JP2003238529A - 酸化反応方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液相成分と酸素含有ガスにより酸化する方法
であって、経済的にかつ安定的に高収率下に実施するこ
とができるという優れた特徴を有する液相成分の酸化方
法を提供することを課題とする。 【解決手段】 液相成分を酸素含有ガスにより酸化する
方法であって、単位体積当たりの撹拌動力が１０〜５０
０ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3の状態で反応を行う酸化反応
方法。たとえば、液相成分が炭化水素であり、生成物が
該炭化水素の有機過酸化物である酸化反応方法であり、
または液相成分がクメン又はメタジイソプロピルベンゼ
ンである酸化反応方法であり、または液相成分がエマル
ジョン条件下で反応を行う酸化反応方法である。
であって、経済的にかつ安定的に高収率下に実施するこ
とができるという優れた特徴を有する液相成分の酸化方
法を提供することを課題とする。 【解決手段】 液相成分を酸素含有ガスにより酸化する
方法であって、単位体積当たりの撹拌動力が１０〜５０
０ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3の状態で反応を行う酸化反応
方法。たとえば、液相成分が炭化水素であり、生成物が
該炭化水素の有機過酸化物である酸化反応方法であり、
または液相成分がクメン又はメタジイソプロピルベンゼ
ンである酸化反応方法であり、または液相成分がエマル
ジョン条件下で反応を行う酸化反応方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化反応方法に関
する。より詳しくは、本発明は、液相成分を酸素含有ガ
スにより酸化する方法であって、酸化反応の高い効率を
実現することができるという優れた特徴を有する酸化反
応方法に関するものである。
する。より詳しくは、本発明は、液相成分を酸素含有ガ
スにより酸化する方法であって、酸化反応の高い効率を
実現することができるという優れた特徴を有する酸化反
応方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空気や他の分子酸素を使用する有機化合
物の液相酸化方法は、重要な工業化学反応であり、これ
ら酸化反応は気相中の酸素が液相中に溶解しながら、液
相中の反応成分と反応する。しかしながら、工業的に実
施する場合、酸素の気相から液相への移動が重要的な部
分であり、液相酸化反応の混合に関連する共通の問題点
である。
物の液相酸化方法は、重要な工業化学反応であり、これ
ら酸化反応は気相中の酸素が液相中に溶解しながら、液
相中の反応成分と反応する。しかしながら、工業的に実
施する場合、酸素の気相から液相への移動が重要的な部
分であり、液相酸化反応の混合に関連する共通の問題点
である。
【０００３】工業的な液相酸化反応の代表例としては、
炭化水素の酸化反応による有機過酸化物への液相自動酸
化反応が特に重要であり、特にイソブタンの酸化による
t―ブチルハイドロパーオキサイドへの変換、クメンの
酸化によるクメンハイドロパーオキサイドへの変換、メ
タジイソプロピルベンゼンの酸化によるメタジイソプロ
ピルベンゼンハイドロパーオキサイドへの変換、エチル
ベンゼンの酸化によるエチルベンゼンハイドロパーオキ
サイドへの変換、シメンの酸化によるシメンハイドロパ
ーオキサイドへの変換等が重要な反応である。更に、こ
れら炭化水素の自動酸化反応による有機過酸化物の製造
においては、生成するヒドロペルオキシドの収率向上の
ため、エマルジョン酸化が好意に行われる。エマルジョ
ン酸化とは、水やアルカリ性試薬を加えた水溶液の存在
下で行う酸化反応である。アルカリ性試薬としては、Ｎ
ａＯＨ、ＫＯＨのようなアルカリ金属化合物や、アルカ
リ土類金属化合物又はＮａ2ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3のよう
なアルカリ金属炭酸塩又はアンモニア及びＮＨ4ＣＯ3、
アルカリ金属炭酸アンモニウム塩等が用いられる。
炭化水素の酸化反応による有機過酸化物への液相自動酸
化反応が特に重要であり、特にイソブタンの酸化による
t―ブチルハイドロパーオキサイドへの変換、クメンの
酸化によるクメンハイドロパーオキサイドへの変換、メ
タジイソプロピルベンゼンの酸化によるメタジイソプロ
ピルベンゼンハイドロパーオキサイドへの変換、エチル
ベンゼンの酸化によるエチルベンゼンハイドロパーオキ
サイドへの変換、シメンの酸化によるシメンハイドロパ
ーオキサイドへの変換等が重要な反応である。更に、こ
れら炭化水素の自動酸化反応による有機過酸化物の製造
においては、生成するヒドロペルオキシドの収率向上の
ため、エマルジョン酸化が好意に行われる。エマルジョ
ン酸化とは、水やアルカリ性試薬を加えた水溶液の存在
下で行う酸化反応である。アルカリ性試薬としては、Ｎ
ａＯＨ、ＫＯＨのようなアルカリ金属化合物や、アルカ
リ土類金属化合物又はＮａ2ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3のよう
なアルカリ金属炭酸塩又はアンモニア及びＮＨ4ＣＯ3、
アルカリ金属炭酸アンモニウム塩等が用いられる。
【０００４】また、現在工業的に行われている、過酸化
水素の主な製造方法である、アントラキノン類を反応媒
体とする方法でも液相自動酸化反応が行われている。
水素の主な製造方法である、アントラキノン類を反応媒
体とする方法でも液相自動酸化反応が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる現状において、
本発明が解決しようとする課題は、液相成分を酸素含有
ガスにより酸化する方法であって、酸化反応の高い効率
を実現することができるという優れた特徴を有する酸化
反応方法を提供する点にある。
本発明が解決しようとする課題は、液相成分を酸素含有
ガスにより酸化する方法であって、酸化反応の高い効率
を実現することができるという優れた特徴を有する酸化
反応方法を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、液
相成分を酸素含有ガスにより酸化する方法であって、単
位体積当たりの撹拌動力が１０〜５００ｋｇ・ｍ／ｓｅ
ｃ／ｍ3の状態で反応を行う酸化反応方法に係るもので
ある。
相成分を酸素含有ガスにより酸化する方法であって、単
位体積当たりの撹拌動力が１０〜５００ｋｇ・ｍ／ｓｅ
ｃ／ｍ3の状態で反応を行う酸化反応方法に係るもので
ある。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、液相成分を酸素含有ガ
スにより酸化する方法である。液相酸化反応において
は、酸素含有ガスの液相成分への溶解を促進するため、
又は液を十分均一に混合するため、これらの酸化反応混
合物を一般に適当な攪拌機を使用して混合する。また、
攪拌機のような機械的なものを使用せず、気泡塔のよう
に、反応液を塔内に満たし底部よりガスを吹き混んで反
応させたり、該塔内にダウンカマーや多孔版、充填物を
挿入する方法も工業的には行われる。また、攪拌機と気
泡塔を組み合わせたものも使用される。
スにより酸化する方法である。液相酸化反応において
は、酸素含有ガスの液相成分への溶解を促進するため、
又は液を十分均一に混合するため、これらの酸化反応混
合物を一般に適当な攪拌機を使用して混合する。また、
攪拌機のような機械的なものを使用せず、気泡塔のよう
に、反応液を塔内に満たし底部よりガスを吹き混んで反
応させたり、該塔内にダウンカマーや多孔版、充填物を
挿入する方法も工業的には行われる。また、攪拌機と気
泡塔を組み合わせたものも使用される。
【０００８】攪拌機を使用して混合する反応装置の場
合、これら攪拌機は反応混合物中に位置する回転するイ
ンペラからなり、有効な混合により、酸素含有ガスを分
散させ、気液接触効率を上昇させ、効率的に酸化反応を
行うことができる。本反応により、ガスの分散状態が不
十分であると、気液接触効率が低下し、反応効率も減少
する。さらに、酸素の供給が不十分となると、反応副生
物や高分子不純物等、目的生成物の収率が低下する。液
の混合が不均一な場合も同様に、反応副生物や高分子不
純物等、目的生成物の収率が低下する。特にエマルジョ
ン酸化の場合、液の混合が不均一な場合、その効果が十
分発揮されない。しかしながら、撹拌動力が大きすぎる
と、液の発泡や、気泡率の増加による反応容積の減少、
また、必要以上に電力消費量が大きくなったり、モータ
ーに重大な過負荷を与えることになり、工業的実施の観
点から、経済的かつ安定的な運転に支障を与える。
合、これら攪拌機は反応混合物中に位置する回転するイ
ンペラからなり、有効な混合により、酸素含有ガスを分
散させ、気液接触効率を上昇させ、効率的に酸化反応を
行うことができる。本反応により、ガスの分散状態が不
十分であると、気液接触効率が低下し、反応効率も減少
する。さらに、酸素の供給が不十分となると、反応副生
物や高分子不純物等、目的生成物の収率が低下する。液
の混合が不均一な場合も同様に、反応副生物や高分子不
純物等、目的生成物の収率が低下する。特にエマルジョ
ン酸化の場合、液の混合が不均一な場合、その効果が十
分発揮されない。しかしながら、撹拌動力が大きすぎる
と、液の発泡や、気泡率の増加による反応容積の減少、
また、必要以上に電力消費量が大きくなったり、モータ
ーに重大な過負荷を与えることになり、工業的実施の観
点から、経済的かつ安定的な運転に支障を与える。
【０００９】また一般に、攪拌機のような機械的なもの
を反応装置内に使用せず、気泡塔のように、反応液にガ
スを吹き混んで反応させたり、該塔内にダウンカマーや
多孔版、充填物を挿入したり、外部に取り出した反応液
の一部を塔内に再循環させたりする方法も工業的には行
われる。これら上記の方法は、攪拌機を使って行う場合
と目的は同じであり、気液の接触効率や液の均一混合、
反応効率の向上のために行われる。
を反応装置内に使用せず、気泡塔のように、反応液にガ
スを吹き混んで反応させたり、該塔内にダウンカマーや
多孔版、充填物を挿入したり、外部に取り出した反応液
の一部を塔内に再循環させたりする方法も工業的には行
われる。これら上記の方法は、攪拌機を使って行う場合
と目的は同じであり、気液の接触効率や液の均一混合、
反応効率の向上のために行われる。
【００１０】発明者らは、鋭意検討の結果、上記にあげ
た混合方法に関係なく、単位体積当たりの撹拌動力が１
０ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3以上で行うことにより、気相
中のガス成分を液相中へ効率的に溶解させ、目的成分の
収率を高収率に維持できることを見いだした。
た混合方法に関係なく、単位体積当たりの撹拌動力が１
０ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3以上で行うことにより、気相
中のガス成分を液相中へ効率的に溶解させ、目的成分の
収率を高収率に維持できることを見いだした。
【００１１】本発明でいう撹拌動力は、攪拌機やポンプ
等機械的な装置を用いて行う場合は、以下の式で計算さ
れるものとする。 Σ（Ｚ）＝１０２Σ（Ｗ/Ｖ） （１） （１）式において、Ｚは単位体積当たりの撹拌動力（ｋ
ｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3）、Ｗは装置のモーターの使用電
力（ｋＷ）、Ｖは反応容積（ｍ3）を示す。
等機械的な装置を用いて行う場合は、以下の式で計算さ
れるものとする。 Σ（Ｚ）＝１０２Σ（Ｗ/Ｖ） （１） （１）式において、Ｚは単位体積当たりの撹拌動力（ｋ
ｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3）、Ｗは装置のモーターの使用電
力（ｋＷ）、Ｖは反応容積（ｍ3）を示す。
【００１２】撹拌機等機械的な仕事を与えない場合は、
以下の式を用いて計算されるものとする。 Ｚ＝ｎＲＴｌｏｇe（ＰB／ＰT）／Ｖ （２） （２）式において、Ｚは単位体積当たりの撹拌動力（ｋ
ｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3）、ｎは装置内に供給されるガス
のモル数（ｍｏｌ）、Ｒは気体定数で８．３１４（Ｊ／
ｍｏｌ・Ｋ）、Ｔは温度（Ｋ）、ＰBはガスが供給され
る液面の圧力（Ｐａ）、ＰTは供給されたガスが排出さ
れる液面での圧力（Ｐａ）、Ｖは反応容積（ｍ3）を示
す。
以下の式を用いて計算されるものとする。 Ｚ＝ｎＲＴｌｏｇe（ＰB／ＰT）／Ｖ （２） （２）式において、Ｚは単位体積当たりの撹拌動力（ｋ
ｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3）、ｎは装置内に供給されるガス
のモル数（ｍｏｌ）、Ｒは気体定数で８．３１４（Ｊ／
ｍｏｌ・Ｋ）、Ｔは温度（Ｋ）、ＰBはガスが供給され
る液面の圧力（Ｐａ）、ＰTは供給されたガスが排出さ
れる液面での圧力（Ｐａ）、Ｖは反応容積（ｍ3）を示
す。
【００１３】本発明でいう単位体積当たりの撹拌動力
は、上記（１）及び（２）式で求められる値の合計値で
ある。
は、上記（１）及び（２）式で求められる値の合計値で
ある。
【００１４】本発明の酸化反応様式は、回分式、連続式
両方とも使用可能である。
両方とも使用可能である。
【００１５】
【実施例】実施例１
図１に示される反応器を用いて、連続式でメタジイソプ
ロピルベンゼンの空気による酸化反応を行った。反応温
度を９３℃に保持し安定させた。このときのメタジイソ
プロピルベンゼンの変化量に対して生成するヒドロペル
オキシドの生成量（以下酸化収率と定義する）は７７％
であった。またこのとき、式（１）、（２）によって計
算される撹拌動力は５１ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3であっ
た。
ロピルベンゼンの空気による酸化反応を行った。反応温
度を９３℃に保持し安定させた。このときのメタジイソ
プロピルベンゼンの変化量に対して生成するヒドロペル
オキシドの生成量（以下酸化収率と定義する）は７７％
であった。またこのとき、式（１）、（２）によって計
算される撹拌動力は５１ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3であっ
た。
【００１６】比較例１
ポンプを使用しないこと以外は実施例１と同じ条件で行
った。このときのメタジイソプロピルベンゼンの変化量
に対して生成するヒドロペルオキシドの生成量（以下酸
化収率と定義する）は７３％であった。またこのとき、
式（１）、（２）によって計算される撹拌動力は９．５
ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3であった。
った。このときのメタジイソプロピルベンゼンの変化量
に対して生成するヒドロペルオキシドの生成量（以下酸
化収率と定義する）は７３％であった。またこのとき、
式（１）、（２）によって計算される撹拌動力は９．５
ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3であった。
【００１７】比較例２
攪拌機を用いる事以外実施例１と同じ条件で行う。撹拌
動力を６００ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3に設定すると、上
部液面で液が発泡し運転不能となることが予測される。
動力を６００ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3に設定すると、上
部液面で液が発泡し運転不能となることが予測される。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明により、液
相成分と酸素含有ガスにより酸化する方法であって、経
済的にかつ安定的に高収率下に実施することができると
いう優れた特徴を有する液相成分の酸化方法を提供する
ことができた。
相成分と酸素含有ガスにより酸化する方法であって、経
済的にかつ安定的に高収率下に実施することができると
いう優れた特徴を有する液相成分の酸化方法を提供する
ことができた。
【図１】実施例１用いた反応器の概略を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 液相成分を酸素含有ガスにより酸化する
方法であって、単位体積当たりの撹拌動力が１０〜５０
０ｋｇ・ｍ／ｓｅｃ／ｍ3の状態で反応を行う酸化反応
方法。 - 【請求項２】 液相成分が炭化水素であり、生成物が該
炭化水素の有機過酸化物である請求項１記載の酸化反応
方法。 - 【請求項３】 液相成分がクメン又はメタジイソプロピ
ルベンゼンである請求項１記載の酸化反応方法。 - 【請求項４】 液相成分がエマルジョン条件下で反応を
行う請求項１記載の酸化反応方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038199A JP2003238529A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 酸化反応方法 |
| US10/504,549 US20050148799A1 (en) | 2002-02-15 | 2003-02-07 | Process for performing oxidation reaction |
| CNA03803879XA CN1633401A (zh) | 2002-02-15 | 2003-02-07 | 氧化反应方法 |
| EP03703246A EP1484298A4 (en) | 2002-02-15 | 2003-02-07 | PROCESS FOR IMPLEMENTING AN OXIDATION REACTION |
| KR10-2004-7012531A KR20040091632A (ko) | 2002-02-15 | 2003-02-07 | 산화 반응 방법 |
| AU2003207094A AU2003207094A1 (en) | 2002-02-15 | 2003-02-07 | Process for performing oxidation reaction |
| PCT/JP2003/001286 WO2003068711A1 (en) | 2002-02-15 | 2003-02-07 | Process for performing oxidation reaction |
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|---|---|---|---|
| JP2002038199A JP2003238529A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 酸化反応方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=27678154
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002038199A Withdrawn JP2003238529A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 酸化反応方法 |
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| AU (1) | AU2003207094A1 (ja) |
| TW (1) | TW200305542A (ja) |
| WO (1) | WO2003068711A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005281304A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-10-13 | Mitsubishi Chemicals Corp | クメンハイドロパーオキサイドの製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2049227A1 (en) * | 1970-10-07 | 1972-04-13 | Terephthalic acid prodn - by liquid phase para-xylene oxidn at high reactant mixing powder rates | |
| FR2127085A5 (ja) * | 1971-02-22 | 1972-10-13 | Inst Francais Du Petrole | |
| JPS5123490B2 (ja) * | 1972-06-23 | 1976-07-17 | ||
| JPH082827B2 (ja) * | 1986-12-17 | 1996-01-17 | 住友化学工業株式会社 | パラヒドロキシベンズアルデヒドの製造法 |
| US5095143A (en) * | 1990-06-13 | 1992-03-10 | Amoco Corporation | Method for increasing the efficiency of liquid phase oxidation reactions |
| US5767322A (en) * | 1996-06-27 | 1998-06-16 | General Electric Company | Cumene oxidation process |
| ID19133A (id) * | 1996-12-12 | 1998-06-18 | Praxair Technology Inc | Pengisian oksigen langsung kedalam reaktor-reaktor ruang gelembung |
| JP4004689B2 (ja) * | 1999-08-19 | 2007-11-07 | 三菱化学株式会社 | ジアリールカーボネートの製造方法 |
| JP2001131124A (ja) * | 1999-11-05 | 2001-05-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | ジアリールカーボネートの製造方法 |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002038199A patent/JP2003238529A/ja not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-02-07 EP EP03703246A patent/EP1484298A4/en not_active Withdrawn
- 2003-02-07 KR KR10-2004-7012531A patent/KR20040091632A/ko not_active Application Discontinuation
- 2003-02-07 WO PCT/JP2003/001286 patent/WO2003068711A1/ja not_active Application Discontinuation
- 2003-02-07 CN CNA03803879XA patent/CN1633401A/zh active Pending
- 2003-02-07 US US10/504,549 patent/US20050148799A1/en not_active Abandoned
- 2003-02-07 AU AU2003207094A patent/AU2003207094A1/en not_active Abandoned
- 2003-02-10 TW TW092102667A patent/TW200305542A/zh unknown
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005281304A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-10-13 | Mitsubishi Chemicals Corp | クメンハイドロパーオキサイドの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20050148799A1 (en) | 2005-07-07 |
| KR20040091632A (ko) | 2004-10-28 |
| CN1633401A (zh) | 2005-06-29 |
| WO2003068711A1 (en) | 2003-08-21 |
| EP1484298A4 (en) | 2006-04-19 |
| EP1484298A1 (en) | 2004-12-08 |
| TW200305542A (en) | 2003-11-01 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040903 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070910 |