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JPH06107568A - 2,6−ジメチルナフタレンの製造方法 - Google Patents

2,6−ジメチルナフタレンの製造方法

Info

Publication number
JPH06107568A
JPH06107568A JP4282328A JP28232892A JPH06107568A JP H06107568 A JPH06107568 A JP H06107568A JP 4282328 A JP4282328 A JP 4282328A JP 28232892 A JP28232892 A JP 28232892A JP H06107568 A JPH06107568 A JP H06107568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dmn
zeolite
catalyst
dimethylnaphthalene
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4282328A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Abe
正樹 阿部
Toshio Shimizu
俊夫 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Cosmo Oil Co Ltd
Japan Petroleum Energy Center JPEC
Original Assignee
SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Cosmo Oil Co Ltd
Petroleum Energy Center PEC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER, Cosmo Oil Co Ltd, Petroleum Energy Center PEC filed Critical SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Priority to JP4282328A priority Critical patent/JPH06107568A/ja
Publication of JPH06107568A publication Critical patent/JPH06107568A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジメチルナフタレン(DMN)に富む炭化水
素混合物を異性化あるいは改質することにより2,6−
ジメチルナフタレン(2,6−DMN)を製造する方法
を提案する。 【構成】 DMNを含む炭化水素混合物を、ペンタシル
型の結晶性アルミノシリケートゼオライトに元素周期律
表のIIIB族、IIB族のうちの少なくとも1つを含
有させてなる触媒と接触させる。各種のDMN類を異性
化して2,6−DMN濃度が高まるとともに、沸点的に
DMN類に近いDMN以外の成分が分離可能な成分に分
解し、しかも改質によりDMN類が増量するため、結果
的に2,6−DMNを高収率で製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジメチルナフタレン
(以下、「DMN」と略す)に富む炭化水素混合物(以
下、原料油」と称することもある)を異性化あるいは改
質することにより2,6−ジメチルナフタレン(以下、
「2,6−DMN」と略す)を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】DMN、特に2,6−
DMNは、ポリエチレンナフタレートの原料である2,
6−ナフタレンジカルボン酸の原料となる素材として注
目されている。現在、DMNの原料源として、石油精製
プロセス中の流動床接触分解装置(以下、「FCC」と
略すことがある)で得られるライトサイクルオイル(L
ight Cycle Oil、以下「LCO」と略
す)や、改質装置で得られるボトム油が注目されてい
る。
【0003】ところで、これらの原料油中には、所望の
2,6−DMNは低濃度でしか含まれておらず、この濃
度を高める技術が必要とされ、従来も以下に述べるよう
な種々の技術が提案されている。
【0004】例えば、これらの原料油から2,6−DM
Nを高濃度で分離精製する方法として、蒸留してDMN
成分の濃度を高め、その後に2,6−DMNを分離する
方法がある。また、2,6−DMNを分離した後の残油
中には2,6−DMN以外のDMN留分が含まれるた
め、これらを異性化して2,6−DMNの増量を図るこ
ともできる。この異性化による2,6−DMNの製法
は、特公昭53−47020、特公昭58−2103
1、特公昭59−88433、特公昭60−3831
1、特公昭60−69043、特公昭60−9492
6、特公昭60−97923、特公昭60−10402
2号公報等が提案されている。さらに、上記したような
異性化工程に、反応晶析等による所望DMN異性体の分
取工程を組み合わせるリサイクルプロセスも提案されて
いる(特開平4−26635号公報参照)。
【0005】しかし、石油留分中には、通常、DMN以
外の物質も含まれているため、上記したような従来の異
性化方法によって得られる製品組成物が、各DMN異性
体において平衡値に達していても、2,6−DMNの濃
度を満足することが困難な場合が多い。
【0006】しかも、上記したリサイクルプロセスで得
られる生成油中に、蒸留等による分離が不可能である物
質が含まれる場合、該物質が系内に蓄積してプロセスの
効率を低下させることが予想される。このように、石油
留分中の2,6−DMNを工業的に有効利用する技術
は、未だ完成されていないのが現状である。
【0007】
【発明の目的】本発明は、石油留分中の2,6−DMN
を工業的に有効利用すべく、上記のようなDMNの製
造(分離)技術で得られる各種のDMN類を異性化して
2,6−DMN濃度を高めるとともに、沸点的にDM
N類に近いDMN以外の成分を分解して分離できるよう
にし、かつ改質によりDMN類を増量することのでき
る方法を提案することを目的とする。
【0008】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、上記〜
の目的を達成するために鋭意研究を行った結果、元素
周期律表IIIB族金属化合物、IIB族金属化合物の
少なくとも1つを含有するペンタシル型の結晶性アルミ
ノシリケートを触媒として用いることにより、DMN類
の収率が増大し(上記目的のの達成)、しかも高い効
率でDMN間の異性化反応が起こり(上記目的のの達
成)、さらにはDMN以外の成分の量が減じる(上記目
的のの達成)ことを見出し、本発明の2,6−DMN
の製造方法を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は、元素周期律表のII
IB族、IIB族のうちの少なくとも1つを含有するペ
ンタシル型の結晶性アルミノシリケートを触媒とし、該
触媒をDMNを含む炭化水素混合物と接触させることを
特徴とする。
【0010】ペンタシル型の結晶性アルミノシリケート
ゼオライト(以下、「ゼオライト」と略す)は、酸型を
有しており、シリカ・アルミナモル比は20〜100で
ある。このゼオライト中に、元素周期律表のIIIB
族、IIB族の少なくとも1つを含有させる場合、通
常、含浸法あるいはイオン交換法により行う。これら含
浸法あるいはイオン交換法に用いられるIIIB族ある
いはIIB族の塩の種類は、特に制限はないが、一般に
は、硝酸塩、塩化物、硫酸物、あるいは酸化物等が適し
ている。上記のIIIB族の化合物は、入手の容易さや
使用のし易さ(化合物の安定性)等を考慮すると、ガリ
ウムやアルミニウムの化合物が好ましく、特に前述の
〜の目的を良好に達成する上ではガリウムの化合物が
適しており、またIIB族の化合物は、使用のし易さ
(化合物の安定性)等を考慮すると、亜鉛の化合物が好
ましい。
【0011】ゼオライトに含有させるIIIB族、II
B族の少なくとも1つの量(Ga、Znとしての量)
は、少なすぎると含有効果が生じず、多すぎても効果が
飽和して不経済となるため、ゼオライトの量に対して
0.1〜10(wt%)、好ましくは0.5〜5(wt
%)とすることが適している。
【0012】上記のようにしてゼオライトにIIIB
族、IIB族の塩の少なくとも1つを含有させた後、4
00〜550℃、好ましくは500〜550℃で焼成し
て、本発明で使用する触媒を得る。したがって、この触
媒中のIIIB族およびIIB族は、主として酸化物の
形態を採り、これ以外に、未焼成状態の上記の塩、ある
いは焼成により生成した各種のIIIB族およびIIB
族の化合物が微量含まれることとなる。
【0013】本発明におけるDMN含有炭化水素混合物
と上記触媒との接触反応は、固定床流通式、流動床式、
移動床式等種々の方法で行われるが、操作の容易性を考
慮すれば、固定床流通式で行うのが好ましい。反応温度
および反応圧力は、低すぎると、DMN類の異性化、
DMN以外の成分の分解、改質によるDMN類の増
量を図ることができず、高すぎても、効果が飽和してこ
れらの反応のより以上の促進は困難となるのみならず、
用いるエネルギーが無駄となり、経済性が悪くなるた
め、温度は300〜600℃、好ましくは350〜55
0℃、圧力は常圧〜100気圧、好ましくは常圧〜20
気圧とするのが適している。DMN含有炭化水素混合物
のキャリアーガスとしては、通常は水素を用いるが、窒
素、炭酸ガスを用いても構わない。LHSVおよび全ガ
ス空間速度は、速すぎると、上記の〜の反応が十分
に進行せず、遅すぎると、反応(プロセス)効率が低下
するため、LHSVは0.1〜10h−1の範囲内で選
択し、全ガス空間速度は50〜10000h−1の範囲
内で選択することが適している。
【0014】原料油としては、DMN留分を含むもので
あればどのようなものでも用いることができるが、例え
ば、FCCプロセスで得られるLCOや、接触改質装置
で得られるボトム油等が好ましい。また、これらのDM
N留分の異性化物から所望の異性体を分取した後の残査
も本発明の原料油となる。原料油中のDMN類の含有量
は、1〜100wt%のものが好ましい。なお、100
wt%とは、言うまでもなくDMN類のみのものであ
り、前述した蒸留等によりDMN類を分離精製したもの
も本発明の原料油となり得ることを意味しており、この
場合は、2,6−DMNが各DMN異性体において平衡
組成以下となっているものを使用する。
【0015】
【作用】元素周期律表のIIIB族、IIB族のうちの
少なくとも1つをゼオライト中に含有させた触媒を、D
MN含有炭化水素混合物に接触させる本発明によると、
DMN類の全量は前述した従来の方法による場合よりも
増大し、この増大したDMN類の量において2,6−D
MNが各種DMN異性体の平衡組成で生成して来る。し
たがって、最終的な2,6−DMNの収率(2,6−D
MNへの異性化率)は、従来の方法に比して大幅に向上
することとなる。しかも、上記の触媒は、沸点がDMN
類に近いDMN以外の成分を、DMN類との例えば蒸留
による分離が容易な化合物に分解することができるた
め、本発明によれば、結果的に2,6−DMNを高収率
で得ることができる。
【0016】
【実施例】
〔触媒の調製〕 (1)ゼオライト合成 オートクレーブ中で、コロイダルシリカ(シリカ含有量
20.6wt%)1605gに純水500gとジグリコ
ールアミン362gとを加えた溶液に、苛性ソーダ3
0.6gを純水500gに溶解させた水溶液と純水49
3gにアルミン酸ナトリウム31.6gを溶解させた水
溶液の双方を、250rpmの速度で攪拌しながら加え
て、ゲル原料物を調合した。これを、オートクレーブ中
で、140℃に加熱保持して、250rpmの速度で、
20時間攪拌した。次いで、再度オートクレーブ中で、
温度160℃で48h加熱攪拌した。得られた生成結晶
物は、濾過し、濾液のpHが8以下となるまで純水で洗
浄して、高結晶のアルミノシリケートゼオライトを得
た。この高結晶アルミノシリケートゼオライトは、さら
に充分水洗し、電気乾燥器中110℃で3時間乾燥を行
った。
【0017】(2)酸型ゼオライトへの転化 上記のようにして得た高結晶アルミノシリケートゼオラ
イトにつき、該ゼオライト1g当たり5gの割合となる
ように4N塩化アンモニウム水溶液を用い、90℃で2
時間攪拌してイオン交換を実施した。このイオン交換操
作を3度繰り返した。イオン交換後、塩素が検出されな
くなるまでゼオライトを洗浄し、電気乾燥器中110℃
で3時間乾燥する。次いで、電気焼成炉中で、空気存在
下、540℃で3時間焼成して、プロトン型のペンタシ
ル型アルミノシリケートゼオライトを得た。
【0018】(3)ガリウム化合物含有ゼオライトの調
製 上記のゼオライト10gを硝酸ガリウム水溶液100m
l中で攪拌し、エバポレーターを用いて水分を除去した
後、電気乾燥炉中にて100℃で6時間乾燥した。次い
で、電気焼成炉中にて、空気存在下、540℃で3時間
焼成して、ガリウム化合物を含む本発明の触媒を得た。
【0019】(4)亜鉛化合物含有ゼオライトの調製 (3)の硝酸ガリウム水溶液を硝酸亜鉛水溶液に代える
以外は、(3)と同様にして、亜鉛化合物を含む本発明
の触媒を得た。
【0020】(5)ガリウム化合物および亜鉛化合物含
有ゼオライトの調製 (3)の硝酸ガリウム水溶液を、硝酸ガリウム水溶液と
硝酸亜鉛水溶液とを混合したものに代える以外は、
(3)と同様にして、亜鉛化合物を含む本発明の触媒を
得た。
【0021】(6)原料油 FCCプロセスのLCOをさらに蒸留してハートカット
のDMN濃度の高い油から晶析により2,6−DMNを
分離した後の残査を原料油とした。
【0022】〔2,6−DMNの製造〕 実施例1〜6 上記の触媒の調製で得られたガリウム化合物を表1〜表
2に示す割合(Gaとして)で含有する触媒5mlを、
内径15mmのステンレス製反応管に充填し、下記組成
の原料油を、500℃、LHSV=1.0h−1、圧力
10気圧で接触させた。この結果を表1〜表2に示す。
なお、表1〜表2の結果は、反応後1時間経過したもの
をサンプルとして採取し、ガスクロマトグラフで測定し
たものである。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】実施例7 亜鉛化合物を5.0wt%(Znとして)含有する触媒
を用いる以外は、実施例1〜6と同様にして接触反応を
行った。この結果を表3に示す。
【0026】
【表3】
【0027】実施例8〜9 実施例3の触媒(Ga含量1wt%)を用い、反応温度
を400、450、500℃の3種類とする以外は、実
施例1〜6と同様にして接触反応を行った。この結果を
表4に示す。なお、表4の500℃のデータは、表1の
実施例3のデータをそのまま使用したものである。
【0028】
【表4】
【0029】実施例10 ガリウム化合物を1.0wt%(Gaとして)と亜鉛化
合物を5.0wt%(Znとして)含有する触媒を用い
る以外は、実施例1〜6と同様にして接触反応を行っ
た。この結果を表5に示す。
【0030】
【表5】
【0031】比較例1〜3 実施例1〜9で用いたプロトン型のペンタシル型アルミ
ノシリケートゼオライトを、ガリウム化合物や亜鉛化合
物を含有させることなく、そのまま用いて、実施例1〜
6と同様の接触反応を行った。この結果を表6に示す。
【0032】
【表6】
【0033】表1〜表3、表5および表6の比較例3か
ら明らかなように、表1〜表3および表5のIIIB族
(ガリウム化合物)、IIB族(亜鉛化合物)を含むゼ
オライト触媒を用いた本発明による場合は、2,6−D
MNの収率およびDMN類の収率が増大する一方、DM
N、モノメチルナフタレン、ナフタレン以外の物質は減
少し、比較例3の従来の触媒を使用する場合と比較し
て、好ましいことが判る。また、表4と表6より明らか
なように、反応温度の変化によっても、DMN異性化能
等におけるIIIB族(ガリウム化合物)あるいはII
B族(亜鉛化合物)含有ゼオライト触媒を用いた本発明
による場合の優位性は変わらなことが判る。
【0034】〔触媒の調製例2〕 (1)ガリウムイオン交換ゼオライトの調製 触媒の調製例1の(1)ゼオライト合成と(2)酸型ゼ
オライトへの転化とを経て得られたペンタシル型アルミ
ノシリケートゼオライト10gにつき、0.1N硝酸ガ
リウム水溶液100mlを用い、90℃で5時間攪拌し
てイオン交換を行った。イオン交換後、ゼオライトを洗
浄し、電気乾燥器中110℃で3時間乾燥した。次い
で、電気焼成炉中で、空気存在下、540℃で3時間焼
成してガリウムイオン交換ゼオライトを得た。
【0035】(2)イオン交換率の測定 上記のガリウムイオン交換ゼオライトのガリウムイオン
交換率を、プラズマ発光分光光度計(Inductio
n Coupled Plasma)を用いて測定を行
った。この結果、全イオン交換サイト(site)中に
おけるガリウムイオン交換率は71.2%であった。
【0036】〔2,6−DMNの製造例2〕 実施例11 上記の触媒の調製例2で得られたガリウムイオン交換ゼ
オライトを触媒として用いる以外は、実施例1〜6と同
様にして接触反応を行った。この結果を表7に示す。
【0037】
【表7】
【0038】
【発明の効果】以上詳述したように、元素周期律表のI
IIB族、IIB族のうちの少なくとも1つを含有させ
たゼオライト触媒を使用する本発明によれば、DMN異
性体の収率が増大し、しかも高い効率でDMN間の異性
化反応が起こり、さらにはDMN以外の成分の量が減
じ、2,6−DMNの収率が増大するため、2,6−D
MNの工業的規模での製造方法として極めて有用であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジメチルナフタレンを含む炭化水素混合
    物を、ペンタシル型の結晶性アルミノシリケートゼオラ
    イトに元素周期律表のIIIB族、IIB族のうちの少
    なくとも1つを含有させてなる触媒と、接触させること
    を特徴とする2,6−ジメチルナフタレンの製造方法。
JP4282328A 1992-09-28 1992-09-28 2,6−ジメチルナフタレンの製造方法 Pending JPH06107568A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4282328A JPH06107568A (ja) 1992-09-28 1992-09-28 2,6−ジメチルナフタレンの製造方法

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