JP3255002B2 - ε−カプロラクタムの製造方法 - Google Patents
ε−カプロラクタムの製造方法Info
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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
Description
て非常に有用なε−カプロラクタムを、シクロヘキサノ
ンオキシムから気相反応により製造する方法に関する。
(気相ベックマン転位反応)によりε−カプロラクタム
を製造する方法としては、シクロヘキサノンオキシムを
気相で固体酸触媒と接触させる方法が知られている。こ
の触媒としては、例えばホウ酸系触媒(特公昭47−4
1909号公報など)、リン酸系触媒(特公昭45−2
3549号公報)、シリカアルミナ系触媒(特公昭48
−39952号公報など)、ゼオライト系触媒(特開昭
57−139062号公報、特開昭62−123167
号公報、特開平2−275850号公報)などが挙げら
れる。
媒では反応中に活性成分の揮散により触媒が劣化すると
いう問題があり、シリカアルミナ系触媒では選択性が充
分に高くないという問題がある。
昭57−139062号公報記載のシリカ対アルミナの
比が少なくとも12で、かつ拘束指数が1〜12である
ゼオライト(ZSM系ゼオライト)や、特開昭62−1
23167号公報記載の制御指数が1〜12であって、
Si/Al原子比が500以上でかつ細孔外酸量が5μ
当量/g以下である結晶性ゼオライト(ZSM系ゼオラ
イト、シリカライト系ゼオライトなど)が触媒として使
用されている。
で、拘束指数が1〜12である結晶性ゼオライト(Si
/Al原子比が500以下)を用いて実際に気相ベック
マン転位反応を行ったところ、触媒の活性及び選択性と
も満足のいく結果が得られず、また数時間の反応で実質
的な触媒活性の低下が起こることが判明した。
/Al原子比が500以上でかつ細孔外酸量が5μ当量
/g以下である結晶性ゼオライトを用いた場合には、前
記のSi/Al原子比が小さいゼオライトに比べ、活性
及び選択性とも高く、活性の低下傾向も少ないが、この
系のゼオライトには、製造上の問題が存在している。即
ち、Al含有量の少ない結晶性ゼオライトを製造するた
めには、不純物Al含有量の少ない高純度原料をSi源
として使用することが必要となり、またこのようなゼオ
ライトを工業的に製造する際には、Si源以外からのA
l等の不純物の混入を防がなければならないなど、工業
的な生産が容易ではないという問題がある。更に、ゼオ
ライトの細孔外酸量を減少させるためには、有機金属化
合物で表面修飾するなどの操作を行うことも必要になっ
て製造工程をより煩雑にしている。
5.6Åのサイズの細孔を有しているが、この細孔径は
原料であるシクロヘキサノンオキシムの分子径と同程度
であって、生成物であるε−カプロラクタムの分子径よ
りも小さい。このため、原料や生成物の細孔内拡散が遅
くなって、この系のゼオライトは不利になる。これを克
服するためには触媒の粒子径を小さくすることが必要で
あるが、ZSM系ゼオライトではその工業的な生産が困
難になるという問題がある。
は、固体酸を用いて気相反応条件下にシクロヘキサノン
オキシムからε−カプロラクタムを製造するに際し、反
応系に炭素数6以下の低級アルコールを存在させること
によって、シクロヘキサノンオキシムの転化率(反応
率)が高い条件でも高選択率でε−カプロラクタムを製
造する方法が示されている。しかし、この方法では、実
質的に効果が認められるのは炭素数が3以下のアルコー
ル、特にメタノールやエタノールを用いた場合であり、
例えば炭素数が6の1−ヘキサノールを用いた場合には
シクロヘキサノンオキシムの転化率が著しく低くなり、
ε−カプロラクタムの選択率も低下してきている。メタ
ノール、エタノール等のアルコールを用いる場合、これ
らのアルコールが低沸点であるために工業的にはその回
収や循環におけるロスが大きくなるという問題がある。
製造が容易でかつ細孔径の大きいゼオライトを用いて、
回収や循環の際のロスが大きくならない溶媒の存在下
で、気相反応により、シクロヘキサノンオキシムから高
転化率及び高選択率でε−カプロラクタムを製造できる
方法が望まれていた。本発明は、シクロヘキサノンオキ
シムから気相反応によりε−カプロラクタムを製造する
方法において、製造が容易でかつ細孔径の大きいゼオラ
イトを用いて、高転化率及び高選択率でε−カプロラク
タムを製造できる方法を提供することを課題とすると共
に、回収・循環の際のロスが大きくならない溶媒の存在
下で、高転化率及び高選択率でε−カプロラクタムを製
造できる方法を提供することを課題とするものである。
ヘキサノンオキシムをアルコールの存在下、特に炭素数
5〜10のアルコールの存在下でβ型ゼオライトと気相
接触させることを特徴とするε−カプロラクタムの製造
方法によって達成される。
型ゼオライトは、例えば米国特許3308069号に記
載されている方法によって製造されるゼオライトであ
る。このβ型ゼオライトは5.7Å×7.5Åのサイズ
の細孔を有していて、その制御指数は0.6と小さいも
のである。
化調整剤としての有機アンモニウム塩を混合し、適当な
塩基又は酸でpHを調整した後、水熱合成することによ
って製造される。水熱合成後のβ型ゼオライトには有機
アンモニウム塩や、Na+ 、K+ 等の金属カチオンが含
まれるので、このゼオライトを、空気中で焼成して有機
アンモニウム塩を分解・除去した後に、硝酸アンモニウ
ム水又は希塩酸等でイオン交換し、次いで焼成すること
によって、Na+ 、K+ 等を除いてH+ 型に変換して使
用することが好ましい。
イ酸ソーダ、コロイダルシリカ等が用いられ、Al源と
しては、アルミン酸ソーダ、コロイダルアルミ等が用い
られるが、特に限定されるものではない。また、有機ア
ンモニウム塩としては、テトラエチルアンモニウムクロ
ライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ
エチルアンモニウムヒドロキサイドなどが用いられる。
1以上である。また、その細孔外表面積は特に限定され
ない。β型ゼオライトのサイズは、粉末であっても、粉
砕したものであっても、また一定の大きさに成型したも
のであっても、固定床又は流動床で使用できる範囲であ
れば特に限定されない。
を製造する方法について説明する。反応は、前記触媒を
充填した通常の固定床又は流動床の反応器(反応管)
に、アルコールを供給しながら、原料気化器で気化させ
たシクロヘキサノンオキシムを、重量空間速度(WHS
V)0.01〜100hr-1、好ましくは1〜10hr
-1で供給することによって行われる。なお、反応温度は
200〜500℃、特には300〜400℃であること
が好ましい。また、アルコールはシクロヘキサノンオキ
シムに対して0.01〜100重量倍、特には0.1〜
10重量倍使用されることが好ましい。
は、それぞれ単独で原料気化器に導入されるか、又は両
者の混合物として原料気化器に導入される。気化したシ
クロヘキサノンオキシムとアルコールは、通常、反応に
悪影響を与えないキャリアーガスと共に反応器に導入さ
れる。このキャリアーガスとしては、例えば窒素ガス、
炭酸ガス、水素ガスが挙げられる。なお、キャリアーガ
スの量は、シクロヘキサノンオキシムとアルコールが前
記の重量空間速度(WHSV)の範囲内で供給されるな
らば特に制限されるものではない。
1−ヘキサノール、1−ヘプタノール又は1−オクタノ
ール等の炭素数5以上(即ち5〜10)の脂肪族アルコ
ールが挙げられ、更には5〜8の脂肪族アルコールが回
収・循環のロスが大きくなく、しかもより高い転化率及
び高い選択率でε-カプロラクタムを製造することがで
きるので好ましい。
(反応管)から導出された反応ガスを冷却・凝縮させた
後、蒸留あるいは再結晶等により、アルコールや未反応
原料及び副生物と分離されて精製される。アルコールは
殆どロスなく回収されて反応系に循環・供給される。
体的に説明する。 実施例1 長さ55cm、内径0.7mmのステンレス製反応管
に、Si/Al原子比が12.8(Si/Al2=2
5.6)のH+型のβ型ゼオライト(東ソー製)を20
〜30メッシュに破砕したもの1ml(0.8g)を充
填し、窒素ガス気流中、400℃で30分加熱した。次
いで、常圧下、窒素ガス(24ml/min)と共に、
シクロヘキサノンオキシムを10モル%含有する1−ペ
ンタノールを気化器を通して供給し(シクロヘキサノン
オキシム:1−ペンタノール:窒素(モル比)=1:
9:10)、350℃で反応させた。なお、シクロヘキ
サノンオキシムはWHSV=0.83hr-1で供給し
た。反応管から導出された反応ガスを氷冷して得られた
凝縮物を1時間ごとにガスクロマトグラフィーにより分
析した。6時間までの結果を表1に示す。
に代えたほかは、実施例1と同様に反応と分析を行っ
た。その結果を表2に示す。
に代えたほかは、実施例1と同様に反応と分析を行っ
た。その結果を表3に示す。
肪族アルコールに代えたほかは、実施例1と同様に反応
と分析を行った。その結果を表4にまとめて示す。
て、回収や循環の際のロスが大きくならない炭素数5以
上のアルコールの存在下でも、シクロヘキサノンオキシ
ムから気相反応により高転化率及び高選択率でε−カプ
ロラクタムを製造することができる。本発明のβ型ゼオ
ライトは、ZSM型ゼオライトなどに比較して、製造が
容易であり、更に細孔径も大きいことから、本発明によ
り、ZSM型ゼオライトなどを触媒とする方法よりも工
業的に好適なε−カプロラクタムの製造法を提供するこ
とができる。
Claims (1)
- 【請求項1】シクロヘキサノンオキシムを炭素数5〜1
0のアルコールの存在下でβ型ゼオライトと気相接触さ
せることを特徴とするε-カプロラクタムの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05136396A JP3255002B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | ε−カプロラクタムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05136396A JP3255002B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | ε−カプロラクタムの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09241237A JPH09241237A (ja) | 1997-09-16 |
JP3255002B2 true JP3255002B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=12884867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05136396A Expired - Fee Related JP3255002B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | ε−カプロラクタムの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3255002B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19821700A1 (de) * | 1998-05-14 | 1999-11-18 | Degussa | Verfahren zur Herstellung von epsilon-Caprolactam |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP05136396A patent/JP3255002B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
平成7年度触媒研究発表会[第76回触媒討論会(A)]講演予稿集 |
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JPH09241237A (ja) | 1997-09-16 |
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