JPS6238332B2 - - Google Patents

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JPS6238332B2
JPS6238332B2 JP53050140A JP5014078A JPS6238332B2 JP S6238332 B2 JPS6238332 B2 JP S6238332B2 JP 53050140 A JP53050140 A JP 53050140A JP 5014078 A JP5014078 A JP 5014078A JP S6238332 B2 JPS6238332 B2 JP S6238332B2
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JP
Japan
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zeolite
catalyst
lanthanide metal
toluene
xylene
Prior art date
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JP53050140A
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English (en)
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JPS54144323A (en
Inventor
Tamio Onodera
Atsuji Sakai
Minekazu Sueoka
Yasuo Yamazaki
Koji Sumitani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Priority to JP5014078A priority Critical patent/JPS54144323A/ja
Publication of JPS54144323A publication Critical patent/JPS54144323A/ja
Publication of JPS6238332B2 publication Critical patent/JPS6238332B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • 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
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はp−キシレンの製造法に関するもので
ある。更に詳しく説明すると、気相でトルエンを
メチル化剤でメチル化することによるp−キシレ
ンの製造法に関するものである。 種々のジアルキルベンゼン、殊にキシレンの中
でp−ジアルキルベンゼン、殊にp−キシレン
は、ポリエステルの原料であるテレフタル酸また
はテレフタル酸ジメチルエステルへ誘導すること
ができるので工業的に極めて有用な化合物であ
る。 従来p−キシレンは、石油化学誘導品である炭
素数8の芳香族炭化水素、留分(所謂C3留分)
から分離および異性化を経て得る方法が知られて
おり、この方法により工業的に大量に製造されて
いる。 一方アルキル置換芳香族炭化水素の製造法とし
て、近時芳香族炭化水素を種々のアルキル化剤で
アルキル化する方法も多く提案されている。例え
ばその一つは特開昭52−120292号公報に記載され
ている如く、結晶性アルミノシリケートゼオライ
トを触媒として使用し、C1〜C4のモノアルキル
ベンゼンをC2〜C15のオレフインおよび/または
C3〜C44のパラフインでアルキル化する方法であ
る。この方法はトルエン自身の不均化によるキシ
レンおよびベンゼンの製造も含包している。しか
し上記提案方法は、得られた反応混合物に含まれ
るジアルキルベンゼン中のp−ジアルキルベンゼ
ンの割合は未だ充分に満足すべきものとは云えな
い。 さらに特開昭53−12816号公報には、結晶性ア
ルミノシリケートゼオライト触媒の存在下トルエ
ンまたはエチルベンゼンを、エチレン、エチルア
ルコール、ハロゲン化エチル、ジエチルエーテル
などのエチル化剤でエチル化してエチルトルエン
またはジエチルベンゼンを製造する方法が開示さ
れている。この方法は従来法に比べてオルソジ置
換体の生成量が少なく比較的高い選択率でp−エ
チルトルエンまたは、p−ジエチルベンゼンが製
造されるという点では優れているが、キシレン
類、就中p−キシレンの製造には適さない。 そこで本発明の目的は、トルエンのアルキル
化、特にメチル化によつてp−キシレンの工業的
に有利な製造法を提供することにある。他の目的
は、トルエンのメチル化をトルエンの転化率が高
く、その上p−キシレンの含有割合が高いキシレ
ン混合物を得る方法を提供することにある。更に
他の目的は以下の説明から明らかとなるであろ
う。 かゝる本発明の目的は、結晶性アルミノシリケ
ートゼオライト触媒の存在下、気相でトルエンを
メチル化剤でメチル化してp−キシレンを製造す
る方法において、該ゼオライト触媒として、ラン
タニド系金属もしくはその酸化物によつて変性さ
れたものを使用することによつて違成され、かく
して従来知られていた熱力学的平衡濃度よりもは
るかに高いp−キシレン含量のキシレン混合物を
得ることができる。 本発明において触媒の基体となるゼオライトは
SiO2/Al2O3比が少くとも10(モル比)である結
晶性アルミノシリケートゼオライトが好ましい。
特に好ましいゼオライトはSiO2/Al2O3比が少く
とも15(モル比)のものであつて、所謂高シリカ
系のゼオライト触媒と称されるものである。かよ
うなゼオライト触媒は従来数多く提案されてお
り、本発明の触媒としては前記の如きSiO2
Al2O3比の範囲を満足するのが好ましい。 例えば前記ゼオライト触媒としては、モービ
ル・オイル・コーポレーシヨン社より開発された
種々のZSM系のゼオライト、インペリアル・ケ
ミカル・インダストリー・リミテツド社より開発
されたゼータ系のゼオライト、などが好ましい例
として挙げられる。殊にZSM系のゼオライトの
例としては、ZSM−5(米国特許第3702886号明
細書参照)、ZSM−11(米国特許第3709979号明
細書参照)、ZSM−12(米国特許第3832449号明
細書参照)、ZSM−35、ZSM−38、などが好まし
く、またゼータ系のゼオライトとしては、ゼータ
1(特開昭51−67299号公報参照)またはゼータ
3(特開昭51−67298号公報参照)が好ましい。 またゼオライトとして本発明者らが見出し、既
に提案したTP−1系ゼオライト(昭和53年4月
19日出願)を使用することもできる。かゝるTP
−1系ゼオライト触媒は、シリカ、アルミナ、ア
ルカリ金属および水を含有する原料混合物を、チ
オール類、スルフイド類、スルホキシド類、スル
ホン類またはチオフエン類の如き有機硫黄化合物
を使用して結晶性アルミノシリケートゼオライト
が生成するに充分な温度および時間加熱すること
によつて得られたゼオライト触媒である。かゝる
TP−1系ゼオライトの製造法およびその特性に
ついては前記提案した特許出願明細書に詳細に記
載されている。 本発明においては前記したゼオライトの中で
ZSM−5を使用すると最も優れた効果を示す。 本発明方法は、前記ゼオライトをランタニド系
金属もしくはその酸化物で変性したものが使用さ
れる。ランタニド系金属としてはランタン
(La)、セリウム(Ce)、ジスプロジウム(Dy)、
イツテルビウム(Yb)が好ましく、これら金属
もしくは金属の酸化物で変性したゼオライト触媒
が特に好ましい。就中ランタン(La)、セリウム
(Ce)もしくはこれらの酸化物で変性したものが
工業的に優れている。前記ランタニド系金属もし
くはその酸化物は一種でもよく、また二種以上を
混合して使用してもよい。 本発明の前記変性触媒とは、前記ゼオライトを
ランタニド系金属でイオン交換処理したもの、ラ
ンタニド系金属の酸化物をゼオライトに担持処理
したもの、或いは前記イオン交換および担持の両
処理を施したもののいずれであつてもよい。 前記ゼオライトをランタニド系金属でイオン交
換する場合には、通常知られイオン交換法に従つ
て前記ゼオライト、殊にH型ゼオライトにランタ
ニド系金属の水可溶性塩の水溶液を接触させてイ
オン交換せしめればよい。また前記ゼオライトに
ランタニド系金属の酸化物を担持せしめる場合に
は、通常の担持方法に従つて前記ゼオライトにラ
ンタニド系金属の化合物の水溶液を合液せしめ次
いで乾燥後、酸素雰囲気下焼成せしめればよく、
かくすることにより容易ランタニド系金属の酸化
物が担持したゼオライトを取得することができ
る。 ランタニド系金属もしくはその酸化物は、ラン
タニド系金属/ゼオライトの重量比として表わし
て0.01〜2好ましくは0.05〜1.5の割合で変性する
のが望ましい。 本発明方法においては、とりわけゼオライトに
ランタニド系金属の酸化物を担持させた触媒を使
用すると一層優れた効果が認められ、殊にH型ゼ
オライトに前記金属を担持させた触媒を使用する
と好ましい結果が得られる。 本発明の前記変性ゼオライト触媒は、種々の形
態であつてよく、例えば微粉末、ペレツトやタブ
レツトは成型したものでもよい。また通常ゼオラ
イト触媒の粘結剤として使用されている合成或い
は天然の耐火性無機酸化物などを混合して使用す
ることもできる。その場合粘結剤の含有量は1〜
99重量%、好ましくは10〜90重量%の範囲が望ま
しい。 本発明のメチル化は、前記した如く変性された
結晶性アルミノシリケートゼオライトを触媒とし
て使用し、気相でトルエンとメチル化剤を接触さ
せるのである。その際使用されるメチル化剤とし
ては、一般的に芳香族炭化水素類の核炭素のメチ
ル化に使用されているものであればよく、例えば
メタノール、塩化メチル、臭化メチル、ジメチル
エーテルなどが好ましく、就中メタノールが最も
好ましい。かゝるメチル化剤は、トルエンに対し
て0.01〜2モル倍、好ましくは0.05〜1モル倍の
割合で使用するのが有利であり、特にトルエンを
メチル化剤に対して過剰使用するのが副反応を抑
制するために好ましい。 本発明においては、前記ゼオライト触媒とトル
エンおよびメチル化剤の接触は気相で重量時間空
間速度(WHSV)を100〜1200の範囲で行う。こ
こでWHSVとは、ゼオライト触媒単位(g)当
りの単位時間(hr)におけるトルエンおよびメチ
ル化剤の合計の接触量(g)を表わすものと定義
される。 反応は300〜700℃の範囲の温度、殊に400〜600
℃の範囲の温度で有利に実施される。また圧力は
減圧、常圧、加圧のいずれでもよいが通常常圧乃
至加圧、例えば1気圧〜1000psigの圧力で実施さ
れる。 本発明の反応は、固定床方式或いは流動床方式
いずれの形式によつても実施可能である。 また窒素、水素などの稀釈剤を反応系中に供給
して反応を行うこともできる。 以上本発明によれば、得られたキシレンに対す
るp−キシレンの含有割合が、従来知れていた熱
力学的平衡組成よりもはるかに高い値、例えば50
%以上、好適条件下では70%以上という高濃度で
キシレン混合物を製造することが可能であるとい
う工業的に優れた効果を奏することができる。 さらに本発明はWHSV値を比較的高い値を取
ることができ、そのような場合には、単位p−キ
シレン量を製造するために極めて少量の触媒使用
量でよく、しかもそのための反応装置も小さくて
よいという工業的に有利な利点が得られる。 以下実施例を掲げて本発明方法を詳述する。 実施例 1 米国特許3965207号に開示されているように有
機アミンとして、n−トリプロピルアミンとn−
プロピルブロマイドを用いて、ゼオライトZSM
−5を合成した。合成物を500℃で16時間焼成し
た後、20grを5重量パーセントのNH4Cl水溶液
200c.c.と80℃で24時間、イオン交換を行つた。し
かる後、十分水洗し、100℃で乾燥、更に500℃で
16時間焼成した。次に水10mlに硝酸ランタン6水
和物0.72grを入れた溶液に上記のZSM−5粉末
0.5grを懸濁させた。これを80℃で加熱しなが
ら一晩放置した後、水分を蒸発させた。次いで
200℃で4時間加熱し、しかる後500℃で16時間焼
成を行つた。この結果、触媒は、総重量に対して
37.4%のランタン及びランタン酸化物を含む。焼
成物に粘結剤を加えて10〜20メツシユに成型を行
つた。 上記の触媒試料2gを常圧固定床流通式反応装
置に充填し、500℃にてトルエン/メタノールの
モル比が2である混合物を通した。反応条件及び
結果を下記の第1表に掲げる。尚表中における
WHSV、C8芳香族収率、メタノール収率は次の
如く定義されるものであり、他の実施例、比較例
においても同様である。
【表】 実施例 2 ランタニド金属化合物として硝酸セリウム6水
和物0.72grを用いた以外は、実施例1に記載し
た要領で、触媒を調整した。触媒は、総重量に対
して37.1%のセリウム及びセリウム酸化物を含ん
でいる。この触媒を用いて、実施例1と同じ条件
でトルエンのメチル化反応を行つた。反応条件、
及び結果を下記の第2表に掲げる。
【表】 実施例 3 ランタニド金属化合物として、硝酸ジスプロジ
ウム6水和物0.73grを用いた以外は実施例1に
記載した要領で触媒を調整した。触媒は総重量に
対して39.4%のジスプロジウム及びジスプロジウ
ム酸化物を含んでいる。この触媒を用いて、実施
例1と同じ条件でトルエンのメチル化反応を行つ
た。反応条件及び結果を下記の第3表に掲げる。
【表】 実施例 4 ランタニド金属化合物として、硝酸イツテルビ
ウム6水和物0.78grを用いた以外は実施例1に
記載した要領で触媒を調製した。触媒は、総重量
に対して、40.4%のイツテルビウム及びイツテル
ビウム酸化物を含んでいる。この触媒を用いて実
施例1と同じ条件でトルエンのメチル化反応を行
つた。反応条件及び結果を下記の第4表に掲げ
る。
【表】 比較例 実施例1で合成したZSM−5をランタニド金
属化合物で変成することなく、そのまま触媒とし
て使用した。実施例1と同一条件で行つたトルエ
ンのメチル化反応の結果を下記の第5表に掲げ
る。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 結晶性アルミノシリケートゼオライト触媒の
    存在下気相でトルエンをメチル化剤でメチル化し
    てp−キシレンを製造する方法において、該ゼオ
    ライト触媒としてランタニド系金属もしくはその
    酸化物によつて変性されたものを使用し、該メチ
    ル化における重量時間空間速度(WHSV)が100
    〜1200であることを特徴とするp−キシレンの製
    造法。 2 該ゼオライト触媒としてランタニド系金属も
    しくはその酸化物によりランタニド系金属/ゼオ
    ライトの重量比として表わして0.01〜2の割合で
    変性させたものを使用する特許請求の範囲第1項
    による方法。 3 該ランタニド系金属がランタン(La)、セリ
    ウム(Ce)、ジスプロジウム(Dy)またはイツテ
    ルビウム(Yb)である特許請求の範囲第1項ま
    たは第2項による方法。 4 該ゼオライト触媒におけるSiO2/Al2O3
    (モル)が少くとも10である特許請求の範囲第1
    項〜第3項のいずれかによる方法。 5 該メチル化剤がメタノールである特許請求の
    範囲第1項〜第4項のいずれかによる方法。 6 該メチル化を300〜700℃の範囲の温度で行う
    特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれかによる
    方法。 7 メチル化剤/トルエン比(モル)が0.01〜2
    の範囲である特許請求の範囲第1項〜第6項のい
    ずれかによる方法。
JP5014078A 1978-04-28 1978-04-28 Manufacture of ppxylene Granted JPS54144323A (en)

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