JP2008508327A - アルキレンオキシドの選択的水和のための触媒方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例示の方法は、エチレンオキシドと水の溶液を、管状反応器内に配置された熱交換要素の金属製の外面に被覆された触媒、好ましくは超酸と接触させる工程を含む。エチレンオキシド/水の溶液が触媒に接触させられる温度は、約20℃から約115℃、好ましくは約50℃から約110℃、より好ましくは約75℃から約105℃の範囲にある。触媒と接触する溶液中の水対エチレンオキシドの比は、約1:1から約100:1の間、好ましくは1.5:1から20:1の間、最も好ましくは3:1から約15:1の間にある。
スイス国、ウィンタートゥールP.O.Box 65、CH−8404所在のサルツァー・ケムテック社(Sulzer Chemtech Ltd,)より販売されているSMRなどの静止型ミキサ−熱交換器のステンレス鋼製金属コイルを通常の手順にしたがって洗浄した。水中油エマルジョンを吹き付け、その後、60℃でホウ砂のアルカリ溶液中に浸漬し、脱イオン(DI)水で完全に濯いだ。基体表面とゾルゲルコーティングとの間の密な結合および良好な接着を確実にするために、その手法は、公開文献(T.P. Chou, C.Chandrasekaran, S.Limmmer, C.Nguyen, G.Z.Cao, Journal of Materials Science Letters, 21, 251, 2002)に述べられた技法にしたがった。基体を30分間に亘り90℃で30:70の体積比の30%過酸化水素(H2O2)と濃硫酸の混合溶液中に浸漬することによって、基体の表面に高温での表面ヒドロキシル化を行った。脱イオン水を用いて、残っている過剰の溶液を濯ぎ、次いで、基体を脱イオン水中に貯蔵して、表面のヒドロキシル基を保存した。
実施例2で調製した化学式Cs2.5H0.5PW12O40のヘテロポリ酸を、実施例と同じ条件で用いた。99%の選択性で96%の転化率であった。
100nm辺りの粒径のコロイド溶液から分離した、実施例2で調製したヘテロポリ酸(CsHPA)Cs2.5H0.5PW12O40を、CsHPA:PPOで80:20の質量比の、アルドリッチ・ケミカル社(Aldrich Chemical Co.)の試薬等級のポリフェニレンオキシド(PPO)[ポリ−2,6−ジメチル−1,4−フェニレンオキシド]のクロロホルム溶液中に混合した。得られたスラリーでSMRコイルを比較し、60℃で乾燥させた。
Claims (21)
- 中に熱交換要素が少なくとも1つ組み込まれた反応器を備えた装置を使用して、アルキレンオキシドからアルキレングリコールを製造する方法であって、水およびアルキレンオキシドの溶液を含有する供給物を、アルキレンオキシドをアルキレングリコールに水和するための、前記熱交換要素の外面に被覆された触媒に接触させる工程を有してなり、前記触媒が固体の超酸または固体の超塩基を含むことを特徴とする方法。
- 前記触媒が、約20nmから約300μmの範囲の厚さで前記熱交換要素の外面に被覆されていることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記反応器が管状反応器であることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 前記熱交換要素が中空管の形態にあり、複数の熱交換要素が中空管の束の形態にあることを特徴とする請求項3記載の方法。
- 前記熱交換要素が、サンドイッチタイプの形状の波形二層シートの形態にあることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 前記熱交換要素内で熱伝導流体が循環するようになっていることを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の方法。
- 前記熱伝導流体が水であることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記触媒が、フルオロアルキルスルホン酸樹脂またはハメットの酸度H0が−12の任意のアイオノマー、ヘテロポリ酸、ゼオライトまたはそれらの混合物を含むことを特徴とする請求項1から7いずれか1項記載の方法。
- 前記触媒が、約0.4mg当量H+/gから約0.9mg当量H+/gの酸強度を有するスルホン酸側基を持つ過フッ化イオン交換ポリマーを含むことを特徴とする請求項8記載の方法。
- 前記触媒が、アルカリ水酸化物および元素の周期表のIまたはII族に属する金属がドープされたアルミナ、ゼオライトまたはケイ酸塩を含むことを特徴とする請求項1から7いずれか1項記載の方法。
- 前記触媒が結合材料により前記熱交換要素の外面に被覆されていることを特徴とする請求項1から10いずれか1項記載の方法。
- 前記結合材料が、ポリマー、マクロ多孔質ポリマー、コロイドシリカからなる群より選択されることを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記熱交換要素がミキサとして作用することを特徴とする請求項1から12いずれか1項記載の方法。
- 前記反応器が、熱伝導流体を前記熱交換要素に供給するための少なくとも1つのデバイス、および熱伝導流体を前記熱交換要素から運び去るための少なくとも1つのデバイスに連結されていることを特徴とする請求項1から13いずれか1項記載の方法。
- 前記反応器が、アルキレンオキシドを含有する供給物を供給するための少なくとも1つのデバイス、およびアルキレングリコールを含有する生成物を前記反応器から運び去るための少なくとも1つのデバイスに連結されていることを特徴とする請求項1から14いずれか1項記載の方法。
- 前記反応器が複数のモジュールを含み、各モジュールが1つ以上の熱交換要素を備えることを特徴とする請求項1から15いずれか1項記載の方法。
- 各モジュールが、特定の高さを有し、特定の温度に保持されており、特定量の触媒が装填されていることを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記供給物中の水対アルキレンオキシドの質量比が約1:1と約100:1の間にあることを特徴とする請求項1から17いずれか1項記載の方法。
- 前記供給物を前記触媒に接触させる温度が約20℃から約115℃の範囲にあることを特徴とする請求項1から18いずれか1項記載の方法。
- 前記触媒と前記供給物との接触時間が約0.01秒から1分の範囲にあることを特徴とする請求項1から19いずれか1項記載の方法。
- 前記アルキレンオキシドが、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドおよびそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項1から20いずれか1項記載の方法。
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