(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベンゼンと塩素を原料として用いてp-ジクロルベンゼンを製造する方法において、
(i)ベンゼン、o-ジクロロベンゼンとm-ジクロロベンゼンとの混合物、及びトリクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点ポリクロロベンゼンからなる反応原料をトランスクロロ化反応させてモノクロロベンゼンを生成させるトランスクロロ化反応工程、
(ii)ベンゼン及び／又はモノクロロベンゼンからなる反応原料を塩素で塩素化してジクロロベンゼンを含むポリクロロベンゼンを生成させる塩素化反応工程、
(iii)前記トランスクロロ化反応生成物と前記塩素化反応生成物との混合物を蒸留してジクロロベンゼンより低い沸点を有する低沸点留分と、ジクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分とに分離する第１分離工程、
(iv)該第１分離工程で得られた高沸点留分を蒸留してジクロロベンゼン留分とトリクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点ポリクロロベンゼン留分とに分離する第２分離工程、及び
(v)該第２分離工程で得られたジクロロベンゼン留分からp-ジクロロベンゼンを分離するp-ジクロロベンゼン分離工程を有し、
前記p-ジクロロベンゼン分離工程で得られたo-ジクロロベンゼンとm-ジクロロベンゼンとの混合物と、前記第２分離工程で得られた高沸点ポリクロロベンゼン留分とを前記トランスクロロ化反応工程へ循環すると共に、前記第１分離工程で得られた低沸点留分を前記塩素化工程へ循環する
ことを特徴とするp-ジクロロベンゼンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｐ−ジクロロベンゼンを工業的に有利に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ｐ−ジクロロベンゼンは、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）の製造原料として使用され、このものを硫化ソーダと反応させることにより、ＰＰＳを得ることができる。
ベンゼンを塩素でジクロロ化する場合、ｐ−ジクロロベンゼンの他、その異性体であるｏ−ジクロロベンゼンとｍ−ジクロロベンゼン等が副生する。従って、ｐ−ジクロロベンゼンを低められたコストで製造するには、ベンゼンと塩素を原料とし、これらから副生物を殆んど生じることのないｐ−ジクロロベンゼンの製造方法を開発することが必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ベンゼンと塩素を原料とし、これから他の異性体をほとんど副生することなくｐ−ジクロロベンゼンを高純度、高収率で製造し得る方法を提供することをその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、ベンゼンと塩素を原料として用いてp-ジクロルベンゼンを製造する方法において、(i)ベンゼン、o-ジクロロベンゼンとm-ジクロロベンゼンとの混合物、及びトリクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点ポリクロロベンゼンからなる反応原料をトランスクロロ化反応させてモノクロロベンゼンを生成させるトランスクロロ化反応工程、(ii)ベンゼン及び／又はモノクロロベンゼンからなる反応原料を塩素で塩素化してジクロロベンゼンを含むポリクロロベンゼンを生成させる塩素化反応工程、(iii)前記トランスクロロ化反応生成物と前記塩素化反応生成物との混合物を蒸留してジクロロベンゼンより低い沸点を有する低沸点留分と、ジクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分とに分離する第１分離工程、(iv)該第１分離工程で得られた高沸点留分を蒸留してジクロロベンゼン留分とトリクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点ポリクロロベンゼン留分とに分離する第２分離工程、及び(v)該第２分離工程で得られたジクロロベンゼン留分からp-ジクロロベンゼンを分離するp-ジクロロベンゼン分離工程を有し、前記p-ジクロロベンゼン分離工程で得られたo-ジクロロベンゼンとm-ジクロロベンゼンとの混合物と、前記第２分離工程で得られた高沸点ポリクロロベンゼン留分とを前記トランスクロロ化反応工程へ循環すると共に、前記第１分離工程で得られた低沸点留分を前記塩素化工程へ循環することを特徴とするp-ジクロロベンゼンの製造方法が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、トランスクロロ化反応工程、塩素化反応工程、塩素化生成物の分離工程及びジクロロベンゼン異性体の分離工程を包含する。
以下、これらの各工程について詳述する。
【０００６】
（トランスクロロ化反応工程）
このトランスクロロ化反応工程は、ジクロロベンゼンのうちのｏ−異性体とｍ−異性体を含む混合物と、トリクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点ポリクロロベンゼンと、ベンゼンとを反応させ、ベンゼン核に結合するクロロ基を他のベンゼン核に移動させる工程である。例えば、ベンゼンとジクロロベンゼンとの間の反応により、モノクロロベンゼンが生成する。また、この工程では、トランスクロロ化反応の他ジクロロベンゼンの異性化反応も起こり、ジクロロベンゼン中の異性体の割合はほぼ平衡組成に保持される。
このトランスクロロ化反応工程は触媒の存在下で実施されるが、この場合のトランスクロロ化反応用触媒としては、従来公知のもの、例えば、シリカ・アルミナ、結晶性アルミノシリケート、活性アルミナ等の固体酸触媒や、活性炭に担持した塩化パラジウム触媒等が用いられる。反応条件を示すと、その反応温度は２００〜５００℃、好ましくは２５０〜４５０℃であり、その空間速度（ＳＶ）は０．５〜１００００ｈｒ-1、好ましくは１０〜１０００ｈｒ-1である。このトランスクロロ化反応工程における塩素基（Ｃｌ）とベンゼン核とのモル比は０．１〜２．０、好ましくは０．３〜１．５である。
このトランスクロロ化反応工程で得られた生成物は、後続の第１分離工程へ送られる。
【０００７】
（塩素化反応工程）
この塩素化反応工程は、ベンゼンとモノクロロベンゼンとからなる反応原料を塩素で塩素化して、ジクロロベンゼンを含むポリクロロベンゼンを生成させる工程である。この工程は触媒の存在下で液相又は気相で実施されるが、この場合の触媒としては、従来公知の各種のもの、例えば、シリカ・アルミナ、結晶性アルミノシリケート、活性アルミナ等の固体酸触媒や、塩化鉄、塩化アルミニウム等のフリーデルクラフト触媒が用いられる。ジクロロベンゼンの生成量及び異性体組成は、反応における塩素とベンゼン核のモル比、温度、触媒の種類と量などに依存する。
フリーデルクラフト触媒を用いて塩素化反応を行う場合、その反応温度は３０〜１２０℃、好ましくは３５〜７０℃で、その触媒量はジクロロベンゼンに対して５ｗｔ％未満、好ましくは０．１〜４ｗｔ％である。固体酸を用いる場合には、その反応温度は１００〜３００℃、接触時間はベンゼン核１ｍｏｌ当たり１〜１０００ｇ−ｃａｔ・ｈｒ、好ましくは１０〜１００ｇ−ｃａｔ・ｈｒで行われる。この塩素化反応生成物における塩素基とベンゼン核とのモル比は０．０１〜２．０、好ましくは０．１〜１．０である。
この塩素化反応生成物は、第１分離工程へ送られる。
【０００８】
（第１分離工程）
この工程は、前記トランスクロロ化反応工程と前記塩素化反応工程で得られた塩素化生成物を蒸留し、ジクロロベンゼンの沸点より低い沸点を有する低沸点留分と、ジクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分とに分離する工程である。この蒸留分離工程で分離されたジクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分は、後段の第２分離工程へ送られ、一方、ジクロロベンゼンの沸点より低い沸点を有する低沸点留分は前記塩素化反応工程へ循環される。
この第１分離工程で分離されたジクロロベンゼンの沸点より低い沸点を有する沸点留分には、ベンゼン及び／又はモノクロロベンゼンが主成分として含まれ、ジクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分には、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジクロロベンゼン及びトリクロロベンゼンが主成分として含まれる。
【０００９】
（第２分離工程）
この工程は、前記第１分離工程で蒸留分離されたジクロロベンゼン異性体とトリクロロベンゼンを含むポリクロロベンゼン留分を蒸留し、トリクロロベンゼンの沸点より低い沸点を有する低沸点留分（ジクロロベンゼン留分）と、トリクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分とに分離する工程である。この蒸留分離工程で分離された低沸点留分は、後段のジクロロベンゼン異性体の分離工程へ送られ、高沸点留分はトランスクロロ化反応工程へ循環される。
この第２分離工程で分離されたトリクロロベンゼンの沸点より低い沸点を有する低沸点留分にはジクロロベンゼン異性体が主成分として含まれ、トリクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分には、トリクロロベンゼンが主成分として含まれる。
【００１０】
（ジクロロベンゼン異性体の分離工程）
この工程は、前記第２分離工程で分離されたジクロロベンゼン異性体留分からｐ−異性体を分離回収する工程である。この分離工程においてはジクロロベンゼン異性体からｐ−異性体を分離し得る方法であれば任意の分離方法が採用できるが、一般的には、晶析分離法や、クロマトグラフィー分離法等が採用される。例えば、クロマトグラフィー分離法では液相擬似移動床分離法を用いることが出来る。  この分離工程でｐ−異性体を分離された後のｏ−、ｍ−異性体を主成分とするジクロロベンゼン異性体混合物は、前記ベンゼンを用いるトランスクロロ化反応工程に循環され、ベンゼンとの間でトランスクロロ化反応させる。
【００１１】
次に、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。図１は本発明の方法を実施する場合のフローシートの１例を示すものである。
図１において、原料ベンゼンはライン１を通ってトランスクロロ化反応工程ＴＣへ供給される。また、このトランスアルキル化反応工程ＴＣには、ジクロロベンゼン異性体の分離工程で分離され、ライン３を通って循環される、ｏ−、ｍ−ジクロロベンゼンを含む混合物と、第２分離工程ＩＩで分離されたトリクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分がライン４を通って供給される。このトランスクロロ化反応工程ＴＣでは、それら供給物がトランスクロロ化処理され、得られた生成物はライン５を通って第１分離工程Ｉに送られる。
第１分離工程Ｉでは、塩素化反応工程ＣＬで得られた塩素化生成物及びトランスクロロ化反応工程ＴＣで得られたトランスクロロ化生成物を蒸留し、ジクロロベンゼンの沸点より低い沸点を有する低沸点留分と、ジクロロベンゼンの沸点以上の沸点を有する高沸点留分とに分離する。低沸点留分はライン６を通って塩素化反応工程ＣＬへ送られ、一方、高沸点留分はライン１０を通って第２分離工程ＩＩへ送られる。塩素化反応工程ＣＬで消費される塩素は、ライン７を通って塩素化反応工程ＣＬに供給される。
第２分離工程ＩＩでは前記第１分離工程Ｉから送られた高沸点留分を更に蒸留し、ジクロロベンゼンの沸点より高い沸点を有する高沸点留分と、ジクロロベンゼン留分とに分離する。高沸点留分はライン４を通ってトランスクロロ化反応工程ＴＣに循環され、低沸点留分はライン１１を通って後段のジクロロベンゼン異性体分離工程Ａへ送られる。
ジクロロベンゼン異性体の分離工程Ａへ送られたジクロロベンゼン異性体留分は、ここでｐ−ジクロロベンゼンが分離され、ライン１２を通って回収される。一方、ｐ−異性体が分離された後のｏ−、ｍ−異性体を主成分とする混合物は、ライン３を通ってトランスクロロ化反応工程ＴＣへ循環される。
【００１２】
【実施例】
次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。
実施例１
（トランスクロロ化工程ＴＣ）
固定床流通式反応装置でγ−アルミナ触媒を用いて、反応温度３５０℃、常圧で空間速度１００ｈｒ-1でトランスクロロ化反応を行った。この結果、表１に示した成分組成の反応生成物を得た。
（塩素化反応工程ＣＬ）
固定床流通式反応装置でγ−アルミナ触媒を用いて、反応温度２００℃、常圧でベンゼン核１モル当り０．３３モルの塩素で、接触時間はベンゼン核１ｍｏｌ当たり５０ｇ−ｃａｔ・ｈｒで反応を行った。この塩素化処理の結果、表２に示した成分組成の反応生成物を得た。
なお、表１及び表２に示したＭＣＢはモノクロロベンゼンを示し、ＤＣＢはジクロロベンゼンを示し、ＴＣＢはトリクロロベンゼンを示す。
また、塩素化度は、ベンゼン核１モル当りの塩素原子モル数を示す。
【００１３】
【表１】
トランスクロロ化生成物組成              
成分        原  料(mol%)      生 成 物(mol%) 
ベンゼン          ４８．６          ３６．８
ＭＣＢ              ０．０          ４６．２
ｏ−ＤＣＢ        ２１．３            １．９
ｍ−ＤＣＢ          ９．７            ９．４
ｐ−ＤＣＢ          ６．６            ４．８
ＴＣＢ              １．９            ０．９
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塩素化度            ０．８            ０．８
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【００１４】
【表２】
塩素化生成物組成                    
成分        原  料(mol%)      生 成 物(mol%) 
ベンゼン          ４２．３            ０．１
ＭＣＢ            ５７．７            ４．６
ｏ−ＤＣＢ                          ２２．８
ｍ−ＤＣＢ                            ０．６
ｐ−ＤＣＢ                          ７０．８
ＴＣＢ                                １．２
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塩素化度            ０．６            ２．０
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【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、ベンゼンと塩素を原料とし、これらの原料からｐ−ジクロロベンゼンを高収率、高純度で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する場合のフローシートの１例を示す。
【符号の説明】
ＴＣ  トランスクロロ化反応工程
ＣＬ  塩素化反応工程
Ｉ    第１分離工程
ＩＩ  第２分離工程
Ａ    異性体分離工程
【図１】
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