JPH062684B2 - 2,6−ジクロロトルエンの吸着分離法 - Google Patents

2,6−ジクロロトルエンの吸着分離法

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JPH062684B2
JPH062684B2 JP60233543A JP23354385A JPH062684B2 JP H062684 B2 JPH062684 B2 JP H062684B2 JP 60233543 A JP60233543 A JP 60233543A JP 23354385 A JP23354385 A JP 23354385A JP H062684 B2 JPH062684 B2 JP H062684B2
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利隆 金敷
鈴木  誠
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ジクロロトルンエン(以下DCTと略記する)
異性体混合物から選択的に高純度で2,6−DCTを吸着
分離する方法における吸着剤の提供に関する。
2,6−DCTは、農薬、医薬、染料等の重要な合成中間
体である。
(従来の技術) しかしながら、DCT異性体混合物はトルエンまたはモノ
クロロトルエンの塩素化によって合成されるが、各異性
体の沸点が極めて近似しているため2,6−DCTを精留
により分離することは非常に困難である。このため工業
的にはP−トルエンスルホン酸のジ塩素化後、脱スルホ
ン化により製造されている。
また、DCT異性体混合物からホージャサイト型ゼオライ
トを用いるDCT異性体混合物の吸着分離方法が米国特許4
254062号、および特開昭第59−199642号公報に開示され
ている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、P−トルエンスルホン酸からの方法で
は、高純度の2,6−DCTは得難くかつ経済的な方法で
はない。また後者のゼオライトによる吸着分離技術は、
DCT異性体混合物から2,6−DCTをエクストラクト成分
として分離回収するものであるが、ホージャサイト型ゼ
オライトに対する被吸着力は満足できるものでなく高純
度の2,6−DCTを分離回収することが実質的に不可能
であるか、ベンゼン置換体化合物の存在下に吸着分離し
なければ分離回収できない等の欠点を有する。
ZSM型ゼオライトは異性化反応触媒としては著明である
が、吸着分離に用いた例としてはアルキルベンゼンまた
はフェノール類等に適用したものが公知であるが、DCT
異性体の吸着分離の例は全く知られていない。
(問題を解決するための手段) 本発明者等は、このような現状に鑑み、DCT異性体混合
物から高純度の2,6−DCTを効果的に吸着分離回収す
る方法につき鋭意研究を重ねた結果、ゼオライトとベン
トナイトが一定割合の組成からなる組成物を使用するこ
とにより選択的に2,6−DCTを非吸着成分としてより
効果的に分離することができる特異的な触媒を見出すに
至り、本発明を完成した。
すなわちジクロロトルエン異性体混合物を吸着分離する
に当たり、吸着剤としてZSM−5型またはZSM−1
1型ゼオライトとベントナイトとの割合が、95:5〜
60:40(wt比)からなる組成物を使用し、2,6
−ジクロロトルエンを選択的に非吸着成分として分離す
ることを特徴とする2,6−ジクロロトルエンの吸着分
離法である。
本発明で用いるZSM型ゼオライト及びベントナイトから
なる組成物は1,2,4−位トリ置換ベゼンン類を強吸
着成分とするのに対し、本発明の目的とする2,6−DC
Tを代表的成分とする1,2,3−位トリ置換ベンゼン
類は吸着しない極めて特異的な性質を有する吸着剤であ
る。
従って、本発明の吸着剤を用いることによって高純度の
2,6−DCTを選択的に効率よく分離することが可能と
なる。
本発明に供されるDCT異性体混合物は、トルエンを核塩
素化して得られる2,3−DCT(8〜12%含有)、
2,4−DCT(20〜35%)、2,5−DCT(25〜5
5%)、2,6−DCT(5〜25%)および3,4−DCT
(5〜12%)からなる組成のDCT異性体混合物、また
は、O−クロロトルエンを核塩素化して得られる2,3
−DCT(5〜20%)、2,4−DCT(10〜25%)、
2,5−DCT(30〜70%)および2,6−DCT(5〜
30%)からなる組成のDCT異性体混合物である。
このような核塩素化で得たDCT異性体混合物をそのまま
本発明に供してもよいが、好ましくは、蒸留分離可能な
留分にあらかじめ糖留分離し、2,6−DCTを含む留分
を供する方が良い。すなわち、本発明法は、沸点約20
1℃の2,4−、2,5−および2,6−DCTからなる
成分を含む留分と沸点約208〜209℃の2,3−お
よび/または3,4−DCTからなる留分に精留分離した
前者DCT異性体混合物留分から2,6−DCTを分離回収す
る際に特に効果的な方法である。
本発明に使用されるZSM型ゼオライトとしては、特公昭
46−10064号明細書に記載されているZSM−5をゼオラ
イトおよびそれと同じ系列に属すると考えられているゼ
オライトであって、例えば、特公昭53−23280号明細
書に記載されているZSM−11が好ましく用いられる。
本発明において使用されるゼオライトは酸型として用い
るのが好ましい。酸型ゼオライトは、よく知られている
ようにゼオライト中のカチオンとしてH、NH4 +又は希
土類イオン等の2価以上の多価カチオンを有するもので
あり、これらは通常ナトリウム等の1価のアルカリ金属
イオンを有するゼオライトのアルカリ金属イオンの少な
くとも一部をプロトン、アンモニウムカチオン又は多価
カチオンでイオン交換することにより得られる。
本発明に使用されるベントナイトはモンモリロナイト鉱
物を主成分とする粘土の一種であり、ナトリウムまたは
カルシウム等の塩として産出するが、ゼオライトと同様
容易にカチオンを交換することが可能である。
本発明に使用されるベントナイトは泥岩等の不純物が少
ない高純度品ならば特に限定されないが好ましく用いら
れる例としては、関東ベントナイト鉱山(株)製の天
竜、利根、佐渡、石狩、クニミネ工業(株)製のクニゲ
ル、クニボンド、ネオクニボンド、クニピア、豊順洋行
(株)製の穂高印、妙義印、三立礦業(株)製の300
−SS−B等があげられる。
本発明に使用される吸着剤の組成は、ZSM型ゼオライ
ト:ベントナイトの割合は、95:5、〜60:40の
重量比が用いられ、特に好ましくは85:15、〜6
5:35の重量比が好ましい。またこの他の成分とし
て、焼成時に大部分が消失する水溶性高分子を0.1〜0.5
%程度使用してもよい。
本発明に使用される水溶性高分子としては、澱粉、シア
ノエチル化澱粉、カルボキシメチル澱粉、カルボキシメ
チルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロース、ポリビニルアルコール、アラビアゴム及び
それらのアルカリ塩等があげられる。
本発明で用いられる吸着剤の形状は粉末状、砕塊状でも
よいし、圧縮成形、押出し成形およびマルメライザーに
よる成形法などによって得られる成形品であってもよ
い。小規模の場合は粉末からの使用が可能であるが、工
業的には、圧損を避けるため、直径0.1〜10mm程度の
球状成形品が好ましく用いられる。形状の選択は装置に
よって適切なものを自由に選定することができる。
また本発明の吸着剤を使用する前に、その含有する結晶
水等の水分を予め除去しておくことが必要である。通常
は100℃以上で水分の含有を少なくすることができ、
好ましくは300〜600℃で焼成することにより水分
をほとんど除去することができる。また水溶性高分子を
使用した場合には、この焼成により同様にほとんど除去
することができる。
本発明方法の実施は、分離技術としては公知の固定床方
式によるバッチ方式でもよいし、連続方法であってもよ
い。
本発明の分離技術は、基本的には吸着剤を充填した1以
上から複数個の吸着室を備えて、吸着−洗浄−脱着−吸
着剤の再生工程をサイクルとして実施される。
すなわち、分離の目的物質である2,6−DCTと少なく
とも2,3−DCTを除く他の成分を一種類以上を含むDCT
異性体混合物を吸着室で吸着剤と接触させて目的の2,
6−DCTを非吸着成分として、他の成分は強吸着させて
選択的に分離することができる。
本発明の吸着条件は、室温〜300℃、好ましくは15
0〜250℃の範囲の温度である。300℃以上の温度
ではDCTの不均化反応等の副反応が起り好ましくない。
反応圧は、大気圧から約50kg/cm2、好ましくは大気
圧から約30kg/cm2の範囲で、約50kg/cm2以上の圧
力ではコスト高となるので好ましくない。
また、吸着時に吸−脱着に影響を又えない物質を場合に
よりDCT異性体混合物に希釈溶媒として添加してもよ
い。
本発明の吸着離後の強吸着されたDCT異性体の脱着方法
は、特に限定されないが水蒸気脱着が好ましく用いられ
る。
本発明法に用いる吸着剤のDCT異性体混合物の吸着分離
能力は、例えば、2,4−、2,5−および2,6−DC
Tからなる組成の混合物を吸着分離すると、2,4−DCT
と2,5−DCTが吸着され、目的の2,6−DCTは吸着さ
れず分離される。すなわち、好ましくない吸着剤を用い
た場合は2,4−および2,5−DCTの吸着容量が極め
て大きいため、非吸着液中の2,6−DCTの濃度は点線
で示したような吸着処理初期から2,6−DCT濃度がな
だらかな減少曲線を示し、原料液組成濃度に至り破過す
る。これに対し、本願発明では、実線で示したように長
期の100%吸着能を示した後に急激に破過に至る理想
的な吸着剤の破過曲線を第1図に示した。
従って、吸着剤の吸着分離能力は、ゼオライト1g当り
破過点までの純度換算2,6−DCT流出量(重量%)で
表わすことができる。
A:破過点までの総出量(g) B:流出液の平均2,6−DCT濃度(重量%) この2,6−DCT分離能力量が高いほど工業的に有利で
あり、結果として高純度の2,6−DCTが効率的に得ら
れる。
(発明の効果) かくして、本発明方法によれば、DCT異性体混合物をZSM
型ゼオライト及びベントナイトからなる組成物で吸着分
離することによって、相乗作用によりZSM型ゼオライト
及びベントナイトの各単一成分で吸着分離した場合より
も吸着分離の効果を向上させることができる。また高純
度の2,6−DCTを非吸着成分として選択的に得られる
だけでなく、強吸着成分として分離された他のDCT異性
体類は異性化反応により再吸着分離処理が可能で、各DC
T異性体はそれぞれ有効に利用することができる。さら
に、本発明の吸着剤は長期間の再使用が可能であるな
ど、工業的に寄与するその効果は極めて高いものであ
る。
(実施例) 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
参考例1 特公昭46−10064号明細書の実施例1の方法に準じて
SiO90.1wt%、Al2O3 6.1wt%、Na2O3.8wt
%、SiO2/Al2O3=25.1からなる組成のZSM−5型ゼ
オライト粉末を得た。次にこれを10wt%硝酸アンモニ
ウム水溶液を用いて(固液比2.0/kg、95℃)5
回イオン交換を行い、充分水洗し、150℃で5時間乾
燥後500℃で3時間焼成し酸型のH−ZSM−5型ゼオ
ライト粉末を得た。なおこのH−ZSM−5型ゼオライト
のX−線分析の結果はモービル社製のH−ZSM−5と一
致した。
参考例2 特公昭53−23280号明細書の実施例の方法に準じてZSM
−11型ゼオライト粉末を得た。さらにこれを参考例1
と同様に処理してH−ZSM−11型ゼオライト粉末を得
た。
実施例1 参考例1のH−ZSM−5型ゼオライト粉末70重量部及
びベントナイト〔関東ベントナイト鉱業(株)製天竜:
以下天竜と略記する〕30重量部に対してナトリウムカ
ルボキシメチルセルロース〔東京化成工業(株)試薬
n=500:以下CMCと略記する〕0.2重量部と水1
00重量部とを加えて撹拌機により約1時間混和を行っ
た。混合後、この混合物を押し出し成形機により0.5
mm径のペレットに成形し、次いで150℃で5時間乾燥
後、さらに500℃で3時間焼成した。次いで、ペレッ
トを粉砕、篩分し100〜200メッシュの吸着剤成形
品を得た。
上記吸着剤成形品8.2g(内ZSM−5含量は5.74g)を内
径9.8mm長さ16.3cmの金属カラムに充填し、DCT
異性体混合物を2kg/cm2の窒素圧下200℃にて0.1ml
/分の速度で導入した。この時の導入したDCT異性体混
合物の組成は 2,4−/2,5−/2,6−DCT=23.7/43.9/32.4
重量比であった。
カラム出口から流出して来る非吸着液の組成をガスクロ
マトグラフより分析した結果、当初の2,6−DCT濃度
は100%であり、徐々に2,6−DCT濃度が減少し、
流出開始後25分後に非吸着液の組成は導入液組成と同
一となり破過した。この実際の破過曲線を第2図に示
す。破過までの非吸着液の総流出液量は0.59gであ
った。
この総流出液のDCT平均組成は 2,4−/2,5−/2,6−DCT=6.7/12.5/80.8重
量比であった。
従って2,6−DCT分離能力量は8.31重量%であった。
比較例1〜2 実施例1と同様な装置、方法および同一のDCT異性体混
合物組成にて、吸着剤を変えて吸着操作を行った。使用
した吸着剤は参考例1のH−ZSM−5型ゼオライト及び
500℃で3時間焼成した天竜の各8.5gを単独で金
属カラムに充填した。破過までに流出した非吸着液のDC
T平均組成及び分離能力量を下表に示すが、ベントナイ
ト単独ではほとんど分離能力がなく、H−ZSM−5型ゼ
オライトも実施例1の結果よりも分離能力が劣った。
比較例3〜5 実施例1と同様な装置、方法及び同一のDCT異性体混合
物組成にて、吸着剤を変えて吸着操作を行った。使用し
た吸着剤は実施例1の吸着剤組成において、ベントナイ
トに変えて二酸化ケイ素、タルク及びクレーを各ベント
ナイトと同量使用して作製したが、いずれも成形品の強
度はくずれ易く不良でまった。破過までに流出した非吸
着液のDCT平均組成及び分離能力量を下表に示すが、吸
着分離能力において特に相乗作用を示すものはなかっ
た。
実施例2 実施例1と同様な装置、方法及び同一のDCT異性体混合
物組成にて、吸着剤を変えて吸着操作を行った。使用し
た吸着剤は、参考例1のH−ZSM−5型ゼオライト粉末
80重量部及び天竜20重量部を混合して、成形せずに
500℃で焼成したものを使用した。破過までに流出し
た非吸着液のDCT平均組成は 2,4−/2,5−/2,6−DCT=6.8/12.5/80.7重
量比であり、2,6−DCT分離能力量は8.02重量%
であった。
実施例 3 実施例1と同様な装置、方法及び同一のDCT異性体混合
物組成にて、吸着剤を代えて吸着操作を行った。使用し
た吸着剤は実施例1の吸着剤組成において、CMCを使
用しないで作製した。破過までに流出した非吸着液のDC
T平均組成は 2,4−/2,5−/2,6−DCT=6.7/12.7/80.6重
量比であり、2,6−DCT分離能力量は8.20重量%であ
った。
実施例4〜6 実施例1と同様な装置、方法及び同一ののDCT異性体混
合物組成にて、吸着剤を代えて吸着操作を行った。使用
した吸着剤は実施例1の吸着剤組成において、天竜に代
えて関東ベントナイト鉱業(株)製の利根、クニミネ工
業(株)製のクニゲル及び三立礦業(株)製の300−
SS−Bの各ベントナイトを使用して作製した。破過まで
に流出した非吸着液のDCT平均組成及び分離能力量を下
表に示す。
実施例7 実施例1と同様な装置、方法及び同一のDCT異性体混合
物組成にて、吸着剤を代えて吸着操作を行った。使用し
た吸着剤は実施例1の吸着剤組成において、H−ZSM−
5型ゼオライトに代えて参考例2のH−ZSM−11型ゼ
オライトを使用して作製した。破過までに流出した非吸
着液のDCT平均組成及び分離能力量を下表に示す。
【図面の簡単な説明】 第1図はDCT異性体混合物をZSM型ゼオライト及びベント
ナイトからなる吸着剤で吸着分離した時の吸着剤が破過
するまでの2,6−DCT流出量を表わしたものである。 実線で示した理想的な吸着剤の破過曲線と点線では好ま
しくない破過曲線の例を示す。 第2図は実施例1における実際の破過曲線である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−112034(JP,A) 特開 昭61−236735(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジクロロトルエン異性体混合物を吸着分離
    するに当り、吸着剤としてZSM−5型またはZSM−
    11型ゼオライトとベントナイトとの割合が、95:5
    〜60:40(wt比)からなる組成物を使用して、
    2,6−ジクロロトルエンを選択的に非吸着成分として
    分離することを特徴とする2,6−ジクロロトルエンの
    吸着分離法。
JP60233543A 1985-10-21 1985-10-21 2,6−ジクロロトルエンの吸着分離法 Expired - Fee Related JPH062684B2 (ja)

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