JP2749664B2 - プロピレンの製造方法 - Google Patents

プロピレンの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はプロピレンの製造方法に関し、特にイソプロ
ピルエーテルを分解反応させて、高効率でプロピレンを
製造することができる方法に関する。
<従来の技術> 近年、第3級オレフィン類の製造法として、第3級ア
ルキルエーテルを分解する方法が、従来の硫酸抽出法に
代わる工業的方法として注目され、種々、検討されてい
る。例えば、気相で活性炭触媒を用いる方法、(特公昭
54−41564号公報)、シリカアルミナを700〜1100℃で焼
成して得られた触媒による気相分解法(特公昭60−2197
1号公報)、アルミニウム含有シリカ触媒による方法
(特開昭57−85323号公報)、強酸型イオン交換樹脂を
用いる方法等が提案されている。
<発明が解決しようとする課題> しかし、第2級アルキルエーテルを分解して第2級オ
レフィンを製造する方法については、提案されていな
い。ところで、一般に第2級アルキルエーテルは第3級
アルキルエーテルに比べて反応性が低いため、上記第3
級アルキルエーテルについての従来の方法を適用する場
合には、強酸性の触媒もしくは高温で反応を行う必要が
ある。そのため、生成するアルコールの熱分解やオレフ
ィンの重合等による触媒のコーキングを引き起こし好ま
しくない。他にモリブデン酸アンモニウムを用いた方法
などが提案されているが工業的に用いるものとしては適
当ではない。また、特開昭62−10028号公報にはジ第2
級アルキルエーテルの分解方法としてハイシリカゼオラ
イト触媒を用いる方法が開示されているが、この方法は
第2級アルコールの製造方法であり、また転化率が低い
のでオレフィンの製造方法には適用できない。
そこで本発明の目的は、ジ第2級アルキルエーテルで
あるイソプロピルエーテルを分解してプロピレンを高効
率で製造することができる方法を提供することにある。
<課題を解決するための手段> 本発明は前記課題を解決するために、イソプロピルエ
ーテルを固体酸触媒の存在下に、気相反応させることを
特徴とするプロピレンの製造方法を提供するものであ
る。
本発明の方法における出発原料であるイソプロピルエ
ーテルとしては、いずれの出所に由来するものでもよ
く、特に制限されない。例えば、固体酸触媒の存在下に
プロピレンとイソプロピルアルコールを反応させて得ら
れ、抽出溶剤や一般溶剤、剥離剤、清拭剤などとして使
用されるイソプロピルエーテル;イソプロピルアルコー
ルを固体酸触媒存在下に気相反応させてプロピレンを合
成する際に、特に低温条件下で選択的に副生するイソプ
ロピルエーテル;プロピレンを酸化タングステン、酸化
チタンなどの金属酸化物やカチオン交換樹脂存在下に直
接水蒸気と反応させてイソプロピルアルコールを製造す
る際に副生するイソプロピルエーテル;または濃硫酸触
媒存在下にプロピレンを硫酸化する際に副生するイソプ
ロピルエーテルであってもよい。
本発明の方法において用いられる固体酸触媒として
は、例えば、アルミナ、γ−アルミナ、シリカアルミ
ナ、シリカ、活性白土等が挙げられ、これらは1種単独
でも、2種以上を組合せても用いられる。特にイソプロ
ピルエーテルの分解反応により、生成するプロピレンの
重合を抑えると同時にイソプロピルエーテルの炭化やプ
ロピレンの重合に由来するコークスの副生を抑え、長時
間に渡って高い触媒活性を持続できる点でγ−アルミナ
が好ましい。
また、このγ−アルミナ触媒として細孔直径と細孔容
積との関係に基づき、統計的に計算して求められる平均
細孔直径が30〜150Åで、その標準偏差(σn)が10〜4
0Åの範囲にあるアルミナ触媒を使用すると極めて高い
触媒活性が得られる結果、イソプロピルエーテルの分解
温度を低下させることが可能となるので、不純物の少な
い高純度プロピレンを高収率で得ることが可能となる。
γ−アルミナの全細孔容積が、0.4cc/g(乾燥基準)
以上、好ましくは0.5cc/g〜0.7cc/g(乾燥基準)である
と、このγ−アルミナ触媒の細孔分布は上記範囲に保持
される結果、高い触媒活性が得られ、高純度プロピレン
を高収率で得ることが可能となる。
ここに言う細孔分布とは細孔直径(2×r)とその直
径に対応する細孔容積(rの微少変化(dr)に対する細
孔容積の微少変化(dPV)の割合:dPV/dr)との関係を現
す分布のことであり、液体窒素温度での窒素ガスの等温
吸脱着曲線から、Cranston−Inkey法にて求めることが
できる。また、本発明で用いる細孔分布と言う用語には
同時に細孔が平均的にいかなる直径(平均細孔直径)を
中心に分布しているか、同時にその分布の幅はどれ位あ
るかと言う意味も含んでいる。即ち、細孔分布を統計的
分布と見なして計算した平均細孔直径と分布の広がりを
示す標準偏差(σn)も細孔分布と同格の意味として本
発明では取り扱う。
このγ−アルミナは、乾燥状態で90重量%以上、シリ
カ10重量%未満、アルカリ金属酸化物0.5重量%以下で
ある低アルカリγ−アルミナが好ましく、ハメット指示
薬を用いて測定されるpKaが実質的に3.3〜6.8の範囲
で、その積算酸量が0.5meq/g(乾燥基準)以下である弱
酸性のものが、高い触媒活性を長期間に渡って保持でき
る点で好ましい。
この触媒の形態は、固定床反応器に充填して用いるこ
とが可能なものであればどのような形態でもかまわな
い。例えば、タブレット型、リング型、球型、円柱状押
しだし型、三つ葉状押しだし型、顆粒型等が挙げられ
る。機械的強度の点から、タブレット型、リング型、球
状型が好ましく、固定床反応器に均一に充填が可能であ
り、圧力損失が少ない点で球状型がより好ましい。
反応温度は、通常、150〜500℃、好ましくは180〜400
℃程度である。
反応圧力は減圧、常圧、加圧の何れでもよいが、反応
系内が気相状態となる圧力であることが必要である。
本発明の方法において、用いられる反応器の形式は固
定床方式が好ましく、反応方式は回分式、半回分式、連
続式の何れを採用しても良い。また、加熱方式として、
断熱方式、等温方式、断熱方式と等温方式を組み合わせ
たもの等の何れを採用しても良い。
触媒層へのイソプロピルエーテルの供給量は、LHSVと
して0.1〜20hr-1、好ましくは0.5〜10hr-1である。
さらに、本発明の方法においては、イソプロピルエー
テルとともに、イソプロピルアルコールを任意の割合に
混合した原料を固体酸触媒上に供給し、気相状態で分解
してプロピレンを高収率で製造することもできる。その
場合でも反応条件は、上記に記載した条件と同一でよ
い。
また、本発明の方法において半回分式反応、あるいは
連続反応を採用した場合には、反応で生成したプロピレ
ンを系内から速やかに排出させるため、イソプロピルエ
ーテルの分解反応に不活性なガス状物質を混合させても
よい。このようなガス状物質としては、例えば、窒素、
ヘリウム、アルゴン等が例示される。また、このガス状
物質は反応条件下に於いてガス状になっていればよく、
反応器に送り込む前は液状物でも構わない。そのような
物質としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロ
ペンタン、シクロヘキサン等の炭化水素類が挙げられ
る。
<実施例> 以下、本発明の実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
(実施例1) 内径25.4mm、長さ500mmのSUS316製の管状固定床反応
器のほぼ中間部に粒径3mmのγ−アルミナ触媒20mlを充
填した。反応温度380℃、圧力18kgf/cm2の条件下に、イ
ソプロピルエーテルを60ml/hr(LHSV3hr-1)の流速で反
応器頂部から反応器に供給して反応させた。反応器下部
より排出される気液混合物を液状反応混合物とガス状生
成物に分離した。実験開始後8時間経過したところで、
排出されてくる液状反応混合物並びにガス状生成物をガ
スクロマトグラフィによって分析し、このイソプロピル
エーテル分解反応の反応成績を求めた結果、イソプロピ
ルエーテルの転化率99.8%、プロピレンの選択率99.3%
の成績が得られた。なお、副生成物としてアセトンが0.
1%生成していた。また、得られたガス状生成物のプロ
ピレン純度は99.8%であった。
(実施例2) 反応器内に充填する触媒を3.5mmφ×8mmのペレット型
シリカアルミナ触媒50mlに代え、イソプロピルエーテル
の供給量を100ml/hr(LHSV2hr-1)に代えた以外は、実
施例1と同様にして反応させ、反応成績を求めた。結果
を表1に示す。
(実施例3) 反応器内に充填する触媒を3.5mmφ×8mmのペレット型
シリカ触媒50mlに代え、イソプロピルエーテルの供給量
を100ml/hr(LHSV2hr-1)に変えた以外は、実施例1と
同様にして反応させ、反応成績を求めた。結果を表1に
示す。
(実施例4) 反応器内に充填する触媒を8〜14meshの活性白土触媒
35mlに代え、反応温度320℃、圧力7kg/cm2Gの反応条件
下、イソプロピルエーテルの供給量を70ml/hr(LHSV2hr
-1)に代えた以外は、実施例1と同様にして反応させ、
反応成績を求めた。結果を表1に示す。
<発明の効果> 本発明の方法によれば、イソプロピルエーテルから高
効率でプロピレンを製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 21/16 B01J 21/16 X C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イソプロピルエーテルを固体酸触媒の存在
    下に、気相反応させることを特徴とするプロピレンの製
    造方法。
  2. 【請求項2】前記固体酸触媒が、アルミナ、シリカアル
    ミナ、シリカおよび活性白土よりなる群から選ばれる少
    なくとも1種である請求項1記載のプロピレンの製造方
    法。
  3. 【請求項3】前記固体酸触媒がγ−アルミナである請求
    項2記載のプロピレンの製造方法。
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