JP2001354643A - 硫化オレフィン類の製造方法 - Google Patents
硫化オレフィン類の製造方法Info
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Abstract
ィン(類)から硫化オレフィン類を単段階で製造する方
法を提供する。 【解決手段】0.5〜0.8nmの中〜大孔径のゼオラ
イトに基づく固体触媒の存在下で単段階で反応させるオ
レフィン、硫黄および硫化水素から硫化オレフィン類を
製造する方法。また固体触媒がX型、Y型またはL型の
ゼオライトまたはモルデン沸石、特にY型のゼオライト
である方法。さらに硫黄/オレフイン(類)のモル比が
0.4:1〜2.5:1、好ましくは0.5:1〜2:
1である方法、およびH2S/オレフィン(類)のモル
比が0.5:1〜2.5:1、好ましくは0.5:1〜
2:1である方法。
Description
の分野に関するものであり、より詳細には、その課題
は、硫黄および硫化水素を用いる硫化により淡色の硫化
オレフィン類を製造する新規な方法である。
め、および潤滑剤またはエラストマーの添加物として広
範囲に用いられる生成物である。これらの生成物は、本
質的に有機スルフィド類、ジスルフィド類およびポリス
ルフィド類の混合物から成る。
ド類を製造する多数の方法が、当業者に知られている。
第1群の方法は、塩基触媒存在下でメルカプタンと硫黄
を反応させる。例えば、フランス特許第2、607、4
96号およびフランス特許第2、630、104号に記
載されたこれらの方法は、それ自体をオレフィン類また
はアルコール類から製造しなければならないメルカプタ
ン類の使用が必要なことから高価である。
の、オレフィン類からジアルキルジスルフィド類および
ジアルキルポリスルフィド類を製造するための方法は、
実際には2段階方法であり、第1にメルカプタンを形成
するために、固体触媒の存在下でH2S+オレフィン反
応を実施し、第2にポリスルフィドを形成するために、
このメルカプタンを硫黄および他の不均一系触媒と接触
させる。この方法は、高温で連続的な2段階(2個の異
なる反応器)を必要とするという不利益を有する。
法が、提案されている。
ン+硫黄反応は、着色生成物を生じる。この不利益を避
けるために、水の存在下でこのプロセスを実施するか、
または水洗を実行することが提案されたが、これは、水
相の分離および廃水処理の問題が生じる。この種の方法
は、米国特許第5,338,468号、国際公開第92
/03524号、国際公開第92/00367号、国際
公開第97/24416号、ヨ−ロッパ特許第714、
970号、ヨーロッパ特許第714、971号およびフ
ランス特許第2,757,534号に記載されている。
全てこれらの方法では、反応を良好に実施するために高
温が必要となる。ヨーロッパ特許第201,197号
は、140℃〜180℃の温度での硫黄+オレフィン反
応を記載している。
されている。米国特許第4,119,550号のよう
に、触媒がないと、著しい高温高圧の使用が余儀なくさ
れる。ヨ−ロッパ特許第889、030号、米国特許第
4,119,549号、米国特許第4,191,659
号、米国特許第4,584,113号、および特開平1
1−246518号は、反応終末に除去困難な均一系触
媒を用いたこの反応を記載している。ヨーロッパ特許第
554、011号は、110℃での変換で中程度の効率
を有する、特に不均一系触媒の存在下でのこの同一反応
を記載している。
る硫化により、澄明な淡色生成物が得られ、この反応が
単段階で実現できる硫化オレフィンを製造する新規な方
法が、ここに見出された。
は大孔径(0.5〜0.8nm)を有するゼオライトの
存在下で、単段階で実施されることを特徴とする。
の表面積および特定の孔径によって特徴付けられるアル
ミノケイ酸塩である。この一般化学式は、M2/nO・
Al 2O3・ySiO2・wH2Oで、式中、Mはカチ
オンであり、nはその価数であり、wは結晶水の量であ
り、yは2以上である。ゼオライトは、Na+、L
i +、K+またはCs+などのアルカリ金属カチオン
類、Mg2+またはCa2+などのアルカリ土類金属カ
チオン類、またはAg+、Co2+、Ni2+、Mo
2+または3+、Fe2+または3+、Cr3+、La
3+などの金属カチオンで交換できる。またアンモニウ
ムイオンまたはH+イオンも交換できる。
活性に影響を与えることができるが、最も重要なこと
は、骨格構造とその孔径、骨格のシリカ/アルミナ比お
よびカチオンの性質の3点である。本発明によるゼオラ
イトは、0.5〜0.8nmの範囲の中孔径または大孔
径のゼオライトである。これらのゼオライトは、X型、
Y型またはL型のゼオライト、またはモルデン沸石が好
ましく、またY型がさらに好ましい。これらのゼオライ
トは、R.Szostak,Van Nostrand
およびReinholdの「Handbook of Molecular Si
eves」1992年、ニューヨークに記載されている。例
えば、水和状態でのX型の基本単位は、通常、直径0.
74nmの細孔を有するNa86・[(AlO2)86
・(SiO 2)106]・264H2Oの化学組成を有
し、水和状態でのY型の基本単位は、通常、直径0.7
4nmの細孔を有するNa56・[(AlO2)56・
(SiO2)136]・264H2Oの化学組成を有
し、水和状態でのL型の基本単位は、直径0.71nm
の細孔を有するK9・[(AlO2)9・(SiO2)
27]・22H2Oの化学組成を有し、水和状態での基
本モルデン沸石単位は、より大きな直径0.7nmの細
孔を有するNa8・[(AlO2)8・(SiO 2)
40]・24H2Oの化学組成を有している。
カリ金属カチオン類、アルカリ土類金属カチオン類、金
属カチオン類、アンモニウムまたは水素イオン類で全体
的または部分的に交換してもよい。
類は、広範囲から選ばれ得る。これらは、少なくとも1
つの非芳香族の炭素−炭素2重結合を含む。これらは、
一般に次式で表すことができる。
4の各記号は、それぞれ水素原子、あるいは1から20
個の炭素原子を含有し、1つまたは複数の不飽和および
/または芳香族基および/またはOR5、SR5、NR
5R6、CN、COR5、COOR5、CONR
5R6、SiR5R6R7、Si(OR5)R6R7、
Si(OR5)(OR6)R7、Si(OR5)(OR
6)OR7、SO 2R5、SO3R5、POR5R6、
OP(O)(OR5)(OR6)、NO2またはハロゲ
ン基を含むことができる、線状、分枝状または環式のア
リール基またはアルキル基を表し、R5、R6およびR
7の各記号は、それぞれ独立に水素原子、または1つま
たは複数の不飽和を任意に含むアルキル、シクロアルキ
ルまたはアリール基を表す。
2つで、無置換または置換アルキレン基を表すことがで
き、すなわち、炭素−炭素2重結合が、環、例えばシク
ロヘキセン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエ
ンなどに含まれてよい。本発明のオレフィン類はまた、
不飽和またはポリ不飽和脂肪酸、不飽和またはポリ不飽
和脂肪酸のエステル、少なくとも1つの2重結合を含む
脂肪酸誘導体または後者との混合物であってよい。例え
ば、それは、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、パ
ルミトレイン酸、またはトリグリセリド類などの天然物
由来のエステル類、または、例えば脂肪族アルコール類
またはポリオール類のエステル類などの合成由来のエス
テル類であってよい。これらの脂肪酸類およびエステル
類は、単独で用いてもよく、または天然脂肪、植物また
は動物起源の油または脂肪およびそれらの誘導体などと
混合してもよい。例としては、ヒマワリ油、大豆油、セ
イヨウアブラナ油、米ぬか油、ビーバー香油、獣脂油、
トール油などが挙げられる。本発明の枠内で、天然脂肪
類、またはそれらの誘導体は、本発明の操作条件下で溶
媒のように働く飽和酸類またはエステル類をある比率で
含んでよい。
ンテン、リモネンなどのテルペンであってもよい。
もよい。例として、天然脂肪と非官能化脂肪族オレフィ
ンとの混合物を挙げることができる。
ブチレン、トリプロピレン、テトラプロピレンなどのオ
レフィン、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪酸とエステル
の混合物、または非官能化脂肪族オレフィンと混合可能
な植物または動物起源の油を使用することが好ましい。
溶媒で希釈することもできる。反応終末に溶媒を排出す
るか蒸留により分離する。この種の溶媒の例としては、
メタン、エタン、プロパン、ブタンまたはペンタンなど
の飽和脂肪族炭化水素が挙げられる。この種の出発物質
は、出発物質として比較的純粋なオレフィンよりもより
安価にできるので、オレフィン類および飽和炭化水素か
ら作成されたこの種の混合物を使用すると、実質的に本
発明の方法の費用効果を改善することができる。例え
ば、純粋イソブチレンの代りに、4個の炭素原子を有す
る飽和および不飽和炭化水素を含む留分を使用すること
ができる。
たは液体形態で用いてもよい。硫黄/オレフィンのモル
比は、0.4:1〜2.5:1、好ましくは0.5:1
と2:1との間である。
(0.5:1〜5:1、さらにそれ以上)で変えられ
が、反応が満足に働くのに必要な最少量のH2S、また
は0.5:1と2:1との間のH2S/オレフィンの比
を使用することが好ましい。
は連続的に操作することができる。
ィンの量に対して最少量の0.5重量%から明白とな
る。大抵の場合、最大使用量は、50重量%である。バ
ッチ・プロセスでは、好ましい量は、5%と30%との
間である。
が、大量の生成物を製造するために長期間使用でき、触
媒/オレフィンの重量比は、もはや重要なものとはなら
ない。
置、例えば、攪拌機を装備した反応器で操作でき、触媒
を、液体反応媒体に懸濁させる。また、管状の反応器を
用いて操作でき、触媒は、固定ベッド、移動ベッド、ま
たは延伸ベッドに配置する。固定ベッドの反応器を使用
することが好ましい。
び触媒に従って、広い温度範囲で実行できる。一般に、
20℃〜180℃、好ましくは70℃と150℃との間
の温度で実施される。
実施される。1絶対バール〜50絶対バール、好ましく
は1絶対バールと20絶対バールとの間で操作するのが
有利である。圧力は、反応中に、特に温度プロフィルお
よび反応の進行に応じて変えてよい。
を変換させた後、過剰のH2Sを除去し、形成されたメ
ルカプタンの変換を完了するために、反応器のヘッドス
ペ−スを、常圧または準常圧に設定するのが有利であ
る。この後者の段階において、H2Sなどの残留揮発物
質または残留オレフィンを実行するために、不活性ガス
(メタン、空気または窒素)を導入することが可能であ
る。
便ろ過により再生し、再利用することができる。
せ、または腐食性を減少させることが望まれるので、硫
化生成物は、当業者に知られている任意の方法で処理す
ることができる。この種の方法は、例えば、特開昭58
−140、063、米国特許第5,155,275号、
米国特許第5,206,439号、米国特許第5,21
8,147号、米国特許第5,403,961号、米国
特許第5,457、234号、米国特許第5,530,
163号、米国特許第5,559、271号、米国特許
第5,091,112号、米国特許第5,174,92
2号、米国特許第5,208,382号、米国特許第
5,242,613号、ヨーロッパ特許第76、376
号およびヨーロッパ特許第933、358号に記載され
ている。
ある、0.74nmの多孔度および約820m2/gの
比表面積を有し、10.4%の酸化ナトリウム、0.3
%の酸化カルシウム、0.2%の酸化鉄(III)、6
6.5%のシリカおよび20.8%のアルミナを一般に
含有するY型の交換ゼオライトを、窒素で不活化した1
リットルのステンレス製反応器に導入した。次いで15
3g(4.8モル)の硫黄および336g(3.0モ
ル)のジイソブチレンを導入した。次に82g(2.4
モル)のH2Sを、20℃で40分かけて加えた。温度
を88℃まで上げて、この混合物を7時間、さらに追加
の4時間反応させた。最大達成圧は、17.5絶対バー
ル、反応終了時の圧力は、10.5絶対バールであっ
た。
は、9.2重量%のジイソブチレンおよび6.5重量%
のメルカプタン(分子量146として)を含み、次いで
追加の4時間後には、3.6重量%のジイソブチレンお
よび6.2重量%のメルカプタンを含んでいたことを示
す。
られ、その全硫黄含量は、37重量%として測定され
た。液相またはフィルタ上の何れにも固体硫黄沈殿物は
見られなかった。
は、アルドリッチにより市販されている504C(15
0μm)型の活性化酸性アルミナであった。混合物を9
0℃で11時間反応させた。最大達成圧は、25絶対バ
ールで、反応終了時の圧力は、23絶対バールであっ
た。
の未変換ジイソブチレンの含量および5.6%のメルカ
プタン(分子量146として)の含量を示した。
固体硫黄の多量沈殿物が、フィルタ上に見られた。
ある、0.74nmの多孔度および約750m2/gの
比表面積を有し、10%の酸化ナトリウム、0.23%
の酸化鉄(III)、66%のシリカおよび21%のア
ルミナを一般に含有するY型の交換ゼオライトを、実施
例1の反応器に導入した。次いで、28.4g(0.8
9モル)の硫黄、およびFINAケミカルズにより市販
され、55%のオレイン酸メチル(0.46モル)を含
有する工業用オレイン酸メチルを導入した。温度を13
0℃まで上げ、反応器の圧力が13絶対バールに維持さ
れるように、硫化水素を連続的に加えた。これらの条件
下で9時間後、硫化水素の全吸収は、20gであった。
混合物は4.6%のオレイン酸メチルを含んでいた。ろ
過により、256gの黄色油が得られた。液相またはフ
ィルタ上の何れにも固体硫黄沈殿物は見られなかった。
Claims (12)
- 【請求項1】 反応が、0.5〜0.8nmの範囲の中
孔径または大孔径を有するゼオライトに基づく固体触媒
の存在下で単段階で実施されることを特徴とするオレフ
ィン、硫黄および硫化水素から硫化オレフィン類を製造
する方法。 - 【請求項2】 固体触媒が、X型、Y型またはL型のゼ
オライト、またはモルデン沸石である請求項1に記載の
方法。 - 【請求項3】 固体触媒が、Y型のゼオライトである請
求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 硫黄/オレフィン(類)のモル比が、
0.4:1〜2.5:1、好ましくは0.5:1と2:
1との間である請求項1から3のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項5】 H2S/オレフィン(類)のモル比が、
0.5:1〜2.5:1、好ましくは0.5:1と2:
1との間である請求項1から4のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項6】 使用する触媒量が、オレフィン(類)の
重量に対して0.5重量%〜50重量%、好ましくは5
%と30%との間である請求項1から5のいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項7】 20℃〜180℃の範囲、好ましくは7
0℃と150℃との間の温度で動作する請求項1から6
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項8】 1絶対バール〜50絶対バールの範囲、
好ましくは1絶対バールと20絶対バールとの間の圧力
で動作する請求項1から7のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項9】 オレフィン(類)が、次式のものから選
ばれ、 【化1】 式中、同一かまたは相異するR1、R2、R3およびR
4の各記号は、それぞれ水素原子、または1から20個
の炭素原子を含有し、1つまたは複数の不飽和および/
または芳香族基および/またはOR5、SR5、NR5
R6、CN、COR5、COOR5、CONR5R6、
SiR5R6R7、Si(OR5)R6R 7、Si(O
R5)(OR6)R7、Si(OR5)(OR6)OR
7、SO2R5、SO3R5、POR5R6、OP
(O)(OR5)(OR6)、NO2またはハロゲン基
を含むことができる、線状、分枝状または環式のアリー
ル基またはアルキル基を表し、R5、R6およびR7の
各記号は、それぞれ独立に水素原子、または1つまたは
複数の不飽和を任意に含むアルキル、シクロアルキルま
たはアリール基を示し、またはR1、R2、R3および
R4の各記号2つで、無置換または置換アルキレン基を
表すことができる請求項1から8のいずれか一項に記載
の方法。 - 【請求項10】 イソブチレン、ジイソブチレン、トリ
イソブチレン、トリプロピレンまたはテトラプロピレン
が使用される請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪酸類ま
たはエステル類の混合物、または動物または植物起源の
油が使用される請求項9に記載の方法。 - 【請求項12】 非官能化脂肪族オレフィンと、脂肪
酸、脂肪酸エステルまたは動物または植物起源の油との
混合物が使用される請求項9に記載の方法。
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