JPS6019728A - キシレン類の製造法 - Google Patents
キシレン類の製造法Info
- Publication number
- JPS6019728A JPS6019728A JP58126225A JP12622583A JPS6019728A JP S6019728 A JPS6019728 A JP S6019728A JP 58126225 A JP58126225 A JP 58126225A JP 12622583 A JP12622583 A JP 12622583A JP S6019728 A JPS6019728 A JP S6019728A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- crystalline borosilicate
- toluene
- crystalline
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はキシレン類の製造法に関し、詳しくは弗素を含
有する結晶性硼珪酸を触媒として用いることによシ、ト
ルエンやベンゼンから高い選択率にてキシレン類を製造
する方法に関する。
有する結晶性硼珪酸を触媒として用いることによシ、ト
ルエンやベンゼンから高い選択率にてキシレン類を製造
する方法に関する。
従来から工業的にきわめて有用である中シーン類をトル
エンやベンゼンのメチル化によって製造する方法は各種
のものが知られておシ、例えば触媒として結晶性アルミ
ノシリケートを用いる方法(%開閉51−57688号
公報9%開昭52−120292号公報)や結晶性硼珪
酸を用いる方法 (特開昭55−55500号公報)な
どが報告されている。
エンやベンゼンのメチル化によって製造する方法は各種
のものが知られておシ、例えば触媒として結晶性アルミ
ノシリケートを用いる方法(%開閉51−57688号
公報9%開昭52−120292号公報)や結晶性硼珪
酸を用いる方法 (特開昭55−55500号公報)な
どが報告されている。
しかしながら、結晶性アルミノシリケートを用いる方法
は、メチル化反応と同時に不均化反応が起るためキシレ
ンの選択率が低下するという問題があり、また、結晶性
硼珪酸を用いる方法では、メチル化剤がメチル化反応に
有効に利用されず、メチル化反応以外の副反応による副
生物の生成量が多いという問題がある。
は、メチル化反応と同時に不均化反応が起るためキシレ
ンの選択率が低下するという問題があり、また、結晶性
硼珪酸を用いる方法では、メチル化剤がメチル化反応に
有効に利用されず、メチル化反応以外の副反応による副
生物の生成量が多いという問題がある。
そこで本発明者らは、上記従来技術の欠点を克服してキ
シレン類を高い選択率で製造することができる方法を開
発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、弗素を含有する
結晶性硼珪酸を触媒として用いることによシ、キシレン
類の選択率および原料であるトルエン、ベンゼンの転化
率が向上することを見出し、本発明を完成するに至った
。すなわち、本発明は、触媒の存在下でトルエンまたは
ベンゼンをメチル化してキシレン類を製造するKあたシ
、弗素を含有する結晶性硼珪酸を触媒として用いること
を特徴とするキシレン類の製造法を提供するものである
。
シレン類を高い選択率で製造することができる方法を開
発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、弗素を含有する
結晶性硼珪酸を触媒として用いることによシ、キシレン
類の選択率および原料であるトルエン、ベンゼンの転化
率が向上することを見出し、本発明を完成するに至った
。すなわち、本発明は、触媒の存在下でトルエンまたは
ベンゼンをメチル化してキシレン類を製造するKあたシ
、弗素を含有する結晶性硼珪酸を触媒として用いること
を特徴とするキシレン類の製造法を提供するものである
。
本発明の方法に用いる触媒は、上述の如く弗素を含有す
る結晶性硼珪酸であシ、これは一般に結晶性硼珪酸を弗
素化処理することによって得られる。ここで結晶性硼珪
酸としては各種のものを用いることができ、例えば特開
昭53−55500号公報、特開昭55−7598号公
報、特開昭56−84315号公報、特開昭57−12
5817号公報、特開昭57−129820号公報など
に記載の結晶性硼珪酸をあげることができる。これらの
結晶性硼珪酸を調製するには種々の方法があるが、一般
には各種シリカ源、硼素源および結晶化剤を水性媒体に
加えて、水熱反応することによ9調製することができる
。
る結晶性硼珪酸であシ、これは一般に結晶性硼珪酸を弗
素化処理することによって得られる。ここで結晶性硼珪
酸としては各種のものを用いることができ、例えば特開
昭53−55500号公報、特開昭55−7598号公
報、特開昭56−84315号公報、特開昭57−12
5817号公報、特開昭57−129820号公報など
に記載の結晶性硼珪酸をあげることができる。これらの
結晶性硼珪酸を調製するには種々の方法があるが、一般
には各種シリカ源、硼素源および結晶化剤を水性媒体に
加えて、水熱反応することによ9調製することができる
。
例えばアンモニウム型の結晶性硼珪酸は次のように調製
される。すなわち、まず硼酸、濃硫酸およびテトラプル
ピルアンモニウムプロマイドラ含む水溶液(溶液A)、
酸化珪素、酸化ナトリウムおよび水からなる水ガラスの
水溶液(溶液B)、塩化ナトリウム水溶液(溶液C)を
それぞれ調製し、この溶液AおよびBを溶液Cに滴下し
、必要に応じて混合液のpHを調整【7、これをオート
クレーブ中で加熱する。その後、冷却、洗浄、乾燥およ
び焼成の過程を経て、結晶性硼珪酸す) IJウムが得
られる。さらに得られた結晶性硼珪酸ナトリウムヲ硝酸
アンモニウム水溶液と処理してアンモニウム型の硼珪酸
が得られる。この」:うKして得られる硼珪酸は粉末吠
のものであるが、これにアルミナゾル等のバインダーを
加えて成形することもできる。
される。すなわち、まず硼酸、濃硫酸およびテトラプル
ピルアンモニウムプロマイドラ含む水溶液(溶液A)、
酸化珪素、酸化ナトリウムおよび水からなる水ガラスの
水溶液(溶液B)、塩化ナトリウム水溶液(溶液C)を
それぞれ調製し、この溶液AおよびBを溶液Cに滴下し
、必要に応じて混合液のpHを調整【7、これをオート
クレーブ中で加熱する。その後、冷却、洗浄、乾燥およ
び焼成の過程を経て、結晶性硼珪酸す) IJウムが得
られる。さらに得られた結晶性硼珪酸ナトリウムヲ硝酸
アンモニウム水溶液と処理してアンモニウム型の硼珪酸
が得られる。この」:うKして得られる硼珪酸は粉末吠
のものであるが、これにアルミナゾル等のバインダーを
加えて成形することもできる。
上記方法で得られた結晶性硼珪酸をそのままの状態で触
媒として用いると、キシレン類の選択率が充分なものと
ならず、また反応中、長期間にわたって高い触媒活性を
維持することができない。
媒として用いると、キシレン類の選択率が充分なものと
ならず、また反応中、長期間にわたって高い触媒活性を
維持することができない。
そのため本発明の方法では、このような結晶性硼珪酸に
弗素化処理を施して弗素を含む結晶性硼珪酸としたもの
を触媒として用いる。この弗素化処理は様々な方法によ
り行なうことができ、要するに結晶性硼珪酸中に弗素が
導入されて弗素を含有する結晶性硼珪酸となるような処
理であればよい。具体的には結晶性硼珪酸を、フロンガ
スなどの有機弗素化合物と400〜600℃にて接触処
理したり、弗化水素酸、弗化ナトIJウム、三弗化硼素
、モノフルオロ酢酸などと液相で接触処理したりする方
法が考えられる。なお、上記フロンガスは種々のものが
あり、フロン−11(0704)。
弗素化処理を施して弗素を含む結晶性硼珪酸としたもの
を触媒として用いる。この弗素化処理は様々な方法によ
り行なうことができ、要するに結晶性硼珪酸中に弗素が
導入されて弗素を含有する結晶性硼珪酸となるような処
理であればよい。具体的には結晶性硼珪酸を、フロンガ
スなどの有機弗素化合物と400〜600℃にて接触処
理したり、弗化水素酸、弗化ナトIJウム、三弗化硼素
、モノフルオロ酢酸などと液相で接触処理したりする方
法が考えられる。なお、上記フロンガスは種々のものが
あり、フロン−11(0704)。
フロン−12(’7zOt2) 、フロン−1!l (
OF、Ot)。
OF、Ot)。
フロン−21(OHF(14)、フロン−22(OHI
P20t)。
P20t)。
フロン−25(OF馬)、フロン115 (OHF2(
tOIPO4)。
tOIPO4)。
フロン−114(ay2otay、at)などをあげる
ことができる。また、別法として結晶性硼珪酸を調製す
る際に、シリカ源、ホウ素源などと共に、水熱反応の段
階で弗素源を加えて、結晶性硼珪酸に弗素を含有させる
こともできる。この場合、弗素源としては、弗化水素酸
、弗化ナトリウム等の液状のものが好ましい。
ことができる。また、別法として結晶性硼珪酸を調製す
る際に、シリカ源、ホウ素源などと共に、水熱反応の段
階で弗素源を加えて、結晶性硼珪酸に弗素を含有させる
こともできる。この場合、弗素源としては、弗化水素酸
、弗化ナトリウム等の液状のものが好ましい。
上述の処理にて得られた弗素を含有する結晶性硼珪酸は
、そのままあるいはアルミナ等の適当なバインダーを加
えて成型し、さらに550〜1000℃にて焼成したも
のをメチル化反応すなわちキシレン類の製造反応の触媒
として用いる。このメチル化反応に用いる原料化合物は
トルエン、ベンゼンあるいはこれらの混合物であり、一
方、メチル化剤としては特に制限はないが、例えばメタ
ノール、ジメチルエーテル、塩化メチル、臭化メチルな
どがあげられ、特にメタノールが好ましい。またこのメ
チル化剤の使用量は原料化合物の種類あるいは反応条件
等によシ適宜定めればよいが、通常は原料化合物である
トルエン、ベンゼンとメチル化剤の割合を、前者:後者
=1?ID〜20:1 (モル比)、好ましくは1:2
〜5:1 (モル比)とする。
、そのままあるいはアルミナ等の適当なバインダーを加
えて成型し、さらに550〜1000℃にて焼成したも
のをメチル化反応すなわちキシレン類の製造反応の触媒
として用いる。このメチル化反応に用いる原料化合物は
トルエン、ベンゼンあるいはこれらの混合物であり、一
方、メチル化剤としては特に制限はないが、例えばメタ
ノール、ジメチルエーテル、塩化メチル、臭化メチルな
どがあげられ、特にメタノールが好ましい。またこのメ
チル化剤の使用量は原料化合物の種類あるいは反応条件
等によシ適宜定めればよいが、通常は原料化合物である
トルエン、ベンゼンとメチル化剤の割合を、前者:後者
=1?ID〜20:1 (モル比)、好ましくは1:2
〜5:1 (モル比)とする。
本発明の方法は、トルエンあるいはベンゼンを原料とし
、また適当なメチル化剤を使用し、さらに上述した触媒
を用いて行なえばよく、その他の条件は特に制限はない
。一般的な条件を示せば、反応温度550〜650℃、
好ましくは400〜600℃、反応圧力常圧〜10kg
/aiG1重量空間速度(WH8T ) 0.1〜20
hr−’、好ましくは0.5〜10 hr−’である
。
、また適当なメチル化剤を使用し、さらに上述した触媒
を用いて行なえばよく、その他の条件は特に制限はない
。一般的な条件を示せば、反応温度550〜650℃、
好ましくは400〜600℃、反応圧力常圧〜10kg
/aiG1重量空間速度(WH8T ) 0.1〜20
hr−’、好ましくは0.5〜10 hr−’である
。
値上の如き本発明の方法によれば、メチル化剤の分解が
抑制されるなど副反応が少なく、その結果トルエンの転
化率ならびにキシレンの選択率が向上する。また、同時
に、触媒寿命が非常に長いため、長時間にわたって高い
触媒活性を維持した状態で連続運転を行なうことができ
る。
抑制されるなど副反応が少なく、その結果トルエンの転
化率ならびにキシレンの選択率が向上する。また、同時
に、触媒寿命が非常に長いため、長時間にわたって高い
触媒活性を維持した状態で連続運転を行なうことができ
る。
従って、本発明の方法は、キシレンの工業的な製造方法
として極めて有利であり、かつ利用価値の高いものであ
る。
として極めて有利であり、かつ利用価値の高いものであ
る。
次に本発明を実施例および比較例によシさらに鮮しく説
明する。
明する。
実施例1
(1) 触媒の調製
硼酸o、2qf、m硫酸3.9tおよびテトラ−n−プ
ロピルアンモニウムプロマイ)’5.81c水55m/
に加えた溶液A1水ガラス(J珪酸ソーダ3号二日本化
学工業■製)46.9fを水55耐に加えた溶液Bおよ
び塩化ナトリウム17.47を水27m1に溶解させた
溶液Cを調製した。ついで溶液AおよびBを同時に溶液
Cに滴下した。得られた溶液をオートクレーブに入れて
反応温度170°Cで20時間加熱処理した。
ロピルアンモニウムプロマイ)’5.81c水55m/
に加えた溶液A1水ガラス(J珪酸ソーダ3号二日本化
学工業■製)46.9fを水55耐に加えた溶液Bおよ
び塩化ナトリウム17.47を水27m1に溶解させた
溶液Cを調製した。ついで溶液AおよびBを同時に溶液
Cに滴下した。得られた溶液をオートクレーブに入れて
反応温度170°Cで20時間加熱処理した。
冷却後、内容物を濾過水洗した後、120℃で12時間
乾燥した13さらに550°Cで6時間焼成し、ナトリ
ウム型結晶性1111珪酸1147を1■・た。またこ
のものはX![i1回折によりZSM−5型の構造を有
していることがわかった。
乾燥した13さらに550°Cで6時間焼成し、ナトリ
ウム型結晶性1111珪酸1147を1■・た。またこ
のものはX![i1回折によりZSM−5型の構造を有
していることがわかった。
次に、得られた硼珪酸を5倍重蓋の1規定硝酸アンモニ
ウム水溶液に加え、8時間加熱還流し固形物を篩過しだ
。さらにその固形物に還流。
ウム水溶液に加え、8時間加熱還流し固形物を篩過しだ
。さらにその固形物に還流。
濾過の操作を3回繰り返した後、水洗し120℃で12
時間乾燥l−てアンモニウム型結晶性硼珪酸を得た。続
いてこの硼珪酸に、焼成後のアルミナ含輩が201目と
なるようにアルミナゾルを加えて成形L7.120℃で
12時間乾燥し、さらに550°Cで6時間焼成してプ
ロトン型結晶性硼珪酸の成形物を得だ。
時間乾燥l−てアンモニウム型結晶性硼珪酸を得た。続
いてこの硼珪酸に、焼成後のアルミナ含輩が201目と
なるようにアルミナゾルを加えて成形L7.120℃で
12時間乾燥し、さらに550°Cで6時間焼成してプ
ロトン型結晶性硼珪酸の成形物を得だ。
ついで、得られた成形物21を反応管に充填し、500
℃に保持【7て、1.1.2.2−テトラフルオロ−1
,2−ジクロルエタン(フロン−114)を70d/分
で5時間供給し、弗素化処理を行ない弗素を含有する結
晶性硼珪酸を得た。
℃に保持【7て、1.1.2.2−テトラフルオロ−1
,2−ジクロルエタン(フロン−114)を70d/分
で5時間供給し、弗素化処理を行ない弗素を含有する結
晶性硼珪酸を得た。
(2)トルエンのメチル化反応
常圧固定床流通式反応管に上記(1)で得られた弗素を
含有する結晶性硼珪酸21を触媒として充填し、反応温
度600°C、WH8’V 9.2 hr −” 。
含有する結晶性硼珪酸21を触媒として充填し、反応温
度600°C、WH8’V 9.2 hr −” 。
トルエンおよびメタノールの送入比を4:1(%ル比)
として反応を行なった。反応結果を第1表に示す。
として反応を行なった。反応結果を第1表に示す。
比較例1
Tl) 触媒の調゛製
実施例1(1)において弗素化処理を行なわなかったこ
と以外は実施例1(1)と同様にしてプロトン型結晶性
硼珪酸の成形物を得た。
と以外は実施例1(1)と同様にしてプロトン型結晶性
硼珪酸の成形物を得た。
(2)トルエンのメチル化反応“
実施例1(2)において触−媒として、上記(1)で得
られた成形物を用いたこと以外は実施例1(2)と同様
にしてトルエンのメチル化反応を行なった。
られた成形物を用いたこと以外は実施例1(2)と同様
にしてトルエンのメチル化反応を行なった。
反応結果を第1表に示す。
第 1 表
・ メタノールの分解による一酸化炭素、水素、メタン
が主成分 実施例2 (11触媒の1iJ41製 硼酸0.299.fi硫酸5.99−を水25111に
加えた溶液Aおよび水ガラス(J珪酸ソーダ3号;日本
化学工業■製)16.9iを水21−に加えた溶液Bを
それぞれ調製した。ついで溶液AおよびBを同時に水1
11中に滴下し、さらにメタノール85m1を加えた。
が主成分 実施例2 (11触媒の1iJ41製 硼酸0.299.fi硫酸5.99−を水25111に
加えた溶液Aおよび水ガラス(J珪酸ソーダ3号;日本
化学工業■製)16.9iを水21−に加えた溶液Bを
それぞれ調製した。ついで溶液AおよびBを同時に水1
11中に滴下し、さらにメタノール85m1を加えた。
得られた混合液をオートクレーブに入れて温度170℃
で20時間加熱処理を、行なった。冷却後、内容物を濾
過し、水洗後、120″Cで12時間乾燥し、さらに5
50°Cで6時間焼成してナトリウム型結晶よシエSニ
ー1型(特願昭57−16395号明細書)の4・1η
造を有していることがわかった。
で20時間加熱処理を、行なった。冷却後、内容物を濾
過し、水洗後、120″Cで12時間乾燥し、さらに5
50°Cで6時間焼成してナトリウム型結晶よシエSニ
ー1型(特願昭57−16395号明細書)の4・1η
造を有していることがわかった。
次に、得られた硼珪酸を5倍重足の1規定塩酸水溶液に
加え、70°Cで8時間加熱処u11シ、冷却後濾過し
た。得られた固ノ12物をさらに同様の条件で加熱、濾
過の操作を5回繰り返したのち水洗し、120°Cで1
2時間乾燥してプロトン型の結晶性硼珪酸を得た。続い
てこの硼珪酸に焼成後のアルミナ台足が20重量%とな
るようにアルミナゾルを加えて成形し、12時間乾燥し
さらに550°Cで6時間焼成してプロトン型結晶性硼
珪酸の成形物を得た。ついでこの成形物21を反応管に
充填し、500°Cに保持して、1.1.2.2−テト
ラフルオロ−1,2−ジクロルエタン(フロン−114
)を70d/分で3時間供給して弗素化処理をし、弗素
を含有する結晶性硼珪酸を?%た。
加え、70°Cで8時間加熱処u11シ、冷却後濾過し
た。得られた固ノ12物をさらに同様の条件で加熱、濾
過の操作を5回繰り返したのち水洗し、120°Cで1
2時間乾燥してプロトン型の結晶性硼珪酸を得た。続い
てこの硼珪酸に焼成後のアルミナ台足が20重量%とな
るようにアルミナゾルを加えて成形し、12時間乾燥し
さらに550°Cで6時間焼成してプロトン型結晶性硼
珪酸の成形物を得た。ついでこの成形物21を反応管に
充填し、500°Cに保持して、1.1.2.2−テト
ラフルオロ−1,2−ジクロルエタン(フロン−114
)を70d/分で3時間供給して弗素化処理をし、弗素
を含有する結晶性硼珪酸を?%た。
(2)トルエンのメチル化反応
常圧固定床流通式反応管に上記(1)で得られた弗素を
含有する結晶性硼珪酸21を触媒として充填し、反応温
度600 ”C% wasv2 hr−’とし、さらに
トルエンどメタノールを送入比を4:1(モル比)とし
て反応を行なった。反応結果を第2表に示す。
含有する結晶性硼珪酸21を触媒として充填し、反応温
度600 ”C% wasv2 hr−’とし、さらに
トルエンどメタノールを送入比を4:1(モル比)とし
て反応を行なった。反応結果を第2表に示す。
比較列2
(1)触媒のil、i製
実施例2(1)において、弗素化処理を行なわなかった
こと以外は実施例20)と同様にしてプロトン型結晶性
硼珪酸の成形物を得た。
こと以外は実施例20)と同様にしてプロトン型結晶性
硼珪酸の成形物を得た。
(2)トルエンのメチル化反応
実施例2(2)におい−C1触媒として上記(1)で得
られた成形物を用いたこと以外は実施p142 (21
と同様にしてトルエンのメチル化反応を行なった。
られた成形物を用いたこと以外は実施p142 (21
と同様にしてトルエンのメチル化反応を行なった。
反応結果を第2表に示す。
第 2 表
Claims (1)
- (11触媒の存在下でトルエンまたはベンゼンをメチル
化してキシレン類を製造するにあたり、弗素を含有する
結晶性硼珪酸を触媒として用いることを特徴とするキシ
レン類の製造、法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126225A JPS6019728A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | キシレン類の製造法 |
| US06/618,461 US4721825A (en) | 1983-06-17 | 1984-06-08 | Process for the production of xylene |
| GB08414865A GB2144447B (en) | 1983-06-17 | 1984-06-11 | Production of xylene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126225A JPS6019728A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | キシレン類の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6019728A true JPS6019728A (ja) | 1985-01-31 |
| JPH0246012B2 JPH0246012B2 (ja) | 1990-10-12 |
Family
ID=14929850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58126225A Granted JPS6019728A (ja) | 1983-06-17 | 1983-07-13 | キシレン類の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6019728A (ja) |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP58126225A patent/JPS6019728A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246012B2 (ja) | 1990-10-12 |
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