JP2911263B2 - Method for producing 2-methylnaphthalene - Google Patents
Method for producing 2-methylnaphthaleneInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、1−メチルナフタレン
(以下、1−MNと略す)の異性化によって2−メチル
ナフタレン(以下、2−MNと略す)を製造する方法に
関するものである。2−MNは、染料、医薬品等の合成
中間体として有用であり、また、最近では、高機能性樹
脂原料である2,6−ナフタレンジカルボン酸の合成中
間体としても注目されている化合物である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing 2-methylnaphthalene (hereinafter abbreviated as 2-MN) by isomerizing 1-methylnaphthalene (hereinafter abbreviated as 1-MN). 2-MN is a compound that is useful as a synthetic intermediate for dyes, pharmaceuticals, and the like, and has recently attracted attention as a synthetic intermediate for 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, which is a highly functional resin raw material. .
【0002】[0002]
【従来の技術】2−MNは、石炭の乾留によって生成す
るタール分を蒸留することによって得られるメチルナフ
タレン留分中に含まれているため、従来は、該メチルナ
フタレン留分から塩基性物質を抽出した後、晶析または
蒸留によって回収していた。かかる晶析、蒸留原料であ
る塩基性物質除去後のメチルナフタレン留分には、2−
MNと共に1−MNが多量に含まれており、従って、当
然、2−MNの晶析または蒸留後の残液中にも、1−M
Nが多量に存在する。この1−MNは、染料等としての
用途はあるものの、2−MNに比べ、工業的需要は少な
い。このため、2−MNの晶析または蒸留後の残液中あ
るいは晶析または蒸留原料中に含まれる1−MNを2−
MNに異性化することによって2−MNを得る技術が望
まれ、従来、いくつかの方法が提案されている。2. Description of the Related Art Since 2-MN is contained in a methylnaphthalene fraction obtained by distilling a tar component produced by dry distillation of coal, a basic substance has conventionally been extracted from the methylnaphthalene fraction. After that, it was recovered by crystallization or distillation. The methylnaphthalene fraction after removal of the basic substance, which is a crystallization and distillation raw material, contains 2-
Since 1-MN is contained in a large amount together with MN, naturally, 1-MN is also contained in the residual liquid after crystallization or distillation of 2-MN.
N is present in large amounts. Although 1-MN has a use as a dye or the like, it has less industrial demand than 2-MN. For this reason, 1-MN contained in the residual liquid after crystallization or distillation of 2-MN or in the crystallization or distillation raw material is reduced to 2-MN.
A technique for obtaining 2-MN by isomerization to MN is desired, and several methods have been conventionally proposed.
【0003】アルキル芳香族化合物の異性化反応は、酸
触媒で促進されることが知られているため、AlCl
3 、HF−BF3 等の均一系酸触媒や、シリカ・アルミ
ナ、ゼオライト、変性ゼオライト等の不均一系酸触媒を
用いる方法が考えうる。均一系酸触媒を用いる例とし
て、BF3-H3PO4 を用いて2−MN選択率を改善した例
が、特公平01−13454号に開示されている。一
方、不均一系酸触媒を用いる例として、部分的にイオン
交換されたY型ゼオライトを用いて2−MN選択率を改
善した例が、文献(V. Solinas等、Applied Catalysis,
9,1984,pp. 109−117)に記載されてい
る。[0003] It is known that the isomerization reaction of an alkyl aromatic compound is promoted by an acid catalyst.
3 , a method using a homogeneous acid catalyst such as HF-BF 3 or a heterogeneous acid catalyst such as silica / alumina, zeolite, or modified zeolite can be considered. As an example using a homogeneous acid catalyst, an example in which BF 3 —H 3 PO 4 is used to improve 2-MN selectivity is disclosed in Japanese Patent Publication No. H01-13454. On the other hand, as an example of using a heterogeneous acid catalyst, an example of improving the selectivity of 2-MN using a partially ion-exchanged Y-type zeolite is described in the literature (Applied Catalysis, V. Solinas et al.).
9, 1984, pp. 109-117).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来公知の1−MNの
異性化方法は、前記の通りである。しかしながら、均一
系触媒として、例えば前記BF3-H3PO4 触媒を用いた場
合、この触媒の取扱いには、薬傷や中毒の危険性があ
り、また、この触媒中のH3PO4は再利用できるものの、
高価なBF3 は生成物中に溶解したまま水で分解されて
しまう。この様に、均一系触媒では、触媒自体の取扱い
に危険性があるばかりでなく、触媒の回収にも難点があ
った。The conventionally known method for isomerizing 1-MN is as described above. However, when the BF 3 -H 3 PO 4 catalyst is used as a homogeneous catalyst, for example, there is a risk of injury or poisoning in handling the catalyst, and H 3 PO 4 in this catalyst is Although it can be reused,
Expensive BF 3 is dissolved in water while being dissolved in the product. As described above, in the case of the homogeneous catalyst, not only there is a danger in handling the catalyst itself, but also there are difficulties in recovering the catalyst.
【0005】一方、前記の如く、不均一系触媒として、
例えば、シリカ・アルミナ、ゼオライト、変性ゼオライ
トなどを用いて異性化反応を行なう方法が考えられる。
しかるに、例えば前記Solinas らの文献には、部分的に
イオン交換されたY型ゼオライトを用いた場合の活性の
経時変化が記載されているが、それによると、触媒劣化
が速く、この方法は、工業的生産に採用しうるものでは
ないと考えられる。このように、固体で酸性を有する不
均一系触媒を用いて1−MNの異性化を行なう場合に
は、反応中において、炭素質析出による触媒の劣化が顕
著であり、触媒活性の低下が速く生じるという問題があ
った。On the other hand, as described above, as a heterogeneous catalyst,
For example, a method of performing an isomerization reaction using silica / alumina, zeolite, modified zeolite, or the like can be considered.
However, for example, the above-mentioned Solinas et al. Document the time course of the activity when a partially ion-exchanged Y-type zeolite is used. It is not considered applicable to industrial production. As described above, when isomerization of 1-MN is performed using a solid and acidic heterogeneous catalyst, during the reaction, deterioration of the catalyst due to carbonaceous precipitation is remarkable, and the catalyst activity decreases rapidly. There was a problem that would occur.
【0006】上述の如く、1−MNの異性化反応によっ
て2−MNを製造する方法において、取扱い及び回収が
容易な不均一系触媒であり、かつ、長い寿命を有する触
媒を用いる方法は知られておらず、そのような方法は待
ち望まれていた。本発明は、このような産業界の要請に
応えてなされたものであり、長寿命を有する不均一系触
媒を用いた、1−MNの異性化反応によって2−MNを
製造する方法の提供を目的とする。As described above, in the method for producing 2-MN by the isomerization reaction of 1-MN, a method using a heterogeneous catalyst which is easy to handle and recover and has a long life is known. And such a method has been eagerly awaited. The present invention has been made in response to such demands of the industry, and provides a method for producing 2-MN by isomerization reaction of 1-MN using a heterogeneous catalyst having a long life. Aim.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく、1−MNの異性化反応に際して用いる触
媒として、各種SiO2/Al2O3比のY型ゼオライトを検討
し、SiO2/Al2O3比の大きなY型ゼオライトほど、活性持
続性が優れていることを見出した。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have studied Y-type zeolites having various SiO 2 / Al 2 O 3 ratios as a catalyst used in the isomerization reaction of 1-MN. It has been found that a Y-type zeolite having a larger SiO 2 / Al 2 O 3 ratio has more excellent activity persistence.
【0008】そこで、SiO2/Al2O3としてどの程度のY型
ゼオライトが適切であるかをさらに検討し、また、この
異性化反応の至適温度についても検討した。[0008] Therefore, it was further studied how much Y-type zeolite is suitable as SiO 2 / Al 2 O 3 , and the optimum temperature of this isomerization reaction was also studied.
【0009】その結果、脱Alを行ない、格子定数を 2
4.37Å以下まで減少させたY型ゼオライトを、350〜
600℃の温度で行なう1−MN異性化反応に用いたと
ころ、著しい活性持続性があることを見い出し、本発明
を完成するに至った。As a result, de-Al is performed and the lattice constant is reduced to 2
Y-type zeolite reduced to 4.37 ° or less
When used in the 1-MN isomerization reaction performed at a temperature of 600 ° C., it was found that the activity was remarkably persistent, and the present invention was completed.
【0010】すなわち本発明は、1−メチルナフタレン
を異性化することによって2−メチルナフタレンを製造
するにあたり、触媒として、格子定数 24.37Å以下のY
型ゼオライトを用い、かつ、350〜600℃の温度範
囲にて反応を行なうことを特徴とする2−メチルナフタ
レンの製造方法である。That is, according to the present invention, in producing 2-methylnaphthalene by isomerizing 1-methylnaphthalene, a catalyst having a lattice constant of 24.37 ° or less is used as a catalyst.
A method for producing 2-methylnaphthalene, characterized in that a reaction is performed in a temperature range of 350 to 600 ° C. using a type zeolite.
【0011】ここで、用いるY型ゼオライトの組成(SiO
2/ Al2O3比)の限定は、格子定数によっているが、これ
は、Y型ゼオライトは、一般に、格子を構成するAl含
有率が小さくなると格子定数が減少することが知られて
いて、格子定数を格子を構成するAl含有率の指標とす
ることができるためである。なお、Y型ゼオライト中の
格子を構成するAl含有率と格子定数との間の関係は、
例えば文献(H. FichtnerSchmittler等、Crystal Resear
ch and Technology,19,1984,1,K1−K3)
に示されている。Here, the composition of the Y-type zeolite used (SiO
The limitation of the ( 2 / Al 2 O 3 ratio) depends on the lattice constant. It is known that the Y-type zeolite generally decreases in lattice constant as the Al content in the lattice decreases. This is because the lattice constant can be used as an index of the Al content in the lattice. Note that the relationship between the Al content and the lattice constant constituting the lattice in the Y-type zeolite is as follows.
For example, literature (H. FichtnerSchmittler et al., Crystal Resear
ch and Technology, 19, 1984, 1, K1-K3)
Is shown in
【0012】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
の製造方法において、異性化反応に用いられる化合物
は、1−メチルナフタレン(1−MN)である。Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the production method of the present invention, the compound used for the isomerization reaction is 1-methylnaphthalene (1-MN).
【0013】本発明において、原料として用いる1−M
Nは、純粋なものである必要はなく、例えば平衡濃度
[2−MN/(1−MN+2−MN)=65%]未満の
2−MNをも含んでいてもよい。また、この他に、ナフ
タレン等の不純物が混在していてもよい。In the present invention, 1-M used as a raw material
N need not be pure, but may include, for example, 2-MN less than the equilibrium concentration [2-MN / (1-MN + 2-MN) = 65%]. In addition, impurities such as naphthalene may be mixed.
【0014】具体的には、1−MNを含有するコールタ
ール留分、石油留分等の1−MN含有油、さらに具体的
には、1−MNと2−MNを含む塩基性物質除去後のメ
チルナフタレン留分や、該メチルナフタレン留分から2
−MNを晶析または蒸留した後の残液等が例示され、こ
れらを原料として用いる。Specifically, 1-MN-containing oils such as coal tar fractions and petroleum fractions containing 1-MN, more specifically, after removing basic substances containing 1-MN and 2-MN From the methyl naphthalene fraction or from the methyl naphthalene fraction
Examples include residual liquid after crystallization or distillation of -MN, and these are used as raw materials.
【0015】なお、原料として用いる1−MN含有油
は、工業的には、1−MNの含有量が10重量%以上の
ものが好ましく、20重量%以上のものが特に好まし
い。The 1-MN-containing oil used as a raw material is industrially preferably one having a 1-MN content of 10% by weight or more, particularly preferably 20% by weight or more.
【0016】本発明で用いる触媒は、格子定数が 24.37
Å以下のY型ゼオライトである。前記したように、Y型
ゼオライトにおける格子定数は、その格子構成元素の組
成を示すものである。そして、前記文献(Crystal Rese
arch and Technology,19)によると、Y型ゼオライト
の脱Alを順次深く行なっていくと、Al含有率0%に
外挿される格子定数の値は24.2Åであり、従って、
格子定数24.2Å以下のY型ゼオライトは理論上存在
しない。よって、本発明で用いる格子定数が 24.37Å以
下のY型ゼオライトとは、徹底的に脱Alがなされ、そ
のSiO2/Al2O3比が非常に大きいものを指す。The catalyst used in the present invention has a lattice constant of 24.37.
Y The following Y-type zeolite. As described above, the lattice constant of the Y-type zeolite indicates the composition of the lattice constituent elements. Then, the document (Crystal Rese
According to arch and Technology, 19), when the Al removal of the Y-type zeolite is successively performed deeply, the value of the lattice constant extrapolated to the Al content of 0% is 24.2%.
A Y-type zeolite having a lattice constant of 24.2 ° or less does not exist theoretically. Therefore, the Y-type zeolite having a lattice constant of 24.37 ° or less used in the present invention refers to a zeolite that has been thoroughly dealuminated and has a very large SiO 2 / Al 2 O 3 ratio.
【0017】このような格子定数が 24.37Å以下のY型
ゼオライトを得るために出発物質として用いられるY型
ゼオライトは、いかなるSiO2/Al2O3比を有しているもの
であってもよいが、既にSiO2/Al2O3比を高めてある市販
のUSY(超安定化Y型)ゼオライトを用いると、その
後の脱Alが円滑に行なわれるのでよい。The Y-type zeolite used as a starting material for obtaining such a Y-type zeolite having a lattice constant of 24.37 ° or less may have any SiO 2 / Al 2 O 3 ratio. However, if a commercially available USY (ultra-stabilized Y-type) zeolite having a higher SiO 2 / Al 2 O 3 ratio is used, the subsequent Al removal can be performed smoothly.
【0018】また、脱Alに供されるY型ゼオライト
は、全部あるいは一部のカチオンサイトが、プロトンま
たはアンモニウムイオンで交換されていなければならな
い。Further, in the Y-type zeolite to be subjected to Al removal, all or some of the cation sites must be exchanged with protons or ammonium ions.
【0019】出発物質であるY型ゼオライトを格子定数
24.37Å以下とするには、水蒸気処理および/または酸
処理によって脱Alすればよい。The Y-type zeolite, which is the starting material, has a lattice constant
In order to reduce the temperature to 24.37 ° or less, Al may be removed by steam treatment and / or acid treatment.
【0020】水蒸気処理は、水蒸気中で行なっても、水
蒸気と他のガスの混合雰囲気中で行なってもよい。The steam treatment may be performed in steam or in a mixed atmosphere of steam and another gas.
【0021】水蒸気処理を行なう際の処理温度は400
〜1000℃、好ましくは500〜800℃である。処
理温度が低すぎると、脱Alに対する効果が小さく、格
子定数が小さくならず、一方、処理温度が高すぎると、
ゼオライト結晶が崩壊して結晶化度および触媒活性の低
下を招く。さらに、この処理を高温水蒸気中で行なうに
は、容器として、耐熱性、耐食性の高いものが必要とな
るので、経済的に不利である。The processing temperature for performing the steam processing is 400
To 1000 ° C, preferably 500 to 800 ° C. If the processing temperature is too low, the effect on the removal of Al is small, and the lattice constant is not reduced, while if the processing temperature is too high,
The zeolite crystals collapse, leading to a decrease in crystallinity and catalytic activity. Further, when this treatment is performed in high-temperature steam, a container having high heat resistance and corrosion resistance is required, which is economically disadvantageous.
【0022】酸処理は、通常は水蒸気処理によって結晶
格子外に出たAlを除去する目的で水蒸気処理の後に行
なわれるが、酸処理を単独で行なっても、また、水蒸気
処理によって脱Alが十分に行なわれた場合は、行なわ
なくてもよい。The acid treatment is usually carried out after the steam treatment for the purpose of removing Al which has come out of the crystal lattice by the steam treatment. However, even if the acid treatment is carried out alone, the Al removal by the steam treatment is sufficient. If it is performed in the above, it is not necessary to perform it.
【0023】酸処理は、鉱酸等を用いて行なうことがで
きるが、例えば塩酸によって脱Al処理を行なう場合
は、0.1〜5Nの塩酸水溶液中にY型ゼオライトを懸
濁させ、撹拌すればよい。この際の塩酸濃度が低すぎる
と、脱Alが十分に行なわれず、一方、高すぎると、Y
型ゼオライトの結晶化度が低下して触媒活性が低下す
る。さらに、この処理を強い塩酸中で行なうには、容器
として、耐食性の高いものが必要となるので、経済的に
不利である。The acid treatment can be carried out using a mineral acid or the like. For example, when the Al treatment is carried out with hydrochloric acid, the Y-type zeolite is suspended in a 0.1 to 5N hydrochloric acid aqueous solution and stirred. I just need. If the hydrochloric acid concentration at this time is too low, Al removal is not sufficiently performed, while if it is too high, Y
The crystallinity of the type zeolite decreases, and the catalytic activity decreases. Further, if this treatment is performed in strong hydrochloric acid, a container having high corrosion resistance is required, which is economically disadvantageous.
【0024】このように、Y型ゼオライトを水蒸気処理
および/または酸処理に供し、格子から脱Alすること
により、長寿命の触媒が得られる。その理由は明らかで
はないが、脱Alの過程において、Y型ゼオライトの結
晶形が崩され、炭素質が析出しても活性低下が生じにく
い形態となる、あるいは、脱Alによって触媒の酸性質
が変化し、そのために、触媒として使用する際に、炭素
質の析出が抑制されるなどが考えられる。As described above, a long-life catalyst is obtained by subjecting the Y-type zeolite to steam treatment and / or acid treatment and removing Al from the lattice. Although the reason is not clear, the crystal form of the Y-type zeolite is destroyed in the process of de-Al, and the activity is not easily reduced even if carbonaceous material is precipitated. It is conceivable that, when used as a catalyst, the deposition of carbonaceous material is suppressed.
【0025】また、このような脱Al処理により、格子
定数が 24.37Å以下のY型ゼオライトを得るのである
が、格子定数が 24.37Åを超えるY型ゼオライトは、1
−MN異性化反応における触媒活性の持続性が低い。そ
して、脱AlされたY型ゼオライトは、SiO2/Al2O3比が
大きいほど、すなわち格子定数が小さいほど、1−MN
の異性化反応において高い活性持続性を示す。[0025] Further, Y-type zeolite having a lattice constant of 24.37 ° or less is obtained by such Al removal treatment.
-Low persistence of catalytic activity in the MN isomerization reaction. And, as the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio increases, that is, the lattice constant decreases, the 1-MN
Shows high activity persistence in the isomerization reaction of
【0026】水蒸気処理および/または酸処理による脱
Alが過度になると、結晶の崩壊や活性点の減少等が生
じ、活性持続性は高くなるが活性水準が低くなるという
問題が生じる。しかし、本発明では、そのようなY型ゼ
オライトも触媒として用いることができる。そのような
場合には、異性化反応を行なう際に、単位触媒重量あた
りの原料1−MN流量を減少する等の対応をとればよい
のである。それにより、高転化率でしかも持続性の高い
反応成績が得られる。Excessive removal of Al by steam treatment and / or acid treatment results in crystal collapse, reduction of active sites, etc., resulting in a problem that the activity persistence is high but the activity level is low. However, in the present invention, such a Y-type zeolite can also be used as a catalyst. In such a case, when performing the isomerization reaction, measures such as reducing the flow rate of the raw material 1-MN per unit weight of the catalyst may be taken. Thereby, a high conversion rate and a highly sustainable reaction result can be obtained.
【0027】1−MN異性化反応に用いる触媒として、
格子定数が 24.37Å以下、好ましくは 24.27〜 24.35
Å、さらに好ましくは 24.28〜 24.34Åの範囲内のY型
ゼオライトを用いると、高い活性と活性持続性の両立を
図ることができる。As a catalyst used in the 1-MN isomerization reaction,
Lattice constant is 24.37 ° or less, preferably 24.27 to 24.35
The use of Y-type zeolite in the range of {, more preferably in the range of 24.28 to 24.34} makes it possible to achieve both high activity and long-lasting activity.
【0028】なお、本発明で用いるY型ゼオライトは、
格子定数が 24.37Å以下のものであるが、本発明の趣旨
を損わない範囲であれば、格子定数が 24.37Å超のY型
ゼオライトが混入していてもよい。The Y-type zeolite used in the present invention is:
Although the lattice constant is 24.37 ° or less, Y-type zeolite having a lattice constant exceeding 24.37 ° may be mixed as long as the gist of the present invention is not impaired.
【0029】また、他の目的、例えば流動接触分解(F
CC)等のために製造されたY型ゼオライトを含有する
触媒であって、FCC反応塔や再生塔の中で熱履歴等を
受け、格子定数が 24.37Å以下となったものも、1−M
N異性化反応に用いると、良好な活性持続性を与える。For other purposes, for example, fluid catalytic cracking (F
CC) and other catalysts containing a Y-type zeolite and having a lattice constant of 24.37 ° or less in an FCC reaction tower or a regeneration tower having a thermal history or the like in 1-M
When used in an N isomerization reaction, it provides good activity persistence.
【0030】本発明では、前記のようにして得られる格
子定数が 24.37Å以下のY型ゼオライトを触媒として用
い、1−MNを異性化して2−MNを製造するのである
が、その際の反応温度は、350〜600℃、好ましく
は400〜500℃、さらに好ましくは420〜480
℃である。According to the present invention, 2-MN is produced by isomerizing 1-MN using a Y-type zeolite having a lattice constant of not more than 24.37 ° obtained as described above as a catalyst. The temperature is 350-600 ° C, preferably 400-500 ° C, more preferably 420-480.
° C.
【0031】高度に脱Alを行なったY型ゼオライト上
には、1−MN異性化反応に対して低温活性であるが劣
化の速い活性サイトと、高温でないと活性を発現しない
が活性持続性の高い活性サイトの2種類があることが、
本発明者らの検討により、明らかにされた。On the Y-type zeolite which has been highly de-Al-deposited, there are active sites which are active at a low temperature with respect to the 1-MN isomerization reaction but are rapidly deteriorated. There are two types of high active sites,
This has been clarified by the study of the present inventors.
【0032】そして、反応温度350℃未満で該触媒を
用いて1−MN異性化反応を行なうと、反応初期に低温
活性サイトが短期劣化を起こすために、高温活性サイト
に由来する活性のみが残ることとなるが、温度が低いた
めに、反応速度が低く、十分な転化率が得られない。反
応温度が適度に高いと、触媒活性(低温活性サイト由来
の活性)の初期劣化後も高温活性サイトによる十分に高
い転化率が得られるが、高すぎる(600℃超である)
と、炭素質形成速度が高くなり、触媒の劣化が速くな
る。また、反応温度が高すぎると、副反応が多く生じ、
ナフタレン、ジメチルナフタレン等の副生物が多く生成
するという問題も生じ、好ましくない。When the 1-MN isomerization reaction is carried out using the catalyst at a reaction temperature of less than 350 ° C., only the activity derived from the high-temperature active site remains because the low-temperature active site undergoes short-term degradation at the beginning of the reaction. However, the reaction temperature is low due to the low temperature, and a sufficient conversion cannot be obtained. If the reaction temperature is moderately high, a sufficiently high conversion by the high-temperature active site can be obtained even after the initial deterioration of the catalytic activity (activity derived from the low-temperature active site), but it is too high (more than 600 ° C.).
Then, the carbonaceous formation rate increases, and the catalyst deteriorates faster. If the reaction temperature is too high, many side reactions occur,
There is a problem that a large amount of by-products such as naphthalene and dimethylnaphthalene are generated, which is not preferable.
【0033】本発明の製造方法において、1−MNの異
性化反応は、流通式で行なっても回分式で行なってもよ
いが、工業的生産には流通式の方が適しており、経済的
にも有利である。In the production method of the present invention, the 1-MN isomerization reaction may be carried out by a flow system or a batch system, but the flow system is more suitable for industrial production, It is also advantageous.
【0034】また、同反応は、気相で行なっても液相で
行なってもよい。The reaction may be performed in a gas phase or a liquid phase.
【0035】液相で行なう場合、触媒表面に析出する炭
素質の前駆体を液中に溶解させて除去することができる
ので、触媒寿命が長くなるが、その一方で、1−MNの
沸点(245℃)以上で反応を行なわせるためには、液
相状態を保つために加圧せねばならず、設備に耐圧性が
必要となり、動力費も大きくなる。When the reaction is carried out in the liquid phase, the carbonaceous precursor deposited on the catalyst surface can be dissolved and removed in the liquid, so that the catalyst life is prolonged. On the other hand, the boiling point of 1-MN ( In order to carry out the reaction at a temperature of 245 ° C. or higher, the pressure must be increased in order to maintain the liquid phase, the equipment must be pressure-resistant, and the power cost increases.
【0036】気相で反応を行なう場合には、常圧または
常圧に近い加圧下で反応を行なうことができるため、設
備の耐圧性が不要となり、動力費が軽減されるという長
所と、炭素質析出による劣化が速い、場合によっては希
釈ガス費用がかかるという短所がある。そして、気相で
の反応に際し、窒素、水蒸気、水素等を希釈ガスとして
用いても、或は何も用いなくてもよいが、活性持続性を
より高くするためには、水素を希釈ガスとして用いるの
が好ましい。When the reaction is carried out in the gas phase, the reaction can be carried out under normal pressure or a pressure close to normal pressure, so that the pressure resistance of the equipment becomes unnecessary and the power cost is reduced. There is a disadvantage that deterioration due to deposition of the material is fast, and in some cases, a dilution gas cost is required. In the reaction in the gas phase, nitrogen, water vapor, hydrogen, or the like may be used as a diluent gas or nothing may be used.However, in order to further increase the activity persistence, hydrogen is used as a diluent gas. It is preferably used.
【0037】また、本発明の製造方法において、WHS
V(1時間に単位重量の触媒上を通過する1−MNの重
量)は、0.1〜10h-1の範囲内が好ましい。WHS
Vが大きすぎると、十分に大きな転化率が得られず、一
方、WHSVが小さすぎると、充填触媒量および反応器
容積が大きくなり、不経済となる。In the manufacturing method of the present invention, the WHS
V (the weight of 1-MN passing over a unit weight of catalyst per hour) is preferably in the range of 0.1 to 10 h -1 . WHS
If V is too large, a sufficiently large conversion cannot be obtained. On the other hand, if WHSV is too small, the amount of the charged catalyst and the volume of the reactor become large, which is uneconomical.
【0038】以上説明したような方法で、1−MNを異
性化して2−MNを得ることができるが、用いた触媒は
再生可能である。具体的には、反応系からの炭素質析出
により劣化した触媒を、空気中あるいは酸素中などで、
約300〜800℃程度で焼成すると、触媒を再生する
ことができる。According to the method described above, 1-MN can be isomerized to obtain 2-MN, but the catalyst used can be regenerated. Specifically, the catalyst degraded by carbonaceous deposition from the reaction system, in air or oxygen, etc.
When calcined at about 300 to 800 ° C., the catalyst can be regenerated.
【0039】また、Fe、Co、Pd、Pt等のVIII族
金属イオンなどをイオン交換等の方法で担持させること
により、触媒の活性低下を遅らせることができる。Further, by supporting a group VIII metal ion such as Fe, Co, Pd and Pt by ion exchange or the like, it is possible to delay the decrease in the activity of the catalyst.
【0040】[0040]
【実施例】次に、本発明を実施例および比較例によって
説明する。なお、実施例におけるゼオライト格子定数の
測定は、XRD(X線回折)により下記の条件で行な
い、(533)面のピーク位置から計算した。 ターゲット/フィルター:Co/Fe 電圧/電流:50kV/30mA 照射側スリット:1.0DEG 散乱防止線スリット:1.0DEG 受光側スリット:0.3mm 測定分解度:0.02DEG プリセット時間:0.4秒 検出器:シンチレーション・カウンター 機種:理学電機工業(株)RAD−IIA型Next, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples. The measurement of the zeolite lattice constant in the examples was performed by XRD (X-ray diffraction) under the following conditions, and was calculated from the peak position of the (533) plane. Target / filter: Co / Fe Voltage / current: 50 kV / 30 mA Irradiation side slit: 1.0 DEG Anti-scattering line slit: 1.0 DEG Receiving side slit: 0.3 mm Measurement resolution: 0.02 DEG Preset time: 0.4 sec Detector: Scintillation counter Model: Rigaku Corporation RAD-IIA type
【0041】(実施例1)SiO2/Al2O3(モル比)=4.
9のカチオンサイトがプロトンで交換されたY型ゼオラ
イト(格子定数=24.63Å)5gをステンレス製反応管
につめ、600℃で100%水蒸気雰囲気下で6時間処
理した。この間に送った水は200mlであった。ま
た、上記処理が行なわれたY型ゼオライトは、格子定数
が 24.28Åであった。この処理後のY型ゼオライト0.
5gをステンレス製反応管につめ、450℃で、水素を
毎分20N.T.P.ml、1−MN(東京化成工業
(株)製、試薬特級)を毎時0.75g供給して、常圧
下で異性化反応を行なった。1−MN転化率を経時的に
測定し、その結果を、第1図中にAとして示した。な
お、本実験における転化1−MNの2−MNへの選択率
は約90%とほぼ一定で推移した。Example 1 SiO 2 / Al 2 O 3 (molar ratio) = 4.
5 g of Y-type zeolite (lattice constant = 24.63 °) in which 9 cation sites were exchanged with protons was packed in a stainless steel reaction tube and treated at 600 ° C. in a 100% steam atmosphere for 6 hours. The volume of water sent during this period was 200 ml. The Y-type zeolite subjected to the above treatment had a lattice constant of 24.28 °. After the treatment, the Y-type zeolite 0.1.
5 g was packed in a stainless steel reaction tube, and hydrogen was added at 450 ° C. and 20 N./min. T. P. Then, 0.75 g of 1-MN (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., reagent grade) was supplied per hour, and the isomerization reaction was performed under normal pressure. The 1-MN conversion was measured over time and the results are shown as A in FIG. The selectivity of converted 1-MN to 2-MN in this experiment remained almost constant at about 90%.
【0042】(比較例1)実施例1と同一のY型ゼオラ
イト(格子定数= 24.63Å)を、水蒸気処理を行なわず
に用いた以外は、実施例1と同様の方法で1−MNの異
性化反応を行ない、1−MN転化率を経時的に測定し、
その結果を第1図中にBとして示した。なお、本実験に
おける転化1−MNの2−MNへの選択率は約90%と
ほぼ一定で推移した。Comparative Example 1 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the same Y-type zeolite as in Example 1 (lattice constant = 24.63 °) was used without performing steam treatment. Reaction, the 1-MN conversion is measured over time,
The result is shown as B in FIG. The selectivity of converted 1-MN to 2-MN in this experiment remained almost constant at about 90%.
【0043】(実施例2)出発ゼオライトとして、触媒
化成工業(株)製Y型ゼオライトZCP−50のカチオ
ンサイトをプロトンでイオン交換したもの(格子定数=
24.65Å)を用いた以外は、実施例1と同一条件で水蒸
気処理を行なった。水蒸気処理後のY型ゼオライト格子
定数は 24.30Åであった。この処理後のY型ゼオライト
を用い、実施例1と同一条件で異性化反応を行ない、1
−MN転化率および2−MN収率を経時的に測定し、そ
の結果を表1に示した。(Example 2) A starting zeolite obtained by ion-exchanging cation sites of a Y-type zeolite ZCP-50 manufactured by Catalysis Kasei Kogyo with protons (lattice constant =
Steam treatment was performed under the same conditions as in Example 1 except that 24.65 °) was used. The lattice constant of the Y-type zeolite after the steam treatment was 24.30 °. Using the Y-type zeolite after this treatment, an isomerization reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, and 1
The -MN conversion and the 2-MN yield were measured over time, and the results are shown in Table 1.
【0044】(比較例2)実施例2と同一のY型ゼオラ
イト(イオン交換後のもの)を、水蒸気処理を行なわず
に用いた以外は、実施例2と同様の方法で1−MNの異
性化反応を行ない、1−MN転化率および2−MN収率
を経時的に測定し、その結果を表1に示した。Comparative Example 2 The same procedure as in Example 2 was repeated except that the same Y-type zeolite as that of Example 2 (after ion exchange) was used without performing steam treatment. A 1-MN conversion and a 2-MN yield were measured over time, and the results are shown in Table 1.
【0045】(実施例3)出発ゼオライトとして、水蒸
気処理(1回目)によって格子定数を 24.38Åとした、
カチオンサイトがプロトンで交換されたY型ゼオライト
を用い、それについて、実施例1と同一条件でさらに水
蒸気処理(2回目)を行なった。2回目の水蒸気処理後
のY型ゼオライトの格子定数は 24.29Åであった。この
処理後のY型ゼオライトを用い、実施例1と同一条件で
異性化反応を行ない、1−MN転化率および2−MN収
率を経時的に測定し、その結果を表1に示した。Example 3 As a starting zeolite, the lattice constant was set to 24.38 ° by steam treatment (first time).
Using a Y-type zeolite in which the cation sites were exchanged with protons, the zeolite was further subjected to a steam treatment (second time) under the same conditions as in Example 1. The lattice constant of the Y-zeolite after the second steam treatment was 24.29 °. The isomerization reaction was performed under the same conditions as in Example 1 using the Y-type zeolite after this treatment, and the 1-MN conversion and the 2-MN yield were measured over time, and the results are shown in Table 1.
【0046】(比較例3)実施例3において出発ゼオラ
イトとして用いた、1回目の水蒸気処理がなされたY型
ゼオライト(格子定数= 24.38Å)を、2回目の水蒸気
処理を行なわずに用いた以外は、実施例3と同様の方法
で1−MNの異性化反応を行ない、1−MN転化率およ
び2−MN収率を経時的に測定し、その結果を表1に示
した。Comparative Example 3 Except that the first steamed Y-type zeolite (lattice constant = 24.38 °) used as the starting zeolite in Example 3 was used without performing the second steaming. Performed the 1-MN isomerization reaction in the same manner as in Example 3, and measured the 1-MN conversion and the 2-MN yield over time. The results are shown in Table 1.
【0047】(実施例4)水蒸気処理がなされた格子定
数 24.34ÅのY型ゼオライトを触媒として用い、実施例
1と同一条件で異性化反応を行なった。1−MN転化率
および2−MN収率を経時的に測定し、その結果を表1
に示した。Example 4 An isomerization reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 by using steam-treated Y-type zeolite having a lattice constant of 24.34 ° as a catalyst. The 1-MN conversion and the 2-MN yield were measured over time, and the results are shown in Table 1.
It was shown to.
【0048】(実施例5)反応温度を410℃とした以
外は、実施例3と同様の方法で1−MNの異性化反応を
行ない、1−MN転化率および2−MN収率を経時的に
測定し、その結果を表1に示した。Example 5 1-MN isomerization was carried out in the same manner as in Example 3 except that the reaction temperature was changed to 410 ° C., and the 1-MN conversion and the 2-MN yield were measured with time. And the results are shown in Table 1.
【0049】(実施例6)反応温度を490℃とした以
外は、実施例3と同様の方法で1−MNの異性化反応を
行ない、1−MN転化率および2−MN収率を経時的に
測定し、その結果を表1に示した。Example 6 1-MN isomerization was carried out in the same manner as in Example 3 except that the reaction temperature was changed to 490 ° C., and the 1-MN conversion and the 2-MN yield were measured over time. And the results are shown in Table 1.
【0050】(実施例7)実施例3で調製したY型ゼオ
ライト(格子定数= 24.29Å)を触媒として用い、下記
条件で1−MNの異性化反応を行なった。すなわち、触
媒2gをステンレス製反応管につめ、450℃で1−M
Nを毎時3g供給し、同伴ガスを用いずに、50kg/cm2
Gの加圧下で、液相にて、異性化反応を行なった。1−
MN転化率および2−MN収率を経時的に測定し、その
結果を表1に示した。(Example 7) Using the Y-type zeolite (lattice constant = 24.29 °) prepared in Example 3 as a catalyst, 1-MN isomerization was carried out under the following conditions. That is, 2 g of the catalyst was packed in a stainless steel reaction tube, and 1-M
N 3 g / h, 50 kg / cm 2 without accompanying gas
The isomerization reaction was performed in the liquid phase under the pressure of G. 1-
The MN conversion and the 2-MN yield were measured over time, and the results are shown in Table 1.
【0051】(比較例4)実施例1と同一のY型ゼオラ
イト(格子定数= 24.63Å)を、水蒸気処理を行なわず
に触媒として用いた以外は、実施例7と同様の方法で1
−MNの異性化反応を行ない、1−MN転化率および2
−MN収率を経時的に測定し、その結果を表1に示し
た。Comparative Example 4 The same procedure as in Example 7 was repeated except that the same Y-type zeolite as in Example 1 (lattice constant = 24.63 °) was used as a catalyst without performing steam treatment.
-MN isomerization reaction was performed to obtain 1-MN conversion and 2
The -MN yield was measured over time, and the results are shown in Table 1.
【0052】[0052]
【表1】 [Table 1]
【0053】表1より、下記事項が明らかである。すな
わち、Y型ゼオライトとしてその格子定数が 24.37Å以
下のものを用いると、 24.37Å超のものを用いた場合に
比べ、明らかに触媒活性が持続した(実施例2、4と比
較例2の比較、実施例3と比較例3の比較、実施例7と
比較例4の比較)。また、1−MNの異性化反応の際の
反応温度については、450℃近辺(実施例3)が最も
好ましく、それより高温(実施例6)でも低温(実施例
5)でも、触媒活性の低下等による反応性の低下が生じ
た。なお、実施例5と比較例3のデータとを比べると、
反応時間5時間と10時間では、比較例3の方がよい数
値となっているが、これは、反応温度の相異(反応温
度:比較例3>実施例5)に基づくものである。反応時
間20時間以上では、実施例5の方がよい数値となって
おり、本発明で用いるY型ゼオライトの方が、触媒活性
の持続性の点に優れることが明らかである。From Table 1, the following matters are clear. That is, when a Y-type zeolite having a lattice constant of 24.37 ° or less was used, the catalytic activity was clearly maintained as compared with the case where a zeolite having a lattice constant exceeding 24.37 ° was used. Comparison between Example 3 and Comparative Example 3 and Comparison between Example 7 and Comparative Example 4). Further, the reaction temperature in the isomerization reaction of 1-MN is most preferably around 450 ° C. (Example 3), and the catalytic activity decreases even at a higher temperature (Example 6) or a lower temperature (Example 5). Etc., the reactivity was reduced. Note that comparing the data of Example 5 with the data of Comparative Example 3,
In the reaction time of 5 hours and 10 hours, Comparative Example 3 has a better value, but this is based on the difference in the reaction temperature (reaction temperature: Comparative Example 3> Example 5). When the reaction time is 20 hours or more, the value of Example 5 is better, and it is clear that the Y-type zeolite used in the present invention is more excellent in sustaining the catalytic activity.
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明により、長寿命を有する不均一系
触媒を用いた、1−MNの異性化反応によって2−MN
を製造する方法が提供される。本発明では、劣化の少な
い固体触媒を用いて1−MNの異性化反応を行なうの
で、触媒の再生または交換にかかるコストおよび操作が
少なく、効率的に2−MN合成がなされる。従って、本
発明により、1−MNが有効に使用されるようになる。According to the present invention, 2-MN isomerized by 1-MN using a heterogeneous catalyst having a long life.
Are provided. In the present invention, since the 1-MN isomerization reaction is performed using a solid catalyst with little deterioration, the cost and operation required for the regeneration or replacement of the catalyst are small, and the 2-MN synthesis is performed efficiently. Therefore, according to the present invention, 1-MN is effectively used.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】実施例1(A)および比較例1(B)における
1−MN転化率の経時変化を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the change over time in 1-MN conversion in Example 1 (A) and Comparative Example 1 (B).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−120028(JP,A) 米国特許3887630(US,A) 石油学会誌,Vol.33,No.4 (1990.7)p.214−22 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 15/24 B01J 29/08 C07C 5/27 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-120028 (JP, A) US Patent 3,876,630 (US, A) Journal of Japan Petroleum Institute, Vol. 33, No. 4 (1990. 7) p. 214-22 (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C07C 15/24 B01J 29/08 C07C 5/27
Claims (2)
よって2−メチルナフタレンを製造するにあたり、触媒
として、格子定数 24.37Å以下のY型ゼオライトを、N
iを担持させずに用い、かつ、350〜600℃の温度
範囲にて反応を行うことを特徴とする2−メチルナフタ
レンの製造方法。The method according to claim 1 1-methylnaphthalene in producing 2-methylnaphthalene by isomerization, as a catalyst, the following Y-zeolite lattice constant 24.37A, N
A method for producing 2-methylnaphthalene, wherein i is used without being supported , and the reaction is carried out in a temperature range of 350 to 600 ° C.
よって2−メチルナフタレンを製造するにあたり、触媒
として、400〜1000℃の温度範囲での水蒸気処理
および/または酸処理によって格子定数を 24.37Å以下
としたY型ゼオライトを、Niを担持させずに用い、か
つ、350〜600℃の温度範囲にて反応を行うことを
特徴とする2−メチルナフタレンの製造方法。 2. A method for producing 2-methylnaphthalene by isomerizing 1-methylnaphthalene, wherein the catalyst has a lattice constant of 24.37 ° or less by a steam treatment and / or an acid treatment in a temperature range of 400 to 1000 ° C. as a catalyst. A method for producing 2-methylnaphthalene, comprising using the Y-type zeolite described above without carrying Ni , and performing the reaction in a temperature range of 350 to 600 ° C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230316A JP2911263B2 (en) | 1990-09-13 | 1991-09-10 | Method for producing 2-methylnaphthalene |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24305090 | 1990-09-13 | ||
| JP2-243050 | 1990-09-13 | ||
| JP3230316A JP2911263B2 (en) | 1990-09-13 | 1991-09-10 | Method for producing 2-methylnaphthalene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0532566A JPH0532566A (en) | 1993-02-09 |
| JP2911263B2 true JP2911263B2 (en) | 1999-06-23 |
Family
ID=26529280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3230316A Expired - Fee Related JP2911263B2 (en) | 1990-09-13 | 1991-09-10 | Method for producing 2-methylnaphthalene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2911263B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3887630A (en) | 1974-02-04 | 1975-06-03 | Union Oil Co | Isomerization of alkyl aromatic hydrocarbons |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP3230316A patent/JP2911263B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3887630A (en) | 1974-02-04 | 1975-06-03 | Union Oil Co | Isomerization of alkyl aromatic hydrocarbons |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 石油学会誌,Vol.33,No.4(1990.7)p.214−22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0532566A (en) | 1993-02-09 |
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