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KR101701578B1 - Improved liquid phase alkylation process - Google Patents

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KR101701578B1
KR101701578B1 KR1020147006204A KR20147006204A KR101701578B1 KR 101701578 B1 KR101701578 B1 KR 101701578B1 KR 1020147006204 A KR1020147006204 A KR 1020147006204A KR 20147006204 A KR20147006204 A KR 20147006204A KR 101701578 B1 KR101701578 B1 KR 101701578B1
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KR
South Korea
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mcm
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benzene
crystals
weight
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KR1020147006204A
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Korean (ko)
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KR20140045582A (en
Inventor
매튜 제이 빈센트
테리 이 힐튼
아이비 디 존슨
Original Assignee
엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드
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
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    • C01B39/02Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/46Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition
    • C01B39/48Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition using at least one organic template directing agent
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Abstract

본 발명은 효과적인 알킬화 조건 하에 촉매 조성물의 존재하에 알킬화 가능한 방향족 화합물을 알킬화제와 접촉시키는 단계를 포함하는 모노알킬화 방향족 화합물의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 촉매 조성물은. 촉매 조성물 중의 결정/결합제 중량비가 20/80 이상 내지 약 80/20이 되도록, 시딩된 합성 방법에 의해 생성된 MCM-56 결정 및 결합제를 포함한다.The present invention relates to a process for the preparation of monoalkylated aromatic compounds comprising contacting an alkylatable aromatic compound with an alkylating agent under effective alkylation conditions in the presence of the catalyst composition, 56 crystals and binders produced by the seeded synthesis process such that the weight ratio of crystal / binder in the catalyst composition is from 20/80 to about 80/20.

Description

개선된 액체상 알킬화 방법{IMPROVED LIQUID PHASE ALKYLATION PROCESS}[0001] IMPROVED LIQUID PHASE ALKYLATION PROCESS [0002]

관련 출원에 대한 교차 참조Cross-reference to related application

본원은 2011년 9월 16일자로 출원된 미국 가출원 제61/535,632호, 2011년 11월 10일자로 출원된 EP 11188529.9호 및 2012년 8월 16일자로 출원된 국제 출원 번호 PCT/US2012/51181의 우선권을 주장하고 그의 이익을 청구한 것으로, 이들 출원의 개시내용은 그 전문이 본원에 참고 인용된다.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 61 / 535,632, filed September 16, 2011, EP 11188529.9 filed November 10, 2011, and International Application No. PCT / US2012 / 51181, filed August 16, The disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety.

본 발명은 알킬방향족, 예를 들면 에틸벤젠, 쿠멘 및 sec-부틸벤젠의 개선된 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an improved process for the preparation of alkylaromatics, for example ethylbenzene, cumene and sec-butylbenzene.

본 발명의 개선된 방법에 의하여 이롭게 생성된 알킬방향족 화합물 중에서, 에틸벤젠 및 쿠멘은 예를 들면 스티렌 단량체의 제조 및 페놀과 아세톤의 동시 제조 각각에 대하여 공업적으로 사용되는 중요한 원자재 화학물질이다. 사실상, 페놀의 제조를 위한 통상의 경로는 프로필렌을 사용한 벤젠의 알킬화에 의하여 쿠멘을 생성한 후, 쿠멘을 해당 히드로퍼옥시드로 산화시킨 후, 히드로퍼옥시드를 분해시켜 등몰량의 페놀 및 아세톤을 생성하는 것을 포함하는 공정을 포함한다. 에틸벤젠은 다수의 상이한 화학적 공정에 의하여 생성될 수 있다. 상당한 정도의 상업적 성공을 달성한 하나의 공정은 고체, 산성 ZSM-5 제올라이트 촉매의 존재하에서 에틸렌의 사용한 벤젠의 증기상 알킬화이다. 그러한 에틸벤젠 제조 공정의 예는 미국 특허 제3,751,504호(Keown), 제4,547,605호(Kresge) 및 제4,016,218호(Haag)에 기재되어 있다.Among the alkylaromatics produced advantageously by the improved process of the present invention, ethylbenzene and cumene are important raw material chemicals that are used industrially, for example, for the production of styrene monomers and the simultaneous production of phenol and acetone, respectively. In fact, the usual route for the production of phenol is to produce cumene by alkylation of benzene with propylene, then oxidation of cumene with the corresponding hydroperoxide, followed by hydroperoxide decomposition to yield equimolar amounts of phenol and acetone The process comprising the steps of: Ethylbenzene can be produced by a number of different chemical processes. One process that has achieved a significant degree of commercial success is the vapor phase alkylation of used benzene with ethylene in the presence of a solid, acidic ZSM-5 zeolite catalyst. Examples of such ethylbenzene manufacturing processes are described in U.S. Patent Nos. 3,751,504 (Keown), 4,547,605 (Kresge) and 4,016,218 (Haag).

상당한 상업적 성공을 달성한 또다른 공정은 벤젠 및 에틸렌으로부터 에틸벤젠을 생성하기 위한 액체상 공정이며, 이는 증기상 대응부보다 더 낮은 온도에서 작동하여 더 낮은 수율의 부산물을 생성하는 경향이 있기 때문이다. 예를 들면 미국 특허 제4,891,458호(Innes)에는 제올라이트 베타를 사용한 에틸벤젠의 액체상 합성이 기재되어 있는 한편, 미국 특허 제5,334,795호(Chu)에는 에틸벤젠의 액체상 합성에서의 MCM-22의 용도가 기재되어 있다. 후자의 특허에는 약 1/99 내지 약 90/10의 결정/결합제의 비로 MCM-22 결정질 물질 및 결합제를 포함하는 촉매의 사용이 교시되어 있다.Another process that has achieved significant commercial success is a liquid phase process for the production of ethylbenzene from benzene and ethylene because it operates at a lower temperature than the vapor phase counterpart and tends to produce lower yields of byproducts. For example, U.S. Patent No. 4,891,458 (Innes) describes the liquid phase synthesis of ethylbenzene using zeolite beta, while U.S. Patent No. 5,334,795 (Chu) describes the use of MCM-22 in the liquid phase synthesis of ethylbenzene . The latter patent teaches the use of a catalyst comprising MCM-22 crystalline material and a binder in a ratio of crystal / binder of about 1/99 to about 90/10.

쿠멘은 수년간 프리델-크래프트(Friedel-Craft) 촉매, 특히 고체 인산 또는 염화알루미늄상에서 프로필렌을 사용한 벤젠의 액체상 알킬화에 의하여 상업적으로 제조되어 왔다. 그러나, 보다 최근에는 제올라이트계 촉매계가 벤젠의 쿠멘으로의 프로필화에 대하여 활성 및 선택성이 더 큰 것으로 밝혀졌다. 예를 들면 미국 특허 제4,992,606호(Kushnerick)에는 프로필렌을 사용한 벤젠의 액체상 알킬화에서의 MCM-22의 용도가 기재되어 있다.Cumene has been commercially produced for several years by liquid phase alkylation of benzene with propylene over Friedel-Craft catalysts, especially solid phosphoric acid or aluminum chloride. More recently, however, zeolitic catalyst systems have been found to be more active and selective for the propylation of benzene to cumene. For example, U.S. Patent No. 4,992,606 (Kushnerick) describes the use of MCM-22 in liquid phase alkylation of benzene with propylene.

기타 공보는 적어도 부분 액체상 전환 조건하에서 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 알킬화제를 포함하는 공급원료를 알킬방향족 전환 생성물로 전환시키기 위한 결정질 제올라이트 및 결합제를 포함하는 촉매의 용도를 나타낸다. 이의 예로는 65/35 및 100/0의 촉매 결정/결합제 비의 사용을 나타내는 미국 공보 제2005/0197517A1호(Cheng); 선택성에 대한 결합제의 인지된 부정적인 영향에 유의하면서 100/0의 촉매 결정/결합제 비의 사용을 나타내는 미국 공보 제2002/0137977A1호(Hendriksen); 제올라이트/지지체의 비가 1/99 미만 내지 99/1 초과, 바람직하게는 3/97 내지 90/10인 메소다공성 지지체에 매립된 미세다공성 제올라이트를 포함하는 촉매의 사용을 나타내는 미국 공보 제2004/0138051A1호(Shan); 20/80 내지 95/5, 예를 들면 55/45인 촉매 결정/결합제 비의 사용을 교시하는 WO 2006/002805(Spano); 70/30 및 83/17의 적층 촉매 결정/결합제의 사용을 나타내는 미국 특허 제6,376,730호(Jan); 50/50 내지 95/5, 바람직하게는 70/30 내지 90/10의 촉매 결정/결합제 비의 사용을 나타내는 EP 0847802B1; 및 30 내지 70 중량% H-베타 제올라이트, 0.5 내지 10 중량% 할로겐 및 나머지 알루미나 결합제를 포함하는 촉매의 사용을 나타내는 미국 특허 제5,600,050호(Huang)를 들 수 있다.Other publications disclose the use of a catalyst comprising a crystalline zeolite and a binder to convert a feedstock comprising an alkylatable aromatic compound and an alkylating agent at least under partial liquid phase conversion conditions to an alkyl aromatic conversion product. Examples thereof include U.S. Publication No. 2005/0197517 Al (Cheng), which shows the use of catalyst crystallizer / binder ratios of 65/35 and 100/0; U.S. Publication No. 2002 / 0137977A1 (Hendriksen), which shows the use of a catalytic crystal / binder ratio of 100/0, bearing in mind the perceived negative impact of the binder on selectivity; US Publication No. 2004/0138051A1, which describes the use of a catalyst comprising a microporous zeolite embedded in a mesoporous support having a zeolite / support ratio of less than 1/99 to more than 99/1, preferably 3/97 to 90/10, (Shan); WO 2006/002805 (Spano), which teaches the use of a catalyst crystal / binder ratio of 20/80 to 95/5, for example 55/45; U.S. Patent No. 6,376,730 (Jan), which describes the use of 70/30 and 83/17 stacked catalyst crystal / binder; EP 0847802B1 showing the use of a catalyst crystal / binder ratio of 50/50 to 95/5, preferably 70/30 to 90/10; And U. S. Patent No. 5,600, 050 (Huang) indicating the use of a catalyst comprising 30-70 wt% H-beta zeolite, 0.5-10 wt% halogen and balance alumina binder.

알킬방향족 화합물, 예를 들면 에틸벤젠 및 쿠멘을 제조하기 위한 기존의 알킬화 방법은 본질적으로 폴리알킬화 종뿐 아니라, 소정의 모노알킬화된 생성물을 생성한다. 그러므로, 폴리알킬화 종을 알킬화 반응기로 재순환시키거나 또는 보다 종종 폴리알킬화 종을 별도의 트랜스알킬화 반응기에 공급하여 추가의 방향족 공급물, 예를 들면 벤젠을 사용하여 폴리알킬화 종을 트랜스알킬화시켜 추가의 모노알킬화 생성물, 예를 들면 에틸벤젠 또는 쿠멘을 생성하는 것이 통상적이다. 방향족 종의 알킬화, 예컨대 에틸렌 또는 프로필렌을 사용한 벤젠의 알킬화 그리고, 폴리알킬화 종, 예컨대 폴리에틸벤젠 및 폴리이소프로필벤젠의 트랜스알킬화에 사용되어 왔던 촉매의 예는 미국 특허 제5,557,024호(Cheng)에 제시되어 있으며, MCM-49, MCM-22, PSH-3, SSZ-25, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 제올라이트 베타, 산 탈알루미늄화 모르데나이트 및 TEA-모르데나이트를 들 수 있다. 작은 결정(<0.5 미크론) 형태의 TEA-모르데나이트에서의 트랜스알킬화는 또한 미국 특허 제6,984,764호에 개시되어 있다.Conventional alkylation methods for preparing alkylaromatics such as ethylbenzene and cumene produce essentially monoalkylated products as well as polyalkylated species in nature. Thus, polyalkylated species can be recycled to an alkylation reactor or, more often, polyalkylated species can be fed to a separate transalkylation reactor to transalkylate polyalkylated species using additional aromatic feeds, such as benzene, It is customary to produce alkylation products such as ethylbenzene or cumene. Examples of catalysts that have been used for alkylation of aromatic species such as alkylation of benzene with ethylene or propylene and transalkylation of polyalkylated species such as polyethylbenzene and polyisopropylbenzene are disclosed in U.S. Patent No. 5,557,024 to Cheng And MCM-49, MCM-22, PSH-3, SSZ-25, zeolite X, zeolite Y, zeolite beta, acid dealuminated mordenite and TEA-mordenite. Transalkylation in TEA-mordenite in the form of small crystals (< 0.5 microns) is also disclosed in U.S. Patent No. 6,984,764.

알킬화 단계를 액체상에서 실시할 경우, 또한 액체상 조건하에서 트랜스알킬화 단계를 실시하는 것이 바람직하다. 그러나, 액체상 공정은 비교적 낮은 온도에서 작동하여 특히 원치않는 부산물을 생성하지 않으면서 벌크한 폴리알킬화 종을 추가의 모노알킬화 생성물로 전환시켜야만 하는 트랜스알킬화 단계에서 촉매에 대한 증가된 요건을 부가한다. 이는 기존의 촉매가 소정의 활성이 결여되거나 또는, 상당량의 부산물, 예컨대 에틸벤젠 및 n-프로필벤젠의 생성을 초래하는 쿠멘 제조의 경우에 상당한 문제가 되는 것으로 입증되었다.When the alkylation step is carried out in a liquid phase, it is also preferred to carry out the transalkylation step under liquid phase conditions. However, the liquid phase process adds to the increased requirement for catalysts in the transalkylation stage, which must operate at relatively low temperatures to convert the bulk polyalkylated species into additional monoalkylated products without creating particularly undesired by-products. This has proven to be a significant problem in the case of cumene manufacture where existing catalysts lack the desired activity or result in the production of significant amounts of by-products such as ethylbenzene and n-propylbenzene.

당업계에서 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 알킬화제를 포함하는 공급원료를 적어도 부분 액체상 전환 조건하에서 알킬방향족 전환 생성물로 전환시키기 위한 촉매가 1/99, 예를 들면 5/95 내지 100/0의 결정/결합제의 비의 다공성 결정질 알루미노실리케이트 및 결합제로 이루어지는 것으로 시사되기는 하나, 시판중인 촉매, 즉 이를 위하여 상업적으로 유용한 것으로 밝혀진 것은 65/35 또는 80/20의 결정/결합제의 비의 다공성 결정질 알루미노실리케이트 및 결합제로 이루어진다. 단일선택성을 증가시키는, 즉 더 적은 디- 또는 폴리알킬 생성물을 생성하는 적어도 부분 액체상 전환 조건하에서 실시된 상기 공정에 대한 상업적으로 허용 가능한 촉매를 찾는 것은 기존의 플랜트에서의 용량 확장을 가능케 하며, 더 낮은 방향족 화합물/알킬화제 비의 결과로서 기본 플랜트(grassroots plants)에서의 자본 비용을 낮춘다.The catalysts for converting a feedstock comprising an alkylatable aromatic compound and an alkylating agent into an alkylaromatic conversion product under at least partial liquid phase conversion conditions in the art are selected from the group consisting of a crystal / binder of 1/99, for example 5/95 to 100/0 Although it is suggested to be composed of nonporous crystalline aluminosilicates and binders, commercially available catalysts, i.e. those found commercially useful for this purpose, are porous crystalline aluminosilicates of the ratio of 65/35 or 80/20 crystal / . Finding a commercially acceptable catalyst for this process carried out under at least partial liquid phase conversion conditions that increase mono selectivity, i.e., produce less di- or polyalkyl product, allows capacity expansion in existing plants, Lower capital costs in grassroots plants as a result of lower aromatics / alkylating agent ratios.

미국 특허 출원 공개 제2011/0178353호(Clark et al.)에는 다공성 결정질 물질, 예를 들면 결정질 알루미노실리케이트("결정") 및 결합제를 약 20/80 내지 약 60/40의 결정/결합제 비로 포함하는 특정한 촉매의 존재하에서 실시되어 활성 및 중요하게는 단일선택성의 독특한 조합을 산출하는 알킬방향족의 제조를 위한 액체상 또는 부분 액체상 알킬화 방법이 개시되어 있다. 개시된 적절한 촉매는 MCM-22 계열(family) 물질을 포함한다.U.S. Patent Application Publication No. 2011/0178353 (Clark et al.) Includes a porous crystalline material such as crystalline aluminosilicate ("crystalline") and a binder in a crystal / binder ratio of about 20/80 to about 60/40 A liquid or partial liquid phase alkylation process for the production of an alkylaromatic which is carried out in the presence of a particular catalyst to produce a unique combination of activity and important mono selectivity. Suitable catalysts disclosed include MCM-22 family materials.

MCM-22 계열 분자체는 각종 탄화수소 전환 공정에 유용한 것으로 밝혀졌다. MCM-22 계열 분자체의 예로는 MCM-22, MCM-49, MCM-56, ITQ-1, ITQ-2, PSH-3, SSZ-25, ERB-1, UZM-8 및 UZM-8HS를 들 수 있다. 특히, MCM-56은 3차원 규칙(ordered) 제올라이트보다는 적층된 산화물 물질이며, 여기서 MCM-56에서의 각각의 층은 다공성이며, MCM-22 및 기타 MCM-22 계열 물질과 밀접하게 관련된 골격 구조를 갖는다.MCM-22 family molecular sieves have been found useful in various hydrocarbon conversion processes. Examples of MCM-22 family molecular sieves include MCM-22, MCM-49, MCM-56, ITQ-1, ITQ-2, PSH-3, SSZ-25, ERB-1, UZM-8 and UZM- . In particular, MCM-56 is a laminated oxide material rather than a three-dimensional ordered zeolite, wherein each layer in MCM-56 is porous and has a skeletal structure closely related to MCM-22 and other MCM-22 family materials .

2011년 9월 12일자로 출원되고 본원에 그 전문이 참고로 포함되는 미국 가출원 제61/535,632호(Johnson et al.)는 MCM-56 시드 결정을 초기 반응 혼합물에 혼입하여 고 품질 다공성 시딩된-결정질 MCM-56 물질의 제조를 위한 개선된 방법이 개시되어 있다. 또한, 개선된 방법에 의하여 제조되는 시딩된-MCM-56 물질, 이를 포함하는 촉매 조성물 및, 탄화수소 화합물의 촉매 전환을 위한 방법에서의 그의 용도에 관한 것이다.U.S. Provisional Application No. 61 / 535,632 (Johnson et al.), Filed September 12, 2011, which is incorporated herein by reference in its entirety, incorporates MCM-56 seed crystals into an initial reaction mixture to form a high quality porous seeded- An improved process for the preparation of crystalline MCM-56 materials is disclosed. The invention also relates to seeded-MCM-56 materials prepared by the improved process, to catalyst compositions comprising them and to their use in a process for the catalytic conversion of hydrocarbon compounds.

본 발명에 의하면, 예상밖으로 약 20/80 이상 내지 약 80/20, 바람직하게는 약 40/60 내지 약 60/40의 결정/결합제 중량비로 결합제와 조합되는 시딩된-MCM-56 결정질 알루미노실리케이트는 알킬방향족을 생성하기 위한 액체상 또는 부분 액체상 알킬화 방법에서 활성 및 중요하게는 단일선택성의 독특한 조합을 산출하는 것으로 밝혀졌다.According to the present invention, a seeded-MCM-56 crystalline aluminosilicate in combination with a binder in a crystal / binder weight ratio of about 20/80 to about 80/20, preferably about 40/60 to about 60/40, Has been found to produce a unique combination of activity and important mono selectivity in a liquid phase or partial liquid phase alkylation process to produce alkyl aromatics.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명에 의하면, 약 20/80 내지 약 60/40의 결정/결합제의 비로 다공성 결정질 물질, 예를 들면 결정질 알루미노실리케이트 및 결합제를 포함하는 특정한 촉매의 존재하에서 적어도 부분 액체상 전환 조건하에서 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 알킬화제를 포함하는 공급원료를 소정의 알킬방향족 전환 생성물로 전환시키는 개선된 방법이 제공된다. 본 발명의 하나의 구체예에 의하면, 촉매 조성물의 존재하에서 적어도 부분 액체상 조건하에서 알킬화 가능한 방향족 화합물을 알킬화제와 접촉시키는 단계를 포함하는, 소정의 모노알킬화 방향족 화합물을 선택적으로 제조하는 방법이 제공되며, 상기 촉매 조성물은 약 20/80 내지 약 60/40의 결정/결합제 중량비로 다공성 결정질 물질, 예를 들면 결정질 알루미노실리케이트 및 결합제를 포함한다. 본 발명의 또다른 구체예는 약 20/80 내지 약 60/40의 결정/결합제의 비로 다공성 결정질 물질, 예를 들면 결정질 알루미노실리케이트 및 결합제를 포함하는 알킬화 촉매의 존재하에서 알킬화 조건하에서 벤젠을 알킬화제와 반응시키는 단계를 포함하는, 모노알킬 벤젠의 선택적 제조를 위한 개선된 알킬화 방법이다.According to the present invention there is provided a process for the preparation of an alkylatable aromatic compound having at least partial liquid phase conversion under at least partial liquid phase conversion conditions in the presence of a specific catalyst comprising a porous crystalline material such as crystalline aluminosilicate and a binder with a ratio of crystal / binder of about 20/80 to about 60/40. An improved process for converting a feedstock comprising a compound and an alkylating agent into a desired alkylaromatic conversion product is provided. According to one embodiment of the present invention there is provided a process for selectively producing certain monoalkylated aromatic compounds comprising contacting an alkylatable aromatic compound with an alkylating agent under at least partial liquid phase conditions in the presence of a catalyst composition, The catalyst composition comprises a porous crystalline material, such as crystalline aluminosilicate and a binder, in a weight ratio of crystal / binder of from about 20/80 to about 60/40. Another embodiment of the present invention is a process for the preparation of benzenes by reacting benzene with an alkylating agent under alkylation conditions in the presence of an alkylating catalyst comprising a porous crystalline material such as crystalline aluminosilicate and a binder with a ratio of crystal / binder of from about 20/80 to about 60/40. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1, &lt; / RTI &gt;

본 발명의 방법에 사용하기 위한 촉매는 예를 들면 제올라이트 베타의 구조를 갖는 결정질 분자체 또는 12.4±0.25, 6.9±0.15, 3.57±0.07 및 3.42±0.07 Å에서 d-거리 최대값을 포함하는 X선 회절 패턴을 갖는 것을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본원에 사용하기 위한 촉매는 베타, MCM-22 계열 물질, 예를 들면 MCM-22 또는 그의 혼합물의 구조를 갖는 결정질 분자체를 포함할 수 있다.Catalysts for use in the process of the present invention may be, for example, crystalline molecular sieves having the structure of zeolite beta or X-rays containing a d-distance maximum at 12.4 ± 0.25, 6.9 ± 0.15, 3.57 ± 0.07 and 3.42 ± 0.07 Å, And may have a diffraction pattern. More specifically, the catalyst for use herein may comprise a crystalline molecular sieve having the structure of beta, MCM-22 family material, such as MCM-22 or mixtures thereof.

또다른 구체예에서, 본 발명은 약 20/80 이상 내지 약 60/40의 결정/결합제의 비를 갖는 시딩된 MCM-56 결정/결합제 조성물의 존재하에서 적어도 부분 액체상 전환 조건하에서 벤젠을 함유하는 공급원료를 에틸렌과 접촉시키는 것을 포함하는, 벤젠을 에틸 벤젠으로 선택적 전환시키기 위한 방법에 관한 것이다.In another embodiment, the present invention provides a process for preparing a feed comprising a benzene under at least partial liquid phase conversion conditions in the presence of a seeded MCM-56 crystal / binder composition having a crystal / binder ratio of at least about 20/80 to about 60/40 To a process for the selective conversion of benzene to ethylbenzene, comprising contacting the raw material with ethylene.

또다른 구체예에서, 본 발명은 벤젠을 에틸렌으로 선택적 알킬화하여 에틸벤젠을 생성하기 위한 방법으로서,In another embodiment, the present invention provides a process for the selective alkylation of benzene with ethylene to produce ethylbenzene,

i) 다음의 a), b), c) 및 d)의 단계를 포함하는 방법으로 합성 다공성 결정질 MCM-56 물질을 제조하는 공정:i) A process for producing a synthetic porous crystalline MCM-56 material by a process comprising the steps of a), b), c) and d)

a) 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속(M) 양이온, 3가 원소 X의 산화물, 4가 원소 Y의 산화물 및 물의 공급원들을 함유하는 제1 반응 혼합물로서, 다음의 범위들: YO2/X2O3 = 5 내지 35, H2O/YO2 = 10 내지 70, OH-/YO2 = 0.05 내지 0.20, M/YO2 = 0.05 내지 3.0 범위 내에 있는 산화물들의 몰비에 관한 조성을 가지며, 상기 제1 반응 혼합물의 중량을 기준으로 0.05 중량% 이상 내지 5 중량% 이하의 양으로 제올라이트 시드 결정을 더 포함하는 제1 반응 혼합물을 제조하는 단계;a) a first reaction mixture containing an alkali metal or alkaline earth metal (M) cation, an oxide of a trivalent element X, an oxide of a tetravalent element Y and water, in the following ranges: YO 2 / X 2 O 3 = 5 to 35, H 2 O / YO 2 = 10 to 70, OH - / YO 2 = 0.05 to 0.20, M / YO 2 = 0.05 to 3.0, and further comprising a zeolite seed crystal in an amount of not less than 0.05% by weight and not more than 5% by weight based on the weight of the first reaction mixture ;

b) 단계 a)의 반응 혼합물에 유도제 R을 첨가하여 다음의 범위: R/YO2 = 0.08 내지 0.3 범위 내에 속하는 몰비에 관한 상기 유도제 R을 보유하는 제2 반응 혼합물을 생성하는 단계;b) To the reaction mixture of step a) is added the derivatizing agent R in the following range: R / YO 2 Producing a second reaction mixture having said derivatizing agent R with respect to a molar ratio falling within the range of 0.08 to 0.3;

c) 상기 단계 b)의 제2 반응 혼합물을 약 90℃ 내지 약 175℃의 온도 및 90 h 미만의 시간의 조건하에 결정화하여, X선 회절에 의하여 확인된 바와 같이, 시딩된 MCM-56 물질의 결정, 및 상기 제2 반응 혼합물 중의 MCM-56 결정의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만의 비-MCM-56 불순물 결정을 포함하는 생성된 혼합물을 생성하는 단계;c) crystallizing the second reaction mixture of step b) at a temperature of from about 90 占 폚 to about 175 占 폚 and for a time of less than 90 h to form a seeded MCM-56 material as identified by X-ray diffraction And producing less than 10% by weight of non-MCM-56 impurity crystals based on the total weight of the MCM-56 crystals in the second reaction mixture;

d) 상기 단계 c)의 생성된 혼합물로부터 상기 시딩된 MCM-56 물질의 결정의 적어도 일부를 분리 및 회수하는 단계로서, 상기 시딩된 MCM-56 물질의 결정은 하기 표 1에 제시된 바와 같은 X선 회절 패턴을 갖는 것인 단계;d) separating and recovering at least a portion of the crystals of the seeded MCM-56 material from the resulting mixture of step c), wherein the crystals of the seeded MCM-56 material are selected from the group consisting of X- Diffraction pattern;

<표 1><Table 1>

Figure 112014022383311-pct00001

Figure 112014022383311-pct00001

(ii) 상기 시딩된 MCM-56 결정을 결합제와 약 20/80 이상 내지 약 80/20의 결정/결합제 중량비로 조합하여 촉매 조성물을 생성하는 공정; 및(ii) combining the seeded MCM-56 crystals with a binder at a crystal / binder weight ratio of from about 20/80 to about 80/20 to produce a catalyst composition; And

(iii) 약 0℃ 내지 약 500℃의 온도, 약 20 내지 약 25,000 kPa-a의 압력, 약 0.1:1 내지 약 50:1의 벤젠 대 에틸렌의 몰비 및 약 0.1 내지 약 500 h-1의 에틸렌에 기초한 시간당 공급물 중량 공간 속도(WHSV)를 포함하는 촉매 알킬화 조건하에 적어도 부분 액체상에서 벤젠과 에틸렌을 함유하는 공급원료를 상기 촉매 조성물과 접촉시키는 공정(iii) a temperature of about 0 to about 500 ℃ ℃, about 20 to about 25,000 kPa-a pressure of from about 0.1: 1 to about 50: the molar ratio of benzene to ethylene of from about 0.1 to about 1 and 500 h -1 ethylene Contacting a feedstock containing benzene and ethylene in said at least partial liquid phase with said catalyst composition under catalytic alkylation conditions comprising a feed weight hourly space velocity (WHSV)

을 포함하는 방법에 관한 것이다.To a method comprising the steps of:

도면의 간단한 설명Brief Description of Drawings

도 1은 비-시딩된 MCM-56, 계외 시딩된 MCM-56 및 계내 시딩된 MCM-56의 경우 디이소프로필벤젠/이소프로필벤젠 선택도(세로축) 대 버살(Versal) 300 알루미나와 결합된 1/20" 4엽체 압출물(quadrulobe extrudate)에서의 MCM-56의 비율(가로축)의 플롯을 도시한다.Figure 1 shows the results of a comparison of the diisopropylbenzene / isopropylbenzene selectivity (vertical axis) versus Versal 300 alumina combined with 1 (non-seeded MCM-56, out-of-seeded MCM-56 and in situ seeded MCM- / 20 "quadrulobe extrudate (abscissa). &Lt; tb &gt; &lt; TABLE &gt;

도 2는 비-시딩된 MCM-56, 계외 시딩된 MCM-56 및 계내 시딩된 MCM-56의 경우 트리이소프로필벤젠/이소프로필벤젠 선택도(세로축) 대 버살 300 알루미나와 결합된 1/20" 4엽체 압출물에서의 MCM-56의 비율(가로축)의 플롯을 도시한다.Figure 2 shows a 1/20 &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1/2 "&lt; / RTI &gt; ratio of triisopropylbenzene / isopropylbenzene selectivity (vertical axis) versus Versal 300 alumina for non-seeded MCM-56, out of seeded MCM- (Abscissa) of the MCM-56 in the four-leaf extrudate.

도 3은 비-시딩된 MCM-56, 계외 시딩된 MCM-56 및 계내 시딩된 MCM-56의 경우 활성(2차 속도 상수 k2×1,000으로서)(세로축) 대 버살 300 알루미나와 결합된 1/20" 4엽체 압출물에서의 MCM-56의 비율(가로축)의 플롯을 도시한다.Figure 3 shows the activity (as a second order rate constant k2 x 1,000) (vertical axis) for unseeded MCM-56, out-of-seeded MCM-56 and in situ seeded MCM-56 1/20 "Shows the plot of the ratio of MCM-56 in the four-leaf extrudate (abscissa).

도 4는 비-시딩된 MCM-56, 계외 시딩된 MCM-56 및 계내 시딩된 MCM-56의 경우 디이소프로필벤젠/트리이소프로필벤젠 선택도(세로축) 대 버살 300 알루미나와 결합된 1/20" 4엽체 압출물에서의 MCM-56의 비율(가로축)의 플롯을 도시한다.FIG. 4 is a graph showing the selectivity of diisopropylbenzene / triisopropylbenzene versus (vertical axis) versus U.S.Val 300 alumina for non-seeded MCM-56, out-of-seeded MCM-56 and in situ seeded MCM- "Shows the plot of the ratio of MCM-56 in the four-leaf extrudate (abscissa).

도 5는 디에틸벤젠/에틸벤젠 선택도(세로축) 대 실시예 16.1-16.5의 방법에 대한 에틸렌 전환율(가로축)의 플롯을 도시한다.Figure 5 shows plots of diethylbenzene / ethylbenzene selectivity (vertical axis) vs. ethylene conversion (abscissa) for the method of Examples 16.1-16.5.

발명의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

본 발명은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 특히 벤젠의 액체 또는 부분 액체상 알킬화에 의한 모노알킬화 방향족 화합물, 특히 에틸벤젠, 쿠멘 및 sec-부틸벤젠의 제조를 위한 개선된 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 방법은 약 20/80 이상 내지 약 80/20 또는 약 20/80 이상 내지 약 60/40, 바람직하게는 약 20/80 내지 약 40/60 또는 훨씬 더 바람직하게는 약 40/60 내지 약 60/40의 결정/결합제 중량비로 다공성 결정질 물질, 예를 들면 결정질 알루미노실리케이트 및 결합제를 포함하는 촉매 조성물을 사용한다.The present invention relates to an improved process for the preparation of monoalkylated aromatic compounds, in particular ethylbenzene, cumene and sec-butylbenzene, by liquid or partial liquid phase alkylation of alkylatable aromatic compounds, in particular benzene. More specifically, the process of the present invention is carried out in a process comprising the steps of: from about 20/80 to about 80/20 or from about 20/80 to about 60/40, preferably from about 20/80 to about 40/60, A catalytic composition comprising a porous crystalline material such as crystalline aluminosilicate and a binder at a crystal / binder weight ratio of from 40/60 to about 60/40 is used.

본 발명에 사용하기 위하여 필요한 촉매의 제조 방법은 예를 들면 약 20/80 내지 약 60/40의 결정/결합제 비를 포함하도록 최종 촉매의 배합 또는 압출을 조절하여서만 변경된 하기 제시되고 그리고 본원에 참고로 포함된 공보에 교시된 것을 포함한다. 이는 촉매 제조 분야에서의 당업자의 능력내에 포함된다. 예를 들면 미국 특허 제4,954,325호에는 결정질 MCM-22 및 이를 포함하는 촉매가 기재되어 있으며, 미국 특허 제5,236,575호에는 결정질 MCM-49 및 이를 포함하는 촉매가 기재되어 있으며, 미국 특허 제5,362,697호 및 제5,557,024호에는 결정질 MCM-56 및 이를 포함하는 촉매가 기재되어 있다. 특정한 결정질 물질을 결합제와 함께 배합 또는 압출하여 본원에 사용하기 위하여 필요한 촉매를 형성하는데 있어서 최종 촉매 생성물이 약 20/80 내지 약 60/40 또는 약 20/80 이상 내지 약 80/20, 바람직하게는 약 40/60 내지 약 80/20 또는 훨씬 더 바람직하게는 약 40/60 내지 약 60/40의 결정/결합제 비를 포함하도록 주의를 기울여야 한다.The process for preparing the catalysts necessary for use in the present invention is described below and is hereby incorporated by reference in its entirety, for example, only by adjusting the compounding or extrusion of the final catalyst to include a crystal / binder ratio of from about 20/80 to about 60/40. Quot ;, which is incorporated herein by reference. This is within the ability of one skilled in the art of catalyst manufacture. For example, US Pat. No. 4,954,325 discloses crystalline MCM-22 and catalysts comprising it, US Pat. No. 5,236,575 describes crystalline MCM-49 and catalysts comprising it, US Pat. No. 5,362,697 and US Pat. No. 5,557,024 discloses crystalline MCM-56 and catalysts comprising it. The particular crystalline material may be blended or extruded with the binder to form the required catalyst for use herein, wherein the final catalyst product is present in an amount of from about 20/80 to about 60/40 or from about 20/80 to about 80/20, Care must be taken to include a crystal / binder ratio of from about 40/60 to about 80/20 or even more preferably from about 40/60 to about 60/40.

본원에서 사용된 바와 같은 용어 "계외 시딩된(ex-situ seeded)"은 제올라이트 시드가 그의 합성된 그대로의(as-synthesized) 상태로 반응기에 첨가되는 제올라이트 합성 반응기에 제올라이트 시드를 투입하는 방법을 지칭한다.The term " ex situ seeded " as used herein refers to a method of introducing a zeolite seed into a zeolite synthesis reactor in which the zeolite seed is added to the reactor in its as-synthesized state do.

본원에서 사용된 바와 같은 용어 "계내 시딩된(in-situ seeded)"은 이전의 제올라이트 결정화로부터의 반응기내 잔류 제올라이트 시드가 그의 합성된 그대로의 상태로 잔존하는 제올라이트 합성 반응기에 제올라이트 시드를 투입하는 방법을 지칭한다.The term " in situ seeded " as used herein refers to a process in which a zeolite seed is introduced into a zeolite synthesis reactor in which the residual zeolite seed in the reactor from the previous zeolite crystallization remains as it is synthesized Quot;

본원에서 공급원료으로서 유용할 수 있는 알킬화 가능한 방향족 화합물에 관한 언급에서 용어 "방향족"은 그의 해당 기술 분야에서 인식되는 범위에 따르는 것으로 이해하여야 한다. 이는 알킬 치환 및 비치환된 단핵 및 다핵 화합물을 포함한다. 헤테로원자를 갖는 방향족 성질을 갖는 화합물도 또한 선택된 반응 조건하에서 촉매독으로서 작용하지 않는 한 유용하다.It should be understood that the term "aromatic" in the context of an alkylatable aromatic compound which may be useful as a feedstock herein is contemplated to be within the skill in the art. This includes alkyl substituted and unsubstituted mononuclear and polynuclear compounds. Compounds having aromatic properties with heteroatoms are also useful unless they act as catalyst poisons under selected reaction conditions.

본원에서 알킬화될 수 있는 치환된 방향족 화합물은 방향족 핵에 직접 결합된 1개 이상의 수소 원자를 지녀야만 한다. 방향족 고리는 하나 이상의 알킬, 아릴, 알카릴, 알콕시, 아릴옥시, 시클로알킬, 할로겐화물 및/또는 알킬화 반응을 방해하지 않는 기타 기로 치환될 수 있다.Substituted aromatic compounds that can be alkylated herein should have at least one hydrogen atom directly bonded to the aromatic nucleus. The aromatic ring may be substituted with one or more alkyl, aryl, alkaryl, alkoxy, aryloxy, cycloalkyl, halide, and / or other groups that do not interfere with the alkylation reaction.

적절한 방향족 화합물로는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 나프타센, 페릴렌, 코로넨, 및 페난트렌을 들 수 있으며, 벤젠이 바람직하다.Suitable aromatic compounds include benzene, naphthalene, anthracene, naphthacene, perylene, coronene, and phenanthrene, with benzene being preferred.

일반적으로, 방향족 화합물에서 치환기로서 존재할 수 있는 알킬 기는 1 내지 약 22개의 탄소 원자, 일반적으로 약 1 내지 8개의 탄소 원자, 가장 일반적으로는 약 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유한다.Generally, alkyl groups that may be present as substituents in aromatic compounds contain 1 to about 22 carbon atoms, typically about 1 to 8 carbon atoms, most usually about 1 to 4 carbon atoms.

적절한 알킬 치환된 방향족 화합물로는 톨루엔, 크실렌, 이소프로필벤젠, n-프로필벤젠, α-메틸나프탈렌, 에틸벤젠, 메시틸렌, 듀렌, 시멘, 부틸벤젠, 슈도쿠멘, o-디에틸벤젠, m-디에틸벤젠, p-디에틸벤젠, 이소아밀벤젠, 이소헥실벤젠, 펜타에틸벤젠, 펜타메틸벤젠; 1,2,3,4-테트라에틸벤젠; 1,2,3,5-테트라메틸벤젠; 1,2,4-트리에틸벤젠; 1,2,3-트리메틸벤젠, m-부틸톨루엔; p-부틸톨루엔; 3,5-디에틸톨루엔; o-에틸톨루엔; p-에틸톨루엔; m-프로필톨루엔; 4-에틸-m-크실렌; 디메틸나프탈렌; 에틸나프탈렌; 2,3-디메틸안트라센; 9-에틸안트라센; 2-메틸안트라센; o-메틸안트라센; 9,10-디메틸페난트렌; 및 3-메틸-페난트렌을 들 수 있다. 분자량이 더 큰 알킬방향족 화합물도 또한 출발 물질로서 사용될 수 있으며, 방향족 유기화합물, 예컨대 올레핀 올리고머를 사용한 방향족 유기화합물의 알킬화에 의하여 생성되는 것을 들 수 있다. 그러한 생성물은 종종 당업계에서 알킬레이트로서 지칭되며, 헥실벤젠, 노닐벤젠, 도데실벤젠, 펜타데실벤젠, 헥실톨루엔, 노닐톨루엔, 도데실톨루엔, 펜타데실톨루엔 등을 들 수 있다. 종종 알킬레이트는 방향족 핵에 결합된 알킬 기의 크기가 약 C6 내지 약 C12로 변경되는 고비점 분율로서 얻는다. 쿠멘 또는 에틸벤젠이 목적하는 생성물인 경우, 본 발명의 방법은 허용 가능하게 적은 부산물, 예컨대 크실렌을 생성한다. 그러한 경우에서 생성된 크실렌은 약 500 ppm 미만일 수 있다.Suitable alkyl substituted aromatic compounds include, but are not limited to, toluene, xylene, isopropylbenzene, n-propylbenzene, alpha -methylnaphthalene, ethylbenzene, mesitylene, duren, cymene, butylbenzene, Diethylbenzene, p-diethylbenzene, isoamylbenzene, isohexylbenzene, pentaethylbenzene, pentamethylbenzene; 1,2,3,4-tetraethylbenzene; 1,2,3,5-tetramethylbenzene; 1,2,4-triethylbenzene; 1,2,3-trimethylbenzene, m-butyltoluene; p-butyltoluene; 3,5-diethyltoluene; o-ethyltoluene; p-ethyltoluene; m-propyltoluene; 4-ethyl-m-xylene; Dimethylnaphthalene; Ethyl naphthalene; 2,3-dimethyl anthracene; 9-ethyl anthracene; 2-methyl anthracene; o-methyl anthracene; 9,10-dimethylphenanthrene; And 3-methyl-phenanthrene. Alkylaromatic compounds having larger molecular weights can also be used as starting materials and are produced by alkylation of aromatic organic compounds such as aromatic organic compounds using olefin oligomers. Such products are often referred to in the art as alkylates and include hexylbenzene, nonylbenzene, dodecylbenzene, pentadecylbenzene, hexyltoluene, nonyltoluene, dodecyltoluene, and pentadecyltoluene. Often the alkylate is obtained as a high boiling fraction in which the size of the alkyl group bonded to the aromatic nucleus is varied from about C 6 to about C 12 . When cumene or ethylbenzene is the desired product, the process of the present invention yields acceptable byproducts, such as xylene. The xylene produced in such a case may be less than about 500 ppm.

벤젠, 톨루엔 및/또는 크실렌의 혼합물을 함유하는 개질물은 본 발명의 알킬화 공정을 위한 특히 유용한 공급물을 구성한다.A reformate containing a mixture of benzene, toluene and / or xylene constitutes a particularly useful feed for the alkylation process of the present invention.

본 발명의 방법에서 유용할 수 있는 알킬화제는 일반적으로 알킬화 가능한 방향족 화합물, 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬화 기와 반응할 수 있는 1개 이상의 이용 가능한 알킬화 지방족 기를 갖는 임의의 지방족 또는 방향족 유기 화합물을 포함한다. 적절한 알킬화제의 예로는 올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 부텐 및 펜텐; 알콜(모노알콜, 디알콜, 트리알콜 등 포함), 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 및 펜탄올; 알데히드, 예컨대 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부티르알데히드 및 n-발레르알데히드; 및 할로겐화알킬, 예컨대 염화메틸, 염화에틸, 염화프로필, 염화부틸 및 염화펜틸 등을 들 수 있다.Alkylating agents that may be useful in the process of the present invention are generally alkylatable aromatic compounds, preferably any aliphatic or aromatic &lt; RTI ID = 0.0 &gt; organoaluminum &lt; / RTI &gt; having an alkylated aliphatic group capable of reacting with an alkylating group having from 1 to 5 carbon atoms &Lt; / RTI &gt; Examples of suitable alkylating agents include olefins such as ethylene, propylene, butene and pentene; Alcohols (including monoalcohols, diols, tri alcohols and the like) such as methanol, ethanol, propanol, butanol and pentanol; Aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde and n-valer aldehyde; And halogenated alkyls such as methyl chloride, ethyl chloride, propyl chloride, butyl chloride and pentyl chloride.

경질 올레핀의 혼합물은 본 발명의 알킬화 방법에서 알킬화제로서 유용하다. 따라서, 각종 정제 스트림, 예를 들면 연료 가스, 에틸렌, 프로필렌 등을 함유하는 가스 플랜트 오프-가스, 경질 올레핀을 함유하는 나프타 분해장치 오프-가스, 정제 FCC 프로판/프로필렌 스트림 등의 주요 성분인 에틸렌, 프로필렌, 부텐 및/또는 펜텐의 혼합물은 본원에서 유용한 알킬화제이다. 예를 들면 통상의 FCC 경질 올레핀 스트림은 하기 표 3A에서의 조성을 갖는다:Mixtures of light olefins are useful as alkylating agents in the alkylation process of the present invention. Thus, various refinery streams, such as gas plant off-gas containing fuel gas, ethylene, propylene, etc., naphtha cracking off-gas containing light olefins, refined FCC propane / propylene stream, Mixtures of propylene, butene and / or pentene are alkylating agents useful herein. For example, a typical FCC light olefin stream has the composition in Table 3A below:

<표 3A><Table 3A>

Figure 112014022383311-pct00002
Figure 112014022383311-pct00002

본 발명의 방법으로부터 얻을 수 있는 반응 생성물로는 벤젠과 에틸렌의 반응으로부터의 에틸벤젠, 벤젠과 프로필렌의 반응으로부터의 쿠멘, 톨루엔과 에틸렌의 반응으로부터의 에틸톨루엔, 톨루엔과 프로필렌의 반응으로부터의 시멘 및 벤젠 및 n-부텐의 반응으로부터의 sec-부틸벤젠을 들 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 방법은 프로필렌을 사용한 벤젠의 알킬화에 의한 쿠멘의 제조 및, 에틸렌을 사용한 벤젠의 알킬화에 의한 에틸벤젠의 제조에 관한 것이다.The reaction products obtainable from the process of the present invention include cumene from the reaction of benzene with ethylene, benzene from the reaction of benzene and propylene, ethyl toluene from the reaction of toluene with ethylene, cymene from the reaction of toluene and propylene, and Sec-butylbenzene from the reaction of benzene and n-butene. A particularly preferred process of the present invention relates to the preparation of cumene by alkylation of benzene with propylene and the preparation of ethylbenzene by alkylation of benzene with ethylene.

본 발명의 개선된 방법을 위한 반응물은 부분 또는 완전 액체상일 수 있으며, 니트, 즉 기타 물질과의 의도적인 혼합 또는 희석이 없을 수 있거나 또는 이들은 담체 기체 또는 희석제, 예컨대 수소 또는 질소의 도움으로 촉매 조성물과 접촉될 수 있다.The reactants for the improved process of the present invention may be partly or completely liquid and may be knit, i.e. without intentional mixing or dilution with other materials, or they may be diluted with a carrier gas or diluent, such as hydrogen or nitrogen, Lt; / RTI &gt;

본 발명의 개선된 알킬화 방법은 반응물, 즉 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 알킬화제가 적절한 반응 구역내에서, 예를 들면 촉매 조성물의 고정상을 함유하는 유동 반응기내에서 효과적인 알킬화 조건하에서 본 발명의 촉매와 접촉되도록 실시될 수 있다. 그러한 조건은 약 0℃ 내지 약 500℃, 바람직하게는 약 10℃ 내지 약 260℃의 온도, 약 0.2 내지 약 25,000 kPa-a, 바람직하게는 약 100 내지 약 5,500 kPa-a의 압력, 약 0.1:1 내지 약 50:1, 바람직하게는 약 0.5:1 내지 약 10:1의 알킬화 가능한 방향족 화합물 대 알킬화제의 몰비 및 약 0.1 내지 500 hr-1, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 100 hr-1의 알킬화제에 기초한 시간당 공급물 중량 공간 속도(WHSV)를 포함한다.The improved alkylation process of the present invention allows the reactants, i.e. alkylatable aromatic compounds and alkylating agents, to be contacted with the catalyst of the present invention in an appropriate reaction zone, for example under effective alkylation conditions in a flow reactor containing a stationary phase of the catalyst composition . Such conditions include a temperature of from about 0 캜 to about 500 캜, preferably from about 10 캜 to about 260 캜, a pressure of from about 0.2 to about 25,000 kPa-a, preferably from about 100 to about 5,500 kPa-a, 1 to about 50: 1, preferably from about 0.5: 1 to about 10: 1, and an alkylating agent of from about 0.1 to 500 hr -1 , preferably from about 0.5 to about 100 hr -1 , (WHSV) &lt; / RTI &gt; based on the feed weight.

에틸렌을 사용하여 벤젠을 알킬화시켜 에틸벤젠을 생성하는 경우, 알킬화 반응은 벤젠의 적어도 일부가 알킬화 반응 중에 액체상이 되도록 하는 적어도 부분적으로 액체상 조건하에서 실시되는 것이 바람직하다. 적절한 조건은 약 150℃ 내지 약 300℃, 보다 바람직하게는 약 170℃ 내지 약 260℃의 온도, 약 20,400 kPa-a 이하, 보다 바람직하게는 약 2,000 kPa-a 내지 약 5,500 kPa-a의 압력, 약 0.1 내지 약 20 h-1, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6 h-1의 에틸렌 알킬화제에 기초한 시간당 중량 공간 속도(WHSV) 및 약 0.5:1 내지 약 30:1 몰, 보다 바람직하게는 약 1:1 내지 약 10:1의 알킬화 반응기내의 벤젠 대 에틸렌의 몰비를 포함한다.When ethylene is used to alkylate benzene to produce ethylbenzene, the alkylation reaction is preferably carried out at least partially under liquid phase conditions such that at least a portion of the benzene is in a liquid phase during the alkylation reaction. Suitable conditions include a temperature of from about 150 ° C to about 300 ° C, more preferably from about 170 ° C to about 260 ° C, a pressure of about 20,400 kPa-a, more preferably from about 2,000 kPa-a to about 5,500 kPa-a, (WHSV) based on an ethylene alkylating agent of from about 0.1 to about 20 h -1 , more preferably from about 0.5 to about 6 h -1 , and from about 0.5: 1 to about 30: 1, 1: 1 to about 10: 1 alkylation reactor.

프로필렌을 사용하여 벤젠을 알킬화시켜 쿠멘을 생성하는 경우, 반응은 또한 약 250℃ 이하, 바람직하게는 약 150℃ 이하, 예를 들면 약 10℃ 내지 약 125℃의 온도, 약 25,000 kPa-a 이하, 예를 들면 약 100 내지 약 3,000 kPa-a의 압력; 약 0.1 h-1 내지 약 250 h-1, 바람직하게는 약 1 h-1 내지 약 50 h-1의 프로필렌 알킬화제에 기초한 시간당 중량 공간 속도(WHSV) 및, 약 0.5:1 내지 약 30:1, 보다 바람직하게는 약 1:1 내지 약 10:1의 알킬화 반응기내에서의 벤젠 대 프로필렌의 몰비를 포함하는 적어도 부분적으로 액체상 조건하에서 실시될 수 있다.When propylene is used to alkylate benzene to produce cumene, the reaction may also be carried out at a temperature of about 250 ° C or less, preferably about 150 ° C or less, such as about 10 ° C to about 125 ° C, about 25,000 kPa-a or less, For example, a pressure of from about 100 to about 3,000 kPa-a; (WHSV) based on propylene alkylating agent of from about 0.1 h -1 to about 250 h -1 , preferably from about 1 h -1 to about 50 h -1 , and a weight hourly space velocity (WHSV) of from about 0.5: 1 to about 30: 1, More preferably from about 1: 1 to about 10: 1, in a molar ratio of benzene to propylene in an alkylation reactor.

부텐, 예를 들면 n-부텐을 사용하여 벤젠을 알킬화시켜 부틸벤젠, 예를 들면 sec-부틸벤젠을 생성하는 경우, 반응은 또한 약 250℃ 이하, 바람직하게는 약 150℃ 이하, 예를 들면 약 10℃ 내지 약 125℃의 온도, 약 25,000 kPa-a 이하, 예를 들면 약 100 내지 약 3,000 kPa-a의 압력, 약 0.1 h-1 내지 약 250 h-1, 바람직하게는 약 1 h-1 내지 약 50 h-1의 부텐 알킬화제에 기초한 시간당 중량 공간 속도(WHSV) 및 약 0.5:1 내지 약 30:1, 보다 바람직하게는 약 1:1 내지 약 10:1의 알킬화 반응기내에서의 벤젠 대 부텐의 몰비를 포함하는 적어도 부분적으로 액체상 조건하에서 실시될 수 있다.Butylbenzene, for example sec-butylbenzene, is produced by alkylating benzene with butene, for example n-butene, the reaction is also carried out at a temperature of about 250 ° C or lower, preferably about 150 ° C or lower, A pressure of from about 0.1 h -1 to about 250 h -1 , preferably from about 1 h -1 to about 1 h -1 , at a temperature of from about 10 ° C to about 125 ° C, at a pressure of about 25,000 kPa-a or less, to a weight hourly space velocity based on the butene alkylating agent of from about 50 h -1 (WHSV), and about 0.5: 1 to about 30: 1, more preferably from about 1: benzene in the alkylation reactor from 1: 1 to about 10 Butene under the conditions of at least partly liquid phase.

본 발명에 사용하기 위한 촉매의 결정 부분은 제올라이트 베타(미국 특허 제3,308,069호에 기재됨) 또는 MCM-22 계열 물질의 구조를 갖는 결정질 분자체를 포함할 수 있다. 촉매는 약 20/80 내지 약 80/20 또는 약 20/80 이상 내지 약 40/60, 바람직하게는 약 20/80 내지 약 40/60, 또는 훨씬 보다 바람직하게는 약 40/60 내지 약 60/40의 결정/결합제의 중량비에서 하기 상세하게 설명된 바와 같은 산화물 결합제와 함께 통상의 방식으로 조합된 결정질 분자체를 포함하여야만 한다.The crystalline portion of the catalyst for use in the present invention may comprise a crystalline molecular sieve having the structure of zeolite beta (described in U.S. Patent No. 3,308,069) or MCM-22 family material. The catalyst may be used in an amount of from about 20/80 to about 80/20 or from about 20/80 to about 40/60, preferably from about 20/80 to about 40/60, or even more preferably from about 40/60 to about 60 / Should contain a crystalline molecular sieve combined in a conventional manner with an oxide binder as described in detail below at a weight ratio of 40 crystal / binder.

촉매의 특정 적용예의 경우, 결정질 분자체 성분의 평균 입자 크기는 약 0.05 내지 약 200 미크론, 예를 들면 20 내지 약 200 미크론일 수 있다.For certain applications of the catalyst, the average particle size of the crystalline molecular sieve component may be from about 0.05 to about 200 microns, for example from 20 to about 200 microns.

본원에서 사용한 바와 같이 용어 "MCM-22 계열 물질"(또는 "MCM-22 계열의 물질" 또는 "MCM-22 계열의 분자체")는 하기를 포함한다:As used herein, the term "MCM-22 family material" (or "MCM-22 family material" or "MCM-22 family molecular sieve") includes:

(i) 공통의 제1도 결정질 빌딩 블록 "MWW 골격 토폴로지를 갖는 단위 셀"로 생성된 분자체. 그 전체 개시내용이 본원에 참고로 포함되는 문헌["Atlas of Zeolite Framework Types", Fifth edition, 2001]에 기재된 바와 같은 결정을 기재하기 위하여 단위 셀은 3차원 공간내에서 타일링된 원자의 공간 정렬이다.(i) Molecular sieves generated as a common first degree crystalline building block "unit cell with MWW skeletal topology &quot;. To describe a crystal as described in the Atlas of Zeolite Framework Types , Fifth edition, 2001, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference, a unit cell is a spatial alignment of tiled atoms within a three-dimensional space .

(ii) "하나의 단위 셀 두께의 단층", 바람직하게는 하나의 c-단위 셀 두께를 형성하는, 상기 MWW 골격 타입 단위 셀의 공통의 제2도 빌딩 블록, 2-차원 타일링으로부터 생성된 분자체;(ii) a common second degree building block of the MWW skeletal type unit cell, which forms a "single layer thickness of one unit cell", preferably one c-unit cell thickness, itself;

(iii) 공통의 제2도 빌딩 블록으로부터 생성된 분자체, "1개 또는 1개 초과의 단위 셀 두께의 층", 여기서 1개 초과의 단위 셀 두께의 층은 MWW 골격 토폴로지를 갖는 단위 셀의 하나의 단위 셀 두께를 갖는 2개 이상의 단층을 적층, 패킹 또는 결합하여 생성된다. 그러한 제2도 빌딩 블록의 적층은 규칙 방식, 불규칙 방식, 무작위 방식 또는 그의 임의의 조합일 수 있거나; 또는 (iii) a molecular sieve produced from a common second degree building block, "a layer of one or more unit cell thicknesses," wherein a layer of more than one unit cell thickness comprises a unit cell having an MWW framework topology Is formed by stacking, packing or combining two or more monolayers having a unit cell thickness. The stacking of such second degree building blocks may be a regular, irregular, random or any combination thereof; or

(iv) MWW 골격 토폴로지를 갖는 단위 셀의 임의의 규칙 또는 무작위 2-차원 또는 3-차원 조합으로 생성된 분자체.(iv) molecular sieves generated by any rule or random two-dimensional or three-dimensional combination of unit cells with MWW skeletal topology.

MCM-22 계열 물질은 (하소되거나 또는 합성된 그대로) 12.4±0.25, 3.57±0.07 및 3.42±0.07 Å에서 d-거리 최대값을 포함하는 X선 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다. MCM-22 계열 물질은 또한 (하소되거나 또는 합성된 그대로) 12.4±0.25, 6.9±0.15, 3.57±0.07 및 3.42±0.07 Å에서 d-거리 최대값을 포함하는 X선 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다. 분자체를 특징화하는데 사용되는 X선 회절 데이타는 입사 방사로서 구리의 K-알파 이중선, 섬광 계수기가 장착된 회절계 및 수집 시스템으로서 연결된 컴퓨터를 사용하는 표준 기법에 의하여 얻는다. MCM-22 계열에 속하는 물질로는 MCM-22(미국 특허 제4,954,325호에 기재됨), PSH-3(미국 특허 제4,439,409호에 기재됨), SSZ-25(미국 특허 제4,826,667호에 기재됨), ERB-1(유럽 특허 제0293032호에 기재됨), ITQ-1(미국 특허 제6,077,498호에 기재됨), ITQ-2(국제 특허 공개 번호 WO97/17290호에 기재됨), ITQ-30(국제 특허 공개 번호 WO2005118476호에 기재됨), MCM-36(미국 특허 제5,250,277호에 기재됨), MCM-49(미국 특허 제5,236,575호에 기재됨), MCM-56(미국 특허 제5,362,697호에 기재됨) 및 UZM-8(미국 특허 제6,756,030호에 기재됨)을 들 수 있다. 이들 특허의 전체 개시내용은 본원에 참고로 포함된다.The MCM-22 family material is characterized by having an X-ray diffraction pattern comprising a d-distance maximum at 12.4 ± 0.25, 3.57 ± 0.07 and 3.42 ± 0.07 Å (as calcined or synthesized). The MCM-22 family material is also characterized by having an X-ray diffraction pattern comprising a d-distance maximum at 12.4 + -0.25, 6.9 + -0.15, 3.57 + -0.07 and 3.42 + 0.07A (as calcined or synthesized) . The X-ray diffraction data used to characterize the molecular sieve is obtained by standard techniques using a connected computer as the incident radiation, a K-alpha double line of copper, a diffractometer equipped with a scintillation counter, and a collection system. Materials belonging to the MCM-22 family include MCM-22 (described in U.S. Patent No. 4,954,325), PSH-3 (described in U.S. Patent No. 4,439,409), SSZ-25 (described in U.S. Patent No. 4,826,667) , ITQ-2 (described in International Patent Publication No. WO 97/17290), ITQ-1 (described in US Patent No. 6,077,498), ERB-1 (described in European Patent No. 0293032) (Described in U.S. Patent No. 5,236,575), MCM-56 (described in U.S. Patent No. 5,362,697), MCM-36 (described in International Patent Publication No. WO2005118476) And UZM-8 (described in U.S. Patent No. 6,756,030). The entire disclosure of these patents is incorporated herein by reference.

상기 기재된 MCM-22 계열 분자체는 통상의 거대 공극 제올라이트 알킬화 촉매, 예컨대 모르데나이트와는 구별되며, MCM-22 물질은 분자체의 10-고리 내부 공극계와 소통되지 않는 12-고리 표면 포켓을 갖는 것으로 이해하여야 한다.The MCM-22 family molecular sieve described above is distinguished from conventional macropore zeolite alkylation catalysts such as mordenite, and the MCM-22 material has a 12-ring surface pocket that is not in communication with the 10- .

IZA-SC에 의하여 MWW 토폴로지인 것으로 지정된 제올라이트 물질은 10 및 12 원 고리 모두의 존재로부터 야기되는 2개의 공극계를 갖는 다중층 물질이다. 문헌[Atlas of Zeolite Framework Types]은 MCM-22, ERB-1, ITQ-1, PSH-3 및 SSZ-25인 동일한 토폴로지를 갖는 것으로서 상이하게 명명된 물질을 5종으로 분류한다.The zeolite material designated as the MWW topology by IZA-SC is a multilayer material with two pore systems resulting from the presence of both 10 and 12 membered rings. The Atlas of Zeolite Framework Types classifies differently named substances into five classes with the same topology of MCM-22, ERB-1, ITQ-1, PSH-3 and SSZ-25.

MCM-22 계열 분자체는 각종 탄화수소 전환 방법에서 유용한 것으로 밝혀졌다. MCM-22 계열 분자체의 예로는 MCM-22, MCM-49, MCM-56, ITQ-1, PSH-3, SSZ-25 및 ERB-1을 들 수 있다. 그러한 분자체는 방향족 화합물의 알킬화에 유용하다. 예를 들면 미국 특허 제6,936,744호에는 적어도 부분 액체상 조건하에서 그리고 트랜스알킬화 촉매의 존재하에서 폴리알킬화 방향족 화합물을 알킬화 가능한 방향족 화합물과 접촉시켜 모노알킬화 방향족 화합물을 생성하는 단계를 포함하는 모노알킬화 방향족 화합물, 특히 쿠멘의 제조 방법이 개시되어 있으며, 여기서 트랜스알킬화 촉매는 2종 이상의 상이한 결정질 분자체의 혼합물을 포함하며, 여기서 각각의 분자체는 12.4±0.25, 6.9±0.15, 3.57±0.07 및 3.42±0.07 Å에서 d-거리 최대값을 포함하는 X선 회절 패턴을 갖는 물질, 제올라이트 베타, 제올라이트 Y 및 모르데나이트로부터 선택된다.MCM-22 family molecular sieves have been found useful in various hydrocarbon conversion processes. Examples of MCM-22 family molecular sieves include MCM-22, MCM-49, MCM-56, ITQ-1, PSH-3, SSZ-25 and ERB-1. Such molecular sieves are useful for the alkylation of aromatic compounds. For example, U.S. Patent No. 6,936,744 discloses a monoalkylated aromatic compound comprising contacting a polyalkylated aromatic compound with an alkylatable aromatic compound under at least partial liquid phase conditions and in the presence of a transalkylation catalyst to produce a monoalkylated aromatic compound, Wherein the transalkylation catalyst comprises a mixture of two or more different crystalline molecular sieves wherein each molecular sieve has a molecular weight of 12.4 + - 0.25, 6.9 + - 0.15, 3.57 + - 0.07 and 3.42 + 0.07 zeolite beta, zeolite Y, and mordenite, having an X-ray diffraction pattern including a maximum d-distance value.

특히, 본 발명의 알킬화 방법에 사용되는 분자체는 합성 혼합물이 제올라이트 결정, 특히 MCM-56 결정의 시드를 포함하는 공정에 의하여 생성된 MCM-56 결정을 포함한다. 적절한 방법은 2011년 9월 16일자로 출원되고 그리고 본원에 그 전문이 참고로 포함되는 미국 가출원 제61/535,632호(Johnson et al.)에 개시되어 있다. 그리하여 제조된 결정은 본원에서 시딩된 MCM-56 결정인 것을 특징으로 한다.In particular, the molecular sieve used in the alkylation process of the present invention comprises MCM-56 crystals produced by a process wherein the synthesis mixture comprises a zeolite crystal, in particular a seed of MCM-56 crystal. A suitable method is disclosed in U.S. Provisional Application No. 61 / 535,632 (Johnson et al.), Filed September 16, 2011, which is hereby incorporated by reference in its entirety. The crystals thus produced are characterized in that they are seeded MCM-56 crystals.

시딩된 MCM-56 결정은 미국 특허 제5,362,697호 및 제5,827,491호에 개시되어 있는 바와 같은 X선 회절 패턴을 특징으로 하며, 각각의 특허는 본원에서 참고로 포함된다.The seeded MCM-56 crystals are characterized by an X-ray diffraction pattern as disclosed in U.S. Patent Nos. 5,362,697 and 5,827,491, each of which is incorporated herein by reference.

미국 특허 제5,362,697호 및 제5,827,491호에 개시된 X선 회절 패턴은 하기 표 1(합성된 그대로) 및 표 2(하소된 그대로)에 제시되어 있다. 하기 표 1 및 표 2에서, 강도는 12.4 Å에서 d-거리 라인에 대하여 정의된다.The X-ray diffraction patterns disclosed in U.S. Patent Nos. 5,362,697 and 5,827,491 are presented in the following Table 1 (as synthesized) and Table 2 (as calcined). In the following Tables 1 and 2, the intensity is defined for the d-distance line at 12.4 A.

<표 1><Table 1>

Figure 112014022383311-pct00003
Figure 112014022383311-pct00003

<표 2><Table 2>

Figure 112014022383311-pct00004
Figure 112014022383311-pct00004

상기 X선 회절 데이타는 구리 K-알파 방사선을 사용하는 게르마늄 고체 상태 검출기가 장착된 신택(Scintag) 회절계를 사용하여 수집하였다. 회절 데이타는 0.02°의 2θ에서의 스텝-스캔에 의하여 기록하였으며, 여기서 θ는 브래그(Bragg) 각도이며, 각각의 단계에 대하여 계수 시간은 10 초이다. 결정면간 거리, d-거리는 옹스트롬 단위(Å)로 계산하였으며, 라인의 상대적 강도인 I/I0는 가장 강한 라인의 강도의 백분의 1이며, 배경의 위에서 프로파일 피팅 루틴(fitting routine)(또는 2차 도함수 알고리즘)의 사용으로 유도되었다. 강도는 로렌츠(Lorentz) 및 분극 효과에 대하여 보정하지 않는다. 상대적 강도는 약어 vs = 매우 강함(60-100), s = 강함(40-60), m = 중간(20-40) 및 w = 약함(0-20)에 관하여 제시한다. 본 샘플에 대하여 단일선으로서 제시된 회절 데이타는 특정 조건하에서, 예컨대 결정학적 변화에서의 차이는 분해되거나 또는 부분 분해된 라인으로서 나타날 수 있는 복수의 중첩 라인으로 이루어질 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 통상적으로, 결정학적 변화는 구조에서의 변화 없이 결정 대칭에서의 변화 및/또는 단위 셀 변수에서의 작은 변화를 포함할 수 있다. 상대적 강도에서의 변화를 비롯한 이러한 작은 효과는 양이온 함유량, 골격 조성, 성질 및 공극 충전의 정도 및 열적 및/또는 열수 이력에서의 차이의 결과로서 발생할 수 있다.The X-ray diffraction data were collected using a Scintag diffractometer equipped with a germanium solid state detector using copper K-alpha radiation. Diffraction data were recorded by step-scan at 2 [theta] of 0.02 [deg.], Where [theta] is the Bragg angle and the counting time for each step is 10 seconds. I-I 0, which is the relative strength of the line, is one-hundredth the intensity of the strongest line, and the profile fitting routine (or 2 The second derivative algorithm). Strength does not compensate for Lorentz and polarization effects. Relative strengths are given in terms of abbreviation vs = very strong (60-100), s = strong (40-60), m = medium (20-40) and w = weak (0-20). It should be understood that the diffraction data presented as a single line for this sample can consist of a plurality of overlapping lines under certain conditions, such as differences in crystallographic change, which may appear as broken or partially broken lines. Typically, the crystallographic change may include a change in crystal symmetry and / or a small change in unit cell variable without a change in the structure. These small effects, including changes in relative strength, can occur as a result of cation content, skeletal composition, properties and degree of pore filling and differences in thermal and / or hydrothermal history.

시딩된 MCM-56 결정의 제조 방법은The process for the preparation of seeded MCM-56 crystals

a) 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속(M) 양이온, 예를 들면 나트륨 또는 칼륨 양이온, 3가 원소 X의 산화물, 예를 들면 알루미늄의 산화물, 4가 원소 Y의 산화물, 예를 들면 규소의 산화물의 공급원들을 함유하고, 바람직하게는, 30 중량% 이상의 고체 YO2 및 물을 함유하는 제1 반응 혼합물로서, 산화물들의 몰비, 바람직하게는 하기 표 3B의 범위 내에서 선택된 산화물들의 몰비에 관한 조성을 갖고, 상기 제1 반응 혼합물의 중량을 기준으로 0.05 중량% 이상 또는 0.10 중량% 이상 또는 0.50 중량% 이상 또는 1.0 중량% 이상 내지 5 중량% 이하, 예를 들면 1 중량% 이상 내지 3 중량% 이하의 양으로 제올라이트 시드 결정, 바람직하게는 MCM-56 시드 결정을 더 포함하는 제1 반응 혼합물을 제조하는 단계:a) an alkali metal or alkaline earth metal (M) cation, for example sodium or potassium cations, oxides of trivalent elements X, for example oxides of aluminum, oxides of quaternary elements Y, Preferably having a composition with respect to the molar ratio of oxides selected, preferably within the range of Table 3B below, as a first reaction mixture containing at least 30% by weight of solid YO 2 and water, 1 zeolite seeds in an amount of not less than 0.05% by weight or not less than 0.10% by weight or not less than 0.50% by weight or not less than 1.0% by weight and not more than 5% by weight, for example, not less than 1% Preparing a first reaction mixture further comprising a crystal, preferably an MCM-56 seed crystal,

<표 3B><Table 3B>

YO2/X2O3 = 5 내지 35, 예를 들면 15 내지 20YO 2 / X 2 O 3 = 5 to 35, for example, 15 to 20

H2O/YO2 = 10 내지 70, 예를 들면 15 내지 20H 2 O / YO 2 = 10 to 70, for example, 15 to 20

OH-/YO2 = 0.05 내지 0.20, 예를 들면 0.1 내지 0.15OH - / YO 2 = 0.05 to 0.20, such as 0.1 to 0.15

M/YO2 = 0.05 내지 3.0, 예를 들면 0.11 내지 0.15;M / YO 2 = 0.05 to 3.0, for example 0.11 to 0.15;

b) 상기 단계 a)의 반응 혼합물에 유도제 R, 예를 들면 바람직하게는 헥사메틸렌이민(HMI)을 첨가하여, 다음의 범위: R/YO2 = 0.08 내지 0.3, 예를 들면 0.1 내지 0.2의 범위 내에 있는 몰비에 관한 상기 유도제 R을 보유하는 제2 반응 혼합물을 형성하는 단계;b) to the reaction mixture of step a) is added an initiator R, for example hexamethyleneimine (HMI), preferably in the following range: R / YO 2 Forming a second reaction mixture having said derivatizing agent R with respect to a molar ratio within the range of from 0.08 to 0.3, for example from 0.1 to 0.2;

c) 상기 단계 b)의 제2 반응 혼합물을, 약 90℃ 내지 약 175℃, 바람직하게는 약 90℃ 내지 160℃ 미만, 예를 들면 약 125℃ 내지 약 175℃의 온도 및 90 h 미만, 바람직하게는 40 h 미만, 예를 들면 약 20 내지 약 75 h의 시간, 약 40 내지 약 250 rpm, 바람직하게는 약 40 내지 약 100 rpm의 교반 속도의 조건하에 결정화화하여, X선 회절에 의하여 확인된 바와 같이, 상기 MCM-56 물질의 결정, 및 상기 제2 반응 혼합물 중의 상기 MCM-56 결정의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 예를 들면 약 5 중량% 이하의 비-MCM-56 불순물 결정, 예를 들면 결정질 MCM-22 계열 물질(하기 정의됨), 예컨대 MCM-49 물질 또는 페리에라이트, 케냐이트 또는 이들의 혼합물의 결정을 포함하는 생성된 혼합물을 생성하는 단계; 및c) heating the second reaction mixture of step b) to a temperature of from about 90 캜 to about 175 캜, preferably from about 90 캜 to less than 160 캜, such as from about 125 캜 to about 175 캜, , Under conditions of less than 40 h, for example from about 20 to about 75 h, at a stirring rate of from about 40 to about 250 rpm, preferably from about 40 to about 100 rpm and confirmed by X-ray diffraction 56 mass% of the MCM-56 material and less than or equal to about 5% by weight, based on the total weight of the MCM-56 crystal in the second reaction mixture, of non-MCM-56 impurities Crystalline material, such as crystalline MCM-22 family material (defined below), such as MCM-49 material or ferrierite, kenate, or mixtures thereof; And

d) 상기 단계 c)의 혼합물로부터 상기 MCM-56 물질의 결정의 적어도 일부를 분리 및 회수하여 합성된 그대로의 MCM-56 물질을 생성하는 단계로서, 상기 합성된 그대로의 MCM-56 물질의 결정은 상기 표 1에 제시된 X선 회절 패턴을 특징으로 하는 것인 단계d) separating and recovering at least a portion of the crystals of the MCM-56 material from the mixture of step c) to produce the as-synthesized MCM-56 material, wherein the crystals of the as-synthesized MCM- Which is characterized by the X-ray diffraction pattern shown in Table 1 above

를 포함한다..

단계 b)의 제2 반응 혼합물은 고체 함유량이 제2 반응 혼합물의 중량을 기준으로 12 중량% 이상 또는 15 중량% 이상 또는 18 중량% 이상 또는 20 중량% 이상 또는 30 중량% 이상 내지 40 중량% 미만 또는 50 중량% 미만 또는 60 중량% 미만 범위내이다. 바람직하게는, 단계 b)의 제2 반응 혼합물의 고체 함유량은 제2 반응 혼합물의 중량을 기준으로 30 중량% 미만이다.The second reaction mixture of step b) has a solids content of greater than or equal to 12 wt%, or greater than or equal to 15 wt%, or greater than or equal to 18 wt%, or greater than or equal to 20 wt%, or greater than or equal to 30 wt% and less than or equal to 40 wt% Or less than 50 wt% or less than 60 wt%. Preferably, the solids content of the second reaction mixture of step b) is less than 30% by weight based on the weight of the second reaction mixture.

본 발명의 개선된 방법에 요구되는 제1 반응 혼합물 조성물을 달성하기 위하여, 통상의 실시에 비하여 MCM-56 물질을 생성하기 위한 방법에는 일부 선택적 임계 변화를 실시하여야만 한다. 예를 들면 알루민산나트륨의 성분으로서인 것을 제외하고 예를 들면 가성 NaOH의 첨가를 배제한다. 또한, 유기 유도제는 제1 반응 혼합물에, 그의 생성 중에 첨가하지 않지만, 거의 화학량론적 양으로 감소된 유기 유도제의 조절된 양만이 완전 생성된 제1 반응 혼합물에 첨가되어 제2 반응 혼합물을 생성한다. 추가로, 제올라이트 시드 결정, 바람직하게는 MCM-22 계열 물질의 제올라이트 시드 결정, 보다 바람직하게는 MCM-56의 제올라이트 시드 결정은 제1 반응 혼합물의 총량을 기준으로 시드 결정의 양이 제1 반응 혼합물의 0.05 중량% 이상 또는 0.10 중량% 이상 또는 0.50 중량% 이상 또는 1.0 중량% 이상 내지 5 중량% 이하, 예를 들면 1 중량% 이상 내지 3 중량% 이하가 되도록 제1 반응 혼합물에 첨가된다. 놀랍게도, 이러한 개선된 방법에 요구되는 제1 반응 혼합물에 MCM-56 시드 결정을 첨가하는 것은 그러한 결정화 절차에서 통상적으로 예상되는 바와 같은 불순물의 생성을 가속시키지 않는다.In order to achieve the first reaction mixture composition required of the improved process of the present invention, some selective threshold changes must be made in the process for producing the MCM-56 material compared to the conventional practice. Except for the addition of, for example, caustic NaOH, except that it is, for example, as a component of sodium aluminate. In addition, the organic derivatizing agent is added to the first reaction mixture to a first reaction mixture that is not added during its production, but only a controlled amount of organic inducing agent that has been reduced to a near stoichiometric amount, resulting in a second reaction mixture. Further, the zeolite seed crystals, preferably the zeolite seed crystals of the MCM-22 family material, more preferably the zeolite seed crystals of the MCM-56, can be prepared in such a manner that the amount of the seed crystals, based on the total amount of the first reaction mixture, Is added to the first reaction mixture in an amount of 0.05 wt% or more, or 0.10 wt% or more, or 0.50 wt% or more, or 1.0 wt% or more to 5 wt% or less, for example, 1 wt% or more to 3 wt% or less. Surprisingly, the addition of MCM-56 seed crystals to the first reaction mixture required for this improved process does not accelerate the production of impurities as would normally be expected in such crystallization procedures.

본 발명의 개선된 방법은, 불순물, 예를 들면 MCM-49 물질 생성을 방지하기 위하여 방법의 단계 c)에서의 결정화 윈도우를 유리하게 안정화 및 확장하며; 비용, 특히 상업적 MCM-56 제조에서 중요한 비용을 절감하는 결정화 단계 c)에서의 유기물 로딩을 감소시키고; 처리량을 크게 개선시키기 위하여 단계 c)에서 결정화 속도를 촉진시킨다. 추가로, 바람직한 MCM-56 시드 결정의 의도적인 첨가는 결정화기내에서 잔류 입자에 의하여 야기되는 불순물의 결정화 가속화의 통상적으로 예상되는 효과를 뒤집는다. 이는 특히 상업적 제조에서 중요하다. 개선된 방법에서, 시딩은 불순물의 투입을 가속시키지는 않는다.The improved method of the present invention advantageously stabilizes and extends the crystallization window in step c) of the process in order to prevent the formation of impurities such as MCM-49 material; Reducing the organic loading in the crystallization step c), which reduces costs, and in particular the significant cost in commercial MCM-56 manufacture; The crystallization rate is accelerated in step c) to greatly improve the throughput. Additionally, intentional addition of the preferred MCM-56 seed crystals reverses the normally expected effect of accelerating the crystallization of impurities caused by residual particles in the crystallizer. This is particularly important in commercial manufacture. In an improved method, seeding does not accelerate the introduction of impurities.

본 발명의 개선된 방법에서, YO2의 공급원은 고체 YO2, 예를 들면 약 30 중량% 이상의 고체 YO2를 포함하여야만 한다. YO2가 실리카인 경우, 약 30 중량% 이상의 고체 실리카를 함유하는 실리카 공급원, 예를 들면 현재 시퍼냇(Sipernat)®(약 90 중량% 실리카를 함유하는 침전 분무 건조된 실리카) 또는 하이실(HiSil)™(입자 크기가 약 0.02 미크론이고 그리고 수화의 약 4.5 중량% 결합된 H2O, 약 6 중량% 유리 H2O 및 약 87 중량% 실리카를 함유하는 침전 수화된 실리카)로 공지된 울트라실(Ultrasil)은 요구되는 합성 조건하에서 상기 제2 반응 혼합물로부터 결정질 MCM-56 형성을 돕는다. 그러므로, 바람직하게는 YO2, 예를 들면 실리카 공급원은 약 30 중량% 이상의 고체 YO2, 예를 들면 실리카, 보다 바람직하게는 약 40 중량% 이상의 고체 YO2, 예를 들면 실리카를 함유한다.In the improved process of the present invention, the source of YO 2 is solid YO 2, for example It should be a solid YO 2 of at least about 30% by weight. If the YO 2 is silica, the silica source containing at least about 30 wt.% Solid silica, e.g., Current Shipper Nat (Sipernat) ® (precipitated spray dried silica containing about 90 wt.% Silica) or a high thread (HiSil ) &Lt; / RTI &gt; (a precipitated hydrated silica having a particle size of about 0.02 microns and containing about 4.5 wt.% Combined H 2 O, about 6 wt.% Free H 2 O and about 87 wt.% Silica of hydration) (Ultrasil) assists in the formation of crystalline MCM-56 from the second reaction mixture under the required synthesis conditions. Thus, preferably the YO 2, for example, the silica source is from about 30% by weight or more of solid YO 2, e.g., silica, and more preferably about 40% by weight or more of solid YO 2, for example, containing silica.

유기 유도제 R은 시클로알킬아민, 아자시클로알칸, 디아자시클로알칸 및 이들의 조합으 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 여기서 알킬은 5 내지 8개의 탄소 원자를 포함한다. R의 비제한적인 예로는 시클로펜틸아민, 시클로헥실아민, 시클로헵틸아민, 헥사메틸렌이민(HMI), 헵타메틸렌이민, 호모피페라진 및 이들의 조합을 들 수 있다.The organic derivatizing agent R can be selected from the group consisting of cycloalkylamines, azacycloalkanes, diazacycloalkanes, and combinations thereof, wherein the alkyl comprises from 5 to 8 carbon atoms. Non-limiting examples of R include cyclopentylamine, cyclohexylamine, cycloheptylamine, hexamethyleneimine (HMI), heptamethyleneimine, homopiperazine, and combinations thereof.

반응 혼합물 성분은 1개 초과의 공급원에 의하여 제공될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 반응 혼합물은 회분식으로 또는 연속식으로 생성될 수 있다.It should be noted that the reaction mixture component may be provided by more than one source. The reaction mixture may be produced batchwise or continuously.

본 발명의 방법에서 제2 반응 혼합물의 단계 c) 결정화는 적절한 반응기 용기, 예컨대 폴리프로필렌 용기 또는 테플론 라이닝 처리되거나 스테인레스 스틸의 오토클레이브 내에서 교반 조건하에서 실시되는 것이 바람직하다. 그러나, 정적 조건하에서 결정화를 실시하는 것은 본 발명의 범위내에 포함된다.It is preferred that step c) crystallization of the second reaction mixture in the process of the present invention is carried out in a suitable reactor vessel, for example a polypropylene vessel or a Teflon lined or autoclave in stainless steel, under stirring conditions. However, it is within the scope of the present invention to conduct crystallization under static conditions.

본 방법에서의 결정화를 위한 조건의 유용한 범위는, X선 회절에 의하여 확인된 바와 같이, MCM-56 물질의 고 품질 결정, 및 반응 혼합물로부터 회수된 상기 MCM-56 결정의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하의 비-MCM-56 불순물 결정을 포함하는 생성된 혼합물을 생성하기 위하여, 약 90℃ 내지 약 175℃, 바람직하게는, 약 90℃ 내지 160℃ 미만, 예를 들면 약 125℃ 내지 약 175℃의 온도 및 90 h 미만, 바람직하게는 40 h 미만, 예를 들면 약 20 내지 약 75 h의 시간, 바람직하게는 약 40 내지 약 250 rpm, 보다 바람직하게는 약 40 내지 약 100 rpm의 교반 속도이다. 그후, 합성된 그대로의 MCM-56 물질의 결정은, 단계 d)에서, 생성된 액체 혼합물로부터 분리 및 회수된다.A useful range of conditions for crystallization in the present method is a high quality determination of the MCM-56 material, as determined by X-ray diffraction, and a high quality determination of the 10 &lt; RTI ID = 0.0 &gt; Deg.] C to about 175 [deg.] C, preferably less than about 90 [deg.] C to less than 160 [deg.] C, such as from about 125 [deg.] C to about A temperature of 175 DEG C and a time of less than 90 h, preferably less than 40 h, such as from about 20 to about 75 h, preferably from about 40 to about 250 rpm, more preferably from about 40 to about 100 rpm Speed. The crystals of the as-synthesized MCM-56 material are then separated and recovered from the resulting liquid mixture in step d).

개선된 방법의 또다른 실시양태는 결정화 단계 c) 이전에 약 0.5 내지 약 48 h, 예를 들면 약 0.5 내지 약 24 h의 시간 및 약 25℃ 내지 약 75℃의 온도에서 단계 b)의 제2 반응 혼합물을 숙성시키는 것을 포함한다. 바람직하게는, 제2 반응 혼합물은 예를 들면 50 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 교반하면서 진탕시킨다.Another embodiment of the improved process is a process for the preparation of the second step of step b) before crystallization step c) at a temperature of from about 0.5 to about 48 h, for example from about 0.5 to about 24 h, And aging the reaction mixture. Preferably, the second reaction mixture is shaken, for example, at 50 rpm for less than 48 h while stirring at room temperature.

그와 같이 제조되는 시딩된 MCM-56 물질을 포함하는 촉매는 화학 반응에서의 전환을 실시하는데 사용될 수 있으며, 촉매의 존재하에서 적어도 부분 액체상 조건하에서 알킬화 가능한 방향족 화합물을 알킬화제와 접촉시키는 단계를 포함하는, 원하는 모노알킬화 방향족 화합물을 선택적으로 생성하는 방법에서 특히 유용하다. 그러므로, 본 발명의 또다른 구체예는 모노알킬화 벤젠을 포함하는 생성물의 선택적 생성을 위한 방법에 사용하기 위한 본 발명의 개선된 방법에 의하여 제조된 고 품질 시딩된 MCM-56을 포함하는 개선된 알킬화 촉매이며, 상기 방법은 상기 생성물을 형성하기 위한 상기 알킬화 촉매의 존재하에서 알킬화 조건하에서 벤젠을 알킬화제, 예컨대 에틸렌 또는 프로필렌과 반응시키는 단계를 포함한다. 알킬화 가능한 방향족 화합물의 알킬화를 실시하기 위하여 알킬화 촉매로서 본 발명의 촉매를 사용하면, 알킬화제는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬화 지방족 기를 포함할 수 있다. 알킬화제는 예를 들면 에틸렌 또는 프로필렌일 수 있으며, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 그러한 경우에서 적절하게는 벤젠일 수 있다.Catalysts comprising the seeded MCM-56 material so produced can be used to effect conversion in a chemical reaction and include contacting the alkylatable aromatic compound under an at least partial liquid phase condition in the presence of a catalyst with an alkylating agent , And is particularly useful in a process for selectively producing a desired monoalkylated aromatic compound. Thus, another embodiment of the present invention is an improved alkylation process comprising high quality seeded MCM-56 prepared by the improved process of the present invention for use in a process for the selective production of products comprising monoalkylated benzene Wherein the process comprises reacting benzene with an alkylating agent such as ethylene or propylene under alkylation conditions in the presence of the alkylation catalyst to form the product. When using the catalyst of the present invention as an alkylation catalyst to effect alkylation of an alkylatable aromatic compound, the alkylating agent may comprise an alkylated aliphatic group having from 1 to 5 carbon atoms. The alkylating agent may be, for example, ethylene or propylene, and the alkylatable aromatic compound may in this case be suitably benzene.

모노알킬화 벤젠의 선택적 생성을 위한 방법의 하나 이상의 실시양태에서, 생성물은 발생될 수 있는 디알킬화 벤젠 및 트리알킬화 벤젠의 생성을 더 포함할 수 있다. 그러한 경우에서, 디알킬화 벤젠에 대한 트리알킬화 벤젠의 중량비는 0.02 내지 0.16 또는 0.4 내지 0.16 또는 0.08 내지 0.12 범위내이다.In one or more embodiments of the method for the selective production of monoalkylated benzene, the product may further comprise the production of a dialkylated benzene and a trialkylated benzene which may be generated. In such cases, the weight ratio of trialkylated benzene to the dealkylated benzene is in the range of 0.02 to 0.16 or 0.4 to 0.16 or 0.08 to 0.12.

그리하여 제조된 MCM-56은 탄화수소 화합물 전환을 실시하기 위하여 촉매 성분으로서 사용될 수 있으며, 적절한 알킬화 조건, 예컨대 적어도 부분 액체상 조건하에서 벤젠을 에틸렌 또는 프로필렌과 접촉시키는 단계를 포함하는, 에틸벤젠 또는 쿠멘의 선택적 생성을 위한 방법에서 촉매로서 특히 유용하다.The MCM-56 thus prepared can be used as a catalyst component for carrying out the hydrocarbon compound conversion and can be prepared by reacting an optionally selected alkylation reagent, such as ethylbenzene or cumene, optionally in contact with ethylene or propylene under at least partial liquid phase conditions Lt; RTI ID = 0.0 &gt; as &lt; / RTI &gt;

본 발명의 알킬화 방법에 사용하기 위한 촉매는 무기 산화물 물질 매트릭스 또는 결합제를 포함할 것이다. 그러한 매트릭스 또는 결합제 물질은 합성 또는 천연 물질뿐 아니라, 무기 물질, 예컨대 점토, 실리카 및/또는 금속 산화물을 포함한다. 후자는 천연일 수 있거나 또는 실리카 및 금속 산화물의 혼합물을 포함하는 겔상 침전물 또는 겔의 형태로 존재할 수 있다. 무기 산화물 물질로 복합체화될 수 있는 천연 점토로는 딕시(Dixie), 맥나미(McNamee), 조지아(Georgia) 및 플로리다(Florida) 점토로 통상적으로 공지된 서브벤토나이트 및 카올린을 포함하는 몬트모릴로나이트 및 카올린 계열 또는, 주요 미네랄 성분이 할로이사이트, 카올리나이트, 딕카이트, 나크라이트 또는 아녹사이트인 것을 들 수 있다. 상기 점토는 본래 채굴된 미가공 상태로 또는 하소, 산 처리 또는 화학적 변형으로 초기에 처리된 상태로 사용될 수 있다.The catalyst for use in the alkylation process of the present invention will comprise an inorganic oxide material matrix or binder. Such matrix or binder materials include synthetic or natural materials as well as inorganic materials such as clay, silica and / or metal oxides. The latter may be natural or may be in the form of a gel-like precipitate or gel comprising a mixture of silica and metal oxides. Natural clays that can be complexed with inorganic oxide materials include sub-bentonites commonly known as Dixie, McNamee, Georgia, and Florida clays, and montmorillonite including kaolin And kaolin series, or the main mineral component is haloisite, kaolinite, dickite, nacrite or anoxsite. The clay may be used in its originally mined state, or initially treated with calcination, acid treatment or chemical modification.

본원에 사용된 특정한 유용한 촉매 매트릭스 또는 결합제 물질로는 실리카, 알루미나, 지르코니아, 티타니아, 실리카-알루미나, 실리카-마그네시아, 실리카-지르코니아, 실리카-토리아, 실리카-베릴리아, 실리카-티타니아뿐 아니라, 3원 조성, 예컨대 실리카-알루미나-토리아, 실리카-알루미나-지르코니아, 실리카-알루미나-마그네시아 및 실리카-마그네시아-지르코니아를 들 수 있다. 매트릭스는 코겔(cogel)의 형태로 존재할 수 있다. 이들 성분의 혼합물도 또한 사용될 수 있다.Specific useful catalyst matrix or binder materials used herein include silica, alumina, zirconia, titania, silica-alumina, silica-magnesia, silica-zirconia, silica-tori, silica- beryllium, silica- Silica-alumina-zirconia, silica-alumina-magnesia and silica-magnesia-zirconia. The matrix may be in the form of a cogel. Mixtures of these components may also be used.

벤젠 및 에틸렌으로부터 에틸벤젠을 제조하는 본 발명의 방법에서, 시딩된 MCM-56 결정 및 결합제 또는 매트릭스의 상대적 비는 약 20/80 이상 내지 약 80/20, 바람직하게는 약 40/60 내지 약 80/20 또는 심지어 약 40/60 내지 60/40의 결정/결합제의 비로 좁게 변경될 수 있다.In the inventive process for producing ethylbenzene from benzene and ethylene, the relative ratio of seeded MCM-56 crystals and binder or matrix is from about 20/80 to about 80/20, preferably from about 40/60 to about 80 / 20 &lt; / RTI &gt; or even about 40/60 to 60/40 crystal / binder.

본 발명의 방법에서, 알킬화 반응기 유출물은 과잉의 방향족 공급물, 모노알킬화 생성물, 폴리알킬화 생성물 및 각종 불순물을 함유할 수 있다. 방향족 공급물은 증류에 의하여 회수되며, 알킬화 반응기로 재순환된다. 일반적으로 루프로부터 미반응 불순물을 제거하기 위하여 재순환 스트림으로부터 작은 블리딩을 취한다. 증류로부터의 하부생성물을 추가로 증류시켜 폴리알킬화 생성물 및 기타 중질 생성물로부터 모노알킬화 생성물을 분리할 수 있다.In the process of the present invention, the alkylation reactor effluent may contain excess aromatic feed, monoalkylated product, polyalkylated product and various impurities. The aromatic feed is recovered by distillation and recycled to the alkylation reactor. Generally, a small bleeding is taken from the recycle stream to remove unreacted impurities from the loop. The bottom product from the distillation may be further distilled to separate the monoalkylated product from the polyalkylated product and other heavy products.

알킬화 반응기 유출물로부터 분리된 폴리알킬화 생성물은 알킬화 반응기와는 별도의 트랜스알킬화 반응기내에서 적절한 트랜스알킬화 촉매상에서 추가의 방향족 공급물과 반응할 수 있다. 트랜스알킬화 촉매는 12.4±0.25, 6.9±0.15, 3.57±0.07 및 3.42±0.07 Å에서 d-거리 최대값을 포함하는 X선 회절 패턴을 갖는 제올라이트 베타, 제올라이트 Y, 모르데나이트 또는 MCM-22 계열 물질의 구조를 갖는 결정질 분자체 중 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.The polyalkylated product separated from the alkylation reactor effluent can react with further aromatic feeds on a suitable transalkylation catalyst in a separate transalkylation reactor separate from the alkylation reactor. The transalkylation catalyst is a zeolite beta, zeolite Y, mordenite or MCM-22 family material with an X-ray diffraction pattern containing maximum d-distances at 12.4 ± 0.25, 6.9 ± 0.15, 3.57 ± 0.07 and 3.42 ± 0.07 Å &Lt; / RTI &gt; or mixtures thereof.

상기 촉매 구조를 특징화하는데 사용된 X선 회절 데이타는 입사 방사선으로서 구리의 K-알파 이중선을 사용하는 표준 기법 및, 섬광 계수기 그리고 수집계로서 연결된 컴퓨터가 장착된 회절계에 의하여 얻는다. 상기 X선 회절 라인을 갖는 물질로는 예를 들면 MCM-22(미국 특허 제4,954,325호에 기재됨), PSH-3(미국 특허 제4,439,409호에 기재됨), SSZ-25(미국 특허 제4,826,667호에 기재됨), ERB-1(유럽 특허 제0293032호에 기재됨), ITQ-1(미국 특허 제6,077,498호에 기재됨), ITQ-2(미국 특허 제6,231,751호에 기재됨), ITQ-30(WO 2005-118476에 기재됨), MCM-36(미국 특허 제5,250,277호에 기재됨), MCM-49(미국 특허 제5,236,575호에 기재됨) 및 MCM-56(미국 특허 제5,362,697호에 기재됨)을 들 수 있으며, MCM-22가 특히 바람직하다.The X-ray diffraction data used to characterize the catalyst structure is obtained by a standard technique using K-alpha doublets of copper as incident radiation and a diffractometer equipped with a computer connected as a scintillation counter and collector. Examples of the substance having the X-ray diffraction line include MCM-22 (described in US Patent No. 4,954,325), PSH-3 (described in US Patent No. 4,439,409), SSZ-25 (US Patent No. 4,826,667 ITQ-1 (described in U.S. Patent No. 6,077,498), ITQ-2 (described in U.S. Patent No. 6,231,751), ITQ-1 (described in European Patent No. 0293032) (Described in U.S. Pat. No. 5,236,575) and MCM-56 (described in U.S. Pat. No. 5,362,697), as disclosed in WO 2005-118476, MCM-36 ), And MCM-22 is particularly preferable.

제올라이트 베타는 미국 특허 제3,308,069호에 개시되어 있다. 제올라이트 Y 및 모르데나이트는 천연이지만, 또한 그의 합성 형태 중 하나, 예컨대 미국 특허 제3,449,070호에 개시된 울트라스테이블(Ultrastable) Y(USY), 미국 특허 제4,415,438호에 개시된 희토류 교환된 Y(REY) 및 미국 특허 제3,766,093호 및 제3,894,104호에 개시된 TEA-모르데나이트(즉, 테트라에틸암모늄 유도제를 포함하는 반응 혼합물로부터 생성된 합성 모르데나이트)로 사용될 수 있다. 그러나, 트랜스알킬화 촉매에 사용하기 위한 TEA-모르데나이트의 경우, 보고된 특허에 기재된 특정한 합성 방법은 크기가 1 미크론보다 크며, 통상적으로 약 5 내지 10 미크론인 주로 커다란 결정으로 이루어진 모르데나이트 생성물을 제조하게 된다. 생성된 TEA-모르데나이트의 평균 결정 크기가 0.5 미크론 미만이 되도록 합성을 조절하여 액체상 방향족 트랜스알킬화에 대하여 실질적으로 향상된 활성을 갖는 트랜스알킬화 촉매를 생성하는 것으로 밝혀졌다.Zeolite beta is disclosed in U.S. Patent No. 3,308,069. Zeolite Y and mordenite are natural but also have one of their synthetic forms, such as Ultrastable Y (USY) disclosed in U.S. Patent No. 3,449,070, rare-earth exchanged Y (REY) disclosed in U.S. Patent No. 4,415,438, And TEA-mordenite disclosed in U.S. Patent Nos. 3,766,093 and 3,894,104 (i.e., synthetic mordenite produced from a reaction mixture comprising a tetraethylammonium inducing agent). However, in the case of TEA-mordenite for use in transalkylation catalysts, the specific synthetic methods described in the reported patents are mordenite products of predominantly large crystals, larger in size than 1 micron and typically about 5 to 10 microns . It has been found that the synthesis is regulated so that the average crystal size of the resultant TEA-mordenite is less than 0.5 microns to produce a transalkylation catalyst with substantially improved activity for liquid phase aromatic transalkylation.

트랜스알킬화에 대하여 요구되는 작은 결정 TEA-모르데나이트는 하기 표 3C 범위내의 몰 조성을 갖는 합성 혼합물로부터 결정화에 의하여 생성될 수 있다:The small crystals TEA-mordenite required for transalkylation can be produced by crystallization from a synthesis mixture having a molar composition within the range of Table 3C below:

<표 3C><Table 3C>

Figure 112014022383311-pct00005
Figure 112014022383311-pct00005

이러한 합성 혼합물로부터 작은 결정 TEA-모르데나이트의 결정화는 90℃ 내지 200℃의 온도에서 6 내지 180 h의 시간 동안 실시한다.The crystallization of the small crystalline TEA-mordenite from such a synthesis mixture is carried out at a temperature of from 90 DEG C to 200 DEG C for a period of from 6 to 180 h.

실시예Example

개선된 알킬화 메카니즘을 비롯한 본 발명의 비제한적인 예는 하기 실험을 참조하여 기재한다. 이러한 실험에서, 촉매 반응성은 하기 절차에 의하여 측정하였다.Non-limiting examples of the invention, including improved alkylation mechanisms, are described with reference to the following experiments. In these experiments, the catalytic reactivity was determined by the following procedure.

실험Experiment

교반 막대 및 고정 촉매 바스켓이 장착된 300 ㎖ 파르(Parr) 회분식 반응 용기를 활성 및 선택도 측정에 사용하였다. 반응 용기에 벤젠 및 프로필렌 각각의 투입을 위한 2개의 제거 가능한 용기를 장착하였다.A 300 ml Parr batch reactor equipped with stir bar and stationary catalyst basket was used for activity and selectivity measurements. The reaction vessel was equipped with two removable vessels for the introduction of benzene and propylene, respectively.

공급물 전처리Feed pretreatment

벤젠benzene

벤젠은 상업적 공급처로부터 입수하였다. 벤젠을 500 ㏄의 분자체 13X에 이어서 500 ㏄의 분자체 5A, 그후 1,000 ㏄의 셀렉스소르브(Selexsorb) CD에 이어서 500 ㏄의 80 중량% MCM-49 및 20 중량% Al2O3를 함유하는 전처리 용기(2L 호케(Hoke) 용기)에 통과시켰다. 모든 공급물 전처리 물질을 사용전 260℃ 오븐내에서 12 h 동안 건조시켰다.Benzene was obtained from commercial sources. Benzene was prepared by mixing 500 cc of molecular sieve 13X followed by 500 cc of molecular sieve 5A and then 1,000 cc Selexsorb CD followed by 500 cc of 80 wt% MCM-49 and 20 wt% Al 2 O 3 (2 L Hoke vessel). All feed pretreatments were dried for 12 h in an oven at 260 ° C prior to use.

프로필렌Propylene

프로필렌은 상업적 특수 가스 공급처로부터 입수하였으며, 중합체 등급이었다. 프로필렌을 하기의 순서로 전처리 물질을 함유하는 300 ㎖ 용기에 통과시켰다:Propylene was obtained from a commercial specialty gas supplier and was polymer grade. Propylene was passed through a 300 ml vessel containing the pretreatment material in the following order:

a. 150 ㎖ 분자체 5A a. 150 ml molecular sieve 5A

b. 150 ㎖ 셀렉스소르브 CDb. 150 ml Celsius sorb CD

가드-층(guard-bed) 물질 둘다를 사용전 260℃ 오븐내에서 12 h 동안 건조시켰다.Both guard-bed materials were dried in an oven at 260 캜 for 12 hours prior to use.

질소nitrogen

질소는 초고 순도 등급이었으며, 상업적 특수 가스 공급처로부터 얻었다. 질소를 하기 순서로 전처리 물질을 함유하는 300 ㎖ 용기에 통과시켰다.Nitrogen was of very high purity grade and was obtained from commercial specialty gas suppliers. Nitrogen was passed through a 300 ml vessel containing the pretreatment material in the following order.

a. 150 ㎖ 분자체 5Aa. 150 ml molecular sieve 5A

b. 150 ㎖ 셀렉스소르브 CDb. 150 ml Celsius sorb CD

가드-층 물질 둘다를 사용전 260℃ 오븐내에서 12 h 동안 건조시켰다.Both guard-layer materials were dried for 12 h in an oven at &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 260 C &lt; / RTI &gt;

촉매 제조 및 로딩Catalyst manufacturing and loading

촉매 2 g의 샘플을 오븐내에서 공기 중에서 260℃에서 2 h 동안 건조시켰다. 촉매를 오븐으로부터 꺼내고, 즉시 1 g의 촉매를 평량하였다. 석영 칩을 사용하여 바스켓의 바닥을 라이닝 처리한 후, 0.5 또는 1.0 g의 촉매를 바스켓내에서 석영의 제1층의 상부에 로딩시켰다. 그후, 석영 칩을 촉매의 상부에 두었다. 촉매 및 석영 칩을 함유하는 바스켓을 오븐내에서 260℃에서 밤새 공기 중에서 약 16 h 동안 두었다.A sample of 2 g of catalyst was dried in an oven at 260 &lt; 0 &gt; C for 2 h in air. The catalyst was removed from the oven and immediately weighed 1 g of catalyst. After lining the bottom of the basket using a quartz chip, 0.5 or 1.0 g of catalyst was loaded in the basket on top of the first layer of quartz. The quartz chips were then placed on top of the catalyst. The basket containing the catalyst and quartz chips was placed in an oven at 260 &lt; 0 &gt; C overnight in air for about 16 h.

촉매 및 석영 칩을 함유하는 바스켓을 오븐으로부터 꺼내고, 즉시 반응기에 넣고, 반응기를 즉시 조립하였다.The basket containing the catalyst and the quartz chips was removed from the oven, immediately placed in the reactor, and the reactor immediately assembled.

테스트 순서Test sequence

반응기 온도는 170℃로 설정하고, 100 sccm(표준 입방 센티미터)의 초고순도 질소로 2 h 동안 세정하였다. 2 h 동안 반응기를 질소 세정한 후, 반응기 온도를 130℃로 감소시키고, 질소 세정을 중단하고, 반응기 통풍구를 닫았다. 156.1 g 양의 벤젠을 300 ㎖ 이동 용기에 넣고, 폐쇄된 계내에서 실시하였다. 벤젠 용기를 초고순도 질소로 2,169 kPa-a(300 psig)로 가압시키고, 벤젠을 반응기로 옮겼다. 진탕기 속도는 500 rpm으로 설정하고, 반응기가 1 h 동안 평형을 이루도록 하였다. 그후, 75 ㎖ 호케 이동 용기에 28.1 g의 액체 프로필렌을 채우고, 반응 용기에 연결한 후, 2,169 kPa-a(300 psig) 초고순도 질소로 연결하였다. 1 h 벤젠 교반 시간이 경과된 후, 프로필렌을 호케 용기로부터 반응기로 옮겼다. 프로필렌 용기에 연결된 2,169 kPa-a(300 psig) 질소 공급을 유지하고, 테스트 동안 일정한 반응 압력을 유지하기 위하여 전체 실시 동안 반응기로 개방시켰다. 프로필렌의 첨가 후 30, 60, 90, 120 및 180 분에 액체 생성물 샘플을 취하였다.The reactor temperature was set at 170 占 폚 and rinsed with ultra-high purity nitrogen of 100 sccm (standard cubic centimeters) for 2 h. After the reactor was flushed with nitrogen for 2 h, the reactor temperature was reduced to 130 캜, the nitrogen flush was stopped, and the reactor vents were closed. A quantity of 156.1 g benzene was placed in a 300 ml mobile vessel and run in a closed system. The benzene vessel was pressurized with ultrahigh purity nitrogen to 2,169 kPa-a (300 psig) and the benzene was transferred to the reactor. The shaker speed was set at 500 rpm and the reactor was allowed to equilibrate for 1 h. Thereafter, a 75 ml hopper moving vessel was charged with 28.1 g of liquid propylene, connected to the reaction vessel, and connected with 2,169 kPa-a (300 psig) ultrahigh purity nitrogen. After the 1 h benzene agitation time had elapsed, the propylene was transferred from the kettle vessel to the reactor. A 2,169 kPa-a (300 psig) nitrogen feed connected to the propylene vessel was maintained and opened to the reactor during the entire run to maintain constant reaction pressure during the test. A liquid product sample was taken at 30, 60, 90, 120 and 180 minutes after addition of propylene.

하기 실시예에서, 선택도는 프로필렌의 전환율이 99+%에 도달된 후 회수된 생성물 이소프로필벤젠에 대한 회수된 생성물 디이소프로필벤젠의 중량비(DIPB/IPB)이다. 모든 실시예의 활성은 당업자에게 공지된 수학적 기법을 사용하여 회분식 반응기에 대한 2차 비율 상수를 계산하여 구한다.In the following examples, the selectivity is the weight ratio of the recovered product diisopropylbenzene (DIPB / IPB) to the product isopropylbenzene recovered after the conversion of propylene reaches 99 +%. The activity of all embodiments is determined by calculating the second-order rate constant for the batch reactor using mathematical techniques known to those skilled in the art.

실시예 1Example 1

16 부의 물 및 1 부의 45% 알루민산나트륨 용액(22% Al2O3, 19.5% Na2O)을 오토클레이브 반응기에 넣었다. 용액을 60 rpm에서 1 내지 24 h 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 3.14 부의 SiO2(울트라실(Ultrasil)-VN3PM-개질됨, 시퍼냇 320C로 공지되어 있으며, 종전에 데구싸(Degussa)이었던 에보닉스(Evoniks)로부터 입수 가능함) 및 0.02 부의 MCM-56 시드(드라이케이크)를 첨가하여 제1 반응 혼합물을 형성하였다. 반응기를 밀봉하고, 압력을 테스트하였다. 그후, 0.53 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 반응기에 넣어 제2 반응 혼합물을 형성하였다. 제2 반응 혼합물을 50 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 반응기를 50 rpm에서 151℃로 가열하고, 내용물이 28 h 동안 결정화되도록 하여 혼합물을 형성하였다. 생성된 혼합물은 X선 회절에 의하여 확인한 바와 같이 MCM-56 및 10 중량% 미만의 불순물로 이루어졌다. 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬(flashed) 처리"에 의하여 제거하였다. 플래쉬 처리한 용매("응축물")를 차후의 뱃치(batch)를 위한 추가의 미사용 HMI와 합하여 재순환을 위하여 수집하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 1에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.16 parts of water and 45% sodium aluminate solution (22% Al 2 O 3, 19.5% Na 2 O) 1 part were placed in an autoclave reactor. The solution was shaken at 60 rpm for 1 to 24 h at room temperature. Then, 3.14 parts of SiO 2 (Ultrasil (Ultrasil) -VN3PM- modified search, are known to Shipper Nat 320C, available from Phoenix, EVO (Evoniks) was gussa (Degussa) to the previous available) and 0.02 parts of MCM-56 seed (Dry cake) was added to form the first reaction mixture. The reactor was sealed and the pressure tested. Thereafter, 0.53 parts of hexamethyleneimine (HMI as 100% organic matter) was added to the reactor to form a second reaction mixture. The second reaction mixture was shaken at 50 rpm for less than 48 h at ambient temperature. The reactor was then heated from 50 rpm to 151 캜 and the contents allowed to crystallize for 28 h to form a mixture. The resulting mixture consisted of MCM-56 and less than 10% by weight of impurities as determined by X-ray diffraction. The reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashed treatment" The flash-treated solvent ("condensate") was combined with additional unused HMI for subsequent batches for recycling. The reactor was cooled and the product was discharged. The degree of crystallization was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 1 are reported in Tables 4 and 5 below.

실시예 1.1Example 1.1

16 부의 물, 1 부의 45% 알루민산나트륨 용액(22% Al2O3, 19.5% Na2O), 3.13 부의 SiO2(시퍼냇 320C), 0.02 부의 MCM-56 시드 및 0.53 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 오토클레이브 반응기에 넣었다. 반응기를 밀봉하고, 압력 테스트하였다. 생성된 용액을 250 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 오토클레이브를 250 rpm에서 151℃로 가열하고, 내용물을 72 h 동안 반응하도록 하였다. 이때, X선 회절에 의하여 생성물이 무정형이었다는 것을 확인하였다. 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬 처리"에 의하여 제거하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 1.1에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.16 parts of water, 1 part of 45% sodium aluminate solution (22% Al 2 O 3 , 19.5% Na 2 O), 3.13 parts of SiO 2 (Sipernat 320C), 0.02 parts of MCM-56 seed and 0.53 parts of hexamethyleneimine HMI as 100% organic material) was placed in an autoclave reactor. The reactor was sealed and pressure tested. The resulting solution was shaken at room temperature for less than 48 h at 250 rpm. The autoclave was then heated to 150 DEG C at 250 rpm, allowing the contents to react for 72 h. At this time, it was confirmed by X-ray diffraction that the product was amorphous. The reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashing" The reactor was cooled and the product was discharged. The degree of crystallization was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 1.1 are reported in Tables 4 and 5 below.

실시예 1.2Example 1.2

16 부의 물, 1 부의 45% 알루민산나트륨 용액(22% Al2O3, 19.5% Na2O), 3.14 부의 SiO2(시퍼냇 320C) 및 0.02 부의 MCM-56 시드(드라이케이크)를 오토클레이브 반응기에 넣어 제1 반응 혼합물을 형성한 후, 0.53 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 반응기에 넣어 제2 반응 혼합물을 형성하였다. 반응기를 밀봉하고, 압력 테스트하였다. 제2 반응 혼합물을 250 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 반응기를 250 rpm에서 151℃로 가열하고, 내용물을 72 h 동안 결정화되도록 하여 혼합물을 형성하였다. 생성된 혼합물은 X선 회절에 의하여 확인한 바와 같이 MCM-56 및 10 중량% 미만의 불순물로 이루어졌다. 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬 처리"에 의하여 제거하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 일부 결정의 경우, 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 1.2에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.16 parts of water, 1 part of 45% sodium aluminate solution (22% Al 2 O 3 , 19.5% Na 2 O), 3.14 parts of SiO 2 (Sipernat 320C) and 0.02 parts of MCM-56 seed (dry cake) After the first reaction mixture was formed in the reactor, 0.53 parts of hexamethyleneimine (HMI as 100% organic matter) was added to the reactor to form a second reaction mixture. The reactor was sealed and pressure tested. The second reaction mixture was shaken at room temperature for less than 48 h at 250 rpm. The reactor was heated to 150 DEG C at 250 rpm and the contents allowed to crystallize for 72 h to form a mixture. The resulting mixture consisted of MCM-56 and less than 10% by weight of impurities as determined by X-ray diffraction. The reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashing" The reactor was cooled and the product was discharged. For some crystals, the degree of crystallinity was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 1.2 are reported in Tables 4 and 5 below.

실시예 2Example 2

16 부의 물 및 1 부의 45% 알루민산나트륨 용액(22% Al2O3, 19.5% Na2O)을 오토클레이브 반응기에 넣었다. 용액을 60 rpm에서 1 내지 24 h 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 3.14 부의 SiO2(시퍼냇 320C) 및 0.02 부의 MCM-56 시드(드라이케이크)를 첨가하여 제1 반응 혼합물을 형성하였다. 반응기를 밀봉하고, 압력 테스트하였다. 그후, 0.53 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 반응기에 가하여 제2 반응 혼합물을 형성하였다. 제2 반응 혼합물을 50 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 반응기를 밀봉하고, 50 rpm에서 141.5℃로 가열하고, 내용물이 36 h 동안 결정화되도록 하여 혼합물을 형성하였다. 생성된 혼합물은 X선 회절에 의하여 확인한 바와 같이 MCM-56 및 10 중량% 미만의 불순물로 이루어졌다. 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬 처리"에 의하여 제거하였다. 플래쉬 처리한 용매("응축물")를 차후의 뱃치를 위한 추가의 미사용 HMI와 합하여 재순환을 위하여 수집하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 2에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.16 parts of water and 45% sodium aluminate solution (22% Al 2 O 3, 19.5% Na 2 O) 1 part were placed in an autoclave reactor. The solution was shaken at 60 rpm for 1 to 24 h at room temperature. Thereafter, 3.14 parts of SiO 2 (Sipernat 320C) and 0.02 parts of MCM-56 seed (dry cake) were added to form the first reaction mixture. The reactor was sealed and pressure tested. Then, 0.53 parts of hexamethyleneimine (HMI as 100% organic matter) was added to the reactor to form a second reaction mixture. The second reaction mixture was shaken at 50 rpm for less than 48 h at ambient temperature. The reactor was sealed, heated to 141.5 캜 at 50 rpm, and the contents allowed to crystallize for 36 h to form a mixture. The resulting mixture consisted of MCM-56 and less than 10% by weight of impurities as determined by X-ray diffraction. The reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashing" The flash-treated solvent ("condensate") was combined with additional unused HMI for subsequent batches for recycling. The reactor was cooled and the product was discharged. The degree of crystallization was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 2 are reported in Tables 4 and 5 below.

실시예 3Example 3

오토클레이브 반응기내에서 이전의 MCM-56 결정화로부터 반응기내에 잔존하는 합성된 그대로의 상태에서의 약 0.02 부의 MCM-56 시드에 0.72 부의 물 및 1 부의 5% 유살코(USALCO)의 알루민산나트륨 용액(초기의 22% Al2O3 및 19.5% Na2O로부터 2.9% Al2O3 및 1.8% Na2O로 추가의 물로 희석한 입수한 바대로의 용액)을 첨가하였다. 용액을 60 rpm에서 1 내지 24 h 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 0.31 부의 SiO2(시퍼냇 320C)를 첨가하여 제1 반응 혼합물을 형성하였다. 반응기를 밀봉하고, 압력 테스트하였다. 그후, 0.053 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 반응기에 가하여 제2 반응 혼합물을 형성하였다. 제2 반응 혼합물을 60 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 반응기를 밀봉하고, 60 rpm에서 148.5℃로 가열하고, 내용물이 36 h 동안 결정화되도록 하여 혼합물을 형성하였다. 생성된 혼합물은 X선 회절에 의하여 확인한 바와 같이 MCM-56 및 10 중량% 미만의 불순물로 이루어졌다. 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬 처리"에 의하여 제거하였다. 플래쉬 처리한 용매("응축물")를 차후의 뱃치를 위한 추가의 미사용 HMI와 합하여 재순환을 위하여 수집하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 3에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.To 0.02 part of the MCM-56 seed in the as-synthesized state remaining in the reactor from the previous MCM-56 crystallization in the autoclave reactor, 0.72 part of water and 1 part of 5% sodium aluminate solution (USALCO) a solution of the initial 22% Al 2 O 3 and 19.5% Na 2 2.9% Al 2 O 3 and 1.8% Na 2 O as a by adding water to obtain a dilution of the bar from the O) was added. The solution was shaken at 60 rpm for 1 to 24 h at room temperature. Thereafter, 0.31 part of SiO 2 (Sipperat 320C) was added to form the first reaction mixture. The reactor was sealed and pressure tested. Thereafter, 0.053 parts of hexamethyleneimine (HMI as 100% organic matter) was added to the reactor to form a second reaction mixture. The second reaction mixture was shaken at 60 rpm for less than 48 h at ambient temperature. The reactor was sealed, heated to &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 148.5 C &lt; / RTI &gt; at 60 rpm and allowed to crystallize for 36 h to form a mixture. The resulting mixture consisted of MCM-56 and less than 10% by weight of impurities as determined by X-ray diffraction. The reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashing" The flash-treated solvent ("condensate") was combined with additional unused HMI for subsequent batches for recycling. The reactor was cooled and the product was discharged. The degree of crystallization was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 3 are reported in Tables 4 and 5 below.

실시예 3.1Example 3.1

오토클레이브 반응기내에서 0.702 부의 물에 유살코로부터 입수 가능한 1 부의 5% 알루민산나트륨(초기의 22% Al2O3 및 19.5% Na2O로부터 2.9% Al2O3 및 1.8% Na2O로 추가의 물로 희석한 입수한 바대로의 용액)을 첨가하였다. 용액을 60 rpm에서 1 내지 24 h 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 0.31 부의 SiO2(시퍼냇 320C)를 첨가하여 시드 결정이 없는 제1 반응 혼합물을 형성하였다. 반응기를 밀봉하고, 압력 테스트하였다. 그후, 0.053 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 반응기에 가하여 제2 반응 혼합물을 형성하였다. 제2 반응 혼합물을 60 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 반응기를 밀봉하고, 60 rpm에서 148.5℃로 가열하고, 내용물이 61 h 동안 결정화되도록 하였다. MCM-56을 X선 회절에 의하여 확인하였다. 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬 처리"에 의하여 제거하였다. 플래쉬 처리한 용매("응축물")를 차후의 뱃치를 위한 추가의 미사용 HMI와 합하여 재순환을 위하여 수집하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 3.1에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.1 part of 5% sodium aluminate (initial 22% Al 2 O 3 and 19.5% Na 2 O to 2.9% Al 2 O 3 and 1.8% Na 2 O, available from Katsurco in 0.702 parts water in an autoclave reactor Solution obtained as diluted with additional water) was added. The solution was shaken at 60 rpm for 1 to 24 h at room temperature. Then, the first reaction mixture with no seed crystal was formed by the addition of 0.31 parts of SiO 2 (Shipper Nat 320C). The reactor was sealed and pressure tested. Thereafter, 0.053 parts of hexamethyleneimine (HMI as 100% organic matter) was added to the reactor to form a second reaction mixture. The second reaction mixture was shaken at 60 rpm for less than 48 h at ambient temperature. The reactor was sealed, heated to &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 148.5 C &lt; / RTI &gt; at 60 rpm and allowed to crystallize for 61 h. MCM-56 was confirmed by X-ray diffraction. The reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashing" The flash-treated solvent ("condensate") was combined with additional unused HMI for subsequent batches for recycling. The reactor was cooled and the product was discharged. The degree of crystallization was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 3.1 are reported in Tables 4 and 5 below.

실시예 4Example 4

오토클레이브 반응기내에서 이전의 MCM-56 결정화로부터 반응기내에 잔존하는 합성된 그대로의 상태의 약 0.02 부의 MCM-56에 0.72 부의 물 및 1 부의 5% 유살코(초기의 22% Al2O3 및 19.5% Na2O로부터 2.9% Al2O3 및 1.8% Na2O로 추가의 물로 희석한 입수한 바대로의 용액)를 첨가하였다. 용액을 60 rpm에서 1 내지 24 h 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 0.32 부의 SiO2(시퍼냇 320C)를 첨가하여 제1 반응 혼합물을 형성하였다. 반응기를 밀봉하고, 압력 테스트하였다. 그후, 0.17 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 반응기에 가하여 제2 반응 혼합물을 형성하였다. 제2 반응 혼합물을 60 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 반응기를 밀봉하고, 60 rpm에서 141.5℃로 가열하고, 내용물이 33 h 동안 결정화되도록 하였으며, 이때 완전 결정화로 진행되지 않은 혼합물로 인하여 결정화가 중지되었다. 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬 처리"에 의하여 제거하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 4에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.To about 0.02 part of MCM-56 as it is in the synthesized state remaining in the reactor from the previous MCM-56 crystallization in the autoclave reactor, 0.72 part of water and 1 part of 5% alumina (initial 22% Al 2 O 3 and 19.5 % Solution from Na 2 O to 2.9% Al 2 O 3 and 1.8% Na 2 O with additional water). The solution was shaken at 60 rpm for 1 to 24 h at room temperature. Then, the first reaction mixture is formed by the addition of 0.32 parts of SiO 2 (Shipper Nat 320C). The reactor was sealed and pressure tested. Thereafter, 0.17 parts of hexamethyleneimine (HMI as 100% organic matter) was added to the reactor to form a second reaction mixture. The second reaction mixture was shaken at 60 rpm for less than 48 h at ambient temperature. The reactor was sealed and heated to 141.5 ° C at 60 rpm, allowing the contents to crystallize for 33 h, at which time the crystallization ceased due to the mixture not proceeding to complete crystallization. The reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashing" The reactor was cooled and the product was discharged. The degree of crystallization was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 4 are reported in Tables 4 and 5 below.

실시예 4.1Example 4.1

오토클레이브 반응기내에서 1 부의 5% 유살코(초기의 22% Al2O3 및 19.5% Na2O로부터 2.9% Al2O3 및 1.8% Na2O로 추가의 물로 희석한 입수한 바대로의 용액) 및 0.72 부의 물을 첨가하였다. 그후, 0.32 부의 SiO2(시퍼냇 320C)를 첨가하였다. 반응기를 밀봉하고, 압력 테스트하였다. 용액을 60 rpm에서 1 내지 24 h 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 0.17 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 반응기에 가하여 제2 반응 혼합물을 형성하였다. 제2 반응 혼합물을 60 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 반응기를 밀봉하고, 60 rpm에서 141.5℃로 가열하고, 내용물이 69 h 동안 결정화되도록 하였다. 이때, MCM-56으로의 결정화는 X선 회절에 의하여 확인하였으며, 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬 처리"에 의하여 제거하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 4.1에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.Into an autoclave reactor was added 1 part of 5% olfalcone (initial 22% Al 2 O 3 and 19.5% Na 2 O to 2.9% Al 2 O 3 and 1.8% Na 2 O, Solution) and 0.72 parts of water. Then 0.32 parts of SiO 2 (Sipernat 320C) was added. The reactor was sealed and pressure tested. The solution was shaken at 60 rpm for 1 to 24 h at room temperature. Thereafter, 0.17 parts of hexamethyleneimine (HMI as 100% organic matter) was added to the reactor to form a second reaction mixture. The second reaction mixture was shaken at 60 rpm for less than 48 h at ambient temperature. The reactor was sealed, heated to 141.5 C at 60 rpm, and allowed to crystallize for 69 h. At this time, crystallization to MCM-56 was confirmed by X-ray diffraction, the reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashing" The reactor was cooled and the product was discharged. The degree of crystallization was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 4.1 are reported in Tables 4 and 5 below.

실시예 5Example 5

16 부의 물 및 1 부의 45% 알루민산나트륨 용액(22% Al2O3, 19.5% Na2O)을 오토클레이브 반응기에 넣었다. 용액을 60 내지 250 rpm에서 1 내지 24 h 동안 상온에서 진탕시켰다. 그후, 3.43 부의 SiO2(시퍼냇 320C)를 반응기에 첨가하였다. 반응기를 밀봉하고, 압력 테스트하였다. 그후, 0.53 부의 헥사메틸렌이민(100% 유기물로서 HMI)을 반응기에 넣어 제2 반응 혼합물을 형성하였다. 제2 반응 혼합물을 60 rpm에서 48 h 미만 동안 상온에서 진탕시켰다. 반응기를 밀봉하고, 60 rpm에서 148.5℃로 가열하고, 내용물이 56 h 동안 결정화되도록 하였다. 이때, MCM-56으로의 결정화는 X선 회절에 의하여 확인한 바와 같으며, 반응기를 127℃로 냉각시키고, 유기물을 HMI/물 공비증류에 의하여, 즉 수집 용기로의 "플래쉬 처리"에 의하여 제거하였다. 반응기를 냉각시키고, 생성물을 배출하였다. 결정화 정도는 BET 표면적에 의하여 확인하였다. 실시예 5에 대한 배합 세부사항 및 결과를 하기 표 4 및 표 5에 보고한다.16 parts of water and 45% sodium aluminate solution (22% Al 2 O 3, 19.5% Na 2 O) 1 part were placed in an autoclave reactor. The solution was shaken at 60-250 rpm for 1-24 h at room temperature. Then 3.43 parts of SiO 2 (Sipernat 320C) was added to the reactor. The reactor was sealed and pressure tested. Thereafter, 0.53 parts of hexamethyleneimine (HMI as 100% organic matter) was added to the reactor to form a second reaction mixture. The second reaction mixture was shaken at 60 rpm for less than 48 h at ambient temperature. The reactor was sealed and heated to 60O &lt; 0 &gt; C at 60 rpm, allowing the contents to crystallize for 56 h. At this time, the crystallization to MCM-56 was as confirmed by X-ray diffraction, the reactor was cooled to 127 DEG C and the organics were removed by HMI / water azeotropic distillation, i. E. By "flashing" . The reactor was cooled and the product was discharged. The degree of crystallization was confirmed by BET surface area. Blending details and results for Example 5 are reported in Tables 4 and 5 below.

<표 4><Table 4>

Figure 112014022383311-pct00006
Figure 112014022383311-pct00006

<표 5><Table 5>

Figure 112014022383311-pct00007
Figure 112014022383311-pct00007

더 높은 전단 및 동일한 온도에서조차 제2 반응 혼합물을 형성하는데 필요한 MCM-56 시드 결정이 없는 제1 반응 혼합물은 실시예 1의 결정화 시간의 2.5배 이상에 걸쳐 결정화되지 않았다는 것이 실시예 1.1로부터 관찰된다. 실시예 1.2는 시드를 포함하는 제1 반응 혼합물을 사용한 것을 제외하고 실시예 1.1을 반복하여 결정질 MCM-56을 제공하는 것을 나타낸다. 실시예 3은 제1 반응 혼합물에 대한 시드 첨가의 순서가 결과에 불리하게 영향을 미치지 않았으며 그리고 MCM-56 시드가 합성된 그대로 있을 수 있다는 것을 나타낸다. 실시예 3에 비하여 실시예 3.1은 본 발명의 방법에 요구되는 제1 반응 혼합물을 형성하지 않고 결정화가 상당히 더 느리다는 것을 입증한다. 실시예 4에 비하여 실시예 4.1은 본 발명의 방법에 요구되는 제1 또는 제2 반응 혼합물을 형성하지 않고 결정화가 상당히 더 느리다는 것을 입증한다.It is observed from Example 1.1 that the first reaction mixture without MCM-56 seed crystals needed to form the second reaction mixture even at higher shear and same temperature was not crystallized over 2.5 times the crystallization time of Example 1. [ Example 1.2 demonstrates that Example 1.1 is repeated to provide crystalline MCM-56, except that the first reaction mixture comprising the seed is used. Example 3 shows that the order of seed addition to the first reaction mixture did not adversely affect the results and that the MCM-56 seed could remain as synthesized. Compared to Example 3, Example 3.1 demonstrates that the crystallization is significantly slower without forming the first reaction mixture required for the process of the present invention. Compared to Example 4, Example 4.1 demonstrates that the crystallization is significantly slower without forming the first or second reaction mixture required for the process of the present invention.

실시예 6Example 6

본 발명의 개선된 방법에 의하여 제조된 "계외 시딩된" MCM-56을 포함하는 촉매를 배합하기 위하여, 실시예 1로부터 회수된 60 부의 MCM-56 생성물(100% 고체 기준)을 40 부의 UOP 버살 300™ 슈도베마이트 알루미나(100% 고체 기준)와 합하였다. 합한 건조 분말을 실험실 규모의 랭카스터 뮬러(Lancaster Muller)에 넣고, 30 분 동안 혼합하였다. 충분한 물을 혼합 중에 첨가하여 압출 가능한 페이스트를 생성하였다. 2 인치 실험실 보노(Bonnot) 압출기를 사용하여 압출 가능한 페이스트를 1/20" 4엽체 압출물로 형성하였다. 압출물을 밤새 121℃에서 오븐내에서 건조시켰다. 건조된 압출물을 분당 2.4℃의 속도로 538℃로 가열하고, 유동 질소하에서 3 h 동안 유지하였다. 그후, 압출물을 상온으로 냉각시키고, 포화 공기로 밤새 습윤화시켰다. 습윤화된 압출물을 촉매 1 g당 1 N 질산암모늄 5 ㎖로 1 h 동안 교환하였다. 질산암모늄 교환은 미사용 질산암모늄을 사용하여 반복하였다. 그후, 암모늄 교환된 압출물을 압출물 1 부피당 탈이온수 5 부피로 세정하여 잔류 질산염을 제거하였다. 세정된 압출물을 밤새 오븐내에서 121℃에서 건조시켰다. 그후, 압출물을 질소/공기 혼합물 중에서 하기 조건에서 하소시켰다. 압출물을 상온으로부터 426℃로 1% O2/99% N2 혼합물 중에서 1 시간당 28℃의 가열 속도로 증가시키고, 426℃에서 3 h 동안 유지하였다. 그후, 온도를 1 시간당 28℃의 속도로 482℃로 증가시키고, 482℃에서 추가의 3 h 동안 유지하였다. 482℃에서 O2를 7.6% O2로 단계적으로 증가시켰다. 압출물을 482℃에서 7.6% O2/92.4% N2 스트림 중에서 추가의 3 h 동안 유지하였다. 그후, 온도를 534℃로 1 시간당 28℃로 승온시켰다. O2의 비율을 12.6% O2로 점진적으로 증가시키고, 압출물을 534℃에서 12.6% O2 중에서 12 h 동안 유지하였다. 그후, 압출물을 실온으로 냉각시켰다.To combine the catalyst comprising the " off-seeded "MCM-56 prepared by the improved process of the present invention, 60 parts of the MCM-56 product (100% solids basis) recovered from Example 1 was mixed with 40 parts of UOP versat 300 ™ pseudoboehmite alumina (100% solids basis). The combined dry powders were placed on a laboratory scale Lancaster Muller and mixed for 30 minutes. Sufficient water was added during mixing to produce an extrudable paste. A 2 inch laboratory Bonnot extruder was used to form the extrudable paste into a 1/20 "four-leaf extrudate. The extrudate was dried overnight in an oven at 121 ° C. The extrudate dried at a rate of 2.4 ° C. per minute The extrudate was then cooled to room temperature and wetted with saturated air overnight. The wetted extrudate was added to 5 ml of 1 N ammonium nitrate per gram of catalyst &lt; RTI ID = 0.0 &gt; The ammonium-exchanged extrudate was then rinsed with 5 volumes of deionized water per volume of extrudate to remove residual nitrate. The washed extrudate was washed with water The extrudate was then calcined in a nitrogen / air mixture under the following conditions: The extrudate was heated from room temperature to 426 ° C in a 1% O 2 /99% N 2 mixture for 1 hour The temperature was increased to 482 DEG C at a rate of 28 DEG C per hour and maintained for an additional 3 hours at 482 DEG C. The temperature was increased to 482 DEG C at a heating rate of 28 DEG C and maintained at 426 DEG C for 3 hours. 2 was a stepwise increase in in 7.6% O 2. the extrudate from 482 ℃ 7.6% O 2 /92.4% N 2 was maintained for a further 3 h in a stream. then, the temperature was increased to 1 hour at a temperature of 28 ℃ 534 ℃ was. the ratio of O 2 was gradually increased to 12.6% O 2, the extrudates were maintained for 12 h at from 534 ℃ 12.6% O 2. then, they cool the extrudate to room temperature.

실시예 6에서 제조한 MCM-56을 포함하는 촉매는 통상적으로 공지된 방법에 의한 유도 결합 플라스마(ICP)에 의하여 측정한 바와 같은 나트륨 농도, BET 표면적을 측정하여 특성화하였다. 알파 활성(핵산 분해)은 미국 특허 제3,354,078호에 기재된 바와 같이 측정하였다.The catalyst comprising MCM-56 prepared in Example 6 was characterized by measuring sodium concentration and BET surface area as measured by inductively coupled plasma (ICP) by a conventional method. The alpha activity (nucleic acid degradation) was measured as described in U.S. Patent No. 3,354,078.

실시예 7, 8, 9 및 10Examples 7, 8, 9, and 10

3종의 추가의 촉매는 60 중량% MCM-56 및 40 중량% 알루미나로 이루어진 것(실시예 7), 80 중량% MCM-56 및 20 중량% 알루미나로 이루어진 것(실시예 8) 및 20 중량% MCM-56 및 80 중량% 알루미나로 이루어진 것(실시예 9) 및 65 중량% MCM-56 및 35 중량% 알루미나로 이루어진 것(실시예 10)을 제외하고 실시예 6과 같이 배합하였다. 이들 실시예에서 제조한 MCM-56을 포함하는 촉매는 특허 문헌에서 통상적으로 공지된 바와 같이 알파 테스트 활성(헥산 분해), ICP에 의하여 측정한 바와 같은 나트륨 농도, BET 표면적을 측정하여 특성화하였다.The three additional catalysts were composed of 60 wt% MCM-56 and 40 wt% alumina (Example 7), 80 wt% MCM-56 and 20 wt% alumina (Example 8) and 20 wt% Was prepared as in Example 6 except for MCM-56 and 80 wt% alumina (Example 9) and 65 wt% MCM-56 and 35 wt% alumina (Example 10). Catalysts comprising MCM-56 prepared in these examples were characterized by measuring alpha test activity (hexane decomposition), sodium concentration as measured by ICP, and BET surface area as commonly known in the patent literature.

실시예 11Example 11

유사한 방식으로, 60 중량% MCM-56, 40 중량% 알루미나 촉매는 실시예 3에 의하여 제조된 "계내 시딩된" MCM-56 결정을 사용하여 실시예 6에 따라 배합하였다.In a similar manner, a 60 wt% MCM-56, 40 wt% alumina catalyst was formulated according to Example 6 using the "in situ seeded" MCM-56 crystals made by Example 3.

실시예 12Example 12

유사한 방식으로, 100 중량% MCM-56, 0 중량% 알루미나 촉매는 실시예 5에 의하여 제조된 "비-시딩된" MCM-56 결정을 사용하여 실시예 6에 따라 배합하였다.In a similar manner, a 100 wt% MCM-56, 0 wt% alumina catalyst was formulated according to Example 6 using the "non-seeded" MCM-56 crystals prepared according to Example 5.

실시예 13Example 13

유사한 방식으로, 80 중량% MCM-56, 20 중량% 알루미나 촉매는 실시예 5에 의하여 제조된 "비-시딩된" MCM-56 결정을 사용하여 실시예 6에 따라 배합하였다.In a similar manner, an 80 wt% MCM-56, 20 wt% alumina catalyst was formulated according to Example 6 using "non-seeded" MCM-56 crystals prepared according to Example 5.

실시예 14Example 14

유사한 방식으로, 80 중량% MCM-56, 20 중량% 알루미나 촉매는 실시예 5에 의하여 제조된 "비-시딩된" MCM-56 결정을 사용하여 실시예 6에 따라 배합하였다. 0.05 중량% 폴리비닐 알콜을 배합 공정에서 압출 조제로서 사용하였다.In a similar manner, an 80 wt% MCM-56, 20 wt% alumina catalyst was formulated according to Example 6 using "non-seeded" MCM-56 crystals prepared according to Example 5. 0.05 wt% polyvinyl alcohol was used as the extrusion aid in the compounding process.

실시예 15Example 15

실시예 6 내지 실시예 14의 촉매를 추가로 테스트하기 위하여, 0.5 g의 압출물 촉매를 12 g의 석영 칩과 함께 와이어 메쉬 스크린 바스켓에 넣었다. 바스켓 및 내용물을 밤새(약 16 h) 오븐내에서 260℃에서 건조시켰다. 그후, 바스켓을 300 ㏄ 파르 오토클레이브에 넣었다. 오토클레이브를 밀봉시키고, 유동 질소로 세정하여 공기를 제거하였다. 오토클레이브를 170℃로 가열하고, 100 sccm의 질소로 2 h 동안 세정하였다. 오토클레이브 진탕기를 500 rpm으로 설정하였다. 그후, 156.1 g의 벤젠을 오토클레이브로 옮기고, 온도를 500 rpm의 진탕 속도에서 1 h 동안 130℃로 설정하였다. 1 h 후, 28.1 g의 프로필렌을 75 ㏄ 호케 이동 용기를 사용하여 오토클레이브로 옮겼다. 질소 블랭킷을 사용하여 일정한 헤드 압력을 오토클레이브에서 유지하였다. 액체 생성물 샘플은 30, 60, 90, 120 및 180 분에서 취하였다. 액체 샘플을 아질런트(Agilent) 5890 GC에서 분석하였다. GC 데이타를 2차 운동 모델에 대입하였다. 스트림에 대한 3 h에서 쿠멘에 대한 디이소프로필벤젠(DIPB)의 비 및 쿠멘에 대한 트리이소프로필벤젠(TRIPB)의 비와 함께 벤젠 및 프로필렌의 전환율에 대한 2차 운동 속도 상수를 계산하였다.To further test the catalysts of Examples 6 to 14, 0.5 g of extrudate catalyst was placed in a wire mesh screen basket with 12 g of quartz chips. The basket and contents were dried overnight (about 16 h) in an oven at 260 &lt; 0 &gt; C. Thereafter, the basket was placed in a 300 cc of parc autoclave. The autoclave was sealed and rinsed with flowing nitrogen to remove air. The autoclave was heated to 170 占 폚 and rinsed with nitrogen at 100 sccm for 2 h. The autoclave shaker was set at 500 rpm. 156.1 g of benzene were then transferred to the autoclave and the temperature was set at 130 DEG C for 1 h at a shaking speed of 500 rpm. After 1 h, 28.1 g of propylene was transferred to the autoclave using a 75 cc oven moving vessel. A constant head pressure was maintained in the autoclave using a nitrogen blanket. Liquid product samples were taken at 30, 60, 90, 120 and 180 minutes. Liquid samples were analyzed on an Agilent 5890 GC. The GC data was assigned to the second movement model. The secondary kinetic rate constant for the conversion of benzene and propylene was calculated with the ratio of diisopropylbenzene (DIPB) to cumene and triisopropylbenzene (TRIPB) to cumene at 3 h for the stream.

표 6 및 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4는 "계외 시딩된" MCM-56 촉매 조성물(실시예 6 내지 10), "계내" 시딩된 MCM-56 촉매 조성물(실시예 11) 및 "비-시딩된" MCM-56 촉매 조성물(실시예 12 내지 14)의 물리적 및 촉매 성질을 요약한다.Table 6 and Figures 1, 2, 3, and 4 show the results of the "out-seeded" MCM-56 catalyst compositions (Examples 6-10), the "in situ" The physical and catalytic properties of the non-seeded "MCM-56 catalyst compositions (Examples 12-14) are summarized.

도 1은 압출물 중의 MCM-56 내용물이 100%로부터 20%로 감소함에 따라 DIPB/IPB 비가 일반적으로 감소된다는 것을 나타낸다. 도 2는 MCM-56 함유량이 80 중량% 미만, 바람직하게는 65 중량% 미만, 가장 바람직하게는 60 중량% 미만일 때 다시 쿠멘으로 (상업적 작동에서) 추가의 그리고 곤란한 트랜스알킬화 반응을 필요로 하는 중질 성분(TRI-IPB)이 감소된다는 것을 명백하게 나타낸다. 도 3은 제올라이트 함유량이 100%로부터 20%로 감소되더라도 벤젠을 사용한 프로필렌의 알킬화에 대한 2차 비율 상수 k2를 0.20 이상으로 유지할 수 있다는 것을 나타낸다. 도 4는 DIPB/TRI-IPB의 비가 20 내지 100 중량%의 MCM-56 함유량의 범위에 대하여 비교적 일정하다는 것을 나타낸다. 도면에서의 모든 "계외" 시딩된 MCM-56 데이타는 하기 표에 제시한다.Figure 1 shows that the DIPB / IPB ratio is generally reduced as the MCM-56 content in the extrudate decreases from 100% to 20%. Figure 2 shows that when the MCM-56 content is less than 80 wt%, preferably less than 65 wt%, and most preferably less than 60 wt%, a heavy and / Lt; RTI ID = 0.0 &gt; (TRI-IPB) &lt; / RTI &gt; Figure 3 shows that even if the zeolite content is reduced from 100% to 20%, the second-order rate constant k 2 for the alkylation of propylene with benzene can be maintained above 0.20. Figure 4 shows that the ratio of DIPB / TRI-IPB is relatively constant for a range of MCM-56 contents of 20 to 100% by weight. All "off-grid" seeded MCM-56 data in the figures are shown in the following table.

<표 6><Table 6>

Figure 112014022383311-pct00008
Figure 112014022383311-pct00008

Figure 112014022383311-pct00009
Figure 112014022383311-pct00009

Figure 112014022383311-pct00010
Figure 112014022383311-pct00010

실시예 16Example 16

MCM-56 제올라이트는 상기 실시예 1에서 기재한 바와 같이 시딩된 제올라이트 합성을 사용하여 제조하였다. MCM-49 제올라이트는 또한 시드를 사용하여 제조하고, 실시예 8에서와 같이 촉매로 배합하였다. MCM-56을 포함하는 촉매는 실시예 16 내지 19에서와 같이 촉매로 배합하였다. 그후, 이들 배합된 촉매를 테스트 장치에 넣어 디에틸벤젠(DEB) 부산물에 대한 선택도(디에틸벤젠을 에틸벤젠(EB)으로 나눈 합에 의하여 측정한 바와 같음)를 구하였다. 테스트 장치는 벤젠(B) 및 에틸렌(E)을 공급하기 위한 공급 시스템; 벤젠 중의 에틸렌의 적절한 용해를 보장하기 위한 혼합 구역; 1/2" 스테인레스 스틸 튜브로 이루어진 반응기; +/- 4℃ 선형 온도 프로파일을 유지할 수 있는 가열 엘리먼트; 자동화된 샘플 수집을 위한 인-라인 샘플링 밸브; 및 유출물 중에 존재하는 탄화수소 종의 상대적 양을 구하기 위한 FID를 포함하는 GC로 이루어졌다. 약 1 g의 촉매를 희석제로서 작은 입자 크기의 탄화규소를 갖는 반응기에 패킹시켜 우수한 흐름 분포를 보장한다. 반응기는 또한 1/16" 내부 열전대를 포함하여 내부 온도 프로파일(5 지점)을 구하였다. 테스트의 온도 및 압력은 반응기 층의 투입구에서 180℃ 및 반응기 층의 배출구에서 약 500 psig인 것으로 공칭 설정하였다. 벤젠 대 에틸렌 몰비(B:E)는 19로 공칭 설정하였다. 총 흐름을 조절하여 100% 미만의 전환율을 달성하였다. 5종의 상이한 촉매를 테스트하고, 결과를 실시예 16.1 내지 실시예 16.5에 제시한다. 전환율은 에틸렌 전환율(전환된 에틸렌을 공급된 에틸렌으로 나눔)의 정도이다.The MCM-56 zeolite was prepared using seeded zeolite synthesis as described in Example 1 above. The MCM-49 zeolite was also prepared using the seeds and blended with the catalyst as in Example 8. The catalyst comprising MCM-56 was formulated with the catalyst as in Examples 16-19. The combined catalysts were then placed in a test apparatus to determine the selectivity for diethylbenzene (DEB) by-products (as measured by the sum of diethylbenzene divided by ethylbenzene (EB)). The test apparatus comprises a supply system for supplying benzene (B) and ethylene (E); A mixing zone to ensure proper dissolution of ethylene in benzene; A heating element capable of maintaining a linear temperature profile of +/- 4 &lt; 0 &gt; C, an in-line sampling valve for automated sample collection, and a relative amount of hydrocarbon species present in the effluent Containing about 1 g of the catalyst as a diluent into a reactor with a small particle size of silicon carbide to ensure good flow distribution. The reactor also includes a 1/16 "internal thermocouple The internal temperature profile (5 points) was obtained. The temperature and pressure of the test were nominally set at 180 ° C at the inlet of the reactor bed and about 500 psig at the outlet of the reactor bed. The molar ratio of benzene to ethylene (B: E) was nominally set to 19. The total flow was controlled to achieve a conversion rate of less than 100%. Five different catalysts were tested and the results are presented in Examples 16.1 to 16.5. The conversion rate is the degree of ethylene conversion (divided by ethylene converted ethylene).

실시예 16.1Example 16.1

비교예에서, 80 중량% MCM-49, 20 중량% 알루미나 결합제 물질을 다양한 전환율에 대하여 테스트하였다. 선택도는 도 5 및 표 7에 나타낸다.In a comparative example, 80 wt% MCM-49, 20 wt% alumina binder material was tested for various conversion rates. The selectivity is shown in Fig. 5 and Table 7.

실시예 16.2Example 16.2

40 중량% 시딩된 MCM-56, 60 중량% 알루미나 결합제 물질을 다양한 전환율에 대하여 테스트하였다. 선택도는 도 5 및 표 7에 나타낸다.40 wt% seeded MCM-56, 60 wt% alumina binder material was tested for various conversion rates. The selectivity is shown in Fig. 5 and Table 7.

실시예 16.3Example 16.3

60 중량% 시딩된 MCM-56, 40 중량% 알루미나 결합제 물질을 다양한 전환율에 대하여 테스트하였다. 선택도는 도 5 및 표 7에 나타낸다.60 wt% seeded MCM-56, 40 wt% alumina binder material was tested for various conversion rates. The selectivity is shown in Fig. 5 and Table 7.

실시예 16.4Example 16.4

80 중량% 시딩된 MCM-56, 20 중량% 알루미나 결합제 물질을 다양한 전환율에 대하여 테스트하였다. 선택도는 도 5 및 표 7에 나타낸다.80 wt% seeded MCM-56, 20 wt% alumina binder material was tested for various conversion rates. The selectivity is shown in Fig. 5 and Table 7.

실시예 16.5Example 16.5

20 중량% 시딩된 MCM-56, 80 중량% 알루미나 결합제 물질을 다양한 전환율에 대하여 테스트하였다. 선택도는 도 5 및 표 7에 나타낸다.20 wt% seeded MCM-56, 80 wt% alumina binder material was tested for various conversion rates. The selectivity is shown in Fig. 5 and Table 7.

<표 7><Table 7>

Figure 112014022383311-pct00011
Figure 112014022383311-pct00011

표 7은 상이한 전환율 레벨에서 각각의 실시예의 촉매에 대한 선택도를 나타낸다. 선택도는 DEB 생성물을 EB 생성물로 나눈 합의 정도이다. 또한, B:E 비의 반비례에 의하여 조절하여 데이타가 비교 가능하다는 것을 보장한다.Table 7 shows selectivities for the catalysts of each example at different conversion rate levels. The selectivity is the degree of agreement between DEB and EB products. Also, it is adjusted by inverse proportion of B: E ratio to ensure that the data is comparable.

도 5는 각각의 실시예에 대한 에틸 벤젠 선택도 대 에틸렌 전환율의 플롯을 도시한다. 이러한 플롯으로부터, 여러개의 중요한 결론을 도출할 수 있다:Figure 5 shows a plot of ethylbenzene selectivity versus ethylene conversion for each example. From these plots, several important conclusions can be drawn:

- 시딩된 MCM-56은 MCM-49에 비하여 전환율이 매우 높으며;The seeded MCM-56 has a much higher conversion rate than MCM-49;

- 제올라이트 함유량을 감소시킴으로써, 일부 활성은 희생되지만, DEB 부산물의 더 낮은 선택도의 잇점을 갖는다. 이러한 촉매를 사용한 작동은 유용성 소비를 감소시키는데, 이는 더 낮은 DEB 농도와 함께 더 적은 증류가 필요하기 때문이다.By reducing the zeolite content, some activity is sacrificed but has the advantage of lower selectivity of DEB by-products. Operation with these catalysts reduces availability consumption, as lower distillation is required with lower DEB concentration.

- 더 낮은 제올라이트 함유량의 잇점은 80/20 미만 및 20/80 이상의 결정/결합제 중량 범위로 한정되는데, 이는 20/80 레벨에서 또는 미만에서는 전환율이 너무 낮아서 상업적 유용성이 없기 때문이다(나머지 촉매 >10%에 비하여 <10%임).- The advantage of a lower zeolite content is limited to a crystallite / binder weight range of less than 80/20 and greater than 20/80 because the conversion is too low at or below the level of 20/80 to be of no commercial utility &Lt; 10% compared to%).

모든 특허, 특허 출원, 테스트 절차, 우선권 서류, 문헌, 공보, 설명서 및 본원에 인용된 기타 문헌은 그러한 개시내용이 본 발명과 모순되지 않는 정도로 그리고 그러한 포함이 허용되는 영역을 위하여 참고로 그 전문이 포함된다.All patents, patent applications, test procedures, priority documents, literature, publications, manuals and other documents cited herein are incorporated by reference to the extent such disclosure is not inconsistent with the present invention and for which such inclusion is permitted, .

수치 하한 및 수치 상한이 본원에 제시되어 있는 경우, 임의의 하한 내지 임의의 상한까지의 범위도 포함된다.Numerical lower limit and numerical upper limit are given in this specification, ranges from any lower limit to any upper limit are also included.

본 발명의 예시의 실시양태가 특수성에 관하여 기재되기는 하나, 다양한 기타의 변형은 자명할 것이며, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 당업자에 의하여 용이하게 이루어질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 하기 첨부한 특허청구범위의 범주가 본원에 명시된 실시예 및 기재로 한정시키고자 하는 것은 아니며, 그보다는 특허청구범위는 본 발명이 속하는 분야의 숙련된 자에 의하여 그의 등가의 것으로 처리되는 모든 특징을 비롯한 본 발명에 내재하는 특허 신규성의 모든 특징을 망라하는 것으로 간주되어야 한다.While the illustrative embodiments of the invention are described in terms of specificity, it will be understood that various other modifications will be apparent to and can be readily made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the appended claims is not intended to be limited to the embodiments and descriptions set forth herein; rather, the appended claims are to encompass within their scope all equivalents to those of ordinary skill in the art to which the invention pertains Should be regarded as encompassing all the features of patent novelty inherent in the present invention, including its features.

Claims (21)

벤젠을 알킬화제로 선택적 알킬화하여 모노알킬화 벤젠을 생성하기 위한 방법으로서,
(i) 하기 단계 a), b), c) 및 d)를 포함하는 방법으로 합성 다공성 결정질 MCM-56 물질을 생성하는 공정:
a) 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속(M) 양이온, 3가 원소 X의 산화물, 4가 원소 Y의 산화물, 제올라이트 시드 결정 및 물의 공급원들을 함유하는 제1 반응 혼합물로서, 하기 범위 내에 있는 산화물들의 몰비에 관한 조성을 갖고, 상기 제1 반응 혼합물의 중량을 기준으로 0.05 중량% 이상 내지 5 중량% 이하의 양으로 제올라이트 시드 결정을 더 포함하는 제1 반응 혼합물을 제조하는 단계,
YO2/X2O3 = 5 내지 35
H2O/YO2 = 10 내지 70
OH-/YO2 = 0.05 내지 0.20
M/YO2 = 0.05 내지 3.0
b) 상기 단계 a)의 반응 혼합물에 유도제 R을 첨가하여, R/YO2 = 0.08 내지 0.3 범위 내에 있는 몰비에 관한 상기 유도제 R을 보유하는 제2 반응 혼합물을 생성하는 단계로서, 상기 유도제 R은 시클로펜틸아민, 시클로헥실아민, 시클로헵틸아민, 헥사메틸렌이민(HMI), 헵타메틸렌이민, 호모피페라진 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 단계,
c) 상기 단계 b)의 제2 반응 혼합물을 90℃ 내지 175℃의 온도 및 90 h 미만의 시간의 조건 하에 결정화하여, 생성물 혼합물로서, X선 회절에 의해 확인된 바와 같이, 시딩된(seeded) MCM-56 물질의 결정, 및 상기 생성물 혼합물 중의 상기 MCM-56 결정의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만의 비-MCM-56 불순물 결정을 포함하는 생성물 혼합물을 생성하는 단계, 및
d) 상기 단계 c)의 생성물 혼합물로부터 상기 시딩된 MCM-56 물질의 결정의 적어도 일부를 분리 및 회수하는 단계로서, 상기 시딩된 MCM-56 물질의 결정은 하기 표 1에 제시된 X선 회절 패턴을 갖는 것인 단계;
<표 1>
Figure 112016042011201-pct00012


(ii) 상기 시딩된 MCM-56 결정과 결합제를 40/60 내지 60/40의 결정/결합제 중량비로 혼합하여 촉매 조성물을 생성하는 공정; 및
(iii) 상기 벤젠 및 상기 알킬화제를 함유하는 공급원료를 효과적인 알킬화 조건 하에 상기 촉매 조성물과 접촉시켜 상기 모노알킬화 벤젠을 포함하는 생성물을 생성하는 공정으로서, 상기 알킬화 조건은 0℃ 내지 500℃의 온도, 0.2 내지 25,000 kPa-a의 압력, 0.1:1 내지 50:1의 상기 벤젠 대 상기 알킬화제의 몰비 및 0.1 내지 500 h-1의 상기 알킬화제에 기초한 시간당 공급물 중량 공간 속도(WHSV)를 포함하는 것인 공정
을 포함하는 방법.
A method for selectively alkylating benzene with an alkylating agent to produce monoalkylated benzene,
(i) A process for producing a synthetic porous crystalline MCM-56 material by a process comprising the following steps a), b), c) and d):
a) a first reaction mixture comprising an alkali metal or alkaline earth metal (M) cation, an oxide of a trivalent element X, an oxide of a tetravalent element Y, zeolite seed crystals and water, wherein the molar ratio of oxides , The first reaction mixture further comprising zeolite seed crystals in an amount of 0.05 wt% to 5 wt% based on the weight of the first reaction mixture,
YO 2 / X 2 O 3 = 5 to 35
H 2 O / YO 2 = 10 to 70
OH - / YO 2 = 0.05 to 0.20
M / YO 2 = 0.05 to 3.0
b) adding an inducing agent R to the reaction mixture of step a) to produce a second reaction mixture containing said inducing agent R in a molar ratio within the range of R / YO 2 = 0.08 to 0.3, Is selected from the group consisting of cyclopentylamine, cyclohexylamine, cycloheptylamine, hexamethyleneimine (HMI), heptamethyleneimine, homopiperazine, and combinations thereof,
c) crystallizing the second reaction mixture of step b) at a temperature of from 90 DEG C to 175 DEG C and for a time of less than 90 h to obtain a seeded, as product mixture, as confirmed by X- Producing a product mixture comprising crystals of MCM-56 material and less than 10% by weight of non-MCM-56 impurity crystals, based on the total weight of said MCM-56 crystals in said product mixture; and
d) separating and recovering at least a portion of the crystals of the seeded MCM-56 material from the product mixture of step c), wherein the crystals of the seeded MCM-56 material have an X-ray diffraction pattern .
<Table 1>
Figure 112016042011201-pct00012


(ii) mixing the seeded MCM-56 crystal and the binder in a weight ratio of crystal / binder of 40/60 to 60/40 to produce a catalyst composition; And
(iii) contacting the feedstock containing said benzene and said alkylating agent with said catalyst composition under effective alkylation conditions to produce a product comprising said monoalkylated benzene, said alkylation conditions being carried out at a temperature of from 0 DEG C to 500 DEG C, which comprises 1 wherein the benzene to the feed weight hourly space velocity based on the alkylating agent and the molar ratio of 0.1 to 500 h -1 in the alkylating agent of (WHSV): pressure, 0.1 of 0.2 to 25,000 kPa-a: 1 to 50 fair
&Lt; / RTI &gt;
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 단계 (iii)의 생성물은 디알킬화 벤젠 및 트리알킬화 벤젠을 더 포함하고, 디알킬화 벤젠에 대한 트리알킬화 벤젠의 중량비는 0.08 내지 0.12 범위 내에 있는 것인 방법.2. The process of claim 1, wherein the product of step (iii) further comprises a dealkylated benzene and a trialkylated benzene, wherein the weight ratio of trialkylated benzene to the dealkylated benzene is in the range of 0.08 to 0.12. 제1항 있어서, 상기 알킬화 가능한 방향족 화합물이 벤젠이고, 상기 알킬화제가 에틸렌이며, 상기 모노알킬화 방향족 화합물이 에틸벤젠인 방법.The process of claim 1, wherein the alkylatable aromatic compound is benzene, the alkylating agent is ethylene, and the monoalkylated aromatic compound is ethylbenzene. 제1항에 있어서, 상기 알킬화 가능한 방향족 화합물이 벤젠이고, 상기 알킬화제가 프로필렌이며, 상기 모노알킬화 방향족 화합물이 쿠멘인 방법.The method of claim 1, wherein the alkylatable aromatic compound is benzene, the alkylating agent is propylene, and the monoalkylated aromatic compound is cumene. 제1항에 있어서, 상기 제1 반응 혼합물 중의 상기 제올라이트 시드 결정의 양이 제1 반응 혼합물의 중량을 기준으로 0.10 중량% 이상 내지 3 중량% 이하인 방법.2. The process of claim 1, wherein the amount of zeolite seed crystals in the first reaction mixture is 0.10 wt% to 3 wt%, based on the weight of the first reaction mixture. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 유도제 R은 헥사메틸렌이민(HMI)을 포함하고, X는 알루미늄을 포함하며, Y는 규소를 포함하는 것인 방법.2. The method of claim 1, wherein the derivatizing agent R comprises hexamethyleneimine (HMI), X comprises aluminum, and Y comprises silicon. 제1항에 있어서, 상기 단계 c)의 혼합물은, X선 회절에 의해 확인된 바와 같이, 상기 생성물 혼합물 중의 상기 MCM-56 결정의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 비-MCM-56 불순물 결정을 포함하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the mixture of step c) comprises no more than 5% by weight of non-MCM-56 impurities, based on the total weight of the MCM-56 crystals in the product mixture, Crystal. &Lt; / RTI &gt; 제1항에 있어서, 상기 제1 반응 혼합물은 하기 범위 내에 있는 산화물들의 몰비에 관한 조성을 갖고, 상기 제1 반응 혼합물은 상기 제1 반응 혼합물의 중량을 기준으로 1 중량% 이상 내지 3 중량% 이하의 양으로 제올라이트 시드 결정을 더 포함하며, 단계 b)는 상기 제1 반응 혼합물에 상기 유도제 R로서 헥사메틸렌이민(HMI)를 첨가하여, HMI/YO2 = 0.1 내지 0.2 범위 내에 있는 몰비에 관한 HMI를 보유하는 제2 반응 혼합물을 생성하는 과정을 포함하는 것인 방법:
YO2/X2O3 = 15 내지 20
H2O/YO2 = 15 내지 20
OH-/YO2 = 0.1 내지 0.15
M/YO2 = 0.11 내지 0.15.
The process of claim 1, wherein the first reaction mixture has a composition with respect to the molar ratio of oxides within the range of from 1% to 3% by weight, based on the weight of the first reaction mixture, of the first reaction mixture and the amount by further comprising a zeolite seed crystal, step b) is an HMI according to the mole ratio within the first by the addition of hexamethyleneimine (HMI) as the directing agent R to the first reaction mixture, HMI / YO 2 = 0.1 to 0.2 range &Lt; / RTI &gt; comprising:
YO 2 / X 2 O 3 = 15 to 20
H 2 O / YO 2 = 15 to 20
OH - / YO 2 = 0.1 to 0.15
M / YO 2 = 0.11 to 0.15.
제1항에 있어서, 상기 결정화 단계 c)의 조건은 20 내지 75 h 동안의 시간 및 125℃ 내지 175℃의 온도를 포함하는 것인 방법.The process according to claim 1, wherein the conditions of the crystallization step c) comprise a time of from 20 to 75 h and a temperature of from 125 캜 to 175 캜. 제1항에 있어서, 상기 제올라이트 시드 결정은 MCM-22 계열(family) 물질에 대한 X선 회절 패턴을 나타내는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the zeolite seed crystals exhibit an X-ray diffraction pattern for an MCM-22 family material. 제1항에 있어서, 상기 제올라이트 시드 결정은 하기 표 1에 제시된 상기 MCM-56 결정에 대한 상기 X선 회절 패턴을 나타내는 것인 방법:
<표 1>
Figure 112014022607916-pct00013
The method of claim 1, wherein the zeolite seed crystals exhibit the X-ray diffraction pattern for the MCM-56 crystals shown in Table 1 below:
<Table 1>
Figure 112014022607916-pct00013
제1항에 있어서, 상기 단계 b)의 제2 반응 혼합물은 결정화 단계 c) 이전에 0.5 내지 48 h 동안의 시간 및 25 내지 75℃의 온도에서 숙성되는 것인 방법.The process according to claim 1, wherein the second reaction mixture of step b) is aged at a temperature of from 25 to 75 캜 for a time of from 0.5 to 48 h before the crystallization step c). 제1항에 있어서, 상기 단계 d)로부터의 MCM-56의 결정은 370℃ 내지 925℃의 온도에서 1 분 내지 20 h의 시간 동안 가열하여 열 처리함으로써 하소된 MCM-56 결정을 생성하고, 여기서 상기 하소된 MCM-56 결정은 하기 표 2에 제시된 X선 회절 패턴을 갖는 것인 방법:
<표 2>
Figure 112015122442522-pct00014
The method of claim 1, wherein the crystals of MCM-56 from step d) are calcined at a temperature of from 370 DEG C to 925 DEG C for a period of time from 1 minute to 20 hours to produce calcined MCM-56 crystals, wherein Wherein the calcined MCM-56 crystal has an X-ray diffraction pattern as shown in Table 2 below:
<Table 2>
Figure 112015122442522-pct00014
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