JP6799581B2 - モノマー生成で使用するための材料の不活性度を決定する方法 - Google Patents
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Description
本発明の一態様は、モノマー生成で使用するための不活性材料を選択するための方法を提供し、本方法は、(a)プロピレン、アクロレイン、及びアクリル酸を含むガス状混合物(P1)を提供するステップと、(b)少なくとも3秒の接触時間の間、200〜450℃の床温度を有する、不活性材料を含有する固定床反応器管に、1〜1.5atmの圧力で気相のP1を供給して、アクロレイン及びアクリル酸を含む第2の混合物(P2)を生成するステップと、(c)1atmの圧力で少なくとも20℃の沸点を有するP2の成分を選択的に凝縮するステップと、(d)凝縮された成分をフタル酸、アクロレイン、及びアクリル酸に関して分析するステップと、(e)分析に基づいて、不活性材料のPTAinertを決定するステップであって、PTAinertは、P2中のフタル酸の質量の、P2から収集されたアクロレイン及びアクリル酸の全質量に対する比率であるステップと、(f)固定床反応器管が不活性材料を含有しないことを除いて、ステップ(a)〜(d)を繰り返すことによって、不活性材料を含有しない固定床反応器管のPTAemptyを決定するステップであって、PTAemptyは、P2中のフタル酸の質量の、P2から収集されたアクロレイン及びアクリル酸の全質量に対する比率である、ステップと、(g)PTAinertが、PTAempty以下である場合、モノマー生成で使用するための不活性材料を選択するステップと、を含む。
アクロレイン及びアクリル酸へのプロピレン酸化を二段階で実行する。プロピレンの酸化を第1の反応器で実行して、アクリル酸を生成するための二段階プロピレン酸化方法における工業用の第1段階の反応器からの流出物と同様の反応中間体を生成する。15mlの、Nippon Kayaku co.から入手可能な工業用の第1段階の触媒を、1インチODステンレス鋼(SS)の第1の段階の管反応器(0.834インチID)に充填する前に、Saint−Gobain Norpro、オハイオ州、米国から入手可能な15mlの1/8インチDenstone(登録商標)57ビーズと混合する。管をクラムシェル型電気炉で367℃に加熱する。第1の段階の管反応器への供給物は、24.0ml/分のプロピレン、211.6ml/分の空気、34.0ml/分のN2、及び1.44グラム/時間の脱イオン水の混合物である。全てのガス流速の値は、標準温度(0℃)及び標準圧力(1atm)条件下である。水を、180℃に加熱したSSミキサー容器に注射器ポンプによって注入する。他のガスを、質量流コントローラによって制御する。約150mlの不活性材料を、クラムシェル型電気炉内に存在する第2の反応器管としての機能を果たす別の1インチOD×18インチ長さのSS管に充填する。P1と表される第1段階の反応器からの流出物を、4分の1インチのSS移送管を介して第2の反応器の不活性床に直接供給する。両方の反応器は、縦方向に配向し、下降流構成であり、すなわち、供給物は、各反応器の上部に供給される。
PTAinert(ppm)=(第2の反応器管内に充填された不活性材料を有するTS−12及びTS−3試料におけるフタル酸の質量)/(第2の反応器管内に充填された不活性材料を有するTS−12及びTS−3試料におけるアクロレイン及びAAの全質量)*1,000,000
比較実験1(C.E.1)の評価
第2段階の反応器管内に不活性材料を有さずに上記評価方法を実行した。第2段階の反応器を270及び320℃に制御した。プロピレン転化、「アクロレイン及びAA」の収率、及びフタル酸を表3に記載する。320℃でのデータが、2つの試料の平均である。
比較実験2(C.E.2)の評価
第2段階の反応器が用いられないことを除いて、比較実験Aのように、上記評価方法を実行した。第2段階の反応器からの流出物を、上述の通りに収集し、分析した。プロピレン転化、「アクロレイン及びAA」の収率、及びフタル酸を表3に記載する。データは4つの試料の平均である。
Denstone(登録商標)99の不活性度の評価(Ex.1)
上記評価方法を、第2段階の反応器管に充填された、Saint Gobain Norpro、米国から入手可能な165mlのDenstone(登録商標)99の1/8インチ球体で実行した。第1段階の反応器の供給物混合物に基づく接触時間は、33秒であった。第2段階の反応器からの流出物を、上述の通りに収集し、分析した。第2段階の反応器を270及び320℃に制御した。プロピレン転化、「アクロレイン及びAA」の収率、及びフタル酸を表3に記載する。320℃でのデータが、2つの試料の平均である。
SC5532炭化ケイ素の不活性度の評価(Ex.2)
上記評価方法を、第2段階の反応器管に充填された、Saint−Gobain Norpro、米国から入手可能な185mlのSC5532炭化ケイ素10mmのリングで実行した。第1段階の反応器の供給物混合物に基づく接触時間は、37秒であった。第2段階の反応器からの流出物を、上述の通りに収集し、分析した。第2段階の反応器を270及び320℃に制御した。プロピレン転化、「アクロレイン及びAA」の収率、及びフタル酸を表3に記載する。320℃でのデータが、3つの試料の平均である。
LSA SA5218シリカアルミナの不活性度の評価(Ex.3)
上記評価方法を、第2段階の反応器管に充填された、Saint Gobain Norpro、米国から入手可能な160mlの低面積LSA SA5218の3〜4mmのシリカアルミナ球体で実行した。第1段階の反応器の供給物混合物に基づく接触時間は、32秒であった。第2段階の反応器からの流出物を、上述の通りに収集し、分析した。第2段階の反応器を270及び320℃に制御した。プロピレン転化、「アクロレイン及びAA」の収率、及びフタル酸を表3に記載する。320℃でのデータが、2つの試料の平均である。
不活性材料の選択
比較実施例1及び2のPTAemptyならびに上記実施例1〜3のPTAinertは、表3に示される。
Claims (9)
- モノマー生成で使用するための不活性材料を選択するための方法であって、
(a)プロピレン、アクロレイン、及びアクリル酸を含むガス状混合物(P1)を提供するステップと、
(b)少なくとも3秒の接触時間の間、200〜450℃の床温度を有する、前記不活性材料を含有する固定床反応器管に、1〜1.5atmの圧力で気相のP1を供給して、アクロレイン及びアクリル酸を含む第2の混合物(P2)を生成するステップと、
(c)1atmの圧力で少なくとも20℃の沸点を有するP2の成分を選択的に凝縮するステップと、
(d)前記凝縮された成分をフタル酸、アクロレイン、及びアクリル酸に関して分析するステップと、
(e)前記分析に基づいて、前記不活性材料のPTAinertを決定するステップであって、PTAinertは、P2中のフタル酸の質量の、P2から収集されたアクロレイン及びアクリル酸の全質量に対する比率である、ステップと、
(f)前記固定床反応器管が不活性材料を含有しないことを除いて、ステップ(a)〜(d)を繰り返すことによって、不活性材料を含有しない固定床反応器管のPTAemptyを決定するステップであって、前記PTAemptyは、P2中のフタル酸の質量の、P2から収集されたアクロレイン及びアクリル酸の全質量に対する比率である、ステップと、
(g)前記PTAinertが、前記PTAempty以下である場合、モノマー生成で使用するための前記不活性材料を選択するステップと、を含む、方法。 - ステップ(b)における前記床温度が250〜350℃である、請求項1に記載の方法。
- 前記モノマー生成が、プロピレンの、アクロレイン及びアクリル酸への気相酸化である、請求項1に記載の方法。
- 前記モノマー生成が、アクロレインの、アクリル酸への気相酸化である、請求項1に記載の方法。
- 前記モノマー生成が、イソブテン及び/またはtert−ブタノールの、メタクロレイン及びメタクリル酸への前記気相酸化である、請求項1に記載の方法。
- 前記モノマー生成が、メタクロレインの、メタクリル酸への前記気相酸化である、請求項1に記載の方法。
- P1が、混合金属酸化物触媒の存在下で固定床反応器管においてガス状プロピレンを酸化させることによって提供される、請求項1に記載の方法。
- 前記混合金属酸化物触媒がMo及びBiを含有する、請求項7に記載の方法。
- モノマー生成で使用するための不活性材料の不活性度を決定するための方法であって、 (a)ガス状プロピレンを、混合金属酸化物触媒の存在下で固定床反応器管において酸化させて、プロピレン、アクロレイン、及びアクリル酸を含むガス状混合物(P1)を生成するステップであって、前記混合金属酸化物触媒が、Mo及びBiを含有する、ステップと、
(b)少なくとも3秒の接触時間の間、200〜450℃の床温度を有する、不活性材料を含有する第2の固定床反応器管に、1〜1.5atmの圧力で気相のP1を供給して、アクリル酸を含む第2の生成物混合物(P2)を生成するステップと、
(c)0〜5℃に制御されたトラップ表面温度を有する第1のトラップ(T1)にP2を収集するステップであって、T1からの未凝縮蒸気が、0〜5℃に制御されたトラップ表面温度を有する第2の、好ましくは、ステンレス鋼のトラップ(T2)で凝縮され、T2からの未凝縮蒸気が、−60〜−80℃に制御されたトラップ表面温度を有する第3のステンレス鋼トラップ(T3)で凝縮され、各トラップが、溶媒、好ましくはイソプロパノール、及び重合防止剤、好ましくはハイドロキノンまたはフェノチアジンを含有する、ステップと、
(d)T3からの未凝縮蒸気をプロピレン、O2、N2、CO、及びCO2に関して分析するステップと、
(e)各トラップからの前記凝縮蒸気をフタル酸、アクロレイン、及びアクリル酸に関して分析するステップと、
(f)前記分析に基づいて、前記不活性材料のPTAinertを決定するステップであって、PTAinertは、P2中のフタル酸の質量の、P2から収集されたアクロレイン及びアクリル酸の全質量に対する比率である、ステップと、
(g)前記第2の固定床反応器管が不活性材料を含有しないことを除いて、ステップ(a)〜(e)を繰り返すことによって、不活性材料を含有しない固定床反応器管のPTAemptyを決定するステップであって、前記PTAemptyは、P2中のフタル酸の質量の、P2から収集されたアクロレイン及びアクリル酸の全質量に対する比率である、ステップと、
(h)前記PTAinertが、前記PTAempty以下である場合、モノマー生成で使用するための前記不活性材料を選択するステップと、を含む、方法。
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