JP2939065B2 - 第3級オレフィンの製造法 - Google Patents

第3級オレフィンの製造法

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JP2939065B2 JP4252186A JP25218692A JP2939065B2 JP 2939065 B2 JP2939065 B2 JP 2939065B2 JP 4252186 A JP4252186 A JP 4252186A JP 25218692 A JP25218692 A JP 25218692A JP 2939065 B2 JP2939065 B2 JP 2939065B2
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、第3級オレフィンの製
造法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルキル第3級アルキルエーテルを酸触
媒の存在下で分解すると、主として相当する第3級オレ
フィンを生じることは特開昭55−2695号、同57
−134421号、同59−10528号、同59−1
57037号及び特開平2−53739号各公報等に数
多く報告されている。例えば、メチル第3級ブチルエー
テル(以下、MTBEという。)は分解すると主生成物
としての第3級オレフィンであるイソブチレン及びアル
キルアルコールであるメタノールを生じるが、また、副
生成物として、イソブチレンの二量体、三量体やジメチ
ルエーテル等を生じる場合が多い。このため得られたイ
ソブチレンを工業原料として使用する場合、副生成物を
除去するため、高純度に分離精製する必要がある。
【0003】従って、アルキル第3級アルキルエーテル
の分解反応を高い変化率(供給した原料に対する反応し
た原料の割合)で行い、且つ、第3級オレフィンを高い
選択率(反応した原料に対する生成した生成物の割合)
で得る方法の出現が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、アルキル第3級アルキルエーテルの分解反応を
高い変化率で行い、且つ、第3級オレフィンを高い選択
率で得ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルキル第3
級アルキルエーテルを分解して相当する第3級オレフィ
ンを製造する方法に於て、該分解反応を組成式 Sia Alb Zrc Xd Oe (ここで、Si、Al、Zr及びOはそれぞれケイ素、
アルミニウム、ジルコニウム及び酸素を表し、Xはナト
リウム、カリウム及び亜鉛からなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素を示す。ただし、a、b、c、d及び
eは各元素の原子比率を表し、a=1のとき、b=0.
01〜1、c=0.001〜1、d=0.001〜1で
あり、eは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸
素原子数である。)で示される組成を有し、かつ、該組
成物を500〜1100℃で熱処理して得られた触媒の
存在下で反応を行うことを特徴とする第3級オレフィン
の製造法にある。
【0006】更に本発明は、上記の熱処理後の触媒に、
硫酸アルミニウムを触媒重量に対し30重量%以下添加
し、更に500〜1100℃で熱処理して得られた触媒
の存在下でアルキル第3級アルキルエーテルの分解反応
を行う方法を包含する。
【0007】本発明に用いられるアルキル第3級アルキ
ルエーテルの具体例としては、例えばMTBE、メチル
第3級アミルエーテル(以下、MTAEという。)、エ
チル第3級ブチルエーテル(以下、ETBEとい
う。)、エチル第3級アルミエーテル(以下、ETAE
という。)等が挙げられる。
【0008】本発明で得られる第3級オレフィンとして
は、原料としてMTBEを用いた場合にはイソブチレン
及びメタノール、MTAEの場合にはイソプレン及びメ
タノール、ETBEの場合にはイソブチレン及びエタノ
ール、ETAEの場合にはイソプレン及びエタノールで
ある。
【0009】本発明に於て使用される触媒は、前記で示
される組成式を有する触媒であり、該触媒の原料および
調製方法は特に限定はなく、公知の方法が利用できる。
調製法の具体例としては沈澱法、共沈法、混練法、担持
法等が挙げられる。
【0010】本発明に於ては、ケイ素、アルミニウム、
ジルコニウム及びX成分を含む熱処理後の触媒に、硫酸
アルミニウムを該熱処理触媒に対し30重量%以下、好
ましくは2〜25重量%添加したものを用いると反応成
績が一層向上する。この場合、硫酸アルミニウムの添加
量が2重量%未満では添加効果は小さく、また、30重
量%を超えると反応成績が悪くなる。
【0011】触媒の形状は、円柱状成型品、円筒状成型
品、破砕品、粉体、担持品等いずれでも利用可能であ
り、目的により任意に選択することができる。
【0012】触媒の熱処理温度は、硫酸アルミニウム未
添加触媒、硫酸アルミニウム添加触媒、何れも500〜
1100℃、特に550〜1050℃の温度範囲が好ま
しい。熱処理温度が500℃未満では十分に触媒を焼成
できないため、選択率が悪くなる。また、1100℃を
超えると触媒の比表面積が減少し、触媒の活性低下を引
き起こす。
【0013】本発明を実施する場合の反応方法には特に
限定はなく、公知の手段が利用される。具体例として固
定床方式、移動床方式、流動床方式などが挙げられる
が、操作上の点からは固定床方式が好ましい。反応条件
としては特に限定はなく、従来公知の条件が採用され
る。通常、反応温度140〜400℃、LHSV(触媒
体積に対し1時間当りに供給される液体原料の体積割
合)0.1〜100h-1、反応圧力は常圧〜20kg/
cm2 の範囲で実施される。また、原料気体中には窒
素、ヘリウム等の不活性ガス、水蒸気等を同伴してもよ
い。特に、水蒸気を同伴させると触媒寿命が長くなる利
点を有する。
【0014】本発明において使用される触媒は、反応分
解物による炭素析出の割合が少ないため、長期に亘って
安定に反応を維持することができる。しかしながら、触
媒の持つ寿命には限度がある。そこで、失活した触媒に
は公知の再生法を適用して再び使用することができる。
このような再生方法としては、例えば、空気や空気及び
水蒸気等の流通下300〜1000℃で熱処理する方法
が挙げられる。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例、比較例により説明す
る。説明中「部」とあるのは重量部を意味する。なお、
分析はガスクロマトグラフィーにより行った。 実施例1 日揮化学(株)製シリカアルミナ(商品名N−631
L)100部を、酸化塩化ジルコニウム・8水和物5
1.3部及び炭酸ナトリウム5.4部に水150部を加
えて調製した水溶液に含浸後、蒸発乾固し、900℃で
熱処理することにより触媒を調製した。
【0016】こうして得られた触媒の組成は式 Si1 Al0.18Zr0.11Na0.07e で表される。式中、酸素の原子比率eは他の元素の原子
価により自然に決まる値であるので以下記載を省略す
る。この触媒を230℃に保持したステンレス製の反応
管に充填し、原料となるMTBEをLHSV3h-1で気
化器に供給し、気化したMTBEを反応器に導入するこ
とにより分解反応を行った。その結果、MTBEの変化
率は99.3%、イソブチレンの選択率は99.8%
で、メタノールは定量的に得られた。又、イソブチレン
二量体の選択率は0.2%、ジメチルエーテルの副生は
認められなかった。
【0017】実施例2 実施例1で、触媒熱処理温度を700℃に変えた外は同
様にして、実施例1と同一組成の触媒を得た。この触媒
を用いて、実施例1と同様にして反応を行った。その結
果、MTBEの変化率は99.3%、イソブチレンの選
択率は99.8%で、メタノールは定量的に得られた。
【0018】実施例3 実施例1で、触媒熱処理温度を800℃に変えた外は同
様にして、実施例1と同一組成の触媒を得た。この触媒
を用いて、実施例1と同様にして反応を行った。その結
果、MTBEの変化率は99.3%、イソブチレンの選
択率は99.9%で、メタノールは定量的に得られた。
【0019】実施例4、5 実施例1に準じて下記の触媒を調製した。 実施例4 Si1 Al0.18Zr0.11K0.07 実施例5 Si1 Al0.18Zr0.21Zn0.07 これらの触媒を用いて、実施例1と同様にして反応を行
った。その結果を表1に示す。いずれの場合も、メタノ
ールは定量的に得られた。
【0020】
【表1】
【0021】実施例6 実施例1により調製した触媒に硫酸アルミニウムを20
重量%添加し、更に900℃で熱処理することにより触
媒を調製した。この触媒を用いて、実施例1と同様にし
て反応を行った。その結果、MTBEの変化率は99.
6%、イソブチレンの選択率は99.8%で、メタノー
ルは定量的に得られた。
【0022】実施例7 実施例1により調製した触媒に硫酸アルミニウムを10
重量%添加し、更に900℃で熱処理することにより触
媒を調製した。この触媒を用いて、実施例1と同様にし
て反応を行った。その結果、MTBEの変化率は99.
5%、イソブチレンの選択率は99.9%で、メタノー
ルは定量的に得られた。
【0023】実施例8 実施例1により調製した触媒に硫酸アルミニウムを15
重量%添加し、更に700℃で熱処理することにより触
媒を調製した。この触媒を用いて、実施例1と同様にし
て反応を行った。その結果、MTBEの変化率は99.
6%、イソブチレンの選択率は99.8%で、メタノー
ルは定量的に得られた。
【0024】実施例9 実施例2により調製した触媒に硫酸アルミニウムを15
重量%添加し、更に600℃で熱処理することにより触
媒を調製した。この触媒を用いて、実施例1と同様にし
て反応を行った。その結果、MTBEの変化率は99.
6%、イソブチレンの選択率は99.9%で、メタノー
ルは定量的に得られた。
【0025】比較例1 炭酸ナトリウム5.4部を除き、その外は実施例1と同
様にして式 SiAl0.18Zr0.11 で表される組成の触媒を得た。この触媒を用い、実施例
1と同様にして反応を行ったところ、MTBEの変化率
は99.7%、イソブチレンの選択率は98.6%、イ
ソブチレン二量体の選択率1.4%、ジメチルエーテル
の選択率0.4%であった。
【0026】比較例2 市販のシリカ担体100部を、酸化塩化ジルコニウム・
8水和物59.0部に、水150部を加えて調製した水
溶液に含浸後、蒸発乾固し、900℃で熱処理すること
により式 Si1 Zr0.11 で表される組成の触媒を得た。この触媒を用い、実施例
1と同様にして反応を行ったところ、MTBEの変化率
は96.4%、イソブチレンの選択率は99.8%であ
った。
【0027】比較例3 実施例1の熱処理温度を450℃に変更して調製した触
媒を用い、実施例1と同様にして反応を行ったところ、
MTBEの変化率は99.1%、イソブチレンの選択率
は98.4%であった。
【0028】比較例4 実施例1の熱処理温度を1200℃に変更して調製した
触媒を用い、実施例1と同様にして反応を行ったとこ
ろ、MTBEの変化率は97.2%、イソブチレンの選
択率は99.8%であった。
【0029】比較例5 実施例1により調製した触媒に硫酸アルミニウムを35
重量%添加し、更に900℃で熱処理することにより触
媒を得た。この触媒を用い、実施例1と同様にして反応
を行ったところ、MTBEの変化率は98.7%、イソ
ブチレンの選択率は99.8%であった。
【0030】
【発明の効果】本発明の方法によれば、アルキル第3級
アルキルエーテルの分解反応を高い変化率で行い、且つ
工業原料として重要な第3級オレフィンを高い選択率で
得ることができ、その工業的意義は極めて大きいもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07C 1/20 C07C 1/20 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルキル第3級アルキルエーテルを分解
    して相当する第3級オレフィンを製造する方法に於て、
    該分解反応を組成式 Sia Alb Zrc Xd Oe (ここで、Si、Al、Zr及びOはそれぞれケイ素、
    アルミニウム、ジルコニウム及び酸素を表し、Xはナト
    リウム、カリウム及び亜鉛からなる群から選ばれた少な
    くとも1種の元素を示す。ただし、a、b、c、d及び
    eは各元素の原子比率を表し、a=1のとき、b=0.
    01〜1、c=0.001〜1、d=0.001〜1で
    あり、eは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸
    素原子数である。)で示される組成を有し、かつ、該組
    成物を500〜1100℃で熱処理して得られた触媒の
    存在下で反応を行うことを特徴とする第3級オレフィン
    の製造法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の組成式を有する熱処理後
    の触媒に、硫酸アルミニウムを触媒重量に対し30重量
    %以下添加し、更に500〜1100℃で熱処理して得
    られた触媒の存在下に反応を行うことを特徴とする請求
    項1の第3級オレフィンの製造法。
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