JPH0369514A - 固体モリブデン化合物の回収方法 - Google Patents

固体モリブデン化合物の回収方法

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JPH0369514A
JPH0369514A JP2155533A JP15553390A JPH0369514A JP H0369514 A JPH0369514 A JP H0369514A JP 2155533 A JP2155533 A JP 2155533A JP 15553390 A JP15553390 A JP 15553390A JP H0369514 A JPH0369514 A JP H0369514A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体モリブデン化合物を回収する方法に関する
。より詳細には、本発明は炭化水素可溶性モリブデン化
合物をその中に溶解せしめた炭化水素画分から固体モリ
ブデン化合物を回収する方法に関する。さらにより詳細
には、本発明は炭化水素に可溶性の汚染量のモリブデン
化合物を含有する重質液体炭化水素画分から固体モリブ
デン化合物を回収する方法に関する。
このより詳細な様態では、本発明は可溶性モリブデン過
酸化反応触媒の存在下でオレフィンを有機ヒドロペルオ
キシドによってエポキシ化する方法の改良に関し、ここ
で反応混合物が可溶性モリブデンエポキシ化反応触媒を
含有する実質的に無水の重質液体画分をはしめとする画
分に分画され、それから重質画分中のモリブデンのグラ
ム原子当り過剰モルのメタホウ酸ナトリウムの水溶液で
重質画分を処理して、溶解しているモリブデン触媒をそ
こから析出させる。析出したモリブデンは、焼却炉中で
のプレートアウトによって生ずる過度の汚れなしに安全
に焼却できる、100万部に対して100部未満のモリ
ブデンを含有する2戸液を得るように、重質画分から濾
過で分離される。さらに、炉液中のモリブデン濃度を1
100pp以下に限定することは、モリブデン溶液の腐
食性を受容できるレベルに保ちがちである。モリブデン
IQQppm以下を含む2戸液を燃焼して生した三酸化
モリブデンは、従来のバッグフィルター又は同様の装置
によって回収することができる。
プロピレンのようなα−オレフィンから置換エポキシド
を製造するプロセスはKollerによる米国特許第3
.351.653号に開示され、tert−ブチルヒド
ロペルオキシドのような有機ヒドロペルオキシドがモリ
ブデン触媒の存在下にオレフィンと反応しうることを教
示している。オレフィンがプロピレンであり、ヒドロペ
ルオキシドがtert−ブチルヒドロペルオキシドであ
る場合、主な反応生成物は酸化プロピレンと第三級アル
コールである。Kollerの米国特許第3.351.
653号は、モリブデン触媒の存在下でのヒドロペルオ
キシドとオレフィンの反応に関して発行された多くの特
許の例証である。他の文献としては、例えば米国特許第
3.526.645号、Wulff等の米国特許第3.
634.464号、t(arrod等の米国特許第3.
654.317号、Sorgentiの米国特許第3.
666.777号、5tein等の米国特許第3.84
9.451号などがある。
エポキシ化反応の触媒として用いられるモリブデン化合
物は、反応触媒に可溶なモリブデン化合物でなければな
らない。Kollerの米国特許第3.351.653
号に開示されたモリブデン化合物をはじめとして、広範
囲のモリブデン化合物がこの目的のために提案されてい
る。すなわち米国特許第4.434.975号は飽和ア
ルコール類もしくはグリコール類から作られたモリブデ
ン触媒を開示している。Cavittの米国特許第3.
784.482号及び第3.787.329号ちまた参
照されたい。
Sorgentiの米国特許第3゜573.226号は
モリブデン粉末をポリヒドロキシ化合物の中て未反応の
tert−ブチルヒドロペルオキシドの液流とともに加
熱して得られたモリブデン含有エポキシ化触媒溶液を開
示している。またLines等の米国特許第3.953
.362号は酸素含有モリブデン化合物を過酸化水素及
びアミンと反応せしめて製造したモリブデンエポキシ化
触媒を開示してい形成された反応生成物は、未反応の有
機ヒドロペルオキシドと未反応のオレフィン、所望のエ
ポキシ化反応生成物及び供給原料のヒドロペルオキシド
に対応するアルコールだけでなく、反応中に形成された
り、供給成分とともに反応混合物に導入された不純物を
ち含むであろう。存在している不純物の中には、アセト
ン、ギ酸、酢酸、イソ酪酸、かかる酸のメチルエステル
などをはじめとする、酸素含有の酸性汚染物や副生物が
ある。
所望の反応生成物を反応混合物から回収した後、反応混
合物に残っている成分は、再循環又は廃棄の処理をしな
ければならない。残っている成分の処理は、モリブデン
触媒に関しては、それが反応混合物中に非常に少量、通
常は1.000ppm未満の存在量なので問題がある。
通常、所望の反応混合物を分離した後、モリブデンは、
未反応のプロピレン、酸化プロピレン及びオレフィンオ
キシドエポキシドならびに生成アルコールを回収した後
に残る、蒸留残分である重質有機流体の中に存在する。
Levineの米国特許第3.819.663号は、掻
取り型薄膜蒸発器中て流体から大部分の液体成分を蒸発
させることによって、重質有機流体からモリブデンを回
収し、残渣を得る方法を開示しており、Levineは
これを反応混合物に再循環することに言及している。
このような濃縮は、一般に酸類やポリグリコール類の濃
縮をもたらし、再循環する触媒溶液中にこのような物質
が存在すると、エポキシドの選択性が低下する。それゆ
えモリブデンを反応帯に再循環することはしばしば実施
できなくなって、処分のために回収しなければならない
(例えば、固体からのモリブデンを再生する会社)。
米国特許第3.463.604号はモリブデンを沈澱さ
せるためにリン酸アンモニウムや関連化合物の使用を開
示している。
米国特許第3.887.361号は流出液をtert−
ブヂルアルコールの存在下に加熱して固体沈澱物を形成
することを開示している。
米国特許第4.317.802号は、関連するプロセス
を開示し、ここでは飽和温度以下で流出液を水と加熱す
る。米国特許第4.485.074号と第4.547.
345号はエポキシ化反応の流出液を不活性ガスと、そ
して水と加熱して沈澱させる方法を開示している。関連
するプロセスはヨーロッパ特許第56.740号に開示
されている。
他の特許である米国特許第4.317.801号は、硫
化水素の水溶液を使用してモリブデンを析出させること
を開示している。
しかし、モリブデンの回収プロセスが満足のいくもので
あるためには、モリブデンを除去した重質画分を、たと
えば焼却炉の汚れや過度の腐食なしに焼却することがで
きるように、析出を完全にしなければならない。
一般に、本発明はモリブデンを含む溶媒溶液より、溶液
をメタホウ酸ナトリウムの水溶液で処理することによっ
て可溶性のモリブデンを実質的に完全に除去する方法に
関する。
さらに具体的には、本発明は、反応混合物を、可溶性の
モリブデンエポキシ化触媒を含有する実質的に無水の重
質液体画分を含む複数の画分に分画する、可溶性のモリ
ブデン過酸化触媒の存在で、オレフィンを有機ヒドロペ
ルオキシドでエポキシ化する方法の改良に関する。本発
明の改良点は、制御された量のメタホウ酸ナトリウム水
溶液を加えることにより混合物が得られ、重質画分から
可溶性のモリブデン化合物を実質的に完全に析出させる
のに十分な温度と圧力の条件で加熱することによる、重
質液体画分から実質的にすべてのモリブデンを除去する
方法にある。
上に述べたように、オレフィンに対応するエポキシドと
ヒドロペルオキシドに対応するアルコルを与えるために
、可溶性モリブデン触媒の存在下で、オレフィンを有機
ヒドロペルオキシドと反応させることは公知である。好
ましいオレフィンはプロピレンであり、好ましいヒドロ
ペルオキシドはtert−プヂルヒドロベルオキシドで
あって、この場合、生成物は酸化プロピレンとtert
−ブチルアルコールである。
反応は、通常、反応混合物中に触媒量、例えば約1.○
OOppm未満て存在する可溶性モリブデン触媒の作用
を受ける。
反応混合物はまた、エポキシ化反応の過程で副生物とし
て形成されたり、厚相から不純物として反応混合物に導
入されたいずれかの不純物を含有している。不純物はア
セトン、ギ酸、酢酸、イソ酪酸やそれらの酸のメチルエ
ステルのような酸性の酸素含有化合物を包含している。
その結果、反応帯から取り出された反応混合物は、供給
物質であるオレフィンと有機ヒドロペルオキシド及び対
応するエポキシド及びアルコール生成物だけでなく、前
述のような、形成もしくは反応混合物に導入された不純
物も含むであろう。
反応混合物はまた可溶性モリブデン触媒も含有している
反応混合物は典型的には蒸留によって、未反応オレフィ
ン画分、生成物エポキシド画分、生成物アルコール画分
などのような複数の画分に分離される。
このような生成物は一般に蒸留帯より留出物として回収
されるため、反応混合物からの未回収成分である酸性の
酸素含有不純物や溶解したモリブデン触媒を含有する重
質液体画分も形成される。
もし重質画分を廃棄物として処分すると、可溶性モリブ
デン触媒の存在が、空気や土を汚染する危険性のために
重大な問題となる。しかし、モリブデンが固体生成物と
して回収できるならば、固体生成物から金属を回収する
専門の会社に売ることができ、汚染生成物は存在しなく
なる。
しかしそれでも、重質画分に残ったモリブデンが焼却炉
を汚し、腐食させるので、いかなる流体も焼却によって
処分するならば問題になる。一般に重質画分を焼却する
場合、約100 ppm以下のモリブデンを含有し、好
ましくは著しく少ないことが、焼却炉の汚れや腐食を防
ぐために必要であると考えられている。こうした焼却に
よって発生した三酸化モリブデンは、バッグフィルタ1 ] 2 又は他の同様な装置を用いて集めることができる。
本発明によれば、重質画分は、実質的に全部のモリブデ
ンを析出させることでそこから除去するように処理して
、それによって安全に焼却できる液体画分と、実質的に
すべてのモリブデンを含有する固体生成物画分とが得ら
れる。
本発明によれば、約1〜10重量%のメタホウ酸ナトリ
ウム、より好ましくは約2〜4重量%のメクホウ酸ナト
リウムを含有する水溶液を調製する。
メタホウ酸ナトリウムの水溶液を重質画分の重量に対し
て約1〜10重量%、より好ましくは約2.5〜7,5
重量%の量て、重質画分に最初に存在するモリブデンの
グラム原子を基準として50〜100%モル過剰になる
ように添加する。
好適には、重質画分中のモリブデン1グラム原子当り約
1.5〜2.0モルのメタホウ酸ナトリウムが存在する
混合物を、周囲温度ないし約100℃の範囲の温度と○
〜1.000 psigの範囲の圧力を含も析出条件下
で、重質画分中に最初に存在する可溶性モリブデンの約
95重量%又はそれ以上が析出するのに十分な約05〜
5時間保持する。
得られた混合物をろ過して沈澱を分離し、好適には約1
100pp以下のモリブデンを含有する2戸液を得る。
モリブデンのグラム原子に対するメクホウ酸ナトリウム
のモル比及び重質画分に対する水の重量%を、最小量、
たとえば約30ppmの低い濃度のモリブデンが2戸液
中に残るように調節する。
より具体的には、本発明によれば、約 1.000ppm以下のモリブデン触媒が溶解したte
rt−ブチルヒドロペルオキシドのtert−ブチルア
ルコール溶液にプロピレンを添加して、プロピレンをt
ert−ブチルヒドロペルオキシドと反応させ、それに
よって酸化プロピレン及び付加的にtert−ブチルア
ルコールを主な反応生成物として得る。その結果として
、生成した反応混合物は主として未反応プロピレン、未
反応tert−プチルヒドロペルオキシド、酸化プロピ
レン及びtert−ブチルアルコールからなるであろう
。反応混合物には溶解したモリブデン触媒と、たとえば
少量のジーtert−ブチルペルオキシド及びアセトン
、ギ酸、酢酸、イソ酪酸及びそれらの酸のメヂルエステ
ルのような酸性の酸素含有不純物及び反応副生物もまた
存在する。
反応混合物を反応帯より取り出し、適当な手段、例えば
蒸留帯での蒸留により、留出再循環プロピレン画分、留
出酸化プロピレン生成物画分及び留出tert−ブチル
アルコール生成物画分を含む複数の両分に分離する。そ
の結果、重質液体画分が、典型的には反応混合物の未回
収成分、主に未回収のtert−ブチルアルコール、未
回収のtertブチルペルオキシド、酸性の酸素含有汚
染物及び溶解したモリブデン触媒を含む蒸留残分が残る
モリブデン触媒は一般に重質画分の1.○○Oppm未
満、典型的には約500〜800 ppmを構成する量
で存在する。
本発明によれば、メタホウ酸ナトリウムの水溶液を、約
2〜4重量%、好ましくは約2〜4重量%のメタホウ酸
ナトリウムを含有するように調製する。重質画分の重量
に対して約25〜7.5重量%のメタホウ酸ナトリウム
を重質画分に添加して、それによって水性混合物を調製
し、温度と圧力が重質画分からモリブデンを析出させる
条件下で十分な時間析出帯で保持する。好適には、析出
条件は周囲温度ないし約100℃まての範囲の温度と、
約0〜1.ooopsLgの範囲の圧力を包含するであ
ろう。好ましくは水性混合物を大気圧及び75〜90’
Cの温度番こ約0.75〜1.5時間保持し、それによ
ってモリブデンが重質画分より析出して沈澱混合物が形
成され、ついて遠心分離、濾過、側湾、蒸発などの適切
な方法、好ましくは濾過によって分離すると、実質的に
すべてのモリブデンを含有する固体生成物と、炉液又は
1100pp以下の減少された量のモリブデンを含有す
る液体生成物が得られる。
モリブデンと重質画分に対するメタホウ酸ナトリウムと
水の比率を調節すること、及び 5 析出条件を調節することによって、最小量(< 100
ppm )の溶解モリブデンを含有するろ液を得ること
が可能である。本発明の方法により、溶解モリブデンを
わずか30ppm含有するろ液を提供することができる
。しかしながら、炉液が燃焼しうるには、約1100p
p以下の溶解モリブデンを含有すべきである。一般に、
析出条件を、重質画分中に最初に存在した溶解モリブデ
ンの約95重量%以上が沈澱するように制御すべきであ
る。
以下の実施例により本発明を説明1−るが、それらは単
に例示のために示される。
エポキシ化反応器から流出した流体からプロピレン、酸
化プロピレンとTBA(tert−ブチルアルコール)
を含む低沸点不純物とをストリップして得られたエポキ
シ化触媒の蒸留残分は、主としてTEAからなり、9,
48%のTBHP(tert−ブチルヒドロペルオキシ
ド)を含有し、酸価が14 、 10mg KOf(/
試料gあり、677ppmのモリブデンを含有するもの
であった。この6 エポキシ化反応器から流出した流体は、可溶性のモリブ
デン−エチレングリコール触媒の存在下にプロピレンが
TEA溶液中でTBHPと反応するエポキシ化反応帯か
ら発生する流体であった。
実施例4(表1) 200.0gのエポキシ化触媒含有蒸留残分を、0.5
83gのメクホウ酸ナトリウム(SMB)50%水溶液
及び10.0gの水を加えて75℃で1.0時間撹拌す
ることによって処理し、固体の存在するくもった混合物
を得た。冷却後、反応混合物を?濾過して、206.3
gのン戸液を得た。2戸液の分析結果は、TBHP8.
76%、酸価12 、32mg KOH/試料g、pH
5,1であり、モリブデンは27ppmであった。モリ
ブデンの収支、すなわち[(モリブデン排出g/モリブ
デン供給g)×100]からは、最初に供給物中に存在
したモリブデンのわずか4.11%が炉液の中に残存し
たことを示している。
実施例7及び10(表1) これらの実施例は、メタホウ酸ナトリウムをより多く用
いる以外は、」二記の実施例4と本質的に同様である。
炉液の中に残存するモリブデンは、なお供給物の中のモ
リブデンに対して約4〜5%である。50%過剰(存在
するモリブデンのグラム原子に基づく過剰モル%として
)を越える゛余分な゛メタホウ酸ナトリウムを用いても
、これ以上のモリブデンの除去をちたらさなかった。
実施例3.6.9(表1.比較例) これらの実施例はモリブデンに対して同様な量のメタホ
ウ酸ナトリウムを用い、より少量の水(16〜18%)
を加えた。モリブデンの析出はより不完全て、ン戸液中
に9〜22%が残存していた。
実施例2.5.8.1 (表1:比較例)これらの実施
例は最少量(O〜03%)の水を用いたもので、炉液中
のモリブデンの残存量は供給されたものの90〜93%
であった。
実施例11〜17  (比較例) これらの実施例はエポキシ化触媒を含む蒸留残分を、増
加量の水を用いて(エポキシ化触媒含有蒸留残分に水を
足した全処理仕込に対して1%、2%、3%、4%、5
%、7.5%及び10%)処理した例である。水とエポ
キシ化触媒含有蒸留残分の混合物を83〜87℃で1時
間撹拌して、冷却した。7.5%及び10%の水を加え
た試験のみ、濾過が必要であった。どの場合も、2層を
形成しなかった。すべての試験で、炉液又は生成物は仕
込んだものと本質的に同し量のモリブデンを含有してい
た。換言すれば、種々の量の水(実施例1〜10よりち
少量及び多N)のみ(メタホウ酸ナトリウムを用いない
)では、約75〜9゜℃の反応条件及び10時間の反応
時間では、エポキシ化触媒含有蒸留残分がらモリブデン
を沈澱させることはできなかった。
したがって、実施例2〜lO1そして特にモリブデンの
析出が析出帯への供給物中のモリブデンの95%より大
きい実施例4.7及び1oに記載された析出は、メタホ
ウ酸ナトリウムと水の双方の存在によるものである。
9 0 特開平 3 69514 (7) 特開平3 69514 (8) 特開平3 69514 (9) ここで表1−A、−B及び−Cを参照して、まず実施例
1〜4を見ると、供給物の中のモリブデン1グラム原子
当り2モル当量のメタホウ酸ナトノウムを水なして用い
た実施例1では、実質的に全部の溶解モリブデンが炉液
中に残存したことが認められる。実施例2では、用いた
メクホウ酸す]・リウムの量と等モル、すなわち0.2
92gの水を用いて、実質的に同し結果が得られた。し
かし実施例3では、過剰の3gの水を用いたとき、約7
8%のモリブデンが析出して、供給原料に最初に存在し
た溶解モリブデンの22重量%だけが炉液に含有されて
いた。これは重質画分の重量を基準として約16重量%
の水を用いることから成り立っている。実施例4ては溶
解モリブデンに対して約5重量%の水と、同しモル比の
メクホウ酸ナトリウムを用いて、953重量%のモリブ
デン、h行戸別され、炉液は最初に存在していたモリブ
デンの41重量%のみ、又は炉液中の約30ppmのモ
リブデンを含有していた。
次に実施例5〜7を見ると、実施例5に認められるよう
に、約0.15重量%の水の存在では、水溶液がモリブ
デンのグラム原子当り約29モルのメタホウ酸ナトリウ
ムを含有していても、不満足な結果しか得られなった。
同し量のメタホウ酸ナトリウムと約1.6重量%の水を
用いた実施例6では不利な結果が得られている。この場
合、約84%の溶解モリブデンが析出し、供給原料に最
初に存在する溶解モリブデンの16.1重量%のみが炉
液に含有されていた。
しかし、実施例7では約5重量%の水溶液を溶解モリブ
デンに対するモル比2/1のメタホウ酸ナトリウムとと
もに用いて、炉液は供給物に最初に存在した溶解モリブ
デンの約4.8重量%を含有し、又はおおよそ2戸液中
に約30 ppmの溶解モノブデンを含有していた。
最後に、実施例8〜10では同じ傾向を繰返しているよ
うに見える。重質画分に添加する水の量がわずかに約0
.16重量%であるとき、モリブデンのグラム原子当り
約43モルのメタホウ酸ナトリウムが存在していたため
に、不利な結果し 4 5 か得られなかった。
実施例9では、水の含有量が仕込量の約18重量%に増
えると、90%を越えるモリブデンが析出して、供給原
料中の溶解モリブデンの量に比べて約8.8重量%のみ
が残った。
しかし、水の含有量が、仕込まれた重量を基準にして約
5.3重量%に増加し、モリブデンのグラム原子当り同
じモル比のメクホウ酸ナトリウムと用いたときに、実施
例4で得られた結果を越える改良は得られなかった。
前記のように、無水又は約0.14〜約0.29重量%
の水を含むメタホウ酸ナトリウムを用いると、モリブデ
ンのグラム原子に対して50.100及び200モル%
過剰のメタホウ酸ナトリウムを用いても、満足すべきモ
リブデンの析出は生じなかった。しかし、モリブデンの
グラム原子に比べて50.100及び200モル%過剰
のメクホウ酸ナトリウムとともに約48〜5%の水を加
えて用いると、モリブデンの実質的に完全な析出をもた
らした。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有機溶液と、1〜10重量%の溶解メタホウ酸ナト
    リウムを含有する水溶液から混合物を形成し、ここで水
    溶液の量が該有機溶液の重量に対して1〜10重量%で
    、かつ該有機溶液中の溶解モリブデンのグラム原子に対
    して過剰モルのメタホウ酸ナトリウムを与えるのに十分
    な量であり; 混合物を0.1〜7.0MPa(0〜1,000psi
    g)の圧力で周囲温度ないし100℃までの温度に0.
    5〜5時間保持し、そのことによって混合物より該溶解
    モリブデンの少なくとも95モル%を析出させ; 混合物をろ過して100ppm以下のモリブデンを含有
    するろ液を得ることを特徴とする、無水有機溶液からモ
    リブデンを除去する方法。 2、有機溶液が500〜5,000ppmの溶解モリブ
    デンを含有する請求項1記載の方法。 3、該有機溶液に、該有機溶液の重量に対して5〜10
    重量%の水溶液を加え、該有機溶液に加える該水溶液の
    量が200モル%までの過剰モルのメタホウ酸ナトリウ
    ムを与えるのに十分である請求項1又は2に記載の方法
    。 4、混合物を50〜150℃の温度で0.75〜1.5
    時間保持する請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法
    。 5、有機溶液が、溶解性モリブデン過酸化反応触媒の存
    在下でオレフィンを有機ヒドロペルオキシドでエポキシ
    化することから得られるものであり、そこで反応混合物
    を溶解性モリブデン過酸化触媒を含有する実質的に無水
    の重質液体画分を包含する画分に分画する請求項1〜4
    のいずれか一項に記載の方法。 6、有機溶液が、過酸化反応条件のもとに溶解性モリブ
    デン触媒の存在下にtert−ブチルアルコール溶液中
    でプロピレンをtert−ブチルヒドロペルオキシドと
    反応させる酸化プロピレンを合成する方法で得て、未反
    応のプロピレン、酸化プロピレン、tert−ブチルア
    ルコール、未反応のtert−ブチルヒドロペルオキシ
    ド;アセトン、ギ酸、酢酸、イソ酪酸及びそれらの酸の
    メチルエステルを含む酸性の酸素含有副生物;及び該モ
    リブデン触媒からなる反応混合物を与え、該反応混合物
    を、蒸留によって、tert−ブチルヒドロペルオキシ
    ド、tert−ブチルアルコール、該酸素含有不純物及
    び実質的に該反応混合物に最初に存在したすべての溶解
    性モリブデンエポキシ化触媒を含有する実質的に無水の
    重質液体画分を包含する生成物画分に分画する請求項5
    記載の方法。
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