JPH01135728A - アルキルベンゼンの製造方法 - Google Patents

アルキルベンゼンの製造方法

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JPH01135728A
JPH01135728A JP62291789A JP29178987A JPH01135728A JP H01135728 A JPH01135728 A JP H01135728A JP 62291789 A JP62291789 A JP 62291789A JP 29178987 A JP29178987 A JP 29178987A JP H01135728 A JPH01135728 A JP H01135728A
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JP
Japan
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catalyst
reaction
iron
alkylbenzene
benzene
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JP62291789A
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English (en)
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Kosaku Honna
本名 幸作
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルキルベンゼンの製造方法に関し、詳しく
は化学薬品の原料や一中間体等として有用なアルキルベ
ンゼン(モノアルキルベンゼン)を効率よ(製造する方
法に関する。
〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点]アルキ
ルベンゼンのうち、例えばエチルベンゼンはスチレンの
製造原料として有用であり、近年、大型設備が稼動して
いるが、今後の伸び率も高いことが予想されており、効
果的な製造方法が求められている。
従来、ジエチルベンゼンとベンゼンを反応させてエチル
ベンゼンを製造するに当たり、■触媒として、希土類交
換Y型ゼオライトを液相条件下で使用する方法[P、 
B、 Venute、 Chem、 Tech、 。
215 (1971)参照]、■触媒として、H型部安
定Y型ゼオライト(HUSY型ゼオライト)を液相条件
下で使用する方法(Union Oil、  米国特許
第4,169.111号明細書(1979)参照)等が
知られているが、いずれの方法でも、触媒の活性劣化速
度が大きく、工業的な連続使用に耐えないという問題が
ある。
そこで本発明者は、トランスアルキル化反応によるアル
キルベンゼンの製造において、高活性かつ長寿命の触媒
を用い、長期間にわたって連続的にしかも高い収率でア
ルキルベンゼンを製造することのできる方法を開発すべ
く、鋭意研究を重ねた。
〔問題点を解決するための手段〕
その結果、鉄含有ゼオライトを触媒として用いることに
より、長時間にわたって触媒活性が維持でき、上記の目
的を達成しうることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明は、一般式 〔式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示す。〕で表
わされるジアルキルベンゼンとベンゼンとを鉄含有ゼオ
ライト触媒の存在下に反応させることを特徴とするアル
キルベンゼンの製造方法を提供するものである。
本発明に用いる一般式(1)のジアルキルベンゼンは、
ベンゼン核に炭素数1〜4のアルキル基を2個、相互に
オルト位、メタ位あるいはパラ位に有するものである。
具体的には、ジメチルベンゼン2 ジエチルヘンゼン、
ジプロピルベンゼン(ジ−n−プロピルベンゼン、ジ−
ミープロピルベンゼン)あるいはジプチルベンゼン(ジ
ーn −ブチルベンゼン、ジ−ミーブチルベンゼン、ジ
−S−ブチルベンゼン、ジ−t−ブチルベンゼン)であ
る。使用するジアルキルベンゼン中には、トリアルキル
ベンゼンあるいはテトラアルキルベンゼン等の不純物が
含まれていてもよいが、触媒の劣化を促進する傾向があ
るので、低濃度に抑制すべきであり、不純物は通常5重
量%以下が好ましく、特に2重量%以下が好ましい。
本発明の方法においては、ジアルキルベンゼンとベンゼ
ンとの使用比率は特に制限はないが、通常、ジアルキル
ベンゼン:ベンゼン−1:10〜20(モル比)、好ま
しくは1:12〜18 (モル比)、特に好ましくは1
:16〜18(モル比)の範囲で仕込む。ベンゼンの使
用比率が多すぎると、ベンゼンのリサイクル量が多くな
って効率が低下する。
逆に少なすぎると、ジアルキルベンゼン同士の不均化反
応が起こり易く、トリアルキルベンゼン等の副生物が生
成し、アルキルベンゼン(モノアルキルベンゼン)の平
衡転化率が低下するとともに、触媒の劣化速度が大きく
なる。
本発明の方法においては、鉄含有ゼオライト触媒を用い
る。ここで鉄含有ゼオライト触媒は、例えば特開昭58
−2214号公報に記載されているものをあげることが
できる。すなわち、本発明に使用する好適な鉄含有ゼオ
ライト触媒は、アルミナに対するシリカの比率(SiO
□/ A l z Os )が4.6以上であり、かつ
Na2o含量が2.4重量%以下の結晶質アルミノシリ
ケートを、pH2以下の鉄塩水溶液と接触させることに
よって得られる結晶質アルミノシリケートである。
この触媒の原料である結晶質アルミノシリケートは、上
記の条件を満足するものであればよく、各種のものがあ
るが、例えばモルデナイト等の天然ゼオライトあるいは
X型、Y型、L型等の合成ゼオライトをあげることがで
きる。これらのゼオライトと接触させる鉄塩としては、
塩化第一鉄。
塩化第二鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄、硫酸第一鉄、硫
酸第二鉄等があげられる。
本発明に用いる触媒は、前記のようなゼオライトを前述
した鉄塩水溶液と接触させて得られるものであり、鉄塩
水溶液との接触により、その鉄の少なくとも一部がイオ
ン結合以外の形態でゼオライト中に取り込まれる。取み
込まれる鉄の量は、Fe、O,とじて1〜1OfjL景
%、好ましくは4〜8重量%である。鉄の量が1重量%
未満であると、活性が劣化しやすい。さらに、触媒には
助触媒として、モリブデン、タングステン、ニッケル、
コバルト等の触媒成分を硫化物あるいは酸化物の形で添
加してもよい。助触媒は、主触媒に対して通常0.1〜
5(重量比)、好ましくは0.5〜1(重量比)の割合
で添加することが有効である。
上記触媒は、ベーマイトアルミナ、カオリン。
シリカ等の結合剤を通常5〜50重量%、好ましくは1
0〜30重量%程度混合して、押出成形法等により粒状
、ペレット状等、様々な形に成形して使用することがで
きる。粒径は、特に限定されないが、通常0.5〜2M
が好ましい。触媒の表面積についても、特に制限はない
が、一般に200〜500rrr/gの範囲が好ましい
このように製造された鉄含有ゼオライトにおいて、鉄は
硫化物、酸化物あるいは珪酸塩の混合物等各種の形態で
存在するが、硫化物の形で存在するのが好ましい。従っ
て、使用前に)(、−H,S混合ガスによって予備処理
して鉄の一部を硫化された状態とするのが好ましい。
鉄含有ゼオライト触媒は、本発明に幇ける反応系で長時
間高い活性を維持するが、劣化後には、酸素含有ガスに
よる酸化処理又は水素含有ガスによる水素化処理によっ
て再生することができる。
本発明の方法によりジアルキルベンゼンとベンゼンとを
前記触媒の存在で反応させると、下記の式で示されるよ
うにトランスアルキル化反応が進行し、アルキルベンゼ
ン(モノアルキルベンゼン)が得られる。
C式中、Rは前記と同じである。〕 二のアルキルベンゼンは、原料のジアルキルベンゼンの
種類により各種のものが得られるが、具体的にはトルエ
ン、エチルベンゼン、クメン、フチルベンゼンなどがあ
る。
本発明の方法においては、反応温度は特に制限はなく、
各種状況に応じて適宜選定すればよいが、通常は200
〜280’C,好ましくは230〜250℃の温度範囲
に選定する。200 ”C未満の温度ではアルキルベン
ゼンの選択率が低下する。
また反応は、ベンゼンが液相である圧力で行うことが好
ましく、通常20〜50kg/c+flで実施する。
さらに本発明における反応は、バッチ式でも、連続式で
も行うことができ、触媒床を有する反応器を一基又は並
列に複数基接続して実施することができる。触媒床は、
固定床とし、上向流又は下向流で接触する接触方式ある
いは充填方式でもよい。反応系は、気相、液相あるいは
気相と液相の混合状態であってもよいが、液相であるの
が好ましい。
また、反応は、水素ガス及び硫化水素ガスの存在で実施
するのが、触媒活性の維持の上から好ましい。このよう
な共存ガス(Hz +H,S)は、凱S/(H,S+H
2)=0.0001〜0.01のモル比で反応系に存在
させることが好ましい。
0、0001未満のモル比では、活性が低下し、またH
2が存在しないと、活性が劣化しやすい。
前記のような条件下に反応を行うことにより、副生成物
は実質的に生じず、アルキルベンゼンを高い収率で得る
ことができる。生成物は蒸留により分離、精製すること
ができ、未反応物質は、リサイクルさせるが、その際、
トリアルキルベンゼン等の副生成物はジアルキルベンゼ
ンより塩基性が大であって触媒毒となるので、除去する
のが好ましい。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例及び比較例に基づいてさらに詳し
く説明する。
実施例1 (1)触媒(鉄塩処理Y型ゼオライト)の調製市販のY
型ゼオライト(NazO含量0.4″ffl量%、S 
i Oz/ A ’l□01モル比5.6)100gを
0.25モル/I!、の硝酸第二鉄(Fe(NOz)、
)水溶液800d中で、pH1,3、温度50°Cで2
時間撹拌処理した。次いで、濾過、水洗し、温度50℃
で4時間乾燥した後、500 ’Cで3時間焼成して、
鉄塩処理Y型ゼオライトを得た。
このものの性状は、N a t O含量0.25重量%
、5ift/A12□0310.3(モル比)、SiO
□/Feze326.2 (モル比)であった。また、
この鉄塩処理Y型ゼオライトのX線回折パターンを第1
表に示す。
二〇鉄塩処理Y型ゼオライトに結合剤としてアルミナ3
5重量%を混合し、約0.79 mm (1/ 32イ
ンチ)の直径の粒状押出成形物を得た。これを120°
Cで乾燥し、500°Cで3時間焼成して鉄塩処理Y型
ゼオライト系触媒を得た。
(以下余白) 第1表 *l:θはブラッグ角を示す。また使用したX線の波長
は1.5418人であった。
*2:相対強度は、2θ=6.263度のときの強度を
100として、 強い ・・・ 50〜100 中程度・・・ 20〜50 弱い ・・・ 20以下である。
(2)原料油の接触反応 上記(1)で得られた触媒6.15g(12mffi)
を内容ht300dのステンレス製反応管に充填した後
、原料油としてベンゼンとジエチルベンゼンとを18:
1のモル比で混合して反応管に導入し、温度235°C
1圧力32kg/cdGで、更にN2を100d/分、
H!−H,S (0,2%)混合ガスを40m/分(N
TP)で流し込みながら反応を行った。反応条件及び反
応成績を第2表に示す。
なお、表中には、ジエチルベンゼンをDEB、エチルベ
ンゼンをEBとして示す。
また、EB選択率は、下記の式により求めた数値で示す
実施例2 反応条件を第2表に示すように変えた以外は、実施例1
(2)と同様にして原料油の接触反応を行った。その反
応成績を第2表に示す。
比較例1 (1)比較触媒の調製 HUSY型ゼオライトCNatO含量0.4重量%、S
igh/Ah03モル比5.6)を電気炉内で740°
Cで2時間焼成し、結晶格子定数24.37人のHYゼ
オライトを得た。これに結合剤としてアルミナ35重量
%を混合し、約0.79mm(1/32インチ)の直径
の粒状押出成形物を得た。これを120°Cで乾燥し、
500°Cで3時間焼成してHY型ゼオライト系触媒を
得た。
(2)原料油の接触反応 上記比較例1(1)で得られた触媒を用いたこと以外は
、実施例1 (2)と同じ条件で原料油の接触反応を行
い、反応成績を第2表に示す。
初期(反応経過時間=20時間)の活性は、実施例1(
2)と同じ活性を示したが、その後、時間の経過ととも
に活性が低下し、反応経過時間−120時間では、DE
Bの転化率が40%になった。
実施例3 原料油としてベンゼンとジイソプロピルベンゼンとを1
8:1のモル比で用い、また反応条件を第3表に示すよ
うに変えた以外は、実施例1(2)と同様にして原料油
の接触反応を行った。その反応成績を第3表に示す。
なお、表中には、ジイソプロピルベンゼンをDPB、ク
メンをCUMとして示す。
また、CUM選択率は、下記の式により求めた数値で示
す。
比較例2 上記比較例1(1)で得られた触媒を用いたこと以外は
、実施例3と同じ条件で原料油の接触反応を行い、反応
成績を第3表に示す。
(以下余白) む ズ 七。
(発明の効果) 本発明によれば、トランスアルキル化反応を高・)触媒
活性を維持しながら、長時間連続して実施rることがで
き、ジアルキルベンゼンとベンゼン))ら安定した状態
で、しかも高い収率でエチルベ/ゼン、クメンをはじめ
とするアルキルベンゼン訃製造することができる。
したがって、本発明はスチレンモノマーに代表きれる化
学工業製品あるいは薬品等の原料ないし1間体の製造分
野において、有効に利用される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示す。〕で表
    わされるジアルキルベンゼンとベンゼンとを鉄含有ゼオ
    ライト触媒の存在下に反応させることを特徴とするアル
    キルベンゼンの製造方法。
JP62291789A 1987-11-20 1987-11-20 アルキルベンゼンの製造方法 Pending JPH01135728A (ja)

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