JP3327712B2 - Method for producing alkenyl compound - Google Patents

Method for producing alkenyl compound

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JP3327712B2 JP33604594A JP33604594A JP3327712B2 JP 3327712 B2 JP3327712 B2 JP 3327712B2 JP 33604594 A JP33604594 A JP 33604594A JP 33604594 A JP33604594 A JP 33604594A JP 3327712 B2 JP3327712 B2 JP 3327712B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/72Addition to a non-aromatic carbon atom of hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポリエチレンナフタレ
ート(PEN)などの高分子原料として有益なナフタレ
ンジカルボン酸を製造する際の原料であって、工業的に
利用価値の高いアルケニル化合物を製造する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a raw material for producing naphthalenedicarboxylic acid useful as a polymer raw material such as polyethylene naphthalate (PEN), and produces an alkenyl compound having high industrial value. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとをアルカ
リ金属の存在下で反応させてアルケニル化合物を製造す
る方法は、触媒として、金属カリウムを使用する方法
(特公昭50−17973号公報)、金属カリウムと金
属ナトリウムを併用する方法(特公昭56−34570
号、同57−26489号、同50−17973号公
報)が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method for producing an alkenyl compound by reacting an alkylbenzene with 1,3-butadiene in the presence of an alkali metal is a method using metal potassium as a catalyst. (Japanese Patent Publication No. 50-17773), a method in which metal potassium and metal sodium are used in combination (Japanese Patent Publication No. 56-57070).
Nos. 57-26489 and 50-17773) are known.

【0003】しかし、これらの方法には、次のような問
題がある。 (1)高価な金属カリウムを使用するため、製造コスト
が高い。 (2)金属カリウムは、水、空気などに対して反応性が
高く、これらと接触するだけで発火し、可燃物である原
料、生成物の発火源として作用するものであり、上記の
方法は、このような作用を有する金属カリウムを直接使
用するため、非常に危険である。
[0003] However, these methods have the following problems. (1) Production cost is high because expensive metal potassium is used. (2) Potassium metal is highly reactive with water, air, etc., and ignites only upon contact with them, acting as an ignition source for combustible raw materials and products. However, it is very dangerous because metal potassium having such an effect is directly used.

【0004】また、このような問題のある金属カリウム
を使用せずに、金属ナトリウムと無機カリウム塩とを使
用する方法(特開昭47−31935号、WO91−1
6284号、特開平4−226927号公報)も知られ
ている。
In addition, a method of using metallic sodium and an inorganic potassium salt without using metallic potassium having such a problem (JP-A-47-31935, WO91-1).
No. 6284, JP-A-4-226927) are also known.

【0005】しかし、この方法では、(3)乳化装置な
どの特別な攪拌装置を使用する必要や、精製度の高い無
機カリウム塩を使用する必要もあり、必ずしも工業的に
有利な方法と言うことはできない。
However, in this method, (3) it is necessary to use a special stirring device such as an emulsifying device, and it is also necessary to use an inorganic potassium salt having a high degree of purification. Can not.

【0006】さらに、特開平6−107569号公報に
は、上記のような特別の撹拌装置を使用しない方法が開
示されており、また金属ナトリウムと無機カリウム塩を
触媒とし半月板状の攪拌翼を備えた攪拌機を使用する場
合には、反応は僅かしか起こらないが、粉体状触媒の表
面を削るガラスビーズやα−アルミナボールを併用する
ことにより、反応収率が大幅に改善されることも開示さ
れている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-107569 discloses a method which does not use a special stirring device as described above. Further, a meniscus-shaped stirring blade using metal sodium and an inorganic potassium salt as a catalyst is disclosed. When using a stirrer equipped with, a little reaction occurs, but by using glass beads or α-alumina balls for shaving the surface of the powdery catalyst, the reaction yield may be significantly improved. It has been disclosed.

【0007】しかし、この方法では、(4)平均粒径
(約2.0〜3.0mm)の大きいガラスビーズやα−
アルミナボールを使用するため、攪拌翼の回転障害や装
置の摩耗を引き起こす。
However, in this method, (4) glass beads having a large average particle size (about 2.0 to 3.0 mm) or α-
The use of alumina balls causes rotation impairment of the stirring blade and wear of the device.

【0008】加えて、金属Naのみの触媒で行う方法も
知られている(Dimitrror.ch,et.a
l,Dokl.Bolg Akad.Nauk.,3
3,353(1980))。
[0008] In addition, a method is also known in which the reaction is carried out using only a metal Na catalyst (Dimitror.ch, et.a.
1, Dokl. Borg Akad. Nauk. , 3
3, 353 (1980)).

【0009】しかし、この方法では、(5)o−キシレ
ンに対して7.9wy%もの大量の金属Naを使用する
必要があり、しかも収率が31.6%と極めて低いとい
う問題がある。
However, this method has a problem that (5) it is necessary to use a large amount of metallic Na as much as 7.9 wy% with respect to o-xylene, and the yield is extremely low at 31.6%.

【0010】本発明は、以上のような従来の方法にある
問題(1)〜(5)を悉く解決して、アルキルベンゼン
と1,3−ブタジエンとからアルケニル化合物を高収率
で製造する方法を提案することを目的とする。
The present invention solves all of the problems (1) to (5) in the conventional methods as described above and provides a method for producing an alkenyl compound from alkylbenzene and 1,3-butadiene in high yield. The purpose is to propose.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために検討を重ねた結果、触媒として金属N
aを使用する系において、所定の反応圧力を加えて、ア
ルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとを反応させたと
ころ、多量の金属Naを用いることなく、しかも高収率
でアルケニル化合物を製造することができるとの知見を
得た。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted various studies to achieve the above object, and as a result, as a catalyst, metal N
In a system using a, a predetermined reaction pressure was applied to react alkyl benzene with 1,3-butadiene. As a result, it was possible to produce an alkenyl compound in high yield without using a large amount of metal Na. I got the knowledge that I can do it.

【0012】本発明は、上記の知見に基づくもので、ア
ルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとを反応させてア
ルケニル化合物を製造するに当たり、金属ナトリウムを
存在させ、1kPa〔gage〕〜30MPa〔gag
e〕の反応圧力を加えることを特徴とするアルケニル化
合物の製造方法を要旨とする。
The present invention is based on the above findings. In producing an alkenyl compound by reacting an alkylbenzene with 1,3-butadiene, sodium metal is present in the presence of 1 kPa [gage] to 30 MPa [gag].
A method for producing an alkenyl compound, characterized by applying a reaction pressure of e).

【0013】本発明の方法におけるアルキルベンゼン
は、ベンゼン核に1〜2個のメチル基またはエチル基を
持つものであって、具体的には、トルエン、エチルベン
ゼン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレンが挙
げられる。これらのアルキルベンゼンは、それぞれ単独
で使用することが好ましく、2以上を混合して使用する
と、反応生成物であるアルケニル化合物類から目的物の
各々を高純度で単離することが困難になる。
The alkylbenzene in the method of the present invention has one or two methyl or ethyl groups in the benzene nucleus, and specifically includes toluene, ethylbenzene, o-xylene, m-xylene, p-xylene. Xylene is mentioned. Each of these alkylbenzenes is preferably used alone, and when two or more are used in combination, it becomes difficult to isolate each of the target substances from the alkenyl compounds as reaction products with high purity.

【0014】また、アルキルベンゼン単品の純度も、で
きるだけ高いものが、目的物の単離を容易にする上で好
ましく、具体的には95%以上、好ましくは98%以上
とするのがよい。ただし、ベンゼンやシクロヘキサンな
どのようにアルキル基を有しない炭化水素は、多少混入
していても差し支えない。
The purity of the alkylbenzene alone is preferably as high as possible in order to facilitate the isolation of the desired product. Specifically, the purity is preferably 95% or more, more preferably 98% or more. However, hydrocarbons having no alkyl group, such as benzene and cyclohexane, may be slightly mixed.

【0015】アルキルベンゼンに含まれる水は、触媒の
劣化、具体的には金属ナトリウムの失活を招くため、ア
ルキルベンゼンの含水量は、低ければ低いほどよく、通
常の含水量の測定法であるカールフィッシャー法の測定
感度以下、具体的には数ppm以下が好ましい。したが
って、アルキルベンゼンは、脱水したものを用いること
が好ましい。
Since the water contained in the alkylbenzene causes deterioration of the catalyst, specifically, deactivation of sodium metal, the lower the water content of the alkylbenzene, the better. The Karl Fischer method, which is a usual method for measuring water content, is preferred. The sensitivity is preferably equal to or less than the measurement sensitivity of the method, specifically, several ppm or less. Therefore, it is preferable to use dehydrated alkylbenzene.

【0016】アルキルベンゼンの脱水方法としては、例
えば、適当な乾燥剤(活性アルミナ、シリカゲル、モレ
キュラーシーブ、活性炭など)を使用して水分を吸着分
離する方法、あるいは深冷分離する方法の他に、金属ナ
トリウム、金属カリウムと接触させて脱水する方法など
がある。好ましくは、金属ナトリウム、金属カリウムと
接触させて脱水する方法である。
As a method for dehydrating alkylbenzene, for example, a method of adsorbing and separating water using a suitable drying agent (activated alumina, silica gel, molecular sieve, activated carbon, etc.) or a method of cryogenic separation, There is a method of dehydrating by contacting with sodium or metal potassium. Preferably, it is a method of bringing into contact with metallic sodium and metallic potassium to perform dehydration.

【0017】上記したアルキルベンゼンと反応させる
1,3−ブタジエンは、どのような方法で製造されたも
のでも使用することができる。また、1,3−ブタジエ
ンの純度は、上記したアルキルベンゼンのように高純度
である必要はなく、どのような純度のものを使用して
も、反応は良好に進むし、目的物の単離を行う上での支
障も一切ない。例えば、ブタンまたはブテンの脱水素に
よって得られる粗ブタジエンをそのまま用いることもで
きるし、この粗ブタジエンを抽出などの方法によって精
製した1,3−ブタジエンであってもよい。
As the 1,3-butadiene to be reacted with the above-mentioned alkylbenzene, any one produced by any method can be used. In addition, the purity of 1,3-butadiene does not need to be as high as that of the above-mentioned alkylbenzene, and the reaction proceeds satisfactorily regardless of the purity, and the isolation of the target product can be achieved. There is no hindrance at all. For example, crude butadiene obtained by dehydrogenation of butane or butene can be used as it is, or 1,3-butadiene obtained by purifying the crude butadiene by a method such as extraction.

【0018】ただし、1,3−ブタジエンの含水量は、
上記のアルキルベンゼンの場合と同様の理由により、低
ければ低いほどよく、具体的には数ppm以下が好まし
い。したがって、1,3−ブタジエンは、脱水したもの
を用いることが好ましい。
However, the water content of 1,3-butadiene is
For the same reason as in the case of the above-mentioned alkylbenzene, the lower the better, the better, specifically, a few ppm or less. Therefore, it is preferable to use dehydrated 1,3-butadiene.

【0019】1,3−ブタジエンの脱水方法としては、
例えば、上記のアルキルベンゼンの脱水方法と同様に、
適当な乾燥剤(活性アルミナ、シリカゲル、モレキュラ
ーシーブ、活性炭など)により水分を吸着分離する方
法、あるいは深冷分離する方法などがある。
The method for dehydrating 1,3-butadiene includes:
For example, similar to the above alkylbenzene dehydration method,
There is a method of adsorbing and separating water with a suitable drying agent (activated alumina, silica gel, molecular sieve, activated carbon, etc.) or a method of cryogenic separation.

【0020】上記のアルキルベンゼンと1,3−ブタジ
エンとを反応させる際の触媒である金属ナトリウムは、
純度が高いものほどよいが、微量のカルシウム、マグネ
シウム、カリウムを含有していても差し支えない。純度
としては、90%以上、好ましくは99.0%以上が好
適である。
Metal sodium, which is a catalyst for reacting the above-mentioned alkylbenzene with 1,3-butadiene,
Higher purity is better, but it may contain trace amounts of calcium, magnesium and potassium. The purity is preferably 90% or more, more preferably 99.0% or more.

【0021】金属ナトリウムの使用量は、反応溶液(反
応原料であるアルキルベンゼンと1,3−ブタジエンと
の合計量)に対して、0.001〜2wt%、好ましく
は0.005〜1wt%、さらに好ましくは0.05〜
1wt%である。金属ナトリウムが0.001wt%未
満であると、本発明の方法における触媒としての作用が
不十分となり、2wt%より多くても触媒としての作用
が飽和してしまい不経済となる。
The amount of metallic sodium used is 0.001-2 wt%, preferably 0.005-1 wt%, based on the reaction solution (total amount of alkylbenzene and 1,3-butadiene as reaction raw materials). Preferably 0.05 to
1 wt%. If the amount of metallic sodium is less than 0.001 wt%, the effect of the catalyst in the method of the present invention will be insufficient, and if it is more than 2 wt%, the effect of the catalyst will be saturated and uneconomical.

【0022】上記の金属ナトリウムの存在下で行う本発
明の方法において、反応圧力は、1kPa〔gage〕
〜30MPa〔gage〕、好ましくは1kPa〔ga
ge〕〜10MPa〔gage〕、より好ましくは10
kPa〔gage〕〜1MPa〔gage〕とする。1
kPa〔gage〕未満であると、上記の金属ナトリウ
ムの使用量において、目的のアルケニル化合物が殆ど得
られず、30MPa〔gage〕より高圧であると、副
反応生成物が生成してしまう。
In the method of the present invention carried out in the presence of the above-mentioned metallic sodium, the reaction pressure is 1 kPa [gage].
~ 30 MPa [gage], preferably 1 kPa [ga
ge] to 10 MPa [gage], more preferably 10
The pressure is set to kPa [gage] to 1 MPa [gage]. 1
If the pressure is less than kPa [gage], almost no target alkenyl compound can be obtained in the above-mentioned amount of sodium metal used, and if the pressure is higher than 30 MPa [gage], a side reaction product will be generated.

【0023】上記の圧力は、アルキルベンゼンの沸点以
上に加温したり、反応に要する量以上の1,3−ブタジ
エンを反応系に供する等の方法で原料化合物の蒸気圧に
より確保してもよいし、不活性ガスなどで確保すること
もできる。
The above-mentioned pressure may be secured by the vapor pressure of the starting compound by heating the alkylbenzene to a temperature higher than the boiling point, or supplying 1,3-butadiene in an amount required for the reaction to the reaction system. , Or an inert gas.

【0024】上記の金属ナトリウムの存在および上記の
反応圧力の下で行う本発明の方法において、アルキルベ
ンゼンと1,3−ブタジエンとの反応モル比は、通常の
条件内で適当に選択される。例えば、アルキルベンゼ
ン:1,3−ブタジエン≒1:0.001〜0.5、好
ましくは1:0.01〜0.4、さらに好ましくは1:
0.05〜0.3である。
In the process of the present invention carried out in the presence of the above-mentioned sodium metal and the above-mentioned reaction pressure, the reaction molar ratio of alkylbenzene to 1,3-butadiene is appropriately selected under ordinary conditions. For example, alkylbenzene: 1,3-butadiene {1: 0.001-0.5, preferably 1: 0.01-0.4, more preferably 1:
0.05 to 0.3.

【0025】なお、本発明の方法において、アルキルベ
ンゼンと1,3−ブタジエンとの反応は、水分および酸
素を実質的に存在させないで行うことが好ましい。水分
は上記のように金属ナトリウムの失活(水酸化ナトリウ
ムに変化)を招き、酸素は金属ナトリウムを不活性化す
るからである。
In the method of the present invention, the reaction between alkylbenzene and 1,3-butadiene is preferably carried out in the absence of water and oxygen. This is because moisture causes deactivation of sodium metal (changes to sodium hydroxide) as described above, and oxygen inactivates sodium metal.

【0026】したがって、系外から反応系に導入する原
料、すなわちアルキルベンゼンと1,3−ブタジエンと
は、前述したように、脱水したものを使用することが望
ましい。反応系の空間部も、酸素や水分を実質上存在さ
せないために、例えば、乾燥窒素、乾燥アルゴンなどの
ような乾燥不活性ガスで充満させるか、あるいは反応を
アルキルベンゼンの沸点以上の加圧反応条件下で行う場
合は、空間部をアルキルベンゼンなどの蒸気で充満させ
ることが望ましい。
Therefore, as described above, it is desirable to use dehydrated raw materials, ie, alkylbenzene and 1,3-butadiene, which are introduced into the reaction system from outside the system. The space in the reaction system is also filled with a dry inert gas such as dry nitrogen, dry argon or the like in order to substantially prevent oxygen or moisture from being present, or the reaction is carried out under a pressure reaction condition higher than the boiling point of alkylbenzene. In the case of performing the process below, it is desirable to fill the space with vapor such as alkylbenzene.

【0027】さらに、本発明の方法において、反応は、
約50〜200℃の範囲内で行うことが好ましい。50
℃より低いと、副反応生成物が生成したり、主反応の反
応時間が長くなり、200℃より高いと、別の副反応生
成物などが多くなり、好ましくない。好ましい反応温度
は、80〜180℃である。
Further, in the method of the present invention, the reaction is
It is preferable to carry out in the range of about 50 to 200 ° C. 50
When the temperature is lower than 0 ° C, a side reaction product is generated or the reaction time of the main reaction becomes longer. Preferred reaction temperatures are between 80 and 180 ° C.

【0028】反応時間は、0.05〜10時間の範囲内
で行うことが一般には好ましい。反応時間は、触媒量
(g−金属ナトリウム)、反応温度(℃)、アルキルベ
ンゼンと1,3−ブタジエンとのモル比(g−アルキル
ベンゼン/g−1,3−ブタジエン)、あるいは反応方
式(後述するバッチ反応や連続反応などを指す)とそれ
ぞれ関連があり、目的生成物の純度や触媒の使用様式
(例えば、循環使用の有無)などから適当な時間が採択
される。一般には、これらの要因の数値が減少すれば、
反応時間は長くなるが、好ましい反応時間は、0.1〜
8時間、さらに好ましくは0.3〜5時間である。
It is generally preferred that the reaction time be within the range of 0.05 to 10 hours. The reaction time is the amount of the catalyst (g-metal sodium), the reaction temperature (° C.), the molar ratio of alkylbenzene to 1,3-butadiene (g-alkylbenzene / g-1,3-butadiene), or the reaction method (described later). (Refers to a batch reaction or a continuous reaction), and an appropriate time is selected depending on the purity of the target product, the mode of use of the catalyst (for example, the presence or absence of circulation use), and the like. In general, if these factors decrease,
Although the reaction time becomes longer, the preferred reaction time is 0.1 to
8 hours, more preferably 0.3 to 5 hours.

【0029】反応は、最初から原料(アルキルベンゼ
ン、1,3−ブタジエン)および触媒(金属ナトリウ
ム)を同時に仕込み、反応させるバッチ反応、最初にア
ルキルベンゼンと触媒を仕込み、次に1,3−ブタジエ
ンを反応時間の経過とともに定量導入するセミバッチ反
応、反応器にアルキルベンゼン、1,3−ブタジエンお
よび触媒を連続的に導入する連続反応、反応塔に触媒を
充填し、アルキルベンゼンと1,3−ブタジエンを塔上
部および塔下部から導入し、目的生成物が塔底部へ流下
する図1に示すような態様の反応蒸留法(詳細は後述す
る)のいずれの反応方式を採用してもよく、またそれら
を適当に組み合わせたものでもよいが、1,3−ブタジ
エンの重合物や、アルキルベンゼンに1,3−ブタジエ
ンが2以上付加された化合物などの副生成物の生成を抑
制するという面からは、セミバッチ反応、連続反応、あ
るいは反応蒸留法が好ましい。
In the reaction, a raw material (alkylbenzene, 1,3-butadiene) and a catalyst (metallic sodium) are simultaneously charged and reacted from the beginning, and a batch reaction is carried out in which alkylbenzene and a catalyst are charged first, and then 1,3-butadiene is reacted. Semi-batch reaction to introduce quantitatively with the passage of time, continuous reaction to continuously introduce alkylbenzene, 1,3-butadiene and a catalyst into a reactor, filling a reaction tower with a catalyst, and transferring alkylbenzene and 1,3-butadiene to the top of the tower and Any of the reactive distillation methods (details will be described later) of the embodiment shown in FIG. 1 in which the target product is introduced from the bottom of the column and the target product flows down to the bottom of the column may be employed, and they may be appropriately combined. Although 1,3-butadiene may be a polymer or 1,3-butadiene is added to an alkylbenzene or two or more 1,3-butadiene. From the viewpoint of suppressing the production of by-products such as compound, semibatch reaction, continuous reaction, or the reaction distillation method is preferable.

【0030】上記の連続反応の場合は、二つの形式が採
用される。すなわち、本発明の方法においては、(1)
触媒の固定床に連続的にアルキルベンゼンを流し、アル
キルベンゼン中に1,3−ブタジエンを導入しながら連
続反応を実施する方法と、(2)触媒を、アルキルベン
ゼンと1,3−ブタジエンとの反応系中に、分散攪拌さ
せながら該反応を実施する方法とがある。連続反応で
は、管形式反応器、塔形式反応器、および槽形式反応器
のいずれの形式でもよい。連続反応で好ましい方式は、
複数個の反応区域を設け、1,3−ブタジエンを各反応
区域に定量導入する十字流形連続反応方式である。
In the case of the above continuous reaction, two types are employed. That is, in the method of the present invention, (1)
A method in which alkylbenzene is continuously passed through a fixed bed of a catalyst and a continuous reaction is carried out while introducing 1,3-butadiene into the alkylbenzene; and (2) the catalyst is used in a reaction system between alkylbenzene and 1,3-butadiene. There is a method in which the reaction is carried out while stirring and dispersing. In the continuous reaction, any of a tubular reactor, a column reactor, and a tank reactor may be used. A preferred method for a continuous reaction is
This is a cross-flow type continuous reaction system in which a plurality of reaction zones are provided, and 1,3-butadiene is quantitatively introduced into each reaction zone.

【0031】また、連続反応における反応操作は、触媒
の存在下にアルキルベンゼンと1,3−ブタジエンとが
十分に接触混合できればよく、特別な制約はない。
The reaction operation in the continuous reaction is not particularly limited as long as alkylbenzene and 1,3-butadiene can be sufficiently contact-mixed in the presence of a catalyst.

【0032】ただし、触媒が存在する反応系へ1,3−
ブタジエンを導入する方式は、1,3−ブタジエンの導
入口付近に1,3−ブタジエンの重合物と推測される樹
脂状またはガム状物が付着して、閉塞現象を起こす傾向
があるので、触媒が存在する反応系へ、1,3−ブタジ
エンとアルキルベンゼンとの混合相、例えば液状ブタジ
エンと液状アルキルベンゼンとの液相混合物、ガス状
1,3−ブタジエンと液状アルキルベンゼンとの気−液
混合物などの形態で、1,3−ブタジエンとアルキルベ
ンゼンを導入する方式が好ましい。
However, it is necessary to add 1,3-
In the method of introducing butadiene, a resinous or gum-like substance presumed to be a polymer of 1,3-butadiene tends to adhere to the vicinity of the inlet of 1,3-butadiene, causing a clogging phenomenon. Into a reaction system in which is present a mixed phase of 1,3-butadiene and alkylbenzene, for example, a liquid phase mixture of liquid butadiene and liquid alkylbenzene, a gas-liquid mixture of gaseous 1,3-butadiene and liquid alkylbenzene, etc. And a method of introducing 1,3-butadiene and alkylbenzene is preferable.

【0033】あるいは、反応域空間部に1,3−ブタジ
エンを供給して、触媒が存在する反応液表面で吸収反応
を行わせることによって、閉塞現象を防止するようにす
ることもできる。
Alternatively, clogging can be prevented by supplying 1,3-butadiene to the reaction space to cause an absorption reaction on the surface of the reaction solution in which the catalyst is present.

【0034】また、1,3−ブタジエンの導入の際に、
キャリアガスに同伴させて、吹込みと同時に攪拌効果を
加味させることもできる。このときのキャリアガスとし
ては、酸素、水分を除去した不活性ガス、例えば、窒
素、アルゴン、水素が適当である。
When introducing 1,3-butadiene,
The stirring effect can be added at the same time as the blowing, together with the carrier gas. As the carrier gas at this time, an inert gas from which oxygen and moisture have been removed, for example, nitrogen, argon, and hydrogen is appropriate.

【0035】さらに、反応は、適当な攪拌を加えること
によって、好ましく行うことができるが、1,3−ブタ
ジエンを気相で反応系に導入し、該ガスにより攪拌効果
をもたせることもできる。この攪拌は、触媒を反応系内
に均一に分散し、かつ原料と反応生成物とを均一に混合
するために必要な強さであることが望ましい。
Further, the reaction can be preferably carried out by adding appropriate stirring. However, it is also possible to introduce 1,3-butadiene into the reaction system in a gaseous phase and to give the gas a stirring effect. It is desirable that the stirring has a strength necessary for uniformly dispersing the catalyst in the reaction system and for uniformly mixing the raw material and the reaction product.

【0036】液相分散反応系で反応した場合、反応後、
使用した触媒を反応生成物系から分離するには、例え
ば、遠心沈降、重力沈降、低温における液−固相からの
固相の分離(例えば、濾過、遠心分離など)の公知の手
段を用いればよい。
When the reaction is carried out in a liquid phase dispersion reaction system, after the reaction,
In order to separate the used catalyst from the reaction product system, for example, known means such as centrifugal sedimentation, gravity sedimentation, and separation of a solid phase from a liquid-solid phase at a low temperature (eg, filtration, centrifugation, etc.) can be used. Good.

【0037】分離した触媒は、反応系に循環再使用する
ことができる。触媒が失活して触媒機能が失われると、
活性のない水酸化ナトリウムになる。したがって、失活
した分の金属ナトリウムを加えて、再使用に供する。
The separated catalyst can be recycled to the reaction system. When the catalyst deactivates and loses its catalytic function,
It becomes inactive sodium hydroxide. Therefore, the inactivated metal sodium is added and reused.

【0038】また、反応蒸留法においては、副生成物の
1つであるアルキルベンゼンへの1,3−ブタジエン2
付加体以上のものができ難いため、前記した反応時間に
とらわれることなく、反応時間を任意に長くとることも
できる。なお、反応蒸留法における反応時間は、主に、
1,3−ブタジエンの供給速度と触媒充填領域の塔長で
決定される。
In the reactive distillation method, 1,3-butadiene 2 is added to alkylbenzene which is one of the by-products.
Since it is difficult to produce an adduct or more, the reaction time can be arbitrarily long without being limited to the above reaction time. The reaction time in the reactive distillation method is mainly
It is determined by the feed rate of 1,3-butadiene and the tower length of the catalyst packed region.

【0039】次に、図1を参照して反応蒸留法を詳述す
る。同図において、10は反応蒸留塔であり、11の部
分に上記した本発明における触媒が充填される。原料ア
ルキルベンゼンは、ライン1から供給され、塔頂からラ
イン4に流出し、冷却器13にて凝縮され、ライン5を
介して気液分離器14を経、ここでライン6への未反応
1,3−ブタジエンと分離されてライン7へ取り出され
る未反応アルキルベンゼンとともに、塔頂サイドから反
応蒸留塔10に張り込まれる。
Next, the reactive distillation method will be described in detail with reference to FIG. In the figure, reference numeral 10 denotes a reactive distillation column, and a portion 11 is filled with the above-mentioned catalyst of the present invention. The raw material alkylbenzene is supplied from the line 1 and flows out of the tower to the line 4, is condensed in the cooler 13, passes through the gas-liquid separator 14 via the line 5, and is unreacted to the line 6. Along with unreacted alkylbenzene which is separated from 3-butadiene and taken out to the line 7, it is charged into the reactive distillation column 10 from the top side.

【0040】一方、1,3−ブタジエンは、ライン2か
ら触媒が充填されている部分11の最下部に、気体また
は液体状態で張り込まれ、塔頂に移動する間にアルキル
ベンゼンと接触し、アルケニル化合物を生成する。
On the other hand, 1,3-butadiene is charged in a gaseous or liquid state from the line 2 to the lowermost part of the portion 11 filled with the catalyst, and comes into contact with the alkylbenzene while moving to the top, and the alkenyl Produce compound.

【0041】生成したアルケニル化合物は、アルキルベ
ンゼンや1,3−ブタジエンよりも沸点の高い物質であ
るため、アルキルベンゼンが気液で共存し得る温度では
殆どが液体であり、塔底へ流下する。この塔底物は、一
部はライン8へ取り出し、リボイラー12で、目的のア
ルケニル化合物の全量が気化する温度より低く、かつア
ルキルベンゼンが完全に気化する温度以上に加熱し、ラ
イン9を介して反応蒸留塔10へ返送する。残りは、冷
却器15にて冷却した後、ライン3から製品アルケニル
化合物として採取される。
Since the produced alkenyl compound is a substance having a higher boiling point than alkylbenzene and 1,3-butadiene, most of the alkenyl compound is liquid at a temperature at which alkylbenzene can coexist in gas and liquid, and flows down to the bottom of the column. A part of the bottom product is taken out to a line 8 and heated in a reboiler 12 to a temperature lower than a temperature at which the total amount of the target alkenyl compound is vaporized and higher than a temperature at which alkylbenzene is completely vaporized. It is returned to the distillation column 10. The remainder is collected as a product alkenyl compound from line 3 after cooling in cooler 15.

【0042】そして、上記の反応系内の反応圧力は、ラ
イン6に設けられた保圧弁16にて本発明の範囲内、す
なわち1kPa〔gage〕〜30MPa〔gage〕
に調整される。
The reaction pressure in the reaction system is within the range of the present invention, ie, 1 kPa [gage] to 30 MPa [gage] by the pressure holding valve 16 provided in the line 6.
It is adjusted to.

【0043】このように、この反応方式では、バッチ反
応方式のように、生成物が1,3−ブタジエンとさらに
接触することがなく、したがってライン3から採取され
る流体は、実質的に未反応アルキルベンゼンや副生成物
である二置換体などを伴わない目的生成物であるアルケ
ニル化合物のみで構成される。
Thus, in this reaction mode, unlike the batch reaction mode, the product does not come into further contact with 1,3-butadiene, and thus the fluid taken from line 3 is substantially unreacted. It is composed solely of the alkenyl compound which is the target product without the alkylbenzene or disubstituted by-product.

【0044】本発明の方法によれば、アルキルベンゼン
としてトルエンを使用する場合は、5−フェニル−ぺン
テンが合成され、o−キシレンを使用する場合は、5−
(o−トリル)−ペンテンが、p−キシレンを使用する
場合は、5−(p−トリル)−ペンテンが、m−キシレ
ンを使用する場合は、5−(m−トリル)−ペンテン
が、エチルベンゼンを使用する場合は、5−(フェニ
ル)−ヘキセンがそれぞれ合成される。
According to the method of the present invention, 5-phenyl-pentene is synthesized when toluene is used as the alkylbenzene, and 5-phenyl-pentene is synthesized when o-xylene is used.
When (o-tolyl) -pentene uses p-xylene, 5- (p-tolyl) -pentene is used, and when m-xylene is used, 5- (m-tolyl) -pentene is ethylbenzene. Is used, 5- (phenyl) -hexene is respectively synthesized.

【0045】[0045]

【実施例】【Example】

実施例1 500ミリリットル(以下、「mL」と記す)耐圧オー
トクレーブに、金属ナトリウム0.45重量部とo−キ
シレン200重量部とを入れ、半月状板の攪拌翼を備え
た攪拌装置を用い、500rpmの回転速度で、140
℃で、1.0時間攪拌した後、150℃に昇温し、アル
ゴンガスで100kPa〔gage〕の圧力を加え、2
7.0mL/分の速度で反応溶液中に1,3−ブタジエ
ンを3時間にわたって導入した。
Example 1 0.45 parts by weight of metallic sodium and 200 parts by weight of o-xylene were put into a 500 ml (hereinafter, referred to as "mL") pressure-resistant autoclave, and a stirring device equipped with a half-moon plate stirring blade was used. At a rotation speed of 500 rpm, 140
After stirring at 1.0 ° C. for 1.0 hour, the temperature was raised to 150 ° C., and a pressure of 100 kPa [gage] was
1,3-Butadiene was introduced into the reaction solution at a rate of 7.0 mL / min over 3 hours.

【0046】反応終了後、速やかに100℃に冷却し、
金属ナトリウムと反応溶液とを分離した。反応溶液は、
蒸留水で洗浄後、分離し、過剰なo−キシレンを留去
し、減圧蒸留により5−(o−トリル)−ペンテンを得
た。この5−(o−トリル)−ペンテンの収率と純度を
測定し、この結果を表1に示す。
After the completion of the reaction, the mixture was immediately cooled to 100 ° C.
The metallic sodium and the reaction solution were separated. The reaction solution is
After washing with distilled water, it was separated, excess o-xylene was distilled off, and 5- (o-tolyl) -pentene was obtained by distillation under reduced pressure. The yield and purity of the 5- (o-tolyl) -pentene were measured, and the results are shown in Table 1.

【0047】実施例2〜15、比較例1〜2 触媒の組成と、反応の圧力および温度とを表1のように
した以外は、実施例1と同じ操作を行って、5−(o−
トリル)−ペンテンを得た。また、比較例1,2は、回
転速度を1200rpmまで上げた。5−(o−トリ
ル)−ペンテンの収率と純度を測定し、この結果を表1
に併せて示す。
Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 and 2 The same operation as in Example 1 was carried out except that the composition of the catalyst and the pressure and temperature of the reaction were as shown in Table 1, to obtain 5- (o-
Tolyl) -pentene was obtained. In Comparative Examples 1 and 2, the rotation speed was increased to 1200 rpm. The yield and purity of 5- (o-tolyl) -pentene were measured.
Are shown together.

【0048】表1より明らかなように、本発明の方法に
よれば、高収率で、目的物である5−(o−トリル)−
ペンテンを得ることができることが判る。
As is evident from Table 1, according to the method of the present invention, the desired product 5- (o-tolyl)-is obtained in high yield.
It turns out that pentene can be obtained.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】なお、表1の金属Naのwt%は、アルキ
ルベンゼンに対するwt%である(以下の表についても
同様)。
The wt% of metallic Na in Table 1 is the wt% based on the alkylbenzene (the same applies to the following tables).

【0051】実施例16〜25、比較例3〜4 o−キシレンの代わりにp−キシレンを用い、触媒の組
成を表2のようにした以外は、実施例1と同じ操作を行
って、5−(p−トリル)−ペンテンを得た。この5−
(p−トリル)−ペンテンの収率と純度を測定し、この
結果を表2に併せて示す。
Examples 16 to 25, Comparative Examples 3 to 4 The same operation as in Example 1 was carried out except that p-xylene was used instead of o-xylene and the composition of the catalyst was as shown in Table 2. -(P-Tolyl) -pentene was obtained. This 5-
The yield and purity of (p-tolyl) -pentene were measured, and the results are shown in Table 2.

【0052】表2より明らかなように、本発明の方法に
よれば、高収率で、目的物である5−(p−トリル)−
ペンテンを得ることができることが判った。
As is clear from Table 2, according to the method of the present invention, the desired compound 5- (p-tolyl)-is obtained in high yield.
It turned out that pentene could be obtained.

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】実施例26,27 o−キシレンの代わりにm−キシレン(実施例18)ま
たはエチルベンゼン(実施例19)を用いる以外は、実
施例1と同じ操作を行って、5−(p−トリル)−ペン
テンを得た。この結果を表3に併せて示す。
Examples 26 and 27 The same operation as in Example 1 was carried out except that m-xylene (Example 18) or ethylbenzene (Example 19) was used instead of o-xylene, to obtain 5- (p-tolyl). ) -Pentene was obtained. The results are shown in Table 3.

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明の方法によれば、次のように効果
を奏することができる。 (1)アルケニル化合物を極めて効率的に製造すること
ができ、収率を大幅に向上させることができる。 (2)反応圧力を所定のものとすることで、触媒として
の金属ナトリウムの使用量を少量としても、高活性、か
つ高選択的にアルケニル化反応が生じ、したがって目的
物から分離することが困難な副生成物の生成を抑制する
ことができ、高純度の目的物を高収率で得ることができ
る。 (3)得られる反応生成物中の分離困難な副反応物を極
めて少なくすることができ、したがって目的物の収率を
極めて高くすることができる。
According to the method of the present invention, the following effects can be obtained. (1) An alkenyl compound can be produced very efficiently, and the yield can be greatly improved. (2) By setting the reaction pressure to a predetermined value, even when the amount of metal sodium used as the catalyst is small, the alkenylation reaction occurs with high activity and high selectivity, and therefore, it is difficult to separate from the target product. It is possible to suppress the generation of various by-products and to obtain a high-purity target product in a high yield. (3) By-products that are difficult to separate in the obtained reaction product can be extremely reduced, and thus the yield of the target product can be extremely increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法を実施する際の装置構成の一例を
示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a device configuration when a method of the present invention is performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原料であるアルキルベンゼンの導入ライン 2 原料である1,3−ブタジエンの導入ライン 3 目的生成物であるアルケニル化合物の採取ライン 4,5,7 未反応アルキルベンゼンの取出・返送ライ
ン 6 未凝縮分取出ライン 8,9 未反応1,3−ブタジエンの取出・返送ライン 10 反応塔 11 蒸留構造体充填部 12 リボイラ 13,15 冷却器 14 気液分離器 16 保圧弁
1 Introduction line for alkylbenzene as raw material 2 Introduction line for 1,3-butadiene as raw material 3 Collection line for alkenyl compound as target product 4,5,7 Removal / return line for unreacted alkylbenzene 6 Uncondensed extraction line 8, 9 Unreacted 1,3-butadiene take-out / return line 10 Reaction tower 11 Distillation structure filling section 12 Reboiler 13, 15 Cooler 14 Gas-liquid separator 16 Holding pressure valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−27042(JP,A) 特開 昭48−431(JP,A) 特開 平5−170674(JP,A) 特開 平6−234669(JP,A) 特開 平6−9443(JP,A) 特開 平5−310613(JP,A) 特開 平7−196544(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 15/44 C07C 2/72 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-8-27042 (JP, A) JP-A-48-431 (JP, A) JP-A-5-170674 (JP, A) JP-A-6-274 234669 (JP, A) JP-A-6-9443 (JP, A) JP-A-5-310613 (JP, A) JP-A-7-196544 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C07C 15/44 C07C 2/72

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルキルベンゼンと1,3−ブタジエン
との反応によりアルケニル化合物を製造するに当たり、
金属ナトリウムを存在させ、1kPa〔gage〕〜3
0MPa〔gage〕の反応圧力を加えることを特徴と
するアルケニル化合物の製造法。
In producing an alkenyl compound by reacting an alkylbenzene with 1,3-butadiene,
In the presence of metallic sodium, 1 kPa [gage] to 3
A method for producing an alkenyl compound, comprising applying a reaction pressure of 0 MPa [gage].
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