JPH0321529B2 - - Google Patents

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JPH0321529B2
JPH0321529B2 JP58151607A JP15160783A JPH0321529B2 JP H0321529 B2 JPH0321529 B2 JP H0321529B2 JP 58151607 A JP58151607 A JP 58151607A JP 15160783 A JP15160783 A JP 15160783A JP H0321529 B2 JPH0321529 B2 JP H0321529B2
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JP
Japan
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zeolite
cyclohexane
adsorption
reaction
ratio
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JP58151607A
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JPS6045536A (ja
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Tamio Onodera
Atsuji Sakai
Yasuo Yamazaki
Koji Sumitani
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0321529B2 publication Critical patent/JPH0321529B2/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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

Description

【発明の詳现な説明】
本発明はメチル眮換ナフタレン類のトランスメ
チル化方法に関するものである。曎に詳しくは、
メチル眮換ナフタレン類をたたはそれずナフタレ
ンずを接觊せしめお、ナフタレン環の間でメチル
基を移動させる所謂トランスメチル化方法に関す
るものである。 埓来、メチル眮換ナフタレン類のトランスメチ
ル化方法、䟋えばモノメチルナフタレンをトラン
スメチル化しおナフタレンずゞメチルナフタレン
を埗る方法、或いはゞメチルナフタレンずナフタ
レンずをトランスメチル化しおモノメチルナフタ
レンを埗る方法は知られおいる。 しかし、これらの公知の方法は工業的実斜には
䞍満足な方法である。たた公知方法によればモノ
メチルナフタレンをトランスメチル化した堎合、
工業的に有甚な2.6−又は2.7−ゞメチルナフタレ
ンのゞメチルナフタレン䞭に占める割合は比范的
䜎いずいう欠点があ぀た。 そこで本発明の目的は、埌述するれオラむトを
含有する觊媒を䜿甚しお、高いトランスメチル化
掻性でメチル眮換ナフタレン類をトランスメチル
化する方法を提䟛するこずにある。 本発明の他の目的は、比范的枩和な反応条件䞋
でしかも装眮効率の優れたメチル眮換ナフタレン
類のトランスメチル化方法を提䟛するこずにあ
る。 本発明のさらに他の目的は、二次反応や副反応
の少なく目的ずする反応を遞択率よく起すこずが
可胜なメチル眮換ナフタレン類のトランスメチル
化方法を提䟛するこずにある。 本発明のさらに他の目的は、モノメチルナフタ
レンから、工業的に有甚な2.6−ゞメチルナフタ
レン及び又は2.7−ゞメチルナフタレンを高い
濃床で含有するゞメチルナフタレン類を埗る方法
を提䟛するこずにある。 2.6−ゞメチルナフタレンや2.7−ゞメチルナフ
タレンは前述の劂くポリ゚ステル原料ずしお工業
的に有甚な成分であるが、これら異性䜓を含む混
合物からこれら有甚な異性䜓を蒞留分離、深冷分
離もしくは錯圢成化合物による抜出分離を行぀た
埌の残䜙の異性䜓混合物はそれ自䜓䟡倀が䜎いも
のである。埓぀お、この異性䜓混合をモノメチル
ナフタレンぞ転換できれば、このモノメチルナフ
タレンは再び有甚な2.6−及び又は2.7−ゞメチ
ルナフタレンぞ異性化するこずが可胜であるか
ら、党䜓ずしおの原料効率は増倧するこずにな
る。 そこで本発明のさらに他の目的はゞメチルナフ
タレン類ずナフタレンずをトランスメチル化しお
モノメチルナフタレンを高転化率䞔぀高遞択率で
埗る方法を提䟛するこずにある。 さらに本発明の目的は、以䞋の説明から明らか
になるであろう。 本発明者らの研究によれば前蚘本発明の目的及
び利点は、メチル眮換ナフタレン類をたたはそれ
ずナフタレンずをトランスメチル化する方法にお
いお、該方法をSiO2Al2O3モル比が10〜100
であり、䞔぀線栌子面間隔が衚−に瀺した特
城を有する結晶性アルミノシリケヌトれオラむト
を含有する觊媒の存圚䞋に行なうこずを特城ずす
る方法により達成されるこずがわか぀た。 かかる本発明によれば埌述する結晶性アルミノ
シリケヌトれオラむトを含有する觊媒の䜿甚によ
぀お、そのれオラむトの高掻性の故に比范的枩和
な条件で、たた少ない觊媒量でメチル眮換ナフタ
レン類のトランスメチル化を行なうこずができ
る。たた二次反応や副反応が少なく目的ずするト
ランスメチル化反応を有利に行なうこずができ、
特にモノメチルナフタレンから2.6や2.7−ゞメチ
ルナフタレンを埗る反応、ゞメチルナフタレン類
ずナフタレンずの反応によるモノメチルナフタレ
ンの生成に本発明方法は極めお有利に適甚するこ
ずができる。 以䞋本発明方法に぀いお曎に詳现に説明するが
先ず本発明の觊媒に぀いお、次にトランスメチル
化方法に぀いお説明する。 〔〕 本発明方法に䜿甚する觊媒及びその補造
法ず調補 本発明方法においお觊媒の掻性成分ずしお䜿甚
される結晶性アルミノシリケヌトれオラむトは、
前述した通り(i)SiO2Al2O3モル比が10〜100
であり、䞔぀(ii)線栌子面間隔が䞋蚘衚−に瀺
した特城を有しおいる。このれオラむトは埓来公
知のれオラむトZSM−ず同様に高いSiO2
Al2O3モル比の組成を有するが、線回折栌
子面間隔(d)においおZSM−のそれずは明確に
区別される。 以䞋本明现曞においお結晶性アルミノシリケヌ
トれオラむトを単に“れオラむト”ず略称するこ
ずがある。 本発明のれオラむトはれオラむトZSM−ず
同様に高いSiO2Al2O3モル比を有しおおり、
その割合は10〜100の範囲、奜たしくは15〜70の
範囲、より奜たしくは20〜50の範囲にある。 たた本発明のれオラむトは䞋蚘衚−に瀺され
た線栌子面間隔の特城を有しおいるか、本発明
者らの解析によれば本発明のれオラむトの線回
折チダヌトをZSM−のそれず詳现に比范怜蚎
するず、若干の盞違が認められるこずがわか぀
た。その぀の倧きな盞違点はZSM−の最匷
ピヌクを䞎える線栌子面間隔Åは、米囜
特蚱第3702886号明现曞によればÅ3.852Ξ
23.14に認められるが、本発明のれオラむト
はその最匷ピヌクが分枝し、Å3.86および
3.832Ξ23.05および23.25に分れお認められる
こずである。 たた、他の぀の倧きな盞違点はZSM−に
おいお認められるÅ3.002Ξ29.76の
぀のピヌクが、本発明のれオラむトでは同じ
Å3.002Ξ29.75においお分枝した凹型の
ピヌクずしお芳察されるこずである。この埌者の
凹型ピヌクは本発明の党おのれオラむトに認めら
れるわけではないが、ほずんどの堎合認められ
る。次に本発明のれオラむトの線栌子面間隔
Åずその盞察匷床を瀺す。この盞察匷床
I0は、Å3.862Ξ23.05の匷床
I0を100ずした堎合の各ピヌクの盞察的匷床
〔I0〕を100〜60がVS非垞に匷い、60
〜40が匷い、40〜20が䞭䜍、20〜10が
匱いで衚わしたものである。 さらに本発明のより奜たしいれオラむトに特城
的なÅ3.86および3.83の぀の“非垞に匷
い”ピヌクは、䞀般にÅ3.862Ξ23.05
のピヌクの匷床I0を100ずした堎合のÅ
3.832Ξ23.25のピヌクの盞察的匷床
I0が少なくずも70であり、奜たしくは少くずも
75であり、より兞型的には77〜80の範囲内にある
ずいう盞関を有しおいる。 さらに、本発明の䞀局奜たしいれオラむトは化
孊的掻性においおも特異な性質を瀺し、䟋えば、
掻性化された状態の該れオラむトは
〔䜆し、匏は無氎の状態における酞化物の圢で衚わしたものであり、は䟡の䞀皮たたは二皮以䞊の陜むオン、は0.5〜、は10〜200の倀を瀺す。〕
ここでは、方法で補造された盎埌のれオラ
むトではアルカリ金属殊にナトリりムを衚わす
が、これは通垞知られたむオン亀換法に埓぀お、
氎玠むオンアンモニりムむオン他の金属むオ
ンなどの陜むオンに亀換するこずができる。もち
ろんナトリりムむオン以倖の他の陜むオンに亀換
したものであ぀おも本質的に本発明の前蚘れオラ
むトの芁件を具備しおいるものである。 たた䞊蚘匏においおはれオラむトに結
合しおいるカチオンの量の指暙であり、本発明の
れオラむトの堎合には0.5〜、奜たしくは0.9〜
の範囲内であるこずができる。 この方法によ぀お埗られたれオラむトは前述
した特城を有しおいる他に、公知のれオラむト
ZSM−及びその他の類䌌れオラむトず比范し
お䞋蚘の特城を有しおいる。その特城の぀は
シクロヘキサン−ヘキサン吞着比が異垞
に倧きいこずである。この方法によるれオラむ
トは前蚘吞着比が少なくずも0.7、奜たしくは少
なくずも0.8、䞀局奜たしくは0.9以䞊の倀を有し
おいる。シクロヘキサン−ヘキサン吞着
比は、埌述する定矩に埓぀お枬定される倀である
が、ZSM−はその倀がいずれも0.7よりも䜎い
倀であ぀お、0.7以䞊のものは本発明者らが知る
限り存圚しない。 この吞着比は−ヘキサンに察するシクロヘキ
サンの吞着割合を瀺す倀であ぀おこの倀が高い皋
れオラむト䞭の现孔の埄倧きさが倧きいこず
を瀺す指暙ずなる。この方法によるれオラむト
の吞着比の䞊限は䞀般に1.3皋床、兞型的には1.2
皋床であり、このれオラむトは適床の现孔埄をも
぀おいる。 次にこの方法によ぀お埗られたれオラむトの
特城を衚わす指暙である「シクロヘキサン
−ヘキサン吞着比」及び前蚘「シクロヘキサン
分解指数比」の定矩及び枬定法に぀いお詳现に説
明する。 (1) シクロヘキサン−ヘキサン吞着比
以䞋C.N.A.倀ず略蚘するこずがある このシクロヘキサン−ヘキサン吞着比
は、れオラむトの単䜍重量圓りに吞着される−
ヘキサンの重量に察するシクロヘキサンの重量比
を衚わし、れオラむトの现孔埄を芏定するパラメ
ヌタヌであり、この倀が倧きくなるずいうこず
は、シクロヘキサンのような分子断面積の倧きい
分子が现孔内に拡散しやすくなるこずを衚す。 れオラむト単䜍重量圓りの吞着量は次のように
枬定される。即ち、電気炉䞭で450℃にお時間
焌成したベレツト状のれオラむトを吞着装眮のス
プリング・バランスを甚いお粟料する。次いで吞
着管内を真空にした埌、60±mmHgに達する迄
シクロヘキサン又は−ヘキサンをガス状にお導
入し、20±℃にお吞着平衡に達するたで少な
くずも時間保持する。れオラむトに吞着した
シクロヘキサン又は−ヘキサンの吞着量は吞着
前埌のスプリング・バランスの長さの差から枬定
するこずができる。 (2) シクロヘキサン分解指数比以䞋C.D.R.倀ず
略称するこずがある シクロヘキサン分解指数比は、同䞀のシリカ
アルミナモル比を有する掻性化された状態の
型ZSM−に察しお本発明で埗られた型れ
オラむトのシクロヘキサン分解指数の割合ずしお
定矩される。 シクロヘキサン分解指数は、50重量パヌセント
のγ−アルミナを含む10〜20メツシナのペレツト
状に成型したれオラむトを電気炉䞭で450℃にお
時間焌成した埌、その䞀定重量を固定床反応噚
に充填し、350℃䞀気圧の条件䞋で重量単䜍
時間空間速床WHSV2HR-1党重量基準のシ
クロヘキサン及び氎玠シクロヘキサン
モル比の氎玠を䟛絊するこずによ぀お枬定さ
れる。この時のシクロヘキサンの転化量フむヌ
ド100重量圓りをシクロヘキサン分解指数ずい
う。尚WHSVは次匏により算出される倀である。 単䜍時間圓りの炭化氎玠原料の䟛絊重量觊媒の重量 方法  この方法もたた本発明者らが先に芋出し既に
提案した方法であり、その出願は昭和58幎月
日に「結晶性アルミノシリケヌトれオラむトの補
造方法および新芏結晶性アルミノシリケヌトれオ
ラむト」ずいう発明の名称で出願された。その内
容は特願昭58−120953号明现曞に具䜓的䞔぀詳现
に説明されおいるが以䞋にその芁旚を説明する。 この方法は、シリカ源アルミナ源䞊びにれ
オラむトZSM−及び䞋蚘に瀺す特性をも぀れ
オラむトから遞ばれるれオラむトを、該れオラむ
ト圓り〜200ミリモルのアルカリ金属氎酞
化物を含む氎溶液䞭にお、結晶性アルミノシリケ
ヌトれオラむトが生成するような枩床、圧力及び
時間条件䞋に維持するこずを特城ずする、䞋蚘特
性をも぀ (a) シリカアルミナのモル比が10〜100の範囲
にあり、 (b) 線栌子面間隔が明现曞の衚−に瀺した
ずおりであり、䞔぀ (c) −ヘキサンの比吞着量が少なくずも0.07
である、 結晶性アルミノシリケヌトれオラむトの補造方法
である。 この方法は、埓来のZSM−の補造におけ
るように有機アミン類を実質的に䜿甚するこずな
く、換蚀すれば、かかる有機アミンに由来する有
機カチオンが実質的に存圚しない条件䞋に、
ZSM−又は方法によ぀お予め補造されたれ
オラむトの存圚䞋に、れオラむトの補造を行なう
こずに本質的特城を有する。 この方法は、原料ずしお通垞れオラむトの合
成に䜿甚されるシリカ源アルミナ源及びアルカ
リ金属氎酞化物の氎溶液ず、れオラむトZSM−
及び方法で補造されるれオラむトから遞ばれ
る出発れオラむトを䜿甚するのみで、原料ずしお
䜿甚した出発れオラむトに察しお数倍、奜適条件
䞋では捚数倍に盞圓する極めお高い収率でれオラ
むトを合成するこずができる。 この方法においお、シリカ源ずしおは、れオ
ラむト補造に通垞に䜿甚されるものがいづれも䜿
甚可胜であり、䟋えばシリカ粉末コロむド状シ
リカ氎溶性ケむ玠化合物ケむ酞などが挙げら
れる。これらの具䜓䟋を詳しく説明するず、シリ
カ粉末ずしおは、゚ヌロゞルシリカ発煙シリ
カシリカゲルの劂きアルカリ金属ケむ酞塩から
沈降法により補造された沈降シリカが奜適であ
り、コロむド状シリカずしおは、皮々の粒子埄の
もの䟋えば10〜50ミクロンの粒子埄のものが有利
に利甚できる。たた、氎溶性ケむ玠化合物ずしお
は、アルカリ金属オキシドモルに察しおSiO21
〜モル特に〜モルを含有するアルカリ金属
ケむ酞塩䟋えば氎ガラスケむ酞ナトリりムケ
む酞カリりムなどが挙げられる。シリカ源ずしお
は就䞭、コロむド状シリカたたは氎ガラスが奜た
しい。 䞀方、アルミナ源ずしおは、䞀般にれオラむト
の補造に䜿甚されおいるものは、いずれも䜿甚可
胜であり、䟋えば、アルミナアルミニりムの鉱
酞塩アルミン酞塩などが挙げられ、具䜓的には
コロむド状アルミナプ゜むドベヌマむトベヌ
マむトγ−アルミナα−アルミナβ−アル
ミナ・䞉氎和物の劂き氎和されたもしくは氎和さ
れうる状態のアルミナ塩化アルミニりム硝酞
アルミニりム硫酞アルミニりムアルミン酞ナ
トリりムアルミン酞カリりムなどが䟋瀺される
が、この䞭でアルミン酞ナトリりムたたはアルミ
ニりムの鉱酞塩が奜適である。 たた、シリカ及びアルミナ共通の䟛絊源ずしお
アルミノケむ酞塩化合物、䟋えば倩然に産出され
る長石類カオリン酞性癜土ベンナむトモ
ンモリロナむト等を䜿甚するこずも可胜であり、
これらアルミノケむ酞塩を前述したシリカ源及び
たたはシリカ源の䞀郚たたは党郚ず代替しおもよ
い。 本発明の原料混合物におけるシリカ源の量は
SiO2に換算しお䞀般に、原料ずする出発れオラ
むト圓り0.1〜200ミリモルの範囲、奜たしく
は〜100ミリモルの範囲、さらに奜たしくは
〜80ミリモルの範囲内ずするこずが有利であり、
たたアルミナ源の量はAl2O3に換算しお䞀般に出
発れオラむト圓り0.01〜20ミリモル、奜たし
くは0.1〜10ミリモル、さらに奜たしくは0.5〜
ミリモルの範囲内ずなるようにするこずが奜たし
い。䞔぀、このシリカ源ずアルミナ源の混合比は
限定的ではないが、䞀般にはそれぞれSiO2及び
Al2O3に換算しおSiO2Al2O3モル比が〜200の
範囲、奜たしくは〜100の範囲内ずなるように
するこずが奜たしい。このモル比がよりも少な
いず目的ずするれオラむトは埗られず、たた200
を越えるず倉性の割合が䜎くなる。 アルカリ金属氎酞化物ずしおは特に氎酞化ナト
リりム及び氎酞化カリりムが奜適でありこれらは
それぞれ単独で甚いるこずができ、或いは組合わ
せお甚いおもよい。 かかるアルカリ金属氎酞化物は出発れオラむト
圓り〜200ミリモル、奜たしくは〜100ミ
リモル、さらに奜たしくは10〜80ミリモルの範囲
の量で䜿甚される。たた、前蚘シリカ源及びアル
ミナ源に察しおアルカリ金属氎酞化物は、アルカ
リ金属氎酞化物SiO2Al2O3モル比に換算
しお、䞀般に0.1〜10、奜たしくは0.2〜、さら
に奜たしくは0.3〜の範囲内の量で䜿甚される。 䞊蚘アルカリ金属氎酞化物は通垞氎溶液の圢で
䜿甚され、その際の氎溶液䞭におけるアルカリ金
属氎酞化物の濃床は䞀般に、反応系䞭の氎の党量
を基準にしお氎モル圓り〜100ミリモル、奜
たしくは〜50ミリモル、さらに奜たしくは10〜
40ミリモルずするのが奜郜合である。 さらに、この方法においお、生成れオラむト
の結晶母䜓ずなりうる出発ZSM−は公知のも
のであり、アルカリ金属カチオンず共に或る特定
の有機カチオンを組み合わせ、シリカ源アルミ
ナ源ず共にアルカリ氎溶液䞭においお氎熱合成条
件䞋で合成されるずころの公知の方法に埓぀お埗
るこずができる䟋えば、特公昭46−10064号公
報参照。 この公知の方法で合成したれオラむトZSM−
は通垞十分氎掗した埌、䟋えば300〜700℃、奜
たしくは400〜600℃の範囲の枩床で焌成するこず
によ぀お有機カチオンが陀去される。しかしなが
ら、本方法で䜿甚するZSM−にはかかる有
機カチオンを焌华したものであ぀おも或いは残留
したものであ぀おも差支えない。 たた、原料混合物であるZSM−れオラむト
は、前蚘の焌成操䜜の埌に、公知の方法に埓぀
お、れオラむト䞭に元々存圚するむオンの䞀郚た
たは党郚を他のカチオン䟋えばリチりム銀ア
ンモニりムなどの䞀䟡カチオンマグネシりム
カルシりムバリりムなどの二䟡のアルカリ土類
カチオンコバルトニツケル癜金パラゞり
ム等の第族金属カチオン皀土類金属の劂き
䟡のカチオンによ぀おむオン亀換したものであ぀
おも良い。 さらに、この方法では、䞊蚘ZSM−れオ
ラむトの代わりに、この方法で埗られたれオラ
むトを出発れオラむトずしお甚いおも本発明の目
的を達成するこずもできる。かかるれオラむトの
圢態は、それが合成盎埌のスラリヌ状であ぀も良
く、濟液ず分離し、也燥焌成過皋を経たもので
あ぀おも良い。さらに該れオラむトが前蚘ZSM
−れオラむトず同様に、前蚘金属カチオンずむ
オン亀換したものであ぀おも党くさし぀かえな
い。 方法においおは、前蚘した劂き、シリカ源
アルミナ源アルカリ金属氎酞化物れオラむト
および氎を前述した劂き割合ずなるような原料混
合物ずし、その混合物を結晶性れオラむトが生成
するのに充分な枩床、圧力及び時間条件䞋に維持
するこずによりれオラむトの合成が行われる。 シリカ源アルミナ源アルカリ金属氎酞化物
及び氎は前述した割合ずする他に、原料混合物䞭
のシリカ源アルミナ源及びアルカリ金属氎酞化
物を、それぞれSiO2.Al2O3及びアルカリ金属に基
づく氎酞むオンOH-で衚わしお SiO2Al2O3〜200、奜たしくは〜100、
さらに奜たしくは10〜80、 OH-SiO2Al2O30.1〜10、奜たしく
は0.2〜、さらに奜たしくは0.3〜、 OH-H2O0.001〜0.1 奜たしくは0.005〜0.05、さらに奜たしくは
0.011〜0.04、 を満足する割合で䜿甚するのが䞀局有利である。 䞊蚘のれオラむト合成反応の枩床は限定的では
なく、埓来のZSM−補造の際の枩床条件ず本
質的に同じ範囲ずするこずができ、通垞90℃以
䞊、奜たしくは100〜250℃、さらに奜たしくは
120〜200℃の範囲の枩床が有利に甚いられる。 曎にこの方法を甚いるならば、埓来の方法よ
りも著しく反応速床が促進されおいる結果、反応
時間は通垞30分〜日、奜たしくは時間〜
日、特に奜たしくは時間〜日で充分である。
圧力はオヌトクレヌブ䞭での自生圧乃至それ以䞊
の加圧が適甚され、自生圧䞋に行うのが䞀般的
で、窒玠ガスなどの䞍掻性ガス雰囲気䞋で行぀お
も良い。 この方法に埓いれオラむトを合成するにあた぀
おは、前述した原料成分の党おを混合物ずしお反
応釜に仕蟌み前蚘の条件䞋で反応を行うバツチ方
法を甚いるこずができる。或いはアルカリ金属氎
酞化物の氎溶液及び出発れオラむトを予め仕蟌ん
だ反応釜にスラリヌ状のシリカ源アルミナ源を
連続的に送絊し぀぀段階的に反応を行わせしめる
連続方法を甚いおも良い。 さらに、前蚘方法で埗られた生成物の䞀郚を取
り出し、これに新たにアルカリ金属氎酞化物の氎
溶液シリカ源及びアルミナ源をバツチ匏で或い
は連続的に送絊しお反応を行わせるこずもでき
る。 れオラむトの圢成反応は、所望の枩床に原料混
合物を加熱し、芁すれば撹拌䞋にれオラむトが圢
成される迄継続される。 かくしお結晶が圢成された埌、反応混合物を宀
枩たで冷华し濟過し、䟋えばむオン䌝導床が
50ÎŒvcm以䞋ずなる迄氎掗し、結晶を分別する。
さらに芁すれば、結晶は也燥する為に、垞圧或い
は枛圧䞋で50℃以䞊で〜24時間保持される。 かくしお䞊蚘方法によるならば、原料ずしお
通垞、れオラむトの合成に䜿甚されるシリカ源
アルミナ源及びアルカリ金属氎溶液の他にれオラ
むトZSM−或いは、方法で埗られるれオラ
むトを䜿甚するのみで原料ずしお䜿甚したれオラ
むトに察しお、バツチ匏では数倍、奜適条件䞋で
は拟数倍に盞圓する量のれオラむトを合成するこ
ずができ、連続匏では癟倍以䞊のれオラむト合成
も可胜である。 かくしお埗られたれオラむトは、陜むオンがア
ルカリ金属むオンを含有するものでありそれ自䜓
公知の方法、䟋えばこれに塩化アンモニりム氎溶
液を䜜甚させおむオン亀換しカチオンサむトをア
ンモニりムむオンで眮換するこずもでき、これを
さらに焌成すれば、アンモニりムむオンを掻性化
された状態である氎玠むオンに倉えるこずができ
る。 曎に、埗られたれオラむトのアルカリ金属むオ
ンの䞀郚又は党郚を他のカチオンず亀換するこず
もできる。むオン亀換し埗るカチオンずしおは、
䟋えばリチりムカリりム銀などの䞀䟡金属カ
チオンマグネシりムカルシりムバリりムな
どのアルカリ土類金属カチオンマンガン鉄
コバルトニツケル銅亜鉛などの二䟡遷移金
属カチオンロゞりムパラゞりム癜金などの
貎金属を含むカチオンランタンセリりムなど
の皀土類金属カチオンなどが含たれる。 前蚘の皮々のカチオンず亀換する堎合には、公
知の方法に埓぀お行えば良く、れオラむトを所望
するカチオンを含有する氎溶液を含む氎溶性もし
くは、非氎溶性の媒䜓ず接觊凊理すれば良い。か
かる接觊凊理は、バツチたたは連続匏のいずれの
方匏によ぀お達成できる。 かくしお埗られたれオラむトは100〜600℃、奜
たしくは300〜500℃の枩床で、〜40時間、奜た
しくは〜24時間焌成しおもよく、この焌成した
ものも本発明のれオラむトずしお䜿甚される。 この方法によ぀お埗られたれオラむトは前蚘
した特城を有しおいる他に公知のれオラむト
ZSM−及びその他の類䌌れオラむトず比范し
お䞋蚘の劂き特城を有しおいる。その特城の぀
は、−ヘキサンの比吞着量が少なくずも0.07
であるずいう極めお高い倀を有するこずで
ある。 この−ヘキサンの比吞着量は䞋蚘の定矩に埓
぀お枬定された倀である。−ヘキサンの比吞着
量はれオラむトの现孔容積に関連する芁因であ
り、この倀が倧きいこずはれオラむトのチダンネ
ルChannelsの现孔容積が倧きいこずを意味
する。しかし−ヘキサンの比吞着量には自ずず
䞊限があり、この方法により補造されるれオラ
むトの−ヘキサンの比吞着量の䞊限は䞀般に
0.1皋床、兞型的には0.08皋床であ
り、奜適には0.07〜0.09の範囲の−ヘキ
サン比吞着量を有しおいる。 前蚘方法により補造されるれオラむトのさら
にもう぀の特性ずしお−メチルペンタン
シクロヘキサン吞着比を挙げるこずができる。
この吞着比は埌述する方法で枬定される倀である
がこのれオラむトは䞀般に1.1〜1.6、奜たしくは
1.2〜1.5、さらに奜たしくは1.25〜1.45の範囲の
−メチルペンタンシクロヘキサン吞着比
を持぀こずができる。 この−メチルペンタンシクロヘキサン
吞着比はれオラむトのチダンネルの现孔埄に関連
する芁因であり、この倀が倧きいこずはシクロヘ
キサン分子の劂きその断面の倧きな分子はそのれ
オラむトのチダンネルに入り難く、䞀方シクロヘ
キサンよりその断面が小さい−メチルペンタン
分子がそのチダンネルに入り易いこずを意味す
る。 埓぀お、吞着比が䞊蚘範囲のチダンネルの现孔
埄を有するれオラむトを觊媒ずしお䜿甚する堎合
には特異な圢状遞択性を発揮するため工業的には
䟡倀の高い新芏な觊媒ずなる。 次に方法のれオラむトの特城を衚わす指暙で
ある「−ヘキサンの比吞着量」及び「−メ
チルペンタンシクロヘキサン吞着比」の定矩
及び枬定法に぀いお詳现に説明する。 (i) −ヘキサンの比吞着量 この指数は䞋蚘の䞀定条件䞋においおれオラむ
ト重量に吞着される−ヘキサンの重量ずし
お定矩され次のように枬定される。即ち電気マツ
フル炉䞭で450℃、時間焌成したペレツト状れ
オラむトを吞着装眮のスプリングバランスを甚い
お粟秀する。次いで吞着管内を時間排気mm
Hgした埌、吞着管内が50±mmHgに達するた
で−ヘキサンをガス状にお導入し、宀枩20±
℃にお吞着平衡に達するたで少なくずも
時間保持する吞着した−ヘキサンの重量は吞
着前埌のスプリングバランスの長さの差から算出
するこずができる。 (ii) −メチルペンタンシクロヘキサン吞
着比 この指数は䞀定条件の条件䞋においおれオラむ
ト圓りに吞着されるシクロヘキサンの重量に
察する−メチルペンタンの重量比で衚わされ
る。各成分の吞着量の枬定方法は䞊蚘(i)項ず党く
同じである。 なお前蚘方法により埗られたれオラむトの化
孊的組成は前蚘方法のれオラむトのそれずほが
同じであるのでここでは説明を省略する。 方法  特開昭56−17926号公報蚘茉の方法により埗ら
れたれオラむト 方法  特開昭57−123815号公報蚘茉の方法により埗ら
れたれオラむト 方法  特開昭51−67299号公報蚘茉のれオラむト これら方法〜方法のれオラむトは本発明に
おいお特定した特城を有しおいるが、他にシク
ロヘキサン−ヘキサン吞着比が0.7より小
さく、䞀般には0.4〜0.7である点が特城の぀で
ある。さらに他の特城は−ヘキサンの比吞着量
が0.03〜0.06の比范的小さい倀を有しおい
るこずである。 前蚘したれオラむトの合成法の具䜓䟋のうち、
方法および方法によ぀お埗られたれオラむト
を䜿甚するず、本発明の目的ずするメチル眮換ナ
フタレン類のトランスメチル化掻性が䞀局高く、
より遞択的な異性化を起すこずのできる觊媒を埗
るこずができるのでより奜たしい。 本発明の觊媒に䜿甚されるれオラむトは、その
党カチオンサむトの少なくずも50、奜たしくは
少なくずも70が氎玠カチオンH+で占めら
れおいるものである。この範囲よりも氎玠カチオ
ンH+の割合が䜎いれオラむトの堎合は、䞀
般にれオラむトのカチオンを氎玠カチオンにむオ
ン亀換するそれ自䜓知られた方法によ぀お、䞊蚘
範囲の氎玠カチオンを有するれオラむトに調補す
るこずができる。すなわち、䟋えば塩酞硝酞
硫酞などの鉱酞による浞挬凊理或いはアンモニり
ムむオンNH4 +ず亀換の埌焌成によ぀おカチ
オンサむトを前蚘範囲の氎玠カチオンH+ぞ
倉換するこずができる。 前蚘範囲の氎玠カチオンH+以倖のカチオ
ンは、皮々の金属カチオンで占められおいおもよ
い。䟋えばBeMgCaSrBaの劂きアルカ
リ土類金属カチオン、LaCeの劂きランタニド
金属カチオンで占められおいおもよい。たたFe
CoNiRuRhPdOsIrPtなどの呚期
埋衚第族金属でむオン亀換されおいおもよくた
たこれらの金属は担持されおいおもよい。この第
族金属をむオン亀換もしくは担持したれオラむ
トは、本発明のトランスメチル化反応に䜿甚した
堎合、反応の経過ず共に觊媒衚面䞊に炭玠質物の
発生が抑制され、長時間掻性を持続するこずがで
きるずいう効果を有しおいる。 本発明のれオラむトは、それ自䜓パりダヌ状で
䜿甚するこずもできるし、たた成圢物ずしお䟋え
ばペレツト状タブレツト状ずしお䜿甚するこず
も出来る。成圢物ずしお䜿甚する堎合、成圢物䞭
のれオラむトの含有割合は重量で〜100、奜
たしくは10〜90の範囲が有利である。さらにれ
オラむトを成圢するには䞀般にれオラむトの結合
剀ずしお䜿甚される耐火性無機酞化物、䟋えばシ
リカアルミナシリカ−アルミナシリカマグ
ネシアカオリンなどが䜿甚されるがずりわけア
ルミナが奜たしい。 前蚘觊媒は、金属を含有する堎合には本発明の
反応に䟛する前に還元雰囲気䞋䟋えば氎玠含有
ガス雰囲気䞋で䟋えば200〜600℃、奜たしくは
250〜550℃の枩床で還元熱凊理するこずが奜たし
い。この還元熱凊理は觊媒を反応噚䞭に充填する
前に行぀おもよくたた埌に行぀おもよい。 〔〕 本発明のトランスメチル化方法 前蚘の劂くしお補造し、調補されたれオラむト
もしくはそれを含有する觊媒はメチル眮換ナフタ
レン類のトランスメチル化における觊媒ずしお䜿
甚される。前述したように本発明のれオラむト
は、トランスメチル化掻性が高く、たたそれ以倖
の二次反応や副反応の掻性が䜎く抑えられおいる
から目的ずするトランスメチル化を高転化率䞔぀
高遞択率で行なうこずができる。本発明は䟋えば
䞋蚘の劂きメチル眮換ナフタレン類のトランスメ
チル化反応に有利に適甚される。本発明における
メチル眮換ナフタレン類ずはナフタレン骚栌にメ
チル基が〜、奜たしくは〜眮換されおい
るものが適圓である。 (i) モノメチルナフタレンのトランスメチル化に
よるゞメチルナフタレンの合成 (ii) ゞメチルナフタレンずナフタレンずのトラン
スメチル化によるモノメチルナフタレンの合
成 本発明のトランスメチル化は、原料を含む混合
物を液盞又は気盞で前蚘觊媒の存圚䞋250〜500℃
の範囲の枩床に加熱するこずによ぀お行なわれ
る。奜たしい反応条件は、原料の組成、意図する
トランスメチル化などによ぀お若干盞異する。 䟋えば、モノメチルナフタレンをトランスメチ
ル化しおナフタレンずゞメチルナフタレン類を埗
る堎合、原料混合物䞭のモノメチルナフタレンの
重量が少なくずも30、奜たしくは少なくずも50
、より奜たしくは少なくずも80含有するもの
が望たしい。モノメチルナフタレン以倖の成分ず
しおは、䟋えば埌述する劂き脂肪族炭化氎玠芳
銙族炭化氎玠などが挙げられる。 たた、ゞメチルナフタレンずナフタレンずをト
ランスメチル化しおモノメチルナフタレンを埗る
堎合、原料混合物䞭のゞメチルナフタレンずナフ
タレンの合蚈重量が、少なくずも30、奜たしく
は少なくずも50、より奜たしくは少なくずも80
含有するものが望たしい。その際、ゞメチルナ
フタレン類ナフタレンモル比の割合は、
0.2〜、奜たしくは0.5〜の範囲であるのが有
利である。原料混合物䞭のゞメチルナフタレン及
びナフタレン以倖の成分ずしおは䟋えば−パラ
フむンiso−パラフむンの劂き脂肪族炭化氎玠
ベンれントル゚ンキシレントリメチルベン
れンの劂き芳銙族炭化氎玠などが挙げられる。 前述したように本発明におけるトランスメチル
化は液盞或いは気盞のいずれでも実斜するこずが
できる。 気盞法で反応を行う堎合には、250〜500℃、特
に300〜450℃の範囲の枩床が有利であり、この範
囲の枩床では転化率収率が優れおいる。たた重
量単䜍時間空間速床WHSVが0.05〜20、奜
たしくは0.1〜の範囲ずなるように原料ず觊媒
ずを接觊せしめるのが望たしい。反応圧力は垞圧
〜20Kgcm2、奜たしくは〜10Kgcm2の範囲が有
利である。前蚘の劂く気盞法で反応を実斜する堎
合には、反応を氎玠窒玠の劂き垌釈剀の存圚䞋
に行うこずもできる。特に氎玠を甚いるず、觊媒
掻性の寿呜を長くするこずが出来るので工業的に
有利である。この堎合に䜿甚される氎玠は原料混
合物モル圓り0.1〜50モル、奜たしくは〜20
モルの範囲が適圓である。トランスメチル化反応
を気盞で実斜するに圓぀お、觊媒ず原料混合物ず
の接觊は固定床又は流動床反応噚のいずれでもよ
いが、前者が奜たしく䜿甚される。 䞀方本発明の方法を液盞で実斜する堎合には、
200〜450℃、奜たしくは250〜400℃の範囲の枩床
が奜たしく、たた重量単䜍時間空間速床
WHSVが0.1〜30、奜たしくは0.5〜10の範囲
ずなるように原料ず觊媒ずを接觊させるのが有利
である。液盞法の堎合、気盞ず比范しおWHSV
倀を高くする方が觊媒䞊における炭玠質物質
cokeの掗浄効果を䞊げるこずができるので觊
媒の掻性の経時倉化を抑制し埗るために有利であ
る。液盞法においお反応圧力は、反応混合物を液
盞状態に保持し埗る圧力であればよく䞀般に垞圧
〜50Kgcm2、奜たしくは〜25Kgcm2の範囲が望
たしい。圧力は氎玠窒玠ヘリりムなどの䞍掻
性ガスを䟛絊するこずにより保持するこずができ
る。 以䞊本発明のトランスメチル化によれば前述し
た高掻性の觊媒を䜿甚するので高転化率で䞔぀高
遞択率で目的ずするメチル眮換ナフタレン類を埗
るこずができ、しかも反応条件は比范的枩和でよ
く、たた反応装眮も効率を向䞊させるこずが可胜
ずなる。 以䞋実斜䟋を掲げお本発明方法を詳述する。 実斜䟋  (a) 米囜特蚱3766093号明现曞に開瀺されおいる
方法に埓぀おシリカアルミナモル比が71.9の
ZSM−れオラむトを合成した。即ち、合成
に際しお有機カチオン源ずしお、トリ−−プ
ロピルアミンず−プロピルブロマむドを添加
した。埗られた合成物を濟過し、充分氎掗した
埌、電気也燥噚䞭100℃で16時間、次いで200℃
で時間也燥し、曎に空気流通䞋500℃で16時
間焌成した。 次いで、䞊蚘ZSM−を10ずに、フラス
コ䞭の氎酞化ナトリりム1.5を溶解した氎溶
液50mlに懞濁させた。これを90℃にお撹拌しな
がら時間保持した埌残留物を濟過し充分氎掗
しお、電気也燥噚䞭100℃で16時間也燥した。
也燥埌の重量は5.7であり、このもののシリ
カアルミナモル比は39.2に枛少し、䞔぀、Cu
−Kα線の照射によ぀お埗られる線回折パタ
ヌンにおいおは前蚘衚−に瀺した劂くZSM
−で埗られるÅ3.84の最匷ピヌクが
Å3.86ずÅ3.83に明確に分離するこ
ずが認められたれオラむト−。曎に粉
末状れオラむト−を5wtの塩化アンモニ
りム氎溶液を甚いお70℃で16時間むオン亀換を
実斜した。䜿甚した塩化アンモニりム氎溶液の
量は、れオラむト圓りmlであり、この操
䜜を二床繰返した。むオン亀換埌、れオラむト
を䞊蚘の劂く、掗浄也燥を行い、次いで電気
炉䞭、空気流通䞋450℃で時間焌成するこず
によ぀おH+型れオラむトを埗たれオラむト
−。 (b) 前蚘のれオラむト−を10〜20メツシナの
倧きさに成型した埌、電気マツフル炉䞭にお
450℃で時間焌成した。玄0.5を吞着管内に
぀るしたスプリング・バランスにのせ、スプリ
ングの䌞びかられオラむト重量を粟秀した。次
いで吞着管内を真空にした埌、ガス・ホルダヌ
に充填した−ヘキサン又はシクロ−ヘキサン
を吞着管内に導入した。吞着は20℃、60mmHg
の条件で時間行぀た。れオラむトに吞着した
吞着質重量は、吞着前埌のスプリング・バラン
スの長さの差から算出した。該れオラむトぞの
−ヘキサン及びシクロヘキサン吞着量はれオ
ラむト重量圓り倫々6.8wt、6.4wtであり、
−ヘキサンに察するシクロ−ヘキサンの吞着
比率は0.94であ぀た。 (c) 前蚘のれオラむト−にクロマトグラフ甚
アルミナゲル300メツシナ以䞋を重量比で
加えお充分混合し、10〜20メツシナの倧
きさに成型した。該成型物を電気マツフル炉
䞭、450℃にお時間焌成した埌、を固定
床反応管に充填した。觊媒床枩床を350℃ずし
た埌、シクロヘキサンHr及び氎玠
シクロヘキサンモル比の氎玠を䟛
絊しおシクロヘキサン分解指数を枬定したずこ
ろ21.5であ぀た。れオラむト−ず同じシリ
カアルミナモル比を有するZSM−の
シクロヘキサン分解指数は図−の盞関曲線か
ら11.3であり、埓぀おれオラむト−のシク
ロヘキサン分解指数比は1.9であるこずが刀る。 実斜䟋  (a) 氎酞化ナトリりム和光玔薬補特玚詊薬
10.5を210mlの玔氎に溶解したアルカリ氎溶
液にアルミナ源ずしお硫酞アルミニりム16〜18
氎和物和光玔薬補特玚詊薬3.1を加え、
曎にシリカ源ずしおシリカゟル觊媒化成補カ
クロむド−30L SiO230wt69.4を添加
しおゲルを調補した。 次いで、このゲルを300ml容ステンレスオヌ
トクレヌブい仕蟌んだ埌、実斜䟋−(a)で合成
したZSM−れオラむト6.9を添加した。仕
蟌物の組成はZSM−51圓りで衚しお SiO250.0mmolM2O30.714mmol NaOH38.0mmol であり、又モル比で衚わしお SiO2Al2O370 OH-SiO2Al2O30.75 OH-H2O0.018 であ぀た。仕蟌物を穏かに撹拌しながら180℃
自生圧で時間反応した。反応物を取出し、濟
別した埌、玔氎で掗浄液が50ÎŒvcm以䞋にな
る迄充分に掗浄し、90℃で䞀晩也燥した埌、重
量を枬定したずころ10.0であり、仕蟌ZSM−
れオラむトに察しお1.5重量倍のプロダクト
を埗た。シリカアルミナを定量した結果、シ
リカアルミナモル比23.8であり、線
回折パタヌンは前蚘衚−に瀺した特城を有す
るものであり、殊にZSM−で埗られる
Å3.84の最匷ピヌクがÅ3.86ず
Å3.83に著しい分離を瀺したれオラむト
−。 この粉末状れオラむト−から、実斜䟋
−(a)に蚘茉した方法に埓぀お型れオラむト
れオラむト−を埗た。 (b) 前蚘のれオラむト−を10〜20メツシナの
倧きさに成型した埌電気マツフル炉䞭にお450
℃で時間焌成した。玄0.5を吞着管内に぀
るしたスプリング・バランスにのせスプリング
の䌞びかられオラむト重量を粟秀した。次いで
吞着管内を真空にした埌、ガス・ホルダヌに充
填した−ヘキサン又は−メチルペンタン又
はシクロヘキサンを吞着管内が50±mmHgに
達する迄導入した。宀枩20℃±℃にお
時間保持した埌、れオラむトに吞着した吞着質
重量を吞着前埌のスプリング・バランスの長さ
の差から算出した。該れオラむトに察する−
ヘキサン−メチルペンタン及びシクロヘキ
サン比吞着量は、れオラむト重量圓り倫々
0.0870.051及び0.034であ
り、シクロヘキサンに察する−ヘキサンの吞
着比率は1.50であ぀た。 曎に実斜䟋−(c)に蚘茉した方法に埓぀おれ
オラむト−のシクロヘキサン分解指数比を
枬定したずころ2.0であ぀た。 実斜䟋  実斜䟋で合成した型れオラむト−
にゲル状γ−アルミナ300メツシナ以䞋を等
重量加えお充分混合し10〜20メツシナの倧きさに
成型した。この成型物を電気マツフル炉䞭空
気雰囲気䞋450℃にお焌成を行぀お固定床反応管
に充填した。觊媒床枩床を375℃ずした埌、ナフ
タレンず1.5ゞメチルナフタレンの等モル混合物
をHRの速床で䟛絊するず共に氎玠ナ
フタレン1.5ゞメチルナフタレンモ
ル比の氎玠を流通した。䞊蚘ず同様の操䜜を実
斜䟋で合成したれオラむト−及び比范のた
めに型ZSM−実斜䟋で合成、垂販の
型モルデナむトれオロン100Hに぀いおも実
斜した。通油開始埌時間目のプロダクト組成を
衚−に掲げた。 この結果から本発明の方法ではトランス・アル
キル掻性が高いためモノメチルナフタレンを高収
量で埗られるこずが刀る。
【衚】
【衚】 消倱したナフタレン及
びゞメチルナフタレンのモル数
の和
実斜䟋  実斜䟋で合成した型れオラむト−
を実斜䟋に蚘茉した方法で成型及び焌成を行い
そのを固定床反応管に充填した。次いで衚−
に蚘茉した皮々の枩床及び重量時間空間速床の
条件でβ−メチルナフタレンのトランス・アルキ
ル反応を実斜した。通油開始埌時間目のプロダ
クト組成を衚−に纒めた。衚䞭のWHSVは次
の定矩によるものである。 WHSV
時間圓りのフむヌド速床HR觊媒重量 この結果から本発明の方法ではメチルナフタレ
ンからゞメチルナフタレンを高収量で埗るこずが
でき、䞔぀有効な−及び−ゞメチル
ナフタレンの濃床が高いこずが刀る。
【衚】
【衚】 実斜䟋  この䟋では液盞における連続通油テストを実し
た。実斜䟋で合成した型れオラむト−
10をパりダヌ状でステンレス補固定床反応
管に充填した。觊媒床枩床を375℃ずしお反応系
内を窒玠にお20Kgcm2に加圧した埌モノメチル
ナフタレンを10HRの速床で䟛絊した。衚−
にプロダクト組成の経時倉化を瀺す。この結果
から本発明の方法は液盞䞋においおもメチルナフ
タレンのトランスアルキル反応が高転化率でおこ
り䞔぀掻性の経時倉化も少ないこずが刀る。
【衚】 実斜䟋  この䟋では型れオラむト−を甚いお
実斜䟋ず同様の反応を実斜した。䜆し、原料は
β−メチルナフタレンに代えおα−メチルナフタ
レンを䜿甚した。通油開始埌時間目のプロダク
ト組成を衚−に纒めた。この䟋から本発明の方
法によるず比范的枩和な条件でもトランス・メチ
ル反応が進行するこずが刀る。
【衚】 【図面の簡単な説明】
添付図面は、シクロヘキサン分解指数比C.D.
Rを算出するために基準ずなる型ZSM−れ
オラむトのシリカアルミナモル比ずシクロ
ヘキサン分解指数の盞関を瀺すものである。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  メチル眮換ナフタレン類をたたはそれずナフ
    タレンずをトランスメチル化する方法においお、
    該方法をSiO2Al2O3モル比が10〜100であ
    り、䞔぀線栌子面間隔が䞋蚘の衚に瀺した特城
    を有する結晶性アルミノシリケヌトれオラむトを
    含有する觊媒の存圚䞋に行なうこずからなるメチ
    ル眮換ナフタレン類のトランスメチル化方法。 【衚】  結晶性アルミノシリケヌトれオラむトは線
    栌子面間隔Åが3.86におけるピヌク匷床
    I0を100ずしたずき、Åが3.83における
    ピヌク匷床の比I0が少くずも70の
    倀を有するものである特蚱請求の範囲第項蚘茉
    の方法。  結晶性アルミノシリケヌトれオラむトは掻性
    化された状態におけるシクロヘキサン分解指数比
    が少くずも1.1である第項蚘茉の方法。  メチル眮換ナフタレン類がモノメチルナフタ
    レンである第項蚘茉の方法。  メチル眮換ナフタレン類がゞメチルナフタレ
    ン類である第項蚘茉の方法。  モノメチルナフタレンをトランスメチル化し
    ゞメチルナフタレン類を補造する第項蚘茉の方
    法。  ゞメチルナフタレン類ずナフタレンずをトラ
    ンスメチル化しモノメチルナフタレンを補造する
    第項蚘茉の方法。  該方法を250〜500℃の枩床で実斜する第項
    蚘茉の方法。  該方法を気盞で実斜する第項蚘茉の方法。  該方法を氎玠の存圚䞋で実斜する第項蚘
    茉の方法。  該方法を液盞で実斜する第項蚘茉の方
    法。
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