JPH0717524B2 - Process for producing alkylated aromatic compounds - Google Patents
Process for producing alkylated aromatic compoundsInfo
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- JPH0717524B2 JPH0717524B2 JP61294949A JP29494986A JPH0717524B2 JP H0717524 B2 JPH0717524 B2 JP H0717524B2 JP 61294949 A JP61294949 A JP 61294949A JP 29494986 A JP29494986 A JP 29494986A JP H0717524 B2 JPH0717524 B2 JP H0717524B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、アルキル化芳香族化合物の製法に関するもの
で、より詳細には、モノアルキル化芳香族化合物(本明
細書に言う「モノアルキル化」とは、本発明の方法によ
り芳香族炭化水素に新たに導入されたアルキル基が1つ
という意味である。たとえば、本発明の方法に基づきト
ルエンをドデセンでアルキル化して得られるドデシルト
ルエンは、便宜上モノアルキル化芳香族化合物に入るこ
とにする。)を、芳香族炭化水素とアルキル化剤との反
応により高選択率及び高転化率で製造するための改良に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an alkylated aromatic compound, and more specifically, to a monoalkylated aromatic compound (“monoalkylated aromatic compound” referred to herein). Means that there is one alkyl group newly introduced into the aromatic hydrocarbon by the method of the present invention. For example, dodecyltoluene obtained by alkylating toluene with dodecene based on the method of the present invention is For the sake of convenience will be referred to as monoalkylated aromatic compounds.) For the preparation of high selectivity and high conversion by reaction of aromatic hydrocarbons with alkylating agents.
(従来の技術及び発明の技術的課題) 芳香族炭化水素のオレフィンによるアルキル化は古くか
ら知られており、その触媒としては、AlCl3,BF3等のル
イス酸、硫酸等のプロトン酸、アルミノシリケート等の
固体酸等が知られている。固体酸触媒として、水素型の
ゼオライトX、ゼオライトY等を用いることも特公昭42
-3298号公報により既に知られている。(Prior Art and Technical Problem of the Invention) Alkylation of aromatic hydrocarbons with olefins has been known for a long time, and catalysts thereof include Lewis acids such as AlCl 3 and BF 3 ; protonic acids such as sulfuric acid; Solid acids such as silicates are known. It is also possible to use hydrogen type zeolite X, zeolite Y, etc. as the solid acid catalyst.
It is already known from the publication No. -3298.
水素型ゼオライトの内でも、ゼオライトYを前駆体とす
るものは、SiO2/Al2O3比が高く、耐熱性、耐酸性、耐
水熱性等に優れており、またポア・サイズが反応に適し
た範囲にあり、耐コーキング性にも優れているため、前
記アルキル化触媒に特に適している。Among the hydrogen-type zeolites, zeolite Y as a precursor has a high SiO 2 / Al 2 O 3 ratio, is excellent in heat resistance, acid resistance, hydrothermal resistance, etc., and has a pore size suitable for the reaction. Since it is within the above range and has excellent coking resistance, it is particularly suitable for the alkylation catalyst.
水素型ゼオライトYを製造する公知の方法は、ケイ酸
分、アルミナ分、ナトリウム分及び水分がゼオライトY
生成範囲にある組成物を調製し、必要により鉱化剤の存
在下にゼオライトYを製造する工程と、該ゼオライトY
をアンモニウム塩と接触させてアンモニウム型ゼオライ
トを製造する工程と、アンモニウム型ゼオライトを焼成
して水素型ゼオライトに転化する工程とから成ってい
る。公知の方法により製造される水素型ゼオライトY
は、反応の選択率及び転化率の点では未だ満足し得るも
のでない。A known method for producing hydrogen-type zeolite Y is that the silicic acid content, the alumina content, the sodium content and the water content are zeolite Y.
A step of preparing a composition within a production range and, if necessary, producing zeolite Y in the presence of a mineralizer, and the zeolite Y
Is contacted with an ammonium salt to produce an ammonium-type zeolite, and a step of firing the ammonium-type zeolite to convert it into a hydrogen-type zeolite. Hydrogen-type zeolite Y produced by a known method
Is still unsatisfactory in terms of reaction selectivity and conversion.
即ち、芳香族炭化水素のアルキル化反応を例にとって説
明すると、公知の水素型ゼオライトYの場合、反応時間
と転化率との関係をプロットすると、反応初期において
は比較的高い転化率を示すとしても、反応時間を延長し
ても転化率の伸びが小さく、全体としての転化率が比較
的低いレベルで飽和する傾向を示す。また、モノアルキ
ル化芳香族炭化水素の他に、ポリアルキル化芳香族炭化
水素やオレフィンオリゴマーさらにはブナフチル等の芳
香族炭化水素の縮合物等の副生物が生成し、目的物への
選択率が未だ低いという問題もある。That is, when the alkylation reaction of aromatic hydrocarbons is taken as an example, in the case of the known hydrogen-type zeolite Y, when the relationship between the reaction time and the conversion rate is plotted, even if it shows a relatively high conversion rate at the initial stage of the reaction. However, even if the reaction time is extended, the conversion rate is small and the overall conversion rate tends to be saturated at a relatively low level. In addition to monoalkylated aromatic hydrocarbons, by-products such as polyalkylated aromatic hydrocarbons, olefin oligomers, and condensates of aromatic hydrocarbons such as bunaphtyl are produced, and the selectivity to the target substance is increased. There is also the problem that it is still low.
(発明の骨子及び目的) 本発明者等は、粘土鉱物の酸処理により得られた活性ケ
イ酸または活性アルミノケイ酸を原料として合成された
一定の酸性度を有する水素型ゼオライトYを、芳香族炭
化水素のアルキル化触媒として使用すると、目的とする
モノアルキル化芳香族炭化水素が高選択率及び高転化率
で得られることを見出した。(Summary and Purpose of the Invention) The present inventors have developed an aromatic carbonized hydrogen-type zeolite Y having a certain acidity, which is synthesized from activated silicic acid or activated aluminosilicic acid obtained by acid treatment of clay minerals. It was found that the target monoalkylated aromatic hydrocarbon can be obtained with high selectivity and high conversion when used as a hydrogenation alkylation catalyst.
即ち、本発明の目的は、アルミノシリケート触媒の存在
下での芳香族炭化水素のアルキル化を高選択率及び高転
化率で行う方法を提供するにある。That is, an object of the present invention is to provide a method for alkylating an aromatic hydrocarbon in the presence of an aluminosilicate catalyst with high selectivity and high conversion.
本発明の他の目的は、ビナフチル等の芳香族炭化水素の
縮合物や、ポリアルキル化芳香族炭化水素等の副生成物
の生成を少ないレベルに維持しながら、目的とするモノ
アルキル化芳香族炭化水素を高収率で製造し得る方法を
提供するにある。Another object of the present invention is to maintain the production of a condensate of an aromatic hydrocarbon such as binaphthyl or a by-product such as a polyalkylated aromatic hydrocarbon at a low level while maintaining the desired monoalkylated aromatic hydrocarbon. It is to provide a method capable of producing a hydrocarbon in a high yield.
本発明の更に他の目的は、モノアルキル化芳香族炭化水
素への選択率と転化率とに優れており、しかも寿命にも
優れている芳香族炭化水素のアルキル化法を提供するに
ある。Still another object of the present invention is to provide a method for alkylating aromatic hydrocarbons, which is excellent in selectivity and conversion to monoalkylated aromatic hydrocarbons and which is also excellent in life.
(発明の構成) 本発明によれば、芳香族炭化水素とアルキル化剤とをア
ルミノシリケート触媒の存在下に反応させることから成
るアルキル化芳香族化合物の製法において、アルミノシ
リケート触媒として、粘土鉱物の酸処理により得られた
活性ケイ酸又は活性アルミノケイ酸をシリカ原料として
合成され、ハメットの酸強度関数で−5.6以下の酸性度
が0.5乃至1.0meq/gの範囲にある水素型ゼオライトYを
用いることを特徴とする方法が提供される。(Structure of the Invention) According to the present invention, in a process for producing an alkylated aromatic compound, which comprises reacting an aromatic hydrocarbon with an alkylating agent in the presence of an aluminosilicate catalyst, a clay mineral of a clay mineral is used as an aluminosilicate catalyst. Use hydrogen type zeolite Y which is synthesized by using active silicic acid or active aluminosilicic acid obtained by acid treatment as a silica raw material, and has an acidity of −5.6 or less in the range of 0.5 to 1.0 meq / g in Hammett's acid strength function. Is provided.
さらに、上記方法に基づき、液相、バッチ方式で芳香族
炭化水素とアルキル化剤とを反応させるに際し、反応容
器内に不活性ガスを流通させることを特徴とするアルキ
ル化芳香族化合物の製法が提供される。Furthermore, based on the above method, a liquid phase, when reacting an aromatic hydrocarbon and an alkylating agent in a batch system, a method for producing an alkylated aromatic compound characterized by circulating an inert gas in a reaction vessel, Provided.
(発明の特徴及び作用効果) 本発明方法は、用いる芳香族炭化水素のアルキル化触媒
に特徴があり、この触媒は、水素型ゼオライトYから成
るが、粘土鉱物の酸処理により得られた活性ケイ酸又は
活性アルミノケイ酸をシリカ原料として合成されている
こと;水素型ゼオライトYの酸性度が、ハメットの酸強
度関数で−5.6以下として0.5乃至1.0meq/gの範囲に制御
されていることの組合せに特徴を有するものである。(Characteristics and Effects of the Invention) The method of the present invention is characterized by the aromatic hydrocarbon alkylation catalyst used. This catalyst is composed of hydrogen-type zeolite Y, which is obtained by acid treatment of clay minerals. Acid or active alumino-silicic acid is used as a silica raw material; the acidity of hydrogen-type zeolite Y is controlled within the range of 0.5 to 1.0 meq / g by -5.6 or less by Hammett's acid strength function. It is characterized by
従来、層状構造を有する粘土鉱物の酸処理物をシリカ原
料として、ゼオライトYをも含めて種類のゼオライトを
合成することは既に知られている(例えば、米国特許第
1,062,064号明細書、米国特許第3,393,045号明細書、特
開昭52-62314号公報)。しかしながら、本発明者等の知
る限り、粘土酸処理物を原料としたゼオライトYから水
素型ゼオライトYを製造した例は未だ知られていない。Conventionally, it is already known to synthesize a zeolite of a type including zeolite Y using an acid-treated product of a clay mineral having a layered structure as a silica raw material (for example, US Pat.
1,062,064, U.S. Pat. No. 3,393,045, JP-A-52-62314). However, as far as the inventors of the present invention know, no example of producing hydrogen-type zeolite Y from zeolite Y using a clay acid-treated product as a raw material has been known.
しかるに、本発明者等は、粘土酸処理物をシリカ原料と
して合成した水素型ゼオライトYの内、ハメットの酸強
度関数で−5.6以下の酸性度が特定の範囲内にあるもの
は、従来公知の水素型ゼオライトには認められない新規
な特性を有し、しかもこの水素型ゼオライトYは、芳香
族炭化水素のアルキル化触媒として、高い選択率と高い
転化率を与えることを見出した。However, the present inventors have found that among the hydrogen-type zeolite Y synthesized by using the clay acid-treated product as the silica raw material, the acidity of −5.6 or less in the specific range of Hammett's acid strength function is within a specific range. It has been found that the hydrogen-type zeolite Y has novel characteristics not found in the hydrogen-type zeolite, and that the hydrogen-type zeolite Y provides a high selectivity and a high conversion rate as an aromatic hydrocarbon alkylation catalyst.
合成ケイ酸やケイ酸アルカリをシリカ原料として合成し
た水素型ゼオライトYをアルキル化触媒に使用した場合
に生ずる欠点は既に指摘した通りであるが、最も重大な
欠点は実用上無視できない量の副生物を生ずることであ
る。The drawbacks that occur when hydrogen-type zeolite Y synthesized from synthetic silicic acid or alkali silicate as a silica raw material is used as an alkylation catalyst have already been pointed out, but the most serious drawback is a practically negligible amount of by-products. Is to occur.
例えば、ナフタレンをアルキル化する場合、ビナフチル
のように芳香族炭化水素同志の縮合物がかなり副生する
ことである。このような縮合物は、高融点の固体であ
り、製品であるアルキル化芳香族炭化水素に混入するこ
とは、製品の品質に悪影響を及ぼすため到底許容され
ず、一方、製品からこの副生物を蒸留等の手段で分離す
る際には、該縮合物が高融点であり、しかも昇華性を有
するため、多大の困難を伴なう。For example, when alkylating naphthalene, a condensate of aromatic hydrocarbons such as binaphthyl is considerably produced as a by-product. Such a condensate is a solid having a high melting point, and its incorporation into the product, an alkylated aromatic hydrocarbon, is unacceptable because it adversely affects the quality of the product. When the condensation product is separated by a means such as distillation, the condensate has a high melting point and has a sublimation property, which causes great difficulty.
これに対して、本発明に用いる上記特定の水素型ゼオラ
イトYでは、芳香族炭化水素同志の縮合物を生成する傾
向が極めて少ないことから、得られるアルキル化芳香族
炭化水素製品は高純度であると共に、製品の分離、精製
操作も至って容易に行われるという利点がもたらされる
ものである。On the other hand, in the above-mentioned specific hydrogen type zeolite Y used in the present invention, since the tendency to form a condensate of aromatic hydrocarbons is extremely small, the obtained alkylated aromatic hydrocarbon product has high purity. At the same time, there is an advantage that product separation and purification operations can be performed easily.
また、アルキル化反応に際しても、芳香族炭化水素同志
の縮合反応が抑制されているため、アルキル化剤に対す
る芳香族炭化水素のモル比を従来のそれに比して高く維
持して反応を行わせることが可能となり、その結果とし
てジアルキル化物の生成を一層顕著に抑制しつつ転化率
の向上を計ることが可能となる。Also, during the alkylation reaction, the condensation reaction between aromatic hydrocarbons is suppressed, so the reaction should be performed while maintaining the molar ratio of aromatic hydrocarbon to alkylating agent higher than in the past. As a result, it is possible to improve the conversion rate while further significantly suppressing the formation of the dialkylated product.
下記A表は、従来芳香族炭化水素のアルキル化に使用さ
れていた水素型ゼオライトYの典型的なもの及びスメク
タイト族粘土の酸処理物を原料とした本発明方法に用い
る水素型ゼオライトYについて、各種特性、即ち、比表
面積、細孔容積、酸性度と、ナフタレンのα−オレフィ
ン(炭素数20)によるアルキル化に際し得られた選択率
及び転化率との関係を示す。Table A below shows typical hydrogen-type zeolite Y that has been conventionally used for alkylation of aromatic hydrocarbons and hydrogen-type zeolite Y used in the method of the present invention using an acid-treated product of smectite group clay as a raw material. The relationship between various characteristics, that is, specific surface area, pore volume, acidity, and the selectivity and conversion obtained in the alkylation of naphthalene with α-olefin (having 20 carbon atoms) is shown.
A表の結果によると、本発明に用いる水素型ゼオライト
Yは、従来公知の水素型ゼオライトYに比して、比表面
積、細孔容積及び酸性度の全ての点で劣っており、従っ
て固体酸触媒としては性能の劣ったものであることが予
測される。しかるに、本発明によれば、かかる予測とは
全く逆に、従来のものに比し、はるかに優れた選択率と
転化率とが得られるのであって、これは本発明による予
想外の作用効果である。 According to the results shown in Table A, the hydrogen-type zeolite Y used in the present invention is inferior to the conventionally known hydrogen-type zeolite Y in all of the specific surface area, the pore volume and the acidity. It is expected that the catalyst will have poor performance. However, according to the present invention, contrary to such prediction, far superior selectivity and conversion ratio can be obtained as compared with the conventional one, which is an unexpected effect of the present invention. Is.
この理由は、正確には不明であるが、次のように推測さ
れる。即ち、従来の水素型ゼオライトYは酸性度が大き
すぎるために副反応を生じるのに対し、本発明に用いる
水素型ゼオライトYにおいては、酸性度が適切な範囲に
抑制されており、これが副反応の抑制と転化率の向上と
に好影響をもたらしているものと推定される。The exact reason for this is unknown, but it is presumed as follows. That is, the conventional hydrogen-type zeolite Y causes a side reaction because the acidity is too large, whereas the hydrogen-type zeolite Y used in the present invention has an acidity suppressed to an appropriate range, which is a side reaction. It is presumed that this has a positive effect on the suppression of the heat generation and the improvement of the conversion rate.
ここまでに記述した本発明の方法に基づくアルキル化反
応は、商業化に耐え得るに充分な速度で進行する。しか
し、本発明者等は、このアルキル化反応を液相、バッチ
方式で行う際に、反応容器内、例えば反応液上部の空間
に窒素ガス等の不活性ガスを流通させることにより、反
応速度をさらに速め得ることを見出した。また、その際
のモノアルキル化芳香族化合物への選択率は、同様の転
化率で比較した場合、不活性ガスを流通させない場合と
差がないことをも見出した。たとえば、水素型ゼオライ
トYを触媒として、液相、バッチ方式でナフタレンのα
−オレフィン(炭素数2.0)によるアルキル化を行った
所、窒素ガスを流通させた場合には、同条件下で窒素ガ
スを流通させなかった場合に比べて半分の反応時間で高
転化率を達成できた。また、オレフィン転化率が95%以
上で比較すると、モノアルキルナフタレンへの選択率
は、窒素ガスの流通・不流通にかかわらず92%程度と良
好で差が見出せなかった。The alkylation reaction based on the method of the invention described so far proceeds at a rate sufficient to withstand commercialization. However, the inventors of the present invention, when performing this alkylation reaction in a liquid phase or batch system, the reaction rate can be increased by circulating an inert gas such as nitrogen gas in the reaction vessel, for example, in the space above the reaction solution. We have found that it can be further accelerated. It was also found that the selectivity to the monoalkylated aromatic compound at that time was not different from the case where an inert gas was not flowed, when compared at the same conversion rate. For example, using hydrogen-type zeolite Y as a catalyst, α of naphthalene in liquid phase and batch
-When alkylated with an olefin (carbon number 2.0), when nitrogen gas was passed, a high conversion rate was achieved in half the reaction time compared to when nitrogen gas was not passed under the same conditions. did it. Further, when the olefin conversion rate was 95% or more, the selectivity to monoalkylnaphthalene was about 92%, which was good regardless of whether the nitrogen gas was distributed or not, and no difference was found.
(発明の好適実施態様の説明) 本発明を以下に詳細に説明する。DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION The present invention is described in detail below.
触媒の調製及び特性 本発明においては、アルキル化触媒として、粘土鉱物の
酸処理で得られた活性ケイ酸又は活性アルミノケイ酸を
シリカ原料として合成された水素型ゼオライトYを使用
する。Preparation and Properties of Catalyst In the present invention, as the alkylation catalyst, a hydrogen-type zeolite Y synthesized using activated silicic acid or activated aluminosilicic acid obtained by acid treatment of clay mineral as a silica raw material is used.
i.粘土鉱物 粘土鉱物は層状シリカの存在により特徴づけられる鉱物
であり、一般に粘土鉱物の層状構造には、モンモリロナ
イトで代表される三層構造(スメクタイト)のものと、
カオリン、ハロイサイトで代表される二層構造のものが
知られている。i. Clay minerals Clay minerals are minerals that are characterized by the presence of layered silica. Generally, the layered structure of clay minerals has a three-layer structure (smectite) represented by montmorillonite,
A two-layer structure represented by kaolin and halloysite is known.
スメクタイト型粘土鉱物は、一般に、2つのSiO4の四面
体層がAlO6八面体層を間に挾んでサンドイッチされた三
層構造を基本とし、この基本三層構造が更にC軸方向に
多数積層された多層結晶構造を有している。スメクタイ
ト族粘土鉱物としては、例えば酸性白土、ベントナイ
ト、サブベントナイト、フラース・アース等の所謂モン
モリロナイト族粘土鉱物や、バイデライト、サポナイ
ト、ノントロナイト等の1種或いは2種以上の組合せが
使用される。これらの粘土鉱物は、例えばスメクタイト
族粘土鉱物と他の粘土鉱物との混合物の形でもよく、ま
たスメクタイト族粘土鉱物が天然で若干変性された粘土
鉱物、例えばスメクタイトの多層構造が若干破壊された
結晶構造を示す新潟県新発田市三光産粘土等を本発明の
目的に使用できる。Smectite-type clay minerals are generally based on a three-layer structure in which two tetrahedral layers of SiO 4 are sandwiched with an AlO 6 octahedral layer sandwiched therebetween, and this basic three-layer structure is further laminated in the C-axis direction. It has a multi-layered crystal structure. As the smectite group clay mineral, for example, so-called montmorillonite group clay minerals such as acid clay, bentonite, subbentonite, and frass earth, and one kind or a combination of two or more kinds of beidellite, saponite, nontronite and the like are used. These clay minerals may be in the form of a mixture of, for example, a smectite group clay mineral and another clay mineral, and a clay mineral in which the smectite group clay mineral is slightly modified in nature, for example, a crystal in which the multilayer structure of smectite is slightly destroyed. Sanko clay from Shibata City, Niigata Prefecture, which exhibits a structure, can be used for the purpose of the present invention.
一方、二層構造の粘土鉱物は、前述したSiO4の四面体層
とAlO6八面体層とから成る二層構造を基本とし、この基
本構造がC軸方向に積層された層状構造を有している。
その適当な例は、ハロイサイト、カオリンであり、前者
は直接酸処理して活性ケイ酸或いは活性アルミノケイ酸
の製造が可能であり、また後者は直接の酸処理は困難で
あるが、摩砕処理及び/又は焼成処理により結晶構造を
破壊すれば、酸処理による活性ケイ酸又は活性アルミノ
ケイ酸の製造が可能となる。On the other hand, the clay mineral having a two-layer structure is basically a two-layer structure composed of the tetrahedral layer of SiO 4 and the AlO 6 octahedral layer, and has a layered structure in which the basic structure is laminated in the C-axis direction. ing.
Suitable examples thereof are halloysite and kaolin, the former being capable of being directly acid-treated to produce active silicic acid or active alumino-silicic acid, and the latter being difficult to be directly acid-treated, however, milling and If the crystal structure is destroyed by calcination treatment, activated silicic acid or activated aluminosilicic acid can be produced by acid treatment.
層状構造を有する粘土鉱物の他の例としては、アタパル
ガイトや、パリゴルスカイト、セピオライトを挙げるこ
とができ、これらの粘土鉱物はSiO4の四面体層の積層さ
れた層間に、AlO6又はMgO6の八面体層が断続的に且つ互
い違いに挿入された構造を有する。Other examples of clay minerals having a layered structure include attapulgite, palygorskite, and sepiolite.These clay minerals are composed of AlO 6 or MgO 6 octahedral layers between layers of SiO 4 tetrahedral layers. It has a structure in which the face layers are inserted intermittently and alternately.
これらの粘土鉱物は何れも、SiO4の四面体層が存在し、
酸処理により層状シリカを骨格とする活性ケイ酸或いは
活性アルミノケイ酸を与える点で共通している。All of these clay minerals have a tetrahedral layer of SiO 4 ,
It is common in that acid treatment gives active silicic acid or active aluminosilicic acid having a layered silica as a skeleton.
ii.酸処理 先ず、上記粘土鉱物を、面指数〔001〕のX線回折ピー
クが消失する条件下、即ち最低限、粘土の多層積層構造
が破壊される条件下に酸処理する。ii. Acid Treatment First, the clay mineral is subjected to an acid treatment under the condition that the X-ray diffraction peak of the surface index [001] disappears, that is, under the condition that at least the multilayer laminated structure of clay is destroyed.
スメクタイト族粘土鉱物の酸処理は、上述した要件を満
足するようにする点を除けばそれ自体公知の条件で行う
ことができる。例えば酸としては、硫酸、塩酸、硝酸等
の鉱酸類や或いはベンゼンスルホン酸、トルエンスルホ
ン酸、酢酸等の有機酸の何れもが使用できるが、硫酸等
の鉱酸類の使用が一般的である。粘土鉱物と酸との接触
方式も任意の方式であってよく、特公昭28-5666、29-11
2、29-2169、32-2960、45-11208、45-11209、47-44154
等に開示されている粘土鉱物の酸処理が本発明に特に好
適であり、例えば、粘土と酸とをスラリー状態で接触さ
せる所謂スラリー活性法、粒状化した粘土と酸とを固−
液接触させる所謂粒状活性法、粘土と酸との混合物を乾
式(粒状物)で反応させ、次いで塩基性塩を抽出するこ
とから成る所謂乾式活性法等を本発明の酸処理に適用で
きる。The acid treatment of the smectite group clay mineral can be performed under conditions known per se except that the above-mentioned requirements are satisfied. For example, as the acid, any of mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid, and organic acids such as benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid and acetic acid can be used, but mineral acids such as sulfuric acid are generally used. The method of contacting the clay mineral and the acid may be any method, including Japanese Examined Patent Publication Nos. 28-5666 and 29-11.
2, 29-2169, 32-2960, 45-11208, 45-11209, 47-44154
Acid treatment of clay minerals disclosed in, for example, is particularly suitable for the present invention. For example, a so-called slurry activation method of contacting clay and acid in a slurry state, solidification of granulated clay and acid-
A so-called granular activation method of contacting with a liquid, a so-called dry activation method of reacting a mixture of clay and an acid by a dry method (granular material), and then extracting a basic salt can be applied to the acid treatment of the present invention.
酸処理に使用する酸の濃度、処理温度及び処理時間は、
粘土鉱物の種類や酸処理方式によっても相違し、一概に
規定することは困難であるが、例えば乾式で酸処理を行
う場合には、前記スメクタイト族粘土鉱物と、粘土鉱物
中の塩基性成分に対して0.3乃至1.5当量、特に0.4乃至
0.95当量の酸又はその水溶液とを、前記粘土の乾燥物を
基準として粘土1重量部に対し酸又はその水溶液が0.3
乃至2.5重量部となるような割合いで均密に接触せしめ
て、可塑状乃至固形状の反応生成物を直接形成せしめ、
次いでこの反応生成物を水性媒体中でpH1以下にて処理
して、該生成物中の塩基性金属成分を抽出除去する。粘
土中の除去すべき塩基性金属成分とは、粘土中に含有さ
れるアルカリ金属分、アルカリ土類金属分、鉄分及びア
ルミニウム分等の全塩基性成分の量とを意味する。粘土
と酸又はその水溶液との液比を前記範囲に維持すること
により、混和物は固形状乃至クリーム状となり、このも
のを、60乃至300℃の範囲の温度に且つ10乃至600分間の
時間の内、面指数〔001〕のX線回折ピークが実質的に
消失する条件下に保持することにより、反応を完結させ
る。次いでこの反応生成物中の可溶性塩基成分を、pH1
以下、好適にはpH0.5以下の水性媒体中で処理して、抽
出除去する。この際、反応生成物中の可溶性塩基成分の
抽出除去を、上述したpH条件で行うことが、該塩基成分
の加水分解を防止するために重要であり、アルミノケイ
酸成分中に加水分解により生成したコロイド状の鉄分が
含有される場合には、合成ゼオライトの収率乃至は結晶
化度がかなり低下するようである。The concentration of acid used for acid treatment, treatment temperature and treatment time are
It differs depending on the type of clay mineral and the acid treatment method, and it is difficult to specify unconditionally, but for example, when acid treatment is performed by a dry method, the smectite group clay mineral and the basic component in the clay mineral are 0.3 to 1.5 equivalents, especially 0.4 to
0.95 equivalents of an acid or an aqueous solution thereof is added to 0.3 part of the acid or an aqueous solution thereof based on 1 part by weight of the clay based on the dried clay.
To 2.5 parts by weight so that they are in close contact with each other so as to directly form a plastic or solid reaction product,
Then, the reaction product is treated in an aqueous medium at a pH of 1 or less to extract and remove the basic metal component in the product. The basic metal component to be removed in the clay means the amount of all the basic components such as the alkali metal component, the alkaline earth metal component, the iron component and the aluminum component contained in the clay. By maintaining the liquid ratio of the clay and the acid or the aqueous solution thereof within the above range, the mixture becomes solid or creamy, and the mixture is heated at a temperature in the range of 60 to 300 ° C. for 10 to 600 minutes. Among them, the reaction is completed by maintaining the conditions under which the X-ray diffraction peak of the plane index [001] substantially disappears. Then, the soluble base component in the reaction product was adjusted to pH 1
Thereafter, it is preferably treated in an aqueous medium having a pH of 0.5 or less and extracted and removed. At this time, it is important to extract and remove the soluble base component in the reaction product under the above-mentioned pH conditions in order to prevent hydrolysis of the base component, and it is generated by hydrolysis in the aluminosilicate component. When colloidal iron is contained, the yield or crystallinity of the synthetic zeolite seems to be considerably lowered.
粒状化した粘土と鉱酸類とを固−液接触させて、酸処理
されたアルミノケイ酸原料を製造するには、粘土に、10
乃至98%濃度の鉱酸類を、粘土の乾燥基準で1:0.01乃至
1:0.1の重量比となる量で添加し、続いて行う酸処理条
件下に非崩壊性の粒状物を調製する。次いで、この非崩
壊性の粘土粒状物を、5乃至72%、特に10乃至50%の鉱
酸水溶液中に浸漬して、常温乃至その溶液の沸点の温度
及び0.5乃至100時間の内、粘土中の〔001〕面のX線回
折ピークが実質的に消失する条件下で処理する。In order to produce the acid-treated alumino-silicic acid raw material by bringing the granulated clay into solid-liquid contact with a mineral acid, 10
~ 98% concentration of mineral acids, 1: 0.01 to
A non-disintegrating granule is prepared under the conditions of the subsequent acid treatment, which is added in an amount of 1: 0.1 by weight. Then, the non-disintegrating clay granules are immersed in a 5 to 72%, particularly 10 to 50%, aqueous solution of a mineral acid, at room temperature to the boiling point of the solution and 0.5 to 100 hours in the clay. The treatment is performed under the condition that the X-ray diffraction peak of the [001] plane of (1) disappears substantially.
粘土鉱物の酸処理は、5乃至98%の硫酸等の鉱酸中に粘
土をスラリー状に分散させて、湿式で行うこともでき、
この場合の酸処理条件は前述した粒状酸処理に準じるこ
とができる。The acid treatment of the clay mineral can be carried out by wet-dispersing the clay in a slurry in a mineral acid such as 5 to 98% sulfuric acid,
The acid treatment conditions in this case can be based on the above-mentioned granular acid treatment.
かくして、本発明の触媒の合成に使用する粘土の酸処理
による活性ケイ酸或いは活性アルミノケイ酸が得られる
が、スメクタイト族粘土鉱物或いはその酸処理物は、5
μ以下の粒度のものが全体の20重量%以上、特に30重量
%以上で、粒度20μよりも大きいものが全体の30重量%
よりも小、特に10重量%よりも小となるように粒度調整
することが、ゼオライトYの合成を容易に行う上で望ま
しい。Thus, activated silicic acid or activated alumino-silicic acid can be obtained by acid treatment of clay used in the synthesis of the catalyst of the present invention. The smectite group clay mineral or its acid-treated product is 5
20% by weight or more, especially 30% by weight or more of particles with a particle size of μ or less, and 30% by weight of particles with a particle size of 20 μ or more
It is desirable to adjust the particle size so as to be smaller than 10% by weight, particularly for easy synthesis of zeolite Y.
iii.ゼオライトYの合成 上述した活性ケイ酸或いは活性アルミノケイ酸、追加量
のアルミナ成分、ナトリウム分及び水分を混合し、熟成
して、各成分がゼオライトY形成範囲にある均質組成物
を形成する。iii. Synthesis of Zeolite Y The above-mentioned active silicic acid or active aluminosilicic acid, an additional amount of alumina component, sodium content and water are mixed and aged to form a homogeneous composition in which each component is in the zeolite Y forming range.
アルミナ成分としては、水酸化アルミニウムのヒドロゲ
ル、キセロゲルの如き無定形アルミナ:ベーマイト、擬
ベーマイトの如きアルミナ1水和物:バイアライト、ギ
ブサイト、ノルドストランダイトの如きアルミナ3水和
物:例えばγ、η、δ、κ、θ、χ、ρ型のアルミナの
如き活性アルミナの微粉末等を使用することができる。
また、ナトリウム分としては、特に水酸化ナトリウムが
好適に使用される。アルミン成分とナトリウム成分は、
化合物又は混合物の形で組合されて使用されてよく特に
アルミン酸ナトリウムの形で用いるのが好ましい。勿論
この際、アルミン酸ナトリウムよりも過剰のアルミナ成
分やナトリウム成分が必要な場合にはこれらの成分をア
ルミン酸ナトリウムと混和した形で反応系に供給でき
る。As the alumina component, amorphous alumina such as aluminum hydroxide hydrogel and xerogel: alumina monohydrate such as boehmite and pseudoboehmite: alumina trihydrate such as vialite, gibbsite and nordstrandite: eg γ, η It is possible to use fine powder of activated alumina such as alumina of δ, κ, κ, θ, χ and ρ type.
Further, sodium hydroxide is particularly preferably used as the sodium content. Armin component and sodium component,
They may be used in combination in the form of compounds or mixtures, and are preferably used in the form of sodium aluminate. Of course, at this time, if an alumina component or sodium component in excess of sodium aluminate is required, these components can be mixed with sodium aluminate and supplied to the reaction system.
本発明において、活性アルミノケイ酸分、追加量のアル
ミナ成分、ナトリウム成分及び水は、それ自体公知の成
分比で混和する。従来、公知の方法によればゼオライト
Y形成成分は、下記の成分比(酸化物基準)で使用され
ている。In the present invention, the active aluminosilicic acid content, the additional amount of alumina component, the sodium component and water are mixed in a component ratio known per se. Conventionally, according to a known method, the zeolite Y forming component is used in the following component ratio (based on oxide).
Na2O/SiO2=0.2〜1.4 SiO2/Al2O3=6〜40 H2O/Na2O=12〜90 一般には、活性ケイ酸又は活性アルミノケイ酸の水性ス
ラリーと、アルミン酸ナトリウム及びナトリウムを含有
する水溶液とを混合して上記組成比にあるスラリーを形
成するのが望ましい。Na 2 O / SiO 2 = 0.2 to 1.4 SiO 2 / Al 2 O 3 = 6 to 40 H 2 O / Na 2 O = 12 to 90 Generally, an aqueous slurry of activated silicic acid or activated aluminosilicate and sodium aluminate are used. And an aqueous solution containing sodium are preferably mixed to form a slurry having the above composition ratio.
本発明において、これら諸試料を混合すると、混合物中
の成分がゲル化して不均質なスラリーとなる。このゲル
化したスラリーを十分に撹拌して全体が均質化されたス
ラリーとした後、熟成を行う。熟成の温度及び時間は、
特に制限はないが、一般に0乃至50℃、特に10乃至30℃
の温度で、0.1乃至100時間、特に1乃至50時間の範囲で
熟成を行うのが望ましい。In the present invention, when these samples are mixed, the components in the mixture are gelled to form a heterogeneous slurry. The gelled slurry is sufficiently stirred to form a homogenized slurry, and then aged. The aging temperature and time are
There is no particular limitation, but generally 0 to 50 ° C, especially 10 to 30 ° C
It is desirable to perform aging at the temperature of 0.1 to 100 hours, especially 1 to 50 hours.
ゼオライトの晶出は、上述した均質組成物をゼオライト
晶出温度に維持することにより行われる。一般には、温
度が低くなれば晶出に長時間を要するようになり、一方
高温になると、一次粒径が大となり、また常圧処理が困
難となることから、50乃至100℃の温度で、1乃至100時
間の晶出処理が有利である。Crystallization of zeolite is carried out by maintaining the above-mentioned homogeneous composition at the zeolite crystallization temperature. Generally, when the temperature is low, it takes a long time to crystallize, while when the temperature is high, the primary particle size becomes large, and atmospheric pressure treatment becomes difficult. Therefore, at a temperature of 50 to 100 ° C., A crystallization treatment of 1 to 100 hours is advantageous.
必ずしも必要でないが、ゼオライトYの収率を向上させ
且つその結晶構造を発達させるために、それ自体公知の
鉱化剤を晶出系に共存させることが好ましい。鉱化剤と
しては、アルカリ金属、特にナトリウムの塩化物、硫酸
塩、硝酸塩、リン酸塩等が使用される。鉱化剤は、均質
化組成物の調製時に配合してもよいし、或いは熟成後晶
出前の段階で添加してもよい。鉱化剤の添加量は、アル
ミナ分に対し、0.1乃至2モル倍の量であることがよ
い。Although not always necessary, in order to improve the yield of zeolite Y and develop its crystal structure, it is preferable to coexist a mineralizer known per se in the crystallization system. As the mineralizer, chlorides, sulfates, nitrates and phosphates of alkali metals, especially sodium are used. The mineralizer may be added at the time of preparing the homogenized composition, or may be added at a stage after aging and before crystallization. The amount of the mineralizer added is preferably 0.1 to 2 times the amount of alumina.
生成ゼオライトYを母液から過等により分離し、水洗
を行った後、次のアンモニウム交換に付する。The produced zeolite Y is separated from the mother liquor excessively, washed with water, and then subjected to the next ammonium exchange.
iv.アンモニウム交換処理 生成したゼオライトYをアンモニウム塩の水溶液と接触
させ、最終水素型ゼオライトのNa2O/Al2O3モル比が0.1
0乃至0.40、特に0.15乃至0.35となるようにアンモニウ
ム交換させる。iv. Ammonium exchange treatment The produced zeolite Y was brought into contact with an aqueous solution of ammonium salt, and the final hydrogen type zeolite had a Na 2 O / Al 2 O 3 molar ratio of 0.1.
Ammonium exchange is carried out so as to be 0 to 0.40, particularly 0.15 to 0.35.
Na2O/Al2O3モル比が上記範囲をはずれると、有効な酸
点が形成されず、固体酸触媒としての活性が低下する傾
向があり好ましくない。When the Na 2 O / Al 2 O 3 molar ratio is out of the above range, effective acid sites are not formed, and the activity as a solid acid catalyst tends to decrease, which is not preferable.
アンモニウム交換処理は、塩化アンモニウムの水溶液を
使用して有利に行われるが硫酸アンモン等の他のアンモ
ニウム塩を用いて行うこともできる。用いる塩化アンモ
ニウムの濃度は、一般に5乃至150g/lの範囲にあること
が望ましく、ゼオライトと塩化アンモニウム溶液との接
触は、一段でも或いは多段でも行うことができ、或いは
両者を向流式に接触させる連続法或いはゼオライトを充
填した塔に塩化アンモニウム溶液を通ずる方法で行うこ
ともできる。The ammonium exchange treatment is advantageously carried out using an aqueous solution of ammonium chloride, but it can also be carried out using other ammonium salts such as ammonium sulfate. Generally, the concentration of ammonium chloride used is preferably in the range of 5 to 150 g / l, and the contact between the zeolite and the ammonium chloride solution can be carried out in one step or in multiple steps, or both are contacted in a countercurrent manner. A continuous method or a method of passing an ammonium chloride solution through a column packed with zeolite can also be used.
この交換処理は、室温で十分であるが、液の沸点迄の温
度に加温して行うこともできる。This exchange treatment is sufficient at room temperature, but it can also be carried out by heating to a temperature up to the boiling point of the liquid.
アンモニウム交換後のゼオライトは水洗し、副生する塩
類を除去してアンモニウム型ゼオライトとする。The zeolite after ammonium exchange is washed with water to remove by-produced salts to obtain ammonium type zeolite.
V.焼成処理 本発明の触媒の調製に際し、アンモニウム型ゼオライト
を焼成して水素型ゼオライトに転化する。V. Calcining Treatment In preparing the catalyst of the present invention, ammonium-type zeolite is calcined to be converted into hydrogen-type zeolite.
尚、本発明に用いる範囲の酸性度を有する水素型ゼオラ
イトを製造する上で、粘土鉱物の酸処理による活性ケイ
酸或いは活性アルミノケイ酸を用いることは必須不可欠
であるが、上記原料を使用すれば必ず望む範囲の酸性度
のものが得られるというものではなく、アンモニウム交
換処理及び焼成処理にも一定の条件を選ぶことが必要と
なる。Incidentally, in producing a hydrogen-type zeolite having an acidity in the range used in the present invention, it is essential to use active silicic acid or active aluminosilicic acid by acid treatment of a clay mineral, but if the above raw materials are used, It is not always possible to obtain an acidity within the desired range, and it is necessary to select certain conditions for ammonium exchange treatment and calcination treatment.
アンモニウム交換の条件については既に説明したが、焼
成処理は、380乃至580℃の温度、特に400乃至550℃の温
度で、0.5乃至20時間、特に1乃至10時間行うのがよ
い。即ち、温度及び時間が上記範囲内にあればほぼ完全
にアンモニウム基が分解され、水素型ゼオライトに転化
する。しかるに、温度が上記範囲よりも高い場合及び/
又は時間が上記範囲よりも長い場合には、固体酸触媒の
活性が低下し易い。一方、温度が上記範囲より低い場
合、及び/又は時間が上記範囲より短い場合には、アン
モニウム基が水素型に分解されずに残存する傾向があっ
て、有効な酸点が形成されない場合がある。Although the conditions for ammonium exchange have already been described, the baking treatment is preferably carried out at a temperature of 380 to 580 ° C., particularly 400 to 550 ° C., for 0.5 to 20 hours, particularly 1 to 10 hours. That is, if the temperature and time are within the above ranges, the ammonium groups are almost completely decomposed and converted into hydrogen type zeolite. However, if the temperature is higher than the above range and / or
Alternatively, when the time is longer than the above range, the activity of the solid acid catalyst is likely to decrease. On the other hand, when the temperature is lower than the above range and / or when the time is shorter than the above range, the ammonium group tends to remain without being decomposed into hydrogen form, and an effective acid site may not be formed. .
Vi.触媒の特性 本発明に用いる水素型ゼオライトYの、BET法による比
表面積は、一般的に言って400乃至600m2/gの範囲内にあ
る。Vi. Characteristics of Catalyst The specific surface area of the hydrogen-type zeolite Y used in the present invention by the BET method is generally in the range of 400 to 600 m 2 / g.
この水素型ゼオライトYは、一般に沈降法による平均粒
径が0.1乃至100μmの粉末の形で用い得る他、各種粘土
バインダーを用いて粒径が1乃至10mmのペレット、タブ
レット、球状造粒物、柱状押出造粒物等の形で反応に用
いることができる。This hydrogen-type zeolite Y can be generally used in the form of powder having an average particle diameter of 0.1 to 100 μm by a sedimentation method, and pellets, tablets, spherical granules, and columnar particles having a particle diameter of 1 to 10 mm using various clay binders. It can be used for the reaction in the form of extruded granules or the like.
芳香族炭化水素のアルキル化反応 本発明のアルキル化芳香族炭化水素の製法は、上述した
特定の水素型ゼオライトYを使用する限り、任意の条件
で行うことができる。Aromatic Hydrocarbon Alkylation Reaction The method for producing an alkylated aromatic hydrocarbon of the present invention can be carried out under any conditions as long as the above-mentioned specific hydrogen type zeolite Y is used.
芳香族炭化水素としては、ベンゼン、ナフタレン、アン
トラセンや、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等
の置換芳香族炭化水素が挙げられるが、本発明は芳香族
炭化水素同志の縮合の起きやすいナフタレンのアルキル
化に著効がある。Examples of aromatic hydrocarbons include benzene, naphthalene, anthracene, and substituted aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and methylnaphthalene, but the present invention is applicable to alkylation of naphthalene where condensation of aromatic hydrocarbons easily occurs. It is very effective.
アルキル化剤としては、炭素数が2乃至28のオレフィン
類や、対応するアルキルハライド、アルコール等が使用
されるが、価格の点でオレフィン類が好適である。オレ
フィン類としては、例えばエチレン、ヘキセン、デセ
ン、ヘキサデセン、アイコセン等があげられる。これら
のオレフィンのアルキル鎖は分岐を有していても良い。
また、2種以上のこれらのオレフィンの混合物であって
も良い。As the alkylating agent, olefins having 2 to 28 carbon atoms, corresponding alkyl halides, alcohols and the like are used, and olefins are preferable in terms of cost. Examples of the olefins include ethylene, hexene, decene, hexadecene, eicosene and the like. The alkyl chain of these olefins may have a branch.
It may also be a mixture of two or more of these olefins.
反応は液相で行うことができ、この場合両原料を液相に
維持して、水素型ゼオライト触媒と接触させる。反応は
無溶媒で行うこともできるし、また飽和炭化水素等の不
活性溶媒の存在下にも行うことができる。反応操作の点
では、無溶媒液相不均一反応が望ましい。The reaction can be carried out in the liquid phase, in which case both raw materials are maintained in the liquid phase and brought into contact with the hydrogen-type zeolite catalyst. The reaction can be carried out without solvent or in the presence of an inert solvent such as saturated hydrocarbon. From the viewpoint of reaction operation, a solvent-free liquid phase heterogeneous reaction is desirable.
反応温度及び圧力は一般にそれ自体公知のものであり、
一般に100乃至300℃、特に100乃至250℃の温度が望まし
い。また、圧力は常圧で十分であるが、必要により加圧
してもよい。The reaction temperature and pressure are generally known per se,
Generally, a temperature of 100 to 300 ° C, particularly 100 to 250 ° C is desirable. Further, the pressure may be normal pressure, but may be increased if necessary.
反応はバッチ方式でも連続方式でも行うことができる。
前者の場合には、両原料と水素型ゼオライトYを一括し
て仕込んで反応させることもできるし、これらのうち少
なくとも1種を分割添加あるいは滴下するなどして反応
させることもできる。触媒の添加量は、アルキル化剤を
基準として1乃至30重量%、特に1乃至15重量%の範囲
が適当である。また、芳香族炭化水素:アルキル化剤の
モル比は一般に1:1乃至10:1特に1:1乃至4:1の範囲が適
当である。反応時間は1乃至10時間の範囲が適当であ
り、未反応の芳香族炭化水素あるいはアルキル化剤は製
品から分離した後、再び反応に利用することができる。The reaction can be carried out batchwise or continuously.
In the former case, both raw materials and hydrogen-type zeolite Y can be charged all at once and reacted, or at least one of these can be added in portions or added dropwise to react. The amount of the catalyst added is appropriately in the range of 1 to 30% by weight, particularly 1 to 15% by weight, based on the alkylating agent. Further, the molar ratio of aromatic hydrocarbon: alkylating agent is generally 1: 1 to 10: 1, and particularly 1: 1 to 4: 1. The reaction time is appropriately in the range of 1 to 10 hours, and the unreacted aromatic hydrocarbon or alkylating agent can be reused in the reaction after being separated from the product.
また、液相バッチ方式で反応させる場合に、反応速度を
上げるために反応容器内、例えば反応液上部の空間に不
活性ガスを流通させることができる。不活性ガスとして
は窒素、水素、ヘリウムなどがあげられる。少しでも不
活性ガスを流通させれば反応の加速効果が認められる
が、流通量が少なすぎると実質的なメリットが期待でき
ないし、多すぎると必要な反応物質を系外に搬送してし
まうので、反応仕込量にもよるが概ね、反応液ヘッドス
ペース1当り毎時0.5乃至5lの流通量が適当である。Further, when the reaction is carried out in a liquid-phase batch system, an inert gas can be circulated in the reaction vessel, for example, in the space above the reaction solution, in order to increase the reaction rate. Examples of the inert gas include nitrogen, hydrogen and helium. Even if a small amount of inert gas is circulated, the reaction acceleration effect can be recognized, but if the amount of distribution is too small, substantial merit cannot be expected, and if it is too large, necessary reactants are transported outside the system. Generally, a flow rate of 0.5 to 5 liters per hour per reaction liquid head space is suitable, although it depends on the reaction charge amount.
連続方式の場合には、例えば水素型ゼオライトYの粒状
物を塔中に充填し、この充填塔に、芳香族炭化水素及び
アルキル化剤を液相で供給することにより行うことがで
きる。In the case of the continuous system, it can be carried out, for example, by filling the column with granular material of hydrogen-type zeolite Y and supplying the aromatic hydrocarbon and the alkylating agent in the liquid phase to the packed column.
本発明によれば、芳香族炭化水素を、特定の水素型ゼオ
ライトYの存在下にアルキル化することにより、アルキ
ル化芳香族炭化水素が高選択率及び高転化率で得られ
る。例えば、ナフタレンをC10〜20のオレフィンでアル
キル化する場合、オレフィン転化率が99%もの値に達し
てもオレフィン基準のモノアルキルナフタレンへの選択
率が92%以上という高いレベルに達することが大きな特
徴である。According to the present invention, an alkylated aromatic hydrocarbon is obtained at a high selectivity and a high conversion rate by alkylating an aromatic hydrocarbon in the presence of a specific hydrogen type zeolite Y. For example, when alkylating naphthalene with C10-20 olefins, the major feature is that even if the olefin conversion reaches a value as high as 99%, the selectivity to monoalkylnaphthalene based on olefin reaches a high level of 92% or more. Is.
従って、本発明によるアルキル化芳香族炭化水素、特に
アルキルナフタレンは、純度にも優れており、合成潤滑
油、熱媒体油、拡散ポンプ用油等の用途に有用である。Therefore, the alkylated aromatic hydrocarbon according to the present invention, particularly alkylnaphthalene, has excellent purity and is useful for applications such as synthetic lubricating oil, heat carrier oil, and oil for diffusion pump.
本発明を、以下に例で説明するが、先ず実施例、比較例
に用いた水素型ゼオライトY(以下H−Yゼオライトと
呼ぶ)の製造方法および物性を示した後、これらを用い
て芳香族炭化水素のアルキル化を実施した結果を示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below by way of examples. First, the production method and physical properties of the hydrogen-type zeolite Y (hereinafter referred to as HY zeolite) used in Examples and Comparative Examples are shown, and thereafter, aromatic compounds are prepared by using these. The result of having carried out the alkylation of a hydrocarbon is shown.
ゼオライトNo.1の製造−実施例供試用 層状構造を有する粘土鉱物として新潟県中条町産酸性白
土を用いてH−Yゼオライトを製造した。Manufacture of Zeolite No. 1-Example Tests HY zeolite was manufactured by using acid clay from Nakajo Town, Niigata Prefecture as a clay mineral having a layered structure.
用いた新潟県中条町産酸性白土は天然の状態で水分を45
重量%含有しており、その主成分は乾燥物基準重量%
(110℃乾燥)でSiO272.1、Al2O314.2、Fe2O33.87、MgO
3.25、CaO1.06、灼熱減量3.15であった。この原料酸性
白土を直径5mm×長さ5〜20mmの円柱状に成型し、乾燥
物換算で76.5gに相当する量を500mlのコニカルビーカー
に採取し、それに50重量%濃度の硫酸溶液200mlを加
え、90℃に加温、20時間酸処理したのち、デカンテーシ
ョン法にて母液を分離し、引き続き硫酸根がなくなるま
で水洗して、活性アルミノケイ酸から成る粒状酸処理物
を得た。つぎに得られた粒状物を水性媒体中、ボールミ
ルを用いて湿式粉砕し、200mesh(目の開き=74ミクロ
ン)のフルイを通して粗粒を除き、平均粒子径が5.7ミ
クロンで28.1重量%濃度の均質な活性アルミノケイ酸ス
ラリーを得た。(第1工程) 得られた活性アルミノケイ酸の110℃乾燥物基準の化学
組成をB表に、沈降法による粒度分布をC表に示す。The acid clay from Nakajo Town, Niigata Prefecture, which was used, had a moisture content of 45
% By weight, the main component of which is dry weight% by weight
(Dried at 110 ℃) SiO 2 72.1, Al 2 O 3 14.2, Fe 2 O 3 3.87, MgO
It was 3.25, CaO1.06, and loss on ignition 3.15. This raw material acid clay was molded into a cylindrical shape with a diameter of 5 mm and a length of 5 to 20 mm, and an amount equivalent to 76.5 g in terms of dry matter was collected in a 500 ml conical beaker, and 200 ml of a 50 wt% concentration sulfuric acid solution was added to it. After heating at 90 ° C. for 20 hours for acid treatment, the mother liquor was separated by a decantation method and subsequently washed with water until the sulfate radicals disappeared to obtain a granular acid-treated product of activated aluminosilicate. Next, the obtained granules are wet-milled in an aqueous medium using a ball mill, and coarse particles are removed through a 200 mesh (mesh opening = 74 micron) screen to obtain a homogenized 28.1 wt% concentration with an average particle size of 5.7 micron. An active aluminosilicate slurry was obtained. (First Step) Table B shows the chemical composition of the obtained activated aluminosilicate based on a 110 ° C. dried product, and Table C shows the particle size distribution by the sedimentation method.
上記活性アルミノケイ酸スラリー378gに、アルミン酸ナ
トリウム溶液(Al2O323.2重量%,Na2O18.7重量%含
有)96.5gと水酸化ナトリウム容液(Na2O37.0重量%含
有)90.8gとを水140gに希釈した溶液を混合し、室温で4
8時間撹拌したのち反応容器を封じ、95℃の水浴中で48
時間静置し結晶化を行った。引き続き吸引過により固
体を分離し、洗浄液のpHが10.5になるまで水洗を行っ
た。得られた生成物はX線回折ならびに化学組成分析に
より、SiO2/Al2O3モル比3.79のナトリウム型ゼオライ
トY(以下Na−Yゼオライトと呼ぶ)であることが確認
された。(第2工程) 上記Na−Yゼオライト50g(110℃乾燥物換算)を53.5g/
l濃度の塩化アンモニウム溶液1000mlに分散させ、80℃
で3時間撹拌したのち吸引過し、1000mlの水で洗浄し
た。53.5g/l濃度の塩化アンモニウム溶液によるイオン
交換操作を3回くり返したのち、洗浄液から塩素イオン
が検出されなくなるまで水洗を行い、得られたアンモニ
ウム型ゼオライトY(以下NH4−Yゼオライトと呼ぶ)
を110℃で20時間乾燥した。(第3工程) 最後に上記NH4−Yゼオライト30gをアルミナ製の皿に入
れ、450℃の電気炉中で5時間焼成し、H−Yゼオライ
トに転化した。(第4工程) ゼオライトNo.2の製造−実施例供試用 新潟県新発田市小戸産酸性白土を用いて、H−Yゼオラ
イトを製造した。 To the active aluminosilicate slurry 378 g, sodium aluminate solution (Al 2 O 3 23.2 wt%, Na 2 O18.7 wt% content) 96.5 g and sodium hydroxide contents solution (Na 2 O37.0 wt% content) 90.8 g Mix a solution of and diluted in 140 g of water and mix at room temperature for 4
After stirring for 8 hours, seal the reaction vessel and place in a water bath at 95 ° C for 48 hours.
Crystallization was carried out by standing still for a time. Subsequently, the solid was separated by suction and washed with water until the pH of the washing liquid reached 10.5. The product obtained by X-ray diffraction and chemical composition analysis, it was confirmed that the sodium zeolite Y of SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 3.79 (hereinafter referred to as Na-Y zeolite). (Second step) 50 g of the above Na-Y zeolite (converted at 110 ° C dry matter) to 53.5 g /
Dispersed in 1000 ml of ammonium chloride solution of l concentration, 80 ℃
After stirring for 3 hours, the mixture was suctioned and washed with 1000 ml of water. After repeating the ion exchange operation 3 times with an ammonium chloride solution having a concentration of 53.5 g / l, washing with water until no chlorine ions were detected from the washing solution, and the obtained ammonium-type zeolite Y (hereinafter referred to as NH 4 -Y zeolite)
Was dried at 110 ° C. for 20 hours. (Third Step) Finally, 30 g of the above NH 4 —Y zeolite was placed in an alumina dish and baked in an electric furnace at 450 ° C. for 5 hours to be converted into HY zeolite. (Fourth Step) Production of Zeolite No. 2-Examples for Testing HY zeolite was produced using acid clay from Odo, Shibata City, Niigata Prefecture.
用いた新潟県新発田市小戸産酸性白土の主成分は乾燥物
基準重量%(110℃乾燥)でSiO274.6,Al2O314.1,Fe2O
32.99,MgO1.84,CaO1.77、灼熱減量4.65であった。この
原料酸性白土をゼオライトNo.1製造の第1工程で示した
方法で処理し、平均粒径が5.9ミクロンで27.4重量%濃
度の活性アルミノケイ酸スラリーを得た。The main component of the acid clay from Odo, Shibata City, Niigata Prefecture, used was SiO 2 74.6, Al 2 O 3 14.1, Fe 2 O based on the dry matter standard weight% (110 ° C dry).
3 2.99, MgO1.84, CaO1.77, and loss on ignition of 4.65. This raw material acid clay was treated by the method shown in the first step of producing zeolite No. 1 to obtain an active aluminosilicate slurry having an average particle size of 5.9 microns and a concentration of 27.4% by weight.
(第1工程) 得られた活性アルミノケイ酸の110℃乾燥物基準の化学
組成をD表に、沈降法による粒度分布をE表に示す。(First Step) Table D shows the chemical composition of the obtained activated aluminosilicate based on a 110 ° C dried product, and Table E shows the particle size distribution by the sedimentation method.
上記活性アルミノケイ酸スラリー390gに、アルミン酸ナ
トリウム溶液(Al2O323.2重量%,Na2O18.7重量%含
有)79.4gと水酸化ナトリウム溶液(Na2O37.0重量%含
有)113gとを水210gに希釈した溶液を混合し、室温で5
時間撹拌したのち塩化ナトリウム12.2gを加え、95℃の
水浴中で20時間撹拌し結晶化を行った。吸引過したの
ち洗浄液のpHが10.5になるまで水洗を行った。得られた
生成物はX線回折ならびに化学組成分析により、SiO2/
Al2O3モル比3.90のNa−Yゼオライトであることが確認
された。(第2工程) 上記Na−Yゼオライト50g(110℃乾燥物換算)を53.5g/
l濃度の塩化アンモニウム溶液1000mlに分散させ、室温
で20時間撹拌したのち吸引過し、1000mlの水で洗浄し
た。53.5g/l濃度の塩化アンモニウム溶液によるイオン
交換操作を3回くり返したのち、洗浄液から塩素イオン
が検出されなくなるまで水洗を行い、得られたNH4−Y
ゼオライトを110℃で20時間乾燥した。(第3工程) 最後に上記NH4−Yゼオライト30gをアルミナ製の皿に入
れ、450℃の電気炉中で5時間焼成し、H−Yゼオライ
トに転化した。(第4工程) ゼオライトNo.3の製造−実施例供試用 ゼオライトNo.2製造の第1工程で得られた活性アルミノ
ケイ酸スラリーを原料に用い、別の方法でH−Yゼオラ
イトを製造した。 To the active aluminosilicate slurry 390 g, sodium aluminate solution (Al 2 O 3 23.2 wt%, Na 2 O18.7 wt% content) and 79.4g sodium hydroxide solution (Na 2 O37.0 wt% content) 113 g Mix the diluted solution in 210 g of water and mix at room temperature for 5
After stirring for 12 hours, 12.2 g of sodium chloride was added, and the mixture was stirred for 20 hours in a water bath at 95 ° C. for crystallization. After suctioning, washing was carried out with water until the pH of the washing solution became 10.5. The obtained product was analyzed by X-ray diffraction and chemical composition analysis to obtain SiO 2 /
It was confirmed to be a Na—Y zeolite having an Al 2 O 3 molar ratio of 3.90. (Second step) 50 g of the above Na-Y zeolite (converted at 110 ° C dry matter) to 53.5 g /
The mixture was dispersed in 1000 ml of a 1-concentration ammonium chloride solution, stirred at room temperature for 20 hours, then suctioned, and washed with 1000 ml of water. 53.5 g / l After repeated three times the ion exchange operation with ammonium chloride solution concentration, followed by washing with water from the cleaning solution until chlorine ions were no longer detected, NH 4 resulting -Y
The zeolite was dried at 110 ° C for 20 hours. (Third Step) Finally, 30 g of the above NH 4 —Y zeolite was placed in an alumina dish and baked in an electric furnace at 450 ° C. for 5 hours to be converted into HY zeolite. (Fourth Step) Manufacture of Zeolite No.3-Examples for Testing Using the active aluminosilicate slurry obtained in the first step of manufacture of zeolite No.2 as a raw material, an HY zeolite was manufactured by another method.
ゼオライトNo.2製造の第1工程に示した方法で得られた
活性アルミノケイ酸スラリー390gに、アルミン酸ナトリ
ウム溶液(Al2O323.2重量%、Na2O18.7重量%含有)61.
3gと水酸化ナトリウム溶液(Na2O37.0重量%含有)136g
とを水154gに希釈した溶液を混合し、均一になるまで撹
拌した。反応混合物を室温で20時間静置したのち塩化ナ
トリウム11.6gを加え、95℃の水浴中で20時間撹拌し結
晶化を行った。吸引過したのち洗浄液のpHが10.5にな
るまで水洗を行った。得られた生成物はX線回折ならび
に化学組成分析により、SiO2/Al2O3モル比4.20のNa−
Yゼオライトであることが確認された。390 g of the activated aluminosilicate slurry obtained by the method shown in the first step of zeolite No. 2 production, sodium aluminate solution (Al 2 O 3 23.2 wt%, Na 2 O 18.7 wt% contained) 61.
3g and 136g of sodium hydroxide solution (containing 7.0% by weight of Na 2 O)
A solution obtained by diluting and with 154 g of water was mixed and stirred until uniform. The reaction mixture was allowed to stand at room temperature for 20 hours, 11.6 g of sodium chloride was added, and the mixture was stirred in a water bath at 95 ° C for 20 hours for crystallization. After suctioning, washing was carried out with water until the pH of the washing solution became 10.5. The obtained product was analyzed by X-ray diffraction and chemical composition analysis to obtain Na- with a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 4.20.
It was confirmed to be Y zeolite.
上記Na−YゼオライトをゼオライトNo.2製造の第3工程
ならびに第4工程で示した方法を用いてH−Yゼオライ
トに転化した。The Na-Y zeolite was converted to an HY zeolite using the methods shown in the third and fourth steps of producing zeolite No.2.
ゼオライトNo.4,No.5−比較例供試用 ゼオライトNo.2製造の第2工程で得られたNa−Yゼオラ
イトを用いて、No.2とはイオン交換条件の異なるゼオラ
イトを製造した。Zeolite No. 4 and No. 5-Comparative Example Test Samples Using the Na—Y zeolite obtained in the second step of producing zeolite No. 2, zeolite having different ion exchange conditions from No. 2 was produced.
ゼオライトNo.4ではNa−Yゼオライト50g(110℃乾燥物
換算)を26.8g/l濃度の塩化アンモニウム溶液1000mlに
分散させ、室温で20時間撹拌、吸引過、水洗のイオン
交換操作を1回のみ行い、ゼオライトNo.5では、Na−Y
ゼオライト50g(110℃乾燥物換算)を53.5g/l濃度の塩
化アンモニウム溶液1000mlに分散させ、80℃で3時間撹
拌、吸引過、水洗のイオン交換操作を5回くり返し
た。いずれも最後に洗浄液から塩素イオンが検出されな
くなるまで水洗を行い、得られたNH4−Yゼオライトを1
10℃で20時間乾燥したのち、30gを450℃の電気炉中で5
時間焼成しH−Yゼオライトに転化した。In zeolite No. 4, 50 g of Na-Y zeolite (110 ° C dry matter equivalent) was dispersed in 1000 ml of ammonium chloride solution with a concentration of 26.8 g / l, and the ion exchange operation of stirring at room temperature for 20 hours, suction, and washing was performed only once. Performed with zeolite No.5, Na-Y
50 g of zeolite (converted to 110 ° C. dry matter) was dispersed in 1000 ml of an ammonium chloride solution having a concentration of 53.5 g / l, and the ion exchange operations of stirring at 80 ° C. for 3 hours, suction, and washing were repeated 5 times. In each case, washing with water was performed until chlorine ions were not detected in the washing solution, and the resulting NH 4 -Y zeolite was washed with 1
After drying at 10 ℃ for 20 hours, 30g in an electric furnace at 450 ℃ 5
It was calcined for hours and converted to HY zeolite.
ゼオライトNo.6,No.7の製造−比較例供試用 ゼオライトNo.2製造の第3工程で得られたNH4−Yゼオ
ライトを用いて、No.2とは異なる焼成条件でゼオライト
を製造した。NH4−Yゼオライト30gをアルミナ製の皿に
入れ、ゼオライトNo.6では350℃、ゼオライトNo.7では6
00℃の電気炉中で5時間焼成しH−Yゼオライトに転化
した。Manufacture of Zeolite No. 6 and No. 7-Comparative Test Samples Using the NH 4 -Y zeolite obtained in the third step of zeolite No. 2 manufacture, zeolite was manufactured under firing conditions different from those of No. 2. . Put 30 g of NH 4 -Y zeolite in an alumina dish, 350 ° C for zeolite No. 6 and 6 for zeolite No. 7.
It was calcined in an electric furnace at 00 ° C for 5 hours to be converted into HY zeolite.
ゼオライトNo.8の製造−比較例供試用 ケイ酸分原料としてケイ酸ナトリウムを用いてゼオライ
トを製造した。3号ケイ酸ナトリウム溶液(SiO221.5重
量%、Na2O7.0重量%含有)512gを水1060gに希釈した溶
液に、アルミン酸ナトリウム溶液(Al2O322.9重量%、N
a2O18.4重量%含有)54.2gと水酸化ナトリウム溶液(Na
2O37.0重量%含有)236gとを水1093gに希釈した溶液を
混合し、室温で24時間静置したのち反応容器を封じ、95
℃の水浴中で40時間静置し結晶化を行った。吸引過し
たのち洗浄液のpHが10.5になるまで水洗を行った。得ら
れた生成物はX線回折ならびに化学組成分析により、Si
O2/Al2O3モル比3.65のNa−Yゼオライトであることが
確認された。このNa−YゼオライトをゼオライトNo.2製
造の第3工程ならびに第4工程で示した方法を用いてH
−Yゼオライトに転化した。Manufacture of Zeolite No. 8-Comparative Example Test Sample A zeolite was manufactured using sodium silicate as a silicic acid raw material. A solution prepared by diluting 512 g of No. 3 sodium silicate solution (containing 21.5% by weight of SiO 2 and 7.0% by weight of Na 2 O) in 1060 g of water was added to a solution of sodium aluminate (22.9% by weight of Al 2 O 3 and N 2
54.2 g of a 2 O containing 18.4% by weight) and sodium hydroxide solution (Na
And 2 O37.0 wt% content) 236 g by mixing a solution obtained by diluting in water 1093 g, sealed reaction vessel after standing for 24 hours at room temperature, 95
Crystallization was performed by standing still in a water bath at ℃ for 40 hours. After suctioning, washing was carried out with water until the pH of the washing solution became 10.5. The obtained product was analyzed by X-ray diffraction and chemical composition analysis to obtain Si
It was confirmed that the O 2 / Al 2 O 3 molar ratio Na-Y zeolite 3.65. This Na-Y zeolite was converted into H by using the method shown in the third and fourth steps of producing zeolite No.2.
-Converted to Y zeolite.
ゼオライトNo.9の製造−比較例供試用 ケイ酸分原料として水性コロイドシリカゾルを用いてゼ
オライトを製造した。Preparation of Zeolite No. 9-Comparative Example Test Sample Zeolite was prepared using an aqueous colloidal silica sol as a silicic acid raw material.
市販の水性コロイドシリカゾル(日産化学工業株式会社
製スノーテックス30、SiO230.0重量%含量)667gに、ア
ルミン酸ナトリウム溶液(Al2O322.9重量%、Na2O18.4
重量%含有)52.4gと水酸化ナトリウム溶液(Na2O37.0
重量%含有)250gとを水346gに希釈した溶液を混合し、
室温で48時間攪拌したのち反応容器を封じ、95℃の水浴
中で24時間静置し結晶化を行った。吸引過したのち洗
浄液のpHが10.5になるまで水洗を行った。得られた生成
物はX線回折ならびに化学組成分析により、SiO2/Al2O
3モル比3.97のNa−Yゼオライトであることが確認され
た。このNa−YゼオライトをゼオライトNo.2製造の第3
工程ならびに第4工程で示した方法を用いてH−Yゼオ
ライトに転化した。667 g of commercially available aqueous colloidal silica sol (Snowtex 30, SiO 2 30.0 wt% content manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), sodium aluminate solution (Al 2 O 3 22.9 wt%, Na 2 O 18.4
52.4 g (containing wt%) and sodium hydroxide solution (Na 2 O 37.0
(Containing wt.%) 250 g and a solution diluted with 346 g of water are mixed,
After stirring at room temperature for 48 hours, the reaction vessel was sealed and left standing in a water bath at 95 ° C for 24 hours for crystallization. After suctioning, washing was carried out with water until the pH of the washing solution became 10.5. The obtained product was analyzed by X-ray diffraction and chemical composition analysis to obtain SiO 2 / Al 2 O.
It 3 is Na-Y zeolite in a molar ratio 3.97 was confirmed. This Na-Y zeolite is the third product of zeolite No.2 production.
It was converted to an HY zeolite using the method shown in step as well as step 4.
ゼオライトNo.10,No.11の製造−比較例供試用 No.9と同様、ケイ酸分原料として水性コロイドシリカゾ
ルを用いた。Production of Zeolite No. 10 and No. 11-Comparative Example Similar to Test No. 9, an aqueous colloidal silica sol was used as a silicic acid raw material.
市販の水性コロイドシリカゾル(日産化学工業株式会社
製スノーテックス30、SiO230.0重量%含量)667gに、ア
ルミン酸ナトリウム溶液(Al2O322.9重量%、Na2O18.4
重量%含有)55.0gと水酸化ナトリウム溶液(Na2O37.0
重量%含有)200gとを水188gに希釈した溶液を混合し、
室温で48時間撹拌したのち反応容器を封じ、95℃の水浴
中で24時間静置し結晶化を行った。吸引過したのち洗
浄液のpHが10.5になるまで水洗を行った。得られた生成
物はX線回折ならびに化学組成分析により、SiO2/Al2O
3モル比4.76のNa−Yゼオライトであることが確認され
た。このNa−Yゼオライト50g(110℃乾燥物換算)を5
3.5g/l濃度の塩化アンモニウム溶液1000mlに分散させ、
ゼオライトNo.10では室温で20時間撹拌、吸引過、水
洗のイオン交換操作を1回のみ、ゼオライトNo.11では8
0℃で3時間撹拌、吸引過、水洗のイオン交換操作を
5回くり返した。いずれも最後に洗浄液から塩素イオン
が検出されなくなるまで水洗を行い、得られたNH4−Y
ゼオライトを110℃で20時間乾燥したのち、30gを550℃
の電気炉中で3時間焼成しH−Yゼオライトに転化し
た。667 g of commercially available aqueous colloidal silica sol (Snowtex 30, SiO 2 30.0 wt% content manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), sodium aluminate solution (Al 2 O 3 22.9 wt%, Na 2 O 18.4
Wt%) 55.0g and sodium hydroxide solution (Na 2 O 37.0
(Containing wt.%) 200 g and a solution of 188 g diluted with water are mixed,
After stirring at room temperature for 48 hours, the reaction vessel was sealed and left standing in a water bath at 95 ° C for 24 hours for crystallization. After suctioning, washing was carried out with water until the pH of the washing solution became 10.5. The obtained product was analyzed by X-ray diffraction and chemical composition analysis to obtain SiO 2 / Al 2 O.
It 3 is Na-Y zeolite in a molar ratio 4.76 was confirmed. 50 g of this Na-Y zeolite (converted to 110 ° C dry matter)
Disperse in 1000 ml of ammonium chloride solution of 3.5 g / l concentration,
Zeolite No. 10 has only one ion exchange operation such as stirring, suction, and washing at room temperature for 20 hours.
The ion exchange operation of stirring at 0 ° C. for 3 hours, suction, and washing with water was repeated 5 times. In each case, the product was finally washed with water until no chlorine ions were detected in the washing solution, and the obtained NH 4 -Y
After drying the zeolite at 110 ℃ for 20 hours, 30 g of 550 ℃
In an electric furnace for 3 hours for conversion into HY zeolite.
以上の通りに製造したH−Yゼオライト試料No.1〜No.1
1の物性を一覧表にしてF表に示す。物性の測定は、以
下に記す試験方法によった。HY zeolite samples No. 1 to No. 1 produced as described above
The physical properties of 1 are listed in Table F. The physical properties were measured by the test methods described below.
試験方法 本明細書における各項目の試験方法は下記によった。 Test Method The test method for each item in this specification was as follows.
(1)Na2O/Al2O3モル比及びSiO2/Al2O3モル比化学組
成分析により求める。ただし、Al2O3及びSiO2の定量は
重量法を、またNa2Oの定量は原子吸光法を用いて行う。(1) Na 2 O / Al 2 O 3 molar ratio and SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio Determined by chemical composition analysis. However, the quantification of Al 2 O 3 and SiO 2 is performed by the gravimetric method, and the quantification of Na 2 O is performed by the atomic absorption method.
(2)比表面積及び細孔容積 柴田科学器械工業株式会社製B.E.T.表面積測定装置(P
−600型)を使用し、窒素ガス吸着測定を行う。比表面
積はB.E.T.1点法により求め、細孔容積は飽和蒸気圧で
の吸着量より求める。(2) Specific surface area and pore volume BET surface area measuring device (P
-600 type) is used for nitrogen gas adsorption measurement. The specific surface area is obtained by the BET one-point method, and the pore volume is obtained from the adsorption amount at saturated vapor pressure.
ただし試料を10-2〜10-3mmHg、200℃で2時間加熱脱気
したのちに吸着測定を行う。However, the sample is heated and degassed at 10 -2 to 10 -3 mmHg and 200 ° C for 2 hours, and then adsorption measurement is performed.
(3)酸性度 ハメットの酸強度関数で−5.6以下の酸性度をベネシ法
により測定する。なお測定に用いた試薬はいずれも和光
純薬工業株式会社製である。(3) Acidity The acidity of -5.6 or less is measured by the Benesi method with Hammett's acid strength function. All reagents used for the measurement are manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
(イ)あらかじめ重量を測定した50ml供栓つき三角フラ
スコ7個に、メノウ乳鉢で粉砕し200mesh(目の開き74
ミクロン)のフルイを通した試料約0.1gずつをとり、20
0℃恒温乾燥器中で2時間乾燥したのちデシケーター中
で15分間放冷し重量を測定する。空の三角フラスコ重量
との差から乾燥試料重量W(g)を求める。(A) Grind in 7 aerial flasks with stoppers of 50 ml, which were weighed in advance, into 200 amesh (opening 74
Micron) through a sieve, take about 0.1g each, 20
After drying in a constant temperature oven at 0 ° C for 2 hours, let stand for 15 minutes in a desiccator and weigh. The dry sample weight W (g) is determined from the difference with the weight of the empty Erlenmeyer flask.
(ロ)試薬n−ブチルアミンと試薬特級ベンセンとで0.
1N n−ブチルアミンベンゼン溶液を調製し、容量分析用
試薬0.1Nシュウ酸溶液を用いて標定しファクターfを求
める。(B) Reagent n-butylamine and reagent special grade benzene are 0.
A 1N n-butylamine benzene solution is prepared and standardized using a 0.1N oxalic acid solution for volumetric analysis to determine the factor f.
(ハ)加える0.1N n−ブチルアミンベンゼン溶液の量V
(ml)を次式により算出する。(C) Amount of 0.1N n-butylamine benzene solution to be added V
(Ml) is calculated by the following formula.
ここでAは乾燥試料1g当りのn−ブチルアミン量(meq/
g)であり、A=0.5n(n=0,1,2,3,4,5,6)とする。 Here, A is the amount of n-butylamine per 1 g of dried sample (meq /
g) and A = 0.5n (n = 0,1,2,3,4,5,6).
(ニ)(ハ)で算出したV(ml)との合量が10mlとなる
ように試薬特級ベンゼンを三角フラスコに加え、栓をし
たのち超音波洗浄器を用いて試料を分散させる。(D) Benzene reagent grade benzene is added to an Erlenmeyer flask so that the total amount with V (ml) calculated in (d) and (c) is 10 ml, and after stoppering, the sample is dispersed using an ultrasonic cleaner.
(ホ)(ハ)で算出したV(ml)の0.1N n−ブチルアミ
ン溶液を三角フラスコに加え、栓がはずれないようにビ
ニールテープでおさえたのち8の字振とう機(東京理化
器械株式会社製SS-80)に固定し室温で24時間振とうす
る。(E) Add the V (ml) 0.1N n-butylamine solution calculated in (c) to the Erlenmeyer flask and hold it down with vinyl tape so that the stopper does not come off, then shake the figure 8 (Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.). Fix it to SS-80 (made by SS) and shake at room temperature for 24 hours.
(ヘ)試薬ベンザルアセトフェノンと試薬特級ベンゼン
とで調製した0.1%ベンザルアセトフェノンベンゼン溶
液をpKa-5.6の指示薬とし、振とうを終えた三角フラス
コに3滴加える。栓をして軽く振とうしたのち試料表面
の色を観察する。(F) Using a 0.1% benzalacetophenonebenzene solution prepared with the reagent benzalacetophenone and reagent grade benzene as an indicator for pKa-5.6, add 3 drops to the Erlenmeyer flask after shaking. After plugging and shaking gently, observe the color of the sample surface.
(ト)試料表面が指示薬の酸性色である黄色に着色して
いるものの中で最も大きなA(meq/g)の値をA1(meq/
g)とする。(G) The highest value of A (meq / g) among the samples whose surface is colored yellow, which is the acidic color of the indicator, is A 1 (meq /
g).
(チ)(イ)における三角フラスコの数を10個とし、
(ハ)におけるAをA=A1+0.05n(n=0,1,2,3,4,5,
6,7,8,9)とする以外は全く同じ内容で(イ)から
(ヘ)までの操作をくり返す。(H) Set the number of Erlenmeyer flasks in (a) to 10,
A in (c) is A = A 1 + 0.05n (n = 0,1,2,3,4,5,
Repeat steps (a) to (f) with exactly the same contents, except for 6,7,8,9).
(リ)試料表面が黄色に着色しているものの中で最も大
きなA(meq/g)の値をA2(meq/g)とし、試料の酸強度
関数−5.6以下の酸性度(meq/g)をA2〜A2+0.05(meq/
g)と表わす。(I) The largest value of A (meq / g) among the samples whose surface is colored yellow is A 2 (meq / g), and the acidity of the sample is -5.6 or less (meq / g) ) Is A 2 to A 2 +0.05 (meq /
g).
実施例1〜3 温度計、攪拌翼、空冷管を付した1の4つ口フラスコ
に、1−アイコセン224g(0.8モル)、精製ナフタレン
(融点79.8℃)205g(1.6モル)およびH−Yゼオライ
ト11.2gを仕込みマントルヒーター上にセットした。攪
拌しつつ、室温より加熱昇温し約30分で210℃に至らし
めた。この時点を反応の始点として、以後反応温度を21
0〜215℃に保ち反応を続けた。一定時毎にサンプリング
した反応混合物を80℃以上で遠心分離して、得られた上
澄みを試料として分析に供した。試料中の未反応ナフタ
レン含量、未反応オレフィン含量、モノアルキルナフタ
レン含量はガスクロマトグラフィにより定量し、その結
果に基づきオレフィンの転化率およびモノアルキルナフ
タレンへの選択率を算出した。なお、試料中のビナフチ
ル含量は別途、薄層クロマトグラフィーによって定量し
た。Examples 1 to 3 224 g (0.8 mol) of 1-icosene, 205 g (1.6 mol) of purified naphthalene (melting point 79.8 ° C.) and HY zeolite were placed in a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirring blade and an air cooling tube. 11.2g was charged and set on the mantle heater. While stirring, the temperature was raised from room temperature to 210 ° C in about 30 minutes. At this point, the reaction temperature is set to 21
The reaction was kept at 0 to 215 ° C. The reaction mixture sampled at regular intervals was centrifuged at 80 ° C. or higher, and the obtained supernatant was used as a sample for analysis. The unreacted naphthalene content, unreacted olefin content, and monoalkylnaphthalene content in the sample were quantified by gas chromatography, and the olefin conversion rate and the monoalkylnaphthalene selectivity were calculated based on the results. The content of binaphthyl in the sample was separately quantified by thin layer chromatography.
上記反応方法中、H−YゼオライトとしてF表のゼオラ
イトNo.1〜3を使用した場合をそれぞれ実施例1〜3と
して、またゼオライトNo.4〜11を使用した場合をそれぞ
れ比較例1〜8として、それらの反応結果をG表に示
す。実施例1〜3の結果によると、オレフィンの転化率
およびモノアルキルナフタレンへの選択率ともに高く、
また、ビナフチルの生成も殆んど無く、好適な物性を有
するゼオライトを用いた本発明によるアルキル化芳香族
化合物の製法をよく例示している。比較例1〜4はそれ
ぞれF表に示すゼオライトNo.4〜7を使用した場合に対
応するが、イオン交換条件や焼成条件の選定が適切でな
いため酸性度も低く、触媒活性も低いことが理解され
る。In the above-mentioned reaction method, the cases where Zeolite Nos. 1 to 3 in Table F are used as the HY zeolite are Examples 1 to 3 respectively, and the cases where Zeolite Nos. 4 to 11 are used are Comparative Examples 1 to 8 respectively. As a result, those reaction results are shown in Table G. According to the results of Examples 1 to 3, both the conversion rate of olefin and the selectivity to monoalkylnaphthalene are high,
Moreover, the production of an alkylated aromatic compound according to the present invention using a zeolite having suitable physical properties with almost no formation of binaphthyl is well exemplified. Comparative Examples 1 to 4 correspond to the cases of using Zeolite Nos. 4 to 7 shown in Table F, respectively, but it is understood that the acidity is low and the catalytic activity is low because the ion exchange conditions and the firing conditions are not properly selected. To be done.
また、比較例5〜8はそれぞれF表に示すゼオライトN
o.8〜11を使用した場合に対応するが、ケイ酸分原料が
異なると、見掛け上類似したNa−Yゼオライトを前駆体
にしているにもかかわらず、生成するH−Yゼオライト
の物性が大きく変化し、好ましい触媒活性を示さないこ
とが理解される。特に、酸性度の高いNo.9〜11のゼオラ
イトを使用した場合許容できない程度のビナフチルが生
成した。Further, Comparative Examples 5 to 8 are zeolite N shown in Table F, respectively.
Although it corresponds to the case where o.8 to 11 are used, the physical properties of the produced HY zeolite are different when the silicic acid raw materials are different, even though the apparently similar Na—Y zeolite is used as the precursor. It is understood that it varies significantly and does not exhibit favorable catalytic activity. In particular, when using No. 9-11 zeolite with high acidity, an unacceptable amount of binaphthyl was produced.
また、本発明の方法をアルキルナフタレンの製法に適用
する場合、酸化安定性に優れる、α−置換体/B−置換体
比が、1.0以上のアルキルナフタレンが得られる、とい
う利点を有する。Further, when the method of the present invention is applied to a method for producing an alkylnaphthalene, there are advantages that an oxidation stability is excellent and an alkylnaphthalene having an α-substitution / B-substitution ratio of 1.0 or more can be obtained.
実施例4 温度計、攪拌機、空冷管およびオレフィン供給用のテフ
ロンチューブを付した1の4つ口フラスコに精製ナフ
タレン256g(2.0モル)を仕込み、油温130℃のオイルバ
ス上にセットした。ナフタレンが溶け始め、攪拌可能と
なった時点で攪拌を開始した。ナフタレンが完全に溶解
したら、オイルバスの温度を上げ、ナフタレンの温度を
165〜170℃とした後、H−Yゼオライト(F表のNo.2)
13.4gを加えた。ただちに、送液ポンプによりテフロン
チューブを通じて1−デセンの供給を開始し、4時間に
わたり、168g(1.2モル)の1−デセンを供給した。こ
の間、反応混合物の温度は165〜170℃に保った。さらに
同温度で1時間反応を続けたのち、100℃まで冷却し
た。反応混合物から加圧過にて触媒を除き、過油を
ガスクロマトグラフィー分析に供した。1−デセンの転
化率は99.1%であり、モノデシルナフタレンへの選択率
は94.6%であった。Example 4 256 g (2.0 mol) of purified naphthalene was charged into a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, an air-cooled tube and a Teflon tube for supplying olefin, and 256 g (2.0 mol) of purified naphthalene was charged and set on an oil bath of 130 ° C. The stirring was started when the naphthalene started to melt and the stirring became possible. After naphthalene is completely dissolved, raise the temperature of the oil bath to raise the temperature of naphthalene.
After 165-170 ℃, HY zeolite (No. 2 in Table F)
13.4g was added. Immediately, the liquid feed pump started feeding 1-decene through the Teflon tube, and 168 g (1.2 mol) of 1-decene was fed over 4 hours. During this time, the temperature of the reaction mixture was kept at 165-170 ° C. After continuing the reaction at the same temperature for 1 hour, the mixture was cooled to 100 ° C. The catalyst was removed from the reaction mixture by pressurization and the excess oil was subjected to gas chromatography analysis. The conversion of 1-decene was 99.1% and the selectivity to monodecylnaphthalene was 94.6%.
実施例5 実施例1−3と同様の反応装置に1−テトラデセン167g
(0.85モル)、メチルナフタレン(1−メチルと2−メ
チルの混合物)238g(1.7モル)、H−Yゼオライト
(F表のNo.2)8.4gを仕込んだ。攪拌、加熱、昇温し21
5〜220℃で6時間反応させた。反応混合物をガスクロマ
トグラフィーにより分析した結果、オレフィン転化率9
6.4%、メチルテトラデシルナフタレンへの選択率は92.
0%であった。 Example 5 167 g of 1-tetradecene was added to a reactor similar to that of Example 1-3.
(0.85 mol), 238 g (1.7 mol) of methylnaphthalene (mixture of 1-methyl and 2-methyl), and 8.4 g of HY zeolite (No. 2 in Table F) were charged. Stir, heat and heat up 21
The reaction was carried out at 5 to 220 ° C for 6 hours. As a result of analyzing the reaction mixture by gas chromatography, the olefin conversion rate was 9
6.4%, selectivity to methyltetradecylnaphthalene is 92.
It was 0%.
実施例6 攪拌機、温度計、ヒーターを付した1のガラス製オー
トクレーブにトルエン276g(3モル)、1−ドデセン16
8g(1モル)、H−Yゼオライト(F表のNo.2)8.4gを
仕込んだ。オートクレーブ内を窒素置換した後、密閉
し、攪拌しつつ約1.5時間で200℃まで昇温しその後2時
間195〜205℃を保った。ついで、反応混合物を冷却した
後、加圧過により触媒をのぞき過油を得た。ガスク
ロマトグラフィーにより分析した結果、オレフィン転化
率で99.5%、ドデシルトルエンへの選択率で97.3%に達
していた。Example 6 Toluene 276 g (3 mol) and 1-dodecene 16 were added to a glass autoclave 1 equipped with a stirrer, a thermometer and a heater.
8 g (1 mol) and 8.4 g of HY zeolite (No. 2 in Table F) were charged. After purging the inside of the autoclave with nitrogen, the inside of the autoclave was sealed and heated to 200 ° C. in about 1.5 hours with stirring, and then kept at 195 to 205 ° C. for 2 hours. Then, after the reaction mixture was cooled, the catalyst was removed by pressurization to obtain a super oil. As a result of analysis by gas chromatography, the conversion of olefin reached 99.5% and the selectivity to dodecyltoluene reached 97.3%.
実施例7 不活性ガス流通によるアルキル化反応の加速効果を示す
ために、反応液の上部空間に窒素ガスを流通させ、反応
時間を3時間とした以外は実施例2と同条件下で、ナフ
タレンのアルキル化を行った場合の反応結果を実施例2
と比較して、H表に示す。H表の実施例2に対応するオ
レフィン転化率がG表と異なるのは、G表では反応6時
間後の転化率を記しているのに、H表では不活性ガス流
通による反応の加速効果を示すために反応3時間後の転
化率を記しているからである。H表より、窒素ガスの流
通により反応が加速されていること、また、オレフィン
転化率が95%以上の高率に達した時のモノアルキルナフ
タレンへの選択率には差がないことが理解される。Example 7 In order to show the effect of accelerating the alkylation reaction by flowing an inert gas, naphthalene was produced under the same conditions as in Example 2 except that nitrogen gas was passed through the upper space of the reaction solution and the reaction time was 3 hours. Example 2 shows the reaction results when alkylation of
The results are shown in Table H in comparison with. The olefin conversion rate corresponding to Example 2 in the H table is different from that in the G table because the G table shows the conversion rate after 6 hours of reaction, but the H table shows the reaction acceleration effect by the inert gas flow. This is because the conversion rate after 3 hours of reaction is shown for the sake of illustration. From Table H, it is understood that the reaction is accelerated by the flow of nitrogen gas and there is no difference in the selectivity to monoalkylnaphthalene when the olefin conversion rate reaches a high rate of 95% or more. It
Claims (2)
ノシリケート触媒の存在下に反応させることから成るア
ルキル化芳香族化合物の製法において、 アルミノシリケート触媒として、粘土鉱物の酸処理によ
り得られた活性ケイ酸又は活性アルミノケイ酸をシリカ
原料として合成され、ハメットの酸強度関数で−5.6以
下の酸性度が0.5乃至1.0meq/gの範囲にある水素型ゼオ
ライトYを用いることを特徴とする製造法。1. A process for producing an alkylated aromatic compound, which comprises reacting an aromatic hydrocarbon with an alkylating agent in the presence of an aluminosilicate catalyst, which is obtained by acid treatment of a clay mineral as an aluminosilicate catalyst. A production method characterized by using hydrogen-type zeolite Y, which is synthesized by using active silicic acid or active aluminosilicic acid as a silica raw material, and has an acidity of −5.6 or less in the range of 0.5 to 1.0 meq / g in Hammett acid strength function. .
ノシリケート触媒の存在下に液相且つバッチ方式で反応
させることから成るアルキル化芳香族化合物の製法にお
いて、 アルミノシリケート触媒として、粘土鉱物の酸処理によ
り得られた活性ケイ酸又は活性アルミノケイ酸をシリカ
原料として合成され、ハメットの酸強度関数で−5.6以
下の酸性度が0.5乃至1.0meq/gの範囲にある水素型ゼオ
ライトYを使用し、且つ反応容器内に不活性ガスを流通
させることを特徴とする製造法。2. A process for producing an alkylated aromatic compound, which comprises reacting an aromatic hydrocarbon and an alkylating agent in a liquid phase and in a batch system in the presence of an aluminosilicate catalyst, to obtain a clay mineral as aluminosilicate catalyst. The active silicic acid or active aluminosilicic acid obtained by the acid treatment was synthesized as a silica raw material, and the hydrogen type zeolite Y whose acidity of -5.6 or less in the Hammett acid strength function is in the range of 0.5 to 1.0 meq / g is used. And a method of producing an inert gas in the reaction vessel.
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|---|---|---|---|
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