Kinetic studies of isomerization of xylene on cobalt ion-exchanged hydrogen mordenite catalyst under high pressure (about 190 psia), under the hydrogen atmosphere, at $400 ℃$, were executed. The relative rate constants of isomerization reactions were calculated using the Wei-Prater technique. The results are;
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And that disproportionation to toluene and trimethylbenzene is the major side reaction in these experimental conditions was shown. The effectiveness factor was obtained on the basis of diffusional limitation-free model. The surface reaction was expected to be a reaction controlling step. The characteristic reactions with respect to the acid sites were discussed. And the characteristics and mechanisms of disproportionation reaction were discussed. Disproportionation occurs via isomerization of 1,2,4-trimethylbenzene as well as transalkylation of xylenes.
고압 기상하에서 코발트로 이온 교환된 모더나이트 촉매를 이용한 쟈일렌 이성질화 반응의 반응속도에 대해 $400 ℃$ 에서 검토하였다. Wei-Prater의 방법을 이용하여 다음과 같이 상대 속도를 구할 수 있었다.
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그리고 본 실험 조건하에서 주된 부 반응이 톨루엔과 트리메틸벤젠으로의 동종간 서로 주고 받기 반응임을 톨루엔과 트리메틸벤젠 값의 비교에서 알아내었다.
확산의 영향을 제거한 경우의 모델값을 찾아내고 모더나이트 촉매의 결정구조 내에서의 확산에 의한 영향을 비교하여 유효인자를 구하였고, 또 수학적으로 쟈일렌 이성질화 반응의 반응율속 단계가 표면 반응임을 알아내었다.
온도를 변화시켜 가면서 이성질화와 동종간 서로 주고 받기 반응의 선택도를 검토하여 이성질화 반응은 보뢴스테드 산점에서 일어나고 동종간 서로 주고 받기 반응은 루이스 산점에서 일어남을 알 수 있었다.
끝으로 동종간 서로 주고 받기 반응의 특성과 기구를 검토하여 본 결과로 이 반응은 쟈일렌의 알킬기 전이 반응뿐만 아니라 가장 많이 생기는 1,2,4 트리메틸벤젠의 이성질화 반응에 의해서 이루어짐을 알아내었다.
