DE60313238T2 - Verfahren zur Herstellung von Epsilon-Caprolactam und Katalysator für diese Herstellung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ε-Caprolactam, in dem eine Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase in Gegenwart eines festen Katalysators durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Zeolith-Katalysators, der für das Verfahren zur Herstellung von ε-Caprolactam nützlich ist. Weiters betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Aktivierung eines Katalysators, welcher in dem Verfahren zur Herstellung von ε-Caprolactam verwendet worden ist.
  • Als übliches Verfahren zur Herstellung von ε-Caprolactam wird ein Verfahren, das die Durchführung einer Beckmannschen Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase in Gegenwart eines festen Katalysators beinhaltet (zum Beispiel JP-A-2-250866 und 2-275850 ), vorgeschlagen. Bei dieser Reaktion können manchmal Probleme auftreten, der Art dass die Katalysatoraktivität nach und nach mit der Reaktionszeit aufgrund der Ablagerung von kohlenstoffhaltigem Material auf der Katalysatoroberfläche oder aufgrund thermischen Abbaus Verschlechterung des Katalysators sinkt. Um diese Probleme zu bewältigen, werden Verfahren vorgeschlagen, in welchen ein fester Katalysator für die Reaktion mit Ammoniak behandelt wird, um den Katalysator zu reaktivieren (siehe JP-A-5-9180 ; entsprechend US-A-5,212,302 und 5,403,801 ) oder in welchen ein fester Katalysator mit einer wässrigen Lösung eines Ammoniumsalzes (wie Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat und Ammoniumnitrat) und mindestens einem basischem Material (wie Ammoniak, Niederalkylamin, Allylamin und Alkylammoniumhydroxid) behandelt wird, um hohe Katalysatoraktivität bereitzustellen (siehe JP-A-5-170732 ; entsprechend US-A-5,212,302 und 5,403,801 ).
  • Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise, einen festen Katalysator mit einer höheren Aktivität als der von herkömmlichen Katalysatoren bereitzustellen und ein Verfahren zur Herstellung von ε-Caprolactam in einer hohen Ausbeute und über einen langen Zeitraum hinweg unter Verwendung dieses festen Katalysators bereitzustellen. Andere Aufgaben der Erfindung schließen das Bereitstellen eines Verfahrens zur Herstellung und/oder eines Verfahrens zur Aktivierung dieses festen Katalysators, der zur Herstellung von ε-Caprolactam nützlich ist, ein.
  • Diese Aufgaben konnten gelöst werden durch Behandlung eines festen Katalysators mit einer wässrigen Lösung, die Ammoniak und mindestens eine weitere spezifische Komponente enthält.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von ε-Caprolactam bereit, welches die folgenden Schritte umfasst:
    • (i) Behandeln eines festen Katalysators mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung, und
    • (ii) Durchführen einer Beckmannschen Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase in Gegenwart des behandelten festen Katalysators.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Zeoliths bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfasst
    Durchführen einer hydrothermalen Synthesereaktion einer Siliciumverbindung, um Kristalle zu erhalten;
    Kalzinieren der Kristalle; und
    Behandeln der kalzinierten Kristalle mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung, um den Zeolith zu erhalten.
  • Weiter stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Aktivierung eines festen Katalysators bereit, welcher bei der Beckmannschen Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase verwendet wurde, wobei das Verfahren den Schritt des Behandeln des festen Katalysators mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung umfasst.
  • Ein Katalysator, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist ein fester Katalysator, der zur Herstellung von ε-Caprolactam aus Cyclohexanonoxim in einer Gasphase durch eine Beckmannsche Umlagerungsreaktion verwendet werden kann. Der Katalysator, der in der vorliegenden Erfindung behandelt werden soll, kann ein allgemein bekannter fester Katalysator sein. Beispiele für feste Katalysatoren sind Zeolith und Silica-Aluminiumoxid.
  • Der feste Katalysator, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist vorzugsweise Zeolith, stärker bevorzugt ein Zeolith vom Pentasil-Typ und am stärksten bevorzugt ein MFI Zeolith.
  • Der vorstehend beschriebene Zeolith enthält Silicium und Sauerstoff als Skelettstrukturbildende Elemente und kann ein kristallines Silica sein, dessen Skelettstruktur im Wesentlichen aus Silicium und Sauerstoff besteht oder er kann ein Metallsilicat sein, das weitere andere Elemente als Silicium und Sauerstoff als Skelettstruktur-bildende Elemente enthält. Die anderen Elemente als Silicium und Sauerstoff, die im Metallsilicat enthalten sind, können Be, B, Al, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Sb, La, Hf und Bi sein.
  • Wenn nötig, sind zwei oder mehr Arten dieser Elemente im Metallsilicat enthalten. Das Zahlenverhältnis von Siliciumatomen zu dem dieser Elemente ist vorzugsweise 5 oder mehr, und ist stärker bevorzugt 500 oder mehr.
  • Der Zeolith kann geeigneterweise hergestellt werden, indem man zum Beispiel als Ausgangsmaterialien eine Siliciumverbindung, eine quartäre Ammoniumverbindung, Wasser und gegebenenfalls eine Metallverbindung einer hydrothermalen Synthesereaktion unterzieht, einen Kristall zu erhalten, den Kristall trocknet und kalziniert, das erhaltene Material mit Ammoniak oder einem Ammoniumsalz in Kontakt bringt und dann das Material trocknet.
  • Im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren von ε-Caprolactam kann der zu behandelnde Katalysator ein bekannter Zeolith (wie vorstehend beschrieben) sein, oder kann ein Zeolith sein, welcher erfindungsgemäß durch das Verfahren hergestellt wird, das die Schritte umfasst:
    Durchführen einer hydrothermalen Synthesereaktion einer Siliciumverbindung, um Kristalle zu erhalten;
    Kalzinieren der Kristalle; und
    Behandeln der kalzinierten Kristalle mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung.
  • Im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren des Zeoliths kann die hydrothermale Synthesereaktion einer Siliciumverbindung mit einem bekannten Verfahren ausgeführt werden und ist nicht darauf begrenzt. Vorzugsweise wird die hydrothermale Synthesereaktion durch ein Verfahren ausgeführt, das die Schritte Mischen einer Siliciumverbindung mit Wasser und einem quartären Ammoniumhydroxid, um ein Gemisch zu erhalten, und dann Erhitzen des Gemisches, umfasst. Beispiele der Siliciumverbindung schließen ein Tetraalkylorthosilicat, wie Tetramethylorthosilicat, Tetraethylorthosilicat, Tetrapropylorthosilicat und Tetrabutylorthosilicat ein. Eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus diesen Orthosilicaten, können verwendet werden. Wenn ein Tetra-n-propylammoniumhydroxid als ein quartäres Ammoniumhydroxid in der hydrothermalen Synthesereaktion verwendet wird, kann ein Zeolith vom Pentasil-Typ (insbesondere ein MFI Zeolith), der als Katalysator zur Herstellung von ε-Caprolactam geeignet ist, erhalten werden.
  • Wenn nötig, kann bei der Herstellung des Gemisches für die hydrothermale Synthesereaktion zusätzlich zur Siliciumverbindung, Wasser und dem quartären Ammoniumhydroxid eine weitere Verbindung verwendet werden. Beispiele für eine derartige Verbindung schließen eine basische Verbindung wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid ein. Wenn Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid verwendet wird, kann die Konzentration des Hydroxidions in dem Gemisch in geeigneter Weise eingestellt werden. Auch kann, um die Konzentration des quartären Ammoniumions (wenn vorhanden) im Gemisch einzustellen, ein quartäres Ammoniumsalz wie quartäres Ammoniumbromid mit dem Gemisch gemischt werden. Weiter kann man, um es dem entstehenden Zeolith zu ermöglichen, andere Elemente als Silicium und Sauerstoff in seiner Skelettstruktur zu haben, eine Verbindung, die die vorstehend beschriebenen Elemente, die nicht Silicium und Sauerstoff sind, enthält, mit dem Gemisch mischen.
  • Im Gemisch für die hydrothermale Synthesereaktion kann das molare Verhältnis jeder Verbindung zu Silicium folgenderweise kontrolliert werden: das molare Verhältnis von Wasser zu Silicium kann etwa 5 bis etwa 100 sein und ist vorzugsweise etwa 10 bis etwa 60, das molare Verhältnis von quartärem Ammoniumion zu Silicium kann etwa 0,1 bis etwa 0,6 sein und ist vorzugsweise 0,2 bis etwa 0,5, das molare Verhältnis von Hydroxidion zu Silicium kann etwa 0,1 bis etwa 0,6 sein und ist vorzugsweise 0,2 bis etwa 0,5. Wenn eine Verbindung, die andere Elemente als Silicium und Sauerstoff enthält, mit dem Gemisch gemischt werden kann, ist das molare Verhältnis von Silicium zu den Elementen vorzugsweise 5 oder mehr und ist, wie vorstehend beschrieben, stärker bevorzugt 500 oder mehr.
  • Die hydrothermale Synthesereaktion kann bei einer Temperatur von etwa 80 °C bis etwa 160 °C etwa 1 Stunde bis etwa 200 Stunden lang ausgeführt werden.
  • Nach der hydrothermalen Synthesereaktion kann die kristalline Verbindung, die aus der Reaktion erhalten wurde, von dem Gemisch der hydrothermalen Synthesereaktion durch ein bekanntes Verfahren wie Konzentration oder Filtration abgetrennt werden. Die kristalline Verbindung wird, wenn nötig, getrocknet, und kann dann kalziniert werden. Die Kalzinierung kann bei einer Temperatur von etwa 400 °C bis etwa 600 °C unter einer Sauerstoff-haltigen Atmosphäre, wie Luft und einem Gasgemisch aus Stickstoff und Luft ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann die kalzinierte kristalline Verbindung, die so durch hydrothermale Synthesereaktion mit einer Siliciumverbindung, gefolgt von Kalzinierung, erhalten worden war, mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung behandelt werden. Durch die Behandlung mit der Ammoniak enthaltenden wässrigen Lösung kann ein Zeolith mit verbesserter Lebensdauer als Katalysator hergestellt werden. Die Behandlung wird in der gleichen Weise durchgeführt wie nachstehend zur Aktivierung eines festen Katalysators, der in der Beckmannschen Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim verwendet wurde, detailliert beschrieben. Wenn nötig kann gegebenenfalls eine Behandlung (wie eine Dampfbehandlung) für die vorstehend kalzinierten Kristalle vor der Behandlung mit der wässrigen Lösung ausgeführt werden. Zum Beispiel stellt die Behandlung mit Dampf den entstehenden Zeolith mit verbesserter Festigkeit in Kristallform bereit.
  • Der so erhaltene erfindungsgemäße Zeolith kann in einer Vielzahl von Verwendungen wie als Katalysator für organische Synthesen verwendet werden, und wird vorzugsweise als Katalysator für die Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase zur Herstellung von ε-Caprolactam verwendet.
  • Der feste Katalysator, der erfindungsgemäß behandelt und/oder hergestellt werden soll, hat vorzugsweise einen Teilchendurchmesser von etwa 0,001 mm bis etwa 5 mm und stärker bevorzugt einen Teilchendurchmesser von etwa 0,02 mm bis etwa 3 mm. Der feste Katalysator kann beispielsweise ein geformter Gegenstand, der im Wesentlichen aus Katalysatorkomponenten besteht, sein, oder kann ein Träger sein, auf dem eine Katalysatorkomponente geträgert ist.
  • Erfindungsgemäß kann eine Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim durchgeführt werden, indem man den vorgenannten festen Katalysator in einer Gasphase bei einer Temperatur von etwa 250 °C bis etwa 500 °C, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 300 °C bis etwa 450 °C bei einem Druck von etwa 0,005 MPa bis etwa 0,5 MPa, vorzugsweise bei einem Druck von 0,005 MPa bis 0,2 MPa verwendet. Die Reaktion kann in einem Festbett-Verfahren oder in einem Fließbett-Verfahren ausgeführt werden. Die Einspeisungsmenge des Ausgangsmaterials Cyclohexanonoxim kann, in Bezug auf die Einspeisungsrate (kg/h) von Katalysator pro Kilogramm, beispielsweise Raumgeschwindigkeit WHSV (h–1), im Bereich von etwa 0,1 h–1 bis etwa 20 h–1 liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,2 h–1 bis etwa 10 h–1.
  • Die Beckmannsche Umlagerungsreaktion wird vom Gesichtspunkt der Verbesserung der Umwandlung von Cyclohexanonoxim und/oder der Selektivität zu ε-Caprolactam vorzugsweise in Gegenwart von Alkohol ausgeführt. Der zu verwendende Alkohol kann ein Alkohol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen sein und ist vorzugsweise ein Alkohol mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele für den Alkohol schließen Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol, 1-Methyl-1-propanol, 2-Methyl-1-propanol, 1-Pentanol und 1-Hexanol ein. Unter diesen Alkoholen werden Methanol und Ethanol bevorzugt. Wenn nötig, können zwei oder mehr Arten von Alkoholen verwendet werden. Die zu verwendende Menge an Alkohol kann im Bereich von etwa 10 Gewichtsteile bis etwa 2000 Gewichtssteilen liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 20 Gewichtsteilen bis etwa 1000 Gewichtsteilen, auf der Basis von 100 Gewichtsteilen Cyclohexanonoxim.
  • Zusätzlich kann die Beckmannsche Umlagerungsreaktion in der Gegenwart von Wasser ausgeführt werden. In diesem Fall ist die Menge Wasser, die verwendet werden soll vorzugsweise etwa 2,5 Mol oder weniger, auf der Basis von einem (1) Mol Cyclohexanonoxim. Außerdem kann die vorstehend genannte Reaktion in Gegenwart eines inerten Gases ausgeführt werden. Das inerte Gas schließt beispielsweise Stickstoff, Argon und Kohlendioxid ein.
  • Mit dem nach der vorstehend genannten Beckmannschen Umlagerungsreaktion erhaltenen Reaktionsgemisch kann, wenn nötig, in Übereinstimmung mit einem bekannten Verfahren eine Nachbehandlung durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Gas des Reaktionsgemischs abgekühlt und kondensiert werden, gefolgt von einem Arbeitsschritt wie Extraktion, Destillation und Kristallisation, um ε-Caprolactam abzutrennen.
  • Während die Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase in Gegenwart eines festen Katalysators fortgeführt wird, kann sich die Aktivität des festen Katalysators nach und nach verschlechtern und so kann die Umwandlung von Cyclohexanonoxim wegen der Ablagerung von kohlenstoffhaltigen Materialien auf der Katalysatoroberfläche oder wegen thermischen Abbaus des Katalysators verringert sein.
  • Erfindungsgemäß kann ein derartiger fester Katalysator, der in der Beckmannschen Umlagerungsreaktion verwendet wird, durch die Behandlung mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung aktiviert werden. Vorzugsweise wird die Aktivierungsbehandlung ausgeführt, indem man eine Ammoniak und quartäre Ammoniumverbindung enthaltende wässrige Lösung verwendet. Die Aktivierungsbehandlung reaktiviert den verschlechterten Katalysator und stellt einen Katalysator mit äquivalenter oder stärkerer Aktivität als die eines völlig neuen Katalysators bereit. Wie vorstehend beschrieben, kann eine derartige Behandlung mit einer Ammoniak enthaltenden wässrigen Lösung im Verfahren zur Herstellung eines Zeoliths ausgeführt werden, was ebenso von der vorliegenden Erfindung umfasst ist.
  • Die erfindungsgemäße Aktivierungsbehandlung unter Verwendung einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen/Niederalkylaminen ausgewählten Verbindung enthaltenden wässrige Lösung stellt Vorteile bereit, welche kaum durch eine Behandlung mit einer ähnlichen wässrigen Lösung wie eine Lösung, die Ammoniak und eine Ammoniumverbindung, die keine quartäre Ammoniumverbindung ist, enthält, erreicht werden können. Beispielsweise stellt ein fester Katalysator, der erfindungsgemäß behandelt und/oder hergestellt wurde, ε-Caprolactam in einer höheren Ausbeute und über einen längeren Zeitraum her. Die erfindungsgemäße Aktivierungsbehandlung kann mehrere Male wiederholt durchgeführt werden und/oder kann, wenn nötig, in Kombination mit einer Behandlung, die eine bekannte ähnliche wässrige Lösung zur Katalysatorbehandlung verwendet, ausgeführt werden.
  • Beispiele für die quartären Ammoniumverbindungen, die in der vorstehend genannten Aktivierungsbehandlung verwendet werden sollen, schließen Hydroxide und Halogenide einer Vielzahl von quartären Ammoniumverbindungen wie Tetramethylammonium, Tetraethylammonium, n-Propyltrimethylammonium, Tetra-n-propylammonium Tetra-n-butylammonium, 4,4'-Trimethylenbis(dimethylpiperidium), Benzyltrimethylammonium, Dibenzyldimethylammonium, 1,1'-Butylenbis(4-aza-1-azoniabicyclo[2,2,2]octan) und Trimethyladamantylammonium ein. Zwei oder mehr dieser quartären Ammoniumverbindungen können, wenn nötig, zusammen verwendet werden. Unter diesen sind quartäre Ammoniumhalogenide und Tetra-n-propylammoniumverbindungen bevorzugt. Insbesondere sind Tetra-n-propylammoniumhydroxid und Tetra-n-propylammoniumbromid bevorzugt. Stärker bevorzugt wird Tetra-n-propylammoniumbromid erfindungsgemäß verwendet.
  • Die Niederalkylamine, die in der vorstehend beschriebenen Aktivierungsbehandlung verwendet werden sollen, können ein Monoalkylamin sein, können ein Dialkylamin sein oder können ein Trialkylamin sein. Zwei oder mehr dieser Alkylamine können, wenn nötig, zusammen verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Niederalkylamin, das durch die nachstehend genannte chemische Formel (1) dargestellt ist, verwendet: NR1R2R3 (1)wobei R1, R2 und R3 jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sein können, und alle Reste R1, R2 und R3 nicht gleichzeitig Wasserstoffatome sind.
  • Beispiele für Niederalkylamine, die durch die vorstehend genannte chemische Formel (1) dargestellt sind, schließen Monomethylamin, Monoethylamin, Monopropylamin, Monobutylamin, Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Dibutylamin, Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin und Tributylamin ein. Unter diesen ist Tripropylamin bevorzugt.
  • Eine Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltende wässrige Lösung kann einen pH-Wert von etwa 9 oder höher, vorzugsweise einen pH-Wert von etwa 10 bis etwa 13 aufweisen. Die Konzentration von Ammoniak in der wässrigen Lösung kann im Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%. Der Gehalt an quartärer Ammoniumverbindung und/oder einem Niederalkylamin kann im Bereich von etwa 1,0 × 10–7 Mol bis etwa 1 Mol liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1,0 × 10–6 Mol bis etwa 0,1 Mol, auf der Basis von einem (1) Mol Ammoniak, das damit zusammen verwendet werden soll. Wenn ein Zeolith hergestellt wird, kann der Gehalt im Bereich von etwa 1,0 × 10–7 Mol bis etwa 1 Mol liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1,0 × 10–6 Mol bis etwa 0,1 Mol und liegt stärker bevorzugt im Bereich von etwa 1,0 × 10–6 Mol bis etwa 1,0 × 10–4 Mol und liegt am stärksten bevorzugt im Bereich von etwa 1,0 × 10–6 Mol bis 2,0 × 10–5 Mol, auf der Basis von einem (1) Mol Ammoniak, das damit zusammen verwendet werden soll. Wenn ein fester Katalysator aktiviert wird, kann der Gehalt im Bereich von etwa 1,0 × 10–6 Mol bis etwa 1 Mol liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1,0 × 10–5 Mol bis etwa 0,1 Mol und liegt stärker bevorzugt im Bereich von etwa 1,0 × 10–5 Mol bis etwa 0,01 Mol, auf der Basis von einem (1) Mol Ammoniak, das damit zusammen verwendet werden soll. Die vorstehend beschriebene wässrige Lösung, die Ammoniak und eine quartäre Ammoniumverbindung/Niederalkylamin enthält, kann, wenn nötig, weiter eine andere Komponente enthalten, wie ein Ammoniumsalz: (NH4 + Salz). Beispiele für das Ammoniumsalz schließen Ammoniumnitrat, Ammoniumchlorid und Ammoniumsulfat ein.
  • Unter diesen ist ein Ammoniumnitrat bevorzugt. Wenn die wässrige Lösung ein Ammoniumsalz enthält, kann der Gehalt des Ammoniumsalzes im Bereich von etwa 0,001 Mol bis etwa 1 Mol liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,01 Mol bis etwa 0,1 Mol, auf der Basis von einem (1) Mol Ammoniak, das damit zusammen verwendet werden soll.
  • Erfindungsgemäß wird die Aktivierungsbehandlung am stärksten bevorzugt so ausgeführt, dass eine wässrige Lösung, die eine Kombination von Ammoniak, einer quartären Ammoniumverbindung und einem Ammoniumsalz (wie Ammoniumnitrat) enthält, verwendet wird.
  • Die Aktivierungsbehandlung eines festen Katalysators durch die vorstehend beschriebene wässrige Lösung kann durch ein diskontinuierliches Verfahren oder durch ein kontinuierliches Verfahren ausgeführt werden. Beispielsweise kann ein fester Katalysator (oder der Kristall, der durch die hydrothermale Synthesereaktion der Siliciumverbindung erhalten worden ist) in einem Gefäß unter Rühren in die vorstehend beschriebene wässrige Lösung eingetaucht werden, oder die vorstehend beschriebene wässrige Lösung kann durch ein Röhrengefäß zirkulieren, das mit dem festen Katalysator (oder der kristallinen Verbindung) gefüllt ist. Die Aktivierungsbehandlung mit der vorstehend beschriebenen wässrigen Lösung kann bei einer Temperatur von etwa 50 °C bis etwa 250 °C ausgeführt werden und wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 50 °C bis etwa 200 °C ausgeführt und wird stärker bevorzugt bei einer Temperatur von etwa 60 °C bis etwa 150 °C ausgeführt, etwa 0,1 h bis etwa 10 h lang. Die Menge der vorstehend beschriebenen wässrigen Lösung, die bei der Aktivierungsbehandlung verwendet werden soll, kann im Bereich von etwa 100 Gewichtsteilen bis etwa 5000 Gewichtsteilen liegen, auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des festen Katalysators (oder des Kristalls), der behandelt werden soll. Nach der Aktivierungsbehandlung kann mit dem festen Katalysator (oder Kristall) eine anschließende Behandlung wie Waschen mit Wasser und Trocknen durchgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Beckmannsche Umlagerungsreaktion in Kombination mit einer Kalzinierungsbehandlung des festen Katalysators in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases wie Luft, ausgeführt werden, zusammen mit der vorstehend beschriebenen Aktivierungsbehandlung. Bei der Katalysator-Kalzinierungsbehandlung wird kohlenstoffhaltiges Material, das sich auf dem Katalysator abgelagert hat, verbrannt, und vom Katalysator entfernt, was dazu führt, dass der Katalysator eine hohe Umwandlung von Cyclohexanonoxim und/oder eine hohe Selektivität zu ε-Caprolactam beibehalten kann. Vorzugsweise wird mit dem festen Katalysator, der in der Beckmannschen Umlagerungsreaktion verwendet wird, vor der vorstehend genannten Aktivierungsbehandlung mit der wässrigen Lösung eine Katalysator-Kalzinierungsbehandlung durchgeführt. Die Kalzinierungsbehandlung kann in Gegenwart von Alkohol, wie beispielsweise in dem Verfahren, das in JP-A-3-207454 offenbart ist, ausgeführt werden. Vorzugsweise wird die Katalysator-Kalzinierungsbehandlung zusammen mit der Beckmannschen Umlagerungsreaktion wie folgt ausgeführt:
    Wenn die Beckmannsche Umlagerungsreaktion in einem Festbett ausgeführt wird, werden Cyclohexanonoxim, und wenn nötig, ein Alkohol, Wasser und ein inertes Gas in einen Festbett-Reaktor eingespeist, welcher mit einem festen Katalysator gefüllt ist, um sie zur Reaktion zu bringen, dann wird die Einspeisung von Cyclohexanonoxim gestoppt und dann ein sauerstoffhaltiges Gas in den Reaktor eingespeist, um das Kalzinieren des Katalysators durchzuführen, und eine derartige Reaktions- und Kalzinierungsoperation wird wiederholt ausgeführt. Wenn die Beckmannsche Umlagerungsreaktion in einem Fließbett-Verfahren ausgeführt wird, wird ein Teil des festen Katalysators für die Reaktion kontinuierlich oder periodisch, während Cyclohexanonoxim und, wenn nötig, ein Alkohol, Wasser und ein inertes Gas eingespeist werden, aus dem Fließbett-Reaktor herausgenommen und der feste Katalysator, welcher aus dem Reaktor herausgenommen wurde, wird kalziniert und dann in den Reaktor zurückgeführt.
  • Wie vorstehend beschrieben wird die Aktivierungsbehandlung eines festen Katalysators mit der vorstehend beschriebenen wässrigen Lösung, die Ammoniak und dergleichen enthält, vorzugsweise nach der Katalysator-Kalzinierungsbehandlung ausgeführt, wenn die Beckmannsche Umlagerungsreaktion in Kombination mit der Katalysator-Kalzinierungsbehandlung ausgeführt wird. Wenn beispielsweise die Reaktion (durch Einspeisen von Ausgangsmaterialgas in einen Festbett-Reaktor mit einem festen Katalysator) und die Katalysator-Kalzinierung (durch Einspeisen eines Sauerstoffhaltigen Gases in den Festbett-Reaktor) beide, wie vorstehend genannt, wiederholt ausgeführt werden, kann die Aktivierungsbehandlung eines festen Katalysators mit der wässrigen Lösung jedes Mal oder nach einigen Malen nach der Kalzinierungsbehandlung ausgeführt werden. Dann kann die Aktivierungsbehandlung mit der wässrigen Lösung mit dem in den Reaktor gefüllten Katalysator ausgeführt werden. Alternativ dazu kann die Aktivierungsbehandlung mit der wässrigen Lösung ausgeführt werden, nachdem der Katalysator aus dem Reaktor herausgenommen worden ist und dann wird der Katalysator wieder in den Reaktor eingeführt. Zusätzlich kann, wenn die Reaktion während des Zirkulierens des Katalysators zwischen einem Fließbett-Reaktor und einer Kalzinierungsvorrichtung (wie vorstehend genannt) durchgeführt wird, die Aktivierungsbehandlung mit der wässrigen Lösung nach Herausnehmen eines Teils des Katalysators aus der Kalzinierungsvorrichtung, ausgeführt werden. Der Katalysator kann nach der Aktivierungsbehandlung mit der wässrigen Lösung in die Kalzinierungsvorrichtung zurückgegeben werden oder kann in den Reaktor eingeführt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist der aktivierte Katalysator erfindungsgemäß für die Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase wieder verwendbar. Das heißt, dass in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein aktivierter Katalysator mit einer exzellenten Aktivität auch aus einem Katalysator erhalten werden kann, der für die Herstellung von ε-Caprolactam verwendet wurde. Ebenfalls in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Zeolith mit einer hohen Katalysatoraktivität und einer langen Lebensdauer hergestellt. Erfindungsgemäß wird durch Verwendung des so erhaltenen Zeoliths und/oder des so aktivierten festen Katalysators, ε-Caprolactam in einer hohen Ausbeute über einen langen Zeitraum hinweg hergestellt.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgenden Beispiele näher beschrieben, welche nicht als Begrenzung des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden sollen.
  • Die Raumgeschwindigkeit WHSN (h–1) von Cyclohexanonoxim wurde durch Dividieren einer Einspeisungsrate (g/h) von Cyclohexanonoxim durch die Menge (g) des verwendeten Katalysators berechnet. Ein Cyclohexanonoxim und ein ε-Caprolactam wurden durch Gaschromatographie analysiert. Umwandlung von Cyclohexanonoxim bzw. Selektivität zu ε-Caprolactam wurden durch die folgenden Gleichungen berechnet: Umwandlung (%) von Cyclohexanonoxim = [(X – Y)/X] × 100 Selektivität (%) zu ε-Caprolactam = [Z/(X – Y)] × 100wobei X die molare Menge des bereitgestellten Cyclohexanonoxims ist, Y die molare Menge an unreagiertem Cyclohexanonoxim ist und Z die molare Menge des erzeugten ε-Caprolactams ist.
  • REFERENZBEISPIEL 1
  • (a) Beckmannsche Gasphasenumlagerungsreaktion:
  • Ein Katalysator in Teilchenform mit einem Teilchendurchmesser von 0,3 mm oder weniger, der hauptsächlich MFI Zeolith enthält, der aus kristallinem Silica zusammengesetzt ist, zirkulierte in einem Fließbett-Reaktor. Drei Monate lang wurde eine Reaktion bei 380 °C durchgeführt, indem man dampfförmiges Cyclohexanonoxim, dampfförmiges Methanol und Stickstoffgas im Reaktor bereitstellte, während das Reaktionsgas entfernt wurde. Während der Reaktion wurde die Raumgeschwindigkeit WHSV des Cyclohexanonoxims auf 2 h–1 eingestellt, das Einspeisungsverhältnis des Methanols wurde auf der Basis von einem (1) kg Cyclohexanonoxim auf 1,8 kg eingestellt und das Einspeisungsverhältnis von Stickstoffgas wurde auf der Basis von einem (1) kg Cyclohexanonoxim auf 0,3 m3 eingestellt. Ebenso wurde während der Reaktion ein Teil des Katalysators aus dem Reaktor entfernt, in eine Kalzinierungsvorrichtung eingebracht und in einem Luftstrom bei einer Temperatur von 500 °C unter der Bedingung einer mittleren Verweildauer von 20 Stunden kalziniert. Nach der Kalzinierung wurde der Katalysator wieder in den Reaktor eingeführt und zirkulierte zwischen dem Reaktor und der Kalzinierungsvorrichtung.
  • (b) Bewertung des Katalysators:
  • In einen Quarzglasröhrenreaktor mit einem Innendurchmesser von 1 cm wurden 0,375 g des vorstehend erhaltenen Katalysators gepackt, um eine Katalysatorschicht zu bilden, die eine (1) Stunde lang bei einer Temperatur von 350 °C in einem Stickstoffstrom von 4,2 l/h hitzevorbehandelt wurde. Dann wurde die Temperatur der Katalysatorschicht auf 340 °C in einem Stickstoffstrom von 4,2 l/h gesenkt.
  • Eine Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim wurde 20,25 h lang durch Bereitstellen eines dampfförmigen Gemisches aus Cyclohexanonoxim und Methanol (Gewichtsverhältnis: Cyclohexanonoxim/Methanol = 1/1,8) in den Röhrenreaktor bei einer Einspeisungsrate von 8,4 g/h (WHSV von Cyclohexanonoxim: 8 h–1) ausgeführt. Teile des entstandenen Reaktionsgases wurden nach Ablauf von 0 bis 0,25 h, von 5 von 5,25 h, von 13 bis 13,25 h bzw. von 20 bis 20,25 h nach dem Start der Reaktion gesammelt, und wurden durch Gaschromatographie analysiert, um die Umwandlung des Cyclohexanonoxim und die Selektivität zu ε-Caprolactam zu bestimmen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
    Zeitablauf (h) 0–0,25 5–5,25 13–13,5 20–20,5
    Umwandlung (%) 91,2 47,3 32,4 27,4
    Selektivität (%) 91,5 94,4 93,9 93,5
  • BEISPIEL 1
  • Der Katalysator (26 g), der nach der Reaktion in Referenzbeispiel 1-(a) erhalten worden war, wurde in einen Autoklaven eingebracht, in dem ein Lösungsgemisch (pH: 11,5) einer wässrigen Ammoniumnitratlösung (7,5 Gew.-%, 110 g), eine Ammoniaklösung (25 Gew.%, 168 g) und Tetra-n-propylammoniumbromid (1,91 g) zugegeben wurde. Dann wurde das entstandene Gemisch bei einer Temperatur von 90 °C eine (1) Stunde lang geschüttelt, um den darin enthaltenen Katalysator zu aktivieren. Nach der Filtration wurde der gefilterte feste Rückstand mit Wasser gewaschen und getrocknet, um einen aktivierten Katalysator zu erhalten.
  • Unter Verwendung des aktivierten Katalysators wurde die Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in der gleichen Weise wie in Referenzbeispiel 1-(b) ausgeführt (nicht 20,25 Stunden lang, sondern 10,25 Stunden lang).
  • Nach der vorstehend genannten Reaktion wurde die Einspeisung des Gemisches aus Cyclohexanonoxim und Methanol gestoppt, von Stickstoff wurde zu Luft gewechselt. Dann wurde die Temperatur der Katalysatorschicht von 340 °C auf 410 °C in einem Luftstrom von 5 l/h angehoben und wurde bei einer Temperatur von 410 °C 20 Stunden lang gehalten, um die Kalzinierungsbehandlung des Katalysators auszuführen. Danach wurde von Luft zu Stickstoff gewechselt und die Temperatur der Katalysatorschicht wurde auf 340 °C in einem Stickstoffstrom von 4,2 l/h eingestellt.
  • Die Abfolge der Arbeitsschritte von der Reaktion bis zur Kalzinierungsbehandlung wurde weitere 9 Mal wiederholt und insgesamt wurde die Reaktion 10 Mal ausgeführt. In der ersten, der zweiten und zehnten Reaktion wurden Teile des Reaktionsgases für nach Ablauf von 10 bis 10,25 h beziehungsweise nach dem Start der Reaktion gesammelt, und wurden durch Gaschromatographie analysiert, um die Umwandlung von Cyclohexanonoxim und die Selektivität zu ε-Caprolactam zu bestimmen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
  • BEISPIEL 2
  • ε-Caprolactam wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, dass Tri-n-propylamin (0,10 g) anstelle von Tetra-n-propylammoniumbromid (1,91 g) verwendet wurde. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • ε-Caprolactam wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, dass kein Tetra-n-propylammoniumbromid verwendet wurde. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
  • REFERENZBEISPIEL 2
  • Unter Verwendung eines völlig neuen Katalysators (vom gleichen Katalysatortyp, der hauptsächlich eine MFI-Zeolith-Verbindung enthält, die aus kristallinem Silica zusammengesetzt ist, wie es in Vergleichsbeispiel 1-(a) verwendet wird), wurden die gleichen, zehn Mal ausgeführten Reaktionen zur Herstellung eines ε-Caprolactams wie in Beispiel 1 ausgeführt, um ein ε-Caprolactam zur erhalten. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
    Beispiel 1 Beispiel 2 Vergleichsbeispiel 1 Referenzbeispiel 2
    Erste Reaktion (10–10,25 h) Umwandlung (%) Selektivität (%) 916,9 95,9 99,8 96,1 99,8 95,6 99,9 96,6
    Zweite Reaktion (10–10,25 h) Umwandlung (%) Selektivität (%) 99,9 95,5 99,6 96,5 99,3 95,9 99,6 96,5
    Zehnte Reaktion (10–10,25 h) Umwandlung (%) Selektivität (%) 99,3 96,3 98,4 95,9 96,8 96,3 97,7 96,7
  • BEISPIEL 3
  • (a) Herstellung von Zeolith:
  • In einem Autoklaven aus Edelstahl wurden Tetraethylorthosilicat (Si(OC2H5)4) (100 Gewichtsteile), 40 % wässrige Tetra-n-propylammoniumhydroxidlösung (57,4 Gewichtsteile), 48 % wässrige Kaliumhydroxidlösung (0,36 Gewichtsteile) und Wasser (279 Gewichtsteile) eingebracht und 120 Minuten lang bei Raumtemperatur kräftig gerührt. Die Temperatur im Autoklaven wurde erhöht und 48 h lang bei 105 °C gehalten, um unter Rühren eine hydrothermale Synthesereaktion des Gemisches auszuführen. Das entstandene Reaktionsgemisch wurde abfiltriert und der gefilterte Rückstand wurde fortwährend mit deionisiertem Wasser gewaschen bis der pH-Wert des Filtrats etwa 9 erreichte, um Kristalle zu erhalten. Die Kristalle wurden bei 100 °C oder höher getrocknet.
  • Die getrockneten Kristalle wurden eine Stunde lang bei 530 °C in einem Stickstoffstrom kalziniert und dann eine Stunde lang bei 530 °C in einem Luftstrom kalziniert, um pulverförmige weiße Kristalle zu erhalten. Als Ergebnis einer Pulver-Röntgendiffraktionsanalyse wurden die Kristalle als MIF Zeolith identifiziert. Die pulverförmigen weißen Kristalle wurden dann 3 Stunden lang bei 80 °C mit Dampf behandelt.
  • Diese dampf-behandelten Kristalle (8,8 g) wurden in einen Autoklaven eingebracht. Weiter wurde ein Gemisch (pH: 11,5) aus einer wässrigen Ammoniumnitratlösung (7,5 Gew.-%, 96 g), aus Ammoniakwasser (25 Gew.-%, 147 g) und Tetra-n-propylammoniumbromid (0,003 g) in den Autoklaven zugegeben. Nach einstündigem Rühren bei 90 °C wurden die Kristalle durch Filtration aus dem entstandenen Gemisch abgetrennt. Nachdem eine derartige Behandlung (mit dem Gemisch aus wässriger Ammoniumnitratlösung, Ammoniakwasser und Tetra-n-propylammoniumbromid) und Filtration insgesamt dreimal wiederholt ausgeführt worden waren, wurden die entstandenen Kristalle mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der so erhaltene Katalysator wird nachstehend als Katalysator A bezeichnet.
  • (b) Herstellung (1) von ε-Caprolactam:
  • Unter Verwendung von Katalysator A (0,375 g) wurde eine Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in der gleichen Weise wie in Vergleichsbeispiel 1-(b) ausgeführt, um ein ε-Caprolactam zu erhalten. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
  • BEISPIEL 4
  • (a) Herstellung von Zeolith:
  • Dampfbehandelte Kristalle (8,8 g) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3-(a) erhalten, welche dann in einen Autoklaven eingebracht wurden. Weiter wurde ein Gemisch (pH: 11,5) einer wässrigen Ammoniumnitratlösung (7,5 Gew.-%, 96 g) und Ammoniakwasser (25 Gew.-%, 147 g) in den Autoklaven zugegeben. Nach einstündigem Rühren bei 90 °C wurden die Kristalle von dem entstandenen Gemisch durch Filtration abgetrennt. Nachdem eine derartige Behandlung (mit dem Gemisch aus wässriger Ammoniumnitratlösung und Ammoniakwasser) und Filtration insgesamt zweimal wiederholt ausgeführt worden waren, wurden die entstandenen Kristalle dann mit einem Gemisch (pH: 11,5) aus einer wässrigen Ammoniumnitratlösung (7,5 Gew.-%, 96 g), Ammoniakwasser (25 Gew.-%, 147 g) und Tetra-n-propylammoniumbromid (0,008 g) behandelt. Nach zweitstündigem Rühren bei 90 °C wurden die Kristalle von dem entstandenen Gemisch durch Filtration abgetrennt, gefolgt von Waschen mit Wasser und Trocknen. Der so erhaltene Katalysator wird nachstehend als Katalysator B bezeichnet.
  • (b) Herstellung (1) von ε-Caprolactam:
  • Unter Verwendung von Katalysator B (0,375 g) wurde eine Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in der gleichen Weise wie in Vergleichsbeispiel 1-(b) ausgeführt, um ein ε-Caprolactam zu erhalten. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
  • (c) Herstellung (2) von ε-Caprolactam:
  • ε-Caprolactam wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Katalysator B (0,375 g) anstelle des aktivierten Katalysators von Beispiel 1 verwendet wurde.
  • Eine Abfolge von Arbeitsschritten von der Reaktion bis zur Kalzinierungsbehandlung wurde weiter 2 Mal wiederholt und insgesamt wurde die Reaktion 3 Mal ausgeführt. In der ersten, der zweiten und dritten Reaktion wurden Teile des Reaktionsgases nach Ablauf von 10 bis 10,25 h beziehungsweise nach dem Start der Reaktion gesammelt, und wurden durch Gaschromatographie analysiert, um die Umwandlung von Cyclohexanonoxim und die Selektivität zu ε-Caprolactam zu bestimmen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • (a) Herstellung von Zeolith:
  • Dampf-behandelte Kristalle (8,8 g) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3-(a) erhalten und dann in einen Autoklaven eingebracht. Weiter wurde ein Gemisch (pH: 11,5) aus einer wässrigen Ammonimnitratlösung (7,5 Gew.-%, 96 g), und aus Ammoniakwasser (25 Gew.-%, 147 g) in den Autoklaven zugegeben. Nach einstündigem Rühren bei 90 °C wurden die Kristalle durch Filtration aus dem entstandenen Gemisch abgetrennt. Nachdem eine derartige Behandlung (mit dem Gemisch aus wässriger Ammoniumnitratlösung und Ammoniakwasser) und Filtration insgesamt dreimal wiederholt ausgeführt worden waren, wurden die Kristalle durch Filtration aus dem entstandenen Gemisch abgetrennt und mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der so erhaltene Katalysator wird nachstehend als Katalysator C bezeichnet.
  • (b) Herstellung von ε-Caprolactam:
  • Unter Verwendung von Katalysator C (0,375 g) wurde eine Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in der gleichen Weise wie in Beispiel 3-(b) ausgeführt, um ein ε-Caprolactam zu erhalten. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
  • (c) Herstellung von ε-Caprolactam:
  • Unter Verwendung von Katalysator C (0,375 g) wurde eine Beckmannsche Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in der gleichen Weise wie in Beispiel 4-(c) ausgeführt, um ein ε-Caprolactam zu erhalten. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 3
    Beispiel 3 Beispiel 4 Vergleichsbeispiel 2
    0–0,25h Umwandlung (%) Selektivität (%) 100 95,5 100 96,0 100 95,9
    5–5,25 h Umwandlung (%) Selektivität (%) 100 96,5 100 97,0 99,8 96,6
    13–13,25 h Umwandlung (%) Selektivität (%) 99,9 96,5 100 97,1 99,5 96,8
    20–20,25 h Umwandlung (%) Selektivität (%) 99,9 96,4 99,9 97,0 99,1 96,6
    Tabelle 4
    Beispiel 4 Vergleichsbeispiel 2
    Erste Reaktion (10–10,25 h) Umwandlung (%) Selektivität (%) 99,9 96,1 99,8 96,6
    Zweite Reaktion (10–10,25 h) Umwandlung (%) Selektivität (%) 99,9 96,2 99,6 96,0
    Zehnte Reaktion (10–10,25 h) Umwandlung (%) Selektivität (%) 99,9 96,4 98,9 96,2

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung von ε-Caprolactam, umfassend die Schritte: (i) Behandeln eines festen Katalysators mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung, und (ii) Durchführen einer Beckmannschen Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase in Gegenwart des behandelten festen Katalysators.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der in Schritt (i) zu behandelnde feste Katalysator ein Zeolith ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Zeolith ein Zeolith ist, welcher dadurch erhalten wird, dass eine hydrothermale Synthesereaktion einer Siliciumverbindung durchgeführt wird, um Kristalle zu erhalten und die Kristalle kalziniert werden.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wässrige Lösung Ammoniak und eine quartäre Ammoniumverbindung enthält.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die wässrige Lösung weiterhin ein Ammoniumsalz enthält.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die quartäre Ammoniumverbindung tetra-n-Propylammoniumbromid ist.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Ammoniumsalz Ammoniumnitrat ist.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der in Schritt (i) zu behandelnde feste Katalysator ein fester Katalysator ist, welcher in Schritt (ii) verwendet wurde.
  9. Verfahren zur Herstellung von ε-Caprolactam, umfassend die Schritte: Durchführen einer Beckmannschen Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase in Gegenwart eines festen Katalysators, um ein den festen Katalysator enthaltendes Reaktionsgemisch zu erhalten; Abtrennen des festen Katalysators aus dem Reaktionsgemisch; Behandeln des abgetrennten festen Katalysators mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung; und Rückführung des behandelten festen Katalysators in den Reaktionsschritt.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der abgetrennte feste Katalysator vor der Behandlung mit der Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung kalziniert wird.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Zeoliths, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Durchführen einer hydrothermalen Synthesereaktion einer Siliciumverbindung, um Kristalle zu erhalten; Kalzinieren der Kristalle; und Behandeln der kalzinierten Kristalle mit einer, Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung, um das Zeolith zu erhalten.
  12. Verfahren zur Aktivierung eines festen Katalysators, welcher in der Beckmannschen Umlagerungsreaktion von Cyclohexanonoxim in einer Gasphase verwendet wurde, wobei das Verfahren den Schritt des Behandelns des festen Katalysators mit einer Ammoniak und mindestens eine aus quartären Ammoniumverbindungen und Niederalkylaminen ausgewählte Verbindung enthaltenden wässrigen Lösung umfaßt.
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