JP2017014146A - Separation method of para-xylene using metal organic structure - Google Patents

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孝典 三宅
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誠 佐野
彰広 米澤
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彰広 米澤
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Abstract

【課題】本発明は、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離するための金属有機構造体を提供することを目的とする。また、本発明は、該金属有機構造体を用いて、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離する方法を提供することも目的とする。さらに、本発明は、該金属有機構造体を用いて、高純度のパラキシレンを製造する方法を提供することも目的とする。【解決手段】第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む、パラキシレン分離用金属有機構造体。【選択図】図9An object of the present invention is to provide a metal organic structure for separating paraxylene from an organic mixture containing paraxylene. Another object of the present invention is to provide a method for separating paraxylene from an organic mixture containing paraxylene using the metal organic structure. Furthermore, another object of the present invention is to provide a method for producing high-purity paraxylene using the metal organic structure. A metal organic structure for separating para-xylene comprising a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand. [Selection] Figure 9

Description

本発明は、金属有機構造体を用いるパラキシレンの分離方法に関する。   The present invention relates to a method for separating para-xylene using a metal organic structure.

石油化学において、エチレン、プロピレン等を製造するために、ナフサのクラッキングが行なわれている。この時にナフサから芳香族化合物も同時に製造され、中でも、回収される炭素数8の芳香族化合物の留分としては、エチルベンゼン、オルトキシレン、メタキシレン及びパラキシレンの4成分が含まれている。これらのうちパラキシレンは、ポリエチレンテレフタレート(PET)の原料として、極めて有用な化合物であることはよく知られていることである。 これまでに、上記の4成分は、蒸留法、複雑なカラム分離法で分離することが試みられている(特許文献1及び2)。しかしながら、これら4成分は互いに沸点が近く、また、分子サイズも差が小さいため、4成分の中から、パラキシレンのみを分離することは、エネルギー消費量、設備費等が高くなるという問題があった。   In petrochemistry, naphtha is cracked to produce ethylene, propylene, and the like. At this time, an aromatic compound is simultaneously produced from naphtha. Among them, the fraction of the aromatic compound having 8 carbon atoms to be recovered contains four components of ethylbenzene, orthoxylene, metaxylene and paraxylene. Of these, it is well known that paraxylene is a very useful compound as a raw material for polyethylene terephthalate (PET). Up to now, it has been attempted to separate the above four components by a distillation method or a complicated column separation method (Patent Documents 1 and 2). However, these four components are close to each other in boiling point, and the difference in molecular size is also small. Therefore, separating only paraxylene from the four components has a problem in that energy consumption, equipment cost, and the like increase. It was.

特開2013−531676号公報JP 2013-53676 A 特開2008−518781号公報JP 2008-518781

本発明は、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離するための金属有機構造体を提供することを目的とする。また、本発明は、該金属有機構造体を用いて、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離する方法を提供することも目的とする。さらに、本発明は、該金属有機構造体を用いて、高純度のパラキシレンを製造する方法を提供することも目的とする。   An object of the present invention is to provide a metal organic structure for separating paraxylene from an organic mixture containing paraxylene. Another object of the present invention is to provide a method for separating paraxylene from an organic mixture containing paraxylene using the metal organic structure. Furthermore, another object of the present invention is to provide a method for producing high-purity paraxylene using the metal organic structure.

本発明は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む金属有機構造体が、上記目的を達成できることを見出した。これらの知見に基づいてさらに研究した結果、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present invention has found that a metal organic structure containing a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand can achieve the above object. As a result of further research based on these findings, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記の第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む、パラキシレン分離用金属有機構造体、該パラキシレン分離用金属有機構造体を製造する方法、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離する方法、及び高純度のパラキシレンを製造する方法を提供することにある。
項1.
パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離する方法であって、
第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む金属有機構造体を用いる、方法。
項2.
前記パラキシレンを含む有機混合物が、炭素数8の芳香族炭化水素を含む有機混合物である、項1に記載の方法。
項3.
前記第4族の金属が、Ti、Zr、及びHfからなる金属の群から選ばれる少なくとも1種である、項1又は2に記載の方法。
項4.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、脂肪族ジカルボン酸配位子、脂肪族トリカルボン酸配位子又は脂肪族テトラカルボン酸配位子である、項1〜3の何れか一項に記載の方法。
項5.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、
炭素数2〜7の飽和若しくは不飽和脂肪族ジカルボン酸配位子、
炭素数3〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族トリカルボン酸配位子、又は
炭素数5〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族テトラカルボン酸配位子である、項1〜4の何れか一項に記載の方法。
項6.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、フマル酸配位子、又はマレイン酸配位子である、項1〜5の何れか一項に記載の方法。
項7.
高純度のパラキシレンを製造する方法であって、
パラキシレンを含む有機混合物と第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む金属有機構造体とを用いて、パラキシレンを分離する工程を含む、製造方法。
項8.
前記パラキシレンを含む有機混合物が、炭素数8の芳香族炭化水素を含む有機混合物である、項7に記載の方法。
項9.
前記第4族の金属が、Ti、Zr、及びHfからなる金属の群から選ばれる少なくとも1種である、項7又は8に記載の方法。
項10.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、脂肪族ジカルボン酸配位子、脂肪族トリカルボン酸配位子又は脂肪族テトラカルボン酸配位子である、項7〜9の何れか一項に記載の方法。
項11.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、
炭素数2〜7の飽和若しくは不飽和脂肪族ジカルボン酸配位子、
炭素数3〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族トリカルボン酸配位子、又は
炭素数5〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族テトラカルボン酸配位子である、項7〜10の何れか一項に記載の方法。
項12.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、フマル酸配位子、又はマレイン酸配位子である、項7〜11の何れか一項に記載の方法。
項13.
第4族の金属、及び脂肪族カルボン酸配位子を含む、パラキシレン分離用金属有機構造体。
項14.
炭素数8の芳香族炭化水素を含む混合物からパラキシレンを分離するための、項13に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。
項15.
前記第4族の金属が、Ti、Zr、及びHfからなる金属の群から選ばれる少なくとも1種である、項13又は14に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。
項16.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、脂肪族ジカルボン酸配位子、脂肪族トリカルボン酸配位子又は脂肪族テトラカルボン酸配位子である、項13〜15の何れか一項に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。
項17.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、
炭素数2〜7の飽和若しくは不飽和脂肪族ジカルボン酸配位子、
炭素数3〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族トリカルボン酸配位子、又は
炭素数5〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族テトラカルボン酸配位子である、項13〜16の何れか一項に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。
項18.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、フマル酸配位子、又はマレイン酸配位子である、項13〜17の何れか一項に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。
項19.
項13に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体を製造する方法であって、
第4族の金属塩及び脂肪族カルボン酸を反応させる工程を含む、製造方法。
項20.
前記第4族の金属塩が、Ti、Zr、及びHfからなる金属の群から選ばれる少なくとも1種である、項19に記載の製造方法。
項21.
前記脂肪族カルボン酸が、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族トリカルボン酸又は脂肪族テトラカルボン酸である、項19又は20に記載の製造方法。
項22.
前記脂肪族カルボン酸が、
炭素数2〜7の飽和若しくは不飽和脂肪族ジカルボン酸、
炭素数3〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族トリカルボン酸、又は
炭素数5〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族テトラカルボン酸である、項19〜21の何れか一項に記載の製造方法。
項23.
前記脂肪族カルボン酸が、フマル酸、又はマレイン酸である、項19〜22の何れか一項に記載の製造方法。
That is, the present invention provides a metal organic structure for separation of paraxylene, a method for producing the metal organic structure for separation of paraxylene, which contains the following Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand, Another object of the present invention is to provide a method for separating para-xylene from an organic mixture containing the same, and a method for producing high-purity para-xylene.
Item 1.
A method for separating para-xylene from an organic mixture containing para-xylene, comprising:
A method using a metal organic structure comprising a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand.
Item 2.
Item 2. The method according to Item 1, wherein the organic mixture containing para-xylene is an organic mixture containing an aromatic hydrocarbon having 8 carbon atoms.
Item 3.
Item 3. The method according to Item 1 or 2, wherein the Group 4 metal is at least one selected from the group of metals consisting of Ti, Zr, and Hf.
Item 4.
Item 4. The method according to any one of Items 1 to 3, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is an aliphatic dicarboxylic acid ligand, an aliphatic tricarboxylic acid ligand, or an aliphatic tetracarboxylic acid ligand. .
Item 5.
The aliphatic carboxylic acid ligand is
A saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid ligand having 2 to 7 carbon atoms,
Item 5 is a saturated or unsaturated aliphatic tricarboxylic acid ligand having 3 to 8 carbon atoms, or a saturated or unsaturated aliphatic tetracarboxylic acid ligand having 5 to 8 carbon atoms. The method described.
Item 6.
Item 6. The method according to any one of Items 1 to 5, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is a fumaric acid ligand or a maleic acid ligand.
Item 7.
A method for producing high purity para-xylene, comprising:
The manufacturing method including the process of isolate | separating paraxylene using the organic mixture containing a paraxylene, and the metal organic structure containing a group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand.
Item 8.
Item 8. The method according to Item 7, wherein the organic mixture containing para-xylene is an organic mixture containing an aromatic hydrocarbon having 8 carbon atoms.
Item 9.
Item 9. The method according to Item 7 or 8, wherein the Group 4 metal is at least one selected from the group of metals consisting of Ti, Zr, and Hf.
Item 10.
Item 10. The method according to any one of Items 7 to 9, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is an aliphatic dicarboxylic acid ligand, an aliphatic tricarboxylic acid ligand, or an aliphatic tetracarboxylic acid ligand. .
Item 11.
The aliphatic carboxylic acid ligand is
A saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid ligand having 2 to 7 carbon atoms,
In any one of Items 7 to 10, which is a saturated or unsaturated aliphatic tricarboxylic acid ligand having 3 to 8 carbon atoms, or a saturated or unsaturated aliphatic tetracarboxylic acid ligand having 5 to 8 carbon atoms. The method described.
Item 12.
Item 12. The method according to any one of Items 7 to 11, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is a fumaric acid ligand or a maleic acid ligand.
Item 13.
A metal organic structure for separation of para-xylene, comprising a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand.
Item 14.
Item 14. The metal organic structure for paraxylene separation according to Item 13, for separating paraxylene from a mixture containing an aromatic hydrocarbon having 8 carbon atoms.
Item 15.
Item 15. The metal organic structure for paraxylene separation according to Item 13 or 14, wherein the Group 4 metal is at least one selected from the group of metals consisting of Ti, Zr, and Hf.
Item 16.
Paragraph as described in any one of Items 13 to 15, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is an aliphatic dicarboxylic acid ligand, an aliphatic tricarboxylic acid ligand, or an aliphatic tetracarboxylic acid ligand. Metal organic structure for xylene separation.
Item 17.
The aliphatic carboxylic acid ligand is
A saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid ligand having 2 to 7 carbon atoms,
In any one of Items 13 to 16, which is a saturated or unsaturated aliphatic tricarboxylic acid ligand having 3 to 8 carbon atoms, or a saturated or unsaturated aliphatic tetracarboxylic acid ligand having 5 to 8 carbon atoms. Metal organic structure for separation of paraxylene as described.
Item 18.
Item 18. The organic metal structure for separating para-xylene according to any one of Items 13 to 17, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is a fumaric acid ligand or a maleic acid ligand.
Item 19.
Item 14. A method for producing a metal-organic structure for separation of paraxylene according to Item 13,
A production method comprising a step of reacting a Group 4 metal salt and an aliphatic carboxylic acid.
Item 20.
Item 20. The production method according to Item 19, wherein the Group 4 metal salt is at least one selected from the group of metals consisting of Ti, Zr, and Hf.
Item 21.
Item 21. The production method according to Item 19 or 20, wherein the aliphatic carboxylic acid is an aliphatic dicarboxylic acid, an aliphatic tricarboxylic acid, or an aliphatic tetracarboxylic acid.
Item 22.
The aliphatic carboxylic acid is
A saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 7 carbon atoms,
Item 22. The production method according to any one of Items 19 to 21, which is a saturated or unsaturated aliphatic tricarboxylic acid having 3 to 8 carbon atoms, or a saturated or unsaturated aliphatic tetracarboxylic acid having 5 to 8 carbon atoms.
Item 23.
Item 23. The production method according to any one of Items 19 to 22, wherein the aliphatic carboxylic acid is fumaric acid or maleic acid.

本発明によれば、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを選択的に分離できる金属有機構造体を提供できる。また、本発明によれば、該金属有機構造体を用いて、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離する方法も提供できる。さらに、本発明は、該金属有機構造体を用いて、高純度のパラキシレンを製造する方法も提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal organic structure which can selectively isolate | separate paraxylene from the organic mixture containing paraxylene can be provided. Moreover, according to this invention, the method of isolate | separating paraxylene from the organic mixture containing paraxylene using this metal organic structure can also be provided. Furthermore, the present invention can also provide a method for producing high-purity paraxylene using the metal organic structure.

図1は、実施例1の金属有機構造体を用いて、試験例1の結果を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing the results of Test Example 1 using the metal organic structure of Example 1. FIG. 図2は、比較例1の金属有機構造体を用いて、試験例1の結果を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing the results of Test Example 1 using the metal organic structure of Comparative Example 1. 図3は、比較例2の金属有機構造体を用いて、試験例1の結果を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of Test Example 1 using the metal organic structure of Comparative Example 2. 図4は、比較例3の金属有機構造体を用いて、試験例1の結果を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the results of Test Example 1 using the metal organic structure of Comparative Example 3. 図5は、比較例4の金属有機構造体を用いて、試験例1の結果を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of Test Example 1 using the metal organic structure of Comparative Example 4. 図6は、比較例5の金属有機構造体を用いて、試験例1の結果を示した図である。6 is a diagram showing the results of Test Example 1 using the metal organic structure of Comparative Example 5. FIG. 図7は、比較例6の金属有機構造体を用いて、試験例1の結果を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing the results of Test Example 1 using the metal organic structure of Comparative Example 6. 図8は、比較例7の金属有機構造体を用いて、試験例1の結果を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing the results of Test Example 1 using the metal organic structure of Comparative Example 7. 図9は、実施例1の金属有機構造体を用いて、試験例1のキシレン混合物の分離結果を示した図である。FIG. 9 is a view showing the separation result of the xylene mixture of Test Example 1 using the metal organic structure of Example 1. FIG. 図10は、比較例1の金属有機構造体を用いて、試験例1のキシレン混合物の分離結果を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing the separation result of the xylene mixture of Test Example 1 using the metal organic structure of Comparative Example 1. 図11は、実施例1の金属有機構造体を用いて、粉末X線回折、BET比表面積及び細孔径分布の測定結果を示した図である。FIG. 11 is a graph showing measurement results of powder X-ray diffraction, BET specific surface area, and pore size distribution using the metal organic structure of Example 1. 図12は、比較例1の金属有機構造体を用いて、粉末X線回折、BET比表面積及び細孔径分布の測定結果を示した図である。12 is a graph showing measurement results of powder X-ray diffraction, BET specific surface area, and pore size distribution using the metal organic structure of Comparative Example 1. FIG. 図13は、比較例2の金属有機構造体を用いて、粉末X線回折、BET比表面積及び細孔径分布の測定結果を示した図である。FIG. 13 is a graph showing measurement results of powder X-ray diffraction, BET specific surface area, and pore size distribution using the metal organic structure of Comparative Example 2. 図14は、比較例3の金属有機構造体を用いて、粉末X線回折、BET比表面積及び細孔径分布の測定結果を示した図である。FIG. 14 is a graph showing measurement results of powder X-ray diffraction, BET specific surface area, and pore size distribution using the metal organic structure of Comparative Example 3. 図15は、比較例4の金属有機構造体を用いて、粉末X線回折、BET比表面積及び細孔径分布の測定結果を示した図である。FIG. 15 is a diagram showing measurement results of powder X-ray diffraction, BET specific surface area, and pore size distribution using the metal organic structure of Comparative Example 4. 図16は、比較例5の金属有機構造体を用いて、粉末X線回折、BET比表面積及び細孔径分布の測定結果を示した図である。FIG. 16 is a graph showing measurement results of powder X-ray diffraction, BET specific surface area, and pore size distribution using the metal organic structure of Comparative Example 5. 図17は、比較例6の金属有機構造体を用いて、粉末X線回折、BET比表面積及び細孔径分布の測定結果を示した図である。FIG. 17 is a graph showing measurement results of powder X-ray diffraction, BET specific surface area, and pore size distribution using the metal organic structure of Comparative Example 6. 図18は、比較例7の金属有機構造体を用いて、粉末X線回折、BET比表面積及び細孔径分布の測定結果を示した図である。FIG. 18 is a diagram showing measurement results of powder X-ray diffraction, BET specific surface area, and pore size distribution using the metal organic structure of Comparative Example 7. 図19は、実施例1の金属有機構造体を用いて、熱重量分析(TG)の測定結果を示した図である。FIG. 19 is a diagram showing a thermogravimetric analysis (TG) measurement result using the metal organic structure of Example 1. FIG.

1.金属有機構造体(MOF)
本発明の金属有機構造体(Metal-Organic Framework、以下、「MOF」いうこともある。)は、第4族の金属イオンと脂肪族カルボン酸配位子とが配位結合を形成し、この基本構造が連続して粒子まで成長したものである。このように得られた金属有機構造体は、第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含み、該金属有機構造体は、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを選択的に分離できる。
1. Metal organic structure (MOF)
In the metal-organic structure of the present invention (Metal-Organic Framework, hereinafter sometimes referred to as “MOF”), a group 4 metal ion and an aliphatic carboxylate ligand form a coordinate bond. The basic structure is a continuous growth to particles. The metal organic structure thus obtained contains a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand, and the metal organic structure can selectively separate paraxylene from an organic mixture containing paraxylene. .

なお、本発明の金属有機構造体は、多孔性配位高分子(Porous Coordination Polymer、以下「PCP」ということもある)と称されることもあり、本明細書においては、金属有機構造体と多孔性配位高分子(PCP)とを総称して「MOF」と記載する場合がある。   In addition, the metal organic structure of the present invention may be referred to as a porous coordination polymer (hereinafter sometimes referred to as “PCP”). The porous coordination polymer (PCP) is sometimes collectively referred to as “MOF”.

第4族の金属
第4族の金属としては、配位子が配位可能な部位を2つ以上有する金属であればよく、例えば、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)等が挙げられる。好ましい第4族の金属としては、ジルコニウムである。
Group 4 metal The metal of Group 4 may be a metal having at least two sites to which a ligand can coordinate. For example, titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), etc. Is mentioned. A preferred Group 4 metal is zirconium.

第4族の金属は、1種単独で、又は2種以上含まれていてもよい。第4族の金属は、金属有機構造体中では金属イオンとして存在する。   Group 4 metals may be used alone or in combination of two or more. Group 4 metals are present as metal ions in metal organic structures.

本発明の金属有機構造体は、上記第4族の金属以外の金属原子を含むことができる。   The metal organic structure of the present invention can contain a metal atom other than the Group 4 metal.

脂肪族カルボン酸配位子
脂肪族カルボン酸配位子としては、特に制限はなく、例えば、脂肪族ジカルボン酸配位子、脂肪族トリカルボン酸配位子、脂肪族テトラカルボン酸配位子等が挙げられる。
The aliphatic carboxylic acid ligand is not particularly limited, and examples thereof include an aliphatic dicarboxylic acid ligand, an aliphatic tricarboxylic acid ligand, and an aliphatic tetracarboxylic acid ligand. Can be mentioned.

ここで、脂肪族カルボン酸配位子とは、脂肪族カルボン酸におけるカルボン酸(COOH)部位から、水素原子を取り除いたカルボン酸イオン(COO)を有する化合物を意味している。また、脂肪族カルボン酸配位子は、最も炭素鎖長の長い主鎖に加えて、側鎖を有していてもよい。好ましい主鎖の鎖長は、2〜8である。また、主鎖には、炭素原子以外の元素が含まれていてもよい。さらに側鎖は、炭素原子及び炭素原子以外の元素で主鎖に結合していてもよい。 Here, the aliphatic carboxylic acid ligand means a compound having a carboxylate ion (COO ) obtained by removing a hydrogen atom from a carboxylic acid (COOH) site in the aliphatic carboxylic acid. The aliphatic carboxylic acid ligand may have a side chain in addition to the main chain having the longest carbon chain length. The chain length of the main chain is preferably 2-8. The main chain may contain elements other than carbon atoms. Further, the side chain may be bonded to the main chain with a carbon atom and an element other than the carbon atom.

脂肪族ジカルボン酸配位子としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、プロピルマロン酸、ブチルマロン酸、ヘプチルマロン酸、ジプロピルマロン酸、リンゴ酸、酒石酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、イミノジ酢酸、チオジプロピオン酸、チオマレイン酸等の、ヘテロ元素を介してもよくかつ置換基を有していてもよい直鎖状又は分鎖状の飽和脂肪族ジカルボン酸配位子;
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ヘキサジエン二酸(ムコン酸)等の、ヘテロ元素を介してもよくかつ置換基を有していてもよい直鎖状又は分鎖状の不飽和ジカルボン酸配位子等が挙げられる。
Examples of the aliphatic dicarboxylic acid ligand include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, propylmalonic acid, butylmalonic acid, heptylmalonic acid, dipropylmalonic acid, malic acid, tartaric acid, asparagine. Linear or branched saturated aliphatic dicarboxylic acid ligands which may be substituted via a hetero element such as acid, glutamic acid, iminodiacetic acid, thiodipropionic acid and thiomaleic acid ;
Linear or branched unsaturated dicarboxylic acids that may be substituted with a hetero-element such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, hexadiene diacid (muconic acid), etc. An acid ligand etc. are mentioned.

主鎖に結合する置換基としては、水酸基、アミノ基、スルホキシド基、スルホン基、アルキル基(例えば、炭素数1〜6のアルキル基)等が挙げられる。   Examples of the substituent bonded to the main chain include a hydroxyl group, an amino group, a sulfoxide group, a sulfone group, and an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms).

脂肪族ジカルボン酸配位子において、主鎖中に介されていてもよいヘテロ元素としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げられる。   In the aliphatic dicarboxylic acid ligand, examples of the hetero element that may be interposed in the main chain include a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom.

脂肪族トリカルボン酸配位子としては、例えば、トリカルバリル酸、アコニチン酸、クエン酸、1,2,3−ブタントリカルボン酸等の、ヘテロ元素を介してもよくかつ置換基を有していてもよい直鎖状又は分鎖状の脂肪族トリカルボン酸配位子等が挙げられる。   Examples of the aliphatic tricarboxylic acid ligand may include a hetero element such as tricarballylic acid, aconitic acid, citric acid, 1,2,3-butanetricarboxylic acid, and may have a substituent. Examples thereof include a linear or branched aliphatic tricarboxylic acid ligand.

脂肪族テトラカルボン酸配位子としては、例えば、シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸、2,3,5,6−シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸等の、ヘテロ元素を介してもよくかつ置換基を有していてもよい直鎖状又は分鎖状の脂肪族テトラカルボン酸配位子等が挙げられる。   Examples of the aliphatic tetracarboxylic acid ligand include cyclobutanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid, 2,3,5,6-cyclohexanetetracarboxylic acid, 1,2,3. , 4-butanetetracarboxylic acid and the like, and a linear or branched aliphatic tetracarboxylic acid ligand which may have a substituent and may have a hetero element.

好ましい脂肪族カルボン酸配位子としては、脂肪族ジカルボン酸配位子であり、より好ましくは主鎖の炭素数が2〜6の脂肪族ジカルボン酸配位子であり、さらに好ましくはフマル酸配位子及びマレイン酸配位子であり、最も好ましくはフマル酸配位子である。   Preferred aliphatic carboxylic acid ligands are aliphatic dicarboxylic acid ligands, more preferably aliphatic dicarboxylic acid ligands having 2 to 6 carbon atoms in the main chain, and even more preferably fumaric acid coordination. Ligands and maleic acid ligands, most preferably fumaric acid ligands.

本発明の金属有機構造体は、多孔性材料でもあるが、その平均細孔径は、通常0.3〜2nmであり、好ましくは0.3〜1.5nmであり、より好ましくは0.4〜1nmである。   Although the metal organic structure of the present invention is also a porous material, its average pore diameter is usually 0.3 to 2 nm, preferably 0.3 to 1.5 nm, more preferably 0.4 to 1 nm.

なお、細孔径については、窒素吸脱着の等温線分析、又は既知の分子サイズのプローブ分子の吸着で推定できる。   The pore diameter can be estimated by isotherm analysis of nitrogen adsorption / desorption or adsorption of probe molecules having a known molecular size.

細孔径が上記の範囲であることによって、キシレン混合物のうち、パラキシレンのみが選択的に金属有機構造体中の細孔を通り、それ以外のメタキシレン、及びオルトキシレンが細孔を通らず、金属有機構造体を素通りすると推測される。   When the pore diameter is in the above range, only x-xylene selectively passes through the pores in the metal organic structure in the xylene mixture, and other meta-xylene and ortho-xylene do not pass through the pores. It is presumed to pass through the metal organic structure.

金属有機構造体の平均粒径は、10nm〜20μm程度、好ましくは50nm〜10μm程度である。   The average particle diameter of the metal organic structure is about 10 nm to 20 μm, preferably about 50 nm to 10 μm.

金属有機構造体のBET比表面積としては、約500〜約2000m/gであり、好ましくは約800〜約1200m/gであり、より好ましくは約1000m/gである。 The BET specific surface area of the metal organic structure is about 500 to about 2000 m 2 / g, preferably about 800 to about 1200 m 2 / g, and more preferably about 1000 m 2 / g.

金属有機構造体は、粉末状で製造される。このため、粉末をそのまま用いてもよく、該粉末を成形して用いてもよい。成形にあたり、その形状に特に制限はなく、球状、円筒状などの任意の形状に成形できる。また、成形にあたり、公知の成形助剤を加えてもよい。   The metal organic structure is manufactured in a powder form. For this reason, the powder may be used as it is, or the powder may be molded and used. In molding, there is no particular limitation on the shape, and it can be molded into any shape such as a spherical shape or a cylindrical shape. In molding, a known molding aid may be added.

2価以上の脂肪族カルボン酸配位子は、別個の2つの金属イオンに配位することで、1次元、2次元又は3次元に広がった錯体となる。本発明の製造方法で使用する金属有機構造体は、金属有機構造体の単位格子が少なくとも1次元に重合した、換言すれば1つの脂肪族カルボン酸配位子に2以上の金属イオンが配位することが必要である。このような金属有機構造体には、MOF、PCP等が含まれるが単核錯体は含まれない。   A divalent or higher valent aliphatic carboxylic acid ligand is a complex spread in one, two, or three dimensions by coordinating to two separate metal ions. In the metal organic structure used in the production method of the present invention, the unit cell of the metal organic structure is polymerized in at least one dimension. In other words, two or more metal ions are coordinated to one aliphatic carboxylic acid ligand. It is necessary to. Such metal organic structures include MOF, PCP, etc., but do not include mononuclear complexes.

なお、本明細書中において、「含有する」又は「含む」なる表現については、「含有する」、「含む」、「実質的にのみからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。   In the present specification, the expression “containing” or “including” includes the concepts “containing”, “including”, “consisting essentially only”, and “consisting only”.

2.金属有機構造体の製造方法
本発明の金属有機構造体の製造方法は、第4属の金属塩と、脂肪族カルボン酸とを反応させる工程を含む。さらに、該工程における反応は、必要に応じて、水及び/又は有機溶媒中、モジュレーターの存在下で行うことができる。
2. Method for Producing Metal Organic Structure The method for producing a metal organic structure of the present invention includes a step of reacting a metal salt of Group 4 and an aliphatic carboxylic acid. Furthermore, the reaction in this step can be performed in water and / or an organic solvent in the presence of a modulator, if necessary.

第4の金属塩からの金属イオンが金属有機構造体を形成するが、このような金属イオンとしては、周期表の第4族に属する金属の金属イオン、具体的には、チタニウムイオン、ジルコニウムイオン、ハフニウムイオン等の金属のイオンが挙げられ、好ましくは、ジルコニウムイオンである。   Metal ions from the fourth metal salt form a metal organic structure. Examples of such metal ions include metal ions of metals belonging to Group 4 of the periodic table, specifically titanium ions and zirconium ions. And metal ions such as hafnium ions, preferably zirconium ions.

該金属イオンは、第4族の金属元素を含む金属塩より得られ、該第4族の金属元素を含む金属塩としては、特に制限はなく、例えば、金属塩化物、金属臭化物、金属ヨウ化物、金属フッ化物等の金属ハロゲン化物;金属硝酸塩;金属硫酸塩;金属炭酸塩;金属蟻酸塩;金属リン酸塩;金属硫化物;金属水酸化物等が挙げられる。第4族の金属元素を含む金属塩として好ましくは、金属硝酸塩及び金属塩化物である。   The metal ion is obtained from a metal salt containing a Group 4 metal element, and the metal salt containing the Group 4 metal element is not particularly limited, and examples thereof include metal chlorides, metal bromides, and metal iodides. And metal halides such as metal fluorides; metal nitrates; metal sulfates; metal carbonates; metal formates; metal phosphates; metal sulfides; The metal salt containing a Group 4 metal element is preferably a metal nitrate or metal chloride.

具体的な第4族の金属塩としては、例えば、塩化ジルコニウム、塩化チタニウム、酸化塩化ジルコニウム、酸化塩化チタニウム等の第4族に属する金属ハロゲン化物;硝酸ジルコニウム、硝酸チタニウム、酸化硝酸ジルコニウム、酸化硝酸チタニウム等の硝酸塩等が挙げられる。好ましい第4族の金属元素を含む金属塩としては、塩化ジルコニウムである。   Specific examples of Group 4 metal salts include metal halides belonging to Group 4 such as zirconium chloride, titanium chloride, zirconium oxide chloride, titanium oxide chloride; zirconium nitrate, titanium nitrate, zirconium oxide nitrate, nitric oxide Examples thereof include nitrates such as titanium. A preferred metal salt containing a Group 4 metal element is zirconium chloride.

金属イオンは、単一の金属イオンを使用でき、又は2種以上の金属イオンを併用することもできる。   As the metal ion, a single metal ion can be used, or two or more metal ions can be used in combination.

脂肪族カルボン酸としては、特に制限はなく、例えば、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族トリカルボン酸、脂肪族テトラカルボン酸等が挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as aliphatic carboxylic acid, For example, aliphatic dicarboxylic acid, aliphatic tricarboxylic acid, aliphatic tetracarboxylic acid etc. are mentioned.

脂肪族カルボン酸は、最も炭素鎖長の長い主鎖に加えて、側鎖を有していてもよい。好ましい主鎖の鎖長は、2〜8である。また、主鎖には、炭素原子以外の元素が含まれていてもよい。さらに側鎖は、炭素原子及び炭素原子以外の元素で主鎖に結合していてもよい。   The aliphatic carboxylic acid may have a side chain in addition to the main chain having the longest carbon chain length. The chain length of the main chain is preferably 2-8. The main chain may contain elements other than carbon atoms. Further, the side chain may be bonded to the main chain with a carbon atom and an element other than the carbon atom.

脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、プロピルマロン酸、ブチルマロン酸、ヘプチルマロン酸、ジプロピルマロン酸、リンゴ酸、酒石酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、イミノジ酢酸、チオジプロピオン酸、チオマレイン酸等の、ヘテロ元素を介してもよくかつ置換基を有していてもよい直鎖状又は分鎖状の飽和脂肪族ジカルボン酸;
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ヘキサジエン二酸(ムコン酸)等の、ヘテロ元素を介してもよくかつ置換基を有していてもよい直鎖状又は分鎖状の不飽和ジカルボン酸等が挙げられる。
Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, propylmalonic acid, butylmalonic acid, heptylmalonic acid, dipropylmalonic acid, malic acid, tartaric acid, aspartic acid, glutamic acid. A linear or branched saturated aliphatic dicarboxylic acid which may be substituted by a hetero element and may have a substituent such as iminodiacetic acid, thiodipropionic acid and thiomaleic acid;
Linear or branched unsaturated dicarboxylic acids that may be substituted with a hetero-element such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, hexadiene diacid (muconic acid), etc. An acid etc. are mentioned.

主鎖に結合する置換基としては、水酸基、アミノ基、スルホキシド基、スルホン基、アルキル基(例えば、炭素数1〜6のアルキル基)等が挙げられる。   Examples of the substituent bonded to the main chain include a hydroxyl group, an amino group, a sulfoxide group, a sulfone group, and an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms).

脂肪族ジカルボン酸において、主鎖中に介されていてもよいヘテロ元素としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げられる。   In the aliphatic dicarboxylic acid, examples of the hetero element which may be interposed in the main chain include a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.

脂肪族トリカルボン酸としては、例えば、トリカルバリル酸、アコニチン酸、クエン酸、1,2,3−ブタントリカルボン酸等の、ヘテロ元素を介してもよくかつ置換基を有していてもよい直鎖状又は分鎖状の脂肪族トリカルボン酸等が挙げられる。   As the aliphatic tricarboxylic acid, for example, a linear chain which may be substituted with a hetero element such as tricarballylic acid, aconitic acid, citric acid, 1,2,3-butanetricarboxylic acid, etc. And aliphatic aliphatic tricarboxylic acids and the like.

脂肪族テトラカルボン酸としては、例えば、シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸、2,3,5,6−シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸等の、ヘテロ元素を介してもよくかつ置換基を有していてもよい直鎖状又は分鎖状の脂肪族テトラカルボン酸等が挙げられる。   Examples of the aliphatic tetracarboxylic acid include cyclobutanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid, 2,3,5,6-cyclohexanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4- Examples thereof include a linear or branched aliphatic tetracarboxylic acid which may be introduced through a hetero element and may have a substituent, such as butanetetracarboxylic acid.

好ましい脂肪族カルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸であり、より好ましくは主鎖の炭素数が2〜6の脂肪族ジカルボン酸であり、さらに好ましくはフマル酸及びマレイン酸であり、最も好ましくはフマル酸である。   Preferred aliphatic carboxylic acids are aliphatic dicarboxylic acids, more preferably aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 6 carbon atoms in the main chain, more preferably fumaric acid and maleic acid, and most preferably fumaric acid. It is an acid.

脂肪族カルボン酸の使用量としては、広い範囲から適宜選択することができ、例えば、第4族の金属塩1モルに対して、通常0.1〜100モル、好ましくは0.5〜50モルである。   The amount of the aliphatic carboxylic acid used can be appropriately selected from a wide range. For example, it is usually 0.1 to 100 mol, preferably 0.5 to 50 mol, relative to 1 mol of the metal salt of Group 4 It is.

本発明の製造方法において、有機溶媒を用いる場合、その有機溶媒としては、金属有機構造体が形成される時に金属塩及び/又は脂肪族カルボン酸が懸濁あるいは少なくとも一部が溶解していれば特に制限されない。このような有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素;イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、1,3−ジメチルイミダゾリジノン等のアミド;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;アセトニトリル、プロパンニトリル等のニトリル;又はこれらの混合溶媒等が挙げられる。好ましい有機溶媒としては、DMFである。   In the production method of the present invention, when an organic solvent is used, the organic solvent may be a metal salt and / or aliphatic carboxylic acid suspended or at least partially dissolved when the metal organic structure is formed. There is no particular limitation. Examples of such organic solvents include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, and heptane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, 1,1,1- Halogenated hydrocarbons such as trichloroethane, trichlorethylene and carbon tetrachloride; ethers such as isopropyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, 1,3-dimethylimidazolidinone and the like Amides; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; nitriles such as acetonitrile and propanenitrile; or a mixed solvent thereof. A preferred organic solvent is DMF.

溶媒を用いる場合、その使用量としては、広い範囲から適宜選択することができ、例えば、脂肪族カルボン酸1モルに対して、通常0.01〜500リットル、好ましくは0.1〜30リットルである。   In the case of using a solvent, the amount used can be appropriately selected from a wide range. For example, it is usually 0.01 to 500 liters, preferably 0.1 to 30 liters per mole of aliphatic carboxylic acid. is there.

モジュレーターとして酸を用いる場合、その酸としては、ギ酸、酢酸等の有機酸等が挙げられる。好ましい有機酸としては、ギ酸である。   When an acid is used as the modulator, examples of the acid include organic acids such as formic acid and acetic acid. A preferred organic acid is formic acid.

本発明の製造方法において、酸を用いる場合、その使用量としては、広い範囲から適宜選択することができ、例えば、脂肪族カルボン酸1モルに対して、通常0.1〜100モル、好ましくは1〜30モルである。   In the production method of the present invention, when an acid is used, the amount used can be appropriately selected from a wide range. For example, it is usually 0.1 to 100 mol, preferably 1 mol to 1 mol of an aliphatic carboxylic acid. 1 to 30 moles.

本発明の製造方法における反応温度は、30〜500℃程度、好ましくは50〜400℃程度、より好ましくは70〜300℃程度、さらに好ましくは100〜200℃程度である。   The reaction temperature in the production method of the present invention is about 30 to 500 ° C, preferably about 50 to 400 ° C, more preferably about 70 to 300 ° C, and further preferably about 100 to 200 ° C.

溶媒として水及び/又は有機溶媒を用いる場合、本発明の製造方法における反応温度によっては圧力が常圧を超えることがある。この場合は、圧力容器(オートクレーブ等)を用いて、本発明の金属有機構造体を製造することができる。その容器としては、特に制限はなく、ステンレス製密閉容器、耐圧仕様のガラス製密閉容器等が挙げられる。   When water and / or an organic solvent is used as the solvent, the pressure may exceed normal pressure depending on the reaction temperature in the production method of the present invention. In this case, the metal organic structure of the present invention can be produced using a pressure vessel (such as an autoclave). There is no restriction | limiting in particular as the container, A stainless steel airtight container, a pressure-resistant specification glass airtight container, etc. are mentioned.

本発明の製造方法は、窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下、又は酸素が含まれる雰囲気下で行なうことができる。   The production method of the present invention can be carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon, or in an atmosphere containing oxygen.

本発明の製造方法によって、水が生成する場合、水を除去しながら金属有機構造体を製造することもできる。   When water is produced by the production method of the present invention, the metal organic structure can be produced while removing water.

本発明の製造方法における反応圧力としては、10MPa程度以下、好ましくは5MPa程度以下、特に好ましくは3MPa程度である。   The reaction pressure in the production method of the present invention is about 10 MPa or less, preferably about 5 MPa or less, particularly preferably about 3 MPa.

本発明の製造方法における反応時間は、特に制限はなく、通常1分〜30日間程度、好ましくは1時間〜72時間程度である。   The reaction time in the production method of the present invention is not particularly limited, and is usually about 1 minute to 30 days, preferably about 1 hour to 72 hours.

本発明の製造方法における反応終了後は、得られる反応混合物から、未反応の原料化合物、副生成物等を、洗浄(水、アセトン等)、ろ過、遠心分離等の通常の精製方法により除去し、目的とする金属有機構造体を取り出すことができる。   After completion of the reaction in the production method of the present invention, unreacted raw material compounds, by-products, etc. are removed from the resulting reaction mixture by usual purification methods such as washing (water, acetone, etc.), filtration, and centrifugation. The target metal organic structure can be taken out.

3.パラキシレンの分離方法及び高純度パラキシレンの製造方法
本発明のパラキシレンの分離方法は、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離する方法であって、第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む金属有機構造体を用いる方法である。
3. Paraxylene separation method and high-purity paraxylene production method The paraxylene separation method of the present invention is a method for separating paraxylene from an organic mixture containing paraxylene, which comprises a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid. This is a method using a metal organic structure containing a ligand.

本発明の高純度のパラキシレンを製造する方法は、パラキシレンを含む有機混合物と第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む金属有機構造体とを用いて、パラキシレンを分離する工程を含む製造方法である。   The method for producing high-purity para-xylene according to the present invention separates para-xylene using an organic mixture containing para-xylene and a metal organic structure containing a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand. It is a manufacturing method including a process.

パラキシレンを含む有機混合物(以下、「原料混合物」ということもある。)としては、特に制限はなく、例えば、石油化学工業におけるナフサのクラッキングから得られる有機混合物、石油精製における混合キシレン等が挙げられる。中でも、好ましい原料混合物としては、炭素数8の芳香族炭化水素を含む混合物であり、より好ましくはパラキシレン(p−キシレン)、メタキシレン(m−キシレン)、オルトキシレン(o−キシレン)、及びエチルベンゼンを含む混合物である。   The organic mixture containing para-xylene (hereinafter sometimes referred to as “raw material mixture”) is not particularly limited, and examples thereof include organic mixtures obtained from naphtha cracking in the petrochemical industry, mixed xylenes in petroleum refining, and the like. It is done. Among them, a preferable raw material mixture is a mixture containing an aromatic hydrocarbon having 8 carbon atoms, more preferably paraxylene (p-xylene), metaxylene (m-xylene), orthoxylene (o-xylene), and A mixture containing ethylbenzene.

この原料混合物において、
パラキシレンの含有率は、通常、15〜20重量%であり;
メタキシレンの含有率は、通常、40重量%であり;
オルトキシレンの含有率は、通常、15〜25重量%であり;
エチルベンゼンの含有率は、通常、15〜30重量%である。
In this raw material mixture,
The content of para-xylene is usually 15-20% by weight;
The content of meta-xylene is usually 40% by weight;
The content of ortho-xylene is usually 15-25% by weight;
The content of ethylbenzene is usually 15 to 30% by weight.

原料混合物には、炭素数8以外の芳香族炭化水素、例えば、ベンゼン、キュメン等が含まれていてもよい。   The raw material mixture may contain aromatic hydrocarbons other than those having 8 carbon atoms, such as benzene and cumene.

本発明では、上述した金属有機構造体を用いることにより、パラキシレンを含む有機混合物から、パラキシレンを選択的に分離することができる。つまり、上記パラキシレン、メタキシレン、オルトキシレン、エチルベンゼン等の主に炭素数8の芳香族炭化水素を含む有機混合物から、パラキシレンの量を向上させ、高純度のパラキシレンを製造することができる。なお、エチルベンゼンは、パラキシレンから蒸留によって、比較的容易に分離できるため、パラキシレンにエチルベンゼンが含まれていても本質的に問題は生じない。   In the present invention, paraxylene can be selectively separated from an organic mixture containing paraxylene by using the metal organic structure described above. That is, the amount of paraxylene can be improved from the organic mixture mainly containing aromatic hydrocarbons having 8 carbon atoms such as paraxylene, metaxylene, orthoxylene, ethylbenzene, etc., and high purity paraxylene can be produced. . Since ethylbenzene can be relatively easily separated from paraxylene by distillation, there is essentially no problem even if ethylbenzene is contained in paraxylene.

したがって、本発明では、上記金属有機構造体によって、装置効率の高いパラキシレンの分離プロセスを提供できる。   Therefore, in the present invention, a paraxylene separation process with high apparatus efficiency can be provided by the metal organic structure.

本発明の分離方法としては、特に制限はなく、種々の方法が挙げられる。代表的な分離方法としては、パラキシレンとその他の成分との吸着性の差を利用する分離方法;パラキシレンを金属有機構造体中の細孔を通過させて、残りの成分を分離する方法等が挙げられる。   The separation method of the present invention is not particularly limited, and various methods can be mentioned. Typical separation methods include a separation method using the difference in adsorptivity between paraxylene and other components; a method of separating the remaining components by passing paraxylene through the pores in the metal organic structure, etc. Is mentioned.

吸着性の差を利用する分離方法としては、気相法又は液相法が挙げられる。液相法を実施する場合、吸着工程及び脱着工程を含む分離方法が挙げられる。該吸着工程及び脱着工程における温度は、通常室温〜200℃であり、好ましくは室温〜180℃である。吸着工程及び脱着工程における圧力は系内が液相状態に保持されるに十分な圧力であればよい。本発明の吸着分離方法は、クロマトグラフィー法により実施され、固定床、流動床、移動床等、どのような方式でも実施可能であり、中でも工業的には擬似移動床方式で実施するのが好ましい。擬似移動床方式による吸着分離は、既に確立された技術である。気相法を実施する場合においても、液相法と同様の方法で実施できる。   Examples of the separation method using the difference in adsorptivity include a gas phase method and a liquid phase method. When implementing a liquid phase method, the separation method including an adsorption process and a desorption process is mentioned. The temperature in the adsorption step and desorption step is usually room temperature to 200 ° C, preferably room temperature to 180 ° C. The pressure in the adsorption step and the desorption step may be a pressure sufficient to keep the system in a liquid phase state. The adsorptive separation method of the present invention is carried out by a chromatographic method, and can be carried out by any method such as a fixed bed, a fluidized bed, a moving bed, etc. Among them, it is preferably industrially carried out by a simulated moving bed method. . Adsorption separation by a simulated moving bed system is an established technology. When the gas phase method is carried out, it can be carried out by the same method as the liquid phase method.

パラキシレンを金属有機構造体中の細孔を通過させて分離する方法としては、膜分離法が挙げられる。この場合、自立膜又は金属有機構造体を支持体上に膜形成させたものを用いることができる。   An example of a method for separating paraxylene by passing through pores in the metal organic structure is a membrane separation method. In this case, a self-supporting film or a metal organic structure formed on a support can be used.

4.金属有機構造体の用途
本発明の金属有機構造体は、パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを選択的に分離する用途に使用できる。特に、本発明の金属有機構造体は、炭素数8の芳香族炭化水素を含む有機混合物からパラキシレンを選択的に分離する用途に使用できる。
4). Use of Metal Organic Structure The metal organic structure of the present invention can be used for the purpose of selectively separating paraxylene from an organic mixture containing paraxylene. In particular, the metal organic structure of the present invention can be used for the purpose of selectively separating para-xylene from an organic mixture containing an aromatic hydrocarbon having 8 carbon atoms.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the scope of the present invention is not limited by these Examples.

<粉末X線回折>
粉末X線回折装置(理学電機製RINT2000、光源CuKα、管電圧40kV、管電流20mA)を用い、2θ=3〜50°の範囲を走査間隔0.01°、走査速度4°/min、発散縦制限スリット10mm、発散スリット1/3°、受光スリット0.3mm、散乱スリット1/3°の条件で室温にて測定した。
<Powder X-ray diffraction>
Using a powder X-ray diffractometer (RINT2000 manufactured by Rigaku Corporation, light source CuKα, tube voltage 40 kV, tube current 20 mA), a scanning angle of 0.01 °, a scanning speed of 4 ° / min, and a vertical divergence range of 2θ = 3-50 ° The measurement was performed at room temperature under the conditions of a limiting slit of 10 mm, a divergence slit of 1/3 °, a light receiving slit of 0.3 mm, and a scattering slit of 1/3 °.

<BET比表面積、細孔径分布>
窒素吸脱着測定装置(MicrotracBEL製、BELSORP−mini)を用いて、試料0.02gとし、吸着ガスには窒素ガスを用いて、定容積型ガス吸着法によって、窒素吸脱着等温線を測定した。比表面積をBET法で、ミクロ孔細孔分布をMP法で解析した。測定前の前処理は窒素雰囲気下で、200℃、1時間とした。
<BET specific surface area, pore size distribution>
A nitrogen adsorption / desorption isotherm was measured by a constant-volume gas adsorption method using a nitrogen adsorption / desorption measurement apparatus (manufactured by Microtrac BEL, BELSORP-mini) to give a sample of 0.02 g, and nitrogen gas as an adsorption gas. The specific surface area was analyzed by the BET method, and the micropore pore distribution was analyzed by the MP method. Pretreatment before measurement was performed at 200 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.

<熱重量測定 TG>
示差熱重量分析装置(Rigaku製、Thermo plus EV02)を用いて、空気流通下(300mL/分)、約15mgの金属有機構造体の粉末を5℃/分の昇温速度で、室温から800℃までの温度域で測定した。
<Thermogravimetry TG>
Using a differential thermogravimetric analyzer (manufactured by Rigaku, Thermo plus EV02), about 15 mg of the metal organic structure powder was heated from room temperature to 800 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min under air flow (300 mL / min). Measured in the temperature range up to.

実施例1:MOF-801(金属:Zr、脂肪族カルボン酸配位子:フマル酸)の調製
四塩化ジルコニウム(ZrCl4)2.60mmol、フマル酸8.35mmol、ギ酸(HCOOH)3mL、及びジメチルホルムアミド(DMF)20mLを順に50mLのビーカーに計り入れ、10分間攪拌した。得られた混合物を、内面をテフロン加工した50mLのステンレス製オートクレーブに入れた後、窒素で4回置換して内部を大気圧の窒素雰囲気にした。その後、室温から120℃まで1時間で昇温し、120℃で24時間保った後、室温まで放冷した。5000rpm、10分間の条件で固体を遠心分離し、アセトン50mL、メタノール50mL、次いで純水50mLでそれぞれ28kHz、10分間の条件で超音波洗浄及び遠心分離を行い、生成物を得た。その後、80℃で一晩乾燥し、さらに、200℃で2時間、20hPaの減圧下で乾燥して目的物0.54gを得た(Zr基準の収率91%)。
比表面積:930m/g
平均細孔径:0.6nm
Example 1: Preparation of MOF-801 (metal: Zr, aliphatic carboxylic acid ligand: fumaric acid ) 2.60 mmol of zirconium tetrachloride (ZrCl 4 ), 8.35 mmol of fumaric acid, 3 mL of formic acid (HCOOH), and dimethylformamide ( DMF) 20 mL was weighed in order into a 50 mL beaker and stirred for 10 minutes. The obtained mixture was put into a 50 mL stainless steel autoclave whose inner surface was Teflon-treated, and then replaced with nitrogen four times to make the inside an atmospheric atmosphere of nitrogen. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 120 ° C. over 1 hour, kept at 120 ° C. for 24 hours, and then allowed to cool to room temperature. The solid was centrifuged under conditions of 5000 rpm and 10 minutes, and ultrasonic washing and centrifugation were performed under conditions of 28 kHz and 10 minutes respectively with 50 mL of acetone, 50 mL of methanol, and then 50 mL of pure water to obtain a product. Then, it was dried overnight at 80 ° C., and further dried at 200 ° C. for 2 hours under reduced pressure of 20 hPa to obtain 0.54 g of the desired product (91% yield based on Zr).
Specific surface area: 930 m 2 / g
Average pore diameter: 0.6 nm

比較例1:UiO-66 (金属: Zr、脂肪族カルボン酸配位子:テレフタル酸) の調製
四塩化ジルコニウム(ZrCl4 8.35 mmol、テレフタル酸(TPA) 8.35 mmol、DMF 30 mLを順にビーカーに測り入れ、10分撹拌した。得られた混合物を、内面をテフロン加工した50 mLのステンレス製オートクレーブに入れた後、窒素で4回置換して内部を大気圧の窒素雰囲気にした。その後、室温から180 ℃まで1時間で昇温し、180 ℃に12時間保った後、室温まで放冷した。合成中は、スターラーで液を200 rpmで攪拌した。5000 rpm, 10分の条件で固体を遠心分離した。次いで、アセトン、メタノール、純水でそれぞれ超音波洗浄(28 kHz, 10分)と遠心分離を行い、生成物を回収した。その後、80 ℃で一晩乾燥し、さらに、200 ℃で2時間減圧乾燥して目的物を得た。
比表面積:740m/g
平均細孔径:0.6nm
Comparative Example 1: Preparation of UiO-66 (metal: Zr, aliphatic carboxylic acid ligand: terephthalic acid) Zirconium tetrachloride (ZrCl 4 ) 8.35 mmol, 8.35 mmol of terephthalic acid (TPA), and 30 mL of DMF were sequentially measured in a beaker and stirred for 10 minutes. The obtained mixture was put in a 50 mL stainless steel autoclave whose inner surface was Teflon-processed, and then replaced with nitrogen four times to make the inside a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 180 ° C. over 1 hour, kept at 180 ° C. for 12 hours, and then allowed to cool to room temperature. During the synthesis, the liquid was stirred with a stirrer at 200 rpm. The solid was centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes. Subsequently, ultrasonic cleaning (28 kHz, 10 minutes) and centrifugation were performed with acetone, methanol, and pure water, respectively, and the product was recovered. Then, it dried at 80 degreeC overnight, and also dried under reduced pressure at 200 degreeC for 2 hours, and obtained the target object.
Specific surface area: 740 m 2 / g
Average pore diameter: 0.6 nm

比較例2:UiO-67 (金属: Zr、脂肪族カルボン酸配位子: 4,4'-ビフェニルジカルボン酸) の調製
四塩化ジルコニウム(ZrCl4)1.40 mmol、4,4'-ビフェニルジカルボン酸 1.40 mmol、DMF 20 mLを順にビーカーに測り入れ、10分撹拌した。得られた混合物を、内面をテフロン加工した50 mLのステンレス製オートクレーブに入れた後、窒素で4回置換して内部を大気圧の窒素雰囲気にした。その後、室温から120 ℃まで1時間で昇温し、120 ℃に24時間保った後、室温まで放冷した。合成中は、スターラーで液を200 rpmで攪拌した。5000 rpm, 10分の条件で固体を遠心分離した。次いで、アセトン、メタノール、純水でそれぞれ超音波洗浄(28 kHz, 10分)と遠心分離を行い、生成物を回収した。その後、80 ℃で一晩乾燥し、さらに、200 ℃で2時間減圧乾燥して目的物を得た。
比表面積:1530m/g
平均細孔径:0.6nm
Comparative Example 2: UiO-67 (metal: Zr, aliphatic carboxylic acid ligands: 4,4'-biphenyl dicarboxylic acid) Preparation of zirconium tetrachloride (ZrCl 4) 1.40 mmol, 4,4'-biphenyl dicarboxylic acid 1.40 mmol and DMF 20 mL were sequentially measured in a beaker and stirred for 10 minutes. The obtained mixture was put in a 50 mL stainless steel autoclave whose inner surface was Teflon-processed, and then replaced with nitrogen four times to make the inside a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 120 ° C. over 1 hour, kept at 120 ° C. for 24 hours, and then allowed to cool to room temperature. During the synthesis, the liquid was stirred with a stirrer at 200 rpm. The solid was centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes. Subsequently, ultrasonic cleaning (28 kHz, 10 minutes) and centrifugation were performed with acetone, methanol, and pure water, respectively, and the product was recovered. Then, it dried at 80 degreeC overnight, and also dried under reduced pressure at 200 degreeC for 2 hours, and obtained the target object.
Specific surface area: 1530 m 2 / g
Average pore diameter: 0.6 nm

比較例3:MOF-808 (金属: Zr、脂肪族カルボン酸配位子:トリメシン酸) の調製
オキシ塩化ジルコニウム(ZrCl2O・8H2O) 2.60 mmol、トリメシン酸 2.60 mmol、DMF 20 mL、ギ酸Formic acid 10 mLを順にビーカーに測り入れ、10分撹拌した。得られた混合物を、内面をテフロン加工した50 mLのステンレス製オートクレーブに入れた後、窒素で4回置換して内部を大気圧の窒素雰囲気にした。その後、室温から120 ℃まで1時間で昇温し、120 ℃に24時間保った後、室温まで放冷した。合成中は、攪拌を行わなかった。5000 rpm, 10分の条件で固体を遠心分離した。次いで、アセトン、メタノール、純水でそれぞれ超音波洗浄(28 kHz, 10分)と遠心分離を行い、生成物を回収した。その後、80 ℃で一晩乾燥し、さらに、200 ℃で2時間減圧乾燥して目的物を得た。
比表面積:1430m/g
平均細孔径:0.7nm
<別法>
また、ZrCl2O・8H2OをZrCl4に代えた以外は、比較例3と同じ方法を同モル用いて調製してもXRDパターン、吸脱着等温線ともにほぼ同じパターンの生成物を得ることができた。
Comparative Example 3: Preparation of MOF-808 (metal: Zr, aliphatic carboxylic acid ligand: trimesic acid) Zirconium oxychloride (ZrCl 2 O · 8H 2 O) 2.60 mmol, trimesic acid 2.60 mmol, DMF 20 mL, formic acid Formic acid 10 mL were measured in this order in a beaker and stirred for 10 minutes. The obtained mixture was put in a 50 mL stainless steel autoclave whose inner surface was Teflon-processed, and then replaced with nitrogen four times to make the inside a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 120 ° C. over 1 hour, kept at 120 ° C. for 24 hours, and then allowed to cool to room temperature. No agitation was performed during the synthesis. The solid was centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes. Subsequently, ultrasonic cleaning (28 kHz, 10 minutes) and centrifugation were performed with acetone, methanol, and pure water, respectively, and the product was recovered. Then, it dried at 80 degreeC overnight, and also dried under reduced pressure at 200 degreeC for 2 hours, and obtained the target object.
Specific surface area: 1430 m 2 / g
Average pore diameter: 0.7 nm
<Alternative method>
In addition, a product having almost the same pattern in both the XRD pattern and the adsorption / desorption isotherm can be obtained even if it is prepared using the same method as in Comparative Example 3 except that ZrCl 2 O · 8H 2 O is replaced with ZrCl 4. I was able to.

比較例4:MOF-Al-F (金属: Al、脂肪族カルボン酸配位子: Fumaric acid)の調製
硝酸アルミニウムAl(NO3)3・9H2O 7.42 mmol、TPA 12.6 mmol、DMF 17.2 mL、酢酸Acetic acid 12.8 mLを順にビーカーに測り入れ、10分撹拌した。得られた混合物を、内面をテフロン加工した50 mLのステンレス製オートクレーブに入れた後、窒素で4回置換して内部を大気圧の窒素雰囲気にした。その後、室温から130 ℃まで1時間で昇温し、130 ℃に17時間保った後、室温まで放冷した。合成中は、スターラーで液を200 rpmで攪拌した。5000 rpm, 10分の条件で固体を遠心分離した。次いで、アセトン、メタノール、純水でそれぞれ超音波洗浄(28 kHz, 10分)と遠心分離を行い、生成物を回収した。その後、80 ℃で一晩乾燥し、さらに、200 ℃で2時間減圧乾燥して目的物を得た。
比表面積:1440m/g
平均細孔径:0.6nm
Comparative Example 4: MOF-Al-F (metal: Al, aliphatic carboxylic acid ligands: Fumaric acid) Preparation of aluminum nitrate Al (NO 3) of 3 · 9H 2 O 7.42 mmol, TPA 12.6 mmol, DMF 17.2 mL, Acetic acid 12.8 mL was placed in a beaker in order and stirred for 10 minutes. The obtained mixture was put in a 50 mL stainless steel autoclave whose inner surface was Teflon-processed, and then replaced with nitrogen four times to make the inside a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 130 ° C. over 1 hour, kept at 130 ° C. for 17 hours, and then allowed to cool to room temperature. During the synthesis, the liquid was stirred with a stirrer at 200 rpm. The solid was centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes. Subsequently, ultrasonic cleaning (28 kHz, 10 minutes) and centrifugation were performed with acetone, methanol, and pure water, respectively, and the product was recovered. Then, it dried at 80 degreeC overnight, and also dried under reduced pressure at 200 degreeC for 2 hours, and obtained the target object.
Specific surface area: 1440 m 2 / g
Average pore diameter: 0.6 nm

比較例5:MIL-88A (金属:Fe、脂肪族カルボン酸配位子:フマル酸)の調製
塩化鉄(III)FeCl3・6H2O 10.0 mmol、フマル酸Fumaric acid 10.0 mmol、DMF 50 mLを順にビーカーに測り入れ、10分撹拌した。得られた混合物の半分を、内面をテフロン加工した50 mLのステンレス製オートクレーブに入れた後、窒素で4回置換して内部を大気圧の窒素雰囲気にした。その後、室温から100 ℃まで30分で昇温し、100 ℃に12時間保った後、室温まで放冷した。合成中は、スターラーで200 rpmで攪拌した。固形物を吸引濾過した。次いで、純水、アセトンで洗浄して生成物を回収した。その後、80 ℃で一晩乾燥し、さらに、120 ℃で2時間減圧乾燥して目的物を得た。
比表面積:170m/g
平均細孔径:0.6nm
Comparative Example 5: Preparation of MIL-88A (metal: Fe, aliphatic carboxylic acid ligand: fumaric acid) Iron chloride (III) FeCl 3 · 6H 2 O 10.0 mmol, fumaric acid 10.0 mmol, DMF 50 mL It measured in order in the beaker and stirred for 10 minutes. Half of the obtained mixture was put in a 50 mL stainless steel autoclave whose inner surface was Teflon-treated, and then replaced with nitrogen four times to make the inside a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 100 ° C. in 30 minutes, kept at 100 ° C. for 12 hours, and then allowed to cool to room temperature. During the synthesis, the mixture was stirred with a stirrer at 200 rpm. The solid was filtered off with suction. Next, the product was recovered by washing with pure water and acetone. Then, it dried at 80 degreeC overnight, and also dried under reduced pressure at 120 degreeC for 2 hours, and obtained the target object.
Specific surface area: 170 m 2 / g
Average pore diameter: 0.6 nm

比較例6:MIL-101 (金属:Cr、脂肪族カルボン酸配位子:テレフタル酸)の調製
硝酸クロムCr(NO3)3・9H2O 8.35 mmol、テレフタル酸Terephthalic acid (以下、TPA) 12.6 mmol、純水30 mLを順にビーカーに測り入れ、10分撹拌後した。得られた混合物を、内面をテフロン加工した50 mLのステンレス製オートクレーブに入れた後、窒素で4回置換して内部を大気圧の窒素雰囲気にした。その後、室温から180 ℃まで1時間で昇温し、180 ℃に12時間保った後、室温まで放冷した。合成中は、スターラーで液を200 rpmで攪拌した。5000 rpm, 10分の条件で固体を遠心分離した。次いで、DMFで超音波洗浄(28 kHz, 10分)を行った後、遠心分離した。さらに、DMFを取り除くためにアセトンで超音波洗浄、遠心分離(5000 rpm, 5分)を行い、80 ℃で一晩乾燥し、その後200 ℃で2時間減圧乾燥して目的物を得た。
比表面積:2730m/g
平均細孔径:0.9nm
Comparative Example 6: MIL-101 (metal: Cr, aliphatic carboxylic acid ligand: terephthalic acid) prepared chromium nitrate Cr (NO 3) of 3 · 9H 2 O 8.35 mmol, terephthalic acid Terephthalic acid (hereinafter, TPA) 12.6 mmol and 30 mL of pure water were sequentially measured in a beaker and stirred for 10 minutes. The obtained mixture was put in a 50 mL stainless steel autoclave whose inner surface was Teflon-processed, and then replaced with nitrogen four times to make the inside a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 180 ° C. over 1 hour, kept at 180 ° C. for 12 hours, and then allowed to cool to room temperature. During the synthesis, the liquid was stirred with a stirrer at 200 rpm. The solid was centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes. Subsequently, ultrasonic cleaning (28 kHz, 10 minutes) was performed with DMF, followed by centrifugation. Further, in order to remove DMF, ultrasonic washing with acetone and centrifugation (5000 rpm, 5 minutes) were performed, followed by drying at 80 ° C. overnight, and then drying under reduced pressure at 200 ° C. for 2 hours to obtain the desired product.
Specific surface area: 2730 m 2 / g
Average pore diameter: 0.9nm

比較例7:MOF-Al-T (金属:Al、脂肪族カルボン酸配位子:テレフタル酸)の調製の調製
硝酸アルミニウムAl(NO3)3・9H2O 8.75 mmol、TPA 8.75 mmol、純水30 mLを順にビーカーに測り入れ、10分撹拌した。得られた混合物を、内面をテフロン加工した50 mLのステンレス製オートクレーブに入れた後、窒素で4回置換して内部を大気圧の窒素雰囲気にした。その後、室温から180 ℃まで1時間で昇温し、180 ℃に12時間保った後、室温まで放冷した。合成中は、スターラーで液を200 rpmで攪拌した。5000 rpm, 10分の条件で固体を遠心分離した。次いで、DMFで超音波洗浄(28 kHz, 10分)を行った後、遠心分離した。さらに、DMFを取り除くためにアセトンで超音波洗浄、遠心分離(5000 rpm, 5分)を行い、80 ℃で一晩乾燥した。最後に、窒素雰囲気下、330 ℃で72時間熱処理して目的物を得た。
比表面積:1280m/g
平均細孔径:0.6nm
Comparative Example 7: MOF-Al-T (metal: Al, aliphatic carboxylic acid ligand: terephthalic acid) Preparation of Preparation of aluminum nitrate Al (NO 3) 3 · 9H 2 O 8.75 mmol, TPA 8.75 mmol, purified water 30 mL was put into a beaker in order and stirred for 10 minutes. The obtained mixture was put in a 50 mL stainless steel autoclave whose inner surface was Teflon-processed, and then replaced with nitrogen four times to make the inside a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure. Thereafter, the temperature was raised from room temperature to 180 ° C. over 1 hour, kept at 180 ° C. for 12 hours, and then allowed to cool to room temperature. During the synthesis, the liquid was stirred with a stirrer at 200 rpm. The solid was centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes. Subsequently, ultrasonic cleaning (28 kHz, 10 minutes) was performed with DMF, followed by centrifugation. Furthermore, in order to remove DMF, ultrasonic cleaning with acetone and centrifugation (5000 rpm, 5 minutes) were performed, followed by drying at 80 ° C. overnight. Finally, the target product was obtained by heat treatment at 330 ° C. for 72 hours in a nitrogen atmosphere.
Specific surface area: 1280 m 2 / g
Average pore diameter: 0.6 nm

試験例1
実施例1及び比較例1〜7で得られた金属有機構造体0.025 g又は0.050 gを、それぞれカラム(内径3 mm×長さ10 cm)に入れ、両端をグラスウールで止めた。金属有機構造体の充填長は、上記金属有機構造体の嵩密度がそれぞれ異なるため、約12 mmから約20 mmとなった。これをガスクロマトグラフィー(島津製作所GC-8A)のカラム槽にセットした。キャリアガスを流量15 mL/分で供給した。カラム槽温度を170℃とし、p−キシレン、m-キシレン、及びo-キシレンを各々0.2 μL又は1.0 μLを220 ℃に保ったガスクロマトグラフィーの注入口からカラムに注入した。カラム出口のレスポンスを、熱伝導度検出器(220 ℃)で検出した。分離性の指標となる各ピークの頂点の時間を表1に示した。
Test example 1
The metal organic structure 0.025 g or 0.050 g obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 7 was put in a column (inner diameter 3 mm × length 10 cm), and both ends were fixed with glass wool. The filling length of the metal organic structure was about 12 mm to about 20 mm because the bulk density of the metal organic structure was different. This was set in the column tank of gas chromatography (Shimadzu Corporation GC-8A). Carrier gas was supplied at a flow rate of 15 mL / min. The column bath temperature was 170 ° C., and p-xylene, m-xylene, and o-xylene were each injected into the column from the gas chromatography inlet maintained at 0.2 ° C. or 1.0 μL at 220 ° C. The response at the column outlet was detected with a thermal conductivity detector (220 ° C.). Table 1 shows the time at the peak of each peak, which is an index of separability.

実施例1及び比較例1の金属有機構造体については、p−キシレン(33.3 モル%)、m-キシレン(33.3 モル%)、及びo-キシレン(33.4 モル%)のキシレン混合物0.4 μLをカラム温度170 ℃で注入した結果をそれぞれ図9及び図10に示した。   For the metal organic structures of Example 1 and Comparative Example 1, 0.4 μL of a xylene mixture of p-xylene (33.3 mol%), m-xylene (33.3 mol%), and o-xylene (33.4 mol%) was added to the column temperature. The results of injection at 170 ° C. are shown in FIGS. 9 and 10, respectively.

<結果>
実施例1の金属有機構造体では、m-キシレン(0.23分)とo-キシレン(0.20分)との混合ピークとp−キシレン(1.94分)のピークに分離していることが分かった。
<Result>
The metal organic structure of Example 1 was found to be separated into a mixed peak of m-xylene (0.23 minutes) and o-xylene (0.20 minutes) and a peak of p-xylene (1.94 minutes).

この実施例1の金属有機構造体を用いて、試験例1のキシレン混合物を1.0 μL注入した場合のp−キシレン部分のピークに相当する排ガスを捕集し、水素検出器を有するガスクロマトグラフィー(島津製作所GC-2014)で分析した結果、p−キシレンを100として換算した場合、m−キシレン12.4、及びo−キシレン1.3の割合となっており、高純度のp−キシレンが製造できていることがわかった。   Using this metal organic structure of Example 1, exhaust gas corresponding to the peak of the p-xylene portion when 1.0 μL of the xylene mixture of Test Example 1 was injected was collected, and a gas chromatography having a hydrogen detector ( As a result of analysis by Shimadzu Corporation GC-2014), when p-xylene is converted to 100, the ratio is m-xylene 12.4 and o-xylene 1.3, and high-purity p-xylene can be produced. I understood.

以上のとおり、実施例1で得られた金属有機構造体は、パラキシレンを選択的に分離することができた。   As described above, the metal organic structure obtained in Example 1 was able to selectively separate paraxylene.

一方、比較例1〜7で得られた金属有機構造体は、パラキシレンを選択的に分離することはできなかった。   On the other hand, the metal organic structures obtained in Comparative Examples 1 to 7 could not selectively separate paraxylene.

Claims (18)

パラキシレンを含む有機混合物からパラキシレンを分離する方法であって、
第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む金属有機構造体を用いる、方法。
A method for separating para-xylene from an organic mixture containing para-xylene, comprising:
A method using a metal organic structure comprising a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand.
前記パラキシレンを含む有機混合物が、炭素数8の芳香族炭化水素を含む有機混合物である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the organic mixture containing para-xylene is an organic mixture containing an aromatic hydrocarbon having 8 carbon atoms. 前記第4族の金属が、Ti、Zr、及びHfからなる金属の群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the Group 4 metal is at least one selected from the group consisting of Ti, Zr, and Hf. 前記脂肪族カルボン酸配位子が、脂肪族ジカルボン酸配位子、脂肪族トリカルボン酸配位子又は脂肪族テトラカルボン酸配位子である、請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。 4. The aliphatic carboxylic acid ligand according to any one of claims 1 to 3, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is an aliphatic dicarboxylic acid ligand, an aliphatic tricarboxylic acid ligand, or an aliphatic tetracarboxylic acid ligand. Method. 前記脂肪族カルボン酸配位子が、
炭素数2〜7の飽和若しくは不飽和脂肪族ジカルボン酸配位子、
炭素数3〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族トリカルボン酸配位子、又は
炭素数5〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族テトラカルボン酸配位子である、請求項1〜4の何れか一項に記載の方法。
The aliphatic carboxylic acid ligand is
A saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid ligand having 2 to 7 carbon atoms,
The saturated or unsaturated aliphatic tricarboxylic acid ligand having 3 to 8 carbon atoms, or the saturated or unsaturated aliphatic tetracarboxylic acid ligand having 5 to 8 carbon atoms. The method described in 1.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、フマル酸配位子、又はマレイン酸配位子である、請求項1〜5の何れか一項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is a fumaric acid ligand or a maleic acid ligand. 高純度のパラキシレンを製造する方法であって、
パラキシレンを含む有機混合物と第4族の金属及び脂肪族カルボン酸配位子を含む金属有機構造体とを用いて、パラキシレンを分離する工程を含む、製造方法。
A method for producing high purity para-xylene, comprising:
The manufacturing method including the process of isolate | separating paraxylene using the organic mixture containing a paraxylene, and the metal organic structure containing a group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand.
前記パラキシレンを含む有機混合物が、炭素数8の芳香族炭化水素を含む有機混合物である、請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the organic mixture containing para-xylene is an organic mixture containing an aromatic hydrocarbon having 8 carbon atoms. 前記第4族の金属が、Ti、Zr、及びHfからなる金属の群から選ばれる少なくとも1種である、請求項7又は8に記載の方法。 The method according to claim 7 or 8, wherein the Group 4 metal is at least one selected from the group consisting of Ti, Zr, and Hf. 前記脂肪族カルボン酸配位子が、脂肪族ジカルボン酸配位子、脂肪族トリカルボン酸配位子又は脂肪族テトラカルボン酸配位子である、請求項7〜9の何れか一項に記載の方法。 10. The aliphatic carboxylic acid ligand according to claim 7, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is an aliphatic dicarboxylic acid ligand, an aliphatic tricarboxylic acid ligand, or an aliphatic tetracarboxylic acid ligand. Method. 前記脂肪族カルボン酸配位子が、
炭素数2〜7の飽和若しくは不飽和脂肪族ジカルボン酸配位子、
炭素数3〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族トリカルボン酸配位子、又は
炭素数5〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族テトラカルボン酸配位子である、請求項7〜10の何れか一項に記載の方法。
The aliphatic carboxylic acid ligand is
A saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid ligand having 2 to 7 carbon atoms,
The saturated or unsaturated aliphatic tricarboxylic acid ligand having 3 to 8 carbon atoms or the saturated or unsaturated aliphatic tetracarboxylic acid ligand having 5 to 8 carbon atoms. The method described in 1.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、フマル酸配位子、又はマレイン酸配位子である、請求項7〜11の何れか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 7 to 11, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is a fumaric acid ligand or a maleic acid ligand. 第4族の金属、及び脂肪族カルボン酸配位子を含む、パラキシレン分離用金属有機構造体。 A metal organic structure for separation of para-xylene, comprising a Group 4 metal and an aliphatic carboxylic acid ligand. 炭素数8の芳香族炭化水素を含む混合物からパラキシレンを分離するための、請求項13に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。 The metal organic structure for paraxylene separation according to claim 13, for separating paraxylene from a mixture containing an aromatic hydrocarbon having 8 carbon atoms. 前記第4族の金属が、Ti、Zr、及びHfからなる金属の群から選ばれる少なくとも1種である、請求項13又は14に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。 The metal-organic structure for paraxylene separation according to claim 13 or 14, wherein the Group 4 metal is at least one selected from the group of metals consisting of Ti, Zr, and Hf. 前記脂肪族カルボン酸配位子が、脂肪族ジカルボン酸配位子、脂肪族トリカルボン酸配位子又は脂肪族テトラカルボン酸配位子である、請求項13〜15の何れか一項に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。 16. The aliphatic carboxylic acid ligand according to any one of claims 13 to 15, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is an aliphatic dicarboxylic acid ligand, an aliphatic tricarboxylic acid ligand, or an aliphatic tetracarboxylic acid ligand. Metal organic structure for separation of para-xylene. 前記脂肪族カルボン酸配位子が、
炭素数2〜7の飽和若しくは不飽和脂肪族ジカルボン酸配位子、
炭素数3〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族トリカルボン酸配位子、又は
炭素数5〜8の飽和若しくは不飽和脂肪族テトラカルボン酸配位子である、請求項13〜16の何れか一項に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。
The aliphatic carboxylic acid ligand is
A saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid ligand having 2 to 7 carbon atoms,
The saturated or unsaturated aliphatic tricarboxylic acid ligand having 3 to 8 carbon atoms, or the saturated or unsaturated aliphatic tetracarboxylic acid ligand having 5 to 8 carbon atoms. Metal organic structure for separation of para-xylene as described in 1.
前記脂肪族カルボン酸配位子が、フマル酸配位子、又はマレイン酸配位子である、請求項13〜17の何れか一項に記載のパラキシレン分離用金属有機構造体。 The metal organic structure for paraxylene separation according to any one of claims 13 to 17, wherein the aliphatic carboxylic acid ligand is a fumaric acid ligand or a maleic acid ligand.
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