JP6848570B2 - 高耐久性を有する1,2−ジクロロエタン製造用触媒システム及び1,2−ジクロロエタンの製造方法 - Google Patents
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Description
グラファイト希釈材は、特開昭57−136928に記載の方法に従い調製した。即ち、石油コークス、ピッチコークス、カーボンブラックなどとタールピッチを捏合し、中空円筒形状(円柱形状)を有する金型を使用した圧縮成形機により成形した後、得られた成型体を最初1000〜1300℃に加熱焼成し、次いで2000〜3000℃に加熱して黒鉛化することで中空円筒形状グラファイト希釈剤を調製した。表1及び表2に実施例及び比較例で用いたグラファイト希釈材を示す。
中空円筒形状のアルミナ担体(中空円筒の外径5.0mm、内径2.0mm、側面の長さ5.0mm)に水を十分に吸収させた。CuCl2=224g/L、KCl=136g/Lの濃度の浸漬液80mLに前記のアルミナ担体30gを浸漬させた。室温で4時間浸漬した後、浸漬液からアルミナ担体を取り出し、マッフル炉を用いて100℃以上の温度で乾燥させた。その後、150〜400℃で8時間焼成し、円の外径(Dec)が5.0mm、内径(Dic)が2.0mm、側面の長さ(Lc)が5.0mmの中空円筒形状担体担持オキシ塩素化触媒(1)を調製した。下記の定量分析を行い、13%CuCl2−5.5%KCl/アルミナ触媒であることを確認した。
金属塩化物の定量は、走査型蛍光X線分析装置(理学製、(商品名)ZSX PrimusII)を用い、オキシ塩素化触媒約3gを粉砕、次いで加圧プレスで試料プレートを作製し、このプレートをRh管球、管電圧/管電流50kV/60mA、測定域はCuが45.00deg、Kが136.64degの測定条件で行った。
グラファイト希釈剤の酸化熱安定性試験は、高温型上皿式差動型示差熱天秤(NETZSCH製、(商品名)STA2500 Regulus)を用い、グラファイト希釈材成型体10粒を粉砕、次いで目開き500μmと355μmの篩で355〜500μmの粒子サイズに統一し、サンプル10mgを白金パンに秤量し、測定装置へ導入した。マスフローコントローラーで空気200ml/minと窒素20ml/minをサンプルへ供給し、100℃で5時間前処理した後、400℃、酸素濃度19%の雰囲気下で12時間保持した際の重量減少量を測定し、減少した分の重量を試験前の重量で除して、重量減少をパーセンテージで表した。
圧力損失の測定はガラス管(内径29mm、長さ1500mm)を用いた。ガラス管内に1200mm高にオキシ塩素化触媒とグラファイト希釈剤を混合して充填し、上部よりマスフローコントローラーを用いて空気を16NL/minで供給した。測定は大気圧、室温で行い、その時の圧力計と大気圧との差を圧力損失(差圧)として測定した。
グラファイト希釈材の耐久性評価はマッフル炉(ヤマト科学製、(商品名)FP410)を用いた加速試験で行った。磁性皿の上にグラファイト希釈材を20粒入れ、空気中、300℃で336時間加熱した。加熱後、取出したグラファイト希釈材は、低沸点成分の揮発や酸化反応による揮発により破壊強度の低下が見られ、加速試験前の初期強度に対し、加速試験後にどれだけ破壊強度が維持されたかを強度維持率として測定した。
1,2−ジクロロエタン製造用触媒システムの製造評価は、ハステロイ製反応塔(内径21.2mm、長さ1000mm)を用いた固定床気相流通式反応装置を用いた。ハステロイ製反応管の中段に、1,2−ジクロロエタン製造用触媒システムを充填し、エチレン、塩化水素、分子状酸素および希釈用窒素を触媒システム層に供給し、ハステロイ製反応管は熱媒循環装置によるシリコンオイルで加熱することによって210℃に制御した。20kPaの加圧条件下で行った。原料組成は、エチレン765ml/min、塩化水素320ml/min、酸素60ml/min、窒素216ml/minで行い、出口ガス及び反応液を採取し、ガスクロマトグラフを用い、ガス成分および液成分を個別に分析した。ガス成分は、ガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−1700)を用いて分析した。充填剤は、Waters社製PorapakQ(商品名)およびGLサイエンス社製MS−5A(商品名)を用いた。液成分は、ガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−1700)を用いて分析した。分離カラムは、キャピラリーカラム(GLサイエンス社製、(商品名)TC−1)を用いた。
中空円筒形状担体担持オキシ塩素化触媒(1)57mLと外径6.0mm、内径2.5mm、長さ5.0mmの寸法を有し、酸化熱安定性試験における重量減少が1.5%の中空円筒形状グラファイト希釈剤(1)31mLを混合して、1,2−ジクロロエタン製造用触媒システムを調製した。そして、上記1,2−ジクロロエタンの製造方法に従ってその性能評価を行った。
中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(1)57mLと外径5.0mm、内径2.0mm、長さ5.0mmの寸法を有し、酸化熱安定性試験における重量減少が4.5%の中空円筒形状グラファイト希釈剤(2)31mLを混合して、1,2−ジクロロエタン製造用触媒システムを調製した。そして、上記1,2−ジクロロエタンの製造方法に従ってその性能評価を行った。
中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(1)57mLと外径4.0mm、内径1.5mm、長さ7.0mmの寸法を有し、酸化熱安定性試験における重量減少が5.4%の中空円筒形状のグラファイト希釈剤(3)31mLを混合して、1,2−ジクロロエタン製造用触媒システムを調製した。そして、上記1,2−ジクロロエタンの製造方法に従ってその性能評価を行った。
中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(1)57mLと外径8.0mm、内径3.5mm、長さ3.0mmの寸法を有し、酸化熱安定性試験における重量減少が3.5%の中空円筒形状のグラファイト希釈剤(4)31mLを混合して、1,2−ジクロロエタン製造用触媒システムを調製した。そして、上記1,2−ジクロロエタンの製造方法に従ってその性能評価を行った。
中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(1)57mLと外径6.0mm、長さ5.0mmの寸法を有し、酸化熱安定性試験における重量減少が7.9%の円柱形状のグラファイト希釈剤(5)31mLを混合して、触媒システムを調製した。そして、上記1,2−ジクロロエタンの製造方法に従ってその性能評価を行った。
中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(1)57mLと外径9.0mm、内径4.0mm、長さ8.0mmの寸法を有し、酸化熱安定性試験における重量減少が15.3%の中空円筒形状のグラファイト希釈剤(6)31mLを混合して、触媒システムを調製した。そして、上記1,2−ジクロロエタンの製造方法に従ってその性能評価を行った。
中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(1)57mLと外径3.5mm、内径1.0mm、長さ2.5mmの寸法を有し、酸化熱安定性試験における重量減少が10.8%の中空円筒形状のグラファイト希釈剤(7)31mLを混合して、触媒システムを調製した。そして、上記1,2−ジクロロエタンの製造方法に従ってその性能評価を行った。
Claims (6)
- オキシ塩素化触媒及び希釈剤を含む1,2−ジクロロエタン製造用触媒システムであって、オキシ塩素化触媒が中空円筒形状担体担持オキシ塩素化触媒であり、酸化熱安定性試験における重量減少が6%以下、外径(Ded)が4〜8mm、内径(Did)が1.5〜3.5mm、長さ(Ld)が3〜7mmの中空円筒形状グラファイト希釈剤である、ことを特徴とする高耐久性1,2−ジクロロエタン製造用触媒システム。
- 中空円筒形状グラファイト希釈剤が、初期強度50N以上を有するものであることを特徴とする請求項1に記載の高耐久性1,2−ジクロロエタン製造用触媒システム。
- 中空円筒形状担体担持オキシ塩素化触媒が、長さ(Lc)が3〜7mmのものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の高耐久性1,2−ジクロロエタン製造用触媒システム。
- 中空円筒形状担体担持オキシ塩素化触媒が、外径(Dec)が3〜7mm、内径(Dic)が1〜3.5mm、長さ(Lc)が3〜7mmものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高耐久性1,2−ジクロロエタン製造用触媒システム。
- 中空円筒形状担体担持オキシ塩素化触媒と中空円筒形状グラファイト希釈剤との寸法が同じものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高耐久性1,2−ジクロロエタン製造用触媒システム。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の高耐久性1,2−ジクロロエタン製造用触媒システムの存在下、エチレン、塩化水素および酸素を反応することを特徴とする1,2−ジクロロエタンの製造方法。
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