JPH05255188A - Production of unsaturated carboxylic acid ester - Google Patents

Production of unsaturated carboxylic acid ester

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JPH05255188A
JPH05255188A JP4057960A JP5796092A JPH05255188A JP H05255188 A JPH05255188 A JP H05255188A JP 4057960 A JP4057960 A JP 4057960A JP 5796092 A JP5796092 A JP 5796092A JP H05255188 A JPH05255188 A JP H05255188A
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JP
Japan
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carboxylic acid
unsaturated carboxylic
catalyst
acid ester
reaction
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Application number
JP4057960A
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Japanese (ja)
Inventor
Harumi Nakajima
晴美 中島
Takahito Fujii
隆人 藤井
Kazunori Kitagawa
和典 北川
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the subject production method capable of maintaining its excellent efficiency over a long period by using a specified catalyst in producing an unsaturated carboxylic acid ester from an unsaturated carboxylic acid and an olefin. CONSTITUTION:In the method for producing an unsaturated carboxylic acid ester, a fluorinated crystalline metasilicate prepared by treating a crystalline metasilicate such as ZSM-5 with fluorine is used as a catalyst when producing an unsaturated carboxylic acid ester such as ethyl acrylate from an unsaturated carboxylic acid and an olefin.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は不飽和カルボン酸エステ
ルの製造方法に関し、詳しくは不飽和カルボン酸とオレ
フィンとから不飽和カルボン酸エステルを製造するにあ
たり、特定の触媒を用いることによって、触媒の寿命が
長く、低コストでしかも長時間にわたって高収率で不飽
和カルボン酸エステルを得ることができる効率的な製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an unsaturated carboxylic acid ester, and more specifically, in producing an unsaturated carboxylic acid ester from an unsaturated carboxylic acid and an olefin, a specific catalyst The present invention relates to an efficient production method capable of obtaining an unsaturated carboxylic acid ester with a long life, low cost, and high yield over a long period of time.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、不飽和カルボン酸とオレフィンとを反応させて不飽
和カルボン酸エステルを製造する方法としては、様々な
ものが提案されている。例えば、硫酸/シリカ等の酸化
物系触媒を用いる技術が、特公昭47−7775号公報
(硫酸とシリカゾルとのゲル化触媒)や特公昭46−1
6725号公報(硫酸と硝酸銀との触媒)に開示されて
いる。また、ヘテロポリ酸系触媒を用いる技術が、特公
昭53−6131号公報および特開昭48−39425
号公報(リンタングステン酸,リンモリブデン酸あるい
はケイタングステン酸等)や特公昭56−30334号
公報(ケイタングステン酸)等に開示されている。そし
て、イオン交換系触媒を用いる技術が、特公昭45−2
8969号公報(強酸性陽イオン交換樹脂)や西独特許
2411901号明細書(DOWEX-50-WX-8 ,DOW CHEMIC
AL社製)等に開示されている。しかるに、これらの従来
技術には、不飽和カルボン酸エステルと反応させるオレ
フィンを大過剰に使用する必要があり、効率的でない欠
点を有する。その上、西独特許2411901号明細書
には、溶媒として飽和カルボン酸および/またはそのエ
チルエステルを用いる方法が述べられているが、この方
法ではエステル交換反応によってカルボン酸エステルを
得ているため溶媒の消費が大きい問題点をも有する。さ
らに、ゼオライト系の固体酸触媒を用いる技術が、米国
特許第3492341号明細書(H型モルデナイト),
同第4365084号明細書(SiO2/Al2O3≧12,CI
値=1〜12の結晶性ゼオライト)や特開昭57−10
6640号公報(シリカ/金属酸化物≧12の結晶性金
属シリケート)、その他特開昭57−56045号公
報,特開昭61−249949号公報,特開平3−14
5440号公報等に開示されている。このなかで、例え
ば、特開昭61−249949号公報には、外表面酸点
/全酸点≧0.07のゼオライトを触媒として用いて、カ
ルボン酸とオレフィンを反応させることによって、カル
ボン酸エステルを製造する方法が開示されている。しか
し、この方法では、オレフィンとして環状又は分岐状の
ものしか使用できず、またカルボン酸エステルの収率も
低いという欠点を有する。また、特開昭57−5604
5号公報には、カチオン交換性層状クレー又は結晶性ア
ルミノケイ酸塩を触媒とし、カルボン酸とオレフィンと
からカルボン酸エステルを製造する方法が開示されてい
る。しかし、この方法ではカルボン酸として飽和カルボ
ン酸が使用されており、不飽和カルボン酸は用いられて
ない。さらに、これらの改良技術である特開平3−14
5440号公報には、結晶性メタロシリケートを触媒と
し、不飽和カルボン酸とオレフィンから不飽和カルボン
酸エステルを製造する方法が開示されている。しかし、
この方法では反応時間が長くなると不飽和カルボン酸エ
ステルの選択率や収率が低下するという問題点を抱えて
いる。そして、上記従来技術では、反応温度を高くする
必要があるため、不飽和カルボン酸を用いた場合、その
重合反応が併発し、目的物の収率が低下するという問題
があった。また硫酸等の可溶性の酸(液状の酸)を触媒
に用いる反応では、触媒の回収や腐食性に問題がある。
そのため、固体酸を用いることが望ましいが、その場合
には大過剰のオレフィンを使用する必要があったり、あ
るいは生産効率が低いなどの欠点があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods have been proposed as a method for producing an unsaturated carboxylic acid ester by reacting an unsaturated carboxylic acid with an olefin. For example, a technique using an oxide catalyst such as sulfuric acid / silica is disclosed in JP-B-47-7775 (catalyst for gelling sulfuric acid and silica sol) or JP-B-46-1.
6725 (catalyst of sulfuric acid and silver nitrate). Further, a technique using a heteropolyacid catalyst is disclosed in JP-B-53-6131 and JP-A-48-39425.
Japanese Patent Publication (phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, silicotungstic acid, etc.), Japanese Patent Publication No. 56-30334 (silicotungstic acid), and the like. And the technology using an ion-exchange catalyst is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 45-2.
8969 gazette (strongly acidic cation exchange resin) and West German Patent No. 2411901 (DOWEX-50-WX-8, DOW CHEMIC)
AL manufactured) and the like. However, these prior arts have the drawback of being inefficient, requiring the use of a large excess of olefins to react with the unsaturated carboxylic acid ester. Furthermore, West German Patent No. 2411901 describes a method of using a saturated carboxylic acid and / or its ethyl ester as a solvent. However, in this method, since the carboxylic acid ester is obtained by a transesterification reaction, the solvent It also has a problem of large consumption. Further, a technique using a zeolite-based solid acid catalyst is disclosed in US Pat. No. 3,492,341 (H-type mordenite),
No. 4365084 (SiO 2 / Al 2 O 3 ≧ 12, CI
Value = 1 to 12 crystalline zeolite) and JP-A-57-10
No. 6640 (Crystalline metal silicate with silica / metal oxide ≧ 12), others JP-A-57-56045, JP-A-61-249949, JP-A-3-14
It is disclosed in Japanese Patent No. 5440. Among these, for example, in JP-A-61-249949, a carboxylic acid ester is prepared by reacting a carboxylic acid with an olefin by using a zeolite having an outer surface acid point / total acid point ≧ 0.07 as a catalyst. A method of manufacturing is disclosed. However, this method has drawbacks that only cyclic or branched olefins can be used and the yield of carboxylic acid ester is low. Also, JP-A-57-5604
Japanese Patent Publication No. 5 discloses a method for producing a carboxylic acid ester from a carboxylic acid and an olefin by using a cation-exchangeable layered clay or a crystalline aluminosilicate as a catalyst. However, in this method, saturated carboxylic acid is used as carboxylic acid, and unsaturated carboxylic acid is not used. Furthermore, these improved techniques are disclosed in JP-A-3-14.
Japanese Patent No. 5440 discloses a method for producing an unsaturated carboxylic acid ester from an unsaturated carboxylic acid and an olefin by using a crystalline metallosilicate as a catalyst. But,
This method has a problem that the selectivity and yield of the unsaturated carboxylic acid ester decrease as the reaction time increases. Further, in the above-mentioned conventional technique, since it is necessary to raise the reaction temperature, there is a problem in that when an unsaturated carboxylic acid is used, the polymerization reaction of the unsaturated carboxylic acid occurs at the same time and the yield of the target product decreases. Further, in a reaction in which a soluble acid (liquid acid) such as sulfuric acid is used as a catalyst, there are problems in recovery of the catalyst and corrosiveness.
Therefore, it is desirable to use a solid acid, but in that case, there have been drawbacks such as the necessity of using a large excess of olefin and the low production efficiency.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記の如き状況を鑑み、触媒の寿命が長く、しかも低コ
スト,高収率ならびに分離・精製が容易な不飽和カルボ
ン酸エステルの効率的な製造方法を開発すべく鋭意研究
を重ねた。その結果、不飽和カルボン酸とオレフィンか
ら不飽和カルボン酸エステルを製造するにあたって、触
媒として特定の結晶性メタロシリケートをフッ素処理し
たフッ素化結晶性メタロシリケートを用いることによっ
て、上記目的を達成できることを見出した。本発明はか
かる知見に基いて完成したものである。すなわち、本発
明は、不飽和カルボン酸とオレフィンとから不飽和カル
ボン酸エステルを製造するにあたり、触媒としてSi/
M≧6(原子比)(式中、MはAl,Ga,B,Fe,
Zn,Cr,MnおよびInから選ばれた一種又は二種
以上の金属原子である。)の結晶性メタロシリケートを
フッ素処理したフッ素化結晶性メタロシリケートを用い
ることを特徴とする不飽和カルボン酸エステルの製造方
法を提供するものである。
Therefore, the present inventors have
In view of the above situation, the inventors have earnestly conducted research to develop an efficient method for producing an unsaturated carboxylic acid ester having a long catalyst life, low cost, high yield, and easy separation / purification. As a result, in producing an unsaturated carboxylic acid ester from an unsaturated carboxylic acid and an olefin, by using a fluorinated crystalline metallosilicate obtained by fluorinating a specific crystalline metallosilicate as a catalyst, it was found that the above object can be achieved It was The present invention has been completed based on such findings. That is, according to the present invention, when the unsaturated carboxylic acid ester is produced from the unsaturated carboxylic acid and the olefin, Si /
M ≧ 6 (atomic ratio) (where M is Al, Ga, B, Fe,
It is one or more metal atoms selected from Zn, Cr, Mn and In. The present invention provides a method for producing an unsaturated carboxylic acid ester, which comprises using a fluorinated crystalline metallosilicate obtained by fluorinating the crystalline metallosilicate according to 1) above.

【0004】先ず、本発明の方法において進行する反応
は、不飽和一価カルボン酸に対するエチレンの付加の場
合を例にとると、 RCOOH + H2 C=CH2 → RCOOC2 5 (式中、Rは不飽和アルキル基である。)の如き反応式
で表わされる。つまり、これは不飽和アルキル基の不飽
和性を保持したままカルボキシル基にオレフィンを付加
させる反応である。本発明の方法において、原料の一つ
である不飽和カルボン酸としては、各種のものがあり、
目的とする生成物に応じて適宜選定すればよい。具体的
には例えば、アクリル酸,メタクリル酸,クロトン酸,
ビニル酢酸,2−ペンテン酸,3−ペンテン酸,4−ペ
ンテン酸,ケイ皮酸,マレイン酸およびフマル酸等を挙
げることができる。これらの中では、アクリル酸はアク
リル酸エチルなどの工業的に重要な製品を生成する。
First, the reaction which proceeds in the method of the present invention is, for example, RCOOH + H 2 C═CH 2 → RCOOC 2 H 5 (wherein R is an unsaturated alkyl group.). That is, this is a reaction in which an olefin is added to a carboxyl group while maintaining the unsaturated property of the unsaturated alkyl group. In the method of the present invention, various unsaturated carboxylic acids, which are one of the raw materials,
It may be appropriately selected according to the desired product. Specifically, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid,
Examples thereof include vinyl acetic acid, 2-pentenoic acid, 3-pentenoic acid, 4-pentenoic acid, cinnamic acid, maleic acid and fumaric acid. Among these, acrylic acid produces industrially important products such as ethyl acrylate.

【0005】また、もう一方の原料であるオレフィンに
ついても、種々のものが使用可能である。具体的には例
えば、エチレン,プロピレン,1−ブチレン,2−ブチ
レン,イソブチレン、その他鎖状および分岐状オレフィ
ン類〔各種のペンテン(1−ペンテン,2−ペンテン,
イソペンテンなど、以下同様),ヘキセン,ヘプテン,
オクテン,ノネン,デセン等〕、環状オレフィン類(シ
クロペンテン,シクロヘキセン,メチルシクロペンテ
ン,メチルシクロヘキセン)およびスチレンがある。特
に、エチレン,プロピレンおよび1−ブチレン等のよう
な分岐のない鎖状オレフィンが好ましい。
Further, various olefins as the other raw material can be used. Specifically, for example, ethylene, propylene, 1-butylene, 2-butylene, isobutylene, other chain-like and branched olefins [various pentenes (1-pentene, 2-pentene,
Isopentene, etc.), hexene, heptene,
Octene, nonene, decene, etc.], cyclic olefins (cyclopentene, cyclohexene, methylcyclopentene, methylcyclohexene) and styrene. Particularly, chain-free olefins such as ethylene, propylene and 1-butylene are preferred.

【0006】本発明で使用する触媒は、Si/M(原子
比)が6以上、好ましくは6〜5,000、さらに好まし
くは10〜1,000の結晶性メタロシリケートをフッ素
処理したフッ素化結晶性メタロシリケートである。ここ
で、Mは前述の如く、Al,Ga,B,Fe,Zn,C
r,MnおよびInの中から選ばれた1種又は2種以上
の金属原子である。このMとしては、Alが特に好まし
い。例えば、ZSM−5,ZSM−11およびそれらの
プロトン交換または各種金属イオン交換型ゼオライトが
あり、容易に入手することができる。また上記のような
結晶性アルミノシリケートの他、結晶性ガロシリケー
ト,結晶性ガロアルミノシリケート,結晶性フェロアル
ミノシリケート等を用いることができる。また、必要に
応じて結晶性メタロシリケートにバインダーを加えて成
形することもできるが、ここで用いるバインダーとして
は、様々なものがあり、例えば各種シリカゾルや各種ア
ルミナゾル、さらには、合成雲母,セピオライト、カオ
リナイト及びモンモリロナイト,ベントナイト,ヘクト
ライト,サボナイト等のスメクタイト鉱物等の層状化合
物を挙げることができる。
The catalyst used in the present invention is a fluorinated crystal obtained by fluorinating a crystalline metallosilicate having a Si / M (atomic ratio) of 6 or more, preferably 6 to 5,000, more preferably 10 to 1,000. It is a sex metallosilicate. Here, M is Al, Ga, B, Fe, Zn, C as described above.
It is one or more metal atoms selected from r, Mn and In. As this M, Al is particularly preferable. For example, there are ZSM-5, ZSM-11 and their proton exchange or various metal ion exchange type zeolites, which are easily available. In addition to the above crystalline aluminosilicate, crystalline gallosilicate, crystalline galloaluminosilicate, crystalline ferroaluminosilicate, etc. can be used. Further, if necessary, it can be molded by adding a binder to the crystalline metallosilicate, there are various binders used here, for example, various silica sol and various alumina sol, further, synthetic mica, sepiolite, Layered compounds such as kaolinite and smectite minerals such as montmorillonite, bentonite, hectorite and savonite can be mentioned.

【0007】このような結晶性メタロシリケートをフッ
素処理する際に用いられるフッ素処理剤としては、気相
接触処理剤や液相接触処理剤を用いることができる。こ
こで、気相接触処理剤としては、各種のものがあり、具
体的には例えば、各種フロンガス類〔フロン−134a
(CFH2CF3) ,フロン−11(CFCl3) ,フロン−12(CF2
Cl2),フロン−13(CF3Cl) ,フロン−21(CHFCl2),
フロン−22(CHF2Cl),フロン−23(CHF3),フロン−
113(CF2ClCFCl2),フロン−114(CF2ClCF 2Cl)等〕
をはじめ、トリフルオロエタノール,ペンタフルオロベ
ンゾニトリル,オクタフルオロペンタノール等が挙げら
れる。また、液相接触処理剤としては、各種のものがあ
り、具体的には例えば、フッ化水素酸,フッ化ナトリウ
ム,フッ化アンモニウム,三フッ化ホウ素,モノフルオ
ロ酢酸等が挙げられる。そして、これらのフッ素処理剤
を用いて結晶性メタロシリケートをフッ素処理する際の
処理条件は、特に限定されるものではなく、フッ素処理
剤の性状等により変動し一義的に定めることはできな
い。例えば、気相接触処理剤を用いるときには、一般に
200〜600℃でフッ素処理される。一方、液相接触
処理剤を用いるときには、一般に50〜150℃でフッ
素処理される。
[0007] Such a crystalline metallosilicate is
As the fluorine treatment agent used for elementary treatment, gas phase
A contact treatment agent or a liquid phase contact treatment agent can be used. This
There are various types of vapor-phase contact treatment agents.
Physically, for example, various CFC gases [CFC-134a
(CFH2CF3), Freon-11 (CFCl3), Freon-12 (CF2
Cl2), Freon-13 (CF3Cl), Freon-21 (CHFCl2) 、
Freon-22 (CHF2Cl), Freon-23 (CHF3), CFC-
113 (CF2ClCFCl2), Freon-114 (CF2ClCF 2Cl) etc.)
, Trifluoroethanol, pentafluorobe
Nazonitrile, octafluoropentanol, etc.
Be done. In addition, various liquid phase contact treatment agents are available.
Specifically, for example, hydrofluoric acid, sodium fluoride
System, ammonium fluoride, boron trifluoride, monofluor
Examples thereof include acetic acid. And these fluorinated agents
When fluorinating crystalline metallosilicates using
The treatment conditions are not particularly limited, and fluorine treatment
It cannot be uniquely determined because it varies depending on the properties of the agent.
Yes. For example, when using a gas phase contact treatment agent,
Fluorine treatment is performed at 200 to 600 ° C. On the other hand, liquid phase contact
When using a treating agent, the treatment is generally performed at 50 to 150 ° C.
It is processed.

【0008】本発明は、触媒としてフッ素化結晶性メタ
ロシリケートを用い、不飽和カルボン酸とオレフィンと
を反応させて不飽和カルボン酸エステルを製造する方法
であるが、この反応は通常は溶媒の存在下で行われる。
この反応溶媒としては、各種のものが使用可能である
が、好ましくは芳香族炭化水素類が用いられる。ここ
で、芳香族炭化水素類としては、例えば、ベンゼン,ト
ルエン,キシレン類(o−,m−,p−キシレン),ト
リメチルベンゼン類(ヘミメリテン,プソイドクメン,
メシチレン),テトラメチルベンゼン類(プレニテン,
イソジュレン,ジュレン),エチルベンゼン,ジエチル
ベンゼン類(o−,m−,p−ジエチルベンゼン),エチ
ルトルエン類(o−,m−,p−エチルトルエン),ク
メン,シメン,ナフタレン,メチルナフタレン類(α
−,β−メチルナフタレン)およびジメチルナフタレン
類(1,2−;1,3−;1,4−;2,3−ジメチル
ナフタレン等の10種の異性体) などが挙げられる。
The present invention is a method for producing an unsaturated carboxylic acid ester by reacting an unsaturated carboxylic acid with an olefin using a fluorinated crystalline metallosilicate as a catalyst, and this reaction is usually carried out in the presence of a solvent. Done below.
As the reaction solvent, various kinds can be used, but aromatic hydrocarbons are preferably used. Here, as the aromatic hydrocarbons, for example, benzene, toluene, xylenes (o-, m-, p-xylene), trimethylbenzenes (hemimelitene, pseudocumene,
Mesitylene), tetramethylbenzenes (prenitene,
Isodulene, durene), ethylbenzene, diethylbenzenes (o-, m-, p-diethylbenzene), ethyltoluenes (o-, m-, p-ethyltoluene), cumene, cymene, naphthalene, methylnaphthalenes (α
-, Β-methylnaphthalene) and dimethylnaphthalenes (10 types of isomers such as 1,2-; 1,3-; 1,4-; 2,3-dimethylnaphthalene) and the like.

【0009】本発明の方法では、反応条件は状況に応じ
て適宜選定すればよい。例えば、反応温度は50〜30
0℃、好ましくは75〜200℃である。反応温度が5
0℃未満では反応が充分に進行しない場合がある。そし
て、300℃を超えると不飽和カルボン酸が重合,分解
しやすくなる傾向がある。また、反応圧力は常圧〜20
0気圧、好ましくは5気圧〜150気圧である。また、
本発明の方法では、原料である不飽和カルボン酸とオレ
フィンとの使用割合は、特に制限はなく、使用原料の種
類,用いる触媒や溶媒の種類,反応温度等により適宜定
めればよい。例えば、不飽和カルボン酸とオレフィンと
のモル比としては、1:1000〜1000:1、好ま
しくは1:100〜100:1である。本発明の方法で
は、不飽和カルボン酸とオレフィンの1:1の反応が進
行することを考慮すると、上記範囲外では原料の利用効
率が極めて悪くなる。そして、触媒であるフッ素化結晶
性メタロシリケートの使用量は、例えば、充填触媒重量
に対する不飽和カルボン酸通油量(重量空間速度;WH
SV)として、0.01〜100hr-1、好ましくは0.05
〜10hr-1である。WHSVが0.01hr-1未満では、触
媒の利用効率が悪くなり、100hr-1を超えると目的と
する不飽和カルボン酸エステルの収率が極端に低く不充
分である。さらに、溶媒である芳香族炭化水素類の使用
量は、通常は不飽和カルボン酸に対する重量比で0.01
〜200、好ましくは0.1〜100である。0.01より
も低いと重合が起こりやすくなり、また200よりも多
いと生産効率が落ちる。なお、本発明の方法では、エス
テル化反応中における未反応原料の不飽和カルボン酸,
オレフィンおよび生成物の不飽和カルボン酸エステルの
重合反応を抑制するために、必要に応じて重合禁止剤を
添加することができる。この重合禁止剤としては、ハイ
ドロキノンなどを不飽和カルボン酸に対する重量比で0.
0001〜0.1の割合で加えればよい。
In the method of the present invention, reaction conditions may be appropriately selected depending on the situation. For example, the reaction temperature is 50 to 30.
The temperature is 0 ° C, preferably 75 to 200 ° C. Reaction temperature is 5
If the temperature is lower than 0 ° C, the reaction may not proceed sufficiently. If the temperature exceeds 300 ° C, the unsaturated carboxylic acid tends to be easily polymerized and decomposed. The reaction pressure is from normal pressure to 20.
The pressure is 0 atm, preferably 5 to 150 atm. Also,
In the method of the present invention, the use ratio of the unsaturated carboxylic acid as a raw material and the olefin is not particularly limited, and may be appropriately determined depending on the type of raw material used, the type of catalyst or solvent used, the reaction temperature and the like. For example, the molar ratio of unsaturated carboxylic acid and olefin is 1: 1000 to 1000: 1, preferably 1: 100 to 100: 1. In the method of the present invention, in consideration of the fact that the reaction of unsaturated carboxylic acid and olefin in a ratio of 1: 1 proceeds, the utilization efficiency of the raw material becomes extremely poor outside the above range. The amount of the fluorinated crystalline metallosilicate used as the catalyst is, for example, the amount of unsaturated carboxylic acid oil permeated to the weight of the packed catalyst (weight space velocity; WH
SV) as 0.01 to 100 hr -1 , preferably 0.05
It is about 10 hr -1 . The WHSV is less than 0.01 hr -1, the utilization efficiency of the catalyst is deteriorated, when it exceeds 100 hr -1 yield of unsaturated carboxylic acid ester of interest is insufficient extremely low. Further, the amount of aromatic hydrocarbons used as a solvent is usually 0.01% by weight relative to the unsaturated carboxylic acid.
To 200, preferably 0.1 to 100. When it is lower than 0.01, polymerization is likely to occur, and when it is higher than 200, the production efficiency is lowered. In the method of the present invention, unsaturated carboxylic acid which is an unreacted raw material during the esterification reaction,
A polymerization inhibitor may be added, if necessary, in order to suppress the polymerization reaction of the olefin and the unsaturated carboxylic acid ester of the product. As the polymerization inhibitor, hydroquinone or the like is used in a weight ratio of 0 to unsaturated carboxylic acid.
It may be added at a ratio of 0001 to 0.1.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明を製造例,実施例及び比較例に
より、さらに詳しく説明する。なお、以下の製造例は、
すべて攪拌機付き閉鎖系加圧反応容器(オートクレーブ
1000cc)を用いて行った。また、実施例及び比較例
は、固定床流通式反応管(30cc)を用いて行った。 製造例1(触媒AおよびBの調製) アルミン酸ソーダ4.95g及び臭化テトラ−n−プロピ
ルアンモニウム30.30gを水255gに溶解させてこ
れをA液とした。一方、水酸化ナトリウム9.90gを水
520gに溶解したアルカリ水溶液に、ホワイトカーボ
ン〔ニプシールLP,日本シリカ工業(株)製〕73.4
1gを溶解させてB液とした。次いで、上記のA液とB
液とを室温にて12分間にわたって混合し、さらに1時
間攪拌を行ってシリカアルミナゲルを調製した。このシ
リカアルミナゲルをオートクレーブに入れて、温度15
0℃で48時間水熱合成を行った。冷却後、内溶液を濾
過、水洗し、120℃で12時間乾燥させた。生成物を
X線回折分析したところ、ZSM−5であることが確認
された。得られたZSM−5を550℃で6時間焼成
し、ナトリウム型ZSM−5を得た。このナトリウム型
ZSM−5を10倍量の1規定硝酸アンモニウム水溶液
に加え、攪拌しながら80℃で4時間加熱処理を行い、
冷却後、内容物を濾過、水洗した。さらに、同操作を3
回繰り返した後、内容物を濾過、水洗し、120℃で1
2時間乾燥しアンモニウム型ZSM−5とした。このア
ンモニウム型ZSM−5を600℃で6時間焼成してH
型ZSM−5を得た。このものの元素分析を行ったとこ
ろSi/Al=23(原子比)であった。この結晶性ア
ルミノシリケートであるH型ZSM−5にバインダー含
量が20wt%となるようにシリカゾルを加えて成形
し、120℃で3時間乾燥し、さらに600℃で6時間
空気中で焼成してペレット状に成形し、比較用の触媒A
として結晶性アルミノシリケートであるH型ZSM−5
を得た。この触媒A15gを触媒調製管に充填し、25
0℃において窒素で希釈した10vol%のフロン−1
34aを100ミリリットル/分で2時間供給してフッ
素処理を行い、触媒Bとしてフッ素化結晶性アルミノシ
リケートを得た。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to production examples, examples and comparative examples. In addition, the following manufacturing example,
All were carried out using a closed pressure reaction vessel equipped with a stirrer (1000 cc autoclave). The examples and comparative examples were carried out using a fixed bed flow type reaction tube (30 cc). Production Example 1 (Preparation of Catalysts A and B) 4.95 g of sodium aluminate and 30.30 g of tetra-n-propylammonium bromide were dissolved in 255 g of water to prepare a solution A. On the other hand, white carbon [Nipseal LP, manufactured by Nippon Silica Industry Co., Ltd.] 73.4 was added to an alkaline aqueous solution prepared by dissolving 9.90 g of sodium hydroxide in 520 g of water.
1 g was dissolved to obtain a solution B. Then, the above A liquid and B
The liquid and the liquid were mixed at room temperature for 12 minutes, and the mixture was further stirred for 1 hour to prepare silica-alumina gel. The silica-alumina gel was placed in an autoclave and the temperature was adjusted to 15
Hydrothermal synthesis was performed at 0 ° C. for 48 hours. After cooling, the internal solution was filtered, washed with water, and dried at 120 ° C. for 12 hours. X-ray diffraction analysis of the product confirmed that it was ZSM-5. The obtained ZSM-5 was calcined at 550 ° C. for 6 hours to obtain sodium type ZSM-5. This sodium type ZSM-5 was added to a 10 times amount of 1N ammonium nitrate aqueous solution, and a heat treatment was performed at 80 ° C. for 4 hours while stirring,
After cooling, the content was filtered and washed with water. In addition, the same operation 3
After repeating once, the contents are filtered, washed with water, and then at 120 ° C for 1
It was dried for 2 hours to give ammonium type ZSM-5. This ammonium type ZSM-5 was burned at 600 ° C. for 6 hours to give H.
Mold ZSM-5 was obtained. Elemental analysis of this product revealed that Si / Al = 23 (atomic ratio). Silica sol was added to the crystalline aluminosilicate, H-type ZSM-5, so that the binder content was 20 wt%, and the mixture was molded, dried at 120 ° C. for 3 hours, and further calcined in air at 600 ° C. for 6 hours to form pellets. Catalyst A for comparison
H-type ZSM-5 which is crystalline aluminosilicate as
Got The catalyst preparation tube was filled with 15 g of this catalyst A, and 25
10 vol% Freon-1 diluted with nitrogen at 0 ° C
34a was supplied at 100 ml / min for 2 hours for fluorine treatment to obtain a fluorinated crystalline aluminosilicate as catalyst B.

【0011】製造例2(触媒Cの調製) 製造例1の触媒調製において、アルミン酸ソーダの配合
量を2.56gに、また水酸化ナトリウムの配合量を10.
40gに変えた以外は、製造例1と同様に実施して触媒
Cを調製した。このものの元素分析を行ったところ、S
i/Al=38(原子比)であった。 製造例3(触媒Dの調製) 製造例1の触媒調製において、アルミン酸ソーダの配合
量を0.50gに、また水酸化ナトリウムの配合量を11.
33gに変えた以外は、製造例1と同様にして触媒Dを
調製した。このものの元素分析を行ったところ、Si/
Al=90(原子比)であった。 製造例4(触媒Eの調製) 製造例1で調製した触媒A15gを、10倍量の0.2規
定フッ化アンモニウム水溶液に加え、80℃で4時間加
熱処理した後、120℃で3時間乾燥し、さらに600
℃で6時間空気中で焼成して触媒Eを得た。 製造例5(触媒FおよびGの調製) 製造例1の触媒Aの調製において、アルミン酸ソーダの
代わりに硝酸ガリウム9水塩18.78gを用いた以外
は、製造例1と同様に実施して触媒Fを調製した。この
ものはX線回折分析及び元素分析よりSi/Ga=30
(原子比)でZSM−5と同一の構造を有する結晶性ガ
ロシリケートであった。また、この触媒Fについて、製
造例1と同様にフッ素処理を行い、フッ素処理触媒とし
て、触媒Gを得た。
Preparation Example 2 (Preparation of Catalyst C) In the preparation of the catalyst of Preparation Example 1, the sodium aluminate content was 2.56 g and the sodium hydroxide content was 10.5 g.
A catalyst C was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the amount was changed to 40 g. An elemental analysis of this product revealed that S
It was i / Al = 38 (atomic ratio). Preparation Example 3 (Preparation of Catalyst D) In the preparation of the catalyst of Preparation Example 1, the sodium aluminate content was 0.50 g and the sodium hydroxide content was 11.
A catalyst D was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the amount was changed to 33 g. An elemental analysis of this product revealed that Si /
Al = 90 (atomic ratio). Preparation Example 4 (Preparation of Catalyst E) 15 g of the catalyst A prepared in Preparation Example 1 was added to a 10-fold amount of 0.2N aqueous ammonium fluoride solution, and the mixture was heated at 80 ° C. for 4 hours and then dried at 120 ° C. for 3 hours. Then 600
The catalyst E was obtained by calcining in air at 6 ° C. for 6 hours. Preparation Example 5 (Preparation of Catalysts F and G) Preparation Example 1 was carried out in the same manner as Preparation Example 1, except that 18.78 g of gallium nitrate nonahydrate was used in place of sodium aluminate in the preparation of Catalyst A. Catalyst F was prepared. This product had Si / Ga = 30 by X-ray diffraction analysis and elemental analysis.
It was a crystalline gallosilicate having the same structure (atomic ratio) as ZSM-5. Further, this catalyst F was subjected to a fluorine treatment in the same manner as in Production Example 1 to obtain a catalyst G as a fluorine treatment catalyst.

【0012】実施例1 触媒B10gを固定床流通式反応管に充填し、反応温度
130℃,反応圧力30kg/cm2 G で、エチレン/ア
クリル酸(モル比)=4、パラキシレン/アクリル酸/
ハイドロキノン(重量比)=2/1/0.00025の原
料を、触媒に対するアクリル酸のWHSV=0.4hr-1
でエステル化反応を行った。反応結果を第1表に示す。 実施例2〜5 各々触媒C,触媒D,触媒Eおよび触媒Gを用いて、実
施例1と同様にエステル化反応を行った。結果を第1表
に示す。
Example 1 10 g of catalyst B was packed in a fixed bed flow type reaction tube, and the reaction temperature was 130 ° C. and the reaction pressure was 30 kg / cm 2 G. Ethylene / acrylic acid (molar ratio) = 4, paraxylene / acrylic acid /
Hydroquinone (weight ratio) = 2/1 / 0.00025 is used as a raw material and acrylic acid is used as a catalyst for WHSV = 0.4 hr −1.
The esterification reaction was carried out. The reaction results are shown in Table 1. Examples 2 to 5 Esterification reactions were carried out in the same manner as in Example 1 using the catalyst C, catalyst D, catalyst E and catalyst G, respectively. The results are shown in Table 1.

【0013】比較例1 触媒A10gを固定床流通式反応管に充填し、反応温度
130℃,反応圧力30kg/cm2 G で、エチレン/ア
クリル酸(モル比)=4、パラキシレン/アクリル酸/
ハイドロキノン(重量比)=2/1/0.00025の原
料を触媒に対するアクリル酸のWHSV=0.4hr-1
エステル化反応を行った。反応結果を第1表に示す。 比較例2 触媒F10gを固定床流通式反応管に充填し、反応温度
130℃,反応圧力30kg/cm2 G で、エチレン/ア
クリル酸(モル比)=4、パラキシレン/アクリル酸/
ハイドロキノン(重量比)=2/1/0.00025の原
料を触媒に対するアクリル酸のWHSV=0.4hr-1
エステル化反応を行った。反応結果を第1表に示す。
Comparative Example 1 10 g of catalyst A was packed in a fixed bed flow type reaction tube, and the reaction temperature was 130 ° C. and the reaction pressure was 30 kg / cm 2 G. Ethylene / acrylic acid (molar ratio) = 4, paraxylene / acrylic acid /
A raw material of hydroquinone (weight ratio) = 2/1 / 0.025 was subjected to an esterification reaction with WHSV = 0.4 hr −1 of acrylic acid with respect to a catalyst. The reaction results are shown in Table 1. Comparative Example 2 10 g of catalyst F was filled in a fixed bed flow type reaction tube, and the reaction temperature was 130 ° C. and the reaction pressure was 30 kg / cm 2 G. Ethylene / acrylic acid (molar ratio) = 4, paraxylene / acrylic acid /
A raw material of hydroquinone (weight ratio) = 2/1 / 0.025 was subjected to an esterification reaction with WHSV = 0.4 hr −1 of acrylic acid with respect to a catalyst. The reaction results are shown in Table 1.

【0014】実施例6 実施例1のエステル化反応において、触媒Bの代わりに
触媒Cを用い、溶媒としてパラキシレンの代わりにトル
エンを用いた以外は、実施例1と同様にエステル化反応
を行った。結果を第1表に示す。
Example 6 The esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst C was used in place of the catalyst B and toluene was used in place of para-xylene as the solvent in the esterification reaction of Example 1. It was The results are shown in Table 1.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】[0016]

【表2】 [Table 2]

【0017】[0017]

【発明の効果】以上、本発明の方法によれば、固体触媒
として、フッ素化結晶性メタロシリケートを用いること
によって、触媒の寿命が長く、しかも高収率で不飽和カ
ルボン酸エステルを長時間にわたって効率的に製造する
ことができる。さらに、固体触媒を用いているので生成
した不飽和カルボン酸エステルの分離及び精製を容易に
する。したがって、本発明の方法によれば、不飽和カル
ボン酸エステルを低コストで、工業的に有利に製造する
ことができる。また、得られる不飽和カルボン酸エステ
ルは、繊維、塗料および接着剤などの工業原料として有
効に利用できる。
As described above, according to the method of the present invention, by using a fluorinated crystalline metallosilicate as a solid catalyst, the life of the catalyst is long and the unsaturated carboxylic acid ester is produced in a high yield over a long period of time. It can be manufactured efficiently. Further, since the solid catalyst is used, separation and purification of the produced unsaturated carboxylic acid ester are facilitated. Therefore, according to the method of the present invention, an unsaturated carboxylic acid ester can be produced industrially advantageously at low cost. Further, the obtained unsaturated carboxylic acid ester can be effectively used as an industrial raw material for fibers, paints, adhesives and the like.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不飽和カルボン酸とオレフィンとから不
飽和カルボン酸エステルを製造するにあたり、触媒とし
てSi/M≧6(原子比)(式中、MはAl,Ga,
B,Fe,Zn,Cr,MnおよびInから選ばれた一
種又は二種以上の金属原子である。)の結晶性メタロシ
リケートをフッ素処理したフッ素化結晶性メタロシリケ
ートを用いることを特徴とする不飽和カルボン酸エステ
ルの製造方法。
1. When producing an unsaturated carboxylic acid ester from an unsaturated carboxylic acid and an olefin, Si / M ≧ 6 (atomic ratio) as a catalyst (wherein M is Al, Ga,
It is one or more metal atoms selected from B, Fe, Zn, Cr, Mn and In. 2.) A process for producing an unsaturated carboxylic acid ester, which comprises using a fluorinated crystalline metallosilicate obtained by fluorinating the crystalline metallosilicate according to 1) above.
【請求項2】 芳香族炭化水素類からなる溶媒を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の不飽和カルボン酸エス
テルの製造方法。
2. The method for producing an unsaturated carboxylic acid ester according to claim 1, wherein a solvent composed of aromatic hydrocarbons is used.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115608406A (en) * 2021-07-13 2023-01-17 中国石油化工股份有限公司 Catalyst for synthesizing methyl methacrylate and preparation method and application thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115608406A (en) * 2021-07-13 2023-01-17 中国石油化工股份有限公司 Catalyst for synthesizing methyl methacrylate and preparation method and application thereof
CN115608406B (en) * 2021-07-13 2023-12-08 中国石油化工股份有限公司 Catalyst for synthesizing methyl methacrylate and preparation method and application thereof

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