JPH11292801A - 高純度テトラ核置換アルキルベンゼンの製造方法 - Google Patents

高純度テトラ核置換アルキルベンゼンの製造方法

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JPH11292801A
JPH11292801A JP10288998A JP10288998A JPH11292801A JP H11292801 A JPH11292801 A JP H11292801A JP 10288998 A JP10288998 A JP 10288998A JP 10288998 A JP10288998 A JP 10288998A JP H11292801 A JPH11292801 A JP H11292801A
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tetranuclear
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alkyl
alkylbenzene
benzene
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JP10288998A
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Yoshitaka Hayauchi
義隆 早内
Tatsufumi Ishizuka
達史 石塚
Mitsunori Takeda
充範 竹田
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Kashima Oil Co Ltd
Original Assignee
Kashima Oil Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピロメリット酸や無水ピロメリット酸の原料
などとして有用な高純度テトラ核置換アルキルベンゼン
を、総炭素数9以上のアルキル置換ベンゼンを含む原料
油を用い、効率よく製造する工業的に有利な方法を提供
すること。 【解決手段】 総炭素数9以上のアルキル置換ベンゼン
を処理して、一分子中の核置換メチル基の数の平均値が
少なくとも2.5である総炭素数10のアルキル置換ベン
ゼンを含む生成油を得たのち、蒸留により濃縮し、次い
でテトラ核置換アルキルベンゼンを晶析させ、分離する
ことにより、高純度テトラ核置換アルキルベンゼンを製
造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高純度テトラ核置換
アルキルベンゼンの製造方法に関し、さらに詳しくは、
ポリイミド樹脂や耐熱性可塑剤の中間原料,エポキシ樹
脂硬化剤などとして用いられるピロメリット酸や無水ピ
ロメリット酸の原料などとして有用な高純度テトラ核置
換アルキルベンゼンを、総炭素数9以上のアルキル置換
ベンゼンを含む原料油を用い、効率よく製造する工業的
に有利な方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】テトラ核置換アルキルベンゼンは、近
年、需要が増加しているポリイミド樹脂や耐熱性可塑剤
の中間原料、あるいはエポキシ樹脂硬化剤などとして用
いられるピロメリット酸や無水ピロメリット酸の原料と
して重要な化合物であることが知られている。このテト
ラ核置換アルキルベンゼンの製造方法としては、従来、
接触改質油などに含まれるテトラ核置換アルキルベンゼ
ンを、濃縮、結晶化又は吸着により分離する方法、ある
いは、プソイドキュメンをメチル化する方法などが行わ
れている。しかしながら、前者の方法においては、原料
の接触改質油中に含まれるテトラ核置換アルキルベンゼ
ンの濃度が低いため、その分離精製に多大の費用がかか
る上、生産量においても制約を受けるという問題があ
る。一方、プソイドキュメンのメチル化法においては、
フリーデルクラフツ触媒やHFなどの酸触媒を用いて、
メチル化を行うために、耐食性の反応装置及び触媒と反
応生成物との分離工程などが必要であり、得られるテト
ラ核置換アルキルベンゼンがコスト高になるのを免れな
いという問題がある。ところで、アルキル基の分子間転
位反応などにより得られる総炭素数10のアルキル置換
ベンゼンには、様々な異性体が含まれている。第1表
に、この各種異性体のうち、アルキル基がメチル基とエ
チル基のものの沸点及び凝固点を示す。
【0003】
【表1】
【0004】第1表から分かるように、各異性体の沸点
は、約183〜205℃の範囲であり、この異性体混合
物から、蒸留により、98%以上の高純度のテトラ核置
換アルキルベンゼンA(沸点196.8℃)を単離するた
めには、非常に多段数の蒸留塔が必要となることから高
コストとなる。しかし、テトラ核置換アルキルベンゼン
Aの凝固点は79.2℃と高く、一方、他の異性体の凝固
点は、約−6〜−84℃であることから、晶析により、
テトラ核置換アルキルベンゼンAの分離が可能であるこ
とが分かる。この晶析により、テトラ核置換アルキルベ
ンゼンAを単離するには、被晶析液中のテトラ核置換ア
ルキルベンゼンAの濃度をできるだけ高めておくことが
肝要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、ピロメリット酸や無水ピロメリット酸の原料
などとして有用な高純度テトラ核置換アルキルベンゼン
を、総炭素数9以上のアルキル置換ベンゼンを含む原料
油を用い、効率よく製造する工業的に有利な方法を提供
することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、蒸留−晶
析処理による高純度テトラ核置換アルキルベンゼンの回
収について研究を重ね、テトラ核置換アルキルベンゼン
の回収率は被晶析液中のテトラ核置換アルキルベンゼン
濃度が高いほど向上し、そして、総炭素数10のアルキ
ル置換ベンゼン異性体の中でメチル基以外のアルキル基
をもつ異性体の含有量が少ない方が、蒸留によりテトラ
核置換アルキルベンゼン濃度を容易に高くし得ることに
着目した。本発明者らは、前記目的を達成するために、
この着目に基づいてさらに鋭意研究を進めた結果、総炭
素数9以上のアルキル置換ベンゼンについてアルキル基
の分子間転位反応を行い、一分子中の核置換メチル基の
数の平均値がある値以上の総炭素数10のアルキル置換
ベンゼンを含む生成油を得たのち、蒸留により濃縮し、
次いでテトラ核置換アルキルベンゼンを晶析させ、分離
することにより、そ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、(A)総炭素数9以上のアル
キル置換ベンゼンを含む原料油に対し、水素の存在下で
反応を行い、一分子中の核置換メチル基の数の平均値が
少なくとも2.5である総炭素数10のアルキル置換ベン
ゼンを含む生成油を得る工程、(B)上記工程(A)で
得られた生成油を蒸留して前記総炭素数10のアルキル
置換ベンゼンの濃度を高める工程、及び(C)上記工程
(B)で得られた濃縮油を冷却し、テトラ核置換アルキ
ルベンゼンを晶析させて分離する工程を順次行うことを
特徴とする高純度テトラ核置換アルキルベンゼンの製造
方法を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の高純度テトラ核置換アル
キルベンゼンの製造方法は、原料として、総炭素数9以
上のアルキル置換ベンゼンを含む原料油を用い、かつ
(A)反応工程、(B)蒸留工程及び(C)晶析工程か
ら構成されている。本発明の方法において原料として用
いられる総炭素数9以上のアルキル置換ベンゼンを含む
原料油としては、本発明の目的が損なわれない範囲で、
他の成分、例えばベンゼン,トルエン,キシレン及びエ
チルベンゼンの中から選ばれた少なくとも一種、さらに
はインダン類やナフタレン類などを適宜含有していても
よいが、総炭素数9及び10のアルキル置換ベンゼンを
30重量%以上含有するものが好ましく、特に50重量
%以上含有するものが好適である。この総炭素数9以上
のアルキル置換ベンゼンを含む原料油の由来について
は、前記のような組成を有するものであればよく、特に
制限されず、いかなる由来のものであってもよい。この
ようなものとしては、例えば(1)改質ガソリンの蒸留
残分、(2)アルキル基の分子間転位反応によるキシレ
ン製造プロセスにおけるキシレン蒸留残分、(3)これ
らの組合せなどが挙げられる。
【0008】次に、各工程について説明する。(A)工程 この工程は、前記の総炭素数9以上のアルキル置換ベン
ゼンを含む原料油を、水素の存在下に触媒と接触させ、
アルキル基の分子間転位反応を行い、一分子中の核置換
メチル基の数の平均値が少なくとも2.5である総炭素数
10のアルキル置換ベンゼンを含む生成油を得る工程で
ある。この反応によって得られた生成油中の総炭素数1
0のアルキル置換ベンゼンにおける一分子中の核置換メ
チル基の数の平均値が2.5未満である場合は、次の工程
(B)における蒸留による濃縮において、テトラ核置換
アルキルベンゼンを所望濃度まで高めることが困難で、
晶析によるテトラ核置換アルキルベンゼンの回収率が低
くなる。テトラ核置換アルキルベンゼンの回収率などの
面から、この一分子中の核置換メチル基の数の平均値は
3.0以上が好ましい。
【0009】したがって、この工程においては、生成油
中の総炭素数10のアルキル置換ベンゼンにおける一分
子中の核置換メチル基の数の平均値が2.5以上、好まし
くは3.0以上になるように、触媒の種類及び反応条件を
適宜選択することが重要である。該触媒としては、従来
アルキル置換ベンゼンのアルキル基の分子間転位反応に
用いられている公知のものの中から、適宜選択して用い
ることができる。このような触媒としては、例えばゼオ
ライトに、周期律表第6族,第7族及び第10族に属す
る金属の中から選ばれた少なくとも一種の金属を0.00
1〜5重量%、好ましくは0.02〜1重量%の割合で担
持したものが挙げられる。上記ゼオライトとしては、H
型モルデナイトゼオライト、あるいは脱アルカリ処理し
たY型ゼオライトなどが好ましく、また、周期律表第6
族の金属としてはクロム,モリブデン,タングステンな
どが、第7族の金属としてはマンガン,レニウムなど
が、第10族の金属としてはニッケル,パラジウム,白
金などが挙げられる。
【0010】反応は水素の存在下で行われ、反応温度
は、使用する触媒の種類にもよるが、一般的には150
〜550℃、好ましくは200〜450℃の範囲で選ば
れる。反応圧力は、通常0.5〜6MPa程度であり、ま
た、重量時空間速度(WHSV)は0.5〜10/hrの
範囲が好ましい。このようにして、総炭素数9以上のア
ルキル置換ベンゼンは、その一部がアルキル基の分子間
転位反応により、以下に示す組成の総炭素数10のアル
キル置換ベンゼンに変換される。すなわち、このように
処理されて得られた総炭素数10のアルキル置換ベンゼ
ンは、そのアルキル基としては、炭素数2以上のものが
少なく、大部分がメチル基であって、ジメチルエチルベ
ンゼンとジエチルベンゼンとの合計が5〜25重量%程
度で、テトラ核置換アルキルベンゼン、特にアルキル基
がメチル基であるものが95〜75重量%程度である。
【0011】(B)工程 この工程は、前記工程(A)で得られた生成油を蒸留し
て、炭素数9以下の芳香族炭化水素と炭素数11以上の
芳香族炭化水素をカットし、総炭素数10のアルキル置
換ベンゼンの濃度を高める工程である。この工程を工業
的に実施するには、例えば蒸留塔二基を直列に並べ、第
1の蒸留塔において、炭素数9以下の芳香族炭化水素留
分を塔頂より留出させ、塔底からの蒸留残を第2の蒸留
塔に導き、塔頂から総炭素数10のアルキル置換ベンゼ
ン留分を留出させると共に、塔底から蒸留残として、炭
素数11以上の芳香族炭化水素を排出させればよい。こ
のようにして、テトラ核置換アルキルベンゼンを、好ま
しくは15重量%以上、より好ましくは20重量%以
上、特に好ましくは25重量%以上含む濃縮油が得られ
る。なお、前記蒸留塔における蒸留操作は常圧蒸留,減
圧蒸留のいずれでもよい。前記の第1の蒸留塔の塔頂よ
り留出した炭素数9以下の芳香族炭化水素留分は、必要
ならば、ベンゼン,トルエン,キシレン,エチルベンゼ
ンなどを蒸留により分離したのち、炭素数9の芳香族炭
化水素を主体とする留分を、前記工程(A)にリサイク
ルすることができる。
【0012】また、第2蒸留塔の塔底より排出される蒸
留残分のうち、アルキル置換ベンゼンを、前記工程
(A)にリサイクルすることができる。(C)晶析工程 この工程は、上記工程(B)で得られたアルキル置換ベ
ンゼン濃縮油を冷却し、テトラ核置換アルキルベンゼン
を晶析させて、分離する工程である。晶析温度として
は、テトラ核置換アルキルベンゼンが晶析する温度であ
ればよく、特に制限はないが−25〜30℃の範囲が好
ましい。この温度が−25℃未満ではテトラ核置換アル
キルベンゼンの回収率は高くなるものの、純度が低くな
り、所望の高純度品が得られないおそれがあり、30℃
を超えると高純度のものは得られるが、テトラ核置換ア
ルキルベンゼンの回収率が低くなり、実用的ではない。
テトラ核置換アルキルベンゼンの回収率及び純度のバラ
ンスなどの点から、この晶析温度のより好ましい範囲は
−20〜25℃であり、特に−10〜20℃の範囲が好
適である。
【0013】この際、必要に応じ、99%以上高純度の
テトラ核置換アルキルベンゼンの種晶を添加し、テトラ
核置換アルキルベンゼンの結晶を成長させてもよい。ま
た、晶析方法としては、常圧晶析,圧力晶析等の一般に
用いられる晶析方法を採用することができる。晶析した
テトラ核置換アルキルベンゼンは、従来公知の固液分離
機、例えば遠心分離機などを用いて固液分離を行い、必
要ならばナフサなどを用いて洗浄することにより、純度
98%以上のテトラ核置換アルキルベンゼンが得られ
る。本発明の製造方法により得られるテトラ核置換アル
キルベンゼンは、そのアルキル基が全てメチル基であ
り、これらの核置換位置が1−,2−,4−及び−5位
のものである。
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。
【0014】実施例1 (1)触媒の調製 米国特許3965207号明細書に開示されている方法
によってゼオライトを合成した。合成物はX線回折パタ
ーンからZSM−5と同定された。得られた合成物を4
50℃で16時間、電気マッフル炉中、空気雰囲気で焼
成した後、20gを5重量%のNH4 Cl水溶液200
ccと80℃で24時間イオン交換を行った。しかる
後、十分水洗し、100℃で乾燥、更に、450℃で1
6時間電気マッフル炉中、空気雰囲気で焼成した。次い
で、Pt(NH4 4 Cl2 0.052gを30ccの水
に溶解し、この中に上記方法で得られたH型ZSM−5
の10gを浸漬した。50℃で8時間イオン交換処理を
行った後、粉末をろ過し、十分水洗した後、電気乾燥器
中100℃で8時間、次いで200℃で16時間乾燥し
た。得られた触媒は、全重量に対して0.27%の白金を
含んでいた。
【0015】(2)反応 原料油として、第2表に示す組成のものを用い、上記
(1)で調製した触媒を充填してなる固定床流通反応器
を使用し、下記の条件で反応を行い、第3表に示す組成
の生成油を得た。 <反応条件> 温度 : 400℃ 圧力 : 3.5MPa WHSV : 50hr-1 水素/原料油(モル比) : 4.0
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】第3表の結果より、生成油中の総炭素数1
0のアルキル置換ベンゼンにおける核置換メチル基の数
の平均値は3.6であった。 (3)蒸留による濃縮 上記(1)で得られた生成油を、15段の精留塔を用い
て、還流比1で精留を行い、塔頂の真空度10mmH
g,60〜80℃の留分を採取し、濃縮油を得た。この
ものの組成は次のとおりである。 C9成分 : 1.95重量% C10成分 : 86.98重量% (テトラ核置換アルキルベンゼンA) : (24.82
重量%) C11以上成分 : 11.07重量% (4)晶析・分離 上記(3)で得られた濃縮油100重量部を、一旦70
℃に加熱したのち、ゆっくり攪拌しながら、1℃/分の
速度で5℃まで冷却したのち、5℃で2時間放置しテト
ラ核置換アルキルベンゼンの結晶を析出させた。次い
で、この結晶をろ取したところ、純度99.3%のテトラ
核置換アルキルベンゼンAが10.6重量部得られた。テ
トラ核置換アルキルベンゼンの回収率は42.8%であっ
た。
【0019】実施例2 実施例1(4)において、晶析温度を−20℃に変えた
以外は、実施例1と同様にして実施し、純度99.0%の
テトラ核置換アルキルベンゼンAを、回収率72.5%で
得た。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、総炭素数9以上のアル
キル置換ベンゼンを含む原料油を用い、高純度のテトラ
核置換アルキルベンゼンを、極めて効率よく、工業的に
有利に製造することができる。本発明の方法で得られた
高純度テトラ核置換アルキルベンゼンは、ポリイミド樹
脂や耐熱性可塑剤の中間原料、あるいはエポキシ樹脂硬
化剤などとして用いられるピロメリット酸や無水ピロメ
リット酸の原料などとして好適に使用することができ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)総炭素数9以上のアルキル置換ベ
    ンゼンを含む原料油に対し、水素の存在下で反応を行
    い、一分子中の核置換メチル基の数の平均値が少なくと
    も2.5である総炭素数10のアルキル置換ベンゼンを含
    む生成油を得る工程、(B)上記工程(A)で得られた
    生成油を蒸留して前記総炭素数10のアルキル置換ベン
    ゼンの濃度を高める工程、及び(C)上記工程(B)で
    得られた濃縮油を冷却し、テトラ核置換アルキルベンゼ
    ンを晶析させて分離する工程を順次行うことを特徴とす
    る高純度テトラ核置換アルキルベンゼンの製造方法。
  2. 【請求項2】 原料油が、総炭素数9以上のアルキル置
    換ベンゼンと共に、ベンゼン,トルエン,キシレン及び
    エチルベンゼンの中から選ばれた少なくとも一種を含む
    ものである請求項1記載の高純度テトラ核置換アルキル
    ベンゼンの製造方法。
  3. 【請求項3】 濃縮油が、テトラ核置換アルキルベンゼ
    ンを少なくとも15重量%の割合で含有するものである
    請求項1記載の高純度テトラ核置換アルキルベンゼンの
    製造方法。
JP10288998A 1998-04-14 1998-04-14 高純度テトラ核置換アルキルベンゼンの製造方法 Pending JPH11292801A (ja)

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TW088105381A TW443996B (en) 1998-04-14 1999-04-03 Process for producing 1,2,4,5-tetramethylbenzene
KR1019990012437A KR19990087897A (ko) 1998-04-14 1999-04-09 1,2,4,5-테트라메틸벤젠의제조방법
CN99107534A CN1235145A (zh) 1998-04-14 1999-04-14 制备1,2,4,5-四甲基苯的方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009215177A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Fujifilm Corp 炭酸エステルの精製方法および製造方法

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