JP2000191566A - アルコ―ルの製造方法 - Google Patents
アルコ―ルの製造方法Info
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
和反応によりアルコールを生産性良く製造する方法を提
供する。 【解決手段】 イオン交換樹脂を触媒としてオレフィン
の水和反応によりアルコールを製造する方法において、
反応溶媒および/または生成物と同種のアルコールと接
触させたイオン交換樹脂を使用して水和反応を開始す
る。
Description
触媒としてオレフィンの水和反応によりアルコールを製
造する方法に関する。
の水和反応によりアルコールを製造する方法としては、
例えば特公昭60-51451号公報、特開昭55-85529号公報、
特開昭55-108825号公報、特開昭56-34643号公報、特開
昭56-87526号公報および特公平3-42250号公報等にイソ
ブチレンの水和反応による第3級ブチルアルコール(以
下、TBAという。)の製造方法が記載されている。
イソブチレンと水の相互溶解性が低く、反応液が有機相
と水相の二相を形成するため、一般に反応速度が遅い。
そこで反応溶媒を工夫して反応液を均一にすることによ
り反応速度を向上させる方法が提案されている。このよ
うな溶媒を工夫した方法としては、例えば特開昭55-855
29号公報、特開昭55-108825号公報、特開昭56-10124号
公報および特公平3-42250号公報ではアルコールを用い
る方法、特開昭56-34643号公報では極性溶媒を用いる方
法、特公昭60-51451号公報では有機酸を用いる方法、特
開昭56-87526号公報ではグライコールを用いる方法等が
挙げられる。
れるイオン交換樹脂は、強度の問題から通常は水で湿潤
した状態で取り扱われ、その際の含水率は通常45〜6
5重量%である。イオン交換樹脂と水に関して、特開昭
55-85529号公報および特開昭55-108825号公報では、使
用するイオン交換樹脂は初めに水で充分膨潤させてから
水和反応に使用することが好ましいと記載されており、
その効果としてイソブチレン重合体の副生が抑制される
こと、および触媒の活性劣化が大幅に改善されることを
挙げている。
ィンの水和によるアルコールの製造に水で湿潤させたイ
オン交換樹脂を触媒として使用すると、回分操作および
連続操作の何れの場合も所定の転化率が得られるまでに
長時間を要するので生産性が低いという問題があった。
触媒としてオレフィンの水和反応によりアルコールを生
産性良く製造する方法を提供することにある。
脂を触媒としてオレフィンの水和反応によりアルコール
を製造する方法において、反応溶媒および/または生成
物と同種のアルコールと接触させたイオン交換樹脂を使
用して水和反応を開始することを特徴とするアルコール
の製造方法である。
和反応によりアルコールを製造する方法としては、例え
ばイソブチレンからTBAを製造する方法、ノルマルブ
テンから第2級ブチルアルコールを製造する方法等が挙
げられるが、これに限定されるものではない。
脂としては、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体を骨
格とする多孔性の強酸性型陽イオン交換樹脂が好まし
い。特に、80℃で7時間真空乾燥させたものをBET
法により窒素を用いて測定した表面積が10〜100m
2/g、「化学と工業」第21巻第11号1465(1
968)記載の方法に従って測定した細孔容積が0.1
〜1.0ml/g、JIS Z 8801−1981
(標準網ふるい)のふるいを用いて測定した粒径が0.
1〜2mm、見掛け密度が水銀圧入法により測定した値
で500〜1000g/l、触媒乾燥粒子1g当たりの
スルホン酸基のミリグラム当量を表した交換容量が1.
0meq/g以上、架橋剤であるジビニルベンゼンの添
加量を単量体スチレンに対する質量比で表した架橋度が
8〜18%の強酸性型陽イオン交換樹脂が好ましい。こ
のような強酸性型陽イオン交換樹脂としては、例えばバ
イエル社製の「レバチット」(商品名)やローム・アン
ド・ハース社製の「アンバーリスト」(商品名)等が挙
げられる。
使用する前に反応溶媒および/または生成物と同種のア
ルコール(以下、前処理剤という。)と接触させる(以
下、前処理という。)。この際、前処理剤は水溶液で使
用することが好ましい。また、イオン交換樹脂の細孔内
に存在する不純物を除去するためには、前処理の前にイ
オン交換樹脂と純水を充分接触させておくことが好まし
い。
は、例えばイオン交換樹脂を前処理剤や純水等に浸す方
法、イオン交換樹脂を充填した反応器等に前処理剤や純
水等を通液する方法等が挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。特に、水和反応を実施する反応器内
で前処理を行うことは、前処理から反応までの一連の操
作を単純化できるので好ましい。
で、その温度において前処理剤が気化しない圧力で実施
する。
されたイオン交換樹脂を使用してオレフィンの水和反応
によりアルコールを製造する。ここで原料のオレフィン
としては、例えばイソブチレンおよびノルマルブテン等
が挙げられる。オレフィンとしてイソブチレンを用いる
場合、イソブチレン源としてはイソブチレン単独および
イソブチレン含有炭化水素からなる液化ガス(以下、液
化ガスという。)等を使用することができる。イソブチ
レン含有炭化水素としては、例えばイソブチレンを含む
ブテン類、ブタン類等の混合物等が挙げられる。このよ
うなイソブチレン源として、工業的には石油類の熱分
解、水蒸気分解、接触分解等により得られるC4炭化水
素混合物が用いられるが、これからブタジエンを分離除
去したものが好ましい。このような工業的に入手できる
イソブチレン含有炭化水素は通常80重量%以下のイソ
ブチレンの濃度であるが、本発明では入手が容易な15
〜50重量%のイソブチレン含有炭化水素が好ましい。
連続操作でも実施できる。この際に用いる反応器の構造
形式は、槽型、管型、塔型等の固液接触が可能なもので
あればよく、その構造形式は特に限定されない。また、
反応器は1基でも2基以上連結したしたものでもよい。
このような反応器としては、例えば連続流通方式の固定
床式反応器を直列多段に配置したもの等が挙げられる。
媒としては、有機酸、スルホン、スルホランおよびスル
ホレン等の極性溶媒、炭素数1〜8の脂肪族アルコー
ル、グライコール等が使用できる。また、反応溶媒とし
て生成物のアルコールを使用してもよく、この場合は別
途用意したアルコールでもよいが、本発明の水和反応で
生成したアルコールを利用することが簡便である。
へ生成物であるアルコールを溶媒として加えることは、
第二反応器以降の反応器における断熱温度上昇を抑制す
る効果があるので好ましい。また直列多段反応器では、
第一反応器の出口反応物の一部を第一反応器の入口部へ
循環することにより第一反応器で生成したアルコールの
一部を溶媒として利用することができる。第一反応器の
出口反応物の一部を第一反応器の入口部へ循環する際の
循環比は次式のように定義される。 循環比=(循環量)/(原料供給量+TBA供給量+循
環量) ここで、循環量とは単位時間当たりの第一反応器の出口
反応物の循環量、原料供給量とは単位時間当たりのイソ
ブチレンまたはイソブチレン含有炭化水素および水の供
給量、TBA供給量とは単位時間当たりの外部から新た
に加えられるTBA供給量であり循環液に含まれるTB
Aは含まない。これらは全て重量基準である。
上記の循環比は、1.8〜10が好ましく、特に2〜5
が好ましい。このような循環比を採用することにより、
外部から新たに加えるTBAが少量またはゼロであって
も、第一反応器の入口部の反応液を均一に近づけること
ができる。また、第一反応器の出口反応物を循環させる
ことは、発熱反応である水和反応による第一反応器の断
熱温度上昇を抑える効果があるので好ましい。
レンからTBAを製造する場合、本第一反応器の入口部
における液化ガスに対するTBAの重量比は0.5〜
3.5が好ましく、特に0.8〜3が好ましい。このよ
うな重量比になるように循環比や外部から新たに加える
TBAの量を調節すると、反応液が不均一であっても工
業的に十分満足のできる反応速度が得られる。第一反応
器の入口部における液化ガスに対するTBAの重量比
は、第一反応器を循環せずに外部から新たに加えるTB
Aだけでも好ましい範囲に調整することができるが、イ
ソブチレンと水の水和反応によるTBA合成反応は平衡
反応であり、生成物であるTBAを外部より多量に反応
系へ添加することは平衡上問題がある。
使用する原料の種類や量、溶媒、反応器の形式等の条件
により異なるので一概に言えないが、例えば直列多段反
応器を用いてイソブチレンからTBAを製造する場合、
全ての反応器の反応温度は通常65℃以下で行うことが
好ましい。なお、反応温度とは反応器内の一番温度の高
い部分の温度を指すものとする。
その反応温度において原料であるオレフィンおよび水が
液状を呈する圧力が採用され、この圧力は通常200〜
5000kPaである。
換樹脂を使用してオレフィンの水和反応によりアルコー
ルを製造すると、前処理を行わない場合と比較して、短
い時間で所定の転化率が得られる。このような効果が得
られる理由を、本発明者らは次のように推定している。
すなわち、前処理においてイオン交換樹脂の細孔内部で
は、予め存在していた水の一部または全部が相互拡散作
用により前処理剤と置換される。その結果、原料である
オレフィンと細孔内部の液との相互溶解性が向上し、イ
オン交換樹脂の細孔内部にある活性点へのオレフィンの
拡散が容易になるものと推定している。
説明する。なお、原料のイソブチレン含有炭化水素、
水、および生成したTBA、並びに不純物であるイソブ
チレン2量体、第2級ブチルアルコール等の定量分析に
はキャピラリーカラムを装着したガスクロマトグラフィ
ーを使用した。
単に転化率という。)は次式により算出した。 転化率(%)=(A−B)/A ここで、反応を回分操作で実施した実施例1および比較
例1において、Aは反応前に反応系内に仕込んだイソブ
チレンのモル数、Bは反応後に反応系内に残存していた
イソブチレンのモル数を表す。また、反応を連続操作で
実施した実施例2、実施例3および比較例2において、
Aは反応系内に供給したイソブチレンのモル数、Bは反
応系内から排出されたイソブチレンのモル数を表す。
1時間当たりの当該化合物のg単位の平均生成量をい
う。
てイソブチレンの水和反応によるTBAの製造を行っ
た。反応器3は内径40mm、内容積400mlの円筒
型反応器である。反応器3にはジャケットが備えられて
おり、所定の反応温度になるように熱媒を循環させるこ
とができる構造となっている。
の強酸性型イオン交換樹脂「アンバーリスト15WE
T」(商品名)を350mlを充填し、水和反応を実施す
る前に、30℃の純水1750mlを反応器に通液して
イオン交換樹脂を洗浄した。さらに30℃の40重量%
TBA水溶液1750mlを通液した。通液後のイオン
交換樹脂に含まれるTBA水溶液の濃度は20重量%で
あった。
表1に示した組成のイソブチレン含有炭化水素480
g、水231gおよびTBA316gからなる反応液
を、反応器内空塔基準の線速度が10mm/sで反応器
3に供給し、反応温度65℃、反応圧力1160kPa
反応を行った。反応開始5時間後のイソブチレン転化率
は65%で、このときのTBAの生成量は198gであ
った。
交換樹脂にTBA水溶液を通液しなかった以外は実施例
1と同様にしてTBAの製造を行ったところ、反応開始
5時間後のイソブチレン転化率は35%で、このときの
TBAの生成量は105.5gであった。
てイソブチレンの水和反応によるTBAの製造を行っ
た。各反応器は直径52.7mm、内容積12Lの円筒
型反応器であり、この反応器3基を直列に並べ使用し
た。各反応器にはバイエル社製の強酸性型陽イオン交換
樹脂「K−2621」(商品名)を12L充填し、純水を
LHSV=1h-1で2時間通液して洗浄した。この操作
と同時に、反応器の温度を室温から反応温度に昇温する
操作を開始した。純水の通液に続いて、86.5重量%
のTBA水溶液をLHSV=1h-1で4時間通液した。
通液後のイオン交換樹脂に含まれるTBA水溶液の濃度
は20重量%であった。
含有炭化水素を2.8kg/h、水を0.6kg/hで
第一反応器5に供給し、第一反応器5から第三反応器1
0の反応温度をそれぞれ59℃、62℃、59℃として
反応を行った。また、反応生成物であるTBAを第一反
応器5へ添加して第一反応器5の入口部における液化ガ
スに対するTBAの重量比を0.8、第一反応器の出口
反応物の一部を第一反応器5へ循環する際の循環比を
3.2とした。
で、このときのTBAの生成速度は1403g/h、イ
ソブチレン2量体の生成速度は0.2g/h、第2級ブ
チルアルコールの生成速度は0.6g/hであり、イソ
ブチレン2量体や第2級ブチルアルコールの生成量はき
わめて少なかった。
ン交換樹脂に純水で洗浄する時間を6時間とし、TBA
水溶液の通液を行わなかったこと以外は実施例2と同様
にしてTBAの製造を行ったところ、反応開始8時間後
の転化率は75%で、このときのTBAの生成速度は1
247g/h、イソブチレン2量体の生成速度は0.2
g/h、第2級ブチルアルコールの生成速度は0.4g
/hであり、転化率およびイソブチレン生成速度が低く
生産性が悪かった。
りアルコールを製造する場合、生産性よくアルコールを
製造できる。
応装置の一例
応装置の一例
Claims (1)
- 【請求項1】 イオン交換樹脂を触媒としてオレフィン
の水和反応によりアルコールを製造する方法において、
反応溶媒および/または生成物と同種のアルコールと接
触させたイオン交換樹脂を使用して水和反応を開始する
ことを特徴とするアルコールの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10370505A JP2000191566A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | アルコ―ルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10370505A JP2000191566A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | アルコ―ルの製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009261007A Division JP5290937B2 (ja) | 2009-11-16 | 2009-11-16 | アルコールの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000191566A true JP2000191566A (ja) | 2000-07-11 |
Family
ID=18497088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10370505A Pending JP2000191566A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | アルコ―ルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000191566A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006206536A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Nippon Zeon Co Ltd | シクロアルキルアルキルエーテルの製造方法 |
WO2011054781A1 (de) | 2009-11-03 | 2011-05-12 | Basf Se | THERMOPLASTISCHE ZUSAMMENSETZUNGEN MIT VERBESSERTER FLIEßFÄHIGKEIT |
EP2377844A2 (de) | 2004-06-21 | 2011-10-19 | Basf Se | Hilfsmittel enthaltend Cyclohexanpolycarbonsäurederivate |
WO2011151301A1 (de) | 2010-06-01 | 2011-12-08 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von expandierbaren styrolpolymer-zusammensetzungen |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP10370505A patent/JP2000191566A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2006206536A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Nippon Zeon Co Ltd | シクロアルキルアルキルエーテルの製造方法 |
JP4609642B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2011-01-12 | 日本ゼオン株式会社 | シクロアルキルアルキルエーテルの製造方法 |
WO2011054781A1 (de) | 2009-11-03 | 2011-05-12 | Basf Se | THERMOPLASTISCHE ZUSAMMENSETZUNGEN MIT VERBESSERTER FLIEßFÄHIGKEIT |
WO2011151301A1 (de) | 2010-06-01 | 2011-12-08 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von expandierbaren styrolpolymer-zusammensetzungen |
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