JP2003531823A - オキシランの製造方法 - Google Patents
オキシランの製造方法Info
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D301/00—Preparation of oxiranes
- C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
- C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
- C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、触媒及び有機希釈剤の存在下でオレフィンを過酸化水素と反応させることによりオキシランを製造する方法であって、前記過酸化水素が、1種以上のアルキルアントラヒドロキノンの酸化により誘導される混合物を実質的に純粋な水を用いて抽出することにより得られる、その後の洗浄及び/または精製処理を実施していない、過酸化水素水溶液である方法に関する。
Description
【0001】
本発明は、触媒及び希釈剤の存在下でオレフィン及び過酸化水素を反応させ
ることによりオキシランを製造する方法に関する。本発明は特に、プロピレン及
び過酸化水素の反応により1,2-エポキシプロパン(またはプロピレンオキシド)
を製造する方法に関する。 例えば、特許願第EP-A-0 230 949号に開示されているようなTS-1タイプの触媒
の存在下で過酸化水素を用いてプロピレンをエポキシ化することによりプロピレ
ンオキシドを製造することは公知である。 使用する過酸化水素は、一般的には有機不純物を含まない。したがって、1種
以上のアルキルアントラヒドロキノンの酸化から誘導される混合物の抽出により
得られる過酸化水素(H2O2)の粗溶液は、一般的には市販される前及び/または
合成プロセスに使用される前に1回以上の洗浄、抽出及び/または蒸留工程を受
ける。このことは、オキシランの製造に使用されるH2O2溶液に関しては特にそう
である。
ることによりオキシランを製造する方法に関する。本発明は特に、プロピレン及
び過酸化水素の反応により1,2-エポキシプロパン(またはプロピレンオキシド)
を製造する方法に関する。 例えば、特許願第EP-A-0 230 949号に開示されているようなTS-1タイプの触媒
の存在下で過酸化水素を用いてプロピレンをエポキシ化することによりプロピレ
ンオキシドを製造することは公知である。 使用する過酸化水素は、一般的には有機不純物を含まない。したがって、1種
以上のアルキルアントラヒドロキノンの酸化から誘導される混合物の抽出により
得られる過酸化水素(H2O2)の粗溶液は、一般的には市販される前及び/または
合成プロセスに使用される前に1回以上の洗浄、抽出及び/または蒸留工程を受
ける。このことは、オキシランの製造に使用されるH2O2溶液に関しては特にそう
である。
【0002】
特許願第EP-A-0 549 013号は、アルキルアントラキノン(AO)プロセスにより
有機基質を酸化し、H2O2を製造する連続プロセスに関する。このプロセスでは、
キノンシャトルからH2O2を抽出する溶媒として、有機基質の酸化中に使用した水
/アルコール混合物を使用する。本出願人は、このプロセスでは以下のいくつか
の欠点を有することを見いだした。 − 合成の各工程(AO及び酸化)の相互依存性のためのプロセス全体の融通性の
欠如、 − 抽出条件により強いられる水/アルコール混合物のアルコール含量の限界(
このことは、エポキシ化反応中のH2O2の転化率を不利にする)、 − 水/アルコール混合物を用いた抽出中の相分離が困難であること、 − 多量のメタノールがキノンシャトルを通過すること(このことは、メタノ−
ルの引火点が低いために、酸化からH2O2の合成への工程中に気相においてかなり
の爆発の危険を生じる)、 − 水/アルコール混合物中に抽出された大量のキノン(これは、大規模プラン
トの経済上の実行可能性を不利にする)、及び、 − 酸化反応の副生成物によるキノンシャトルの汚染。
有機基質を酸化し、H2O2を製造する連続プロセスに関する。このプロセスでは、
キノンシャトルからH2O2を抽出する溶媒として、有機基質の酸化中に使用した水
/アルコール混合物を使用する。本出願人は、このプロセスでは以下のいくつか
の欠点を有することを見いだした。 − 合成の各工程(AO及び酸化)の相互依存性のためのプロセス全体の融通性の
欠如、 − 抽出条件により強いられる水/アルコール混合物のアルコール含量の限界(
このことは、エポキシ化反応中のH2O2の転化率を不利にする)、 − 水/アルコール混合物を用いた抽出中の相分離が困難であること、 − 多量のメタノールがキノンシャトルを通過すること(このことは、メタノ−
ルの引火点が低いために、酸化からH2O2の合成への工程中に気相においてかなり
の爆発の危険を生じる)、 − 水/アルコール混合物中に抽出された大量のキノン(これは、大規模プラン
トの経済上の実行可能性を不利にする)、及び、 − 酸化反応の副生成物によるキノンシャトルの汚染。
【0003】
更に公知のエポキシ化反応において使用されるプロピレンは、特に、主として
収率及び安全性の理由で不純物の偽りの酸化反応を回避するために、一般的には
比較的高純度である。とりわけ、プロパンがプロピレン中の主要な不純物であり
、TS-1の存在下で過酸化水素がアルカンを酸化しうることが、特許第BE-A-1 001
884号に報告されている。 更に、プロパンの場合には、それより得られる酸化生成物はイソプロパノール
である。特許第BE-A-1 001 884号を考慮すると、有機反応希釈剤(一般的にはメ
タノール)を再循環させてプロピレンオキシドを製造する連続方法、及び/また
はプロパンに富むプロピレン源を用いた連続式またはバッチ式方法においては、
イソプロパノールが希釈剤中に蓄積し、結局最後にはこの希釈剤と分離するのが
一般的には困難なアセトンになると当業者は推論するであろう。過酸化水素の存
在下においては、このアセトンは爆発性で有機媒体に不溶性の過酸化物を形成し
、沈殿後の爆発の危険性は更に増大する。この種の論法は過酸化物化合物及びTS
-1の存在下において酸化されるいずれかのアルカンにも適用でき、したがってア
ルカンに富む、エポキシ化反応に使用するつもりのオレフィン(再循環またはそ
うでない)源にも適用しうる。
収率及び安全性の理由で不純物の偽りの酸化反応を回避するために、一般的には
比較的高純度である。とりわけ、プロパンがプロピレン中の主要な不純物であり
、TS-1の存在下で過酸化水素がアルカンを酸化しうることが、特許第BE-A-1 001
884号に報告されている。 更に、プロパンの場合には、それより得られる酸化生成物はイソプロパノール
である。特許第BE-A-1 001 884号を考慮すると、有機反応希釈剤(一般的にはメ
タノール)を再循環させてプロピレンオキシドを製造する連続方法、及び/また
はプロパンに富むプロピレン源を用いた連続式またはバッチ式方法においては、
イソプロパノールが希釈剤中に蓄積し、結局最後にはこの希釈剤と分離するのが
一般的には困難なアセトンになると当業者は推論するであろう。過酸化水素の存
在下においては、このアセトンは爆発性で有機媒体に不溶性の過酸化物を形成し
、沈殿後の爆発の危険性は更に増大する。この種の論法は過酸化物化合物及びTS
-1の存在下において酸化されるいずれかのアルカンにも適用でき、したがってア
ルカンに富む、エポキシ化反応に使用するつもりのオレフィン(再循環またはそ
うでない)源にも適用しうる。
【0004】
したがって、特許第US-A-5 599 955号及び同第US-A-5 599 956号には実質的に
純粋なプロピレン、すなわち純度が90%以上、好ましくは98%以上で、主な
不純物がプロパンであるプロピレンの使用が開示されている。 今日、プロピレン(及び一般的にはオレフィン)を合成する種々の方法は、一
般的にはかなりの量の、あるいはプロピレンの含量より多いプロパン含量(ある
いは、更に一般的には1種以上のアルカンの含量)となっているので、適する分
離及び/または精製プロセスを含む。前述の特許第US-A-5 599 955号及び同第US
-A-5 599 956号ではこの問題が説明されている。 更に、オレフィンを用いる種々の工業的方法は、その未変換フラクション、従
来は1種以上のアルカンに富むフラクションを再循環させる。したがってこれら
の方法はまた、この再循環の前に成分の分離を必要とする。そのような方法の例
はオレフィンの重合及びそのエポキシ化である。
純粋なプロピレン、すなわち純度が90%以上、好ましくは98%以上で、主な
不純物がプロパンであるプロピレンの使用が開示されている。 今日、プロピレン(及び一般的にはオレフィン)を合成する種々の方法は、一
般的にはかなりの量の、あるいはプロピレンの含量より多いプロパン含量(ある
いは、更に一般的には1種以上のアルカンの含量)となっているので、適する分
離及び/または精製プロセスを含む。前述の特許第US-A-5 599 955号及び同第US
-A-5 599 956号ではこの問題が説明されている。 更に、オレフィンを用いる種々の工業的方法は、その未変換フラクション、従
来は1種以上のアルカンに富むフラクションを再循環させる。したがってこれら
の方法はまた、この再循環の前に成分の分離を必要とする。そのような方法の例
はオレフィンの重合及びそのエポキシ化である。
【0005】
本発明の主題は、1以上の前述の欠点を回避すると同時に、精製された抽出物
を用いる場合より転化率及び選択率が向上するオキシランの製造方法である。 したがって本発明は、触媒及び有機希釈剤の存在下でオレフィン及び過酸化水
素を反応させることによりオキシランを製造する方法であって、前記過酸化水素
が、実質的に純粋な水を用いて1種以上のアルキルアントラヒドロキノンの酸化
により誘導される混合物を抽出することにより得られる、その後の洗浄及び/ま
たは精製処理を実施していない、過酸化水素水溶液である方法に関する。 とりわけ、本出願人は、驚くべきことに、水/アルコール混合物を用いるより
水を用いて抽出したH2O2溶液をエポキシ化反応に使用すると、H2O2の転化率が増
大する事実を見いだした。更に、未精製抽出物を使用したほうが精製抽出物を使
用するより選択性が増大する事実を見いだした。
を用いる場合より転化率及び選択率が向上するオキシランの製造方法である。 したがって本発明は、触媒及び有機希釈剤の存在下でオレフィン及び過酸化水
素を反応させることによりオキシランを製造する方法であって、前記過酸化水素
が、実質的に純粋な水を用いて1種以上のアルキルアントラヒドロキノンの酸化
により誘導される混合物を抽出することにより得られる、その後の洗浄及び/ま
たは精製処理を実施していない、過酸化水素水溶液である方法に関する。 とりわけ、本出願人は、驚くべきことに、水/アルコール混合物を用いるより
水を用いて抽出したH2O2溶液をエポキシ化反応に使用すると、H2O2の転化率が増
大する事実を見いだした。更に、未精製抽出物を使用したほうが精製抽出物を使
用するより選択性が増大する事実を見いだした。
【0006】
1種以上のアルキルアントラキノンを用いて過酸化水素を製造する方法、すな
わちAO法は公知であり、広く文献に記載されている(例えば、“Ullmann's Ency
clopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition, 1989, Volume 3, p. 447-
57”を参照されたい。)。それらは、1種以上のアルキルアントラキノン及び/
または1種以上のテトラヒドロアントラキノンの使用液に希釈剤中で水素化工程
を受けさせ、1種以上のアルキルアントラヒドロキノン及び/またはアルキルテ
トラヒドロアントラヒドロキノンを生成させる方法である。次いで水素化工程に
残った使用液を酸素、空気または酸素に富む空気で酸化して過酸化水素を生成さ
せ、アルキルアントラキノン及び/またはテトラヒドロアントラキノンを改質す
る。次いで生成した過酸化水素を抽出工程により使用液から分離する。本発明に
よれば、この抽出は実質的に純粋な水を用いて実施する。次いで抽出工程に残っ
た使用液を、過酸化水素製造サイクルを再開するために水素化工程に再循環させ
る。 “アルキルアントラキノン”という用語は、1個以上の炭素原子を含む直鎖状
または分枝鎖状の脂肪族タイプのアルキル側鎖で1種以上置換された9,10-アン
トラキノンを示すことを意図する。これらのアルキル連鎖は、通常9個未満、好
ましくは6個未満の炭素原子を含む。そのようなアルキルアントラキノンの例は
、2-エチルアントラキノン、2-イソプロピルアントラキノン、2-sec-及び2-tert
-ブチルアントラキノン、1,3-、2,3-、1,4-及び2,7-ジメチルアントラキノン、
及び2-iso-及び2-tert-アミルアントラキノン、及びこれらのキノンの混合物で
ある。
わちAO法は公知であり、広く文献に記載されている(例えば、“Ullmann's Ency
clopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition, 1989, Volume 3, p. 447-
57”を参照されたい。)。それらは、1種以上のアルキルアントラキノン及び/
または1種以上のテトラヒドロアントラキノンの使用液に希釈剤中で水素化工程
を受けさせ、1種以上のアルキルアントラヒドロキノン及び/またはアルキルテ
トラヒドロアントラヒドロキノンを生成させる方法である。次いで水素化工程に
残った使用液を酸素、空気または酸素に富む空気で酸化して過酸化水素を生成さ
せ、アルキルアントラキノン及び/またはテトラヒドロアントラキノンを改質す
る。次いで生成した過酸化水素を抽出工程により使用液から分離する。本発明に
よれば、この抽出は実質的に純粋な水を用いて実施する。次いで抽出工程に残っ
た使用液を、過酸化水素製造サイクルを再開するために水素化工程に再循環させ
る。 “アルキルアントラキノン”という用語は、1個以上の炭素原子を含む直鎖状
または分枝鎖状の脂肪族タイプのアルキル側鎖で1種以上置換された9,10-アン
トラキノンを示すことを意図する。これらのアルキル連鎖は、通常9個未満、好
ましくは6個未満の炭素原子を含む。そのようなアルキルアントラキノンの例は
、2-エチルアントラキノン、2-イソプロピルアントラキノン、2-sec-及び2-tert
-ブチルアントラキノン、1,3-、2,3-、1,4-及び2,7-ジメチルアントラキノン、
及び2-iso-及び2-tert-アミルアントラキノン、及びこれらのキノンの混合物で
ある。
【0007】
“実質的に純粋な水”という表現は、3質量%未満の有機希釈剤、特に1種以
上のアルコール、好ましくは0.1%未満または0.001%未満のこれらの希
釈剤を含む水を示すことを意図する。しかしながら、抽出水は、最低0.001
質量%、好ましくは最低0.005%または最低0.01%の無機物質を含むの
が有利である。しかしながら、無機物質の含量は1質量%以下、好ましくは0.
5%、または0.1%以下であろう。これらの無機物質は、酸及び特に硝酸また
は燐酸のような強酸、またはそのような酸の塩のようなpH調節効果を有する物質
が有利である。これらの無機物質はまた、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属
塩、特にピロ燐酸ナトリウムのようなナトリウム塩のようなH2O2安定化効果を有
する物質であるのが有利である。したがって、抽出溶液は金属カチオン(例えば
ナトリウムのようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属)及び/またはホスフ
ェート、ニトレート等のようなアニオンを少量、一般的には0.001〜10g/
l含む。
上のアルコール、好ましくは0.1%未満または0.001%未満のこれらの希
釈剤を含む水を示すことを意図する。しかしながら、抽出水は、最低0.001
質量%、好ましくは最低0.005%または最低0.01%の無機物質を含むの
が有利である。しかしながら、無機物質の含量は1質量%以下、好ましくは0.
5%、または0.1%以下であろう。これらの無機物質は、酸及び特に硝酸また
は燐酸のような強酸、またはそのような酸の塩のようなpH調節効果を有する物質
が有利である。これらの無機物質はまた、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属
塩、特にピロ燐酸ナトリウムのようなナトリウム塩のようなH2O2安定化効果を有
する物質であるのが有利である。したがって、抽出溶液は金属カチオン(例えば
ナトリウムのようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属)及び/またはホスフ
ェート、ニトレート等のようなアニオンを少量、一般的には0.001〜10g/
l含む。
【0008】
抽出から誘導されたH2O2溶液、すなわち粗H2O2溶液は、一般的には50質量%
未満、通常40質量%未満のH2O2を含む。それは、一般的には5質量%より多い
、通常10%より多い、特に20%より多いまたは30%より多いH2O2を含む。
それは、エポキシ化反応に使用する前にいずれかの洗浄及び/または精製処理を
受けない。したがって、それは有機不純物(キノンシャトルの分解生成物)及び
無機不純物(抽出水により導入されたカチオン及びアニオン、並びに1種以上の
アルキルアントラヒドロキノンの酸化により誘導された混合物中にすでに存在す
るもの)を含む。したがって抽出により誘導された溶液は、ISO標準8245にした
がって定義されたTOC(総有機炭素濃度)として、0.001g/l以上、または0
.01g/l以上、あるいは0.1g/l以上であるが、10g/l以下、または1g/l以
下、あるいは0.2g/l以下の割合の有機不純物を含みうる。それはまた、金属
カチオン(例えばナトリウムのようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属)及
び/またはホスフェート、ニトレート等のようなアニオンを低含量、一般的には
0.01g/l以上10g/l以下の濃度で含みうる。
未満、通常40質量%未満のH2O2を含む。それは、一般的には5質量%より多い
、通常10%より多い、特に20%より多いまたは30%より多いH2O2を含む。
それは、エポキシ化反応に使用する前にいずれかの洗浄及び/または精製処理を
受けない。したがって、それは有機不純物(キノンシャトルの分解生成物)及び
無機不純物(抽出水により導入されたカチオン及びアニオン、並びに1種以上の
アルキルアントラヒドロキノンの酸化により誘導された混合物中にすでに存在す
るもの)を含む。したがって抽出により誘導された溶液は、ISO標準8245にした
がって定義されたTOC(総有機炭素濃度)として、0.001g/l以上、または0
.01g/l以上、あるいは0.1g/l以上であるが、10g/l以下、または1g/l以
下、あるいは0.2g/l以下の割合の有機不純物を含みうる。それはまた、金属
カチオン(例えばナトリウムのようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属)及
び/またはホスフェート、ニトレート等のようなアニオンを低含量、一般的には
0.01g/l以上10g/l以下の濃度で含みうる。
【0009】
エポキシ化反応に使用する前に、粗H2O2溶液は水またはエポキシ化反応に悪影
響を及ぼさないその他のいずれかの溶媒または液体希釈剤で希釈しうる。一般的
には、エポキシ化反応に使用する水溶液は5質量%以上、通常10質量%以上、
特に20質量%以上のH2O2を含む。それは通常50質量%以下、特に40質量%
の過酸化物化合物を含む。 本発明による方法により調製しうるオキシランは、以下の一般式に対応する基
を含む有機化合物である。
響を及ぼさないその他のいずれかの溶媒または液体希釈剤で希釈しうる。一般的
には、エポキシ化反応に使用する水溶液は5質量%以上、通常10質量%以上、
特に20質量%以上のH2O2を含む。それは通常50質量%以下、特に40質量%
の過酸化物化合物を含む。 本発明による方法により調製しうるオキシランは、以下の一般式に対応する基
を含む有機化合物である。
【0010】
【化1】
【0011】
オキシランは、一般的には3乃至10個の炭素原子、好ましくは3乃至6個の
炭素原子を含む。本発明による方法により有利に調製しうるオキシランは1,2-エ
ポキシプロパンである。 本発明による方法に適するオレフィンは、一般的には3乃至10個の炭素原子
、好ましくは3乃至6個の炭素原子を含む。プロピレン及びブチレンが特に適す
る。プロピレンが好ましい。 本発明による方法に使用する触媒はゼオライト、すなわち、微孔質結晶構造を
有するシリカを含む固体を含むのが有利である。ゼオライトはアルミニウムを含
まないのが有利である。それは好ましくはチタンを含む。 本発明による方法に使用しうるゼオライトは、ZSM-5、ZSM-11またはMCM-41タ
イプまたはβ-ゼオライトタイプの結晶構造を有しうる。ZSM-5タイプのゼオライ
トが適する。約950〜960cm-1に赤外吸収バンドを有するものが好ましい。
炭素原子を含む。本発明による方法により有利に調製しうるオキシランは1,2-エ
ポキシプロパンである。 本発明による方法に適するオレフィンは、一般的には3乃至10個の炭素原子
、好ましくは3乃至6個の炭素原子を含む。プロピレン及びブチレンが特に適す
る。プロピレンが好ましい。 本発明による方法に使用する触媒はゼオライト、すなわち、微孔質結晶構造を
有するシリカを含む固体を含むのが有利である。ゼオライトはアルミニウムを含
まないのが有利である。それは好ましくはチタンを含む。 本発明による方法に使用しうるゼオライトは、ZSM-5、ZSM-11またはMCM-41タ
イプまたはβ-ゼオライトタイプの結晶構造を有しうる。ZSM-5タイプのゼオライ
トが適する。約950〜960cm-1に赤外吸収バンドを有するものが好ましい。
【0012】
特に適するゼオライトはチタンシリカライト(titanium silicalite)である
。式xTiO2(1-x)SiO2(式中、xは0.0001〜0.5、好ましくは0.001
〜0.005である。)に対応するものが良好な性能品質を有する。TS-1という
名称で知られ、ZSM-5タイプの結晶構造を有するこの種の物質の場合に特に好都
合な結果が得られる。 本発明による反応媒体は、一般的には液相及び気相を含む。 本発明による方法に使用しうる有機希釈剤は、1乃至4個の炭素原子を含む脂
肪族アルコールのような有機誘導体でもよい。例としてはメタノールがある。反
応媒体の液相中の希釈剤の含量は、35質量%以上、好ましくは60%以上、ま
たは75%が有利である。しかしながら、反応媒体の液相中の希釈剤の含量は、
一般的には99質量%未満、好ましくは95%未満である。 本発明による方法の好ましい一態様においては、反応媒体中で製造されたオキ
シランを、本出願人による特許願第WO 99/14208号に開示されている溶媒を用い
液体−液体抽出により分離しうる。 本発明による方法は連続式でもバッチ式でもよい。連続式の場合には、未反応
オレフィンを反応器に再循環させうる。
。式xTiO2(1-x)SiO2(式中、xは0.0001〜0.5、好ましくは0.001
〜0.005である。)に対応するものが良好な性能品質を有する。TS-1という
名称で知られ、ZSM-5タイプの結晶構造を有するこの種の物質の場合に特に好都
合な結果が得られる。 本発明による反応媒体は、一般的には液相及び気相を含む。 本発明による方法に使用しうる有機希釈剤は、1乃至4個の炭素原子を含む脂
肪族アルコールのような有機誘導体でもよい。例としてはメタノールがある。反
応媒体の液相中の希釈剤の含量は、35質量%以上、好ましくは60%以上、ま
たは75%が有利である。しかしながら、反応媒体の液相中の希釈剤の含量は、
一般的には99質量%未満、好ましくは95%未満である。 本発明による方法の好ましい一態様においては、反応媒体中で製造されたオキ
シランを、本出願人による特許願第WO 99/14208号に開示されている溶媒を用い
液体−液体抽出により分離しうる。 本発明による方法は連続式でもバッチ式でもよい。連続式の場合には、未反応
オレフィンを反応器に再循環させうる。
【0013】
本発明による方法を実施する反応器に、AOプロセスの水抽出工程から直接得ら
れる溶液を装填する。この場合には、本発明による方法を実施するプラントがAO
プロセスにしたがってH2O2溶液を製造するプラントも含む。そのようなプラント
及びそれを用いる方法もまた、本発明の主題を構成する。 あるいは、溶液は反応器に供給する前に貯蔵及び/または搬送してもよい。一
般的に使用される精製された溶液の場合はそうである。 本発明による方法においては、エポキシ化反応に悪影響を及ぼさない気体も反
応器に供給しうる。とりわけ、特許願第WO 99/48883号において、本出願人は、
製造されたオキシランが連行され、気体状化合物と同時に反応器から除去されう
るのに十分な流速で気体状化合物を反応媒体に導入することにより、製造された
オキシランとエポキシ化反応の媒体の接触時間が減少することを見いだした。し
たがって、このことは副生成物の形成を回避し、エポキシ化の選択性を増大させ
る。 本発明による方法の有利な一実施態様は、製造されたオキシランの少なくとも
一部を連行するばかりではなく、特に反応器がループ型の反応器の場合には液相
を反応器中で循環させるような流速で気相を反応器に導入する方法である。この
場合には、気相は一般的には、この気相の流速のH2O2供給速度に対するモル比が
5以上、特に8以上であるような流速で反応器に導入される。10以上の値が普
通である。この流速のモル比は、一般的には100以下、特に60以下であり、
40以下、または20以下の値が普通である。
れる溶液を装填する。この場合には、本発明による方法を実施するプラントがAO
プロセスにしたがってH2O2溶液を製造するプラントも含む。そのようなプラント
及びそれを用いる方法もまた、本発明の主題を構成する。 あるいは、溶液は反応器に供給する前に貯蔵及び/または搬送してもよい。一
般的に使用される精製された溶液の場合はそうである。 本発明による方法においては、エポキシ化反応に悪影響を及ぼさない気体も反
応器に供給しうる。とりわけ、特許願第WO 99/48883号において、本出願人は、
製造されたオキシランが連行され、気体状化合物と同時に反応器から除去されう
るのに十分な流速で気体状化合物を反応媒体に導入することにより、製造された
オキシランとエポキシ化反応の媒体の接触時間が減少することを見いだした。し
たがって、このことは副生成物の形成を回避し、エポキシ化の選択性を増大させ
る。 本発明による方法の有利な一実施態様は、製造されたオキシランの少なくとも
一部を連行するばかりではなく、特に反応器がループ型の反応器の場合には液相
を反応器中で循環させるような流速で気相を反応器に導入する方法である。この
場合には、気相は一般的には、この気相の流速のH2O2供給速度に対するモル比が
5以上、特に8以上であるような流速で反応器に導入される。10以上の値が普
通である。この流速のモル比は、一般的には100以下、特に60以下であり、
40以下、または20以下の値が普通である。
【0014】
本発明による方法においてはいずれのタイプの反応器も使用しうる。特にルー
プ型の反応器を使用しうる。分岐の一に気体を泡立てることにより液体及び任意
に触媒の循環が得られるバブルサイホンを有するループ型の反応器が適する。こ
のタイプの反応器は、前述の特許願第WO 99/48883号に開示されている。 本発明による方法においては、オレフィン及びH2O2間の反応中の液相のpHを4
.8以上、特に5以上の値に保持するのが有利であることがわかる。pHは6.5
以下、特に6以下であるのが有利である。pHが4.8〜6.5、好ましくは5〜
6である場合に良好な結果が得られる。エポキシ化反応中の液相のpHは塩基を添
加することにより制御しうる。この塩基は水溶性塩基から選択しうる。それらは
強塩基でもよい。言及しうる強塩基の例はNaOH及びKOHである。それらはまた弱
塩基でもよい。弱塩基は無機でもよい。言及しうる無機弱塩基の例は、NH4OH、N
a2CO3、NaHCO3、Na2HPO4、K2CO3、Li2CO3、KHCO3、LiHCO3及びK2HPO4である。弱
塩基はまた有機でもよい。適する有機弱塩基は、好ましくは1〜10個の炭素原
子を含むカルボン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩である。酢酸ナト
リウムが例としてあげられる。弱塩基の場合に良好な結果が得られる。有機弱塩
基が好ましい。酢酸ナトリウムが特に適する。 使用するオレフィンの量及び使用するH2O2の量間のモル比は、一般的には0.
1以上、特に1以上、好ましくは5以上である。このモル比は通常100以下、
特に50以下、好ましくは25以下である。
プ型の反応器を使用しうる。分岐の一に気体を泡立てることにより液体及び任意
に触媒の循環が得られるバブルサイホンを有するループ型の反応器が適する。こ
のタイプの反応器は、前述の特許願第WO 99/48883号に開示されている。 本発明による方法においては、オレフィン及びH2O2間の反応中の液相のpHを4
.8以上、特に5以上の値に保持するのが有利であることがわかる。pHは6.5
以下、特に6以下であるのが有利である。pHが4.8〜6.5、好ましくは5〜
6である場合に良好な結果が得られる。エポキシ化反応中の液相のpHは塩基を添
加することにより制御しうる。この塩基は水溶性塩基から選択しうる。それらは
強塩基でもよい。言及しうる強塩基の例はNaOH及びKOHである。それらはまた弱
塩基でもよい。弱塩基は無機でもよい。言及しうる無機弱塩基の例は、NH4OH、N
a2CO3、NaHCO3、Na2HPO4、K2CO3、Li2CO3、KHCO3、LiHCO3及びK2HPO4である。弱
塩基はまた有機でもよい。適する有機弱塩基は、好ましくは1〜10個の炭素原
子を含むカルボン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩である。酢酸ナト
リウムが例としてあげられる。弱塩基の場合に良好な結果が得られる。有機弱塩
基が好ましい。酢酸ナトリウムが特に適する。 使用するオレフィンの量及び使用するH2O2の量間のモル比は、一般的には0.
1以上、特に1以上、好ましくは5以上である。このモル比は通常100以下、
特に50以下、好ましくは25以下である。
【0015】
ゼオライトの存在下で連続的に実施する本発明による方法においては、H2O2は
一般的にはゼオライト1g及び1時間当たり0.005モル以上、特に0.01
モル以上使用する。H2O2の量は、通常ゼオライト1g及び1時間当たり2.5モ
ル以下、特に1モル以下である。ゼオライト1g及び1時間当たり0.03モル
以上0.1モル以下のH2O2の量が好ましいことが示されている。 オレフィン及びH2O2間の反応は、金属塩又はアンモニウム塩のような塩の存在
下で実施しうる。金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムのようなアルカリ金属及びア
ルカリ土類金属から選択しうる。金属塩はハロゲン化物、酸化物、水酸化物、カ
ーボネート、スルフェート及びホスフェート及びアセテートのような有機酸塩が
有利である。ハロゲン化物は、一般的にはフッ化物、塩化物、臭化物及びヨウ化
物である。塩化物が好ましいことが示されている。本発明による方法において有
利に使用される塩は、好ましくはアルカリ金属のハロゲン化物であり、塩化ナト
リウムが有利である。使用する金属塩の量は、ゼオライト1g当たりの金属また
はアンモニウムのmmol数で表される、触媒量に対する塩由来の金属イオンまたは
アンモニウムイオンの含量として表される。この含量は、ゼオライト1g当たり
10-4mmol以上10mmol以下である。金属塩含量は、ゼオライト1g当たり10- 3 mmol以上1mmol以下であるのが有利である。ゼオライト1g当たり10-2mmol以
上0.5mmol以下である含量が好ましいことが示されている。
一般的にはゼオライト1g及び1時間当たり0.005モル以上、特に0.01
モル以上使用する。H2O2の量は、通常ゼオライト1g及び1時間当たり2.5モ
ル以下、特に1モル以下である。ゼオライト1g及び1時間当たり0.03モル
以上0.1モル以下のH2O2の量が好ましいことが示されている。 オレフィン及びH2O2間の反応は、金属塩又はアンモニウム塩のような塩の存在
下で実施しうる。金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムのようなアルカリ金属及びア
ルカリ土類金属から選択しうる。金属塩はハロゲン化物、酸化物、水酸化物、カ
ーボネート、スルフェート及びホスフェート及びアセテートのような有機酸塩が
有利である。ハロゲン化物は、一般的にはフッ化物、塩化物、臭化物及びヨウ化
物である。塩化物が好ましいことが示されている。本発明による方法において有
利に使用される塩は、好ましくはアルカリ金属のハロゲン化物であり、塩化ナト
リウムが有利である。使用する金属塩の量は、ゼオライト1g当たりの金属また
はアンモニウムのmmol数で表される、触媒量に対する塩由来の金属イオンまたは
アンモニウムイオンの含量として表される。この含量は、ゼオライト1g当たり
10-4mmol以上10mmol以下である。金属塩含量は、ゼオライト1g当たり10- 3 mmol以上1mmol以下であるのが有利である。ゼオライト1g当たり10-2mmol以
上0.5mmol以下である含量が好ましいことが示されている。
【0016】
オレフィン及びH2O2間の反応の温度は、触媒が徐々に失活するのを抑えるため
に35℃以上であるのが有利である。40℃以上の温度、好ましくは45℃以上
の温度で反応を実施するのが有利である。50℃以上の温度が特に好ましい。し
かしながら、反応温度は一般的には100℃未満であり、好ましくは80℃未満
である。オレフィンをH2O2と反応させる温度は、一般的には40〜100℃、好
ましくは45〜80℃である。 本発明による方法においては、オレフィン及びH2O2間の反応は大気圧下で起こ
りうる。加圧下でも起こりうる。一般的にはこの圧力は40bar以下である。実
際には20barの圧力が適する。 本発明による方法の特に有利な一態様によれば、過酸化水素及び有機希釈剤並
びにオレフィン及び10体積%以上の1種以上のアルカンを含む流体が液相のか
たちで供給されている反応器中において触媒及び有機希釈剤の存在下でオレフィ
ンを過酸化水素と反応させる。流体中のアルカン含量は、好ましくは10体積%
より多い。
に35℃以上であるのが有利である。40℃以上の温度、好ましくは45℃以上
の温度で反応を実施するのが有利である。50℃以上の温度が特に好ましい。し
かしながら、反応温度は一般的には100℃未満であり、好ましくは80℃未満
である。オレフィンをH2O2と反応させる温度は、一般的には40〜100℃、好
ましくは45〜80℃である。 本発明による方法においては、オレフィン及びH2O2間の反応は大気圧下で起こ
りうる。加圧下でも起こりうる。一般的にはこの圧力は40bar以下である。実
際には20barの圧力が適する。 本発明による方法の特に有利な一態様によれば、過酸化水素及び有機希釈剤並
びにオレフィン及び10体積%以上の1種以上のアルカンを含む流体が液相のか
たちで供給されている反応器中において触媒及び有機希釈剤の存在下でオレフィ
ンを過酸化水素と反応させる。流体中のアルカン含量は、好ましくは10体積%
より多い。
【0017】
この態様は、アルカンをオキシランの製造に使用することによりアルカンを含
まない種々のオレフィン源の価値を高めるために、また、驚くべきことに、過酸
化水素を用いたアルカンの酸化反応中に、オレフィンの存在下で希釈因子と考え
られるアルコール及びケトンの製造が低下するために有利である。したがって、
爆発性の過酸化物の沈殿の危険性は、理論的に期待されるそれより著しく低下し
、したがって工業規模のプラントにおいて容易に取り扱いうる。 有利な態様の実質的な利点の一は、1種以上のアルカンを10体積%以上含む
流体を反応器に供給することにある。この流体のアルカン含量は20体積%以上
の場合もあるし、30%以上の場合もある。アルカンを50体積%以上含む流体
も使用しうる。しかしながら、アルカンを95体積%以上含む流体の使用は薦め
られず、85%以下のアルカンを含む流体を使用するのが好ましい。 流体は、通常50体積%より多い、特に60体積%以上、好ましくは70体積
%以上のオレフィンを含む。エポキシ化反応に導入する水素の量は、通常流体の
体積の5%未満であり、好ましくは0%である。エポキシ化反応に導入する酸素
の量は、一般的には流体の体積の10%未満である。
まない種々のオレフィン源の価値を高めるために、また、驚くべきことに、過酸
化水素を用いたアルカンの酸化反応中に、オレフィンの存在下で希釈因子と考え
られるアルコール及びケトンの製造が低下するために有利である。したがって、
爆発性の過酸化物の沈殿の危険性は、理論的に期待されるそれより著しく低下し
、したがって工業規模のプラントにおいて容易に取り扱いうる。 有利な態様の実質的な利点の一は、1種以上のアルカンを10体積%以上含む
流体を反応器に供給することにある。この流体のアルカン含量は20体積%以上
の場合もあるし、30%以上の場合もある。アルカンを50体積%以上含む流体
も使用しうる。しかしながら、アルカンを95体積%以上含む流体の使用は薦め
られず、85%以下のアルカンを含む流体を使用するのが好ましい。 流体は、通常50体積%より多い、特に60体積%以上、好ましくは70体積
%以上のオレフィンを含む。エポキシ化反応に導入する水素の量は、通常流体の
体積の5%未満であり、好ましくは0%である。エポキシ化反応に導入する酸素
の量は、一般的には流体の体積の10%未満である。
【0018】
本発明による流体に含まれる1種以上のアルカンは、一般的には3〜10個、
好ましくは3〜6個の炭素原子を含む。好ましくは、アルカンは直鎖状であり、
特にいずれの芳香族置換基も含まない。本発明によるオレフィンがプロピレンの
場合には、1種以上のアルカンは主としてプロパンである。好ましくは、アルカ
ンはエポキシ化反応の有機希釈剤としては使用せず、有機希釈剤とは異なる。 有利な態様による方法は連続式でもバッチ式でもよい。連続式である場合には
、オレフィン及び過酸化水素間の反応後に流体を反応器に再循環させうる。 本発明による方法の有利な態様の第一の場合には、方法は連続的であり、方法
の開始時に反応器に導入する流体は10体積%未満の1種以上のアルカンを含む
。方法の間中、オレフィンと過酸化水素の反応後に流体が反応器に再循環される
ので、再循環される流体は徐々にアルカンに富んでくる。したがって流体中のア
ルカン含量は10体積%以上の値に達する。 本発明による方法の有利な態様の第二の場合には、方法は連続式またはバッチ
式であり、方法の開始時に反応器に導入する流体はすでに10体積%以上の1種
以上のアルカンを含む。
好ましくは3〜6個の炭素原子を含む。好ましくは、アルカンは直鎖状であり、
特にいずれの芳香族置換基も含まない。本発明によるオレフィンがプロピレンの
場合には、1種以上のアルカンは主としてプロパンである。好ましくは、アルカ
ンはエポキシ化反応の有機希釈剤としては使用せず、有機希釈剤とは異なる。 有利な態様による方法は連続式でもバッチ式でもよい。連続式である場合には
、オレフィン及び過酸化水素間の反応後に流体を反応器に再循環させうる。 本発明による方法の有利な態様の第一の場合には、方法は連続的であり、方法
の開始時に反応器に導入する流体は10体積%未満の1種以上のアルカンを含む
。方法の間中、オレフィンと過酸化水素の反応後に流体が反応器に再循環される
ので、再循環される流体は徐々にアルカンに富んでくる。したがって流体中のア
ルカン含量は10体積%以上の値に達する。 本発明による方法の有利な態様の第二の場合には、方法は連続式またはバッチ
式であり、方法の開始時に反応器に導入する流体はすでに10体積%以上の1種
以上のアルカンを含む。
【0019】
好ましくは、反応器に供給する流体(オレフィン及びアルカンを含む)は気体
である。この場合には、本発明による方法の有利な態様の一特定実施態様では、
製造されるオキシランの少なくとも一部を連行するばかりではなく、特に反応器
がループ型の反応器である場合には、液相を反応器内で循環させるような流速で
この気体を反応器に導入する。この場合には、気体は一般的には、この気体の流
速の過酸化物化合物の供給速度に対するモル比が5以上、特に8以上(10以上
の値が一般的である。)であるような流速で反応器に導入する。これらの流速の
モル比は、一般的には100以下、特に60以下であり、40または20以下の
値が一般的である。 本発明による方法の有利な態様においては、連続的に実施する場合には、ゼオ
ライト1g及び1時間当たり0.03モル以上0.25モル以下の過酸化水素の
量が好ましいことが示された。 本発明による方法の有利な態様においては、過酸化水素水溶液は通常70質量
%以下、特に50質量%の過酸化物化合物を含む。
である。この場合には、本発明による方法の有利な態様の一特定実施態様では、
製造されるオキシランの少なくとも一部を連行するばかりではなく、特に反応器
がループ型の反応器である場合には、液相を反応器内で循環させるような流速で
この気体を反応器に導入する。この場合には、気体は一般的には、この気体の流
速の過酸化物化合物の供給速度に対するモル比が5以上、特に8以上(10以上
の値が一般的である。)であるような流速で反応器に導入する。これらの流速の
モル比は、一般的には100以下、特に60以下であり、40または20以下の
値が一般的である。 本発明による方法の有利な態様においては、連続的に実施する場合には、ゼオ
ライト1g及び1時間当たり0.03モル以上0.25モル以下の過酸化水素の
量が好ましいことが示された。 本発明による方法の有利な態様においては、過酸化水素水溶液は通常70質量
%以下、特に50質量%の過酸化物化合物を含む。
【0020】
本発明はまたオキシランを製造する方法に関し、その方法によれば、オレフィ
ンを触媒及び有機希釈剤の存在下において反応器中液相で過酸化水素と反応させ
、反応器には過酸化水素及び有機希釈剤、並びにオレフィン及び10体積%以上
の1種以上のアルカンを含む流体を供給する。 本発明のこのその他の方法は、実質的に純粋な水を用いて1種以上のアルキル
アントラヒドロキノンの酸化反応から誘導された混合物を抽出することにより得
られる、その後の洗浄及び/または精製処理していない過酸化水素水溶液を用い
る本発明の第一の方法と組み合わせないでそれだけで実施される前述の開示され
た有利な態様に対応する。 このその他の方法が実施される条件は、粗過酸化水素溶液を使用すること以外
は第一の方法と同じである。
ンを触媒及び有機希釈剤の存在下において反応器中液相で過酸化水素と反応させ
、反応器には過酸化水素及び有機希釈剤、並びにオレフィン及び10体積%以上
の1種以上のアルカンを含む流体を供給する。 本発明のこのその他の方法は、実質的に純粋な水を用いて1種以上のアルキル
アントラヒドロキノンの酸化反応から誘導された混合物を抽出することにより得
られる、その後の洗浄及び/または精製処理していない過酸化水素水溶液を用い
る本発明の第一の方法と組み合わせないでそれだけで実施される前述の開示され
た有利な態様に対応する。 このその他の方法が実施される条件は、粗過酸化水素溶液を使用すること以外
は第一の方法と同じである。
【0021】実施例1(本発明による)及び実施例2C(比較)
5.25gのTS-1を含む連続式反応器を大気圧下35℃に保持し、40質量%
の水溶液のかたちで0.57モル/時間のH2O2、4.75モル/時間のメタノー
ル及び250Nl/l(すなわち、11.2モル/時間)のプロピレンを導入する。
残っている液相及び気相を分析して種々の有機生成物の割合及びH2O2の転化率を
決定する。 以下の表は、文献において公知の手順に従って調製したばかりのTS-1触媒を用
いて開始した試験後に得られた結果をまとめた。
の水溶液のかたちで0.57モル/時間のH2O2、4.75モル/時間のメタノー
ル及び250Nl/l(すなわち、11.2モル/時間)のプロピレンを導入する。
残っている液相及び気相を分析して種々の有機生成物の割合及びH2O2の転化率を
決定する。 以下の表は、文献において公知の手順に従って調製したばかりのTS-1触媒を用
いて開始した試験後に得られた結果をまとめた。
【0022】
【表1】
* 選択率は、形成されたPO(プロピレンオキシド)/形成された全ての有機生
成物のモル比により表される。
成物のモル比により表される。
【0023】
公知のように、触媒の活性が徐々に失われることが観察される。このことは使
用したH2O2の品質には影響されない。選択率だけが粗H2O2の存在の影響を好都合
に受ける。 これらのH2O2溶液中のアニオン及びカチオンのそれぞれの含量は注目すべきで
ある。
用したH2O2の品質には影響されない。選択率だけが粗H2O2の存在の影響を好都合
に受ける。 これらのH2O2溶液中のアニオン及びカチオンのそれぞれの含量は注目すべきで
ある。
【0024】
【表2】
【0025】実施例3(本発明による)及び実施例4C(比較)
以下の表は、触媒の再生後のサイクル中の、すべてにおいて実施例1及び実施
例2Cと同一の試験をまとめた。この再生は、300℃に加熱された空気を触媒
上に7時間通過させることにより得られる。
例2Cと同一の試験をまとめた。この再生は、300℃に加熱された空気を触媒
上に7時間通過させることにより得られる。
【0026】
【表3】
【0027】
活性は測定の精度の範囲内で同一であり、選択率の差は保持されていることが
確認された。実施例5C(比較)及び実施例6(本発明による) キノン/ヒドロキノンシャトルを酸化した後に得られたH2O2合成溶液を、52
質量%のメタノールを含むメタノール/水混合物を用いて抽出した。次いでこの
水性抽出物をプロピレンのエポキシ化試験(実施例5C)に使用し、得られた性
能品質を、実質的に純粋な水を用いて同一のシャトルを抽出することにより得ら
れた粗H2O2の40質量%水溶液を用いて実施した同様な試験(実施例6)のそれ
と比較した。このシャトルは11.8g/kgのH2O2を含む。 水/アルコール混合物を用いた抽出は以下の4工程で実施した。 最初の抽出は、14331gのシャトル(全部で169.1gのH2O2を含む)を
1511gのメタノール/水混合物を用いて実施した。メタノール/水相は出発
有機溶液より濃く、比較的迅速に(約15分)分離して1085gの抽出物が得
られる。ヨード滴定により決定されたH2O2濃度は3.18モル/kgのH2O2であり
、3.45モルまたは117.4gのH2O2(=存在する総量の69%)に対応す
る。
確認された。実施例5C(比較)及び実施例6(本発明による) キノン/ヒドロキノンシャトルを酸化した後に得られたH2O2合成溶液を、52
質量%のメタノールを含むメタノール/水混合物を用いて抽出した。次いでこの
水性抽出物をプロピレンのエポキシ化試験(実施例5C)に使用し、得られた性
能品質を、実質的に純粋な水を用いて同一のシャトルを抽出することにより得ら
れた粗H2O2の40質量%水溶液を用いて実施した同様な試験(実施例6)のそれ
と比較した。このシャトルは11.8g/kgのH2O2を含む。 水/アルコール混合物を用いた抽出は以下の4工程で実施した。 最初の抽出は、14331gのシャトル(全部で169.1gのH2O2を含む)を
1511gのメタノール/水混合物を用いて実施した。メタノール/水相は出発
有機溶液より濃く、比較的迅速に(約15分)分離して1085gの抽出物が得
られる。ヨード滴定により決定されたH2O2濃度は3.18モル/kgのH2O2であり
、3.45モルまたは117.4gのH2O2(=存在する総量の69%)に対応す
る。
【0028】
第二の抽出は、1522gの同一のメタノール/水混合物を用いて実施した。
分離はあまり鋭くない。相の分離はかなりゆっくりであり、相を分離しうるのに
1時間以上を要する。第一の抽出と異なり、今度はメタノール/水相のほうが濃
くなく、1215gの抽出物である。そのH2O2濃度は0.833モル/kgであり、
1.012モルまたは34.4gのH2O2に対応する。したがって、2回の抽出でH2 O2の総量の90%が回収される。 第三の抽出は、1511gの同一のメタノール/水混合物を用いて実施した。
同様に分離は困難であり、約1446gのメタノール/水相が回収された。そのH2 O2濃度は0.244モル/kgであり、0.353モルまたは12.0gのH2O2(
すなわち、3回の抽出でH2O2の総量の96.9%)に対応する。 最後に、1517gの同一のメタノール/水混合物を用いて第四の抽出を実施
した。同様に分離は困難であり、約1497gのメタノール/水相が回収された
。そのH2O2濃度は0.071モル/kgであり、0.106モルまたは3.6gのH2 O2(すなわち、4回の抽出でH2O2の総量の99.0%)に対応する。
分離はあまり鋭くない。相の分離はかなりゆっくりであり、相を分離しうるのに
1時間以上を要する。第一の抽出と異なり、今度はメタノール/水相のほうが濃
くなく、1215gの抽出物である。そのH2O2濃度は0.833モル/kgであり、
1.012モルまたは34.4gのH2O2に対応する。したがって、2回の抽出でH2 O2の総量の90%が回収される。 第三の抽出は、1511gの同一のメタノール/水混合物を用いて実施した。
同様に分離は困難であり、約1446gのメタノール/水相が回収された。そのH2 O2濃度は0.244モル/kgであり、0.353モルまたは12.0gのH2O2(
すなわち、3回の抽出でH2O2の総量の96.9%)に対応する。 最後に、1517gの同一のメタノール/水混合物を用いて第四の抽出を実施
した。同様に分離は困難であり、約1497gのメタノール/水相が回収された
。そのH2O2濃度は0.071モル/kgであり、0.106モルまたは3.6gのH2 O2(すなわち、4回の抽出でH2O2の総量の99.0%)に対応する。
【0029】
次いで4回の抽出物を一緒にして、0.94モル/kgのH2O2(実質的に滴定に
より確認した)を含むメタノール/水溶液とした。GCにより決定したメタノール
含量はほぼ437g/kgである。 この相で失われた“有用な” (=H2O2の製造に使用されうる)キノンの含量
は、抽出物1kg当たり0.020gである。 更に、使用したメタノール/水混合物の質量及び回収された抽出物の質量間の
差により示されるように(特に、第一及び第二の抽出に関して)、明らかにメタ
ノールの一部がキノンシャトルに移動した。GCにより決定したキノンシャトルの
メタノール含量は、実質的にほぼ6.0質量%である。 プロピレン(Pe)のエポキシ化試験は、以下の条件下でバブルサイホンタイプ
のプラント中で実施した。T:55℃、Peの流速:75Nl/時間、H2O2:0.17
モル/時間、ゼロ転化ループ中のH2O2の濃度:1.0モル/kg、触媒:0.53
gのTS-1。
より確認した)を含むメタノール/水溶液とした。GCにより決定したメタノール
含量はほぼ437g/kgである。 この相で失われた“有用な” (=H2O2の製造に使用されうる)キノンの含量
は、抽出物1kg当たり0.020gである。 更に、使用したメタノール/水混合物の質量及び回収された抽出物の質量間の
差により示されるように(特に、第一及び第二の抽出に関して)、明らかにメタ
ノールの一部がキノンシャトルに移動した。GCにより決定したキノンシャトルの
メタノール含量は、実質的にほぼ6.0質量%である。 プロピレン(Pe)のエポキシ化試験は、以下の条件下でバブルサイホンタイプ
のプラント中で実施した。T:55℃、Peの流速:75Nl/時間、H2O2:0.17
モル/時間、ゼロ転化ループ中のH2O2の濃度:1.0モル/kg、触媒:0.53
gのTS-1。
【0030】
実施例5に関しては、H2O2を含む4回のメタノール/水抽出物の混合物を単独
でバブルサイホンプラントに導入するので、ストリッピングされてメタノールの
不十分な媒体(濃度<440g/kg)となるであろう。したがって、ループ中の濃
度を、粗H2O2を用いた対照試験(実施例6)のメタノール濃度に対応する≒44
0g/kgに保持するために、追加のメタノールを添加した。 得られた結果を以下の表に示す。
でバブルサイホンプラントに導入するので、ストリッピングされてメタノールの
不十分な媒体(濃度<440g/kg)となるであろう。したがって、ループ中の濃
度を、粗H2O2を用いた対照試験(実施例6)のメタノール濃度に対応する≒44
0g/kgに保持するために、追加のメタノールを添加した。 得られた結果を以下の表に示す。
【0031】
【表4】
【0032】実施例7〜9
特許願第WO 99/48883号に開示されているようなバブルサイホン反応器中で、
メタノール及び直径0.5mmのビーズのかたちで使用した触媒TS-1の存在下にお
いてプロピレン及び過酸化水素を反応させることによりプロピレンオキシドを製
造した。 55℃の温度において0.17モル/時間の流速で過酸化水素を連続的に供給
して試験を実施した。気体の総流速は75Nl/時間(すなわち、3.3モル/時
間)である。ゼロ転化ループ中の初期H2O2濃度は、1.5モル/kgであった。使
用した触媒の量は、1.5gのTS-1を含むビーズ4.5gであった。 実施例1においては、75%の“ポリマーグレード”のプロピレン(98%の
プロピレン及び0.3%のプロパン)及び25%のプロパン(モル%)を含む混
合物を使用した。実施例2においては、100%“ポリマーグレード”のプロピ
レンを使用し、実施例3においては、75%の“ポリマーグレード”のプロピレ
ン及び25%の窒素を含む混合物を使用した。 得られた結果を以下の表に示す。 プロピレンオキシドに対する選択率は、得られたプロピレンオキシドの量を形
成された全てのC3有機生成物の総量で割った百分率で表されるモル比で提供され
る。
メタノール及び直径0.5mmのビーズのかたちで使用した触媒TS-1の存在下にお
いてプロピレン及び過酸化水素を反応させることによりプロピレンオキシドを製
造した。 55℃の温度において0.17モル/時間の流速で過酸化水素を連続的に供給
して試験を実施した。気体の総流速は75Nl/時間(すなわち、3.3モル/時
間)である。ゼロ転化ループ中の初期H2O2濃度は、1.5モル/kgであった。使
用した触媒の量は、1.5gのTS-1を含むビーズ4.5gであった。 実施例1においては、75%の“ポリマーグレード”のプロピレン(98%の
プロピレン及び0.3%のプロパン)及び25%のプロパン(モル%)を含む混
合物を使用した。実施例2においては、100%“ポリマーグレード”のプロピ
レンを使用し、実施例3においては、75%の“ポリマーグレード”のプロピレ
ン及び25%の窒素を含む混合物を使用した。 得られた結果を以下の表に示す。 プロピレンオキシドに対する選択率は、得られたプロピレンオキシドの量を形
成された全てのC3有機生成物の総量で割った百分率で表されるモル比で提供され
る。
【0033】
【表5】
【0034】
5時間後に測定したイソプロパノールの製造は、実施例1においては0.00
7mmol/時間であった。試験2及び3においては、検出可能な量のイソプロパノ
ールは存在しなかった。実施例10 前述の実施例7〜9の条件と同一の条件下の試験を純粋なプロパンを用いて実
施した。5時間後に測定したイソプロパノールの製造は0.11mmol/時間で、
実施例1の16倍であった。0.04mmol/時間のアセトンも形成された。H2O2 の転化率は非常に低く、5時間後に1%であった。
7mmol/時間であった。試験2及び3においては、検出可能な量のイソプロパノ
ールは存在しなかった。実施例10 前述の実施例7〜9の条件と同一の条件下の試験を純粋なプロパンを用いて実
施した。5時間後に測定したイソプロパノールの製造は0.11mmol/時間で、
実施例1の16倍であった。0.04mmol/時間のアセトンも形成された。H2O2 の転化率は非常に低く、5時間後に1%であった。
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(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF
,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,
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,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,
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MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R
O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ
,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,
VN,YU,ZA,ZW
Claims (17)
- 【請求項1】 触媒及び有機希釈剤の存在下でオレフィン及び過酸化水素を
反応させることによりオキシランを製造する方法であって、前記過酸化水素が、
1種以上のアルキルアントラヒドロキノンの酸化により誘導される混合物を実質
的に純粋な水を用いて抽出することにより得られる、その後の洗浄及び/または
精製処理を実施していない、過酸化水素水溶液である方法。 - 【請求項2】 前記オキシランが1,2-エポキシプロパンであり、前記オレフ
ィンがプロピレンである請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記抽出水が3質量%未満の有機希釈剤、特に1種以上のア
ルコールを含む請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 抽出により得られる前記H2O2溶液が、TOC(総有機炭素濃度
)として0.001乃至10g/lの有機不純物を含む請求項1乃至3のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項5】 抽出により得られる前記H2O2溶液が、0.01乃至10g/l
の含量で金属カチオン(例えばナトリウムのようなアルカリ金属またはアルカリ
土類金属)及びアニオン(例えばホスフェートまたはニトレート)を含む請求項
1乃至4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 抽出により得られる前記H2O2溶液が、5乃至50質量%の過
酸化水素を含む請求項1乃至5のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 前記触媒がZSM-5タイプの結晶構造を有する好ましくはTS-1
タイプのチタンシリカライト(titanium silicalite)であり、希釈剤がメタノ
ールである請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 前記反応媒体が液相及び気相を含み、液相中の有機希釈剤の
含量が35質量%より多い請求項1乃至7のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 反応器中において液相で、オレフィンを触媒及び有機希釈剤
の存在下で過酸化水素と反応させる請求項1乃至8のいずれかに記載の方法であ
って、該反応器に過酸化水素及び希釈剤並びにオレフィン及び10体積%以上の
1種以上のアルカンを含む流体を供給する方法。 - 【請求項10】 前記流体中の1種以上のアルカンの含量が20体積%以上
、好ましくは30%である請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 前記流体中の1種以上のアルカンの含量が95体積%以下
、好ましくは85%以下である請求項9または10記載の方法。 - 【請求項12】 前記方法の開始時には反応器に供給された流体が1種以上
のアルカンを10体積%未満しか含まないが、オレフィン及び過酸化物化合物間
の反応後に反応器に再循環させた後は少なくとも10体積%の値に達するまで徐
々に1種以上のアルカンに富む連続方法である請求項9乃至11のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項13】 前記方法の開始時に反応器に供給する流体が1種以上のア
ルカンを10体積%以上含む請求項9乃至11のいずれかに記載の方法。 - 【請求項14】 前記反応器がループ型反応器であり、前記オレフィン及び
1種以上のアルカンを含む流体が気体であり、かつこの気体の流速の過酸化物化
合物の供給速度に対するモル比が5以上、好ましくは10以上である請求項9乃
至13のいずれかに記載の方法。 - 【請求項15】 前記オキシランが1,2-エポキシプロパンであり、前記オレ
フィンがプロピレンであり、アルカンがプロパンである請求項9乃至14のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項16】 AOプロセスにしたがってH2O2を製造するプラントを含む、
請求項1乃至15のいずれかに記載の方法を実施するプラント。 - 【請求項17】 請求項16記載のプラントを用い、AOプロセスにしたがっ
てH2O2を製造し、オレフィン及びH2O2間の反応によりオキシランを製造する連続
方法。
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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