JP5204140B2 - エポキシ化の方法およびこの方法に使用される触媒 - Google Patents
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Description
(I)合成混合物から少なくとも1種のゼオライトを含む少なくとも1種の固体材料を少なくとも部分的に結晶化させて、少なくとも1種の固体材料と母液とを含む混合物(I)を得る工程;
(II)混合物(I)中の固体材料を分離および/または濃縮する工程;
(W)工程(II)で得られた固体材料を、水を含有する組成物と接触させる工程;
(III)工程(W)で得られた固体材料を、凝集させ、または造粒し、または凝集と造粒を行う工程;
によって特徴づけることができる。ただし、工程(III)は任意である。工程(II)は、追加的に固体材料の乾燥および/または洗浄を含み、これらを何回か繰り返してもよい。
(S)工程(W)または工程(III)に続いて固体材料を成形体に成形する工程;
(C)固体材料および/または成形体を400℃より高い温度でか焼する工程;
もまた統合方法の一部であることができる。但し、か焼する工程(C)は、統合方法の工程(II)、工程(W)、または工程(III)の少なくとも1つの工程の後に少なくとも1回行うことができる。
新規な固体材料および/または新規な成形体中に存在する少なくとも1種のゼオライトについては、何ら制限がない。好ましくは、Ti、Zr、Cr、Nb、Fe、B、Vを含むゼオライトが使用される。特に好ましくは、Tiを含むゼオライトが使用される。この分野における専門家に“チタンシリカライト(TS)”として公知のゼオライトが特に好ましい。
工程(II)では、固体材料が母液から分離され、および/または母液中で濃縮される。
工程(II)は、工程(I)で得られた混合物(I)に対して行われる。分離および/または濃縮の方法には、濾過、限外濾過、透析濾過、遠心分離法、噴霧乾燥、噴霧造粒等が含まれるが、これらに限定されない。
濃縮および/または分離の工程(II)に続いて、固体材料を水を含有する組成物と接触させる新規な処理を固体材料に施すことができる。
工程(W)に続いて、当業者に公知のいずれかの凝集および/または造粒の方法を使用して、固体粒子の大きさを増加させることができる。この工程で使用される方法はDE10232406.9に列記されており、この文献の関連する記載内容は、参考として本明細書に組み入れられる。
目的の生成物の触媒性能を改良するために、工程(W)の次に、または工程(III)の次に、または両工程の次に、任意に、例えば乾燥、洗浄、か焼、固体材料の過酸化水素溶液による処理、を含むがこれらの方法限定されない物質の後処理の少なくとも1つの工程を任意に行うことができる。これらの工程の組み合わせも可能である。少なくとも1種のゼオライト物質を含むこの固体材料をアルカリ金属を含有する化合物で処理し、このゼオライト物質をH型からカチオン型に変更することもできる。工程(W)の後で、または工程(III)の後で、またはこの2工程のいずれかの後で上述の後処理の工程のいずれかを組み合わせて得られた固体材料を、さらに、以下に示す成形体に加工することができる。
少なくとも1種のゼオライトを含有する成形体を製造する方法における出発点は、工程(II)の後の固体材料、または工程(W)の後の固体材料、または工程(III)の後の固体材料である。ただし、これらの工程は、場合により前節で記述した後処理の工程のいずれかを含んでいてもよい。上述のように、これまでの工程が固体材料を水を含有する組成物と接触させる少なくとも1つの工程(W)を含んでいた場合には、工程(S)の後で得られた物質に新規な工程(W)を施す必要がない。しかしながら、いまだ固体材料に新規な工程(W)を施していない場合には、成形体に水を含有する少なくとも1種の組成物を接触させる新規な工程(W)を、固体材料を成形させる工程(S)の後または工程(C)と組み合わせた工程(S)の後で行わなければならない。
成形体の造形および/または成形工程(S)の後で、成形体は典型的には約30℃〜約140℃の範囲の温度で、典型的には1〜20時間乾燥される。この工程に続いて、成形体は約400〜約800℃の温度で、約3〜約10時間か焼される。か焼は、大気圧下で、好ましくは空気中または空気含有混合ガス中または不活性条件下で行うことができる。
固体材料を製造するための統合方法における以下の工程、すなわち、
(i)少なくとも部分的に結晶化した固体材料をその母液から、例えば濾過または噴霧乾燥を介して分離または濃縮する工程(II)、または、
(ii)任意に固体材料の乾燥および/またはか焼(C)を行う工程を追加した同じ工程、
のうちの少なくとも1つの工程の後で、この固体材料を水を含有する組成物と接触させる処理方法により得られることを特徴とする固体材料に関する。
(I)合成混合物から少なくとも1種のゼオライトを含む少なくとも1種の固体材料を少なくとも部分的に結晶化させて、少なくとも1種の固体材料と母液とを含む混合物(I)を得る工程;
(II)混合物(I)中の固体材料を分離および/または濃縮する工程;
(W)工程(II)で得られた固体材料を、水を含有する組成物と接触させる工程;
(III)工程(W)で得られた固体材料を、凝集させ、または造粒し、または凝集と造粒を行う工程;
により得られる。但し、工程(III)は任意である。工程(II)は、さらに、固体材料の乾燥および/または洗浄を可能であれば数回含むことができる。好ましい形態では、工程(II)は工程(W)の後で繰り返される。
攪拌可能な鋼製のオートクレーブに、100gのか焼したチタンゼオライトの噴霧造粒物(Ti含有量1.5質量%)を導入した。このチタンゼオライトの造粒物を1080gの脱イオン水と300rpmで攪拌した。175℃の温度で24時間攪拌を継続した。この処理を終了した後、オートクレーブ中の内容物を吸引濾過し、全体で1500mLの脱イオン水で3回洗浄した。
60gの例1に示した新規な固体材料を粉砕し、56.5gのシリカゾル(Ludox AS 40質量%のSiO2)、全体で32.9gのポリスチレン分散物(43.5質量%ポリマー)、2.7gのメチルセルロース(Walocel)および0.88gのポリエチレンオキシド(PEO)と混合した。この材料に20gの水を添加し、混錬機中で均質化した。
13.5gの例2に記載された触媒を、管状反応器(1.3m長さ)に充填した。触媒を約20barの圧力でメタノール48g/時、過酸化水素(40質量%)8.2g/時、およびプロピレン(プロピレン96体積%)4.7g/時の供給物に接触させた。温度は20〜40℃の間に制御した。
例1における新規な処理(W)を施さない触媒を使用し、その他の条件は上述と同様にして実験すると、以下の選択性の値が得られた。90時間後に、プロピレンオキシドの選択性(過酸化水素基準)は96.5%であった。427時間後には、選択性は91.3%でしかなかった。酸素の生成(過酸化水素基準の選択性)を測定したところ、90時間後には0.6%であったが、427時間後には既に1.3%であった。
Claims (15)
- Tiを含む少なくとも1種のゼオライトを含んでおりかつ少なくとも部分的に結晶化している成形体の製造方法であって、
以下の工程、すなわち、
(I)合成混合物からTiを含むゼオライトを含む固体材料を少なくとも部分的に結晶化させ、固体材料と母液を含む混合物(I)を得る工程、
(II)混合物(I)中の固体材料を分離および/または濃縮する工程、
(S)固体材料を成形体に成形する工程、
(C)成形体を、400℃より高い温度でか焼する工程、
を含み、且つ
成形体をか焼する工程(C)の後で、この成形体を、水を含有する組成物と120〜175℃の温度で接触させる(工程(W))ことを特徴とする方法。 - 水を含有する組成物を、脱イオン水、水蒸気、スチーム、大気圧より高い圧力を有するスチーム、超臨界水、水溶液、およびアンモニア水からなる群から選択することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- Tiを含む少なくとも1種のゼオライトが、MFI、MEL、MWW、BEA、またはその混合構造からなる構造分類に属する物質から選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 成形体を、水を含有する組成物と接触させる工程を、固体材料の合成または処理のために使用された反応器内、または固体材料またはこの固体材料から製造された成形体を化学反応における触媒として使用するための反応器内で行なうことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(II)の後であって、後に続く工程(S)及び(C)の前においてさらに工程(W)を行うか、或いは工程(II)の後であって、後に続く工程(S)及び(C)の前においてさらに工程(W)を行い、そして工程(W)で得られた固体材料を、凝集させ、または造粒し、または凝集と造粒を行う工程(III)を行うことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(II)の後に行われる工程(W)の後で、水を含有する組成物の少なくとも一部から固体材料を分離することを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 工程(II)における分離および/または濃縮の方法を、濾過、限外濾過法、透析濾過、噴霧乾燥法、噴霧造粒法、および不活性担体を工程(I)で得られた合成溶液と接触させる方法からなる群から選択することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 固体材料を成形する工程(S)を、ペレット化、プレス成形、押出、焼結、焙焼、およびブロック化からなる群から選択することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(C)のか焼工程を400〜800℃の温度で、3〜10時間で行うことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 固体材料を工程(S)の前に乾燥することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(C)の後に行われる工程(W)において、か焼された成形体と脱イオン水との混合物を撹拌槽で形成することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 混合物を撹拌槽で12〜24時間撹拌することを特徴とする、請求項11項に記載の方法。
- 工程(S)を押出機で行い、1〜10mmの範囲の径の押出物を得ることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法により得られる成形体。
- 請求項14に記載の成形体を、少なくとも1個のC−C二重結合を有する少なくとも1種の化合物と少なくとも1種のヒドロペルオキシドとの反応における触媒または助触媒として使用する方法。
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