JPS6319487B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6319487B2 JPS6319487B2 JP54041519A JP4151979A JPS6319487B2 JP S6319487 B2 JPS6319487 B2 JP S6319487B2 JP 54041519 A JP54041519 A JP 54041519A JP 4151979 A JP4151979 A JP 4151979A JP S6319487 B2 JPS6319487 B2 JP S6319487B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zsm
- zeolite
- toluene
- weight
- molar ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 34
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 17
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical group OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- -1 methyl halide Chemical class 0.000 claims description 8
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 239000012022 methylating agents Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000001035 methylating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 16
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 14
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 9
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000011987 methylation Effects 0.000 description 3
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002168 alkylating agent Substances 0.000 description 2
- 229940100198 alkylating agent Drugs 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002152 alkylating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000003442 catalytic alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/7034—MTW-type, e.g. ZSM-12, NU-13, TPZ-12 or Theta-3
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/861—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only halogen as hetero-atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/862—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/862—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms
- C07C2/864—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms the non-hydrocarbon is an alcohol
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
本発明は、芳香族炭化水素のアルキル化による
アルキル芳香族炭化水素の製造方法、より詳しく
は、トルエンのメチル化によるキシレンの製造方
法に関するものである。 本発明のトルエンのメチル化法は、トルエン又
はトルエンを含む混合物とメチル化剤とを、トル
エンのメチル化剤のモル比が0.1:1ないし10:
1の範囲にあるような割合で、ZSM−5型のア
ルミノケイ酸塩ゼオライトからなる触媒であつて
該ゼオライトのプロトンの一部又は全部がナトリ
ウムイオンによつて置換されており、ゼオライト
中の該ナトリウムイオンの量が少くとも1.5重量
%である触媒の存在下において、300〜800℃の反
応温度、1〜100バールの反応圧力、0.05〜40の
重量毎時空間速度の条件下で、触媒させることを
特徴とする。 ZSM−5型のゼオライトとしてはZSM−5、
ZSM−8、ZSM−11およびZSM−12などが知ら
れている。この型のゼオライトについては、米国
特許第3775570号明細書に一般的な説明がなされ
ている外、前記のゼオライトの各々について下記
の特許文献にさらに詳しく説明されている。 ZSM−5:米国特許第3702886号および英国特
許第1161974号、 ZSM−8:英国特許第1334243号、 ZSM−11:米国特許第3709979号、 ZSM−12:英国特許第1365317号。 ZSM−5型のゼオライトは典型的には下記の
性質によつて特定される。 SiO2/Al2O3モル比 5〜100 細孔サイズ 6〜6.5オングストローム (10個のSiO4およびA104四面体の環に対応す
る)。 この外、個々のゼオライトについての特性X線
回折パターンが前掲特許文献に記載されている。 ZSM−5型のゼオライトの製造方法は前掲な
らびにその他の特許文献に記載されている。これ
までZSM−5型のゼオライトについては、アル
カリ金属含量をできるだけ低水準に、すなわち、
確実に2重量%以下に維持することが通常に行わ
れてきた。この理由はアルカリ金属カチオンの存
在によつてゼオライトの触媒としての性質が抑制
ないしは制限されると信じられていたからであ
る。しかしながら、本発明者は、意外にもZSM
−5型に属するゼオライトよりなる触媒であつて
そのゼオライトのプロトンの一部又は全部を一価
カチオンで交換された触媒を使用することによ
り、芳香族炭化水素のアルキル化反応が顕著に改
善されることを見出した。一価カチオンはアルカ
リ金属カチオンであるのが好ましく、とくにナト
リウムカチオンが一層好ましい。ゼオライト中の
一価カチオン、例えばナトリウムの量は少なくと
も1.5重量%とし、2重量%以上、例えば2重量
%以上3重量%までの範囲が一層好ましい。 本発明方法で使用するためには、ZSM−5型
のゼオライトを、それが普通生成される形態、す
なわち通常は水素の形態から変える。すなわち、
普通生成された形態のゼオライトを、例えばアル
カリ金属化合物との溶液繰り返えし接触させ、次
いで濾過、洗浄、乾燥および〓焼することによ
り、その一価カチオン含量を増加させるように処
理する。例えばZSM−5型ゼオライトを50℃に
おいて5%塩化ナトリウム溶液と繰り返えし接触
させ、次いで濾過し、完全に水洗し、次いで120
℃で乾燥することによりそのナトリウム含量を増
加することができる。このように処理したゼオラ
イトを最後に必要に応じて16時間程度にわたつて
空気中で450℃において〓焼する。 使用後は、触媒を空気中で、好ましくは400〜
500℃例えば450℃付近の温度で加熱することによ
り再生するのが好ましい。 本発明の方法によりアルキル化する炭化水素と
しては、例えばトルエンがある。 本発明方法で使用するのに好ましいアルキル化
剤はアルコール類例えばメタノール、アルキルエ
ステル類例えばメチルエステル類、アルキルエー
テル類例えばジメチルエーテルおよびハロゲン化
アルキル類のいずれか一種またはそれ以上であ
る。 芳香族炭化水素:アルキル化剤のモル比は
0.1:1ないし10:1の範囲が好適であり、さら
に好ましくは0.2:1ないし5:1の範囲である。 本発明の方法は、好ましくは、300〜800℃、さ
らに好ましくは400〜600℃の範囲の温度、1〜
100バール、さらに好ましくは1〜60バ−ルの範
囲の反応圧力、および0.05〜40さらに好ましくは
0.1〜30の範囲の重量毎時空間速度(原料重量/
触媒単位重量/時)で行う。一般により高い反応
温度においてはより高い空間速度を使用する。 本発明方法は、必要に応じて水素の存在下で実
施することができる。この場合、水素:芳香族炭
化水素のモル比は0.1:1ないし20:1が適当で
あり、さらに好ましくは1:1ないし10:1とす
る。 本発明方法はトルエンをメチル化してキシレン
類とするのに特に適当である。この場合の適当な
メチル化剤としては例えばメタノールおよびジメ
チルエーテルがある。 本発明を以下実施例によりさらに説明する。 ナトリウム型のゼオライトZSM−5の調製 水酸化テトラプロピルアンモニウムの20%水溶
液1250mlの中に、106gのシリカ(Syloid−266)
を、還流下で2時間100℃で沸騰させることによ
り溶解した。次いで12gのアルミン酸ナトリウム
を252mlの水に溶解したものを、撹拌しつつ添加
した。得られた混合物をオートクレープに装入
し、144時間にわたつて150℃において150rpmで
撹拌した。その後、オートクレープの内容物を取
り出し、固形分を濾過により回収した。その生成
物(固形分)を2の熱水で2度洗浄し、次いで
乾燥してZSM−5ゼオライト粉末を得た。この
生成物を、5%塩化アンモニウム水溶液で3度イ
オン交換した。このイオン交換生成物を以下
「MS1」と称する。MS1は、ナトリウム含量が
0.053重量%、アルミニウム含量が4.2重量%そし
てケイ素含量が36.9重量%であつた。 粉末ゼオライト5gを5%塩化ナトリウム水溶
液100mlと50℃で1時間接触させた。固体を濾過
により回収し、上記操作を二度繰返えした。最終
濾過後、ゼオライトを水で完全に洗浄し、次いで
120℃で1時間乾燥した。この生成物を「MS2」
と称する。MS2はナトリウム含量が2.1重量%、
アルミニウム含量が4.1重量%そしてケイ素含量
が33.5重量%であつた。 生成物を1〜2.5mmの直径のチツプスにコンパ
クト(密実)化し、その2gを反応器中に入れ、
450℃で16時間空気中で加熱した。 実施例 トルエンのメチル化 上記の二つのゼオライト生成物(すなわち
MS1およびMS2)を用いて一連の実験を実施し
た。トルエンおよびメタノールを(トルエン:メ
タノールのモル比=2:1)含む混合物を、ガラ
ス製管状反応器中の被試験触媒(2g)上に通し
た。反応条件と触媒MS1(このものは、0.053%の
ナトリウムを含むZSM−5)を用いて得られた
結果とを表1に示す。この触媒は各実験の間に
450℃において空気中で再生した。 触媒MS2(2.1%のナトリウムを含むZSM−5)
を用いた結果を表2に示す。この触媒は各実験の
間に450℃において空気中で再生した。 表1を参照するときに、低い重量毎時空間速度
(WHSV)を用いる場合には、該当使用温度にお
いて期待される23〜23.5%のp−キシレン平衡濃
度よりもわずかにp−キシレン選択率が高いだけ
であることが判る。高い重量毎時空間速度を用い
る場合にはp−キシレン選択率が高くなるが、時
間と共に降下してしまう。キシレン類への選択率
(モル基準)はほぼ65〜75%の範囲にある。 表2を参照するときに、低いWHSVであつて
も、良好なp−キシレン選択率が達成されること
が判る。WHSVが高くなるにつれてその選択率
はさらに良くなり、そして前記触媒MS1で観察
された時間と共に選択率が降下することは、触媒
MS2では明らかではない。従つて、前記のよう
なナトリウム含量を多くしたZSM−5型の触媒
は、例えば水素型のZSM−5よりも、芳香族炭
化水素の接触アルキル化において一層長い有効寿
命を有するものであるといえる。
アルキル芳香族炭化水素の製造方法、より詳しく
は、トルエンのメチル化によるキシレンの製造方
法に関するものである。 本発明のトルエンのメチル化法は、トルエン又
はトルエンを含む混合物とメチル化剤とを、トル
エンのメチル化剤のモル比が0.1:1ないし10:
1の範囲にあるような割合で、ZSM−5型のア
ルミノケイ酸塩ゼオライトからなる触媒であつて
該ゼオライトのプロトンの一部又は全部がナトリ
ウムイオンによつて置換されており、ゼオライト
中の該ナトリウムイオンの量が少くとも1.5重量
%である触媒の存在下において、300〜800℃の反
応温度、1〜100バールの反応圧力、0.05〜40の
重量毎時空間速度の条件下で、触媒させることを
特徴とする。 ZSM−5型のゼオライトとしてはZSM−5、
ZSM−8、ZSM−11およびZSM−12などが知ら
れている。この型のゼオライトについては、米国
特許第3775570号明細書に一般的な説明がなされ
ている外、前記のゼオライトの各々について下記
の特許文献にさらに詳しく説明されている。 ZSM−5:米国特許第3702886号および英国特
許第1161974号、 ZSM−8:英国特許第1334243号、 ZSM−11:米国特許第3709979号、 ZSM−12:英国特許第1365317号。 ZSM−5型のゼオライトは典型的には下記の
性質によつて特定される。 SiO2/Al2O3モル比 5〜100 細孔サイズ 6〜6.5オングストローム (10個のSiO4およびA104四面体の環に対応す
る)。 この外、個々のゼオライトについての特性X線
回折パターンが前掲特許文献に記載されている。 ZSM−5型のゼオライトの製造方法は前掲な
らびにその他の特許文献に記載されている。これ
までZSM−5型のゼオライトについては、アル
カリ金属含量をできるだけ低水準に、すなわち、
確実に2重量%以下に維持することが通常に行わ
れてきた。この理由はアルカリ金属カチオンの存
在によつてゼオライトの触媒としての性質が抑制
ないしは制限されると信じられていたからであ
る。しかしながら、本発明者は、意外にもZSM
−5型に属するゼオライトよりなる触媒であつて
そのゼオライトのプロトンの一部又は全部を一価
カチオンで交換された触媒を使用することによ
り、芳香族炭化水素のアルキル化反応が顕著に改
善されることを見出した。一価カチオンはアルカ
リ金属カチオンであるのが好ましく、とくにナト
リウムカチオンが一層好ましい。ゼオライト中の
一価カチオン、例えばナトリウムの量は少なくと
も1.5重量%とし、2重量%以上、例えば2重量
%以上3重量%までの範囲が一層好ましい。 本発明方法で使用するためには、ZSM−5型
のゼオライトを、それが普通生成される形態、す
なわち通常は水素の形態から変える。すなわち、
普通生成された形態のゼオライトを、例えばアル
カリ金属化合物との溶液繰り返えし接触させ、次
いで濾過、洗浄、乾燥および〓焼することによ
り、その一価カチオン含量を増加させるように処
理する。例えばZSM−5型ゼオライトを50℃に
おいて5%塩化ナトリウム溶液と繰り返えし接触
させ、次いで濾過し、完全に水洗し、次いで120
℃で乾燥することによりそのナトリウム含量を増
加することができる。このように処理したゼオラ
イトを最後に必要に応じて16時間程度にわたつて
空気中で450℃において〓焼する。 使用後は、触媒を空気中で、好ましくは400〜
500℃例えば450℃付近の温度で加熱することによ
り再生するのが好ましい。 本発明の方法によりアルキル化する炭化水素と
しては、例えばトルエンがある。 本発明方法で使用するのに好ましいアルキル化
剤はアルコール類例えばメタノール、アルキルエ
ステル類例えばメチルエステル類、アルキルエー
テル類例えばジメチルエーテルおよびハロゲン化
アルキル類のいずれか一種またはそれ以上であ
る。 芳香族炭化水素:アルキル化剤のモル比は
0.1:1ないし10:1の範囲が好適であり、さら
に好ましくは0.2:1ないし5:1の範囲である。 本発明の方法は、好ましくは、300〜800℃、さ
らに好ましくは400〜600℃の範囲の温度、1〜
100バール、さらに好ましくは1〜60バ−ルの範
囲の反応圧力、および0.05〜40さらに好ましくは
0.1〜30の範囲の重量毎時空間速度(原料重量/
触媒単位重量/時)で行う。一般により高い反応
温度においてはより高い空間速度を使用する。 本発明方法は、必要に応じて水素の存在下で実
施することができる。この場合、水素:芳香族炭
化水素のモル比は0.1:1ないし20:1が適当で
あり、さらに好ましくは1:1ないし10:1とす
る。 本発明方法はトルエンをメチル化してキシレン
類とするのに特に適当である。この場合の適当な
メチル化剤としては例えばメタノールおよびジメ
チルエーテルがある。 本発明を以下実施例によりさらに説明する。 ナトリウム型のゼオライトZSM−5の調製 水酸化テトラプロピルアンモニウムの20%水溶
液1250mlの中に、106gのシリカ(Syloid−266)
を、還流下で2時間100℃で沸騰させることによ
り溶解した。次いで12gのアルミン酸ナトリウム
を252mlの水に溶解したものを、撹拌しつつ添加
した。得られた混合物をオートクレープに装入
し、144時間にわたつて150℃において150rpmで
撹拌した。その後、オートクレープの内容物を取
り出し、固形分を濾過により回収した。その生成
物(固形分)を2の熱水で2度洗浄し、次いで
乾燥してZSM−5ゼオライト粉末を得た。この
生成物を、5%塩化アンモニウム水溶液で3度イ
オン交換した。このイオン交換生成物を以下
「MS1」と称する。MS1は、ナトリウム含量が
0.053重量%、アルミニウム含量が4.2重量%そし
てケイ素含量が36.9重量%であつた。 粉末ゼオライト5gを5%塩化ナトリウム水溶
液100mlと50℃で1時間接触させた。固体を濾過
により回収し、上記操作を二度繰返えした。最終
濾過後、ゼオライトを水で完全に洗浄し、次いで
120℃で1時間乾燥した。この生成物を「MS2」
と称する。MS2はナトリウム含量が2.1重量%、
アルミニウム含量が4.1重量%そしてケイ素含量
が33.5重量%であつた。 生成物を1〜2.5mmの直径のチツプスにコンパ
クト(密実)化し、その2gを反応器中に入れ、
450℃で16時間空気中で加熱した。 実施例 トルエンのメチル化 上記の二つのゼオライト生成物(すなわち
MS1およびMS2)を用いて一連の実験を実施し
た。トルエンおよびメタノールを(トルエン:メ
タノールのモル比=2:1)含む混合物を、ガラ
ス製管状反応器中の被試験触媒(2g)上に通し
た。反応条件と触媒MS1(このものは、0.053%の
ナトリウムを含むZSM−5)を用いて得られた
結果とを表1に示す。この触媒は各実験の間に
450℃において空気中で再生した。 触媒MS2(2.1%のナトリウムを含むZSM−5)
を用いた結果を表2に示す。この触媒は各実験の
間に450℃において空気中で再生した。 表1を参照するときに、低い重量毎時空間速度
(WHSV)を用いる場合には、該当使用温度にお
いて期待される23〜23.5%のp−キシレン平衡濃
度よりもわずかにp−キシレン選択率が高いだけ
であることが判る。高い重量毎時空間速度を用い
る場合にはp−キシレン選択率が高くなるが、時
間と共に降下してしまう。キシレン類への選択率
(モル基準)はほぼ65〜75%の範囲にある。 表2を参照するときに、低いWHSVであつて
も、良好なp−キシレン選択率が達成されること
が判る。WHSVが高くなるにつれてその選択率
はさらに良くなり、そして前記触媒MS1で観察
された時間と共に選択率が降下することは、触媒
MS2では明らかではない。従つて、前記のよう
なナトリウム含量を多くしたZSM−5型の触媒
は、例えば水素型のZSM−5よりも、芳香族炭
化水素の接触アルキル化において一層長い有効寿
命を有するものであるといえる。
【表】
【表】
【表】
【表】
従つて、トルエンのメチル化については、先行
技術が示していたところとは反対に、高ナトリウ
ム含量のZSM−5型ゼオライトを使用するのが
有利であることが見出された。すなわち、従来
は、ZSM−5型ゼオライトをベースにした触媒
を用いる反応においてナトリウムの存在は不利で
あると思われていたので、ZSM−5型ゼオライ
トのナトリウム含量を極めて低水準にまで減少さ
せるのが一般的であつた。本発明方法は、ナトリ
ウムの存在が逆に有利であることを示すものであ
る。ナトリウム型ZSM−5型を触媒として用い
るときにキシレン類(特にp−キシレン)選択率
が向上する理由は充分に解明されていないが、そ
の一つの説明としては、前述のようにしてゼオラ
イトを製造すると、ゼオライトの内部構造中に存
在するテトラアンモニウムカチオンが分解される
けれども外部ナトリウムカチオンを不変化のまま
残すことが挙げられよう。このため、活性のかな
り酸性のサイトが内部に形成されるが、外部サイ
トは不活性のままのこる。かかるゼオライトの細
孔サイズが内部サイトにおけるキシレン、特にp
−キシレンの選択的生成の原因となり、その後、
生成キシレンが中和された不活性な外部サイトに
よつて影響を受けないこととなるものと考えられ
る。そのような外部サイトは、通常ナトリウムカ
チオンの不存在下では活性であり、キシレン混合
物を少なくとも部分的に熱力学的平衡なキシレン
組成に転化せしめるものと考えられる。従つて本
発明方法のナトリウム含量の高いZSM−5型触
媒は水素型のZSM−5型よりも選択的である。
技術が示していたところとは反対に、高ナトリウ
ム含量のZSM−5型ゼオライトを使用するのが
有利であることが見出された。すなわち、従来
は、ZSM−5型ゼオライトをベースにした触媒
を用いる反応においてナトリウムの存在は不利で
あると思われていたので、ZSM−5型ゼオライ
トのナトリウム含量を極めて低水準にまで減少さ
せるのが一般的であつた。本発明方法は、ナトリ
ウムの存在が逆に有利であることを示すものであ
る。ナトリウム型ZSM−5型を触媒として用い
るときにキシレン類(特にp−キシレン)選択率
が向上する理由は充分に解明されていないが、そ
の一つの説明としては、前述のようにしてゼオラ
イトを製造すると、ゼオライトの内部構造中に存
在するテトラアンモニウムカチオンが分解される
けれども外部ナトリウムカチオンを不変化のまま
残すことが挙げられよう。このため、活性のかな
り酸性のサイトが内部に形成されるが、外部サイ
トは不活性のままのこる。かかるゼオライトの細
孔サイズが内部サイトにおけるキシレン、特にp
−キシレンの選択的生成の原因となり、その後、
生成キシレンが中和された不活性な外部サイトに
よつて影響を受けないこととなるものと考えられ
る。そのような外部サイトは、通常ナトリウムカ
チオンの不存在下では活性であり、キシレン混合
物を少なくとも部分的に熱力学的平衡なキシレン
組成に転化せしめるものと考えられる。従つて本
発明方法のナトリウム含量の高いZSM−5型触
媒は水素型のZSM−5型よりも選択的である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 トルエン又はトルエンを含む混合物とメチル
化剤とを、トルエンとメチル化剤のモル比が
0.1:1ないし10:1の範囲にあるような割合で、
ZSM−5型のアルミノケイ酸塩ゼオライトから
なる触媒であつて該ゼオライトのプロトンの一部
又は全部がナトリウムイオンによつて置換されて
おりゼオライト中の該ナトリウムイオンの量が少
なくとも1.5重量%である触媒の存在下において、
300〜800℃の反応温度、1〜100バールの反応圧
力、0.05〜40の重量毎時空間速度の条件下で接触
させることを特徴とするトルエンのメチル化法。 2 ゼオライト中のナトリウムイオンの量が2重
量%を超える量である特許請求の範囲第1項に記
載の方法。 3 ゼオライト中のナトリウムイオンの量が2重
量%を超え3重量%までの範囲である特許請求の
範囲第1項又は第2項に記載の方法。 4 ゼオライトがZSM−5、ZSM−8、ZSM−
11又はZSM−12である特許請求の範囲第1〜3
項のいずれかに記載の方法。 5 メチル化剤がメチルアルコール、メチルエス
テル、ジメチルエーテル又はハロゲン化メチルよ
りなる特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記
載の方法。 6 トルエン:メチル化剤のモル比が0.2:1な
いし5:1の範囲内にある特許請求の範囲第1〜
5項のいずれかに記載の方法。 7 水素の存在下で行う特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 8 水素:トルエンのモル比が0.1:1ないし
20:1の範囲内にある特許請求の範囲第7項記載
の方法。 9 水素:トルエンのモル比が1:1ないし10:
1の範囲内にある特許請求の範囲第8項記載の方
法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1826878 | 1978-05-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54145620A JPS54145620A (en) | 1979-11-14 |
JPS6319487B2 true JPS6319487B2 (ja) | 1988-04-22 |
Family
ID=10109543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4151979A Granted JPS54145620A (en) | 1978-05-08 | 1979-04-05 | Alkylation of aromatic hydrocarbon |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4238630A (ja) |
EP (1) | EP0005315B1 (ja) |
JP (1) | JPS54145620A (ja) |
DE (1) | DE2961498D1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020184445A1 (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 日本電信電話株式会社 | 光受信機の評価方法及び光受信機の評価装置 |
US11558114B2 (en) | 2019-05-22 | 2023-01-17 | Ntt Electronics Corporation | Optical transmission characteristics compensating method and optical transmission characteristics compensating system |
US11632185B2 (en) | 2019-02-28 | 2023-04-18 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Signal processing method, signal processing apparatus and communication system |
US11711151B2 (en) | 2019-05-23 | 2023-07-25 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical transmission system and compensation method |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4396538A (en) * | 1979-09-04 | 1983-08-02 | Mobil Oil Corporation | Hydrotreating/hydrocracking catalyst |
US4329533A (en) * | 1980-05-05 | 1982-05-11 | Mobil Oil Corporation | Shape selective reactions with zeolite catalysts modified with group IA metals |
EP0054387B1 (en) * | 1980-12-17 | 1985-09-18 | Imperial Chemical Industries Plc | Method for the preparation of hydrocarbons by using zeolite catalysts of the type nu-5. |
EP0086543B1 (en) * | 1982-02-17 | 1986-05-07 | Stamicarbon B.V. | Crystalline silicate catalysts with deactivated external surface, and process for its deactivation |
JPS5933235A (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-23 | Toa Nenryo Kogyo Kk | ポリアルキルベンゼンの高選択的製造方法 |
CN104892346B (zh) * | 2014-03-07 | 2017-01-11 | 中石化洛阳工程有限公司 | 一种甲醇制对二甲苯的方法及装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1403329A (en) * | 1972-04-28 | 1975-08-28 | Mobil Oil Corp | Vapour-phase alkylation in presence of crystalline alumino silicate catalyst |
US3926782A (en) | 1973-02-09 | 1975-12-16 | Mobil Oil Corp | Hydrocarbon conversion |
US3965207A (en) * | 1975-01-06 | 1976-06-22 | Mobil Oil Corporation | Selective production of para-xylene |
US4016218A (en) | 1975-05-29 | 1977-04-05 | Mobil Oil Corporation | Alkylation in presence of thermally modified crystalline aluminosilicate catalyst |
GB1525423A (en) | 1976-05-12 | 1978-09-20 | Mobil Oil Corp | Alkylation/transalkylation in presence of crystalline aluminosilicate catalyst |
CA1084953A (en) | 1976-07-12 | 1980-09-02 | Lewis B. Young | Selective production of para-substituted benzenes |
US4104319A (en) * | 1977-06-23 | 1978-08-01 | Mobil Oil Corporation | Ethylation of mono alkyl benzene |
-
1979
- 1979-03-20 EP EP79300436A patent/EP0005315B1/en not_active Expired
- 1979-03-20 DE DE7979300436T patent/DE2961498D1/de not_active Expired
- 1979-04-05 JP JP4151979A patent/JPS54145620A/ja active Granted
- 1979-04-09 US US06/028,362 patent/US4238630A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11632185B2 (en) | 2019-02-28 | 2023-04-18 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Signal processing method, signal processing apparatus and communication system |
WO2020184445A1 (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 日本電信電話株式会社 | 光受信機の評価方法及び光受信機の評価装置 |
US11736202B2 (en) | 2019-03-11 | 2023-08-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical receiver evaluation method and optical receiver evaluation apparatus |
US11558114B2 (en) | 2019-05-22 | 2023-01-17 | Ntt Electronics Corporation | Optical transmission characteristics compensating method and optical transmission characteristics compensating system |
US11711151B2 (en) | 2019-05-23 | 2023-07-25 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical transmission system and compensation method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0005315A3 (en) | 1979-11-28 |
DE2961498D1 (en) | 1982-01-28 |
US4238630A (en) | 1980-12-09 |
EP0005315A2 (en) | 1979-11-14 |
JPS54145620A (en) | 1979-11-14 |
EP0005315B1 (en) | 1981-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1214765A (en) | Crystalline galloaluminosilicates, steam-modified crystalline galloaluminosilicates, their preparation and their use as catalysts and catalyst supports | |
US4354049A (en) | Process for the production of aromatic hydrocarbons | |
RU2141934C1 (ru) | Способ получения кумола | |
GB2093721A (en) | Selective production of olefins | |
JPH0243539B2 (ja) | ||
US4548913A (en) | Catalyst, a process for its preparation and an isomerization process in the presence of this catalyst | |
JPS6215486B2 (ja) | ||
JPS59117584A (ja) | 改良された水熱安定性のゼオライト触媒を使用する有機転化反応 | |
IE48184B1 (en) | Modified silica and germania and their use as catalysts | |
US4329532A (en) | Process for the preparation of aromatic hydrocarbon mixture | |
JPS6163525A (ja) | ゼオライトの改質法 | |
JPS62202816A (ja) | ボロナアロネ−ト分子篩 | |
EP0014023B1 (en) | Method for producing crystalline aluminosilicates | |
CS207627B2 (en) | Method of ethylation of the monoalcylbenzene | |
JPS6319487B2 (ja) | ||
US4423273A (en) | Preparation of olefins from methaol and/or dimethyl ether | |
JPS593932B2 (ja) | 結晶性アルミノシリケ−トの製造方法 | |
US4772456A (en) | Process for preparing crystalline silicas | |
JPS60222428A (ja) | 炭化水素の接触転化法 | |
Beltrame et al. | Toluene disproportionation catalysed by various zeolites | |
US5238675A (en) | Gallium zeolites | |
JPH06192135A (ja) | 軽質炭化水素の変換方法 | |
FI76005B (fi) | Aluminium-bor-silikatkatalysator, foerfarande foer framstaellning av denna och alkyleringsprocess. | |
JPH0227331B2 (ja) | ||
JPS617218A (ja) | 炭化水素の接触転化方法 |