JPS6143129A - 副生油の処理方法 - Google Patents

副生油の処理方法

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JPS6143129A
JPS6143129A JP59163549A JP16354984A JPS6143129A JP S6143129 A JPS6143129 A JP S6143129A JP 59163549 A JP59163549 A JP 59163549A JP 16354984 A JP16354984 A JP 16354984A JP S6143129 A JPS6143129 A JP S6143129A
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篤 佐藤
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Eiichi Matsuzaka
松坂 栄一
Satoshi Narui
訓 成井
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は副生油の処理方法に関する。更に詳しくは、芳
香族炭化水素をオレフィンでアルキル化する際に得られ
るジアリールアルカンを含む副生油留分の処理方法に関
するものである。
[従来の技術] ベンゼン、トルエンなどの単環芳香族炭化水素に、エチ
レン、プロピレンなどのオレフィンを付加することによ
りアルキル化し、エチルベンゼン、エチルトルエン、キ
ュメンなどのアルキルベンゼンを製造する方法は、工業
的に実施されている。
この工程に続いて、例えば、エチルベンゼン、エチルト
ルエンなどは脱水素され、スチレン系樹脂のモノマーと
して消費され、またキュメンなとはキュメン法フェノー
ルの原料として消費されている。
ところで、上記のアルキルベンゼンの製造においては、
モノおよびポリアルキル化物のほかに、ジアリールアル
カンを含む重質油が副生する。例えば、ベンゼンとエチ
レンを塩化アルミニウムをアルキル化触媒として反応さ
せエチルベンゼンを製造する工程からは、エチルベンゼ
ン、ポリエチルベンゼンのほかに、ジフェニルエタン、
フェニル−エチルフェニルエタンなどのジアリールアル
カンを含む重質油が副生ずる。
この副生油は大量に生ずるにもかかわらず、従来から、
燃料として使用するか、あるいは適宜の沸点範囲にカッ
トしたジアリールアルカンを含む留分を、単に電気絶縁
油または感圧紙染料用溶剤として利用しているに過ぎな
い。なお、これらの利用方法は、いずれも副生油それ自
体を直接使用するものである。
[発明が解決しようとする問題点] 従って、このような副生油を更に有効に利用するための
方法を開発することが望まれていた。
すなわち本発明は、前記副生油を不均化処理することに
より、副生油よりも軽質な単環芳香族炭化水素と、該副
生油よりも重質なトリアリールジアルカンを得ることを
目的とするものである。得られた単環芳香族炭化水素は
再びアルキル化の原料として使用することもできる。ま
たトリアリールジアルカンは、電気絶縁油、感圧紙染料
用溶剤、nr塑剤、潤滑油などの多くの用途に供するこ
とができる。
さらに、本発明の他の目的は、不均化処理によるジアリ
ールアルカンの改質である。すなわち、不均化処理によ
って、原料留分中のジアリールアルカンは改質され、該
留分の流動点が低下する。
従って、原料留分たるジアリールアルカンを含む留分は
、不均化処理の結果、電気絶縁油や感圧紙染料用溶剤と
して更に好適なものとなる。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、オレフィンと単環芳香族炭化水素とからアル
キル化単環芳香族炭化水素を製造する際に得られる副生
油であるジアリールアルカンを含む沸点260〜320
℃の範囲にある副生油留分を、不均化触媒の存在下に不
均化処理を行なうことにより、該副生油留分よりも軽質
な単環芳香族炭化水素留分およびトリアリールジアルカ
ンを含む沸点350〜450℃の範囲にある留分を得る
ことを特徴とする副生油の処理方法に係るものである。
以下に、本発明の副生油の処理方法について更に説明す
る。
前記アルキル化に用いるオレフィンは、エチレン、プロ
ピレンなどの低級オレフィンである。また単環芳香族炭
化水素は、ベンゼンまたはトルエンなどの低級アルキル
ベンゼンなどである。
オレフィンと単環芳香族炭化水素とを反応させるにはア
ルキル化触媒を用いる。アルキル化触媒としては、従来
公知のいずれの触媒も用いることができる0例えば、塩
化アルミニウム、塩化第二鉄、フッ化ホウ素などのルイ
ス酸、硫酸などの有機酸、リン酸、シリカ・アルミナ、
合成ゼオライトなどの固体酸、ケイタングステン酸など
のへテロポリ酸、トリフロロメタンスルホン酸などの超
強酸、ナフィオン(商品名、デュポン社製)などの強酸
型イオン交換樹脂などが用いられる。工業的には、通常
、エチレンでベンゼンをアルキル化するには、塩化アル
ミニウム、合成ゼオライトのほか、シリカ・アルミナ、
リン酸、フッ化ホウ素などが、また同じく、エチレンで
トルエンをアルキル化するには、主として合成ゼオライ
ト、特にZSM−5型と称される結晶性アルミノシリケ
ート・ゼオライト、例えばZSM−5またはZSM−t
iなどがアルキル化触媒としてそれぞれ用いられている
上記のアルキル化により、エチルベンゼン、エチルトル
エン、キュメンなどのアルキルベンゼン、すなわちアル
キル化単環芳香族炭化水素が製造される。なお、通常、
目的物たるモノアルキル化物のほか、ポリアルキル化物
も生成する。
アルキル化反応により、ベンゼンやトルエンのような未
反応単環芳香族炭化水素、エチルベンゼン、ポリエチル
ベンゼン、エチルトルエン、ポリエチルトルエンなどの
モノおよびポリアルキル化単環芳香族炭化水素のほか、
ジアリールアルカンを含む重質分が副生する。未反応の
単環芳香族炭化水素、モノおよびポリアルキル化単環芳
香族炭化水東を留人すれば、ジアリールアルカンを含む
重質分たる副生油が得られる。
ここで、上記アルキル化工程から副生ずるジアリールア
ルカンは下記一般式(I)で表される。
(RおよびR2は水素、直鎖もしくは分岐アルキル基、
R3は直鎖または分岐アルキレン基であり、pおよびq
は0から3の整数である) 1−記−・般式(I)のジアリールアルカンには、例え
ば、ジフェニルメタン、フェニルトリルメタン、ジトリ
ルメタン、ジフェニルエタン、フェニルトリルエタン、
フェニル−エチルフェニルエタン、ジトリルエタンなど
がある。
本発明の不均化処理の対象とする留分は、副生油のうち
、−E記ジアリールアルカンを含む沸点260〜320
℃、好ましくは260〜310℃の範囲にある副生油留
分である。沸点範囲が320℃を越える副生油留分は、
不均化処理の効果が期待できないので好ましくない。
なお、不均化処理を施すべきジアリールアルカンを含む
副生油留分は、活性白土、硫酸またはアルカリなどによ
り通常の精製処理をあらかじめ行なってもよい。
不均化触媒は、塩化アルミニウム、塩化第二鉄のよう−
なルイス酸、シリカ・アルミナ、好ましくはZSM−5
やZSM−11などのZSM−5型の合成ゼオライトな
どの固体酸、ケイタングステン酸などのへテロポリ酸、
トリフロロメタンスルホン酸などの超強酸、ナフィオン
(商品名、デュポン社製)などの強酸型陽イオン交換樹
脂などである。ただし、活性白土などの白土類、硫酸な
どでは殆ど不均化されず有効な不均化触媒にはなり得な
い。
不均化処理の温度は、20〜500℃の広い温度範囲か
ら、触媒の種類に応じて選択でき、例えば、塩化アルミ
ニウムなどのルイス酸では20〜150℃、ナフィオン
などのイオン交換樹脂では150〜230℃、また合成
ゼオライトなどでは250〜500℃の範囲である。
反応形式は、流通式およびバッチ式のいずれでもよい。
反応時間は、バッチ式では20分〜lO蒔間、また流通
式ではS V 0.5〜lOである。また反応圧力は特
に限定されないが、通常は常圧から10 kg/crn
2テある。
不均化処理により生成する物質は、原料副生油留分より
も軽質なC8〜C9単環芳香族炭化水素、例えば、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチル
ベンゼン、キュメンなどのアルキルベンゼンなどであっ
て、沸点160℃未満の単環芳香族炭化水素留分として
得られる。
さらに、本発明の不均化処理により、原料の副生油留分
よりも重質で、沸点が350〜450℃の範囲にあるド
リアリールシアルカンを含む留分が得られる。この不均
化により生成するトリアリールジアルカンは次の一般式
(n)のような構造を有する。
(R1、R2およびR3は水素、直鎖もしくは分岐アル
キル基、R6およびR5は直鎖または分岐アルキレン基
であり、p、qおよびrは0から3の整数である) ここで、450℃を越える留分ては、高粘度となり過ぎ
るため好ましくない。より好ましくは、沸点が350〜
420℃の範囲にある留分である。
[発明の効果] 不均化処理により生成した軽質な単環芳香族留分は、適
宜に分留し、再度前記アルキル化の原料として使用する
ことができる。
また不均化処理により生成したより重質なトリアリーフ
1<シアルカンを含む留分は、沸点が比較的高いにもか
かわらず、低粘度であり、また低流動点の芳香族油であ
る。従って、電気絶縁油、感圧紙染料用溶剤、熱奴体、
潤滑油などのほか、プラスチックス、例えば、ポリエチ
レン、ボリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレン
/酢酩ビニル共重合体(EVA)、エチレン/(メタ)
アクリル醜エステル共重合体などのオレフィン/不飽和
極性モノマー共重合体、ポリウレタン、エポキシ樹脂な
どのほか、NBR,SBR,BR、アクリルゴム、ブロ
ックSBHなどの熱1’Tffi性ゴムなどの、天然も
しくは合成ゴムの可塑剤、加工油、稀釈剤などとしても
使用することができる。
さらに、不均化処理により、未反応分たる原料留分に相
当する、ジアリールアルカンを含む沸点260〜320
℃の留分は、それに含まれる芳香族炭化水素に置換して
いるアルキル基のメタ配向性が高まる結果として、該留
分の流動点が低下する。従って、該留分は、不均化処理
の結果、例えば電気絶縁油、熱媒体などとして有利に改
質されることになる。
[手段その2] 不均化処理後、適宜に蒸留することにより、原料副生油
留分よりも軽質な単環芳香族炭化水素を含む留分、未反
応分に相当するジアリールアルカンを含む留分、および
原料副生油留分よりも重質なトリアリールジアルカンを
含む留分を得る。なお、不均化処理をバッチ式で行なう
場合(こは、重質分たる単環芳香族炭化水素を含む留分
を抜き出しつつ処理を行なうと、不均化処理の効率が良
くなり好ましい。
し実 施 例] 次に実施例により本発明を詳述する。
実施例1 塩化アルミニウム触媒を用いて、ベンゼンとエチレンを
5=1のモル比で、温度130℃で反応器内で撹拌しな
がら約1時間反応させ、ベンゼンをエチレンでアルキル
化した。その後、触媒を失活、水洗、乾燥し、未反応ベ
ンゼン、エチルベンゼンおよびポリエチルベンゼンを留
去し、重質分を得て、次に下記組成のジアリールエタン
を含む副生油留分を回収した。
副生油留分 沸  点      260〜310℃組  成   
               (重力t%)CI4〜
018ジアリールエタン   71そ  の  他  
               29.1(lOO (なお、トリアリールジアルカンは殆ど含まれていなか
った) 次に、上記ジアリールエタンを含む副生油留分2000
+Iに対して塩化アルミニウム30gを加え、常圧下8
0℃で5時間撹拌することにより不均化処理を行なった
処理後、触媒を失活し、水洗、乾燥後、蒸留により、ベ
ンゼン、アルキルベンゼンからなる沸点80−160 
’Cの06〜C9の単環芳香族炭化水素留分(回収率5
.0%)、未反応副生油留分および重質な沸点350〜
400℃の留分(回収率14.8%)を得た。
この重質留分は、GC−マススペクトル分析により、ト
リアリールジアルカンが主成分であることを確認した。
またその物性は次の通りである。
流動点      −27,5℃ 粘度       18.5 cst (@40℃)絶
縁破壊電圧   70 kV/2.5mm以上体積固有
抵抗率  9.9X1015Ω・C閣誘電率     
 2.58  (@’80℃)誘電正接     0.
01  (@80℃)実施例2 合成ゼオライトZSM−5を用いて、次の条件下でトル
エンをエチレンでアルキル化した。
反応温度:         500℃トルエン/エチ
レン(モル比):5 WH3V+            10アルキル化後
、反応液から、未反応トルエン、エチルトルエン、ポリ
エチルトルエンを留去し、重質分を得て、次に下記組成
および物性のジアリールアルカンを含む副生油留分を回
収した。
副生油留分 沸  点      260〜300℃組  成   
               (重に%)CI4〜C
15ジアリールメタン  59.1Cto  ジアリー
ルエタン    25.9そ  の  他      
          15.0計too、。
(トリアリールジアルカンは殆ど含まれていない)」1
記副生油留分2000+wlに対して、強酸型陽イオン
交換樹脂(商品名二ナフィオン、デュポン社製)50g
を用いて、常圧下に200℃で3時間撹拌し不均化を行
なった。不均化の間、生成するベンゼンおよびトルエン
などの07〜C9アルキルヘンゼンからなる重質分(単
環芳香族炭化水素留分)は反応系外へ連続的に留去した
不均化処理後触媒をシ濾過し、得られた1550mlの
液を更に茄留して、下記に示す未反応留分に相当するジ
アリールアルカンを含む留分(留分2)およびこれより
重質なトリアリールジアルカンを含む留分(留分3)を
回収した。なお、不均化処理の間、系外に抜き出した重
質分も回収したので併せて以下に示す。
留 分    沸 点      回収率重質分   
80〜160℃   9.9%留分3 350〜400
℃  29.5%また。留分3をGC−マススペクトル
分析により、その主成分はトリアリールジアルカンであ
ることを確認した。その物性は次の通りである。
流動点      −35℃

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オレフィンと単環芳香族炭化水素とからアルキル
    化単環芳香族炭化水素を製造する際に得られる、ジアリ
    ールアルカンを含む沸点260〜320℃の範囲にある
    副生油留分を、不均化触媒の存在下に不均化処理を行な
    うことにより、該副生油留分よりも軽質な単環芳香族炭
    化水素留分およびトリアリールジアルカンを含む沸点が
    350〜450℃の範囲にある留分を得ることを特徴と
    する副生油の処理方法。
  2. (2)前記オレフィンがエチレンである特許請求の範囲
    第1項記載の副生油の処理方法。
  3. (3)前記単環芳香族炭化水素がベンゼンまたはトルエ
    ンである特許請求の範囲第1項記載の副生油の処理方法
JP59163549A 1984-08-03 1984-08-03 副生油の処理方法 Granted JPS6143129A (ja)

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