JP2005097188A - Method for producing cumene - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はクメンの製造方法に関するものである。更に詳しくは、本発明はクメンから得られるクメンハイドロパーオキサイドを酸素キャリヤーとして用いてプロピレンをプロピレンオキサイドに変換し、かつ該クメンを繰り返し使用するプロピレンオキサイドの製造方法において、未反応のクメンハイドロパーオキサイを効率的にクメンに変換することを特徴とするクメンの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing cumene. More specifically, the present invention relates to an unreacted cumene hydroperoxide in a process for producing propylene oxide, wherein cumene hydroperoxide obtained from cumene is used as an oxygen carrier to convert propylene to propylene oxide, and the cumene is repeatedly used. The present invention relates to a method for producing cumene, characterized by efficiently converting i into cumene.
エチルベンゼンのハイドロパーオキサイドを酸素キャリヤーとして用いてプロピレンを酸化し、プロピレンオキサイド及びスチレンを得るプロセスはハルコン法として知られている。この方法によると、プロピレンオキサイドと共にスチレンが必然的に副生されるため、プロピレンオキサイドのみを選択的に得るという観点からは不満足である。 A process in which propylene is oxidized using ethylbenzene hydroperoxide as an oxygen carrier to obtain propylene oxide and styrene is known as the Halcon method. According to this method, styrene is inevitably produced as a byproduct with propylene oxide, which is unsatisfactory from the viewpoint of selectively obtaining only propylene oxide.
また、クメンから得られるクメンハイドロパーオキサイドを酸素キャリヤーとして用いてプロピレンをプロピレンオキサイドに変換し、かつ該クメンを繰り返し使用するプロセスの概念は特許文献１、特許文献２等に記されているが、該特許公報に記されている方法は、効率的にクメンを繰り返し使用するという観点では十分とは言い難いものである。 In addition, the concept of a process of converting propylene to propylene oxide using cumene hydroperoxide obtained from cumene as an oxygen carrier and repeatedly using the cumene is described in Patent Document 1, Patent Document 2, and the like. The method described in this patent publication is not sufficient from the viewpoint of efficiently using cumene repeatedly.
かかる現状において、本発明が解決しようとする課題は、クメンから得られるクメンハイドロパーオキサイドを酸素キャリヤーとして用いてプロピレンをプロピレンオキサイドに変換し、かつ該クメンを繰り返し使用するプロピレンオキサイドの製造方法において、未反応のクメンハイドロパーオキサイドを効率的にクメンに変換することを特徴とするクメンの製造方法を提供する点にある。 Under such circumstances, the problem to be solved by the present invention is to produce propylene oxide using cumene hydroperoxide obtained from cumene as an oxygen carrier to convert propylene into propylene oxide, and repeatedly using the cumene. An object of the present invention is to provide a method for producing cumene, which comprises efficiently converting unreacted cumene hydroperoxide to cumene.
すなわち、本発明は、下記の工程を含むクメンハイドロパーオキサイド含有クミルアルコールからのクメンの製造方法に係るものである。
クメンハイドロパーオキサイド水添工程：クミルアルコール中に含まれるクメンハイドロパーオキサイドを水添触媒の存在下クミルアルコールに変換する工程
クミルアルコール水素化工程：触媒の存在下、クメンハイドローオキサイド水添工程で得られたクミルアルコールを水素化してクメンを得る工程
That is, this invention relates to the manufacturing method of cumene from the cumene hydroperoxide containing cumyl alcohol including the following processes.
Cumene hydroperoxide hydrogenation process: A process of converting cumene hydroperoxide contained in cumyl alcohol to cumyl alcohol in the presence of a hydrogenation catalyst. Cumyl alcohol hydrogenation process: Cumene hydrooxide water in the presence of a catalyst Hydrogenation of cumyl alcohol obtained in the adding step to obtain cumene
本発明により、クメンから得られるクメンハイドロパーオキサイドを酸素キャリヤーとして用いてプロピレンをプロピレンオキサイドに変換し、かつ該クメンを繰り返し使用するプロピレンオキサイドの製造方法において、未反応のクメンハイドロパーオキサイドを効率的にクメンに変換するという特徴を有するクメンの製造方法を提供することができた。 According to the present invention, an unreacted cumene hydroperoxide is efficiently used in a method for producing propylene oxide by using a cumene hydroperoxide obtained from cumene as an oxygen carrier to convert propylene into propylene oxide and repeatedly using the cumene. It was possible to provide a method for producing cumene having the feature of converting to cumene.
本発明の第一の工程はクメンハイドロパーオキサイド水添工程であり、水添触媒の存在下、水素でクメンハイドロパーオキサイドはクミルアルコールに変換される。本工程に供される原料はクメンハイドロパーオキサイドを含有したクミルアルコールであり、例えば、クメンハイドロパーオキサイドを酸化剤としたオレフィンのエポキシ化後の反応液として得られる。 The first step of the present invention is a cumene hydroperoxide hydrogenation step, where cumene hydroperoxide is converted to cumyl alcohol with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst. The raw material used in this step is cumyl alcohol containing cumene hydroperoxide, and can be obtained, for example, as a reaction liquid after epoxidation of olefin using cumene hydroperoxide as an oxidizing agent.
クメンハイドロパーオキサイド水添触媒としては、周期律表の８族〜１１族の金属を含む触媒をあげることができ、具体的にはパラジウム、白金、ニッケル、コバルト、ロジウム、ルテニウムをあげることができるが、芳香環の核水添反応の抑制、高収率、触媒コストの観点からパラジウムが好ましい。パラジウム触媒としては、パラジウム・アルミナ、パラジウム・シリカ、パラジウム・カーボン等があげられる。 As the cumene hydroperoxide hydrogenation catalyst, a catalyst containing a metal of Group 8 to 11 of the periodic table can be mentioned, and specifically, palladium, platinum, nickel, cobalt, rhodium, ruthenium can be mentioned. However, palladium is preferable from the viewpoint of suppression of the nuclear hydrogenation reaction of the aromatic ring, high yield, and catalyst cost. Examples of the palladium catalyst include palladium / alumina, palladium / silica, palladium / carbon, and the like.
特に限定されるわけではないが、クメンハイドロパーオキサイド水添工程で用いられる水添触媒と後述するクミルアルコール水素化工程で用いられる水添触媒が同一の金属を含有する触媒であることが好ましい。 Although not particularly limited, it is preferable that the hydrogenation catalyst used in the cumene hydroperoxide hydrogenation step and the hydrogenation catalyst used in the cumyl alcohol hydrogenation step described later are the same metal-containing catalyst. .
クメンハイドロパーオキサイド水添工程を行わない場合は、クメンハイドロパーオキサイドは熱や酸により分解し、以降の工程において容易にクメンに変換できない成分が増加するという欠点がある。対してクメンハイドロパーオキサイド水添工程でクメンハイドロパーオキサイドを高選択的にクミルアルコールに変換することにより、以降の工程で容易にクメンを得ることができる。 When the cumene hydroperoxide hydrogenation step is not performed, cumene hydroperoxide is decomposed by heat or acid, and there is a disadvantage that components that cannot be easily converted to cumene increase in the subsequent steps. On the other hand, cumene hydroperoxide is highly selectively converted into cumyl alcohol in the cumene hydroperoxide hydrogenation step, whereby cumene can be easily obtained in the subsequent steps.
クメンハイドロパーオキサイド水添反応の好ましい実施態様は次のとおりである。 A preferred embodiment of the cumene hydroperoxide hydrogenation reaction is as follows.
クメンハイドロパーオキサイド水添反応は通常、水添触媒の存在下、クメンハイドロパーオキサイドを含有したクミルアルコールと水素を接触させることで行われる。反応は溶媒を用いて液相中で実施できる。溶媒は、反応体及び生成物に対して実質的に不活性なものでなければならない。溶媒は使用されるクミルアルコール溶液中に存在する物質からなるものであってよい。たとえばクミルアルコールが、生成物であるクメンとからなる混合物である場合には、特に溶媒を添加することなく、これを溶媒の代用とすることも可能である。クメンハイドロパーオキサイド水添の反応温度は一般に０〜３００℃であるが、０〜２５０℃の温度が好ましい。一般に圧力は１０〜１００００ｋＰａであることが有利である。本反応は、スラリー又は固定床の形の触媒を使用して有利に実施できる。 The cumene hydroperoxide hydrogenation reaction is usually carried out by contacting cumyl alcohol containing cumene hydroperoxide with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst. The reaction can be carried out in a liquid phase using a solvent. The solvent must be substantially inert to the reactants and products. The solvent may consist of substances present in the cumyl alcohol solution used. For example, when cumyl alcohol is a mixture composed of cumene, which is a product, it can be used as a substitute for a solvent without particularly adding a solvent. The reaction temperature of cumene hydroperoxide hydrogenation is generally from 0 to 300 ° C, preferably from 0 to 250 ° C. In general, the pressure is advantageously between 10 and 10000 kPa. This reaction can be advantageously carried out using a catalyst in the form of a slurry or fixed bed.
反応に必要な水素量はクメンハイドロパーオキサイドの等モル以上であればよい。 The amount of hydrogen necessary for the reaction may be equal to or more than the equimolar amount of cumene hydroperoxide.
本発明のクメンの製造方法ではクメンハイドロパーオキサイド水添反応と後述するクミルアルコールの水素化反応は同一の反応器で連続的に実施することが好ましい。 In the method for producing cumene according to the present invention, it is preferable that the cumene hydroperoxide hydrogenation reaction and the hydrogenation reaction of cumyl alcohol described later are continuously carried out in the same reactor.
本発明の第二の工程は、触媒の存在下、クメンハイドロパーオキサイド水添工程で得られたクミルアルコールを水素化してクメンを得る工程である。 The second step of the present invention is a step of obtaining cumene by hydrogenating cumyl alcohol obtained in the cumene hydroperoxide hydrogenation step in the presence of a catalyst.
クミルアルコール水素化工程は、水素化分解触媒の存在下、クミルアルコールを水素化分解してクメンを得てもよいし、脱水触媒存在下、クミルアルコールをα−メチルスチレンと水に変換した後、水添触媒存在下、α−メチルスチレンを水添してクメンを得てもよいが、触媒性能、触媒寿命、触媒コストの観点から後者の脱水／水添反応で行うことが好ましい。以下、脱水／水添反応によるクミルアルコールの水素化反応について詳細に説明する。 In the cumyl alcohol hydrogenation step, cumyl alcohol may be hydrocracked in the presence of a hydrocracking catalyst to obtain cumene, or cumyl alcohol is converted to α-methylstyrene and water in the presence of a dehydration catalyst. Then, α-methylstyrene may be hydrogenated in the presence of a hydrogenation catalyst to obtain cumene, but the latter dehydration / hydrogenation reaction is preferred from the viewpoint of catalyst performance, catalyst life and catalyst cost. Hereinafter, the hydrogenation reaction of cumyl alcohol by dehydration / hydrogenation reaction will be described in detail.
クミルアルコール水素化工程の第一の反応は、脱水触媒存在下、クミルアルコールをα−メチルスチレンと水に変換する反応である。
脱水触媒としては、硫酸、リン酸、ｐ−トルエンスルホン酸等の酸や、活性アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカアルミナ、ゼオライト等の金属酸化物があげられるが、反応液との分離、触媒寿命、選択性等の観点から活性アルミナが好ましい。
The first reaction in the cumyl alcohol hydrogenation step is a reaction in which cumyl alcohol is converted into α-methylstyrene and water in the presence of a dehydration catalyst.
Examples of the dehydration catalyst include acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, and p-toluenesulfonic acid, and metal oxides such as activated alumina, titania, zirconia, silica alumina, and zeolite, but separation from the reaction solution, catalyst life, Activated alumina is preferred from the viewpoint of selectivity and the like.
脱水反応の好ましい実施態様は次のとおりである。 A preferred embodiment of the dehydration reaction is as follows.
脱水反応は通常、クミルアルコールを触媒に接触させることで行われるが、クミルアルコール水素化工程においては脱水反応に引き続いて水添反応を行なうため、水素も触媒へフィードすることが好ましい。反応は溶媒を用いて液相中で実施できる。溶媒は、反応体及び生成物に対して実質的に不活性なものでなければならない。溶媒は使用されるクミルアルコール溶液中に存在する物質からなるものであってよい。たとえばクミルアルコールが、生成物であるクメンとからなる混合物である場合には、特に溶媒を添加することなく、これを溶媒の代用とすることも可能である。脱水反応温度は一般に５０〜４５０℃であるが、１５０〜３００℃の温度が好ましい。一般に圧力は１０〜１００００ｋＰａであることが有利である。脱水反応は、スラリー又は固定床の形の触媒を使用して有利に実施できる。
クミルアルコール水素化工程の第二の反応は、脱水反応で得たα−メチルスチレンと水を水添触媒に供し、α−メチルスチレンを水添してクメンに変換する反応である。
The dehydration reaction is usually carried out by bringing cumyl alcohol into contact with the catalyst. However, in the cumyl alcohol hydrogenation step, since hydrogenation is carried out following the dehydration reaction, it is preferable to feed hydrogen to the catalyst. The reaction can be carried out in a liquid phase using a solvent. The solvent must be substantially inert to the reactants and products. The solvent may consist of substances present in the cumyl alcohol solution used. For example, when cumyl alcohol is a mixture composed of cumene, which is a product, it can be used as a substitute for a solvent without particularly adding a solvent. The dehydration reaction temperature is generally 50 to 450 ° C, but a temperature of 150 to 300 ° C is preferable. In general, the pressure is advantageously between 10 and 10000 kPa. The dehydration reaction can be advantageously carried out using a catalyst in the form of a slurry or fixed bed.
The second reaction in the cumyl alcohol hydrogenation step is a reaction in which α-methylstyrene and water obtained in the dehydration reaction are supplied to a hydrogenation catalyst, and α-methylstyrene is hydrogenated and converted to cumene.
α−メチルスチレン水添触媒としては、周期律表１０族又は１１族の金属を含む触媒をあげることができ、具体的にはニッケル、パラジウム、白金、銅をあげることができるが、芳香環の核水添反応の抑制、高収率の観点からパラジウムまたは銅が好ましい。銅系触媒としては銅、ラネー銅、銅・クロム、銅・亜鉛、銅・クロム・亜鉛、銅・シリカ、銅・アルミナ等があげられる。パラジウム触媒としては、パラジウム・アルミナ、パラジウム・シリカ、パラジウム・カーボン等があげられる。 Examples of the α-methylstyrene hydrogenation catalyst include a catalyst containing a metal of Group 10 or 11 of the periodic table, and specific examples include nickel, palladium, platinum, and copper. Palladium or copper is preferred from the viewpoint of suppressing the nuclear hydrogenation reaction and high yield. Examples of the copper-based catalyst include copper, Raney copper, copper / chromium, copper / zinc, copper / chromium / zinc, copper / silica, copper / alumina, and the like. Examples of the palladium catalyst include palladium / alumina, palladium / silica, palladium / carbon, and the like.
α−メチルスチレン水添反応の好ましい実施態様は次のとおりである。 A preferred embodiment of the α-methylstyrene hydrogenation reaction is as follows.
α−メチルスチレン水添反応は通常、α−メチルスチレンと水素を触媒に接触させることで行われるが、クミルアルコール水素化工程においてはクミルアルコールの脱水反応に引き続いてα−メチルスチレン水添反応を行なうため、脱水反応において発生した水も水添触媒へフィードされる。反応は、溶媒を用いて液相又は気相中で実施できる。溶媒は、反応体及び生成物に対して実質的に不活性なものでなければならない。溶媒は使用されるα−メチルスチレン溶液中に存在する物質からなるものであってよい。たとえばα−メチルスチレンが、生成物であるクメンとからなる混合物である場合には、特に溶媒を添加することなく、これを溶媒の代用とすることも可能である。α−メチルスチレン水添反応温度は一般に０〜５００℃であるが、３０〜４００℃の温度が好ましい。一般に圧力は１００〜１００００ｋＰａであることが有利である。 The α-methylstyrene hydrogenation reaction is usually carried out by bringing α-methylstyrene and hydrogen into contact with the catalyst. In the cumyl alcohol hydrogenation step, α-methylstyrene hydrogenation is carried out following the dehydration reaction of cumyl alcohol. In order to carry out the reaction, water generated in the dehydration reaction is also fed to the hydrogenation catalyst. The reaction can be carried out in a liquid phase or a gas phase using a solvent. The solvent must be substantially inert to the reactants and products. The solvent may consist of substances present in the α-methylstyrene solution used. For example, when α-methylstyrene is a mixture of cumene as a product, it can be used as a substitute for a solvent without particularly adding a solvent. The α-methylstyrene hydrogenation reaction temperature is generally 0 to 500 ° C., but a temperature of 30 to 400 ° C. is preferred. In general, the pressure is advantageously between 100 and 10000 kPa.
本クミルアルコール水素化工程ではクミルアルコールの脱水反応と該脱水反応によって得られたα−メチルスチレン水添反応は同一の反応器で連続的に実施することが好ましい。 In this cumyl alcohol hydrogenation step, it is preferable that the dehydration reaction of cumyl alcohol and the α-methylstyrene hydrogenation reaction obtained by the dehydration reaction are continuously carried out in the same reactor.
以上述べたとおり、本発明のクメンの製造方法の好ましい実施態様は次のとおりである。 As described above, preferred embodiments of the method for producing cumene of the present invention are as follows.
本発明のクメンの製造方法は、固定床の形の触媒を使用して連続法によって有利に実施できる。クメンハイドロパーオキサイド水添反応、クミルアルコール脱水反応、α−メチルスチレン水添反応は別々の反応器を用いてもよいし、単一の反応器を用いてもよいが、設備コストの観点から単一の反応器を用いることが好ましい。連続法の反応器は、断熱反応器、等温反応器があるが、等温反応器は除熱をするための設備が必要となるため、断熱反応器が好ましい。コストの観点から考えると、クメンハイドロパーオキサイド水添触媒、脱水触媒とα−メチルスチレン水添触媒は多段のリアクターとすることなく、単一の固定床反応器に充填されていることが好ましい。触媒は例えば、反応器にクメンハイドロパーオキサイド水添触媒、クミルアルコール脱水触媒、α−メチルスチレン水添触媒の順で充填される。反応器の中は幾つかのベッドに別れていてもよく、または別れていなくてもよい。別れていない場合、それぞれの触媒は直接接触させてもよいが、イナートな充填物で仕切りをつけてもかまわない。 The process for producing cumene of the present invention can be advantageously carried out by a continuous process using a catalyst in the form of a fixed bed. Cumene hydroperoxide hydrogenation reaction, cumyl alcohol dehydration reaction, and α-methylstyrene hydrogenation reaction may use separate reactors or a single reactor, but from the viewpoint of equipment cost It is preferred to use a single reactor. The continuous reactor includes an adiabatic reactor and an isothermal reactor, and the isothermal reactor is preferably an adiabatic reactor because equipment for removing heat is required. From the viewpoint of cost, it is preferable that the cumene hydroperoxide hydrogenation catalyst, the dehydration catalyst and the α-methylstyrene hydrogenation catalyst are packed in a single fixed bed reactor without using a multistage reactor. For example, the catalyst is charged in the order of cumene hydroperoxide hydrogenation catalyst, cumyl alcohol dehydration catalyst, and α-methylstyrene hydrogenation catalyst. The reactor may or may not be separated into several beds. If not separated, each catalyst may be in direct contact, but may be partitioned with inert packing.
反応温度および圧力は、反応液に含まれる水が凝縮しないように選択される。反応温度は１５０〜３００℃が好ましく、反応圧力は１００〜２０００ｋＰａが好ましい。温度が低すぎたり、圧力が高すぎたりすると、脱水反応出口において水が凝縮し、α−メチルスチレン水添触媒の性能を低下させてしまう。また圧力が高すぎる場合は脱水反応の反応平衡においても不利である。温度が高すぎたり、圧力が低すぎたりすると、気相部が多く発生し、ファウリング等による触媒寿命の低下が進み不利である。 The reaction temperature and pressure are selected so that water contained in the reaction solution does not condense. The reaction temperature is preferably 150 to 300 ° C., and the reaction pressure is preferably 100 to 2000 kPa. If the temperature is too low or the pressure is too high, water will condense at the dehydration reaction outlet and the performance of the α-methylstyrene hydrogenation catalyst will be reduced. If the pressure is too high, it is disadvantageous in the reaction equilibrium of the dehydration reaction. If the temperature is too high or the pressure is too low, a large number of gas phase portions are generated, which is disadvantageous because the catalyst life decreases due to fouling and the like.
水素は固定床反応器入口からフィードする。これにより脱水反応ゾーンでも常に水素が存在するため、脱水により発生した水分の気化が促進され、平衡脱水転化率が上がり、水素が存在しない場合よりも効率よく高い脱水転化率を得ることが出来る。脱水反応において発生した水は水添触媒を通過することになるが、先に述べたように凝縮しないレベルで運転することにより、特に水を除去する設備を設けることなく低コストで運転することができる。 Hydrogen is fed from the fixed bed reactor inlet. As a result, since hydrogen always exists in the dehydration reaction zone, vaporization of water generated by dehydration is promoted, the equilibrium dehydration conversion rate is increased, and a higher dehydration conversion rate can be obtained more efficiently than when no hydrogen is present. Although the water generated in the dehydration reaction passes through the hydrogenation catalyst, it can be operated at a low cost without providing a facility for removing water by operating at a level that does not condense as described above. it can.
反応に必要な水素量は脱水反応で生成するα−メチルスチレンと等モルであればよいが、通常、原料中には水素を消費する他の成分も含まれており、過剰の水素が必要とされる。また水素の分圧を上げるほど反応は速やかに進むことから、通常、水素／α−メチルスチレンモル比として１から１０が使用される。さらに好ましくは１から５である。反応後に残存した過剰分の水素は反応液と分離した後にリサイクルして使用することもできる。 The amount of hydrogen required for the reaction may be equimolar to α-methylstyrene produced by the dehydration reaction, but usually other components that consume hydrogen are also included in the raw material, and excess hydrogen is required. Is done. Further, since the reaction proceeds more rapidly as the partial pressure of hydrogen is increased, 1 to 10 is usually used as the hydrogen / α-methylstyrene molar ratio. More preferably, it is 1 to 5. The excess hydrogen remaining after the reaction can be recycled after being separated from the reaction solution.
クメンハイドロパーオキサイド水添触媒の量はクメンハイドロパーオキサイドが充分に転化する量であればよく、クメンハイドロパーオキサイド転化率は９０％以上であることが好ましい。脱水触媒の量はクミルアルコールが充分に転化する量であればよく、クミルアルコール転化率は９０％以上であることが好ましい。α−メチルスチレン水添触媒の量はα−メチルスチレンが充分に転化する量であればよく、α−メチルスチレン転化率は９８％以上が好ましい。 The amount of the cumene hydroperoxide hydrogenation catalyst may be an amount sufficient to convert cumene hydroperoxide, and the cumene hydroperoxide conversion rate is preferably 90% or more. The amount of the dehydration catalyst may be an amount sufficient to convert cumyl alcohol, and the cumyl alcohol conversion rate is preferably 90% or more. The amount of the α-methylstyrene hydrogenation catalyst may be an amount that sufficiently converts α-methylstyrene, and the α-methylstyrene conversion is preferably 98% or more.
本発明の方法は、下記の水素化工程の一部として行われ得る。
酸化工程：クメンを酸化することによりクメンハイドロパーオキサイドを得る工程
エポキシ化工程：酸化工程で得たクメンハイドロパーオキサイドとプロピレンとを反応させることによりプロピレンオキサイド及びクミルアルコールを得る工程
水素化工程：固体触媒の存在下、エポキシ化工程で得たクミルアルコールを水素化してクメンとし、酸化工程の原料として酸化工程へリサイクルする工程
酸化工程は、クメンを酸化することによりクメンハイドロパーオキサイドを得る工程である。クメンの酸化は、通常、空気や酸素濃縮空気などの含酸素ガスによる自動酸化で行われる。この酸化反応は添加剤を用いずに実施してもよいし、アルカリのような添加剤を用いてもよい。通常の反応温度は５０〜２００℃であり、反応圧力は大気圧から５ＭＰａの間である。添加剤を用いた酸化法の場合、アルカリ性試薬としては、ＮａＯＨ、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（ＮＨ４）２ＣＯ３、アルカリ金属炭酸アンモニウム塩等が用いられる。
The method of the present invention can be carried out as part of the following hydrogenation step.
Oxidation step: Step of obtaining cumene hydroperoxide by oxidizing cumene Epoxidation step: Step of obtaining propylene oxide and cumyl alcohol by reacting cumene hydroperoxide obtained in the oxidation step with propylene Hydrogenation step: In the presence of a solid catalyst, the cumyl alcohol obtained in the epoxidation process is hydrogenated to form cumene and recycled to the oxidation process as a raw material for the oxidation process. The oxidation process is a process for obtaining cumene hydroperoxide by oxidizing cumene. It is. Cumene is usually oxidized by auto-oxidation with an oxygen-containing gas such as air or oxygen-enriched air. This oxidation reaction may be carried out without using an additive, or an additive such as an alkali may be used. The normal reaction temperature is 50 to 200 ° C., and the reaction pressure is between atmospheric pressure and 5 MPa. In the case of the oxidation method using additives, alkaline reagents include alkali metal compounds such as NaOH and KOH, alkaline earth metal compounds or alkali metal carbonates such as Na 2 CO 3 and NaHCO 3 , ammonia, and ( NH 4 ) 2 CO 3 , alkali metal ammonium carbonate and the like are used.
エポキシ化工程は、酸化工程で得たクメンハイドロパーオキサイドとプロピレンとを反応させることによりプロピレンオキサイド及びクミルアルコールを得る工程である。 The epoxidation step is a step of obtaining propylene oxide and cumyl alcohol by reacting cumene hydroperoxide obtained in the oxidation step with propylene.
触媒としては、目的物を高収率及び高選択率下に得る観点から、チタン含有珪素酸化物からなる触媒が好ましい。これらの触媒は、珪素酸化物と化学的に結合したＴｉを含有する、いわゆるＴｉ−シリカ触媒が好ましい。たとえば、Ｔｉ化合物をシリカ担体に担持したもの、共沈法やゾルゲル法で珪素酸化物と複合したもの、あるいはＴｉを含むゼオライト化合物などをあげることができる。 As the catalyst, a catalyst comprising a titanium-containing silicon oxide is preferable from the viewpoint of obtaining the target product with high yield and high selectivity. These catalysts are preferably so-called Ti-silica catalysts containing Ti chemically bonded to silicon oxide. For example, a Ti compound supported on a silica carrier, a compound compounded with silicon oxide by a coprecipitation method or a sol-gel method, or a zeolite compound containing Ti can be used.
エポキシ化工程の原料物質として使用されるクメンハイドロパーオキサイドは、希薄又は濃厚な精製物又は非精製物であってよい。 Cumene hydroperoxide used as a raw material for the epoxidation process may be a diluted or concentrated purified product or non-purified product.
エポキシ化反応は、プロピレンとクメンハイドロパーオキサイドを触媒に接触させることで行われる。反応は、溶媒を用いて液相中で実施される。溶媒は、反応時の温度及び圧力のもとで液体であり、かつ反応体及び生成物に対して実質的に不活性なものでなければならない。溶媒は使用されるハイドロパーオキサイド溶液中に存在する物質からなるものであってよい。たとえばクメンハイドロパーオキサイドがその原料であるクメンとからなる混合物である場合には、特に溶媒を添加することなく、これを溶媒の代用とすることも可能である。その他、有用な溶媒としては、芳香族の単環式化合物（たとえばベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン）及びアルカン（たとえばオクタン、デカン、ドデカン）などがあげられる。 The epoxidation reaction is performed by bringing propylene and cumene hydroperoxide into contact with a catalyst. The reaction is carried out in the liquid phase using a solvent. The solvent must be liquid under the temperature and pressure during the reaction and be substantially inert to the reactants and products. The solvent may consist of substances present in the hydroperoxide solution used. For example, when cumene hydroperoxide is a mixture of cumene, which is a raw material, it can be used as a substitute for a solvent without adding a solvent. Other useful solvents include aromatic monocyclic compounds (eg benzene, toluene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene) and alkanes (eg octane, decane, dodecane).
エポキシ化反応温度は一般に０〜２００℃であるが、２５〜２００℃の温度が好ましい。圧力は、反応混合物を液体の状態に保つのに充分な圧力でよい。一般に圧力は１００〜１００００ｋＰａであることが有利である。 The epoxidation reaction temperature is generally 0 to 200 ° C, but a temperature of 25 to 200 ° C is preferable. The pressure may be sufficient to keep the reaction mixture in a liquid state. In general, the pressure is advantageously between 100 and 10000 kPa.
固体触媒を用いる場合には、スラリー又は固定床の形で反応に用いられる。大規模な工業的操作の場合には、固定床を用いるのが好ましい。また、回分法、半連続法、連続法等によって実施できる。 When a solid catalyst is used, it is used for the reaction in the form of a slurry or a fixed bed. For large scale industrial operations, it is preferred to use a fixed bed. Moreover, it can implement by a batch method, a semi-continuous method, a continuous method, etc.
エポキシ化工程へ供給されるプロピレン／クメンハイドロパーオキサイドのモル比は２／１〜５０／１であることが好ましい。該比が過小であると反応速度が低下して効率が悪く、一方該比が過大であるとリサイクルされるプロピレンの量が過大となり、回収工程において多大なエネルギーを必要とする。 The molar ratio of propylene / cumene hydroperoxide supplied to the epoxidation step is preferably 2/1 to 50/1. If the ratio is too small, the reaction rate is lowered and the efficiency is poor. On the other hand, if the ratio is too large, the amount of propylene recycled is excessive, and a large amount of energy is required in the recovery process.
水素化工程は触媒の存在下、エポキシ化工程で得たクミルアルコールを水素化してクメンとし、酸化工程の原料として酸化工程へリサイクルする工程であり、前記のとおりである。 In the hydrogenation step, cumyl alcohol obtained in the epoxidation step is hydrogenated to form cumene in the presence of a catalyst, and recycled to the oxidation step as a raw material for the oxidation step, as described above.
上記の特徴的な方法とすることにより、本発明が解決しようとする課題が解決できる。
By using the above characteristic method, the problem to be solved by the present invention can be solved.
Claims (6)
クメンハイドロパーオキサイド水添工程：クミルアルコール中に含まれるクメンハイドロパーオキサイドを水添触媒の存在下クミルアルコールに変換する工程
クミルアルコール水素化工程：触媒の存在下、クメンハイドロパーオキサイド水添工程で得られたクミルアルコールを水素化してクメンを得る工程 The manufacturing method of cumene from the cumene hydroperoxide containing cumyl alcohol including the following process.
Cumene hydroperoxide hydrogenation step: The step of converting cumene hydroperoxide contained in cumyl alcohol to cumyl alcohol in the presence of a hydrogenation catalyst. Cumyl alcohol hydrogenation step: Cumene hydroperoxide water in the presence of a catalyst Hydrogenation of cumyl alcohol obtained in the adding step to obtain cumene
酸化工程：クメンを酸化することによりクメンハイドロパーオキサイドを得る工程
エポキシ化工程：酸化工程で得たクメンハイドロパーオキサイドとプロピレンとを反応させることによりプロピレンオキサイド及びクミルアルコールを得る工程
水素化工程：固体触媒の存在下、エポキシ化工程で得たクミルアルコールを水素化してクメンとし、酸化工程の原料として酸化工程へリサイクルする工程
The method according to claim 1, wherein the method for producing cumene is a part of a method for producing propylene oxide comprising the following steps.
Oxidation step: Step of obtaining cumene hydroperoxide by oxidizing cumene Epoxidation step: Step of obtaining propylene oxide and cumyl alcohol by reacting cumene hydroperoxide obtained in the oxidation step with propylene Hydrogenation step: A process in which cumyl alcohol obtained in the epoxidation process is hydrogenated to cumene in the presence of a solid catalyst and recycled to the oxidation process as a raw material for the oxidation process
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