JP5566396B2 - 酢酸メチル生成のためのカルボニル化方法 - Google Patents
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Description
金属モル%=(金属グラム原子/アルミニウムグラム原子)×100
ジメチルエーテルのカルボニル化
この実施例は、供給物中の酢酸メチル0モル%、0.05モル%、0.625モル%および2.5モル%を用いて、水素存在下で、ジメチルエーテルを一酸化炭素によりカルボニル化する効果を示す。
1モル%酢酸メチルによるジメチルエーテルのカルボニル化
55モル%の銅を担持しているモルデナイト(Zeolyst CBV21A)からなる触媒の存在下におけるジメチルエーテルのカルボニル化は、WO2005063372に記載された16個の同一の反応器型からなる圧力流反応器ユニットにおいて実施された。9.2mmの内径を有する反応器が使用された。各反応器の中心には、熱電温度計が設置された直径3.2mmの内部管を取り付けられた。触媒を各反応器に詰める前に、125〜160μmのふるい分級物の約10cmコランダム床が触媒容器に設置された。触媒を室温から600℃まで一分あたり約30℃のランプ率で加熱することにより測定された触媒の強熱減量によって決定される乾燥重量ベースで1.948gの触媒(125〜160マイクロンのペレット)は、3mlコランダム(125〜160マイクロンのペレットの大きさ)で希釈され、コランダム床の上に設置された。上記各領域は衝突あるいは振動を経て固められ、安定床および触媒領域の規定された初期高さを得た。希釈された触媒は粒径125〜160μmの約13cmコランダム床によって覆われた。この触媒は12L/h流量で、2:1のCO:H2混合物を用いて、反応圧力70barまで加圧された。その触媒はその後、0.5deg.C/分で220℃まで加熱された。そして3時間維持された。次に、温度は0.5deg.C/分で傾斜をつけて300℃にされ、滞留時間3時間が続いた。一酸化炭素および水素の供給物は、その後、CO/H2/ジメチルエーテル/Ar/メチルアセテート/N2のモル比が54/29/2.5/5/1/8.5の一酸化炭素、水素、ジメチルエーテル、酢酸メチル、アルゴンおよび窒素の混合物に流量12L/hで切り替えられ、ジメチルエーテルを0.30L/hおよび酢酸メチルを0.12L/hの蒸気として両方を供給し、そしてモル基準で54/29/1/2.5の全供給の比率のCO/H2/酢酸メチル/ジメチルエーテルを得た。加えて、窒素ガスは、0〜150ml/分の可変率で導入され、16個の反応器出口の間で圧力スイングを等しくする。試験反応器からの出口流はガスクロマトグラフィーを通過して、反応物およびカルボニル化反応生成物の濃度を決定した。この反応は、150時間、300℃、70barおよび、全供給量においてモル比54/29/2.5/5/1/8.5のCO/H2/ジメチルエーテル/Ar/酢酸メチル/N2について4000/hの触媒に対するガス空間速度(GHSV)において続けることができた。
実施例2は、カルボニル化反応のための供給物中に酢酸メチルが存在しなかったことを除いて、繰り返された。カルボニル化供給物は、一酸化炭素、水素、ジメチルエーテル、アルゴンおよび窒素の混合物で12L/hの流量で、CO/H2/DME/Ar/N2のモル比が54/29/2.5/5/9.5からなる。
5モル%酢酸メチルによるジメチルエーテルのカルボニル化
55モル%の銅を担持しているモルデナイト(Zeolyst CBV21A)からなる触媒の存在下におけるジメチルエーテルのカルボニル化は、WO2005063372に記載された16個の同一の反応器型からなる圧力流反応器ユニットにおいて実施された。各反応器は3.6mmの内径を有した。触媒を各反応器に詰める前に、100〜350μmのふるい分級物の約5cmステアタイト床が各触媒容器に設置された。125〜160μmのふるい分級物約5cmコランダム領域がステアタイト床の上に設置された。触媒を室温から600℃まで一分あたり約30℃のランプ率で加熱することにより測定された触媒の強熱減量によって決定される乾燥質量ベースで0.625gの触媒(125〜160マイクロンのペレットの大きさ)はコランダム床の上に設置された。触媒は粒径125〜160μmの約5cmコランダム床によって覆われた。100〜350μmのふるい分級物の約5cmステアタイト領域はコランダム床上に設置された。各領域は衝突または振動を経て凝固され、安定床および規定された触媒領域の初期高さを得た。触媒は4.275L/h流量で、4:1のCO:H2混合物を用いて、反応圧力70barまで加圧された。触媒はその後、0.5℃/分で保持温度220℃まで加熱され、3時間維持された。次に、温度は0.5deg.C/分で傾斜をつけて300℃にされ、その後、滞留時間3時間が続いた。一酸化炭素および水素の供給物は、その後、ジメチルエーテル蒸気供給流量0.4275L/hと共に、モル比が72/18/10のCO/H2/ジメチルエーテル、流量4.275L/hに切り替えられた。窒素ガスは、0〜50ml/分の可変率で導入され、16個の反応器出口間で圧力スイングを等しくした。反応器からの出口流はガスクロマトグラフィーを通過して、反応物およびカルボニル化反応生成物の濃度を決定した。この反応は、148時間、300℃、70barおよび全供給量のモル比72/18/10のCO/H2/ジメチルエーテルで4275/hのガス空間速度下(GHSV)において、続けることができた。全反応時間の148時間後、供給物はモル比76/19/5のCO/H2/ジメチルエーテルで切り替えられ、そして反応はさらに49時間続けることができた。全反応時間の197時間後、酢酸メチルの共供給物はカルボニル化反応器に導入され、その反応器はモル比72/18/5/5のCO/H2/ジメチルエーテル/酢酸メチルが、300℃、70barおよび4275/hのガス空間速度下(GHSV)で供給されている。その反応はさらに45時間続けることができた。全反応時間の242時間後、酢酸メチル共供給は中止され、そして反応器への供給物は、モル比76/19/5のCO/H2/ジメチルエーテルに300℃、70barおよび4275/hのガス空間速度下(GHSV)で切り替えられた。その反応はさらに74時間続けることができた。そのカルボニル化反応の結果が下記の表1に示される。
この実施例は、ジメチルエーテルのカルボニル化に対する酢酸0モル%、0.3モル%および0.625モル%の使用効果を示す。実施例1で使用される手順は酢酸メチルが0.3モル%あるいは0.625モル%の酢酸に置き換えられたこと以外は繰り返された。
Claims (15)
- 一つ以上のカルボニル化反応領域において、モルデナイト触媒の存在下でジメチルエーテルを一酸化炭素でカルボニル化し、酢酸メチル生成物を生成することを含む酢酸メチルの生成方法において、酢酸メチルおよび酢酸のうち少なくとも一つが該反応領域の少なくとも一つに加えられることを特徴とする酢酸メチルの生成方法
- 水素存在下で実施されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 酢酸メチルとジメチルエーテルのモル比が1:100〜5:1であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 酢酸メチルとジメチルエーテルのモル比が1:10〜3:1であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 全ガス状の供給物(再利用を含む)に基づき0.05〜5モル%の範囲の量の酢酸メチルを反応領域に加えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の方法。
- 全ガス状の供給物(再利用を含む)に基づき0.5〜5モル%の範囲の量の酢酸メチルを反応領域に加えることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 酢酸メチルが新鮮な酢酸メチル及び/または再利用酢酸メチル及び/又は製品としての酢酸メチルを反応領域に追加されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の方法。
- 酢酸メチルがカルボニル化方法の開始反応領域に導入されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法。
- 全ガス状の供給物(再利用を含む)に基づき(0を超える)1モル%までの範囲の量の酢酸が反応領域に追加されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 全ガス状の供給物(再利用を含む)に基づき0.1〜0.8モル%の範囲の量の酢酸が反応領域に追加されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- モルデナイト触媒がH‐モルデナイト、銅モルデナイト、銀モルデナイトから選択されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の方法。
- 前記方法が、2〜30の直列に接続された反応領域で実施されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の方法。
- ジメチルエーテルが新鮮なジメチルエーテル及び/または再利用ジメチルエーテルとして反応領域に導入されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- ジメチルエーテルが新鮮なジメチルエーテルとして、新鮮及び/または再利用酢酸メチルと酢酸の少なくとも一つと共に反応領域に導入されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 酢酸メチル生成物が加水分解されて酢酸になることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一つに記載の方法。
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