化剤の濃度
が即時に高くなることは、それを段階的に加えることに
より低くすることができる0段階的添加により、トルエ
ン/メチル化剤の濃度を最適レベルに維持してすぐれた
トルエンの添加率を得ることができる。
に供給してそれらの間の望む比を維持し、反応の速度論
を崩壊するいづれかの反応成分の濃度が局所的に高くな
ることを防止する。しかしながら、反応器中の反応成分
の蒸気のすぐ九た混合を確保するように注意するならば
、個々の供給を用いることができる。メチル化剤の濃度
が即時に高くなることは、それを段階的に加えることに
より低くすることができる0段階的添加により、トルエ
ン/メチル化剤の濃度を最適レベルに維持してすぐれた
トルエンの添加率を得ることができる。
水素ガスを反応に炭化防止剤および希釈剤として供給で
きる。
きる。
触媒と反応成分は、別々にまたは一緒に反応温度に加熱
できる0反応温度は約400℃〜650℃、好ましくは
約500℃〜600℃、最も好ましくは約550℃であ
る。温度が約650℃よりも高いと、不均化。
できる0反応温度は約400℃〜650℃、好ましくは
約500℃〜600℃、最も好ましくは約550℃であ
る。温度が約650℃よりも高いと、不均化。
炭化、および脱アルキル化を起こし、一方約400℃よ
り低い温度は反応速度を遅くするであろう。
り低い温度は反応速度を遅くするであろう。
反応圧力は大気圧より低い圧力から高い圧力まで変化で
きる。 50kPa 〜4,000kPa以上の圧力を
使用でき、好ましい圧力は100kPa〜2,0OOk
Paである。
きる。 50kPa 〜4,000kPa以上の圧力を
使用でき、好ましい圧力は100kPa〜2,0OOk
Paである。
圧力が増加するに連れて、オルト−キシレンまたはメタ
−キシレンの異性体の量は増加することがある。
−キシレンの異性体の量は増加することがある。
アルキル化法を実施するとき、アルキル化の温度および
条件に抵抗性の他の物質中に結晶性シリカを混入するこ
とが望ましいことがある。このような物質には合成また
は天然に産出する物質ならびに無機物質、たとえば、粘
土、シリカおよび金属酸化物が包含される。後者は天然
に産出するものか、あるいはゲル質沈殿またはゲル、た
とえば、シリカと金属酸化物の形であることができる。
条件に抵抗性の他の物質中に結晶性シリカを混入するこ
とが望ましいことがある。このような物質には合成また
は天然に産出する物質ならびに無機物質、たとえば、粘
土、シリカおよび金属酸化物が包含される。後者は天然
に産出するものか、あるいはゲル質沈殿またはゲル、た
とえば、シリカと金属酸化物の形であることができる。
結晶性シリカと複合できる天然に産出する粘土には、モ
ントモリロナイト族およびカオリン族のものが含まれる
。混合物は共ゲルの形態であることができる。微細な結
晶性シリカと無機酸化物ゲルのマトリックスの相対的比
率は広く変化でき、結晶性シリカの含量は複合物の重量
の約1〜90%、さらに通常約2〜70%である。
ントモリロナイト族およびカオリン族のものが含まれる
。混合物は共ゲルの形態であることができる。微細な結
晶性シリカと無機酸化物ゲルのマトリックスの相対的比
率は広く変化でき、結晶性シリカの含量は複合物の重量
の約1〜90%、さらに通常約2〜70%である。
次の実施例により本発明を説明する。部および百分率は
特記しないがきり重量による。
特記しないがきり重量による。
大五里上
次の成分から結晶性シリカ触媒を製造した:CC2H%
)、NCQ 115.3NaOH30,4 H20108 30%Sin、 1270 30%Sin、はLudox’3 SM、すなわち、少
量のナトリウム不純物を含有する水中のコロイドシリカ
の30%分散液として得た。
)、NCQ 115.3NaOH30,4 H20108 30%Sin、 1270 30%Sin、はLudox’3 SM、すなわち、少
量のナトリウム不純物を含有する水中のコロイドシリカ
の30%分散液として得た。
(CzHg)JCQおよびNaOHの水溶液をコロイド
シリカと室温で15分間激しく混合した。この生じた混
合物を1ガロンのチタンのオートクレーブに供給した。
シリカと室温で15分間激しく混合した。この生じた混
合物を1ガロンのチタンのオートクレーブに供給した。
このオートクレーブを密封し、内容物の温度もlO℃/
分でゆっくり(75〜95rpm)かきまぜながら15
0℃に上昇し、ゆっくりかきまぜながら150℃に6時
間保持し、次いでこのスラリーをオートクレーブから排
出し、濾過した。
分でゆっくり(75〜95rpm)かきまぜながら15
0℃に上昇し、ゆっくりかきまぜながら150℃に6時
間保持し、次いでこのスラリーをオートクレーブから排
出し、濾過した。
フィルター上の固体の結晶性生成物を水洗して未反応の
塩と可溶性反応成分を除去し1次いで窒素ふん囲気中で
95℃で乾燥した。
塩と可溶性反応成分を除去し1次いで窒素ふん囲気中で
95℃で乾燥した。
X線分析はこの物質を100%の結晶性シリカとして確
証した。乾燥試料の分析は次のとおりであった: 皮」L立 コL N O,96 C6,5 Na、OO,76 A1220. 518 (PPm)残部
H20および5in2 この結晶性シリカを空気中で550℃で4時間焼成し、
次いで2回連続して95℃で10%NHsNOz溶液(
結晶性シリカLog当りIg)とまず16時間、次に4
時間接触させることによってアンモニウムで交換した。
証した。乾燥試料の分析は次のとおりであった: 皮」L立 コL N O,96 C6,5 Na、OO,76 A1220. 518 (PPm)残部
H20および5in2 この結晶性シリカを空気中で550℃で4時間焼成し、
次いで2回連続して95℃で10%NHsNOz溶液(
結晶性シリカLog当りIg)とまず16時間、次に4
時間接触させることによってアンモニウムで交換した。
前駆物質を次いで濾過し、H,Oで洗い、N2中で95
℃において乾燥し、そして空気中で550℃において4
時間焼成(活性化)した、d(人)=3.85ピークに
ついて測定したピーク対バックグラウンドの比は53で
あった。d(人)=3.OOおよびd(人)=1.46
における回折ピークは、半分の高さにおいてそれぞれ0
.20および0.17” (2θ)の幅を有する。
℃において乾燥し、そして空気中で550℃において4
時間焼成(活性化)した、d(人)=3.85ピークに
ついて測定したピーク対バックグラウンドの比は53で
あった。d(人)=3.OOおよびd(人)=1.46
における回折ピークは、半分の高さにおいてそれぞれ0
.20および0.17” (2θ)の幅を有する。
水の萱換により1.86g/c、c、の観測密度が得ら
れた。
れた。
夾立五呈
次の成分から結晶性シリカ触媒を製造した:(C2H,
)4NCI2 576 gNaOH152g 820 540 g 30%5i026350 g 30%Sin、はLudoxl SM、すなわち、少量
のナトリウム不純物を含有する水中のコロイドシリカの
30%分散液として得た。
)4NCI2 576 gNaOH152g 820 540 g 30%5i026350 g 30%Sin、はLudoxl SM、すなわち、少量
のナトリウム不純物を含有する水中のコロイドシリカの
30%分散液として得た。
(C,H,)4NCQおよびNaOHの水溶液をコロイ
ドシリカと35℃で15分間激しく混合した。この混合
物を3ガロンのハステロイCのオートクレーブに入れ、
密封した。この容器の温度を10℃/分でゆっくり(7
5〜95rpm)かきまぜながら160℃に上げ。
ドシリカと35℃で15分間激しく混合した。この混合
物を3ガロンのハステロイCのオートクレーブに入れ、
密封した。この容器の温度を10℃/分でゆっくり(7
5〜95rpm)かきまぜながら160℃に上げ。
ゆっくりかきまぜ9がら160℃に4日間保持した。
この固体の結晶性生成物をスラリーから濾過し。
水洗して未反応の塩と可溶性反応成分を除去した。
次いでそれを窒素ふん囲気中で95℃で乾燥した。
X線分析はこの物質を100%の結晶性シリカとして確
証した。乾燥した試料の分析は1次のとおりであった: 化二含二宜 コし N O,70C5,26 Na20 0.63H2O1,2 Sin292.2 A Q 、0. 508 (ppm)こ
の結晶性シリカを空気中で550℃において4時間焼成
し、次いで2回連続して95℃において10%NH4N
o、溶液(結晶性シリカLog当りIg)とまず16時
間、次いで4時間接触することによってアンモニウムで
交換した。この触媒前駆物質を次いで濾過し、H2Oで
洗い、NZ中で95℃において乾燥し、そして空気中で
550℃4時間焼成(活性化)した。
証した。乾燥した試料の分析は1次のとおりであった: 化二含二宜 コし N O,70C5,26 Na20 0.63H2O1,2 Sin292.2 A Q 、0. 508 (ppm)こ
の結晶性シリカを空気中で550℃において4時間焼成
し、次いで2回連続して95℃において10%NH4N
o、溶液(結晶性シリカLog当りIg)とまず16時
間、次いで4時間接触することによってアンモニウムで
交換した。この触媒前駆物質を次いで濾過し、H2Oで
洗い、NZ中で95℃において乾燥し、そして空気中で
550℃4時間焼成(活性化)した。
活性化後の表面積は320m”/gであった。
実施例3
結晶性シリカを次の成分から製造した:(C2H5)4
NCQ 57.6 gNaOH15,2g 820 140 g ヒユームドSin、 190 gヒユームド5i
n2はCab−0−5i 23 H5−3として得た。
NCQ 57.6 gNaOH15,2g 820 140 g ヒユームドSin、 190 gヒユームド5i
n2はCab−0−5i 23 H5−3として得た。
(C,H,)4NCQおよびNaOH(55m Qの水
中)の水溶液ヲ、190gのヒユームドシリカと855
mΩの水との混合物に25℃で激しくかきまぜながら加
えた。この混合物を均質になるまでさらに15分間かき
まぜた。この混合物を40のチタンのオートクレーブに
入れ、密封した。この容器の温度をlO℃/分でゆっく
りかきまぜながら160℃に上昇し、160℃に60時
間維持した。固体の結晶性生成物を濾過し。
中)の水溶液ヲ、190gのヒユームドシリカと855
mΩの水との混合物に25℃で激しくかきまぜながら加
えた。この混合物を均質になるまでさらに15分間かき
まぜた。この混合物を40のチタンのオートクレーブに
入れ、密封した。この容器の温度をlO℃/分でゆっく
りかきまぜながら160℃に上昇し、160℃に60時
間維持した。固体の結晶性生成物を濾過し。
洗浄して可溶性塩を除去した。この生成物を窒素中で9
5℃で乾燥した。
5℃で乾燥した。
乾燥した試料の生成物の分析値は、次のとおりであった
: 化合物 −≦− [(CzHs)*Nココ。
9.628201.05 Na20 0.43 AI220. 365 (ppm)SiO□
88.9 この結晶性シリカを空中で550℃で4時間焼成し、そ
して2回連続して95℃において10%N84No。
: 化合物 −≦− [(CzHs)*Nココ。
9.628201.05 Na20 0.43 AI220. 365 (ppm)SiO□
88.9 この結晶性シリカを空中で550℃で4時間焼成し、そ
して2回連続して95℃において10%N84No。
溶液と、まず16時間、次いで4時間接触させることに
よりアンモニウムと交換した。この交換した触媒を濾過
し、H2Oで洗い、窒素中で95℃において乾燥した。
よりアンモニウムと交換した。この交換した触媒を濾過
し、H2Oで洗い、窒素中で95℃において乾燥した。
最後の活性化は550℃において空気中で4時間実施し
た。
た。
11匹上二王
3.6gの量の実施例2の触媒を、分割管型の炉にそう
人した1インチ(2,54cm)の直径の石英反応器内
に入れ、3回の連続するトルエンのパラ−キシレンへの
メチル化に使用した。トルエンとメタノールを3対1の
モル比で、0.8のH2対炭化水素(HC)の比で並流
する水素(H2)供給物と−緒に、粉末状触媒に101
kPa(1気圧)において通した。反応条件とモル%で
表わした結果を表1に要約する。
人した1インチ(2,54cm)の直径の石英反応器内
に入れ、3回の連続するトルエンのパラ−キシレンへの
メチル化に使用した。トルエンとメタノールを3対1の
モル比で、0.8のH2対炭化水素(HC)の比で並流
する水素(H2)供給物と−緒に、粉末状触媒に101
kPa(1気圧)において通した。反応条件とモル%で
表わした結果を表1に要約する。
Lユ
実施例 重量時間 転化率 キシレン中
の4 3 3.9 450 14.688
565 3 3.9 500 19.695
533.6gの量の実施例2の触媒を直径1イン
チ(2,54cm)の石英反応器に入れ、101kPa
において水素の供給物(H2/HC=0.8)と−緒に
1071のトルエン/メタノール供給物を用いるトルエ
ンのメチル化について試験した。
の4 3 3.9 450 14.688
565 3 3.9 500 19.695
533.6gの量の実施例2の触媒を直径1イン
チ(2,54cm)の石英反応器に入れ、101kPa
において水素の供給物(H2/HC=0.8)と−緒に
1071のトルエン/メタノール供給物を用いるトルエ
ンのメチル化について試験した。
Lユ
参考例 温度 重量時間 転化率 キシレン中の
モル2 パラ−キシレン 号 ℃
トルエンMeOHの選択率 24 500
3.9 8.299
435 550 3.9
9.199 476
550 7.8 8.39
5 66豊」濠普辷二聾 3.6gの量の実施例3の触媒を直径1インチ(2,5
4cm)の石英反応器に入れ、10/1のモル比のトル
エン/メタノール供給物を水素供給物(Hz/HC=0
.8)と−緒に用いる、101kPaにおけるトルエン
のメチル化について試験した。反応条件および結果を表
3に要約する。
モル2 パラ−キシレン 号 ℃
トルエンMeOHの選択率 24 500
3.9 8.299
435 550 3.9
9.199 476
550 7.8 8.39
5 66豊」濠普辷二聾 3.6gの量の実施例3の触媒を直径1インチ(2,5
4cm)の石英反応器に入れ、10/1のモル比のトル
エン/メタノール供給物を水素供給物(Hz/HC=0
.8)と−緒に用いる、101kPaにおけるトルエン
のメチル化について試験した。反応条件および結果を表
3に要約する。
五−主
参考例 温度 転化率 キ’)’!’J中の
モル% パラ−キシレン ti 号 ’Ckルエン呵eOHの選択率±
8 450 4.980
809 500 6.284
7510 550 7.187
70特許出願人 イー・アイ・デュ・ボン・ドウ
・ヌムール・アンド・カンパニー
モル% パラ−キシレン ti 号 ’Ckルエン呵eOHの選択率±
8 450 4.980
809 500 6.284
7510 550 7.187
70特許出願人 イー・アイ・デュ・ボン・ドウ
・ヌムール・アンド・カンパニー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、本質的に明確な結晶内チャンネル、5.0〜6.5
オングストローム単位の範囲の軸および1.81〜1.
94g/mlの範囲の密度を有することを特徴とする結
晶性シリカ多形体。 2、特許請求の範囲第1項記載のシリカであって、X線
回析下のd(Å)=3.00±0.05における回折ピ
ークの半分の高さにおける幅は約0.05〜0.210
°(2θ)の範囲であるシリカ。 3、特許請求の範囲第1項記載のシリカであって、d(
Å)=3.85±0.03におけるピーク対バックグラ
ウンドの比により測定したシリカの結晶化度は少なくと
も20.0であるシリカ。 4、特許請求の範囲第1または3項記載のシリカであっ
て、1.83〜1.89g/mlの範囲の密度を有する
シリカ。 5、特許請求の範囲第2項記載のシリカであって、X線
回折下のd(Å)=3.00±0.05および1.46
±0.05における回折ピークの半分の高さにおける幅
は、それぞれ約0.210〜0.05°(2θ)および
0.320〜0.05°(2θ)であるシリカ。 6、特許請求の範囲4項記載のシリカであって、ピーク
対バックグラウンドの比は少なくとも30.0であるシ
リカ。 7、本質的に明確な結晶内チャンネル、5.0〜6.5
オングストローム単位の範囲の軸および1.81〜1.
94g/mlの範囲の密度を有する結晶性シリカ多形体
の製法であって、 (a)水、シリカ源、アルキロニウム化合物の三者を1
20〜200℃で約20〜200時間、pH10〜14
で反応させ (b)約20〜550℃で処理し (c)アンモニウム塩で塩基交換を行ない (d)必要な場合は200〜600℃で数時間焼成する
工程からなる製法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/032,001 US4444989A (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | Methylation of toluene to para-xylene catalyzed by crystalline silica |
US32,001 | 1979-04-20 | ||
US129,272 | 1980-03-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63185808A true JPS63185808A (ja) | 1988-08-01 |
JPH024526B2 JPH024526B2 (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=21862569
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5056280A Pending JPS55149117A (en) | 1979-04-20 | 1980-04-18 | Crystalline silica and use in alkylation of its aromatic group |
JP62319175A Granted JPS63185808A (ja) | 1979-04-20 | 1987-12-18 | 結晶性シリカ多形体 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5056280A Pending JPS55149117A (en) | 1979-04-20 | 1980-04-18 | Crystalline silica and use in alkylation of its aromatic group |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4444989A (ja) |
JP (2) | JPS55149117A (ja) |
BE (1) | BE882859A (ja) |
ZA (1) | ZA802216B (ja) |
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---|---|---|---|---|
NL8001342A (nl) * | 1980-03-06 | 1980-07-31 | Shell Int Research | Werkwijze voor het uitvoeren van katalytische omzettingen. |
US4288647A (en) * | 1980-03-10 | 1981-09-08 | Mobil Oil Corporation | Shape selective reactions with alkaline earth-modified zeolite catalysts |
US4504690A (en) * | 1982-03-18 | 1985-03-12 | Mobil Oil Corporation | Organophosphorus-treated zeolite catalysts for para-selective aromatics conversion |
US4554394A (en) * | 1982-03-18 | 1985-11-19 | Mobil Oil Corporation | Organophosphorus-treated zeolite catalysts for para-selective aromatics conversion |
US4400570A (en) * | 1982-05-21 | 1983-08-23 | Cosden Technology, Inc. | Ethylbenzene production employing tea-silicate catalysts |
JPS60130533A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-12 | Res Assoc Util Of Light Oil | パラキシレンの製造方法 |
US4613717A (en) * | 1984-06-25 | 1986-09-23 | Research Association For Utilization Of Light Oil | Process for producing a 1,4-dialkylbenzene |
US4587371A (en) * | 1984-08-27 | 1986-05-06 | Cosden Technology, Inc. | Hydrocarbon conversion of sulfur contaminated feed stock |
US4761513A (en) * | 1987-07-01 | 1988-08-02 | Uop Inc. | Temperature control for aromatic alkylation process |
US4935574A (en) * | 1988-03-29 | 1990-06-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Preparation of para-xylene by toluene methylation |
US4843057A (en) * | 1988-03-29 | 1989-06-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Preparation of promoted silica catalysts |
US5043502A (en) * | 1990-03-16 | 1991-08-27 | Uop | Production of xylenes from light aliphatic hydrocarbons via dehydrocyclodimerization and methylation |
US5939597A (en) * | 1994-11-10 | 1999-08-17 | Mobil Oil Corporation | Fluid bed process for para-xylene production |
US6613708B1 (en) | 1999-06-07 | 2003-09-02 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Catalyst selectivation |
US6388156B1 (en) * | 1999-05-14 | 2002-05-14 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Direct selective synthesis of para-xylene by reacting an aromatic compound with a methylating agent formed from CO, Co2 and H2 |
US7399727B2 (en) * | 2004-04-23 | 2008-07-15 | Saudi Basic Industries Corporation | Zeolite catalyst and method |
US7285511B2 (en) | 2004-04-23 | 2007-10-23 | Saudi Basic Industries Corporation | Method of modifying zeolite catalyst |
US8846559B2 (en) * | 2008-11-03 | 2014-09-30 | Saudi Basic Industries Corporation | Stable shape-selective catalyst for aromatic alkylation and methods of using and preparing |
US8062987B2 (en) * | 2009-10-05 | 2011-11-22 | Saudi Basic Industries Corporation | Phosphorus-containing zeolite catalysts and their method of preparation |
US20130190546A1 (en) * | 2012-01-24 | 2013-07-25 | Uop Llc | Benzene alkylation with staged alkane injection |
US9278342B2 (en) | 2012-07-02 | 2016-03-08 | Saudi Basic Industries Corporation | Method of modifying a phosphorus-containing zeolite catalyst |
KR101912398B1 (ko) | 2014-06-04 | 2018-10-26 | 달리안 인스티튜트 오브 케미컬 피직스, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 | 선택도가 높은 파라자일렌을 제조하고 프로필렌을 공동 생성하는 방법 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4002698A (en) * | 1975-08-19 | 1977-01-11 | Mobil Oil Corporation | Methylation of toluene in the presence of a phosphorus-modified activated crystalline aluminosilicate catalyst |
US4073865A (en) * | 1976-09-27 | 1978-02-14 | Union Carbide Corporation | Silica polymorph and process for preparing same |
US4051191A (en) * | 1977-01-03 | 1977-09-27 | Uop Inc. | Solid phosphoric acid catalyzed alkylation of aromatic hydrocarbons |
-
1979
- 1979-04-20 US US06/032,001 patent/US4444989A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-04-14 ZA ZA00802216A patent/ZA802216B/xx unknown
- 1980-04-18 BE BE0/200285A patent/BE882859A/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-04-18 JP JP5056280A patent/JPS55149117A/ja active Pending
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62319175A patent/JPS63185808A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4444989A (en) | 1984-04-24 |
BE882859A (fr) | 1980-10-20 |
JPS55149117A (en) | 1980-11-20 |
ZA802216B (en) | 1981-06-24 |
JPH024526B2 (ja) | 1990-01-29 |
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