KR100248667B1 - Shape selective hydrocarbon conversion - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반응 스트림을 전환 조건하에서 유기 실리콘 화합물과 응비화시킴으로서 예비 선택화된 촉매성 분자체와 접촉시키는 방법을 포함하는, 톨루엔의 불균등화 반응와 같은 형상 선택적 탄화수소 전환방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of shape-selective hydrocarbon conversion, such as disproportionation of toluene, comprising contacting a reaction stream with a preselected catalytic molecular sieve by coagulating the organosilicon compound under conversion conditions.

Description

형상 선택적인 탄화수소의 전환 방법Method of Conversion of Shape-Selective Hydrocarbons

본 발명은 형상 선택적 탄화수소의 전환, 예를 들어, 파라-치환된 방향족 화합물의 선택적 제조, 특히 파라-크실렌을 제조하기 위한 톨루엔의 선택적 불균등화(disproportionation)에 관한 것이다.The present invention relates to the conversion of shape-selective hydrocarbons, for example the selective preparation of para-substituted aromatic compounds, in particular the selective disproportionation of toluene for producing para-xylene.

'형상-선택적 촉매'라는 용어는 제올라이트에서의 기대되지 않은 촉매의 선택성을 설명하는 것이다. 형상 선택적 촉매 이면의 원리는 널리 재고되어 왔으며, N.Y. Chen, W.E. Garwood 및 F.G. Dwyer의 "Shape selective Catalysis in Industrial Applications, 36, Marcel Dekker, Inc. (1989) 가 그 예이다. 제올라이트의 기공내에서는 파라핀의 이성화, 올레핀의 골격 및 이중 결합의 이성화, 올리고머화 및 방향족의 불균등화, 알킬화 또는 트랜스알킬화 반응과 같은 탄화수소 전환 반응이 채널(channel) 크기에 의한 속박(constraionts)에 의해 지배된다. 공급 원료 분획이 반응하기 이해 들어가야 하는 제올라이트의 기공에 비해 큰 경우 반응물의 선택이 일어난다; 반면 일부의 생성물이 제올라이트의 채널을 통과하지 못하는 경우 생성물의 선택이 일어난다. 생성물이 분포도 또한 전이상태 선택성에 의해 바뀌어지며, 어떤 반응은 제올라이트 기공 또는 케이지(cage) 내부에서 반응 전이 상태가 일어나기에는 너무 커서 반응이 일어날 수가 없다. 다른 유형의 선택성은 분자의 규격(dimension)이 제올라이트기공 시스템에 근접하는 분자 배열에 의한 확산(configurational diffusion)에 의해 일어난다. 분자 또는 제올라이트 기공으 작은변화는 다른 생성물 분포를 만들어내는 큰 확산 변화를 가져온다. 이 유형의 형상 선택적 촉매의 예로는 톨루엔을 파라-크실레으로 선택적으로 불균등화시키는 촉매가 있다.The term 'shape-selective catalyst' describes the selectivity of an unexpected catalyst in a zeolite. The principle behind shape-selective catalysts has been widely reconsidered and is described in N.Y. Chen, W.E. Garwood and F.G. For example, Dwyer's "Shape selective Catalysis in Industrial Applications, 36, Marcel Dekker, Inc. (1989). In the pores of zeolites, isomerization of paraffins, isomerization of olefin backbones and double bonds, oligomerization and aromatic disproportionation. Hydrocarbon conversion reactions, such as alkylation or transalkylation reactions, are governed by constraionts by channel size The choice of reactants occurs when the feedstock fraction is larger than the pores of the zeolite that must be understood to react; On the other hand, if some of the product does not pass through the channel of the zeolite, the product selection occurs, the distribution of the product is also altered by the transition state selectivity, and some reactions are too prone to occur in the reaction transition state inside the zeolite pores or cages. The reaction cannot occur because other types of selectivity The dimension is caused by the configurational diffusion of molecules in close proximity to the zeolite pore system Small changes in the molecular or zeolite pores result in large diffusion changes resulting in different product distributions. An example is a catalyst that selectively disproportionates toluene into para-xyl.

파라-크실렌은 Chen. et al., J. Amer. Chem. Sec. 1979, 101, 6783에 기술된 바와 같이 톨루엔을 메탄올로 메탈회시키든지, Pines에 의해 "The Chemistry of Catalytic Hydrocarbon Conversions", Academic Press. N. Y., 1981, p. 72에 기술된 바와 같이 톨루엔을 불균등화시켜 제조될 수 있다. 그러한 방법들은 전형적으로 파라-크실렌, 오르소-크실렌, 및 메타-크실렌을 포함하는 혼합물을 생성한다. 촉매의 파라-선택성 및 반응 조건에 따라 다른 퍼센트의 파라-크실렌이 수득된다. 수율, 즉, 실제로 크실렌으로 전환된 공급 원료의 양은 또한 촉매 및 반응 조건에 의하여 영향을 받는다.Para-xylene is Chen. et al., J. Amer. Chem. Sec. Metallurgical toluene with methanol as described in 1979, 101, 6783, or by Pines, "The Chemistry of Catalytic Hydrocarbon Conversions", Academic Press. N. Y., 1981, p. It can be prepared by disproportionating toluene as described in 72. Such methods typically produce a mixture comprising para-xylene, ortho-xylene, and meta-xylene. Depending on the para-selectivity of the catalyst and the reaction conditions, different percentages of para-xylene are obtained. The yield, ie the amount of feedstock actually converted to xylene, is also affected by the catalyst and reaction conditions.

이미 공지되 톨루엔의 메틸화 반응은 전형적으로 다음 화학식으로 표시되는 많은 부산물을 제공한다 :The methylation reaction of toluene, which is already known, typically provides many by-products represented by the formula:

표시된 생성물로의 톨루엔 전환에 대한 열역학적 평형Thermodynamic equilibrium for toluene conversion to the indicated product

비-MTPXNon-MTPX

184.27 g(2 mol 톨루엔)184.27 g (2 mol toluene)

Figure kpo00001
Figure kpo00001

수율 = 선택도 × 전환율 = (100 × 9.64/ 101.35) ×0.55 = 5.23 중량%Yield = Selectivity × Conversion Rate = (100 × 9.64 / 101.35) × 0.55 = 5.23 weight%

파라-크실렌 수율 = 100 × 9.64 / 184.27 = 5.23 중량%Para-xylene yield = 100 × 9.64 / 184.27 = 5.23 weight%

파라-크실렌 순도 (파라-크실렌 / 총 C8's) = 21.45 중량%Para-Xylene Purity (Para-Xylene / Total C 8 's) = 21.45 wt%

제올라이트 촉매의 파라-선택성을 향상시키는 한가지 방법은 선택화제(selectivationg agent)로 처리하여 촉매를 개질(modification)하는 것이다. 다양한 실리콘 화합물이 탄화 수소 전환 방법에서 촉매의 선택성을 개선하기 위한 개질에 사용되어 왔다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,145,315호, 제4,127,616호 및 제 4,090981호에는 제올라이트를 처리하기 위해 유기 용매에 용해된 실리콘 화합물을 사용하는 것이 기술되어 있다. 미국 특허 제 4,465,886호 및 제 4,477,583호에는 제올라이트를 처리하기 위하여 실리콘의 수성 유제를 사용하는 것이 기술되어 있다. 미국 특허 제 4,950,835호 및 제 4,927,979호에는 제올라이트를 처리하기 위하여 가스 또는 유기용매에 의해 운송되는 알콕시실란을 사용하는 것이 기술되어 있다. 미국 특허 제 4,100,215호 및 제 3,698157호에는 제올라이트를 처리하기 위하여 탄화수소, 예를 들어, 피리딘, 에테르 중의 실란을 사용하는 것이 기술되어 있다. 이러한 개질 방법들은 당해 기술 분야에서 제올라이트의 응집후에 수행되는 것으로 알려져 있다.One way to improve the para-selectivity of zeolite catalysts is to modify the catalyst by treatment with a selection agent. Various silicone compounds have been used in reforming to improve the selectivity of the catalyst in hydrocarbon conversion processes. For example, US Pat. Nos. 4,145,315, 4,127,616 and 4,090981 describe the use of silicone compounds dissolved in organic solvents to treat zeolites. US Pat. Nos. 4,465,886 and 4,477,583 describe the use of an aqueous emulsion of silicone to treat zeolites. U.S. Patent Nos. 4,950,835 and 4,927,979 describe the use of alkoxysilanes carried by gas or organic solvent to treat zeolites. U.S. Patent Nos. 4,100,215 and 3,698157 describe the use of silanes in hydrocarbons such as pyridine, ethers to treat zeolites. Such modification methods are known in the art to be carried out after agglomeration of zeolites.

이러한 촉매 개질 방법들의 일부, 예를 들어, 미국 특허 제 4,477,583호 및 제 4,127,616호는 파라-선택성, 즉, 파라-크실렌/총 크실렌을 약 90% 이상으로 수득하는 것에서는 성공적이지만, 톨루엔의 전환이 단지 약 10%, 수율은 약 9%, 즉 10% ×90%, 미만으로서 상업적으로 허용될 수 없다. 그러한 제법들은 또한 상당한 양의 오르소-크실렌 및 메타-크실렌을 생성하므로 다른 이성체로부터 파라-크실렌을 분리하기 위한 고가의 분리 방법들이 필요로 하게 된다.Some of these catalyst reforming methods, for example US Pat. Nos. 4,477,583 and 4,127,616, are successful in obtaining para-selectivity, i.e., at least about 90% of para-xylene / total xylene, but conversion of toluene Only about 10%, yield is less than about 9%, ie 10% x 90%, commercially unacceptable. Such preparations also produce significant amounts of ortho-xylene and meta-xylene, thus requiring expensive separation methods for separating para-xylene from other isomers.

전형적인 분리 방법들은, 통상 순환되는 크실렌 이성체로부터 파라-크실렌을 고 비용으로 분별 결정화 또는 흡수 분리하는 과정을 포함한다. 따라서 크실렌 이성화 유니트는 순환된 크실렌 이성체의 파라-크실렌을 함유한 평형 혼합물로의 추가 전환을 필요로 하게 된다.Typical separation methods usually involve fractional crystallization or absorption separation of para-xylene at high cost from circulating xylene isomers. The xylene isomerization unit therefore requires further conversion of the circulated xylene isomers into the equilibrium mixture containing para-xylene.

당해 분야에서 숙련된 자들은 분리 방법의 비용은 목적하는 분리도에 비례하는 것을 알고 있다. 그러므로, 상업적으로 허용되는 전환 레벨(level)을 유지하면서 파라-이성체로의 선택성을 향상시키는 것에 의해 상당한 비용 절감이 이루어진다.Those skilled in the art know that the cost of the separation method is proportional to the desired degree of separation. Therefore, significant cost savings are achieved by improving selectivity to para-isomers while maintaining commercially acceptable conversion levels.

그러므로, 상업적으로 허용되는 전환 레벨을 유지하면서 톨루엔으로 부터 고선택적으로 파라-크실렌을 제조하는 방법을 제공하는 것은 매우 바람직하다. 또한 사용되는 촉매를 효과적이고 경제적으로 선택화하는 것도 매우 바람직하다.Therefore, it is highly desirable to provide a method for producing para-xylene from toluene with high selectivity while maintaining commercially acceptable conversion levels. It is also highly desirable to effectively and economically select the catalysts used.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 1-12의 속박 지수(Constraints index)를 가진 결정성 분자체를 함유한 촉매에 관한 것이며, 이 촉매는 결정성 분자체 및 유기 실리콘 화합물을 함유한 혼합물을 응집시키고 그 후 제조된 응집체를 하소(calcining)함으로서 예비 선택화된다.Accordingly, one object of the present invention relates to a catalyst containing a crystalline molecular sieve having a Constraints index of 1-12, which catalyst aggregates a mixture containing a crystalline molecular sieve and an organosilicon compound. And then preselected by calcining the prepared aggregates.

다른 면에서, 본 발명의 목적은 형상 선택적 탄화수소 전환 방법, 예를 들어, 탄화수소 공급 원료를 1 - 12의 속박지수를 가지며 결정성 분자체 및 유기 실리콘 화합물을 함유한 혼합물을 응집화시키고 그 후 그 응집체를 하소시킴에 의해 예비 선택화된 결정성 분자체를 함유한 촉매와 접촉시키는 방법을 포함하는 톨루엔의 파라-선택적 불균등화 방법에 있다.In another aspect, an object of the present invention is to provide a method of shape-selective hydrocarbon conversion, for example, a hydrocarbon feedstock having a bond index of 1-12 and agglomerating a mixture containing crystalline molecular sieves and organosilicon compounds and then thereafter. A method of para-selective disproportionation of toluene, which involves contacting a catalyst containing crystalline molecular sieves preselected by calcining aggregates.

본 발명은 형상 선택적 탄화 수소 전환 방법, 예를 들어 C6-12의 다양한 방향족, 예를 들어 톨루엔 및 벤젠을 상업적으로 유용한 파라-치환된 벤젠, 예를 들어, 파라-크실렌으로 전환시키는 방법에 유용하다.The present invention is useful for shape-selective hydrocarbon conversion methods, for example for the conversion of various aromatics of C 6-12 , for example toluene and benzene, to commercially useful para-substituted benzenes, for example para-xylene. Do.

본 발명에 의한 방법에 사용되는 분자체는 중간 크기의 기공 제올라이트를 포함한다. 그러한 중간 기공 제올라이트는 1 내지 12의 속박 지수를 가진다. 속박 지수를 결정하는 방법은 미국 특허 제 4,016,218호에 완전하게 기술되어 있다. 중간 크기의 기공 제올라이트에 대한 특정 값의 속박지수를 따르는 분자체에는, 예를들어, 미국 특허 제 3,702,886호 및 Re. 제 29,949호, 제 3,709,979호, 제 3,832,449호, 제 4,556,447호, 제 4,076,842호, 제4,016,245호, 제 4,397,827호, 제 4,650,655호, 제 3,308,069호, Re. 제 28,341호 및 유럽 특허 제 127,399호에 기술된 ZXM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-50, MCM-22 및 제올라이트베타 가 포함된다. 이러한 제올라트는 실리카 : 알루미나 비를 12 : 1 이상의 범위에서 변화시키면서 제조될 수 있다. 바람직한 분자체에는 ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-35 및 MCM-22가 포함된다. 특별히 바람직한 분자체는 ZSM-5이다.The molecular sieves used in the process according to the invention comprise medium sized pore zeolites. Such mesoporous zeolites have a bond index of 1-12. The method of determining the bond index is fully described in US Pat. No. 4,016,218. Molecular sieves that follow a specific value of the bond index for medium pore zeolites are described, for example, in US Pat. Nos. 3,702,886 and Re. Nos. 29,949, 3,709,979, 3,832,449, 4,556,447, 4,076,842, 4,016,245, 4,397,827, 4,650,655, 3,308,069, Re. ZXM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-50, MCM-22 and Zeolite Beta as described in US Pat. No. 28,341 and EP 127,399 Included. Such zeolites can be prepared with varying silica: alumina ratios in the range of 12: 1 or greater. Preferred molecular sieves include ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-35 and MCM-22. Particularly preferred molecular sieve is ZSM-5.

본 발명에서, 촉매는 바람직하게 100 미만, 바람직하게는 20-80의 실리카-알루미나 비 및 100 이상의 알파 값, 예를 들어 150-2000의 알파 값을 가진다. 알파 값은 표준 촉매에 대한 촉매의 접촉 분해 활성을 나타내는 것이며 상대적인 속도 상수(단위 시간당 촉매 부피단 노말 헥산 전환 속도)를 제공한다. 이는 무정형 실리카-알루미나 분해 촉매의 활성을 알파=(1속도 상수=0.016 sec-1)로 잡고 그것에 근거한다. 알파 시험은 미국 특허 제 3,354,078호 및 The Journal of Catalysts, Vol. 4, pp. 522-529 (August 1965) : Vol., (6, P. 278 (1966): 및 Vol. 61), p. 395(1980)에 기술되어 있다.In the present invention, the catalyst preferably has a silica-alumina ratio of less than 100, preferably of 20-80 and an alpha value of at least 100, for example an alpha value of 150-2000. The alpha value represents the catalytic cracking activity of the catalyst relative to the standard catalyst and gives a relative rate constant (catalyst volume-end normal hexane conversion rate per unit time). This is based on the activity of the amorphous silica-alumina decomposition catalyst with alpha = (1 rate constant = 0.016 sec −1 ). Alpha tests are described in US Pat. No. 3,354,078 and The Journal of Catalysts, Vol. 4, pp. 522-529 (August 1965): Vol., (6, P. 278 (1966): and Vol. 61), p. 395 (1980).

제올라이트의 합성에서, 반응 혼합물은 일반적으로 실리콘 산화물, 임의로 알루미늄 원(source), 질소 함유 유기 화합물인 템플레이트화제(templating agent), 및 알칼리 수성 매체를 함유한다.In the synthesis of zeolites, the reaction mixture generally contains a silicon oxide, optionally an aluminum source, a templating agent which is a nitrogen containing organic compound, and an alkaline aqueous medium.

산화 실리콘은 공지된 원료, 예를 들면, 실리케이트, 실리카 하이드로졸, 침전된 실리카 하이드로졸, 침전된 실리카, 예를 들어 , 하이-실(Hi-Sil), 실리카 겔, 규산으로 부터 공급될 수 있다. 산화 알루미늄은 다른 반응물, 예를 들면 실리카 원료의 불순물로서만 공급될 수 있다.Silicon oxide can be supplied from known raw materials, for example silicates, silica hydrosols, precipitated silica hydrosols, precipitated silicas, for example Hi-Sil, silica gel, silicic acid. . Aluminum oxide can only be supplied as an impurity in other reactants, for example silica raw materials.

질소 함유 유기 양이온의 원료는, 물론 반응 혼합물로부터 결정화에 의해 만들어지는 특정 제올라이트 생성물에 따라 달라지지만, 일급, 이급 또는 삼급 아민 또는 사급 암모늄 화합물일 수 있다. 비제한적인 사급 암모늄 화합물의 예에는 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라프로필암모늄, 테트라부틸암모늄, 디에틸암모늄, 트리에틸암모늄, 디벤질암모늄, 디벤질디메틸암모늄, 디벤질디에틸암모늄, 벤질트리메틸암모늄의 염 및 염소가 포함된다. 여기에서 유용한 아민의 비 제한적 예에는 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 에틸렌디아민, 프로판디아민, 부탄디아민, 펜탄디아민, 헥산디아민, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 벤질아민, 아닐린, 피리딘, 피페리딘 및 피롤리딘이 포함된다.The raw material of the nitrogen-containing organic cation, of course, depends on the particular zeolite product made by crystallization from the reaction mixture, but can be a primary, secondary or tertiary amine or quaternary ammonium compound. Examples of non-limiting quaternary ammonium compounds include tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, diethylammonium, triethylammonium, dibenzylammonium, dibenzyldimethylammonium, dibenzyldiethylammonium, benzyltrimethyl Salts of ammonium and chlorine. Non-limiting examples of amines useful herein include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, ethylenediamine, propanediamine, butanediamine, pentanediamine, hexanediamine, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, dimethylamine, Diethylamine, dipropylamine, benzylamine, aniline, pyridine, piperidine and pyrrolidine.

알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 산화물의 공급원은 예를 들어, 나트륨, 리튬, 칼슘, 마그네슘, 세슘 또는 칼륨 하이드록사이드, 할라이드(예를 들어,클로라이드 및 브로마이드), 설페이트, 니트레이트, 아세테이트, 실리케이트, 알루미네이트, 포스페이트 및 카복실산의 염일 수 있다.Sources of oxides of alkali or alkaline earth metals are, for example, sodium, lithium, calcium, magnesium, cesium or potassium hydroxides, halides (eg chlorides and bromide), sulfates, nitrates, acetates, silicates, aluminas Salts of nates, phosphates and carboxylic acids.

제올라이트의 결정화 후, 유기 양이온들은 일반적으로 하소 또는 당해 기술 분야에서 공지된 다른 방법으로 제거되며, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속은 일반적으로 종종 암모늄 이온 교환체의 중간체를 형성시키고 암모늄 형태를 하소하여 수소형으로 만들어 제거한다.After crystallization of the zeolite, the organic cations are generally removed by calcination or by other methods known in the art, and alkali metals or alkaline earth metals generally form intermediates of ammonium ion exchangers and calcinate the ammonium form to hydrogen form. Make and remove.

결정화한 후, 상업 공정에서 사용되어 질 수 잇는 제올라이트 결정은 일반적으로 마멸(attrition)에 대한 강도 및 저항을 향상시키기 위하여 응집체의 형태로 만들어진다. 제올라이트 결정을 응집시키는 데에는 다양한 방법들이 이용된다. 이러한 방법에는 예를 들어, 펠렛(pellet) 또는 비드(bead)형태로 압출, 유동화할 수 있는 미세 구(microsphere)로의 분무 건조, 또는 제올라이트 결정을 응집체로 고온프레싱(hot pressing)하는 방법들이 포함된다.After crystallization, zeolite crystals that can be used in commercial processes are generally made in the form of aggregates to improve the strength and resistance to attrition. Various methods are used to aggregate the zeolite crystals. Such methods include, for example, spray drying to microspheres that can be extruded and fluidized into pellets or beads, or hot pressing zeolite crystals into aggregates. .

본 발명에서, 실리콘으로 개질된 제올라이트 분자체 촉매는 제올라이트 결정을 유기 실리콘 화합물 및 임의로 결합제와 혼합시키고 혼합물을 응집화시킨후, 응집체를 하소하여 제조된다. 하소는 편리하게 산호 함유 분위기, 바람직하게는 공기 하에서 0.2 내지 5℃/분의 속도로 300℃ 이상의 온도, 하지만 제올라이트이 결정화도가 역으로 영향을 받는 온도 이하에서 수행된다. 일반적으로 그러한 온도는 600℃이하이다. 바람직하게 하소 온도는 약 350 내지 550℃ 사이의 범위이다. 생성물은 하소온도에서 통상적으로 1 내지 24시간 동안 유지된다.In the present invention, a zeolite molecular sieve catalyst modified with silicon is prepared by mixing zeolite crystals with an organic silicon compound and optionally a binder, agglomerating the mixture, and then calcining the aggregate. Calcination is conveniently carried out at a temperature of at least 300 ° C., but at a rate of 0.2 to 5 ° C./min, under a coral containing atmosphere, preferably air, but at a temperature at which the crystallinity is inversely affected. Typically such temperatures are below 600 ° C. Preferably the calcination temperature is in the range of about 350 to 550 ° C. The product is usually maintained at the calcination temperature for 1 to 24 hours.

제올라이트 결정은 합성된 그대로의 형태로 혼합물에 투입될 수 있으며, 유기 템플레이트(template) 및 반응 혼합물의 결정화로부터 제올라이트 구조 속에 잔류하고 있는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 이온은 결정이 응집된 후 당해 기술 분야에서 공지된 방법으로 제거될 수 있다.Zeolite crystals can be introduced into the mixture in the form as synthesized, and alkali metal or alkaline earth metal ions remaining in the zeolite structure from crystallization of organic templates and reaction mixtures are known in the art after crystals aggregate. Can be removed in a conventional manner.

유기 실리콘 화합물은 수성 형태, 예를 들어, 계면활성제에 의해 안정화될 수 있는 유제, 용액, 또는 에어로졸의 형태로 혼합물에 첨가된다. 유용한 계면 활성제에는 예를 들어, 폴리옥시에틸렌-옥틸페놀의 에테르가 포함된다.The organosilicon compound is added to the mixture in aqueous form, for example in the form of an emulsion, solution, or aerosol, which may be stabilized by a surfactant. Useful surfactants include, for example, ethers of polyoxyethylene-octylphenol.

유기실리콘 화합물에는 알킬실란,아릴실란, 알킬아릴실란, 알콕시실란, 아릴옥시실란, 옥시에틸렌실란, 알킬아릴옥시실란과 같은 실란, 실록산 및 알킬 및/또는 아릴 및/또는 글리콜 그룹을 가진 폴리실록산이 포함된다. 알킬은 1 내지 12개의 탄소를 포함하는 것을 나타내고자 한다. 아릴은 6 내지 10개의 탄소를 포함하는 것을 나타내고자 한다. 또한 유기 실리콘 화합물은 하기에서 설명한 실리콘 화합물(트림(trim) 선택화에 또한 사용되어질 수 있다)을 포함한다. 바람직한 것으로는 페닐-메틸폴리실록산과 같은 실록산이 있다.Organosilicon compounds include silanes such as alkylsilanes, arylsilanes, alkylarylsilanes, alkoxysilanes, aryloxysilanes, oxyethylenesilanes, alkylaryloxysilanes, siloxanes and polysiloxanes having alkyl and / or aryl and / or glycol groups do. Alkyl is meant to include from 1 to 12 carbons. Aryl is intended to represent those containing 6 to 10 carbons. The organosilicon compound also includes the silicon compound described below (which may also be used for trim selectivity). Preferred are siloxanes such as phenyl-methylpolysiloxanes.

본 발명에 의한 형상 선택적 탄화수소 전환 방법에서, 적절한 분자체는 지지체 또는 결합제, 예를 들어, 다공성 무기 산화물 지지체 또는 점토 결합제와 함께 응집되거나 압출될 수 있다. 실리카가 바람직한 결합제이지만, 그러한 다른 결합제의 비제한적 예에는 알루미나, 지르코니아, 마그네시아, 토리아, 티타니아. 보리아 및 그것들의 배합물이 포함되며, 일반적으로 건조 무기 산화물 겔 또는 젤라틴성 침전물의 형태이다. 적절한 점토 물질에는, 예를 들어, 벤토나이트 및 키젤구어(kieselguhr)가 포함된다. 촉매 및 결합제 또는 지ㅣ지체의 총 조성에 대한 적절한 결정성 분자체의 상대적인 비율은 조성물의 30 내지 90 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 50-80 중량%이다.조성물은 압출물, 비드, 펠렛(타블렛) 또는 유동화 가능한 미세구의 형태일 수 있다.In the shape-selective hydrocarbon conversion process according to the invention, suitable molecular sieves can be aggregated or extruded together with a support or a binder, for example a porous inorganic oxide support or a clay binder. Silica is the preferred binder, but non-limiting examples of such other binders include alumina, zirconia, magnesia, toria, titania. Boria and combinations thereof are included and are generally in the form of dry inorganic oxide gels or gelatinous precipitates. Suitable clay materials include, for example, bentonite and kieselguhr. The relative proportion of the appropriate crystalline molecular sieve relative to the total composition of the catalyst and binder or support may be 30 to 90% by weight of the composition, preferably 50-80% by weight. The composition is an extrudate, bead, pellet. (Tablet) or fluidizable microspheres.

형상 선택적 전환Geometry selective transition

본 발명에 따라 선택화 응집된 분자체는 일반적으로 탄화수소 공급 원료의 탈랍을 포함하는 분해 반응; 알킬 방향족의 이성화; 가솔린을 제조하기 위한 올리핀의 올리고머화, 증류물, 윤활유 또는 화학약품의 올리고머화; 방향족의 트랜스알킬화; 방향족의 알킬화; 산소화물으 탄화수소로의 전환, 산소화물의 재배열, 및 경파라핀 및 올레핀의 방향족으로의 전환과 같은 형상 선택적 탄화수소 전환 방법에 유용하다.Selective flocculated molecular sieves according to the present invention generally include a decomposition reaction involving dewaxing of a hydrocarbon feedstock; Isomerization of alkyl aromatics; Oligomerization of olefins to prepare gasoline, oligomerization of distillates, lubricants or chemicals; Transalkylation of aromatics; Alkylation of aromatics; It is useful for shape-selective hydrocarbon conversion methods such as conversion of oxygenates to hydrocarbons, rearrangement of oxygenates, and conversion of light paraffins and olefins to aromatics.

일반적으로, 개질된 제올라이트를 함유한 촉매상에서의 접촉 전환 조건은 100 내지 760℃의 온도, 10 내지 20,000kPa(0.1 내지 200 기압(바))의 압력, 0.08 내지 2000 hr-1의 시간당 중량 공간 속도(WHSV) 및 0 내지 100의 수소/ 유기물(즉 탄화수소) 화합물의 비를 가진다.In general, the contact conversion conditions on the catalyst containing the modified zeolite include a temperature of 100 to 760 ° C., a pressure of 10 to 20,000 kPa (0.1 to 200 atm) and a weight hourly space velocity of 0.08 to 2000 hr −1 . (WHSV) and a hydrogen / organic (ie hydrocarbon) compound ratio of 0 to 100.

본 발명에 의한 촉매는 특별히 파라-크실렌을 제조하기 위한 톨루엔의 트랜스알킬화 또는 불균등화에 사용되도록 시도하였으며, 이 방법들은 여기에서 본 촉매상에서의 형상 선택적 전환의 대표적인 예로서 설명될 것이다.The catalysts according to the invention have been tried in particular for use in the transalkylation or disproportionation of toluene for the production of para-xylene, which methods will be described here as representative examples of shape-selective conversion on the present catalysts.

톨루엔 불균등화Toluene Disproportionation

여기에서 의도된 톨루엔 불균등화에서의 반응 조건은 350 내지 540℃의 온도 범위, 바람직하게는 400℃이상의 온도; 100 내지 34,500 kPa(0 내지 5000psig)의 압력, 바람직하게는 790 내지 7000 kPa(100 내지 1000 psig)의 압력; 0.1 내지 20, 바람직하게는 2 내지 4의 수소 대 탄화 수소의 몰비; 0.1 내지 20 hr-1, 바람직하게는 2 내지 4 hr-1의 WHSV를 가진다.The reaction conditions intended for toluene disproportionation here are in the temperature range of 350 to 540 ° C, preferably at least 400 ° C; A pressure of 100 to 34,500 kPa (0 to 5000 psig), preferably a pressure of 790 to 7000 kPa (100 to 1000 psig); A molar ratio of hydrogen to hydrocarbon of 0.1 to 20, preferably 2 to 4; It has a WHSV of 0.1 to 20 hr −1 , preferably 2 to 4 hr −1 .

톨루엔 공급 원료는 바람직하게는 50% 내지 100%, 더욱 바람직하게는 최소한 약 80%이상의 톨루엔을 함유한다. 벤젠, 크실렌, 및 트리메틸벤젠과 같은 다른 화합물은 또한 본 발명에 역효과를 주지 않고 톨루엔 공급 원료에 존재할 수 있다. 톨루엔 공급 원료는 또한 필요한 경우, 반응 구역에 들어가는 수분을 최소화할 수 있는 방식으로 건조될 수 있다. 본 발명의 방법을 위한 톨루엔 공급 원료의 건조에 적합한, 당해 분야에서 공지된 방법은 많이 있다. 이러한 방법에는 적절한 건조제, 예를 들어, 실리카 겔, 활성화 알루미나, 분자체 또는 다른 적절한 물질에 통과시키거나 액체 공급몰 건조기를 사용하는 것이 있다.The toluene feedstock preferably contains 50% to 100%, more preferably at least about 80% or more of toluene. Other compounds such as benzene, xylene, and trimethylbenzene may also be present in the toluene feedstock without adversely affecting the present invention. The toluene feedstock can also be dried in a manner that minimizes the moisture entering the reaction zone, if necessary. There are many methods known in the art that are suitable for drying the toluene feedstock for the process of the present invention. Such methods include passing through a suitable desiccant, such as silica gel, activated alumina, molecular sieve or other suitable material or using a liquid feed molar dryer.

보통 톨루엔 스티림(stream)의 일회 통과 전환은 모든 위치에 알킬 그룹을 가진 디메틸벤젠,즉 오르소-, 메탄- 및 파라-크실렌을 함유하는 생성물을 만들어 낸다. 또한 크실렌은 반응중에 다음의 반응식에 따른 목적하지 않는 에틸벤젠(EB)를 생성하는 것으로 알려져 있다;Usually a single pass conversion of the toluene stream produces a product containing dimethylbenzene, ortho-, methane- and para-xylene, with alkyl groups at all positions. Xylene is also known to produce undesired ethylbenzene (EB) during the reaction according to the following scheme;

Figure kpo00002
Figure kpo00002

예전에는 일회 통과 방법에서 이성화가 허용되는 경우 모든 C8생성물에 대한 파라-크실렌의 순도는 90% 미만으로 제한되어왔다. 이런 효율은 에틸벤젠의 생성에 의하여 어느 정도 감소된다.In the past, the purity of para-xylene for all C 8 products has been limited to less than 90% when isomerization is allowed in single pass methods. This efficiency is somewhat reduced by the production of ethylbenzene.

그런, 본 발명은 목적하는 파라-이성체에 유리하도록 오르소- 및 메타-이성체의 생성을 감소시켜 고효율의 전환을 제공한다. 본 방법에 의해 제조된 생성물 스트림은 90% 이상의 파라-크실렌 순도를 가진다. 예를 들어, 오르소-크실렌 이성체는 총 크실렌 함량의 약 0.5% 이하, 메타-크실렌 이성체느 약 5% 미만으로 감소될 수 있다. 더우기, 반응계가 적절히 처리된 경우, 예를 들어 분자체에 백금을 침적시킴으로서 에틸벤젠의 양을 C8생성물에 대하여 약 0.3% 미만으로 감소시킬 수 있다.However, the present invention provides a high efficiency conversion by reducing the production of ortho- and meta-isomers in favor of the desired para-isomers. The product stream produced by the process has a para-xylene purity of at least 90%. For example, the ortho-xylene isomer can be reduced to about 0.5% or less of the total xylene content, and the meta-xylene isomer to less than about 5%. Moreover, when the reaction system is properly treated, the amount of ethylbenzene can be reduced to less than about 0.3% relative to the C 8 product, for example by depositing platinum in the molecular sieve.

여기에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 약 15% 이상, 바람직하게는 약 25-25% 이상의 전환율, 및 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상, 가장 바람직하게는 약 99%의 파라-크셀린 순도로 파라-크실렌을 수득하는 방법을 제공한다.As described in detail herein, the present invention provides a conversion of at least about 15%, preferably at least about 25-25%, and at least 90%, preferably at least 95%, most preferably at least about 99% Provided is a method of obtaining para-xylene in celine purity.

그러므로, 앞서 기술한 방법들에 비하여 상업적으로 수용될 만한 전환율로서 높은 파라-크실렌 순도를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 목적하지 않는 부산물을 분리하는 것에 기인한 전술의 공정 비용을 상당한 정도로 절감할 수 있다. 선행 기술의 톨루엔 불균등화 방법은 대표적으로 이러한 효율을 얻기 위하여 고가의 2차 및 3차 처리 순서를 필요로 한다.Therefore, high para-xylene purity can be obtained as a commercially acceptable conversion rate compared to the methods described above. Thus, the present invention can significantly reduce the aforementioned process costs due to separating undesired by-products. Prior art toluene disproportionation methods typically require expensive secondary and tertiary treatment sequences to achieve this efficiency.

바람직하게, 본 발명의 톨루엔 불균등화 방법은 외계에서 촉매의 응집화과정주에 예비 선택화하는 것 이외에 동일계내에서 제올라이트 촉매를 추가로 선택화하는 단계를 포함한다. 여기에서 '트림 선택화'로 불리워지는 동일계내에서의 추가의 선택화는 반응 조건하에서 목적하는 파라-크실렌 선택도, 예를 들어, 90% 또는 95%가 달성될 때까지 촉매를 톨루엔, 선택화제 및 수소와 동시에 접촉시키고, 그후 선택화제의 공급을 중단하는 것을 포함한다. 트림 선택화제는 바람직하게 실리콘 함유 화합물, 더욱 바람직하게는 다음의 일반식을 따르는 실리콘 함유 화합물이다 :Preferably, the toluene disproportionation method of the present invention further comprises the step of further selecting the zeolite catalyst in situ in addition to the preselection to the coagulation course of the catalyst in the external system. Further in situ, referred to herein as 'trim selectivity', allows the catalyst to be reacted with toluene, a selector until the desired para-xylene selectivity, eg 90% or 95%, is achieved under reaction conditions. And simultaneously contacting with hydrogen, and then stopping the supply of the selector. The trim selector is preferably a silicone containing compound, more preferably a silicone containing compound according to the following general formula:

Figure kpo00003
Figure kpo00003

상기식에서, R1은 수소, 불소, 하이드록시, 알킬, 아릴, 알킬아릴 또는 플루오로-알킬이다. 탄화수소 치환체들은 일반적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 가지며, 바람직하게는 메틸 또는 에틸 그룹이다.Wherein R 1 is hydrogen, fluorine, hydroxy, alkyl, aryl, alkylaryl or fluoro-alkyl. Hydrocarbon substituents generally have 1 to 10 carbon atoms and are preferably methyl or ethyl groups.

R2는 R1과 같은 그룹에서 선택되며, n은 2 이상의 정수이며, 일반적으로 3 내지 1000의 범위이다.R 2 is selected from the same group as R 1 , n is an integer of 2 or more, and is generally in the range of 3 to 1000.

사용되는 실리콘 화합물의 분자량은 일반적으로 80 내지 20,000, 바람직하게는 150 내지 10,000 사이이다. 대표적인 실리콘 화합물에는 디메틸실리콘, 디에틸실리콘, 페닐메틸실리콘, 메틸수소실리콘, 에틸수소실리콘, 페닐수소실리콘, 메틸에틸실리콘, 페닐에틸실리콘, 디페닐실리콘, 메틸트리플루오로프로필실리콘, 에틸트리플루오로프로필실리콘, 폴리디메틸실리콘, 테트라클로로페닐메틸실리콘, 테트라클로로페닐에틸 실리콘, 테트라클로로페닐수소실리콘, 테트라클로로페닐페닐실리콘, 메틸비닐실리콘 및 에틸비닐실리콘이 포함된다. 실리콘 화합물은 선형일 필요가 없으며 사이클릭 화합물, 예를 들어, 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 헥사페닐사이클로트리실록산 및 옥타페닐사이클로테트라실록산이어도 된다. 다른 작용기 그룹을 가진 실리콘 화합물 뿐만 아니라 이러한 화합물들의 혼합물도 또한 사용되어 질 수 있다. 다른 실리콘 함유 화합물, 예를 들어, 실란 및 실록산도 또한 사용되어 질 수 있다.The molecular weight of the silicone compound used is generally between 80 and 20,000, preferably between 150 and 10,000. Representative silicone compounds include dimethylsilicone, diethylsilicone, phenylmethylsilicone, methylhydrogensilicon, ethylhydrogensilicon, phenylhydrogensilicon, methylethylsilicon, phenylethylsilicone, diphenylsilicone, methyltrifluoropropylsilicone, ethyltrifluoro Propylsilicone, polydimethylsilicone, tetrachlorophenylmethylsilicone, tetrachlorophenylethyl silicone, tetrachlorophenylhydrogensilicon, tetrachlorophenylphenylsilicone, methylvinylsilicone and ethylvinylsilicone. The silicone compound need not be linear and may be a cyclic compound such as hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, hexaphenylcyclotrisiloxane and octaphenylcyclotetrasiloxane. Mixtures of these compounds as well as silicone compounds with other functional groups can also be used. Other silicone containing compounds such as silanes and siloxanes may also be used.

바람직하게, 파라-크실렌의 트림 선택화제 및 제올라이트의 응집 과정에서 첨가되는 실리콘 예비 선택화 화합물의 동적 지름(kinetic diameter)은 촉매의 내부 활성 감소를 피하기 위하여 제올라이트이 기공 지름보다 크다. 트림 선택화 단계의 반응 조건은 일반적으로 350-540℃의 온도 및 100 내지 34500ㅠ kPa (대기압 - 5000 psig)의 압력이다. 그 계로 공급되는 공급 원료는 0.1 - 20 WHSV의 속도를 가진다. 수소는 수소 대 탄화수소의 몰 비가 0.1 - 20가 되게 공급된다. 트림 선택화제는 바람직하게 톨루엔에 대하여 0.1% - 50 %의 양으로 공급되며, 사용되는 선택화제의 양에 따라 달라지지만 트림 선택화는 바람직하게는 50-300 시간, 가장 바람직하게는 170 시간 이하로 계속된다.Preferably, the kinetic diameter of the silicon preselective compound added in the trim selector of para-xylene and the agglomeration of the zeolite is such that the zeolite is larger than the pore diameter to avoid a decrease in the internal activity of the catalyst. The reaction conditions of the trim selectivity step are generally temperatures of 350-540 ° C. and pressures of 100 to 34500 k kPa (atmospheric pressure—5000 psig). The feedstock supplied to the system has a speed of 0.1-20 WHSV. Hydrogen is supplied at a molar ratio of hydrogen to hydrocarbon of 0.1-20. The trim selector is preferably supplied in an amount of 0.1% to 50% relative to toluene, depending on the amount of selector used, but the trim selector is preferably 50-300 hours, most preferably 170 hours or less. Continues.

이론적으로 한정되기를 바라지 않지만, 본 발명의 장점은 촉매의 외부 표면의 산 부위(acid site)를 촉매의 비틀림(tortuosity)을 증가시키는 반면 반응물이 실질적으로 접근할 수 없도록 함에 의해 달성되는 것으로 생각되어진다. 촉매 외부표면에 존재하는 산 부위는 촉매 기공에 존재하는 파라-크실렌을 다른 두 이성체와 평형 레벨이 되도록 이성화하며, 이에 의하여 크실렌 중의 파라-크실렌의 양을 단지 약 24%로 감소시키는 것으로 생각된다. 촉매 기공에 존재하는 파라-크실렌이 이러한 산 부위를 이용하는 것을 감소시킴으로서, 상대적으로 파라-크실렌을 높은 수준으로 유지할 수 있다. 본 발명의 트림 선택화제는 이러한 외부 산 부위를 막거나 도는 고쳐서 파라-크실렌이 이용할 수 없도록 언급된 산 부위를 화학적으로 개질하는 것으로 생각된다.While not wishing to be bound by theory, it is believed that the advantages of the present invention are achieved by increasing the tortuosity of the catalyst while increasing the acid site of the outer surface of the catalyst while making the reactants substantially inaccessible. . Acid sites present on the outer surface of the catalyst are believed to isomerize the para-xylene present in the catalyst pores to equilibrium levels with the other two isomers, thereby reducing the amount of para-xylene in xylene to only about 24%. By reducing the use of these acid sites by para-xylene present in the catalyst pores, relatively high levels of para-xylene can be maintained. It is contemplated that the trim selector of the present invention chemically modifies the mentioned acid sites such that para-xylene is not available by blocking or modifying these external acid sites.

촉매는 원하지않는 부산물, 특히 에틸벤젠의 양을 감소시키기 위하여 추가로 개질될 수 있다. 당해 기술의 상황은, 표준 불균등화 반응기 유출물은 전형적으로 0.5%의 에틸벤젠 부산물을 함유한다. 반응 생성물을 증류함에 의해, C8분획중의 에틸벤젠의 레벨은 종종 3-4%로 증가된다. C8생성물 중의 에틸벤젠은 제거되지 않을 경우 파라-크실렌 생성물로부터 제조된 섬유(fiber)의 품질을 심각하게 떨어뜨리기 때문에 이러한 에틸 벤젠의 레벨은 폴리머급 파라-크실렌에는 허용되지 않는다. 결론적으로, 에틸벤젠의 함량은 자게 유지되어야 한다. C8생성물 중의 에틸벤젠의 규격은 0.3% 미만으로 산업계에 의해 결정되었다. 에틸벤젠은 이성화 또는 초분별(superfractionation) 방법에 의해 상당량이 제거될 수 있다. 통상의 이성화법에 의한 에틸벤젠의 제거는 본 발명의 크실렌 스트림이 90% 이상의 파라-크실렌을 함유하고 있기 때문에 본 발명에는 실질적이지 못하며, 또한, 본 크실렌 스트림에 있는 파라-크실렌의 양을 평형 크실렌의 양, 즉 약 24%가 되게 이성화시킬 수 있다. 또 다른 에틸벤젠의 제거법인 초분별법은 매우 고비용이 필요한 것으로 당해 기술 분야에서는 알려져 있다.The catalyst can be further modified to reduce the amount of unwanted byproducts, especially ethylbenzene. In the context of the art, standard disproportionation reactor effluents typically contain 0.5% ethylbenzene byproduct. By distilling the reaction product, the level of ethylbenzene in the C 8 fraction is often increased to 3-4%. This level of ethyl benzene is not acceptable for polymer grade para-xylene because ethylbenzene in the C 8 product seriously degrades the fiber produced from the para-xylene product if not removed. In conclusion, the content of ethylbenzene should be kept quiet. The specification of ethylbenzene in the C 8 product was determined by industry to less than 0.3%. Ethylbenzene can be removed in significant amounts by isomerization or superfractionation methods. Removal of ethylbenzene by conventional isomerization is not practical for the present invention because the xylene stream of the present invention contains at least 90% of para-xylene, and also the amount of para-xylene in the present xylene stream is equilibrated to xylene. And isomerized to about 24%. Second fractionation, another removal of ethylbenzene, is known in the art to require very high cost.

다운스트림(downstream)의 에틸벤젠의 제거 필요성을 피하기 위하여, 에틸벤젠 부산물의 레벨은 촉매에 백금과 같은 금속 화합물을 첨가시키는 것과같이 수소화-탈수소화 기능을 부여함으로서 유리하게 감소된다. 백금이 바람직한 금속이지만, 팔라듐, 니켈,구리, 코발트,몰리브데늄, 로듐, 루테늄, 은, 금, 수은, 오스뮴, 철, 아연, 카드뮴, 및 이들의 혼합물과 같은 다른 금속들이 사용도어 질 수 있다. 금속은 양이온 교환법으로, 약 0.01% - 2%, 대표적으로 약 0.5%의 양으로 첨가될 수 있다. 금속은 이어지는 하소 단계에서 잔존하기 위하여 촉매의 기공 속으로 들어갈 수 있어야 한다. 예를 들어, 백금으로 개질된 촉매는 먼저 촉매를 암모늄 형태로 전환시키기 위하여 촉매를 암모늄 니트레이트 용액에 첨가함으로서 제조될 수 있다. 이어서 촉매를 테트라아민 질산 백금(Ⅱ) 수용액과 접촉시킨다. 금속성 화합물은 유리하게 촉매의 기공속으로 들어간다. 그 후, 촉매를 여과하고, 물로 세척한 후 약 250 내지 500℃의 온도에서 하소시킨다.In order to avoid the need to remove downstream ethylbenzene, the level of ethylbenzene by-products is advantageously reduced by imparting a hydrogenation-dehydrogenation function, such as adding metal compounds such as platinum to the catalyst. Platinum is the preferred metal, but other metals may be used, such as palladium, nickel, copper, cobalt, molybdenum, rhodium, ruthenium, silver, gold, mercury, osmium, iron, zinc, cadmium, and mixtures thereof. . The metal may be added by cation exchange in an amount of about 0.01% -2%, typically about 0.5%. The metal must be able to enter the pores of the catalyst to remain in the subsequent calcination step. For example, a catalyst modified with platinum can be prepared by first adding the catalyst to the ammonium nitrate solution to convert the catalyst into ammonium form. The catalyst is then contacted with aqueous tetraamine nitrate (II) solution. The metallic compound advantageously enters the pores of the catalyst. The catalyst is then filtered off, washed with water and then calcined at a temperature of about 250 to 500 ° C.

유출물을 목적하는 생성물, 즉 파라-크실렌, 과 다른 부산물을 분리하기 위하여 분리 및 증류한다.The effluent is separated and distilled to separate the desired product, para-xylene, and other by-products.

본 발명에 의하여,톨루엔은 높은 값, 예를 들어, 총 C8생성물에 기초하여 약 99%의 파라-크실렌의 방향족 농축물로 전환될 수 있다. 본 방법의 대표적인 구체화에서, 최적의 톨루엔 전환은 90-99%의 파라-크실렌 순도에서 20 - 25 중량%인 것으로 밝혀졌다.By the present invention, toluene can be converted to an aromatic concentrate of about 99% para-xylene based on high values, for example total C 8 product. In a representative embodiment of the method, the optimal toluene conversion was found to be 20-25% by weight at a para-xylene purity of 90-99%.

다음의 비제한적 실시예에 의해 본 발명을 설명한다 :The invention is illustrated by the following non-limiting examples:

150 cc의 비이커에 있는 15.57g의 증류수에 1.01 g의 50% 수산화 나트륨 용액 및 38℃에서 수 가용성을 나타내게 하기 위하여 옥시에틸렌 그룹으로 개질된 2.20g의 디메틸 실리콘을 가하였다. 이 용액에 10.85 g의 합성된 그대로의 ZSM-5 및 5.85 g의 함수 무정형 실리카의 혼합물을 교반하면서 가하였다. 생성된 건조 페이시트를 수동 압출기(hand extruder)를 사용하여 1.6 mm(1/16 인치) 크기의 압출물로 제조하였다. 120℃에서 2시간동안 건조시켜 12.91g의 생성물을 수득하였다.15.57 g of distilled water in a 150 cc beaker was added 1.01 g of 50% sodium hydroxide solution and 2.20 g of dimethyl silicone modified with oxyethylene groups to give water solubility at 38 ° C. To this solution was added a mixture of 10.85 g of as-synthesized ZSM-5 and 5.85 g of hydrous amorphous silica with stirring. The resulting dry paysheet was made into a 1.6 mm (1/16 inch) size extrudate using a hand extruder. Drying at 120 ° C. for 2 hours gave 12.91 g of product.

[실시예 2]Example 2

150 cc의 비이커에 있는 15.58g의 증류수에 1.03 g의 50% 수산화 나트륨 용액, 및 4.06 g의 페닐메틸폴리실록산 및 0.79g의 이소-옥틸페녹시폴리에톡시에탄올 계면 활성제의 혼합물을 가하여 유제를 만들었다. 이 용액에 10.85g 의 합성된 그대로의 ZSM-5 및 5.85 g의 함수 무정형 실리카(HiSil, PPG Industries, Inc.)의 혼합물을 교반하면서 가하였다. 생성된 건조 페이스트를 수동 압출기를 사용하여 1.6mm(1/6 인치) 크기의 압출물로 제조하였다. 120℃에서 2시간동안 건조시켜 13.49g의 생성물을 수득하였다.An emulsion was made by adding a mixture of 1.03 g of 50% sodium hydroxide solution, 4.06 g of phenylmethylpolysiloxane and 0.79 g of iso-octylphenoxypolyethoxyethanol surfactant to 15.58 g of distilled water in a 150 cc beaker. To this solution was added a mixture of 10.85 g of as-synthesized ZSM-5 and 5.85 g of hydrous amorphous silica (HiSil, PPG Industries, Inc.) with stirring. The resulting dry paste was made into an extrudate of size 1.6 mm (1/6 inch) using a manual extruder. Drying at 120 ° C. for 2 hours gave 13.49 g of product.

Claims (8)

결정성 분자체 및 유기 실리콘 화합물을 함유한 혼합물을 응집시킨 후 그 응집체를 하소(calcining)시킴으로서 예비선택화된 1 내지 12의 속박지수(Constraint Index)를 갖는 결정성 분자체(molecular sieve)를 함유한 촉매.Agglomerates a mixture containing a crystalline molecular sieve and an organosilicon compound, and then calcinates the agglomerate to contain a crystalline molecular sieve having a Constraint Index of 1 to 12 preselected. One catalyst. 제1항에 있어서, 유기 실리콘 화합물이 실리콘, 실란, 알콕시실란, 실록산 및 폴리실록산 중에서 선택된 것인 촉매.The catalyst of claim 1 wherein the organosilicon compound is selected from silicones, silanes, alkoxysilanes, siloxanes, and polysiloxanes. 제1항 도는 제 2항에 있어서, 추가로 수소화/탈수소화 금속을 함유한 촉매.The catalyst according to claim 1 or 2, further comprising a hydrogenated / dehydrogenated metal. 1 내지 12의 속박지수를 가진 결정성 분자체 물질과 유기 실리콘 호합물을 분자체/유기 실리콘 화합물 중량비가 1/10 내지 100/1이 되도록 함유하는 혼합물을 제조하고, 이 혼합물을 응집시킴을 특징으로 하여 촉매성 분자체를 예비 선택화시키는 방법.Characterized by preparing a mixture containing a crystalline molecular sieve material having a bond index of 1 to 12 and an organic silicon compound such that the molecular sieve / organic silicon compound weight ratio is 1/10 to 100/1, and coagulating the mixture. To preselectively select the catalytic molecular sieve. 제4항에 있어서, 예비 서택화된 촉매성 분자체를 톨루엔 및 파라-크실렌의 선택화제인 2차 실리콘 공급원을 함유하는 혼합물과 1 시간 이상동안 톨루엔을 크실렌으로 전환시키는 반응 조건하에서 접촉시켜 두 번 개질된 촉매를 수득하는 단계를 추가로 포함하는 방법.5. The method of claim 4, wherein the preselected catalytic molecular sieve is contacted twice with a mixture containing a secondary silicon source which is a selector of toluene and para-xylene under reaction conditions for converting toluene to xylene for at least 1 hour. Further comprising obtaining a modified catalyst. 결정성 분자체 및 유기 실리콘 화합물을 함유한 혼합물을 응집시키고, 생성된 응집체를 하소시킴으로서 예비 선택화된 1- 12의 속박지수를 갖는 결정성 분자체를 함유한 촉매와 탄화수소를 접촉시킴을 특징으로 하는 형상 선택적 탄화수소 전환 방법.Agglomerating the mixture containing the crystalline molecular sieve and the organosilicon compound and calcining the resulting agglomerate, thereby contacting the hydrocarbon with the catalyst containing the crystalline molecular sieve having a preselected bond index of 1-12. Shape-selective hydrocarbon conversion method. 제6항에 있어서, 형상 선택적 탄화수소 전환 방법이 톨루엔을 파라-크실렌으로 선택적으로 불균등화시키는 것인 방법.The method of claim 6, wherein the shape-selective hydrocarbon conversion method selectively disproportionates toluene to para-xylene. 제7항에 있어서, 불균등화 반응이 350℃ 내지 540℃의 온도, 100 내지 34500 kPa(대기압 내지 5000 psig)의 압력, 0.1 내지 20의 WHSV, 및 0.1 내지 20의 수소 대 탄화수소 몰비의 조건하에서 수행되는 방법.The disproportionation reaction according to claim 7, wherein the disproportionation reaction is carried out under conditions of a temperature of 350 ° C to 540 ° C, a pressure of 100 to 34500 kPa (atmospheric pressure to 5000 psig), a WHSV of 0.1 to 20, and a hydrogen to hydrocarbon molar ratio of 0.1 to 20 How to be.
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