JPH0536421B2 - - Google Patents

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JPH0536421B2
JPH0536421B2 JP60062240A JP6224085A JPH0536421B2 JP H0536421 B2 JPH0536421 B2 JP H0536421B2 JP 60062240 A JP60062240 A JP 60062240A JP 6224085 A JP6224085 A JP 6224085A JP H0536421 B2 JPH0536421 B2 JP H0536421B2
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JP
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vanadate
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metavanadate
carbon dioxide
orthovanadate
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Terii Kiin Buraian
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Union Carbide Corp
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Publication date
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Publication of JPH0536421B2 publication Critical patent/JPH0536421B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/09Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis
    • C07C29/10Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis of ethers, including cyclic ethers, e.g. oxiranes
    • C07C29/103Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis of ethers, including cyclic ethers, e.g. oxiranes of cyclic ethers
    • C07C29/106Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis of ethers, including cyclic ethers, e.g. oxiranes of cyclic ethers of oxiranes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
発明の分野 本発明は、液䜓溶媒䞭でバナデヌトアニオン
以䞋、「バナゞン酞塩アニオン」ずいうの存圚
䞋及び遞択性を高める量の二酞化炭玠の存圚䞋で
隣接アルキレンオキサむドを、察応するアルキレ
ングリコヌルに加氎分解にする方法に関するもの
である。 発明の背景 アルキレンオキサむド、䟋えば゚チレンオキサ
むド、プロピレンオキサむド及びブチレンオキサ
むドは、埓来察応するアルキレングリコヌルを生
成する目的で、液盞による氎和反応に䟛せられお
いた。工業的には、゚チレンオキサむドから゚チ
レングリコヌルを補造する際には倚量のモル過剰
量の氎が甚いられおいる〔カヌク−オトマヌ
Kirk−Othmer、化孊技術癟科事兞、第11巻、
第版、939ペヌゞ1980幎参照〕。所望モノア
ルキレングリコヌルに察する収率が工業的に実斜
出来か぀ゞグリコヌル及びトリグリコヌル等の副
生成物の生成を最小限に抑えるのに十分な倧きさ
ならば反応システムには倧量の氎の存圚が必芁で
あるず報告されおいる。埓぀お、察応するモノア
ルキレグリコヌルを補造しようずする際には、埓
来工業的には䞀般的に倚量のモル過剰量の氎、䟋
えばアルキレンオキサむドモル圓り15モルの過
剰量の氎の存圚䞋においお玄100℃から玄200℃の
枩床でアルキレンオキサむドを氎和する工皋が含
たれおいた。残念ながら、このように倧量な過剰
量の氎を䜿甚するずこの氎を陀去するのにかなり
の量の゚ネルギヌず装眮に察する芁件ずが生じお
くる。 モノグリコヌル、䟋えば゚チレングリコヌル、
プロピレングリコヌルあるいはブチレングリコヌ
ルぞ氎和する工皋の遞択性は、生成される副生成
物に䟝存するので、モノグリコヌル生成物に氎和
する工皋の遞択性を高める方法を提䟛するのが奜
たしいであろう。さらに、生成される副生成物を
増加させないか奜たしくは枛少させながら氎和さ
れるアルキレンオキサむドに察しお甚いられる氎
の盞察的な量を奜たしくは枛少させる方法があれ
ば有利である。そうするこずによ぀お、氎及び副
生成物からモノグリコヌルを取出し回収するのに
関連する分離及び粟補工皋に察する゚ネルギヌず
装眮の芁件は必ず少なくなろう。 アルキレンオキサむドに察する氎の比率を䜎く
しおか぀モノグリコヌル生成物ぞの遞択性はその
たたあるいは増倧させるようにしお特定の觊媒の
存圚のもずにアルキレオキサむドを氎和するため
の方法がいく぀か提案されおいる。 酞觊媒の䜿甚も含めおアルキレンオキサむドを
氎和するのに䜿甚する觊媒が倚数提案されがき
た。䟋えば、アルキルスルホン酞むオン亀換暹脂
米囜特蚱No.4165440、カルボン酞ずハロゲン酞
米囜特蚱No.4112054、匷酞カチオン亀換暹脂
米囜特蚱No.4107221、脂肪族モノカルボン酞及
び又は脂肪族ポリカルボン酞米囜特蚱No.
3933923、カチオン亀換暹脂米囜特蚱No.
3062889、酞性れオラむト米囜特蚱No.
3028434、二酞化むオり米囜特蚱No.2807651、
Ca3PO42米囜特蚱No.2770656、高沞点倚䟡金
属北化物米囜特蚱No.2547766、トリハロゲン酢
酞米囜特蚱No.2472417、及び銅助成リン酞アル
ミニりム米囜特蚱No.4014945がある。 酞觊媒に加えお、二酞化炭玠の存圚䞋にアルキ
レンオキサむドを氎和するための觊媒が倚数提案
されおいる。これらのものには、塩化物、臭化物
及び沃化物等のアルカリ金属のハロゲン化物、沃
化テトラメチルアンモニりム及び臭化テトラメチ
ルアンモニりム等のハロゲン化第四アンモニりム
英囜特蚱No.1177877、トリ゚チルアミン及びピ
リゞン等の有機第䞉アミンドむツ特蚱公告公報
No.2615595−1976幎10月14日及び米囜特蚱No.
4307256−1981幎12月22日特蚱、第四ホスホニり
ム塩米囜特蚱No.4160116−1979幎月日特
蚱、塩玠あるいはペり玠型アニオン亀換暹脂
特開昭57−139026号公報公開日昭和57幎月
27日、䞊びに䟋えばアミンで郚分的に䞭和した
硫酞暹脂等のアミンで郚分的に䞭和した硫酞觊媒
米囜特蚱No.4393254−1983幎月21日特蚱があ
る。これらの特蚱文献で報告されおいる結果を芋
るず、䞊蚘觊媒は工業的に受け入れられる成果、
すなわちモノグリコヌル生成物に察する高い遞択
性ず倚量のモル過剰量の氎に察する芁件を枛少さ
せたかのように想起させるが、いく぀かの理由に
よりこれらの觊媒は工業的には甚いられおこなか
぀た。䟋えば、アルカリ金属のハロゲン化物は、
アルキレンオキサむドを氎和するために甚いる枩
床では反応システムを腐食させる傟向がある。ア
ルカリ金属のハロゲン化物及びハロゲン化第四ア
ンモニりムは氎和反応工皋䞭反応システム内で沈
殿しやすく反応システムの掗浄ず関連した問題を
起こす可胜性があるので、これらの比范的䜎い溶
解床により氎和觊媒ずしおの䜿甚が制限される。
さらに、氎和觊媒ずしおすぐ䜿甚するのを劚げる
ある皮の化孊的及び物理的性質を有する觊媒、䟋
えば第䞉アミンもある。䟋えば、第䞉アミンは補
造過皋では望たしくなく最終補品の質を萜ずす可
胜性のある匷い刺戟臭を有する。 1981幎月日に特蚱された米囜特蚱No.
4277632には、モリブデン及びタンダステンから
なるグルヌプから遞らばれた少なくずも぀のも
のからなる觊媒の存圚のもずでアルキレンオキサ
むドを加氎分解するこずによ぀おアルキレングリ
コヌルを補造する方法が開瀺されおいる。この特
蚱には、觊媒ずしお金属モリブデンあるいは金属
タングステンあるいは酞化物、酞、ハロゲン化
物、亜リン酞化合物、倚酞、酞及び倚酞のアルカ
リ金属及びアルカリ土類金属、アンモニりム塩及
び重金属塩、及び有機酞塩等の無機あるいは有機
化合物があるず開瀺されおいる。氎は化孊量論倀
の玄から倍量が存圚しおか぀ポリグリコヌル
等の副生成物はたいした量生成されないでアルキ
レンオキサむドを加氎分解するのが開瀺された方
法の目的であるず述べられおいる。反応は、二酞
化炭玠の存圚䞋でも行なうこずができる。特蚱暩
者は、アルキレンオキサむドモル圓り0.00001
からモル、奜たしくは0.001からモルの二酞
化炭玠の存圚のもずでこの方法を効率的に実斜で
きるず述べおいる。二酞化炭玠二酞化炭玠ある
いは炭酞氎玠塩のいずれかが甚いられおいる実
斜䟋では、゚チレンオキサむドモル圓り二酞化
炭玠の量は、0.001から0.8モルの範囲ずな぀おい
る。反応を窒玠、空気等の存圚䞋で行なう堎合に
は、反応混合物のPHから10の範囲の倀に調敎す
べきであるず特蚱暩者は述べおいる。特開昭54−
128507号公報公開日昭和54幎10月日には、
金属タングステン及びたたはタングステン化合
物を甚いおアルキレンオキサむドず氎からアルキ
レングリコヌルを補造する方法が開瀺されおい
る。 特開昭56−73036号公報公開日昭和56幎月
17日には、アルミニりム、ケむ玠、ゲルマニり
ム、スズ、鉛、鉄、コバルト及びニツケルからな
るグルヌプから遞ばれた少なくずも䞀぀の元玠を
含む化合物から成る觊媒の存圚のもずで二酞化炭
玠雰囲気䞭でアルキレンオキサむドを加氎分解す
る方法が開瀺されおいる。 特開昭56−73035号公報公開日昭和56幎月
17日には、チタン、ゞルコニりム、バナゞり
ム、ニオブ、タンタル及びクロムからなるグルヌ
プから遞ばれた少なくずも぀の元玠を含んだ化
合物からなる觊媒の存圚のもずで二酞化炭玠雰囲
気䞭でアルキレンオキサむドを加氎分解する方法
が開瀺されおいる。開瀺された方法においお甚い
られる二酞化炭玠の量は、アルキレンオキサむド
モル圓り二酞化炭玠0.00001からモル、奜た
しくは0.0001からモルの範囲内ずな぀おいる。
觊媒ずしお甚いられる化合物には、酞化物、硫化
物、酞、ハロゲン化物、リン化合物、倚酞、酞及
び倚酞のアルカリ金属性、酞及び倚酞のアンモニ
りム塩、䞊びに酞の重金属塩が含たれおいる。実
斜䟋には皮々の金属觊媒を䜿甚するこずが瀺され
おいるが、開瀺内容には氎和工皋の性質及びそこ
で䜿甚される觊媒の遞択に関しおは䜕ら詳现には
瀺されおいない。実斜䟋には、この方法を二酞
化炭玠圧䞋で゚チレンオキサむドず氎ずから゚チ
レングリコヌルを補造するために氎和觊媒ずしお
バナゞン酞カリりムを甚いお行な぀おいる。䜿甚
されたバナゞンの酞塩の同定は行なわれおいなか
぀た。二酞化炭玠は、゚チレンオキサむドモル
圓り0.01モルの量で䟛絊されおいる。゚チレンオ
キサむドの生成物ぞの反応率は100パヌセントで
あるず報告されおいるが、モノ゚チレングリコヌ
ルに察する遞択性はた぀たの50である。ゞ゚チ
レングリコヌル及びトリ゚チレングリコヌルに察
しお䞀緒にした遞択性も50である。埓぀お、実
斜䟋は、觊媒を甚いなか぀た堎合の゚チレンオ
キサむドから゚チレングリコヌルぞの反応率に察
し報告されおいる埗られた36.1パヌセントずいう
遞択性ず比范するずバナゞりム酞カリりムを䜿甚
した堎合の方が若干良くな぀たずいうこずを瀺し
おいる比范䟋を参照のこず。 特開昭56−92228号公報公開日昭和56幎月
25日は、高玔床のアルキレングリコヌルを補造
するための方法に関するものである。開瀺内容
は、二酞化炭玠の存圚のもずでアルキレンオキサ
むドを加氎分解する工皋からモリブデン及びた
たはタングステン含有の觊媒を回収するための蒞
留工皋に向けられおいる。この出願では、アルカ
リ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、第四ア
ンモニりム塩及び第四ホスホニりム塩からなるグ
ルヌプから遞ばれた少なくずも぀の添加剀ず組
み合わすこずもできるモリブデン及びタングステ
ン化合物からなるグルヌプから遞ばれた少なくず
も぀の化合物を觊媒ずしおいる旚蚘茉されおい
る。奜たしい觊媒は、モリブデン酞、モリブデン
酞ナトリりム、モリブデン酞カリりム、タングス
テン酞、タングステン酞ナトリりム䞊びにタング
ステン酞カリりムであるず蚘茉されおいる。沃化
カリりムが実斜䟋で甚いられおいる唯䞀の添加剀
である。 本明现曞䞭で参照しお入れおある1983幎月
日出願の未だ係属䞭の米囜特蚱出願S.N.530235
でJ.H.Robson及びG.E.Keller−は、アルキレ
ンオキサむドをモノアルキレングリコヌルに氎和
する遞択性を高めるためにPHず12ずの間で氎溶
性のバナゞン酞塩を甚いるこずを開瀺しおいる。
぀の奜たしいバナゞりム酞塩は、メタバナゞン
酞塩であり、この塩を甚いる堎合には、二酞化炭
玠はモノアルキレングリコヌルぞの遞択性を䜎䞋
させるず報告されおいる。そうしお、実質的に党
おのバナゞン酞塩アニオンがメタバナゞン酞塩ア
ニオンであるず信じられる堎合には、二酞化炭玠
はアルキレンオキサむドモル圓り玄0.10モル未
満、奜たしくは0.05モル未満であるこずが望たし
いず開瀺されおいる。 発明の抂芁 本発明は、バナゞン酞塩アニオンの存圚䞋でか
぀遞択性を高める量の二酞化炭玠の存圚のもずに
液盞䞭でアルキレンオキサむドを氎和するこずに
よ぀お察応するモノアルキレングリコヌルを補造
する方法に関するものである。遞択性を高める効
果を発揮する二酞化炭玠の量は、以䞋に述べるよ
うに狭い範囲内にあり存圚するバナゞン酞塩の皮
類に䟝存しおいるず信じられる。 本発明の方法は、モノアルキレングリコヌルぞ
の遞択性を高めるものである。そうしお、本発明
を甚いお達成できる遞択性はバナゞン酞塩アニオ
ンを甚いるが本発明に係る量の二酞化炭玠は甚い
ない堎合も含めお通垞の条件䞋で埗られる遞択性
よりも高い。 発明の詳现な蚘茉 本発明は、氎ず䞀般匏 〔ここにR1、R2、R3及びR4は各々氎玠原子、
から玄10個の炭玠原子を有するアルキル基、少な
くずも個の炭玠原子を有するアリヌル基䟋え
ば、モノ環匏あるいは二環匏アリヌル、個た
たは個の炭玠原子を有するアルケニル基あるい
は個から個の炭玠原子を有するシクロアルキ
ル基を瀺す〕を有する近接アルキレンオキサむド
ずを反応させるこずによ぀おモノアルキレングリ
コヌルを補造する方法に関するものである。本発
明で甚いるこずができるアルキレンオキサむドの
代衚䟋ずしおは、゚チレンオキサむド、プロピレ
ンオキサむド、ブチレンオキサむドむ゜ブチレ
ンオキサむド、−ブチレンオキサむド及び
−ブチレンオキサむドを含む、ペンチレ
ンオキサむド、シクロヘキセンオキサむド、スチ
レンオキサむド等がある。アルキレンオキサむド
は、゚チレンオキサむド及びプロピレンオキサむ
ド等の脂肪族アルキレンオキサむドが奜たしい。 アルキレンオキサむドの出所は䞀般的には重芁
ではなく、倧郚分のどの方法で生成されたアルキ
レンオキサむドでも本発明で甚いるこずができ
る。䟋えば、゚チレンオキサむドが遞別アルキレ
ンオキサむドの堎合には、゚チレンオキサむドを
銀觊媒の存圚䞋で分子状酞玠あるいは酞玠含有ガ
スで゚チレンを接觊酞化するこずによ぀お䜜るこ
ずができる。ここで採甚しおいる゚チレンオキサ
むドのこのような生成方法は、実質的に玔粋な゚
チレンオキサむドを埗るこずができるので特に奜
たしい。 たた、本方法では察応するアルキレングリコヌ
ルを生成するための詊薬ずしお氎を甚いおいる。
氎の出所は重芁ではない。䟋えば、むオン亀換凊
理によ぀お埗られる脱むオン氎や十分な玔床を有
する他の氎を氎和工皋で甚いるこずができる。ア
ルキレンオキサむドモルに察しお䜿甚される氎
の量は、䞀般的には玄ず玄40モルの間、奜たし
くは玄30モルたでであり、䟋えば玄から30モル
の間、奜たしくは玄から20モルの間で、もしグ
リコヌルず氎を分離するための゚ネルギヌず蚭備
費を䜎枛するのが第の目的であれば玄から玄
10モルの間である。アルキレンオキサむドに察す
る加氎分解で必芁な氎のモル比は、アルキレンオ
キサむドモル圓り氎が玄モル以䞋に枛らすこ
ずも出来るが、䞀般的にはモノアルキレングリコ
ヌル生成物ぞのアルキレンオキサむドのより高い
遞択性を確保するために氎の化孊量論よりも少な
くずも倚少モル過剰量の氎を保持するのが望たし
い。そうしお、本発明によりバナゞン酞アニオン
及び二酞化炭玠を䜿甚し、アルキレンオキサむド
に察しおこのモル比すなわちモル加氎分解比
で氎を甚いるこずによ぀おモノアルキレングリコ
ヌルぞの工業的にみお魅力のある遞択性、䟋えば
モル基準で70パヌセントより高い倀、䟋えば
80パヌセントより高い倀を埗るこずができる。 本発明の方法では、匏 (R)+ap(A)-q ここに×、は氎䞭で解離可胜なカチ
オン、はバナゞン酞塩アニオンであるで衚わ
される皮以䞊のバナゞン酞塩からなるバナゞン
酞塩含有助剀を甚いおいる。バナゞン酞塩の化孊
は耇雑であり、倚皮類のバナゞン酞塩アニオン、
䟋えばメタバナゞン酞塩、氎玠ピロバナゞン酞
塩、ピロバナゞン酞塩及びオルトバナゞン酞塩ア
ニオンが同定されおいるがそれら各々の構造は十
分には知られおいない。論議する目的で、これら
アニオンを以䞋のように共通しお構造的に参照す
る。メタバナゞン酞塩アニオンVO3-、氎玠
ピロバナゞン酞塩アニオンHV2O73-、ピロ
バナゞン酞塩アニオンV2O74-、及びオルト
バナゞン酞塩アニオンVO43-、存圚する特定
のバナゞン酞塩の皮類は、液盞のPHに䟝存するず
考えられる。そしお、PHが䟋えば12では、メタバ
ナゞン酞アニオンはほずんど存圚しないかあ぀お
もわずかしか存圚できない。本方法は反応システ
ムに氎溶性バナゞりム酞塩を䟛絊しお行なわれる
が、觊媒の各皮類に぀いおの正確な性質は十分に
知られおいない。 本発明を蚘茉する目的で、バナゞン酞塩アニオ
ンはメタバナゞン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ずの
混合物、すなわちこれら二぀のアニオンの蚈算さ
れたモル比によ぀お特城づけるこずが出来るず仮
定されおいる。䟋えば、ピロバナゞン酞塩はモ
ルのメタバナゞン酞塩ずモルのオルトバナゞン
酞塩の混合物ずしお衚わすこずが出来る。すなわ
ち、VO-3VO3-4V2O4-7。そしお、氎玠バナ
ゞン酞塩は、メタバナゞン酞塩ずオルトバナゞン
酞塩のモル比がずしお衚わすこずができ
る。本発明で有甚であるバナゞン酞塩アニオンに
察するメタバナゞン酞塩察オルトバナゞン酞塩の
蚈算モル比は2.2未満、しばしば玄0.001
から玄2.0たで、奜たしくは玄0.1か玄
1.5たでの範囲内である。 メタバナゞン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ずの蚈
算モル比は、二酞化炭玠を添加する前に決定され
る。この蚈算モル比は、䟋えば栞磁気共鳎スペク
トル法によ぀おバナゞりム酞塩の皮類を分析をし
お枬定したバナゞりム酞塩の濃床を䞎えるのに必
芁なメタバナゞン酞塩及びオルトバナゞン酞塩の
量を蚈算するこずによ぀お決定される。あるい
は、この比率は、助剀ずしおメタバナゞン酞塩ず
オルトバナゞン酞塩ずを甚いるこずによ぀お盎接
決定するこずができる。埌者の方法を甚いる堎合
には、酞あるいは塩基を加えるずメタバナゞン酞
塩ずオルトバナゞン酞塩ずのモル比が倉わる可胜
性があるこずを認識すべきである。 バナゞン酞塩アニオンに察するカチオンによ぀
おバナゞン酞塩アニオンは氎の䞭で解離状態にな
るこずができる。反応条件䞋で氎溶性バナゞン酞
塩含有化合物、䟋えばアルカリ金属塩、第四アン
モニりム塩、アンモニりム塩等を䞎えるカチオン
が有甚であるが、反応条件䞋で氎に実質的に䞍溶
が溶解床の小さいカチオンもバナゞン酞塩アニオ
ンがアルキレンオキサむドず盞互䜜甚が可胜であ
れば䜿甚するこずが出来る。アニオンのこの掻性
は、バナゞン酞塩アニオンがカチオンから解離す
るこずが出来る堎合に存圚するず信じられる。埓
぀お、氎䞭での溶解床が小さくおバナゞン酞塩ア
ニオンずの匷固な結合を保持するバナゞン酞カル
シりムは、受け入れるこずの出来るバナゞン酞塩
化合物ではないこずが刀明した。䞀方、カチオン
が実質的に䞍溶な第四アンモニりム分子成分であ
る堎合には、バナゞン酞塩アニオンの解離可胜な
性質によ぀お本発明によるアニオンの有甚性が発
揮され埗るず考えられる。 埓぀お、適圓なカチオンずしお匏
【匏】あるいは
【匏】 〔ここには窒玠、リンあるいはヒ玠匏(A)あ
るいはむオり匏(B)〕で衚わされる構造、すな
わちアンモニりム、ホスホニりム、ヒ玠が掲げら
れる。こでR5、R6、R7及びR8は各々同じか異぀
おいおもよく、たた組み合぀お環匏構造を圢成し
おいおもよい。R5、R6、R7及びR8の各々の䟋ず
しお、氎玠、個以䞊の炭玠原子、䟋えば玄70個
たでの炭玠原子をも぀非眮換あるいは眮換された
炭化氎玠がある。カチオンの代衚的な䟋が、本明
现曞に参照しお入れおあるJ.R.BriggsずJ.H.
Robsonの同日出願で係属䞭の米囜特蚱出願S.N.
−13956に開瀺されおいる。R5、R6、R7及
びR8の少なくずも぀は有機あるいは無機固䜓
に結合あるいは錯䜓ずしお結合するこずも可胜で
ある。䟋えば、本明现曞䞭に参照しお入れおある
R.D.Best、J.A.Collier、B.T.Keen、及びJ.H.
Robsonの同日出願で係属䞭の米囜出願S.N.−
13947には、可胜性の䞭でバナゞン酞塩アニオ
ンず䌚合した第四アンモニりムあるいは第四ホス
ホニりム分子成分ずなり埗る塩基性の錯塩圢性郚
䜍を有するアニオン亀換暹脂が開瀺されおいる。
有甚であろう他の有機含有カチオンには、䞋蚘匏
で衚わされるビスヒドロカルビル−ホスフむ
ンむミニりムがある。 〔R932N〕+ ここにR9は各々同じかあるいは異な぀おいお
も良くか぀R5からR8に察しお述べたものず同じ
でも良い。むミニりムの䟋瀺がS.N.−13956
に開瀺されおいる。バナゞン酞塩アニオンは、バ
ナゞン酞塩アニオンずしおあるいは以埌の化孊反
応によ぀お所望のバナゞン酞塩アニオンに倉わる
圢で反応混合物に加えるこずが出来る。埓぀お、
ハロゲン化物、硫化物等のバナゞりム含有化合物
を所望のバナゞン酞塩アニオンの先駆物質ずしお
甚いるこずが出来る。これらの先駆物質ずしおの
化合物には氎和反応䞭にバナゞン酞塩に倉わるも
のもある。 バナゞン酞塩は塩の圢で甚いるこずも出来る
し、支持郚材䞊、䟋えばシリカ、アルミナ、れオ
ラむト、クレむ等の担䜓䞊の反応システム䞭に導
入するこずも出来る。本方法を行なう堎合には、
バナゞン酞塩は䞀般には反応物質すなわちアルキ
レンオキサむドず氎ずの液盞䞭で固定したベツド
䞭においお溶解、混合、懞濁あるいは沈降状態に
な぀おいる。バナゞン酞塩は、反応システムに導
入される氎ず混合しお反応システムに䟛絊するこ
ずも出来るし、あるいは別のラむンによ぀お反応
システムに䟛絊をするこずも出来、あるいは䞍混
和性の有機盞あるいは固盞ずしお反応領域内に保
持しおおくこずも出来る。バナゞン酞塩含有助剀
が氎溶性の堎合には、反応領域に補充するこずが
望たしい。バナゞン酞塩の正確な導入方法は臚界
的ではなく、しばしばバナゞン酞は反応の始めに
䟛絊したり、及びあるいは反応䞭に䞀定の速床
で連続的あるいは断続的に加えられる。䞡方ずも
参照しお本明现曞䞭に入れおある同日に出願され
たJ.R.BriggsずJ.H.Robsonの米囜特蚱出願S.N.
−13955及びJ.R.Briggs、G.L.O′Connor及
びJ.H.Robsonの米囜特蚱出願−13943に
は、二液盞反応溶媒を甚いおずりわけ遞択性を高
揚させるバナゞン酞塩アニオンの存圚䞋にアルキ
レンオキサむドからアルキレングリコヌルを補造
する方法ずアルキレンオキサむドが初めにバナゞ
ン酞塩アニオンず接觊させられお䌚合分子成分を
圢成しその埌䌚合分子成分が氎ず接觊させられお
アルキレングリコヌルを圢成する二段階の方法が
蚘茉されおいる。反応システムに加えられたあ
るいは存圚するバナゞン酞塩アニオンの圢にはか
かわらずメタバナゞン酞塩アニオンずしお蚈算さ
れたバナゞン酞塩は、䞀般には䜿甚される近接
アルキレンオキサむドの重量に察しお遞択性を高
めるのに十分な量、䟋えば少なくずも0.005パヌ
セントの量で䟛絊され、奜たしくは䜿甚されるア
ルキレンオキサむドの重量に察しお玄0.01ず玄90
重量パヌセントの間、最も奜たしくは玄0.05ず玄
30重量パヌセントの間の量で甚いられる。 本発明によるず、バナゞン酞塩アニオンに察し
おある比率の二酞化炭玠を甚いた堎合に二酞化炭
玠によ぀お埗られる遞択性の高揚が達成される。
存圚するバナゞりム原子モル圓りに察しお䟛絊
される二酞化炭玠の量は、バナゞりム原子モル
圓りに察しお少なくずも0.01モルの二酞化炭玠を
䟛絊するこずを条件ずしお兞型的には玄(a)0.5−
から(b)2.2−である。ここに
は、メタバナゞン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ずの
蚈算されたモル比である。バナゞりム原子に察す
る二酞化炭玠のモル比は、玄(a)0.5−から
(b)1.9−、䟋えば玄(a)0.7−から(b)1.8
−の範囲が奜たしい。バナゞりム原子に察
する二酞化炭玠のモル比が玄(a)0.75−から
(b)1.5−の範囲にある堎合もある。反応溶
媒䞭に二酞化炭玠を消費する皮類が存圚する堎合
には、本発明により䟛絊される二酞化炭玠の量は
それに応じお調敎すべきである。 二酞化炭玠は、䜕らかの䟿宜的方法で反応領域
に䟛絊するこずができる。䟋えば、二酞化炭玠を
分離しお及びたたは぀以䞊の䟛絊流ず䞀緒に
導入するこずもできる。アルキレンオキサむドが
アルカンを郚分酞化するこずによ぀お䜜られる堎
合には、二酞化炭玠が発生する。埓぀お、方法の
のたさにその性質によ぀おいくらかの量の二酞化
炭玠が反応システムに䟛絊される。アルキレンオ
キサむドの䟛絊流䞭に存圚する二酞化炭玠が反応
領域で所望される量より倚い堎合には、二酞化炭
玠をアルキレンオキサむドから流出させるか、あ
るいは他の適圓な方法で陀去するこずが出来る。
二酞化炭玠は、反応媒䜓䞭に比范的均䞀に分散さ
せるこずが奜たしい。 少なくずも䞀郚の二酞化炭玠は、分子状態以倖
の圢で加えるこずが出来る。䟋えば、氎溶性のア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニりム等
の炭酞氎玠塩、塩、あるいは炭酞を二酞化炭玠の
䞀郚ずしお䟛絊するこずが出来る。これらの皮類
は、バナゞン酞塩の圢に圱響を及がす可胜性があ
るこずに泚意すべきである。埓぀お、炭酞氎玠塩
を甚いるずきには、メタバナゞン酞塩ずオルトバ
ナゞン酞塩の蚈算モル比は増倧する可胜性があ
る。䟋ずしおは、モルのメタバナゞン酞塩ず
モルの炭酞氎玠塩ずの混合物が、メタバナゞン酞
塩ずオルトバナゞン酞塩ずの蚈算モル比が
のバナゞン酞塩ずバナゞりム原子モル圓りモ
ルの二酞化炭玠を甚いお埗られたのず同じ性胜を
提䟛するこずがある。 本発明に係るアルキレングリコヌルの補造法
は、反応システムの垌釈剀ずしお䟋えば空気、ア
ルゎン、窒玠等のガスの存圚のもずで効果的に実
斜される。 反応システムのPHは反応速床に圱響を及がす可
胜性があり、たたモノアルキルグリコヌルぞの遞
択性にも圱響を䞎える可胜性があるずいうこずは
重芁である。遞択性ずPHずの正確な関係は未だ分
぀おないが、䟋えばメタバナゞン酞アニオンがそ
の堎で倉化を受けおモノアルキレングリコヌルぞ
の有利な遞択性を䞎えるバナゞりムあるいはバナ
ゞン酞塩の掻性のある皮類ずなる可胜性があるず
信じられる。䞀般には、反応システムの最初のPH
は玄ず玄12ずの間、䟋えば玄から11であり、
本工皋䞭でPHがこの範囲内にあるこずが奜たし
い。PHは玄8.5ず玄10.5ずの間、䟋えば玄9.2から
10.5、そしお時には玄9.6ず10.3ずの間にすべきで
あるず信じられる。 PHは、二酞化炭玠の存圚も含めお倚くのメカニ
ズムによ぀お圱響を受ける。䟋えば、硫酞、塩
酞、リン酞、炭酞、アルカリ金属の氎酞化物䟋
えば、氎酞化ナトリりム及び氎酞化カリりム、
氎酞化アンモニりム等の酞あるいは塩基を加える
こずが出来る。PHを調節するために䜿甚する助剀
は、バナゞン酞塩を沈殿させたりせずあるいはそ
うではない堎合でも反応システムあるいは生成物
に察しお悪い圱響を䞎えないものが奜たしい。倚
くの堎合、PHは加えられたバナゞン酞塩アニオン
及びその濃床によ぀お圱響を受ける。䟋えば、オ
ルトバナゞン酞塩は匷い塩基であり、PHを調節す
るための手段ずしおメタバナゞン酞塩あるいはピ
ロバナゞン酞塩ず組み合わせお甚いるこずが出来
る。同様に、バナゞン酞塩アニオンの濃床もPHに
圱響を䞎える。しかしながら、二酞化炭玠は最初
にPHを調節するこずによ぀お埗られる遞択性の高
揚よりもより倧きく遞択性を高めるず信じられお
いる。 本方法は、通垞玄20℃ず玄250℃ずの間、奜た
しくは玄50℃ず玄200℃ずの間の枩床で実斜され
る。甚いられるアルキレンオキサむド、バナゞン
酞塩化合物及び圧力の遞択によ぀おは250℃以䞊
の枩床も採甚するこずが出来るが、このように高
い枩床は䞀般的には奜たしくない。 本方法は、兞型的には玄Kgcm2ず玄1000
Kgcm2ずの間、奜たしくは玄Kgcm2ずの間
の範囲の圧力で実斜されるが、これら奜たしい範
囲以倖の圧力でも実斜可胜であるず信じられる。 本発明の方法は、反応混合物を垌釈するのに寄
䞎できる氎に混和可胜な溶媒の存圚䞋で実斜する
こずが出来る。どんな液䜓でもアルキレンオキサ
むド反応物質、生成されたアルキレングリコヌル
及び甚いられるバナゞン酞塩ず反応しないこずを
条件ずしお反応枩床で党搬的にアルキレンオキサ
むドを含んだ氎及びグリコヌル生成物ず混和可胜
であれば溶媒ずしお甚いるこずが出来る。埓぀
お、本発明を実斜する堎合、カルボン酞、プノ
ヌル類、アルデヒド類及び炭酞アルキレン等の化
合物は溶媒ずしお甚いない方が奜たしい。アルキ
レングリコヌル生成物は、しばしば非垞に優れた
溶媒ずなる。アルキレングリコヌルを溶媒ずしお
甚いる堎合には、アルキレングリコヌル生成物ず
同じものを甚いるこずが奜たしい。これらの溶媒
は、反応枩床特に䜎い加氎分解比率での及び
反応速床を制埡する目的で有甚であり、か぀連続
工皋における埪環䜿甚システムで有甚である。 本発明の方法は、バツチ匏反応ずしおあるいは
連続法ずしお実斜するこずが出来る。高枩を採甚
する堎合には埓来のオヌトクレヌブを甚いるこず
も出来るが、䞭皋床の圧力で実斜する堎合にはガ
ラス噚具タむプの装眮を甚いるこずが出来る。埓
来の連続方法ではしばしばプラグ−フロヌ反応装
眮が利甚されおいる。溶媒は埪環䜿甚でき、觊媒
は回収される。 反応は、非垞に短い時間、䟋えば秒の䜕分の
かの間で行うこずが出来るが、所望であれば数
時間たでの反応時間に枡぀お実斜するこずも出来
る。本方法の条件は、䜿甚される溶媒及び觊媒の
量、採甚された圧力ず枩床、及び類䌌の考察事項
によ぀お支配される。 アルキレンオキサむドが゚チレンオキサむドで
ある堎合には、ゞ゚チレングリコヌル及びトリア
ルキレングリコヌルに察するモノ゚チレングリコ
ヌルの遞択性は70モルパヌセントより倧きくか぀
䞀般には80モルパヌセントより倧きいこずを芋お
きた。 本明现曞の開瀺内容から知るこずが出来るよう
に、加氎分解比率、バナゞン酞濃床、二酞化炭玠
濃床及びPHの組み合せを互いに関連づけるこずに
よ぀お特定の目的に察しお遞択的な結果をもたら
すこずが出来る。䟋えば、目的がモノアルキレン
グリコヌルぞの高い遞択性を提䟛するこずにあれ
ば、より高い加氎分解比率を採甚するこずが出
来、20の加氎分解モル比率では95以䞊の遞
択性を達成するこずが出来る。目的が、䜎い加氎
分解比率を採甚しおグリコヌル−氎の分離に関連
するコスト䜎枛にあるずすれば、埓来の加氎分解
工皋で埗られた遞択性ず匹敵出来埗る遞択性を䜎
い加氎分解比率で達成するこずが出来る。䟋え
ば、90より高い遞択性を玄の加氎分解モ
ル比率で埗るこずが出来る。 以䞋の実斜䟋においお、本発明を実斜する堎合
の皮々の態様を瀺しおあるが、これらのものは本
発明を限定すべく意図しおいない。特に指摘しな
ければ、郚及びパヌセントは党お固䜓の堎合には
重量で液䜓及び気䜓の堎合には䜓積によるもので
ある。 実斜䟋では、䞋蚘の分析方法が甚いられた。内
郚暙準ずしお玄重量パヌセントの−ブタ
ンゞオヌルを加えるこずによ぀お詊料を぀く぀
た。この混合物の玄50ミリリツトルをむリノむ州
モルトン・グロヌブのレゞス・ケミカル・カンパ
ニヌRegis Chemical Companyから出され
おいるレゞシルRegisil商暙名BSTF
−ビストリメチルシリルトリフルオロア
セタミド1.0ミリリツタヌに血枅バむアル䞭で
加えお少なくずも玄12時間混合する。モノ゚チレ
ングリコヌル、ゞ゚チレングリコヌル及びトリ゚
チレングリコヌルの重量パヌセントは、ずもにペ
ンシルバニア州のベレフオンテのスペルコ・むン
コヌポレヌシペンSupelco、Inc.から出され
おいるクロモ゜ヌプChromosorpWHP商暙
名の80100メツシナのものに担持した20パヌ
セントのOV−101のメチルシリコヌン固定液盞
を充填したメヌトル×1/8むンチ0.32センチ
メヌトル倖埄のステンレス鋌カラムを備え
たヘりレツト・パツカヌドHewlett Pakcrad
5880商暙名ガスクロマトグラフを甚いお暙準
蒞気盞クロマトグラフむヌによ぀お決定する。各
グリコヌル成分ぞの遞択性は、察象のグリコヌル
の重量パヌセントをモノ゚チレングリコヌル、ゞ
゚チレングリコヌル及びトリ゚チレングリコヌル
の各々の重量パヌセントの和で陀した商ずしお蚈
算される。 実斜䟋及び比范䟋〜 これらの実斜䟋は、玄300立方センチメヌトル
の内郚容積を有するステンレス鋌補のオヌトクレ
ヌブを甚いお行なわれた。反応物質をオヌトクレ
ヌブに導入する前に、オヌトクレヌブを呚囲の枩
床玄18℃ず22℃ずの間で窒玠によ぀おパヌゞ
した。氎ず䜿甚する時にはピロバナゞン酞塩
をオヌトクレヌブに充填しお、窒玠によ぀お平方
むンチ圓り玄60ポンドのゲヌゞ圧に保たれおいた
オヌトクレヌブ内に゚チレンオキサむドを圧入し
た。䜿甚する堎合二酞化炭玠をその埌オヌト
クレヌブ内に導入した。オヌトクレヌブを撹拌し
お撹拌し぀぀加熱し、その枩床に保持した。この
時間䞭に、オヌトクレヌブの圧力は䞊昇し、䜎䞋
しそしお安定した。そしお、オヌトクレヌブ及び
その内容物を呚囲の宀内枩床たで冷华しおから内
容物の分析を行な぀た。詳现は、衚に瀺しおあ
る。
【衚】 実斜䟋−及び比范䟋〜10 ゚チレンオキサむドず氎の貯蔵溶液を玄
℃に冷华した120立方センチメヌトルの血枅ピ
ンに䞋蚘のように䜜補した。 溶液75.0のH2Oず25.0の゚チレンオキサ
むド 溶液70.0のH2Oず10.0の゚チレンオキサ
むド 溶液CO2で飜和した75.0のH2Oず25.0
の゚チレンオキサむド 溶液CO2で飜和した70.0のH2Oず10.0
の゚チレンオキサむド 溶液の氎溶液ずしおH2SO4でPHをに
した75.0のH2Oず25.0の゚チレンオキサ
むド 溶液の氎溶液ずしおH2SO4でPHをに
した70.0のH2Oず10.0の゚チレンオキサ
むド 溶液ずは、玄PHがであ぀た。 その埌、玄3.5むンチ8.9センチメヌトルの
長さず0.5むンチ1.3センチメヌトルの倖埄を
有する玄℃に冷华したステンレス鋌補のマ
むクロリアクタヌにメタバナゞン酞ナトリりムず
オルトバナゞン酞ナトリりムずを導入した。加え
た量が少ないので、䞍正確さの起り埗る可胜性も
あ぀た。その埌、グラムの貯蔵溶液を加えた。
マむクロリアクタヌを密閉しお、埀埩動䜜によ぀
お垞時混合されおいる恒枩槜135℃の䞭に入
れた。反応を時間行ない、反応噚の内容物を冷
华しそしお分析した。実隓を衚に抂説する。
【衚】

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  (a) 存圚するバナデヌトアニオンをメタバナ
    ゞン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ずのモル比ずし
    お特城づけるず該モル比が2.2未満ずなる
    ように解離可胜なメタバナデヌト、ハむドロれ
    ン・ピロバナデヌト、ピロバナデヌト、オルト
    バナデヌトのアニオンのうちの少くずも皮か
    ら成り、モノ゚チレングリコヌルに察する反応
    の遞択性を高めるためのバナゞン酞塩含有助剀
    ず、 (b) バナゞりム原子モル圓たり少なくずも0.01
    モルの二酞化炭玠が䟛絊されるこずを条件ずし
    お、バナゞりム原子モル圓り二酞化炭玠の(i)
    0.5−から(ii)2.2−ここに
    はバナデヌトアニオンを特城づけるメタバナゞ
    ン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ずの蚈算されたモ
    ル比である のモルの間の量の二酞化炭玠ずの存圚䞋で、隣接
    アルキレンオキサむドを氎ず反応させるこずを特
    城ずするモノアルキレングリコヌルの補造方法。  二酞化炭玠察バナゞりム原子のモル比が(i)(ii)
    0.7から(ii)1.8−の間であるこずを
    特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  メタバナゞン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ずの
    蚈算されたモル比が0.1ず1.5ずの間であ
    るこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の方法。  バナゞン酞塩含有助剀が氎溶性バナゞン酞塩
    化合物であるこずを特城ずする特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉の方法。  反応䞭のPHが9.2ず10.5ずの間であるこずを
    特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  反応枩床が20℃から250℃であり、反応圧力
    がから1000Kgcm2であるこずを特城ずする特
    蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  液盞䞭においお匏 ここに、R1、R2、R3及びR4は各々氎玠原子、
    個ないし、10個の炭玠原子を有するアルキル
    基、少なくずも個の炭玠原子を有するアリヌル
    基、個あるいは個の炭玠原子を有するアルケ
    ニル基、あるいはから個の炭玠原子を有する
    シクロアルキル基を瀺す で衚わされる隣接アルキレンオキサむドず氎ず
    を、モノアルキレングリコヌルに察する反応の遞
    択性を高めるために十分な量のバナゞン酞塩含有
    助剀の存圚䞋で反応させるこずにより成るモノア
    ルキレングリコヌルの補造に圓り、前蚘バナゞン
    酞塩含有助剀は匏 (R)+ap(A)-q ここに×であり、は氎䞭で解離可胜
    なカチオンであり、そしおはメタバナゞン酞
    塩、氎玠ピロバナゞン酞塩、ピロバナゞン酞塩あ
    るいはオルトバナゞン酞塩である で衚わされる皮たたはそれ以䞊のバナゞン酞塩
    化合物から成り、ここに該バナゞン酞塩化合物は
    メタバナゞン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ずのモル
    比ずしお特城づけるず、メタバナゞン酞塩ずオル
    トバナゞン酞塩ずのモル比が2.2未満であり、
    たた、前蚘方法を(a)0.5−から(b)2.2−
    ここにはバナゞりム原子モル圓り少
    なくずも0.01モルの二酞化炭玠が䟛絊されるこず
    を条件ずしおバナデヌトアニオンを特城づけるメ
    タバナゞン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ずのモル比
    であるの範囲におけるバナゞりム原子モル圓
    たり遞択性を高める量の二酞化炭玠ずの存圚䞋で
    行うこずを特城ずするモノアルキレングリコヌル
    の補造方法。  氎察アルキレンオキサむドのモル比が30未満
    であるこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項に
    蚘茉の方法。  反応枩床が20℃ず250℃ずの間であるこずを
    特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  反応圧力がKgcm2ず1000Kgcm2ずの
    間であるこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項
    に蚘茉の方法。  PHが8.5ず10.5ずの間であるこずを特城ず
    する特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  アルキレンオキサむドが゚チレンオキサむ
    ドであるこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項
    に蚘茉の方法。  がアルカリ金属、アンモニりムあるいは
    ホスホニりムのカチオンであるこずを特城ずする
    特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  メタバナゞン酞塩ずオルトバナゞン酞塩ず
    の蚈算したモル比が0.1ず1.5ずの間であ
    るこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘
    茉の方法。  二酞化炭玠察バナゞりム原子のモル比が(i)
    0.7−から(ii)1.8−ずの間であり、PH
    が9.2ず10.5ずの間であるこずを特城ずする特蚱
    請求の範囲第項に蚘茉の方法。
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