特許 7423793 ＵＺＭ－５４及びそれを使用したトランスアルキル化プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-19

(45)【発行日】2024-01-29

(54)【発明の名称】ＵＺＭ－５４及びそれを使用したトランスアルキル化プロセス

(51)【国際特許分類】

   B01J 29/80 20060101AFI20240122BHJP

   C07C 6/12 20060101ALI20240122BHJP

   C07C 15/08 20060101ALI20240122BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20240122BHJP

【ＦＩ】

B01J29/80 M

C07C6/12

C07C15/08

C07B61/00 300

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022540878

(86)(22)【出願日】2021-01-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-27

(86)【国際出願番号】 US2021012133

(87)【国際公開番号】W WO2021141870

(87)【国際公開日】2021-07-15

【審査請求日】2022-08-03

(31)【優先権主張番号】16/734,469

(32)【優先日】2020-01-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】598055242

【氏名又は名称】ユーオーピー エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100133765

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 尚志

(72)【発明者】

【氏名】ジェロロ、エセオゲネ

(72)【発明者】

【氏名】ジャン、デンヤン

(72)【発明者】

【氏名】コックス、ペリン

(72)【発明者】

【氏名】モスコーソ、ジャイメ ジー．

(72)【発明者】

【氏名】エイブラムス、マルタ リー

【審査官】磯部 香

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１１－５２５９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２５８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５３４９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０６４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１７０８３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２５７６３２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ２９／８０

Ｃ０７Ｃ ６／１２

Ｃ０７Ｃ １５／０８

Ｃ０７Ｂ ６１／００

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

芳香族炭化水素の変換のための触媒であって、
ＵＺＭ－５４ゼオライトと、
モルデナイトゼオライトと、
アルミナ、シリカ、又はこれらの組み合わせを含む結合剤と、
周期表の第ＶＩＢ（６）族、第ＶＩＩＢ（７）族、第ＶＩＩＩ（８～１０）族、及び第ＩＶＡ（１４）族のうちの１つ以上から選択される金属と、を含む、触媒。

【請求項2】

前記触媒が、２０～６０重量％の前記ＵＺＭ－５４ゼオライトと、２０～６０重量％の前記モルデナイトゼオライトと、１０～４０重量％の前記結合剤と、０．１～１０重量％の前記金属と、を含む、請求項１に記載の触媒。

【請求項3】

Ｃ_７、Ｃ_９、Ｃ_１０、及びＣ_１１＋芳香族のうちの１つ以上を含む供給流をトランスアルキル化して、前記供給流の濃度に対して増加した濃度のＣ_８芳香族を有する生成物流を取得するためのプロセスであって、前記供給流をトランスアルキル化条件で、
ＵＺＭ－５４ゼオライトと、
モルデナイトゼオライトと、
アルミナ、シリカ、又はこれらの組み合わせを含む結合剤と、
周期表の第ＶＩＢ（６）族、第ＶＩＩＢ（７）族、第ＶＩＩＩ（８～１０）族、及び第ＩＶＡ（１４）族のうちの１つ以上から選択される金属と、を含む、触媒と接触させることを含む、プロセス。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

優先権の記載
本出願は、その全体が本明細書に組み込まれる、２０２０年１月６日に出願された、米国特許出願第１６／７３４，４６９号からの優先権を主張する。

【0002】

キシレン異性体は、様々な重要な工業用化学物質の供給原料として石油から大量に生産される。キシレン異性体のうち最も重要なものは、ポリエステルの主要供給原料であるパラキシレンであり、多くの基本的需要によって高い成長率を享受し続けている。オルトキシレンは、大規模ではあるが成熟した市場を有する無水フタル酸を生成するために使用される。メタキシレンは、可塑剤、アゾ染料、及び木材保存剤などの製品において使用され、より小規模であるが量が増大している。エチルベンゼンは、典型的には、キシレン混合物中に存在し、スチレン生成のために回収されることもあるが、通常は、Ｃ_８芳香族のあまり望まれない成分であると考えられる。

【0003】

芳香族炭化水素の中で、キシレンの全体的な重要性は、工業用化学物質の供給原料としてのベンゼンの重要性に匹敵する。キシレン又はベンゼンのいずれも、ナフサの改質によっては需要を満たすのに十分な量で石油から生成されない。結果として、キシレン及びベンゼンの収率を増加させるために、他の炭化水素の変換が必要である。トルエンが、一般に、脱アルキル化されて、ベンゼンを生成するか、又は不均化されて、ベンゼン及びＣ_８芳香族を生じさせ、これから個々のキシレン異性体が回収される。より最近では、トルエンとともにより重質の芳香族をトランスアルキル化して、芳香族コンビナート（複合施設）からのキシレンの収率を選択的に増加させるためのプロセスが商業化されている。

【0004】

当該技術は、芳香族炭化水素のトランスアルキル化のための様々な触媒を教示する。モルデナイトを含む広範囲のゼオライトが、有効なトランスアルキル化触媒として開示されている。成形触媒、複数のゼオライト、金属改質剤、及び蒸気か焼などの処理が、触媒の有効性を増加させるための経路として記載されている。より低い芳香環破壊及び重質材料の変換率の増加とともに改善された安定性を有するキシレン生産性を改善する必要性が存在する。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】ＵＺＭ－５４ゼオライトで作製されたトランスアルキル化触媒のキシレン選択性をいくつかの市販のＭＦＩゼオライトで作製された触媒と比較するグラフである。

【図2】ＵＺＭ－５４ゼオライトで作製されたトランスアルキル化触媒の芳香環損失をいくつかの市販のＭＦＩゼオライトで作製された触媒と比較するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0006】

本発明は、触媒がＵＺＭ－５４ゼオライトと、モルデナイトゼオライトと、結合剤と、金属と、を含むため、特有である。ＵＺＭ－５４は、改善された質量輸送（小結晶）及び高酸密度（低Ｓｉ／Ａｌ_２比）の特性を組み合わせて、芳香族供給原料からのＣ_２＋アルキル基の増強された脱アルキル化反応性並びにトルエン及び重質芳香族のトランスアルキル化を伴うプロセスにおいて、キシレンに対する効率（選択性及び活性）を増加させる。キシレン生成をもたらす反応経路の増強の結果として、フェニル環の保持が更に増加する。

【0007】

触媒は、他の中細孔ゼオライト（ＭＦＩ骨格）に対してトランスアルキル化において改善された性能、特に、０．１～１．１重量％のキシレン選択性の増加、及び５０／５０のトルエン／Ａ_９＋の供給を用いた標準的なパイロットプラント試験によって測定される際、フェニル保持の増加又は０．２モル％の芳香環損失の減少を有する。

【0008】

ＵＺＭ－５４ゼオライトは、２２～６０の低Ｓｉ／Ａｌ_２比、ＸＲＤリートベルト精密化によって測定される際、３０ｎｍ未満の結晶子サイズ、並びに８０超及び３００ｍ^２／ｇ未満のメソ細孔表面積を有する小さい結晶ナノペンタシルゼオライトである。この材料及び調製方法の詳細は、米国特許第９，８９０，０９４号、同第１０，０１０，８７８号、同第１０，１６６，５３２号、及び同第１０，１６７，２０１号に見出すことができ、その各々は、その全体が本明細書に組み込まれる。

【0009】

任意のモルデナイトゼオライトが、使用され得る。好適な市販のモルデナイトゼオライトとしては、限定されるものではないが、ＵＯＰ製のＵＺＭ－１４、Ｃｌａｒｉａｎｔ製のＣＺＭ２０、又はＴｏｓｏｈ製の６４０ＨＯＡが挙げられる。

【0010】

結合剤は、アルミナ、シリカ、又はこれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、結合剤は、アルミナである。結合剤は、アルミナ、シリカ、及びシリカ－アルミナのうちの１つ以上を含む。アルミナは、特にアルキル芳香族炭化水素のトランスアルキル化に使用するための触媒複合体の製造に関して、本明細書で使用するための特に好ましい耐火性無機酸化物である。アルミナは、ガンマ－、タータ－、デルタ－、イータ－アルミナを含む転移相、又はアルファ－アルミナなどの高温相のものであり得、好ましくは、アルミナは、ガンマ－アルミナである。アルミナは、ベーマイト構造のアルファ－アルミナ一水和物、ジブサイト構造のアルファ－アルミナ三水和物、バイヤライト構造のベータ－アルミナ三水和物などの様々な含水アルミニウム酸化物又はアルミナゲルのいずれかを使用して、触媒に組み込まれてもよく、第１の言及されたアルファ－アルミナ一水和物が好ましい。

【0011】

金属は、周期表の第ＶＩＢ（６）族、第ＶＩＩＢ（７）族、第ＶＩＩＩ（８～１０）族、及び第ＩＶＡ（１４）族からの１つ以上の金属であり得る。いくつかの実施形態では、金属は、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｐｔ、若しくはＰｄ、又はこれらの組み合わせである。

【0012】

一実施形態では、結合剤は、アルミナであり、金属は、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｐｔ、又はＰｄのうちの１つ以上である。

【0013】

触媒は、典型的には、２０～６０重量％のＵＺＭ－５４と、２０～６０重量％のモルデナイトゼオライトと、１０～４０重量％の結合剤と、０．１～１０重量％の金属と、を含む。いくつかの実施形態では、触媒は、２０～３０重量％のＵＺＭ－５４と、４５～５５重量％のモルデナイトゼオライトと、２０～３０重量％の結合剤と、１～５重量％の金属と、を含む。

【0014】

触媒は、２０～６０重量％、又は２０～５０重量％、又は２０～４０重量％、又は２０～３０重量％、又は２２～２８重量％、又は２５～６０重量％、又は３０～６０重量％、又は４０～６０重量％、又は４５～５５重量％のＵＺＭ－５４を含有し得る。触媒は、２０～６０重量％、又は２０～５０重量％、又は２０～４０重量％、又は２０～３０重量％、又は２２～２８重量％、又は２５～６０重量％、又は３０～６０重量％、又は４０～６０重量％、又は４５～５５重量％のモルデナイトゼオライトを含有し得る。触媒は、１０～４０重量％、又は１０～３５重量％、又は１０～３０重量％、又は１５～４０重量％、又は２０～４０重量％、又は２５～４０重量％、又は３０～４０重量％の結合剤を含有し得る。触媒は、０．１～１０重量％、又は０．１～７重量％、又は０．１～５重量％、又は０．５～１０重量％、又は０．５～７重量％、又は０．５～５重量％、又は１～１０重量％、又は１～７重量％、又は１～５重量％の金属を含有し得る。

【0015】

ＵＺＭ－５４ゼオライトは、任意選択的に、限定されるものではないが、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウムなどを含むアンモニウム塩と、７０～８０℃の温度で２～６時間接触させることによってイオン交換され得る。

【0016】

ＵＺＭ－５４ゼオライト（任意選択的に、イオン交換済み）は、触媒調製に使用することができる。これは、以下に説明されるように、モルデナイトゼオライト、結合剤、及び金属と組み合わせることができる。

【0017】

ＵＺＭ－５４ゼオライト、モルデナイトゼオライト、及び結合剤は、任意の従来の又は別の便利な様式で組み合わされて、球体、丸剤、ペレット、顆粒、押出物、又は他の好適な粒子形状を形成し得る。例えば、細かく分割されたゼオライト及び金属塩粒子は、アルミナゾル中に分散させることができ、次に、混合物が高温油浴中に液滴として分散され、それによって、ゲル化が球状ゲル粒子の形成とともに生じる。この方法は、米国特許第２，６２０，３１４号により詳細に記載されている。好ましい方法は、選択されたゼオライト、耐火性無機酸化物、及び金属塩を結合剤、及び／又は潤滑剤と共混合することと、混合物を均一なサイズ及び形状の丸剤又はペレットに圧縮することと、を含む。代替的に、更により好ましくは、ゼオライト、耐火性無機酸化物、及び金属塩は、混合－混錬機内の解膠剤と組み合わされ、かつ混合され、希硝酸が、好適な解膠剤の一例である。得られた生地は、所定のサイズのダイ又はオリフィスを通して加圧されて、乾燥及びか焼されそれ自体で利用され得る押出物粒子を形成することができる。円筒、クローバー型、ダンベル型、並びに対称及び非対称ポリオベート（polylobates）を含むが、これらに限定されない多数の異なる押出物形状が可能であり、三葉形態が好ましい。押出物はまた、スピニングディスク又はドラムによって球体に形成され、次いで、乾燥及びか焼され得る。

【0018】

金属は、押出又は含浸中のいずれかで共混錬することによって導入することができる。

【0019】

触媒は、元素基準で０．０５～３重量％又は０．０５～２重量％の硫黄を組み込むために、プレ硫化工程に供され得る。このプレ硫化工程は、触媒の製造中、又は触媒がプロセスユニットに充填された後のいずれかで行われ得る。

【0020】

完成した複合体は、好ましくは、４２５℃～７５０℃の温度、好ましくは、４７５℃～５７５℃の温度で、０．５～１０時間の期間にわたって空気雰囲気中でか焼される。

【0021】

本プロセスへの供給流は、一般式Ｃ_６Ｈ_{（６－ｎ）}Ｒ_ｎのアルキル芳香族炭化水素を含み、式中、ｎは０～５の整数であり、Ｒは、任意の組み合わせにおいて、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、Ｃ_３Ｈ_７、又はＣ_４Ｈ_９である。好適なアルキル芳香族炭化水素としては、例えば、本発明をそのように限定するものではないが、ベンゼン、トルエン、オルトキシレン、メタ－キシレン、パラ－キシレン、エチルベンゼン、エチルトルエン、プロピルベンゼン、テトラメチルベンゼン、エチル－ジメチルベンゼン、ジエチルベンゼン、メチルプロピルベンゼン、エチルプロピルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジイソプロピルベンゼン、及びこれらの混合物が挙げられる。

【0022】

トランスアルキル化プロセス又は不均化プロセスへの芳香族に富む供給流は、限定されるものではないが、触媒改質、軽質オレフィン及びより重質の芳香族に富む副生成物を生じさせるためのナフサ、留出物、又は他の炭化水素の熱分解、及び単環芳香族に富む流れを生じさせるための重質油の触媒又は熱分解を含む、様々な供給源から由来し得る。熱分解又は他のクラッキング操作からの生成物は、概して、生成物の品質に影響を及ぼし得る、硫黄、窒素、オレフィン、及び他の化合物を除去するために、コンビナートに投入される前に、業界において周知のプロセスに従って水素処理される。軽質サイクル油はまた、有益には、ハイドロクラッキングされて、より軽質の成分を生じさせ得、これは、触媒的に改質されて、芳香族に富む供給流を生じさせることができる。供給流が触媒改質物である場合、改質器は、好ましくは、生成物中の低濃度の非芳香族と高芳香族収率とについて高い重要度で動作する。改質物はまた、有利には、潜在的なプロセス混入物質及びトランスアルキル化プロセスにおいて重質非コンバーチブルに重合することができる材料を除去するためのオレフィン飽和に供される。かかる処理工程は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，７４０，７８８（Ｂ１）号に記載されている。

【0023】

トランスアルキル化プロセス又は不均化プロセスへの供給流は、６～１５個の炭素原子の実質的に純粋なアルキル芳香族炭化水素、かかるアルキル芳香族炭化水素の混合物、又は上記のアルキル芳香族に富む炭化水素留分であり得る。供給流は、一般式Ｃ_６Ｈ_{（６－ｎ）}Ｒ_ｎのアルキル芳香族炭化水素を含み、式中、ｎは１～５の整数であり、各Ｒは、任意の組み合わせで、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、Ｃ_３Ｈ_７、Ｃ_４Ｈ_９、又はＣ_５Ｈ_１１のうちの１つ以上である。供給流はまた、ベンゼン及び２～４個の環を有する芳香族を含み得る。それゆえ、供給流の好適な成分としては、概して、例えば、本発明をそのように限定するものではないが、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、メタ－キシレン、オルト－キシレン、パラ－キシレン、エチル－トルエン、トリメチルベンゼン、ジエチル－ベンゼン、トリエチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、メチルプロピルベンゼン、エチルプロピルベンゼン、ジイソプロピルベンゼン、ブチルベンゼン、インダン、ナフタレン、テトラリン、デカリン、ビフェニル、ジフェニル、及びフルオレンが挙げられる。供給流はまた、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、及びより重質のナフテンとともに、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、及びより重質のパラフィンなどのより低い濃度の非芳香族を含有し得、ペンタン及び軽質パラフィンは、概して、芳香族コンビナート内で処理する前に除去されている。組み合わされたトランスアルキル化供給物は、好ましくは、１０重量％以下の非芳香族を含有し、オレフィンは、好ましくは、１５００以下、好ましくは、５００以下の臭素指数に制限される。

【0024】

供給原料の好ましい成分は、Ｃ_９芳香族を含む重質芳香族流であり、それによって、トルエン及びＣ_９芳香族のトランスアルキル化をもたらして、追加のキシレンを生じさせる。ベンゼンはまた、トランスアルキル化されて、追加のトルエンを生じさせ得る。インダンは、重質芳香族流中に存在してもよいが、Ｃ_８の芳香族生成物の高収率をもたらすための望ましい成分ではない。Ｃ_１０＋芳香族はまた、好ましくは、供給物の３０％以下の量で存在してもよい。重質芳香族流は、好ましくは、少なくとも９０質量％芳香族を含み、ベンゼン及びトルエン供給原料として同じ若しくは異なる既知の製油及び石油化学プロセスに由来してもよく、並びに／又はトランスアルキル化からの生成物の分離からリサイクルされてもよい。

【0025】

供給原料は、典型的には、気相及び水素の存在下でトランスアルキル化される。液相でトランスアルキル化された場合、水素の存在は任意選択である。存在する場合、遊離水素は、アルキル芳香族１モル当たり０．１モル～アルキル芳香族１モル当たり最大１０モルの量において供給原料及びリサイクル炭化水素と関連付けられる。この水素対アルキル芳香族の比はまた、水素対炭化水素比とも称される。トランスアルキル化反応は、好ましくは、増加したキシレン含有量を有する生成物を生じさせ、またベンゼンも構成する。

【0026】

トランスアルキル化反応ゾーンへの供給は、通常、まず最初に反応ゾーンの流出物に対する間接熱交換によって加熱され、次いで、より暖かい流れとの交換、蒸気、又は炉によって反応温度に加熱される。次いで、供給物は、１つ以上の個々の反応器を備え得る反応ゾーンを通過する。反応ゾーンを通る組み合わされた供給物の通過は、未変換の供給物及び炭化水素生成物を含む流出物流の生成をもたらす。この流出物は通常、反応ゾーンに入る流れに対する間接熱交換によって冷却され、次いで、空気又は冷却水の使用を通じて更に冷却される。流出物は、ストリッピング塔に通され得、そこで流出物中に存在する実質的にすべてのＣ_５及び軽質炭化水素が、オーバーヘッド流に濃縮され、プロセスから除去される。芳香族に富む流れは、本明細書ではトランスアルキル化流出物と称される、正味のストリッピング器残渣として回収される。

【0027】

トランスアルキル化又は不均化反応は、任意の従来の、又は別の便利な様式で本発明の触媒複合体との接触をもたらすことができ、バッチ又は連続型の操作を含み得、連続操作が好ましい。触媒は、有用に、垂直管状反応器の反応ゾーン内に固定床として配設され、アルキル芳香族供給原料は、アップフロー又はダウンフロー様式で床に充填される。

【0028】

トランスアルキル化ゾーンにおいて用いられる条件は、通常、２００℃～５４０℃、好ましくは、２００℃～４８０℃の温度を含む。トランスアルキル化ゾーンは、１００ｋＰａ～６ＭＰａの絶対圧の広範な範囲の中程度の高圧で操作される。トランスアルキル化反応は、広範囲の空間速度、すなわち、１時間当たりの触媒の重量当たりの投入物の重量にわたってもたらされ得、重量時空間速度は、概して、０．１～２０時間^－１の範囲内である。

【0029】

トランスアルキル化流出物は、軽質リサイクル流、混合Ｃ_８芳香族生成物、及び重質芳香族流に分離される。混合されたＣ_８芳香族生成物は、パラ－キシレン及び他の貴重な異性体の回収のために送られ得る。軽質リサイクル流は、ベンゼン及びトルエン回収などの他の用途に転用され得るが、代替的には、部分的にトランスアルキル化ゾーンにリサイクルされる。重質リサイクル流は、実質的にすべてのＣ_９及びより重質の芳香族を含有し、トランスアルキル化反応ゾーンに部分的又は完全にリサイクルされ得る。

【実施例】

【0030】

参考例１－ＵＺＭ－５４及び市販のゼオライトを含有する
ＵＺＭ－５４及び他の市販のゼオライトの特性は、表１に示される。ＢＥＴ表面積の結果は、０．０１～０．０４のＰ／Ｐ０で収集された取り込みデータ、及び３．５～５．０Åの厚さを使用したｔ－プロットを使用する修正ルークオール法で計算される。ＢＥＴ外部表面積は、ＢＥＴ総表面積とＢＥＴマイクロ細孔表面積との差である。シリカ対アルミナ比は、ＩＣＰ分析によって決定され、結晶子サイズは、ＸＲＤリートベルト精密化による結果である。リートベルト精密化を、斜方晶系ＭＦＩ構造モデル及びＢｒｕｋｅｒ ＴＯＰＡＳｖ６ソフトウェアを使用して実施した。基本的なパラメータアプローチを使用して、器具関連の広がりを考慮した。報告される値は、ＬＶｏｌ－ＦＷＨＭ結果であり、これはＶｏｉｇｈｔ－ＦＷＨＭから計算された体積加重塔高さ（ＬＶｏｌ）を意味する。使用された形状因子は０．８９、すなわち球状結晶子を仮定した。他の市販のゼオライトと比較して、ＵＺＭ－５４は、ＸＲＤリートベルト精密化によるより小さい結晶子サイズ、及びより高いＢＥＴ外部表面積を有する。これらの特性は、その骨格内の質量輸送を改善し、より高いキシレン選択性、より高いフェニル保持、及びトランスアルキル化反応におけるより低い副生成物形成をもたらす。

【0031】

【表1】

【0032】

実施例２－ＵＺＭ－５４及び市販のゼオライトを含有するトランスアルキル化触媒の調製
ＵＺＭ－５４ゼオライトは、最初にイオン交換される。イオン交換工程は、以下に示される。

【0033】

２５７３．８ｇの水及び２１７．２ｇの硝酸アンモニウム粉末を、ステンレス鋼ビーカに添加した。２００ｇのＵＺＭ－５４ゼオライトを、ビーカに添加した。撹拌プレートを７５℃に加熱し、スラリーを７５℃で１時間保持した。ビーカを撹拌プレートから取り出し、フィルター紙タイプ５２を使用して、スラリーをブフナー漏斗で濾過した。硝酸塩溶液を濾過してから、イオン交換された材料を、２５００ｍＬの水ですすいで、任意の過剰な硝酸塩を除去した。イオン交換を、更に２回繰り返した。各イオン交換について試料を再スラリー化した。水洗浄が完了した後、試料を１００℃で一晩乾燥させた。

【0034】

アンモニウム又はプロトン形態であるイオン交換ＵＺＭ－５４又は市販のＭＦＩゼオライトで構成された粉末配合物、アンモニウム又はプロトン形態であるモルデナイトゼオライト、及び結合剤を、混錬機に入れ、１５分間混錬させた。続いて、１８～２０重量％の硝酸溶液を粉末配合物に添加し、１５分間混錬した。ヘプタモリブデン酸アンモニウム（ammonium heptamolybdate、ＡＨＭ）溶液を添加し、粉末配合物、硝酸溶液、及びＡＨＭ溶液を含有する混合物を１５分間混錬させた。追加量の水を前述の混合物に添加して、押出可能な生地の稠度を達成するために、３５～５０重量％のＬＯＩ（灼熱減量）を得た。

【0035】

生地を、１／３２～１／８インチの範囲内の直径を有するダイホールを備えるダイプレートを通して押出し、未加工の押出物を収集し、１００℃で２～１２時間乾燥させた。

【0036】

乾燥押出物ベースを１０×１２メッシュにサイズ決定し、次いで、ボックスオーブン内で、５００～５８０℃の温度で４時間か焼した。

【0037】

実施例３－トルエン及び重質芳香族供給物を用いたトランスアルキル化触媒の試験結果
４つの触媒（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を、実施例２において説明された手順に従って同じ組成で調製した。触媒ＡをＵＺＭ－５４ゼオライトで作製し、一方で触媒Ｂ、Ｃ、及びＤを市販のＭＦＩゼオライト、Ｈｅｊｉａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製ＧＮＺ、Ｈｅｊｉａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製ＤＮＺ、及びＺｅｏｌｙｓｔ製ＣＢＶ－２３１４から作製した。触媒を、１／１６インチの円筒として押出し、組成物は、２９．６重量％のＵＺＭ－５４又はＭＦＩ、２９．６重量％のＵＺＭ－１４、３９．４重量％のアルミナ、及び１．５０重量％のＭｏＯ_３であった。触媒を、５０重量％のトルエン及び５０重量％のＡ９＋芳香族の供給物を使用して、トランスアルキル化反応で試験した。Ａ９＋芳香族供給物は、名目上５０重量％のトリメチルベンゼンであり、残りの５０重量％は、メチルエチルベンゼン及びジメチルエチルベンゼンなどのＡ９＋成分の混合物からなっていた。トランスアルキル化反応条件は、異なる変換率の範囲を発生させるために、３．５時間^－１のＷＨＳＶ、水素対供給物が３のモル比、２．８ＭＰａ（ｇ）（４００ｐｓｉｇ）の圧力、及び３１０℃～３６０℃の温度であった。

【0038】

図１及び図２は、トランスアルキル化反応の結果を示す。ＵＺＭ－５４ゼオライトを含有する触媒と比較して、市販のＭＦＩゼオライト試料で構成された触媒は、任意の所与の変換率においてより低いキシレン選択性及びより高い芳香環損失を示す。モル％における芳香環損失は、［（生成物中の芳香環の供給モルで芳香環のモル／供給物中の芳香環のモル）^＊１００％］によって定義されることに留意されたい。これは、プロセス内で再循環される未変換供給物中で損失する芳香環の量を表す。ＵＺＭ－５４ゼオライトから作製された触媒について観察されたより高いキシレン選択性及びより低い芳香環損失は、市販のＭＦＩゼオライト試料と比較して、ＵＺＭー５４が、アルキル化供給物中の芳香族化合物を所望のキシレン生成物に変換することにより効率的であり、生成物で望まれないまでの芳香環の損失が少なくなることを示す。

【0039】

特定の実施形態
以下を特定の実施形態と併せて説明するが、本明細書は、前述の説明及び添付の特許請求の範囲の範囲を例解するものであり、限定することを意図するものではないことが理解されよう。

【0040】

本発明の第１の実施形態は、ＵＺＭ－５４ゼオライトと、モルデナイトゼオライトと、アルミナ、シリカ、又はこれらの組み合わせを含む結合剤と、周期表の第ＶＩＢ（６）族、第ＶＩＩＢ（７）族、第ＶＩＩＩ（８～１０）族、及び第ＩＶＡ（１４）族のうちの１つ以上から選択される金属と、を含む芳香族炭化水素の変換に好適な組成物である。本発明の一実施形態は、本項の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、触媒は、２０～６０重量％のＵＺＭ－５４ゼオライトと、２０～６０重量％のモルデナイトゼオライトと、１０～４０重量％の結合剤と、０．１～１０重量％の金属と、を含む。本発明の一実施形態は、本項の第１の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、ＵＺＭ－５４ゼオライトは、５００ｗｐｐｍ未満のＮａを有する。本発明の一実施形態は、本項の第１の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、結合剤は、アルミナを含む。本発明の一実施形態は、本項の第１の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、金属は、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｐｔ、又はＰｄのうちのひとつ以上を含む。本発明の一実施形態は、本項の第１の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、触媒は、２０～６０重量％のＵＺＭ－５４ゼオライトと、２０～６０重量％のモルデナイトゼオライトと、１０～４０重量％の結合剤と、０．１～１０重量％の金属と、を含み、金属は、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｐｔ、又はＰｄのうちの１つ以上を含む。本発明の一実施形態は、本項の第１の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、ＵＺＭ－５４ゼオライトは、５００ｗｐｐｍ未満のＮａを有する。本発明の一実施形態は、本項の第１の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、結合剤は、アルミナを含む。

【0041】

本発明の第２の実施形態は、Ｃ_７、Ｃ_９、Ｃ_１０、及びＣ_１１＋芳香族のうちの１つ以上を含む供給流をトランスアルキル化して、供給流の濃度に対して増加した濃度のＣ_８芳香族を有する生成物流を取得するためのプロセスであって、供給流をトランスアルキル化条件で、ＵＺＭ－５４ゼオライトと、モルデナイトゼオライトと、アルミナ、シリカ、又はこれらの組み合わせを含む結合剤と、周期表の第ＶＩＢ（６）族、第ＶＩＩＢ（７）族、第ＶＩＩＩ（８～１０）族、及び第ＩＶＡ（１４）族のうちの１つ以上から選択される金属と、を含む触媒と接触させることを含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、供給流は、ベンゼンを更に含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、供給流は、Ｃ_８芳香族を更に含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、供給流は、２～４個の環を有する芳香族化合物を更に含む。本発明のある実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、供給流は、トランスアルキル化生成物流からのＣ_８芳香族の分留からの残渣流を更に含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、トランスアルキル化条件は、２００℃～５４０℃の温度、１００ｋＰａ～６ＭＰａ絶対値の圧力、又は０．１～２０時間^－１の空間速度のうちの１つ以上を含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、触媒は、２０～６０重量％のＵＺＭ－５４ゼオライトと、２０～６０重量％のモルデナイトゼオライトと、１０～４０重量％の結合剤と、０．１～１０重量％の金属と、を含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、ＵＺＭ－５４ゼオライトは、５００ｗｐｐｍ未満のＮａを有する。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、結合剤は、アルミナを含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、金属を含むその金属は、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｐｔ、又はＰｄのうちの１つ以上を含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、触媒は、２０～６０重量％のＵＺＭ－５４ゼオライトと、２０～６０重量％のモルデナイトゼオライトと、１０～４０重量％の結合剤と、０．１～１０重量％の金属と、を含み、金属は、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｐｔ、又はＰｄのうちの１つ以上を含む。本発明の一実施形態は、本項の第２の実施形態から本項の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、結合剤は、アルミナを含む。

【0042】

更に詳述することなく、前述の説明を使用して、当業者が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明を最大限まで利用し、かつ本発明の本質的な特性を容易に確認することができ、本発明の様々な変更及び修正を行い、様々な使用及び条件に適合させることができると考えられる。したがって、先行する好ましい特定の実施形態は、単なる例示として解釈されるべきであり、いかなるようにも本開示の残りを限定するものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図するものである。

【0043】

上記では、すべての温度は摂氏度で記載され、すべての部及び百分率は、別途記載のないかぎり、重量基準である。

【図1】

【図2】