JPS593970B2 - Conversion method for xylenes including ethylbenzene - Google Patents
Conversion method for xylenes including ethylbenzeneInfo
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- JPS593970B2 JPS593970B2 JP55083952A JP8395280A JPS593970B2 JP S593970 B2 JPS593970 B2 JP S593970B2 JP 55083952 A JP55083952 A JP 55083952A JP 8395280 A JP8395280 A JP 8395280A JP S593970 B2 JPS593970 B2 JP S593970B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、エチルベンゼンを含むキシレン類を水素の存
在下で、気相にてある特定の触媒と接触せしめ、キシレ
ン類を異性化するとともに、エチルベンゼンを他の芳香
族炭化水素に変換せしめることに係るものである。Detailed Description of the Invention The present invention involves contacting xylenes containing ethylbenzene with a specific catalyst in the gas phase in the presence of hydrogen to isomerize the xylenes and convert ethylbenzene into other aromatic carbons. It is related to converting it into hydrogen.
キシレン混合物のうち、現在工業的に重要なものは、パ
ラキシレンとオルソキシレンである。Among the xylene mixtures, those currently of industrial importance are para-xylene and ortho-xylene.
パラキシレンは合成繊維ポリエステルの粗原料として、
これまでその需要は著しく増大してきた。今5 後もそ
の傾向は変らないものと予想される。オルソキシレンは
、ポリ塩化ビニルの可塑剤フタル酸エステルの粗原料と
して利用されている。しかしオルソキシレンはパラキシ
レンに比較して、その需要は少ないのが現状である。一
方、メタキシレ・o ンの工業用途は現在ほとんどない
。このことからメタキシレンおよびオルソキシレンをパ
ラキシレンに変換することは工業的に重要なことである
。キシレン混合物は、その沸点が接近しているため、特
にパラキシレンとメタキシレンとの間の沸15点が極め
て近いため蒸留法によりパラキシレンを分離するのは経
済的に不利である。したが・つてパラキシレンの工業的
分離は融点の差を利用する深冷分離によつて行なわれて
きた。深冷分離法の場合は、共晶点のため、1バス当り
のパラキシレンフ0 の回収率には限界があり、せいぜ
い(60%)/(1バス)である。その結果、パラキシ
レンを回収した後のラフイネート流体中のパラキシレン
濃度はかなり高い。一方最近特公昭49−17246、
49−28181、50−10547、50−■511
343、51−46093等に示されるように、新しい
分離技術として吸着分離法が開発された。この吸着分離
法では、パラキシレンは理論的には1バス当り100%
回収可能となる。すなわち吸着分離後のラフイネート流
体中のパラキシレ90 ン濃度は極めて低く理論的には
零となる。オルソキシレンは一般に精密蒸留法によつて
分離されている。このようにしてパラキシレン、オルソ
キシレンを分離した残りのラフイネート流体は異性化工
程に送られ、メタキシレンおよび/又35はオルソキシ
レンは、熱力学的平衡組成に近いパラキシレン濃度まで
異性化され、その後新鮮な供給原料と混合して分離工程
に送られこのサイクル(7−がくり返される。Paraxylene is used as a crude raw material for synthetic fiber polyester.
Until now, the demand has increased significantly. It is expected that this trend will remain unchanged even after 5 years. Ortho-xylene is used as a crude raw material for phthalate ester, a plasticizer for polyvinyl chloride. However, the current demand for ortho-xylene is lower than that for para-xylene. On the other hand, there are currently almost no industrial uses for metaxylene. For this reason, it is industrially important to convert meta-xylene and ortho-xylene to para-xylene. Since the boiling points of xylene mixtures are close to each other, especially since the boiling points of para-xylene and meta-xylene are very close, it is economically disadvantageous to separate para-xylene by distillation. However, until now, industrial separation of paraxylene has been carried out by cryogenic separation that takes advantage of the difference in melting points. In the case of cryogenic separation, there is a limit to the recovery rate of paraxylene fluoride per bath due to the eutectic point, which is at most (60%)/(1 bath). As a result, the concentration of paraxylene in the roughinate fluid after paraxylene recovery is quite high. On the other hand, recently, the
49-28181, 50-10547, 50-■511
343, 51-46093, adsorption separation method was developed as a new separation technique. In this adsorption separation method, paraxylene is theoretically 100% per bath.
It becomes possible to collect it. That is, the concentration of paraxylene in the raffinate fluid after adsorption and separation is extremely low and theoretically becomes zero. Ortho-xylene is generally separated by precision distillation. The remaining roughinate fluid from which para-xylene and ortho-xylene have been separated in this way is sent to an isomerization step, and meta-xylene and/or ortho-xylene are isomerized to a para-xylene concentration close to the thermodynamic equilibrium composition. It is then mixed with fresh feedstock and sent to a separation step where the cycle (7-) is repeated.
このような組み合せをプロセスにおいて、深冷分離によ
り、パラキシレンを分離した残りのラフイネート流体を
異性化工程に供給する場合には、前述したようにラフイ
ネート流体中のパラキシレン濃度は相対的に高いが、パ
ラキシレンを吸着分離法によつて分離した後のラフイネ
ート流体の場合は、パラキシレン濃度は極めて低い。When such a combination is used in a process, when the remaining ruffinate fluid from which paraxylene has been separated by cryogenic separation is supplied to the isomerization step, the concentration of paraxylene in the roughinate fluid is relatively high, as described above. In the case of a roughinate fluid after paraxylene has been separated by an adsorption separation method, the concentration of paraxylene is extremely low.
したがつて異性化工程における反応は後者の方がより大
きな過酷度を要求される。一般に工業的に利用されるキ
シレン原料はナフサを改質処理し、その後の芳香族抽出
および分留によつて得られる改質油系のキシレンあるい
はナフサの熱分解により副生する分解ガソリンを芳香族
抽出および分留によつて得る分解油系キシレンに分類さ
れる。Therefore, the reaction in the isomerization step is required to be more severe in the latter case. Generally, the xylene raw materials used industrially are reformed oil xylene obtained by reforming naphtha and subsequent aromatic extraction and fractional distillation, or aromatic It is classified as a cracked oil-based xylene obtained by extraction and fractional distillation.
分解油系キシレンにおいて特に特徴的なことは、エチル
ベンゼンの濃度が改質油系に比較して2倍以上も高いこ
とである。その代表的組成の1例を表1に示す。このよ
うに、一般にはキシレン混合物中には、エチルベンゼン
がかなりの量存在しているが、エチルベンゼンをなんら
かの手段で除去しなければ分離工程と異性化工程をリサ
イクルしていくに従つてエチルベンゼンが蓄積し、その
濃度が増大していくという好まざる状況となる。A particularly characteristic feature of cracked oil-based xylene is that the concentration of ethylbenzene is more than twice as high as that of reformed oil-based xylene. An example of its typical composition is shown in Table 1. Thus, a considerable amount of ethylbenzene is generally present in a xylene mixture, but unless ethylbenzene is removed by some means, it will accumulate as it is recycled through the separation and isomerization steps. , an undesirable situation arises in which the concentration increases.
このようなことから新鮮な供給原料としてエチルベンゼ
ン濃度の低い改質油系キシレンが好ましく利用されてい
るのが現状であるが、いずれにしてもエチルベンゼン濃
度を低下させることが必要であり、いくつかの方法が工
業的に実施され、又、いくつかの方法が提案されている
。その方法として大きく分類して1つはエチルベンゼン
をそのまま分離するという方法であり、もう1つは反応
により他の有用なる化合物に変換せしめる方法である。
エチルベンゼンを分離する方法として蒸留法が挙げられ
る。For these reasons, it is currently preferable to use modified oil-based xylene with a low ethylbenzene concentration as a fresh feedstock, but in any case, it is necessary to reduce the ethylbenzene concentration, and several Methods are practiced industrially and several methods have also been proposed. The methods can be broadly classified into two: one is to separate ethylbenzene as it is, and the other is to convert it into other useful compounds through reaction.
Distillation is a method for separating ethylbenzene.
この方法の場合キシレン類との間の沸点差が小さいため
超精密蒸留による必要があり、業的に莫大なる設備投資
を要し、さらに運転経費も高く、経済的に不利な方法が
ある。さらに最近、特開昭52−10223等に示され
るように吸着分離法により、エチルベンゼンを分離しよ
うとする提案もあるが、その分離性能は、充分満足のい
くものではない。In this method, since the boiling point difference between xylenes and xylenes is small, it is necessary to use ultra-precision distillation, which requires a huge industrial investment in equipment and also has high operating costs, making it an economically disadvantageous method. Furthermore, recently, there have been proposals to separate ethylbenzene by adsorption separation, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-10223, etc., but the separation performance thereof is not fully satisfactory.
エチルベンゼンを除去する他の方法として他の有用な成
分に変換せしめる方法がある。Another method for removing ethylbenzene is to convert it into other useful components.
その最も代表的な方法は特公昭49−46606、49
一47733、51−15044、51−36253、
特開昭54−16390等に示されているようにエチル
ベンゼンをキシレンに変換する方法である。しかし、こ
の方法では触媒中に極めて高価な貴金属である白金を含
有することが必須である。さらに、エチルベンゼンをキ
シレンに変換するには、その間にナフテン、パラフイン
の如き非芳香族成分の介在が反応メカニズム上必要であ
り、生成物中に存在するその濃度は数%から10数%の
範囲に及んでいる。さらにはエチルベンゼンの転化率は
熱力学的平衡(表2)によつて律せられるためその限界
がある等の欠点がある。エチルベンゼンをキシレン以外
の他の成分に変換する方法が最近特公昭53−4165
7、特開昭52−148028等に提案されている。The most typical method is 49-46606, 49
147733, 51-15044, 51-36253,
This is a method of converting ethylbenzene into xylene, as disclosed in JP-A-54-16390. However, in this method, it is essential that the catalyst contains platinum, which is an extremely expensive noble metal. Furthermore, in order to convert ethylbenzene into xylene, the reaction mechanism requires the intervention of non-aromatic components such as naphthene and paraffin, and the concentration of these components in the product ranges from several percent to several tens of percent. It's reaching. Furthermore, the conversion rate of ethylbenzene is limited by the thermodynamic equilibrium (Table 2), which is a disadvantage. A method for converting ethylbenzene into other components other than xylene has recently been published in Japanese Patent Publication No. 53-4165.
7, proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-148028.
この方法は、キシレンを異性化すると同時に、エチルベ
ンゼンを不均化反応によりベンゼンとジエチルベンゼン
に変換し、キシレンとの間の大きな沸点差を利用して分
離しようとするものである。このようにして得られたベ
ンゼンは合成繊維ナイロンの粗原料として大きな需要が
あるが、ジエチルベンゼンの需要はほとんどなく、さら
に他の有用な化合物に変換する必要があり、経済的に不
利である。さらにエチルベンゼンの不均化反応は、熱力
学的平衡によつて律せられエチルベンゼンの転化率には
限界がある。このような状況からエチルベンゼンを熱力
学的平衡の如き、制約を受けることなく有用な化合物に
変換できることが現在強く望まれているのである。This method attempts to isomerize xylene and at the same time convert ethylbenzene into benzene and diethylbenzene through a disproportionation reaction, and separate the benzene and diethylbenzene by taking advantage of the large boiling point difference between them. Benzene obtained in this way is in great demand as a raw material for synthetic fiber nylon, but there is little demand for diethylbenzene, which is economically disadvantageous because it needs to be converted into other useful compounds. Furthermore, the disproportionation reaction of ethylbenzene is controlled by thermodynamic equilibrium, and there is a limit to the conversion rate of ethylbenzene. Under these circumstances, there is currently a strong desire to be able to convert ethylbenzene into useful compounds without being subject to constraints such as thermodynamic equilibrium.
さらに、これまで述べてきたことからも明らかなように
、エチルベンゼン濃度の高い、例えば分解油系のキシレ
ンをも充分使用でき、かつキシレンの異性化において例
えばパラキシレンを吸着分離した後のラフイネート流体
をも充分異性化できる特性を具備する触媒系が渇望され
ている。Furthermore, as is clear from what has been said so far, it is possible to sufficiently use xylene containing a high concentration of ethylbenzene, such as cracked oil, and in the isomerization of xylene, for example, it is possible to use the ruffinate fluid after adsorption and separation of para-xylene. There is a need for a catalyst system that has the property of being able to sufficiently isomerize the
このような現状を鑑み、本発明者はエチルベンゼンの除
去法として熱力学的制約をほとんど受けることなく、ベ
ンゼンとエタンに水添脱アルキル化し、それと同時に、
キシレンを異性化できる触媒系について考察した結果、
固体酸成分と水添成分を組み合せることにより本反応を
遂行できると考え、各種触媒について鋭意検討を重ねた
。その結果、固体酸成分としてモルデナイト型ゼオライ
トを、水添成分としてレニウム成分を組み合せることに
より、本反応が効率的に進行することを見い出し、本発
明に到達した。すなわちエチルベンゼンを含むキシレン
混合物を水素の存在下で、レニウムを含むモルデナイト
型ゼオライト触媒と接触せしめると、キシレンの異性化
とともにエチルベンゼンの主にベンゼンへの脱アルキル
化を含む他の化合物への変換を可能ならしめる。本発明
に使用できるモルデナイト型ゼオライトは合成品でも、
天然物でも使用でき、もちろんその混合物でもよい。In view of this current situation, the present inventor carried out hydrogenation dealkylation to benzene and ethane as a method for removing ethylbenzene, with almost no thermodynamic constraints, and at the same time,
As a result of considering catalyst systems that can isomerize xylene,
We thought that this reaction could be carried out by combining a solid acid component and a hydrogenation component, and conducted extensive studies on various catalysts. As a result, they discovered that this reaction can proceed efficiently by combining mordenite-type zeolite as the solid acid component and rhenium component as the hydrogenation component, and have arrived at the present invention. That is, when a xylene mixture containing ethylbenzene is brought into contact with a mordenite-type zeolite catalyst containing rhenium in the presence of hydrogen, it is possible to isomerize xylene and convert ethylbenzene to other compounds, mainly dealkylation to benzene. Make it familiar. The mordenite-type zeolite that can be used in the present invention may be a synthetic product,
Natural products can be used, and of course, mixtures thereof may also be used.
モルデナイト型ゼオライトは、シリカとアルミナから構
成される結晶性アルミノシリケートに属し、そのアルミ
ノシリケートは基本的にSiO4とAlO4の四面体が
酸素原子を共有して交さ結合している三次元骨組構造か
らなつている。Mordenite-type zeolite belongs to the crystalline aluminosilicate composed of silica and alumina, and the aluminosilicate basically has a three-dimensional framework structure in which SiO4 and AlO4 tetrahedra are cross-bonded by sharing oxygen atoms. It's summery.
アルミニウムを含む四面体は負の電子価を帯び、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属イオンあるいはその他の陽イ
オンを含むことにより、その電気的中和を保つている。
このような陽イオンは、すでに知られているイオン交換
技術によつて他の陽イオンと交換可能である。;般に、
合成品はナトリウムイオンを主に含んでおり、天然品は
種々のアルカリ金属イオンおよび/又はアルカリ土類金
属イオンを主に含有している。Tetrahedrons containing aluminum have a negative electron valence and are kept electrically neutralized by containing alkali metal, alkaline earth metal ions, or other cations.
Such cations can be exchanged for other cations by known ion exchange techniques. ; Generally,
Synthetic products mainly contain sodium ions, and natural products mainly contain various alkali metal ions and/or alkaline earth metal ions.
本発明に使用するにあたつては、これらモルデナイト型
ゼオライトに酸性を付与せしめることが特に好ましい。When used in the present invention, it is particularly preferable to impart acidity to these mordenite-type zeolites.
酸性を付与するために、部分的に脱アルカリ処理がなさ
れる。ここでいう脱アルカリ処理とは、ゼオライトを酸
および/又はアンモニウム塩化合物を含む溶液で処理し
、ゼオライトに水素イオンおよび/又は水素イオン先駆
体であるアンモニウムイオンを導入するある種のイオン
交換処理である。脱アルカリ処理は一般に水溶液で行な
われる。In order to impart acidity, a partial dealkalization treatment is performed. The dealkalization treatment here refers to a type of ion exchange treatment in which zeolite is treated with a solution containing an acid and/or an ammonium salt compound, and hydrogen ions and/or ammonium ions, which are hydrogen ion precursors, are introduced into the zeolite. be. Dealkalization treatment is generally carried out in an aqueous solution.
使用できる酸としては無機酸あるいは有機酸である。無
機酸としては塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、炭酸等が例と
して挙げられるが、もちろんこれ以外のものでも水素イ
オンを含有するものであればよい。有機酸としては例え
ばギ酸、酢酸、プロピオン酸、修酸、クエン酸、酒石酸
等を挙げることができる。無機酸を使用する場合、あま
り高濃度の溶液で処理すると、モルデナイト構造の破壊
が起こるので好ましくない。好ましく用いられる酸の濃
度は、酸の種類により大きく変化するので一義的には定
めにくく、使用にあたつてはモルデナイト構造の破壊が
起こらないよう充分注意する必要がある。アンモニウム
塩化合物としては、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、アンモニア
水等の如き、無機アンモニウム塩あるいはギ酸アンモニ
ウム、酢酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム等の如
き有機酸のアンモニウム塩も同様に使用できるが、より
好ましくは無機アンモニウム塩である。Acids that can be used are inorganic acids or organic acids. Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, carbonic acid, etc., but of course other acids may be used as long as they contain hydrogen ions. Examples of organic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, oxalic acid, citric acid, and tartaric acid. When using an inorganic acid, it is not preferable to treat with a solution of too high a concentration because the mordenite structure will be destroyed. The concentration of the acid preferably used varies greatly depending on the type of acid, so it is difficult to define it unambiguously, and when using it, it is necessary to be careful not to destroy the mordenite structure. As ammonium salt compounds, inorganic ammonium salts such as ammonium nitrate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium carbonate, aqueous ammonia, etc., or ammonium salts of organic acids such as ammonium formate, ammonium acetate, ammonium citrate, etc. can be used as well. More preferred are inorganic ammonium salts.
使用されるアンモニウム塩の濃度は好ましくは約0.0
5から4規定の溶液が用いられるがより好ましくは約0
,1から2規定である。酸および又はアンモニウム塩溶
液によりモルデナイト型ゼオライトを脱アルカリ処理す
る方法として、バッチ式あるいは流通式いずれの方法も
好ましく用いられる。The concentration of ammonium salt used is preferably about 0.0
A 5 to 4 normal solution is used, more preferably about 0
, 1 to 2 provisions. As a method for dealkalizing mordenite type zeolite with an acid and/or ammonium salt solution, either a batch method or a flow method is preferably used.
バツチ式で処理する場合には、固液比はゼオライトが液
と充分接触できる量以上約1m1/F7以上が好ましい
。処理時間は約0.1から72時間で充分であり、好ま
しくは約0.5から24時間である。処理温度は沸点以
下であればよいが、脱アルカリ速度を促進するために加
温するのが好ましい。処理回数は1回で充分であるが、
必要ならばくり返し処理してもよい。流通式で処理する
場合には固定床方式、流動床方式等が利用できるが、流
通式の場合は、特に流体の偏流が起きないようにあるい
はイオン交換が均一になるように工夫する必要がある。In the case of batch treatment, the solid-liquid ratio is preferably about 1 m1/F7 or more, which is an amount that allows the zeolite to come into sufficient contact with the liquid. A treatment time of about 0.1 to 72 hours is sufficient, preferably about 0.5 to 24 hours. The treatment temperature may be below the boiling point, but it is preferable to heat it to accelerate the dealkalization rate. One treatment is sufficient, but
The process may be repeated if necessary. Fixed bed systems, fluidized bed systems, etc. can be used when processing with a flow system, but in the case of a flow system, special measures must be taken to prevent uneven flow of the fluid or to ensure uniform ion exchange. .
このようにしてモルデナイト型ゼオライトの交換可能な
金属陽イオンが除去され酸により水素イオンが導入され
、あるいはアンモニウム塩により水素イオン先駆体であ
るアンモニウムイオンが導入される。脱アルカリ処理を
進めていくと、触媒の活性が大巾に増大するが、それに
伴ない副反応が併発してくるので過度な脱アルカリ処理
は好ましくない。好ましい脱アルカリ率は50%以下、
すなわちモルデナイト型ゼオライトのアルミニウム1グ
ラム原子当り、水素イオンあるいは水素イオン先駆体で
あるアンモニウムイオンが0.5当量以下である。また
、0.2当量以上であることが好ましい。言い換えれば
交換可能な金属陽イオンがアンモニウム1グラム原子当
り0.5当量以上存在しているのが望ましい。かくの如
くして、脱アルカリ処理されたモルデナイト型ゼオライ
トは、その後充分水洗される。水洗されたゼオライトは
必要によつては乾燥され、さらには焼成される。乾燥は
50〜250℃好ましくは100〜200℃で0.1時
間以上好ましくは0.5〜48時間行なわれる。好まし
い焼成条件は300〜700℃で0.1時間以上、さら
に好ましくは400〜600℃で0.5〜24時間であ
る。このような脱アルカリ処理は、モルデナイトにレニ
ウム成分を担持させる前に行なつてもよいし、レニウム
成分を担持させた後でもよいが、より好ましくはレニウ
ム成分を担持させる前である。In this way, exchangeable metal cations of the mordenite-type zeolite are removed and hydrogen ions are introduced using an acid, or ammonium ions, which are hydrogen ion precursors, are introduced using an ammonium salt. As the dealkalization treatment proceeds, the activity of the catalyst increases significantly, but side reactions occur along with this, so excessive dealkalization treatment is not preferred. The preferable dealkalization rate is 50% or less,
That is, the amount of hydrogen ions or ammonium ions that are hydrogen ion precursors is 0.5 equivalent or less per gram atom of aluminum in the mordenite-type zeolite. Moreover, it is preferable that it is 0.2 equivalent or more. In other words, it is desirable that the exchangeable metal cation is present in an amount of 0.5 equivalent or more per gram atom of ammonium. The mordenite-type zeolite thus dealkalized is then thoroughly washed with water. The water-washed zeolite is dried, if necessary, and further calcined. Drying is carried out at 50 to 250°C, preferably 100 to 200°C, for 0.1 hour or more, preferably 0.5 to 48 hours. Preferred firing conditions are 300 to 700°C for 0.1 hour or more, more preferably 400 to 600°C for 0.5 to 24 hours. Such a dealkalization treatment may be carried out before the rhenium component is supported on the mordenite or after the rhenium component is supported, but it is more preferably performed before the rhenium component is supported.
ここで使用されるレニウムは酸化物、硫化物、セレン化
物などの化合物あるいはその元素形態のものである。モ
ルデナイト型ゼオライトにレニウムを担持させるために
、好ましく用いられる方法としては、混練法、含浸法、
粉体同志の物理的混合法等を挙げることができるが、必
ずしもこれら方法に限定される必要はない。Rhenium as used herein is a compound such as an oxide, sulfide, selenide, or its elemental form. Preferred methods for supporting rhenium on mordenite-type zeolite include kneading method, impregnation method,
Examples include a method of physically mixing powders together, but the method is not necessarily limited to these methods.
しかしモルデナイト型ゼオライトにレニウム成分をより
均一に分散させる程、活性と選択性にとつて、より好ま
しいことから、好ましく用いられる方法は、混練法と含
浸法であり、特に混練法が好ましい。混練法はモルデナ
イト成分を100メツシユ以下に粉化しこの粉体にレニ
ウム成分を水の存在下で充分均一に混練する方法である
。充分均一にするために混練する時間は10分以上であ
り好ましくは30分以上である。含浸法の場合には、モ
ルデナイト成分をレニウム成分を含む水溶液と接触せし
めることからなるためレニウムは可溶性の過レニウム酸
、あるいは過レニウム酸アンモニウムが好ましく用いら
れる。レニウム化合物の担持量は全体の重量に対して元
素状として0.01〜3重量%好ましくは0.05〜0
.5重量%である。モルデナイト型ゼオライトに担持さ
れたレニウム成分のうち酸化レニウム(ロ)は水ど接触
すると過レニウム酸として溶解しやすいので、担持状態
で硫化水素ど接触させ、不溶性の硫化レニウムとしても
よい。反応装置は固定床、流動床いずれでも使用可能で
あるが固定床方式の方が装置が簡単であり、運転操作も
容易な点から好ましく用いられる。However, the more uniformly the rhenium component is dispersed in the mordenite-type zeolite, the better the activity and selectivity. Therefore, the preferably used methods are the kneading method and the impregnation method, with the kneading method being particularly preferred. The kneading method is a method in which the mordenite component is powdered to a size of 100 mesh or less, and the rhenium component is sufficiently uniformly kneaded into this powder in the presence of water. In order to obtain sufficient uniformity, the kneading time is 10 minutes or more, preferably 30 minutes or more. In the case of the impregnation method, since the mordenite component is brought into contact with an aqueous solution containing the rhenium component, soluble perrhenic acid or ammonium perrhenate is preferably used as the rhenium. The amount of the rhenium compound supported is 0.01 to 3% by weight in elemental form based on the total weight, preferably 0.05 to 0.
.. It is 5% by weight. Among the rhenium components supported on mordenite-type zeolite, rhenium oxide (b) is easily dissolved as perrhenic acid when it comes into contact with water, so it may be brought into contact with hydrogen sulfide in a supported state to form insoluble rhenium sulfide. Although either a fixed bed or a fluidized bed can be used as the reactor, a fixed bed type is preferred because it is simpler and easier to operate.
固定床方式の場合、触媒粒径は触媒有効係数の点からは
小さい程好ましく、粒径が小さくなりすぎると逆に圧力
損失が増大し、好ましくない。したがつて触媒粒径には
好ましい範囲が存在する。好ましく用いられる粒径は0
.05〜10m7!Lであり、さらに好ましくは0.1
〜2闘である。このような好ましい範囲を有する触媒と
するために、場合によつては成型する必要がある。成型
法には圧縮成型、押出し成型等を挙げることができるが
、その成型性を改善するため、あるいは触媒に強度を付
与するためバインダーが用いられる。も、ちろん、バイ
ンダーなしで充分成型できれば、バインダーを使用する
必要がないのはいうまでもない。バインダーとしては、
例えばベントナイト、酸性白土のような粘土質あるいは
シリカゲル、アルミナゾルのようなものが好ましく用い
られる。その添加量は全体に対して絶乾重量ベースで3
0重量%以下、好ましくは20重量%以下である。成型
はモルデナイト型ゼオライトを脱アルカリ処理する前で
も後でもよく、さらにはレニウム成分を担持する前でも
後でもよい。使用するモルデナイト型ゼオライトの形状
レニウム化合物の種類、さらにはその担持法等を考慮の
上、もつとも実行しやすい方法で行なえばよい。以上、
これまでに述べてきたようにして調製された触媒は使用
に先だつて乾燥され、それに引き続き焼成された。In the case of a fixed bed system, the smaller the catalyst particle size is, the more preferable it is from the point of view of the catalyst effectiveness coefficient, but if the particle size becomes too small, pressure loss increases, which is not preferable. Therefore, there is a preferable range for the catalyst particle size. Preferably used particle size is 0
.. 05~10m7! L, more preferably 0.1
~2 fights. In order to obtain a catalyst having such a preferable range, it may be necessary to mold the catalyst in some cases. Molding methods include compression molding, extrusion molding, etc., and a binder is used to improve moldability or to impart strength to the catalyst. Of course, it goes without saying that there is no need to use a binder if it can be sufficiently molded without a binder. As a binder,
For example, clay materials such as bentonite and acid clay, silica gel, and alumina sol are preferably used. The amount added is 3 on an absolute dry weight basis.
It is 0% by weight or less, preferably 20% by weight or less. The molding may be performed before or after dealkalizing the mordenite zeolite, and further before or after supporting the rhenium component. Any method that is easy to carry out may be used, taking into account the shape of the mordenite-type zeolite used, the type of rhenium compound, and the method of supporting it. that's all,
The catalyst prepared as described above was dried prior to use and subsequently calcined.
乾燥は50〜250℃好ましくは100〜200℃で0
.1時間以上、好ましくは0.5〜48時間行なわれる
。焼成は300〜700℃で0.1時間以上、好ましく
は400〜600℃で0.5〜24時間行なわれる。な
おこのような焼成によつてモルデナイト型ゼオライトに
導入されたアンモニウムイオンは水素イオンに変換し、
さらには水素イオンは焼成温度を高くしていくと脱カチ
オン型に変換していくが、もちろんこのような形態にな
つた触媒も充分使用できる。Drying at 50-250℃, preferably 100-200℃
.. It is carried out for 1 hour or more, preferably 0.5 to 48 hours. Firing is carried out at 300-700°C for 0.1 hour or more, preferably at 400-600°C for 0.5-24 hours. The ammonium ions introduced into the mordenite zeolite through such calcination are converted into hydrogen ions,
Furthermore, hydrogen ions are converted into a decationized form as the calcination temperature is increased, and of course catalysts in this form can also be used satisfactorily.
以上述べたようにして調製された触媒は次のような反応
条件のもとで使用される。The catalyst prepared as described above is used under the following reaction conditions.
すなわち反応操作温度は300〜600℃好ましくは3
50〜550℃である。反応操作圧力は大気圧から10
0kg/(1−JモVFG好ましくは大気圧から50Vd
Gである。反応のタイム・フアクタ一W/F(F7一C
atW/f−MOl供給原料)(W:触媒重量、F:1
時間当りのモル供給原料)は1:200好ましくは5か
ら150である。反応系での水素はエチルベンゼンを脱
アルキル化するのには必須成分である。水素濃度が低す
ぎるとエチルベンゼンの脱アルキル化反応が充分に進行
しないし、さらには触媒土への炭素質成分の沈着により
、活性の経時劣化をもたらす。逆に水素濃度を過度に高
くすると、水添分解反応が増大するのが好ましくない。
したがつて水素濃度には好ましい範囲が存在する。水素
濃度は反応系における水素と供給原料のモル比(H2/
F)で表わして1から50好ましくは3から30である
。供給原料としては、エチルベンゼンを含むキシレン混
合物が用いられるが、キシレン混合物中でのエチルベン
ゼン濃度に特に制限はない。That is, the reaction operation temperature is 300 to 600°C, preferably 3
The temperature is 50-550°C. Reaction operating pressure is from atmospheric pressure to 10
0kg/(1-J mo VFG preferably 50Vd from atmospheric pressure
It is G. Reaction time factor W/F (F71C
atW/f-MOl feedstock) (W: catalyst weight, F: 1
molar feedstock per hour) is 1:200, preferably 5 to 150. Hydrogen in the reaction system is an essential component for dealkylating ethylbenzene. If the hydrogen concentration is too low, the dealkylation reaction of ethylbenzene will not proceed sufficiently, and furthermore, the activity will deteriorate over time due to the deposition of carbonaceous components on the catalyst soil. On the other hand, if the hydrogen concentration is excessively increased, it is undesirable that the hydrogenolysis reaction increases.
Therefore, there is a preferable range for hydrogen concentration. The hydrogen concentration is determined by the molar ratio of hydrogen and feedstock in the reaction system (H2/
F) is 1 to 50, preferably 3 to 30. A xylene mixture containing ethylbenzene is used as the feedstock, but there is no particular restriction on the concentration of ethylbenzene in the xylene mixture.
キシレン混合物中におけるパラキシレン濃度は熱力学的
平衡濃度以下のものが使用されるが、熱力学的平衡濃度
のパラキシレンを含んでいても、エチルベンゼン濃度を
低下させる目的で供給原料として用いることも、本発明
の一実施態様として可能であることはもちろんのことで
ある。供給原料には他の芳香族成分例えばベンゼン、ト
ルエン、トリメチルベンゼン、エチルトルエン、ジエチ
ルベンゼン、エチルキシレン等を含有していてもその濃
度が低い範囲であれば問題ない。The concentration of paraxylene in the xylene mixture used is below the thermodynamic equilibrium concentration, but even if it contains paraxylene at the thermodynamic equilibrium concentration, it can be used as a feedstock for the purpose of reducing the ethylbenzene concentration. Of course, this is possible as an embodiment of the present invention. Even if the feedstock contains other aromatic components such as benzene, toluene, trimethylbenzene, ethyltoluene, diethylbenzene, ethylxylene, etc., there is no problem as long as the concentration is within a low range.
以下、本発明を実施例をもつて説明するが、これらによ
つて本発明を限定されるものではない。実施例1および
比較例1ノートン社製合成モルデナイト“ゼオロンNA
−100゛粉末を0.187規定の塩化アンモニウム水
溶液で、固液比5(l/1<g)にて80〜90℃に加
温し、30分間バツチ的にイオン交換処理した。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained using Examples, but the present invention is not limited by these. Example 1 and Comparative Example 1 Synthetic mordenite "Zeolon NA" manufactured by Norton
-100° powder was heated to 80 to 90° C. with a 0.187 normal ammonium chloride aqueous solution at a solid-liquid ratio of 5 (l/1<g), and subjected to ion exchange treatment in batches for 30 minutes.
その後、蒸留水で充分水洗し、110℃で1夜乾燥した
。このイオン交換したゼオロンNA一100の粉末を硝
酸抽出処理し炎光分析によりナトリウム含量を測定した
結果、脱アルカリ率は36.4%であつた。このモルデ
ナイト粉末に、アルミナゾルをバインダーとしてアルミ
ナ(Al2O3)換算で15重量%添加しそれに過レニ
ウム酸水溶液をレニウム元素に換算して0.1重量%加
えて混練し、成型した。成型後10〜24メツシユ(J
ISブルー)に分級した。110℃で1夜乾燥し、その
後500℃で2時間焼成した。Thereafter, it was thoroughly washed with distilled water and dried at 110°C overnight. This ion-exchanged Zeolon NA-100 powder was extracted with nitric acid, and the sodium content was measured by flame analysis. As a result, the dealkalization rate was 36.4%. To this mordenite powder, 15% by weight of alumina sol was added as a binder in terms of alumina (Al2O3), and 0.1% by weight of perrhenic acid aqueous solution was added thereto in terms of rhenium element, followed by kneading and molding. 10-24 meshes after molding (J
IS blue). It was dried at 110°C overnight, and then fired at 500°C for 2 hours.
この触媒を触媒゛A゛と略す。一方比較例として過レニ
ウム酸を添加せずにして調製した触媒を触媒6B゛と略
す。触媒“A″.6B゛にエチルベンゼンを単独で供給
し、表3に示す結果を得た。This catalyst is abbreviated as catalyst "A". On the other hand, as a comparative example, a catalyst prepared without adding perrhenic acid was abbreviated as catalyst 6B. Catalyst “A”. Ethylbenzene was supplied alone to 6B, and the results shown in Table 3 were obtained.
BZ:ベンゼン
C8NP:C8ナフテン、パラフイン
TOL:トルエン
ET:エチルトルエン
DEB:ジエチルベンゼン
EB:エチルベンゼン
R.L.:リング・ロス(芳香環の損失)レニウムを含
む触媒6A゛は′″B゛と比較してエチルベンゼン転化
率が高くかつ、ベンゼンへの選択的脱アルキル化が著し
く向上していることが理解できる。BZ: Benzene C8NP: C8 naphthene, paraffin TOL: Toluene ET: Ethyltoluene DEB: Diethylbenzene EB: Ethylbenzene R. L. :Ring loss (loss of aromatic ring) It can be seen that the catalyst 6A'' containing rhenium has a higher conversion rate of ethylbenzene than '''B'' and that the selective dealkylation to benzene is significantly improved. .
実施例2および比較例2、3
ノートン社製合成モルデナイト“ゼオロンNA−100
″の粉末を0.281規定の塩化アンモニウム水溶液で
、固液5(1/Kg)にて、80〜90℃に加温し、3
0分間バツチ的にイオン交換※く処理した。Example 2 and Comparative Examples 2 and 3 Synthetic mordenite “Zeolon NA-100” manufactured by Norton
'' powder was heated to 80 to 90°C in a 0.281 N ammonium chloride aqueous solution at 5 (1/Kg), and
The sample was subjected to ion exchange* treatment in batches for 0 minutes.
その後蒸留水で充分水洗し110℃で1夜乾燥した。こ
のイオン交換した6ゼオロンNA−100′5の脱アル
カリ率は43.5%であつた。このモルデナイト粉末に
バインダーとしてアルミナゾルをアルミナ(Al2O3
)換算で15重量%添加し、それに過レニウム酸水溶液
をレニウム元素に換算して0.1重量%加えて約1時間
混練し、押出し成型をした。Thereafter, it was thoroughly washed with distilled water and dried at 110°C overnight. The dealkalization rate of this ion-exchanged 6zeolon NA-100'5 was 43.5%. Alumina sol (Al2O3) is added to this mordenite powder as a binder.
), and 0.1% by weight (calculated as rhenium element) of a perrhenic acid aqueous solution was added thereto, kneaded for about 1 hour, and extruded.
成型後10〜24メツシユに分級し、110℃1夜乾燥
し500℃で2時間焼成した。このようにして調製した
触媒を触媒゛C゛と略す。過レニウム酸のかわりに塩化
白金酸水溶液を用いて白金を0.05重量%添加したも
のを触媒“D―硝酸ニツケル水溶液を用いて、ニツケル
として0.2重量%添加したものを触媒゛E゛と略す。After molding, it was classified into 10 to 24 meshes, dried at 110°C overnight, and fired at 500°C for 2 hours. The catalyst thus prepared is abbreviated as catalyst "C". Using an aqueous solution of chloroplatinic acid instead of perrhenic acid and adding 0.05% by weight of platinum as a catalyst "D" - Using an aqueous solution of nickel nitrate and adding 0.2% by weight of nickel as a catalyst "E" It is abbreviated as
触媒賛C少\DD−?FEFFにェチ,ベンゼンを供給
した時の反応結果を表4に示す。表4より水添成分とし
てレニウムは白金、ニツケル等の成分よりエチルベンゼ
ンのベンゼンへの脱アルキル化反応に対する選択性を向
上させていることが理解できる。Catalyst support C low\DD-? Table 4 shows the reaction results when benzene was supplied to FEFF. It can be seen from Table 4 that rhenium as a hydrogenation component improves the selectivity for the dealkylation reaction of ethylbenzene to benzene over components such as platinum and nickel.
Claims (1)
レニウムを含むモルデナイト型ゼオライトと接触せしめ
ることを特徴とするエチルベンゼンを含むキシレン類の
変換方法。 2 モルデナイト型ゼオライトが水素イオンおよび/又
は水素イオン先駆体をアルミニウムのグラム原子当り0
.5当量以下有するゼオライトである特許請求の範囲第
1項記載のエチルベンゼンを含むキシレン類の変換方法
。[Claims] 1. xylene containing ethylbenzene in the presence of hydrogen,
A method for converting xylenes containing ethylbenzene, which comprises contacting with a mordenite-type zeolite containing rhenium. 2 Mordenite-type zeolites contain 0 hydrogen ions and/or hydrogen ion precursors per gram atom of aluminum.
.. The method for converting xylenes containing ethylbenzene according to claim 1, which is a zeolite having 5 equivalents or less.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55083952A JPS593970B2 (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Conversion method for xylenes including ethylbenzene |
| US06/274,318 US4409413A (en) | 1980-06-23 | 1981-06-16 | Conversion of xylenes containing ethyl benzene |
| CA000379983A CA1166273A (en) | 1980-06-23 | 1981-06-17 | Conversion of xylenes containing ethyl benzene |
| DE8181302807T DE3163862D1 (en) | 1980-06-23 | 1981-06-22 | Conversion of xylenes containing ethyl benzene |
| EP81302807A EP0042754B1 (en) | 1980-06-23 | 1981-06-22 | Conversion of xylenes containing ethyl benzene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55083952A JPS593970B2 (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Conversion method for xylenes including ethylbenzene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS579727A JPS579727A (en) | 1982-01-19 |
| JPS593970B2 true JPS593970B2 (en) | 1984-01-27 |
Family
ID=13816913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55083952A Expired JPS593970B2 (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Conversion method for xylenes including ethylbenzene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593970B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6456628A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-03 | Toray Industries | Production of p-xylene |
| JP5360186B2 (en) * | 2011-11-30 | 2013-12-04 | ダイキン工業株式会社 | Air conditioner outdoor unit |
-
1980
- 1980-06-23 JP JP55083952A patent/JPS593970B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS579727A (en) | 1982-01-19 |
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