JP2003038958A - 芳香族アミン製造触媒の製法 - Google Patents
芳香族アミン製造触媒の製法Info
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Abstract
分解により、急激なメタンの発生、および液体アンモニ
アの蒸発に起因する崩壊がなく、長期間使用が可能な芳
香族アミン製造触媒の製法を提供する。 【解決手段】金属成分としてのNiおよび/またはC
o、および担体としてのシリカ、アルミナ、シリカ−ア
ルミナ、チタニアおよび/またはジルコニアの可溶性塩
の混合水溶液をアルカリ水溶液に添加して得られた沈殿
物、または金属成分と担体のそれぞれの可溶性塩水溶液
を別々にアルカリ水溶液に添加して得られた沈殿物の混
合物を濾過し、得られた含水率30〜90重量%の沈殿
物を乾燥させずにそのまま成形することを特徴とする芳
香族アミン製造触媒の製法。
Description
素化することにより芳香族アミンを製造する際に用いら
れる触媒の製法に関する。芳香族アミンは、硬化剤、合
成樹脂、イソシアネート等の製造原料として有用であ
る。
属を用いた触媒系が提案されている。例えば、特開昭5
1−101930号公報には、ベンゾニトリルからベン
ジルアミンおよびジベンジルアミンを製造する方法が記
載されている。このとき触媒には、ラネーニッケルペレ
ット、珪藻土錠剤上に担持させたジルコニウム助触媒還
元ニッケルおよびアルミナ錠剤上に担持させた白金が用
いられる。特開昭62−129257号公報には、アン
モニア共存下においてラネーニッケルもしくはラネーコ
バルトを用いてベンゾニトリルを水素化するベンジルア
ミンの製法が記載されている。また、特開平5−977
76号公報では、実施例に、コバルト−アルミナ触媒を
用いてベンゾニトリルを水素化してベンジルアミンを得
る方法が記載されている。特開平9−40630号公報
および特開平10−204048号公報には、ニッケル
および/またはコバルトを含有するラネー触媒を用いて
芳香族ジニトリルの2つのニトリル基の一方のみを水素
化し、芳香族シアノメチルアミンを製造する方法が記載
されている。
いという利点があるが、何れの触媒も反応中に生成した
高沸点副生物が触媒に付着し、目的アミン収率は低下す
る。また、活性低下後に行う賦活再生操作としての水素
化分解により、急激なメタンの発生、および液体アンモ
ニアの蒸発に起因する触媒の崩壊が発生し、そのため反
応差圧が上昇し、触媒の寿命は非常に短い。
低下後に行う賦活再生操作としての水素化分解により、
急激なメタンの発生、および液体アンモニアの蒸発に起
因する崩壊がなく、長期間使用が可能な芳香族アミン製
造触媒の製法を提供することである。
題を鋭意検討した結果、金属成分および担体の可溶性塩
の水溶液をアルカリ水溶液に添加して得られた沈殿物を
濾過後、乾燥させずにそのまま成形して調製された触媒
が、活性低下後に行う賦活再生操作としての水素化分解
による急激なメタンの発生、および液体アンモニアの蒸
発に起因する崩壊がない触媒であることを見出し、本発
明に到達した。すなわち本発明は、金属成分としてのN
iおよび/またはCo、および担体としてのシリカ、ア
ルミナ、シリカ−アルミナ、チタニアおよび/またはジ
ルコニアの可溶性塩の混合水溶液をアルカリ水溶液に添
加して得られた沈殿物、または金属成分と担体のそれぞ
れの可溶性塩水溶液を別々にアルカリ水溶液に添加して
得られた沈殿物の混合物を濾過し、得られた含水率30
〜90重量%の沈殿物を乾燥させずにそのまま成形する
ことを特徴とする芳香族アミン製造触媒の製法に関する
ものである。
る。本発明の触媒の金属成分としては、Niおよび/ま
たはCoが用いられる。更に追加の活性成分として、L
i、Na、K、Rb、Cs、Be、Ca、Ba、Ti、
Cu、Cr、Zn、Mn、Mg、Fe、Ga、Ge、N
b、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Bi、Al、S
i、In、Sr、CeおよびMoよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種以上の金属成分を用いることができ
る。
性塩が好適に用いられる。例えば、硝酸塩、硫酸塩、塩
酸塩、酢酸塩およびギ酸塩等が用いられるが、好ましく
は硝酸塩が用いられる。
する担体、例えばシリカ、アルミナ、シリカ−アルミ
ナ、チタニア、ジルコニアおよびそれらを組み合わせた
ものが用いられ、これらは可溶性塩の形で触媒調製に供
される。
属、アルカリ土類金属およびアンモニウムの水酸化アル
カリ、炭酸アルカリおよび炭酸水素アルカリが用いられ
る。
溶性塩の混合水溶液をアルカリ水溶液に添加して得られ
た沈殿物、または金属成分と担体のそれぞれの可溶性塩
水溶液を別々にアルカリ水溶液に添加して得られた沈殿
物の混合物を濾過し、得られた含水率30〜90重量%
の沈殿物を乾燥させずにそのまま成形することで製造さ
れる。含水率がこれより大きいと、成形の際に触媒形状
を保てず、これより少ないと担体の結合力を保持するこ
とができず、十分強固な触媒を得ることができないた
め、活性低下後に行う賦活再生操作としての水素化分解
による急激なメタンの発生、および液体アンモニアの蒸
発に起因する触媒崩壊が発生する。乾燥させずに成形す
ることにより、担体の結合力が保たれ、強固な触媒を得
ることができる。乾燥後、バインダーもしくは水を添加
して成形した場合、担体の結合力が保持されず、十分強
固な触媒を得ることができないため、活性低下後に行う
賦活再生操作としての水素化分解による急激なメタンの
発生、および液体アンモニアの蒸発に起因する触媒崩壊
が発生する。
〜80重量%の範囲にある。担体の割合がこの範囲より
少ないと、活性低下後に行う賦活再生操作としての水素
化分解による急激なメタンの発生、および液体アンモニ
アの蒸発に起因する触媒の崩壊が発生し、多いと活性成
分の量の減少により、十分なアミン収率が得られなくな
る。
分の沈殿の混練法により製造される。例えば、Niをジ
ルコニア担体に担持させた触媒を調製する場合には、硝
酸ニッケルおよび硫酸ニッケルなどのニッケル塩水溶液
を炭酸水素アンモニウム水溶液に注下して炭酸ニッケル
スラリーを得て、そのスラリーに硝酸ジルコニウムおよ
び硫酸ジルコニウムなどのジルコニウム塩水溶液と炭酸
水素アンモニウム水溶液を同時に注下して炭酸ジルコニ
ウムを沈着することにより、沈殿スラリーを得る。この
沈殿スラリーを濾過して沈殿物を得る。
る湿式での造粒法で成形できる。例えば、ケミカルエン
ジニヤリング臨時増刊 工場操作シリーズ(造粒編)
(化学工業社昭和43年発行)の18〜32項に記載の
方法での押し出し成型品や押し出し成型品を解砕整粒機
または球形整粒機で整粒した成形品などが用いられる。
沈殿物を濾過後、含水率30〜90重量%の沈殿物をそ
のまま成形し、30〜150℃で乾燥後、焼成する。触
媒の洗浄は、沈殿スラリーの濾過後もしくは乾燥後の何
れでも行うことができる。
℃、好ましくは250〜450℃で空気雰囲気下、数時
間以上実施する。上記方法で得られた成形体を水素還元
する。還元は200〜600℃、好ましくは200〜5
00℃、SV=100〜1000Hr−1の1〜80
%、好ましくは1〜60%水素ガス(残りは窒素ガス等
不活性ガス)気流中で数時間行う。
素化して芳香族アミンを製造する際に好適に使用でき
る。芳香族ニトリル化合物は、芳香環上にシアノ基を一
個あるいは複数個有するベンゾニトリル、フタロニトリ
ル、イソフタロニトリル、テレフタロニトリルなどのよ
うな芳香族ニトリルである。原料の芳香族ニトリル化合
物には反応に関与しない置換基を含んでいてもよい。反
応に関与しない置換基としては、例えば、アルキル基、
アルコキシ基、ハロゲン基、アミノ基、アミド基、ヒド
ロキシル基などがある。芳香族ニトリルの水素化反応に
おいては、芳香環上の置換基によって反応性が大きく変
化するが、本発明の触媒を用いると、これらの置換基を
有するものにおいても、効率よく反応が進行する。反応
は、回分式および流通式の何れの方法を用いることもで
きる。反応温度は、20〜200℃であり、好ましくは
40〜180℃の範囲である。該範囲より反応温度が低
いと原料ニトリル類の転化率が低く、一方、該範囲より
高いと目的アミン類の高沸物の生成が増加するので、目
的生成物の収率は低下する。反応液と触媒との接触時間
は、原料の種類、原料、溶媒および水素の仕込み組成、
反応温度および反応圧力によって異なるが、通常0.1
〜5.0時間の範囲である。本発明において、反応生成
物は、公知の方法を用いて溶媒と分離、回収される。例
えば、反応系から気体成分と液成分を分離後、液成分を
回収しそれを蒸留して回収される。
具体的に説明する。但し本発明はこれらの実施例により
制限されるものではない。
51.6gを純水1.8kgに溶解し、よく撹拌しなが
ら、40℃に昇温し保持した。硝酸ニッケル6水和物N
i(NO3)2・6H2O 255.1g、硝酸銅3水
和物Cu(NO3)2・3H2O 15.0g、硝酸ク
ロム9水和物Cr(NO3)3・9H2O30.3gお
よびZrO2として25wt%含有する硝酸ジルコニウ
ム水溶液189.3gを1.5kgの40℃の純水に溶
解し、混合金属水溶液を調合した。この40℃に保持さ
れた混合金属水溶液を炭酸水素アンモニウム水溶液によ
く撹拌しながら加えて、沈殿スラリーを調合した。この
スラリーを80℃まで昇温し、30分同温度で保持し
た。この沈殿スラリーを濾過洗浄し、含水率70重量%
の沈殿物を得た。この沈殿物を3.0mmφで押し出し
成形後110℃で1晩乾燥し、380℃18時間空気雰
囲気下で焼成した。この成形品を水素気流中400℃で
還元した。
レーブに上記触媒50個および液体アンモニア10gを
仕込み、120℃に加熱して18時間放置した。その後
触媒を抜き出したところ触媒の亀裂および割れは認めら
れなかった。
レーブにイソフタロニトリル3.2g、メシチレン1
0.4g、液体アンモニア10.0gおよび上記触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、イソフタロニトリル転化率は、99.3m
ol%、メタキシリレンジアミン収率は78.6mol
%であった。
フタロニトリル3.2g、メシチレン10.4g、液体
アンモニア10.0gおよび実施例3で調製した触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、テレフタロニトリル転化率は、99.4m
ol%、パラキシリレンジアミン収率は81.2mol
%であった。
gを純水1.4kgに溶解し、よく撹拌しながら、40
℃に昇温し保持した。硝酸ニッケル6水和物Ni(NO
3)2・6H2O 255.1g、硝酸銅3水和物Cu
(NO3)2・3H2O 15.0g、硝酸クロム9水
和物Cr(NO3)3・9H2O 30.3gおよびZ
rO2として25wt%含有する硝酸ジルコニウム水溶
液189.3gを1.5kgの40℃の純水に溶解し、
混合金属水溶液を調合した。この40℃に保持された混
合金属水溶液を炭酸ナトリウム水溶液によく撹拌しなが
ら加えて、沈殿スラリーを調合した。このスラリーを8
0℃まで昇温し、30分同温度で保持した。この沈殿ス
ラリーを濾過洗浄し、含水率74重量%の沈殿物を得
た。この沈殿物を3.0mmφで押し出し成形後110
℃で1晩乾燥し、380℃18時間空気雰囲気下で焼成
した。この成形品を水素気流中400℃で還元した。
レーブに上記触媒50個および液体アンモニア10gを
仕込み、120℃に加熱して18時間放置した。その後
触媒を抜き出したところ触媒の亀裂および割れは認めら
れなかった。
レーブにイソフタロニトリル3.2g、メシチレン1
0.4g、液体アンモニア10.0gおよび上記触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、イソフタロニトリル転化率は、99.0m
ol%、メタキシリレンジアミン収率は77.3mol
%であった。
フタロニトリル3.2g、メシチレン10.4g、液体
アンモニア10.0gおよび実施例3で調製した触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、テレフタロニトリル転化率は、99.7m
ol%、パラキシリレンジアミン収率は80.6mol
%であった。
7.84gを純水1.0kgに溶解し、よく撹拌しなが
ら、40℃に昇温し保持した。硝酸ニッケル6水和物N
i(NO3)2・6H2O 160.0gを1.0kg
の40℃の純水に溶解し、金属水溶液を調合した。この
40℃に保持された金属水溶液を炭酸水素アンモニウム
水溶液によく撹拌しながら加えて、炭酸ニッケルの沈殿
スラリーを調合し40℃で保持した。また、SiO2と
して56.0wt%およびNa2Oとして20.0wt
%含有するケイ酸ナトリウム57.68gを40℃の純
水608gに溶解しケイ酸ナトリウム水溶液を調合し
た。さらに、61.0wt%硝酸HNO338.21g
を40℃の純水344gに溶解し硝酸水溶液を調合し
た。このケイ酸ナトリウム水溶液および硝酸水溶液を炭
酸ニッケルの沈殿スラリーに同時に注下し、シリカを沈
着させた。このスラリーを80℃まで昇温し、30分同
温度で保持した。この沈殿スラリーを濾過洗浄し、含水
率87重量%の沈殿物を得た。この沈殿物を3.0mm
φで押し出し成形後110℃で1晩乾燥し、380℃1
8時間空気雰囲気下で焼成した。この成形品を水素気流
中400℃で還元した。
レーブに上記触媒50個および液体アンモニア10gを
仕込み、120℃に加熱して18時間放置した。その後
触媒を抜き出したところ触媒の亀裂および割れは認めら
れなかった。
レーブにイソフタロニトリル3.2g、メシチレン1
0.4g、液体アンモニア10.0gおよび上記触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、イソフタロニトリル転化率は、98.7m
ol%、メタキシリレンジアミン収率は79.6mol
%であった。
フタロニトリル3.2g、メシチレン10.4g、液体
アンモニア10.0gおよび実施例3で調製した触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、テレフタロニトリル転化率は、99.9m
ol%、パラキシリレンジアミン収率は81.2mol
%であった。
浄後、含水率20重量%となるように吸引濾過を行っ
た。この沈殿物を3.0mmφで押し出し成形後110
℃で1晩乾燥し、380℃18時間空気雰囲気下で焼成
した。この成形品を水素気流中400℃で還元した。
レーブに上記触媒50個および液体アンモニア10gを
仕込み、120℃に加熱して18時間放置した。その後
触媒を抜き出したところ35個の触媒に亀裂および割れ
がみられた。
レーブにイソフタロニトリル3.2g、メシチレン1
0.4g、液体アンモニア10.0gおよび上記触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、イソフタロニトリル反応率は、99.3m
ol%、メタキシリレンジアミン収率は78.3mol
%であった。
フタロニトリル3.2g、メシチレン10.4g、液体
アンモニア10.0gおよび比較例1で調製した触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、テレフタロニトリル転化率は、99.8m
ol%、パラキシリレンジアミン収率は82.3mol
%であった。
浄後、含水率10重量%となるまで乾燥した。この乾燥
品に水を添加し、含水率70重量%とした。この沈殿物
を3.0mmφで押し出し成形後110℃で1晩乾燥
し、380℃18時間空気雰囲気下で焼成した。この成
形品を水素気流中400℃で還元した。
レーブに上記触媒50個および液体アンモニア10gを
仕込み、120℃に加熱して18時間放置した。その後
触媒を抜き出したところ20個の触媒に亀裂および割れ
がみられた。
レーブにイソフタロニトリル3.2g、メシチレン1
0.4g、液体アンモニア10.0gおよび上記触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、イソフタロニトリル反応率は、99.0m
ol%、メタキシリレンジアミン収率は79.2mol
%であった。
フタロニトリル3.2g、メシチレン10.4g、液体
アンモニア10.0gおよび比較例1で調製した触媒
2.0gを仕込み、水素で10.8MPa(ゲージ)に
加圧した。このオートクレーブを120℃で圧力の変化
が認められなくなるまで振とうした。この生成液を分析
したところ、テレフタロニトリル転化率は、99.9m
ol%、パラキシリレンジアミン収率は81.1mol
%であった。
の触媒を用いることにより、賦活再生操作としての水素
化分解に起因する触媒崩壊が抑制され、触媒を長期間用
いることができる。従って、本発明の触媒を用いること
により、極めて経済的に芳香族ニトリルから芳香族アミ
ンを製造でき、本発明の工業的意義は大きい。
Claims (3)
- 【請求項1】金属成分としてのNiおよび/またはC
o、および担体としてのシリカ、アルミナ、シリカ−ア
ルミナ、チタニアおよび/またはジルコニアの可溶性塩
の混合水溶液をアルカリ水溶液に添加して得られた沈殿
物、または金属成分と担体のそれぞれの可溶性塩水溶液
を別々にアルカリ水溶液に添加して得られた沈殿物の混
合物を濾過し、得られた含水率30〜90重量%の沈殿
物を乾燥させずにそのまま成形することを特徴とする芳
香族アミン製造触媒の製法。 - 【請求項2】金属成分が(1)Niおよび/またはC
o、および(2)Li、Na、K、Rb、Cs、Be、
Ca、Ba、Ti、Cu、Cr、Zn、Mn、Mg、F
e、Ga、Ge、Nb、Ru、Rh、Pd、Ir、P
t、Bi、Al、Si、In、Sr、CeおよびMoよ
りなる群から選ばれた少なくとも一種以上である請求項
1に記載の芳香族アミン製造触媒の製法。 - 【請求項3】金属成分の可溶性塩が酸性塩である請求項
1または2に記載の芳香族アミン製造触媒の製法。
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JP2001-152013 | 2001-05-22 | ||
JP2002145801A JP4182324B2 (ja) | 2001-05-22 | 2002-05-21 | 芳香族アミン製造触媒の製法 |
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- 2002-05-21 JP JP2002145801A patent/JP4182324B2/ja not_active Expired - Lifetime
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