JPH0585965A - 塩化メチルの製造方法 - Google Patents

塩化メチルの製造方法

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JPH0585965A
JPH0585965A JP3273091A JP27309191A JPH0585965A JP H0585965 A JPH0585965 A JP H0585965A JP 3273091 A JP3273091 A JP 3273091A JP 27309191 A JP27309191 A JP 27309191A JP H0585965 A JPH0585965 A JP H0585965A
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JP
Japan
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catalyst
methyl chloride
methanol
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hydrogen chloride
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JP3273091A
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Takeshi Morimoto
剛 森本
Yoichi Takagi
洋一 高木
Naoki Yoshida
直樹 吉田
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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    • 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
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】比較的低温度でも高い転化率と選択率で塩化メ
チルを製造できる、新規な触媒を用いたメタノールと塩
化水素との気相反応方法を提供する。 【構成】酸化チタン触媒または亜鉛、クロム等の金属酸
化物を添加した酸化チタン触媒を用い、気相でメタノー
ルと塩化水素とを反応させて塩化メチルを生成せしめ
る。200℃〜250℃程度の低温部でも、高いメタノ
ール反応率と高い塩化メチル選択率を達成可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な触媒の存在下で
メタノールと塩化水素とを気相で反応せしめることを特
徴とする塩化メチルの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】塩化メチルは、シリコーン、ブチルゴ
ム、メチルセルロ−ス、クロロホルム、四塩化炭素等の
原料としてその有用性を広く認められているが、その製
造法として工業的に満足なものはいまだ知られていな
い。
【0003】従来、塩化メチルを製造する方法として
は、メタンの気相塩素化反応による方法や、触媒として
金属ハライド等のフリーデルクラフツ型触媒を用いるメ
タノールの液相塩酸化反応による方法などが知られてい
る。また、メタノールと塩化水素とをアルミナ触媒の存
在下に気相で反応せしめる方法も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき従来法に
はそれぞれ種々の不利な点がある。
【0005】メタンの気相塩素化方法は、大なる設備を
要し、同時に塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素
などを副生するのでその分離精製が必要であり、極めて
複雑な操作を要するとともに、反応温度が高く、カーボ
ンの生成等の副反応が起こりやすいため塩化メチル選択
率が極めて低い。
【0006】また、メタノールの液相塩酸化反応方法
は、系内に水が存在するため触媒の劣化が著しい、メタ
ノールの転化率が低い、反応速度が遅い、ジメチルエー
テル生成等の副反応が起こり易いため塩化メチル選択率
が低いなどの難点が認められ、工業的製造法としては好
ましくない。
【0007】さらに、アルミナ触媒存在下にメタノール
と塩化水素とを気相で反応させる方法は、高いメタノー
ル反応率を得るのに高温反応が必要であり、塩化メチル
の分解抑制あるいは触媒の耐久性などの観点から不利を
伴う。
【0008】本発明の目的は、前述の問題点を解決しよ
うとするものであり、メタノールと塩化水素とを気相で
反応させて塩化メチルを生成せしめる方法において、低
温反応(例えば、反応温度200〜250℃程度)でも
高いメタノール反応率及び塩化メチル選択率が達成でき
る手段を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、メタノールと
塩化水素とを酸化チタン触媒の存在下に気相で反応させ
て塩化メチルを生成せしめることを特徴とする塩化メチ
ルの製造方法を新規に提供するものである。
【0010】また、本発明は、メタノールと塩化水素と
を触媒の存在下に気相で反応させて塩化メチルを製造す
る際に、亜鉛、銅、マンガン、コバルト、クロム、鉄、
およびニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一種
の金属の酸化物を添加せしめた酸化チタン触媒を用いる
ことを特徴とする塩化メチルの製造方法をも新規に提供
するものである。
【0011】本発明においては、触媒として酸化チタン
または特定金属酸化物を添加せしめた酸化チタンを用い
ることが重要である。
【0012】酸化チタンとしては、2価チタン,3価チ
タン,または4価チタンの酸化物が挙げられるが、通常
は4価チタンの酸化物(以下、チタニアという)が好適
に採用される。以下、酸化チタンの典型例であるチタニ
アを代表させて説明する。本発明において使用するチタ
ニアは、比表面積が好ましくは10m2/g以上、特に好まし
くは50m2/g以上あるものが良い。
【0013】チタニアに添加される特定金属酸化物とし
ては、亜鉛、銅、マンガン、コバルト、クロム、鉄また
はニッケルの酸化物が挙げられる。これら特定金属酸化
物の出発物質はどのような化学形態のものでもよいが、
例えばこれらの金属元素の硝酸塩、塩酸塩、炭酸塩、酢
酸塩、水酸化物、錯塩を用いることができ、原料の化学
形態に適合した調製方法により溶液が調製されるが、溶
媒への良好な溶解性や添加する触媒成分の良好な分散性
が確保できることから、特に硝酸塩、酢酸塩等を出発物
質として用いるのが望ましい。これらの金属塩は、所望
ならば2種類以上混合して用いても差し支えない。
【0014】これら特定金属酸化物をチタニアに添加す
る態様についても、特に限定されるものではないが、単
なる混合などよりもチタニアに担持せしめる態様が有効
である。すなわち、特定金属の塩を水または有機溶媒、
例えばメタノール、エタノール、アセトン等に溶解させ
た溶液、好ましくは水に溶解させ、チタニアに含浸させ
た後、乾燥させることによって用いるのが簡便である。
特定金属酸化物のチタニアに対する添加量または担持量
は、1〜20重量%程度の範囲から選定され得るが、特に
3〜15重量%程度が経済性及び効果の点で望ましい。
【0015】本発明における触媒は、所望により乾燥後
に、焼成を行なうのが望ましいが、焼成条件としては30
0 ℃〜700 ℃、好ましくは400 ℃〜600 ℃で1〜10時
間、好ましくは2〜6時間程度が採用され得るものであ
り、特に限定されるものではない。触媒の形状等は、従
来知られているものが、そのまま適用し得る。例えば、
触媒は種々の形状にペレット化して用いることができ
る。
【0016】反応方式,反応装置,反応条件などは、触
媒を用いて気相で反応を行なえるものであれば特に限定
されない。例えば固定床方式、流動床方式等が一般に採
用される。上述の触媒を使用してメタノールと塩化水素
とを気相において反応させる場合、常圧は勿論のこと加
圧(2〜5気圧程度)においても反応を行なうことがで
きる。一方反応温度は塩酸が凝縮する温度(108℃)以上
であればよいが、反応率および選択率を考慮し、120 ℃
以上で行なうことが好適である。さもないと、反応速度
が遅くなって収率が低くなるほか、未反応物及びメタノ
ールと塩化水素との反応により副生した水が反応系内に
残るようになり、触媒に悪影響が生じたり、反応装置が
著しく腐食されることになる。
【0017】また、メタノールと塩化水素とのモル比
(HCl/CH3OH)はいずれが過剰であってもよいが、メタノ
ールがあまりに過剰であると、塩化水素の反応率が低下
する傾向が認められるので、HCl/CH3OHのモル比1.0 〜
1.5 程度の範囲が工業的操作に適している。さらに、反
応器における空間速度(SV)は200 〜10000h-1、好ましく
は300 〜3000h-1 が望ましい。反応生成物は通常の方法
によって未反応物と分離されかつ捕集される。
【0018】本発明に使用される触媒はアルミナ等の触
媒に比べて活性が大なので反応をより低温で行なうこと
ができるため、触媒の耐久性が増大し、また塩化メチル
の分解が減少するという利点がある。さらに触媒が球状
粒として使用できるので、連続操業の際には触媒床の前
後での圧力差が小さくてすみ、したがって気体を触媒床
に通送させるための動力が節減できる。
【0019】
【実施例】
[実施例1]市販のチタニア粉末(比表面積50m2/g)を
電気炉にて500 ℃で4時間焼成し、120Kg/cm2 でプレス
成型した後に破砕して篩で分級して10から20メッシュの
粒度のものを触媒として使用した。この触媒6mlを内径
14mmのガラス製反応器に充填し、所用温度に加熱し、メ
タノールと塩化水素をHCl/CH3OH =1.3 (モル比)、空
間速度 SV=2000h-1で流通させて反応を行なった結果を
表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】[実施例2]市販のチタニア粉末(比表面
積50m2/g)を硝酸亜鉛水溶液に浸漬させ、110 ℃で12時
間乾燥させた後、500 ℃で3時間焼成して酸化亜鉛10重
量%担持せしめ、これを150Kg/cm2 でプレス成型した後
に破砕して篩で分級し7〜15メッシュの粒度のものを試
験用触媒とし、この触媒6mlを内径14mmのガラス製反応
器に充填して、所用温度に加熱した。これにメタノール
と塩化水素をHCl/CH3OH =1.5 (モル比)、空間速度 S
V=2500h-1 で流通させて反応させた結果を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】[実施例3]市販のチタニア粉末(比表面
積45m2/g)を酢酸クロム水溶液に浸漬させ、120℃で6
時間乾燥させた後、450 ℃で4時間焼成して酸化クロム
9重量%担持せしめ、これを130Kg/cm2 でプレス成型し
た後に破砕して篩で分級し10〜20メッシュの粒度のもの
を試験用触媒とし、この触媒6ml を内径14mmのガラス製
反応器に充填し、所用温度に加熱した。メタノールと塩
化水素とをHCl/CH3OH =1.4 (モル比)、空間速度 SV=
2200h-1 で流通させて反応を行なった結果を表3に示
す。
【0024】
【表3】
【0025】[実施例4]市販のチタニア粉末(比表面
積50m2/g)を酢酸銅水溶液に浸漬させた。これらを110
℃で9時間乾燥させた後、500 ℃で3時間焼成して酸化
銅11重量%担持せしめたものを使用した。これを140Kg/
cm2 でプレス成型した後に破砕して篩で分級して7〜15
メッシュの粒度のものを試験用触媒として使用した。こ
の触媒6mlを内径14mmのガラス製反応器に充填し、所用
温度に加熱した。これにメタノールと塩化水素とをHCl/
CH3OH =1.3 (モル比)、空間速度 SV=2500h-1 で流通
させて反応を行なった結果を表4に示す。
【0026】
【表4】
【0027】[実施例5]市販のチタニア粉末(比表面
積50m2/g)を硝酸マンガン水溶液に浸漬させて、100 ℃
で12時間乾燥させた後、500 ℃で4時間焼成して酸化マ
ンガンを10重量%担持せしめたものを、130Kg/cm2 でプ
レス成型した後に破砕して篩で分級し10〜20メッシュの
粒度のものを試験用触媒として使用した。この触媒6ml
を内径14mmのガラス製反応器に充填し、所用温度に加熱
し、HCl/CH3OH =1.4 (モル比)、空間速度 SV=2300h
-1 で流通させて反応を行なった結果を表5に示す。
【0028】
【表5】
【0029】[実施例6]市販のチタニア粉末(比表面
積45m2/g)を硝酸コバルト水溶液に浸漬させて、110 ℃
で8時間乾燥させた後、450 ℃で4時間焼成して酸化コ
バルト9重量%担持せしめたものを、120Kg/cm2 でプレ
ス成型した後に破砕して篩で分級し10〜20メッシュの粒
度のものを試験用触媒として使用した。この触媒6mlを
内径14mmのガラス製反応器に充填し、所用温度に加熱
し、HCl/CH3OH =1.2 (モル比)、空間速度 SV=2500h
-1 で流通させて反応を行なった結果を表6に示す。
【0030】
【表6】
【0031】[実施例7]市販のチタニア粉末(比表面
積50m2/g)を硝酸鉄水溶液に浸漬させた。これらを110
℃で12時間乾燥させた後、500 ℃で2時間焼成して酸化
鉄を10重量%担持せしめたものを使用した。これを150K
g/cm2 でプレス成型した後に破砕して篩で分級し7〜15
メッシュの粒度のものを試験用触媒として使用した。こ
の触媒6mlを内径14mmのガラス製反応器に充填し、所用
温度に加熱した。これにメタノールと塩化水素とをHCl/
CH3OH =1.5 (モル比)、空間速度 SV=2500h-1で流通
させて反応を行なった結果を表7に示す。
【0032】
【表7】
【0033】[実施例8]市販のチタニア粉末(比表面
積50m2/g)を酢酸ニッケル水溶液に浸漬させた。これら
を120 ℃で6時間乾燥させた後、500 ℃で3時間焼成し
て酸化ニッケルを11重量%担持せしめたものを使用し
た。これを120Kg/cm2 でプレス成型した後に破砕して篩
で分級し10〜20メッシュの粒度のものを試験用触媒とし
て使用した。この触媒6mlを内径14mmのガラス製反応器
に充填し、所用温度に加熱した。これにメタノールと塩
化水素をHCl/CH3OH =1.4 (モル比)、空間速度 SV=23
00h-1で流通させて反応を行なった結果を表8に示す。
【0034】
【表8】
【0035】[比較例]市販のγ- アルミナ粉末(比表
面積140m2/g )を電気炉で500 ℃で4時間焼成し、これ
を120Kg/cm2 でプレス成型した後に破砕して篩で分級し
て10から20メッシュの粒度のものを試験用触媒として使
用した。この触媒6mlを内径14mmのガラス製反応器に充
填し、所用温度に加熱し、HCl/CH3OH =1.3 (モル
比)、空間速度 SV=2000h-1 で流通させて反応を行なっ
た結果を表9に示す。
【0036】
【表9】
【0037】
【発明の効果】(1) 200 ℃〜250 ℃程度の低温でも高い
メタノール反応率と高い塩化メチル選択率を示す。 (2) 低温で反応を行なうことが可能なため塩化メチルの
分解が少なく、触媒の耐久性も増大する。 (3) 触媒が球状粒として使用できるので、連続操業の際
には触媒床の前後での圧力差が小さくてすみ、したがっ
て気体を触媒床に通送させるための動力が節減できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 23/72 X 8017−4G 23/74 301 X 8017−4G 311 X 8017−4G 321 X 8017−4G C07C 17/16 // C07B 61/00 300

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メタノールと塩化水素とを酸化チタン触媒
    の存在下に気相で反応させて塩化メチルを生成せしめる
    ことを特徴とする塩化メチルの製造方法。
  2. 【請求項2】メタノールと塩化水素とを触媒の存在下に
    気相で反応させて塩化メチルを製造する際に、亜鉛、
    銅、マンガン、コバルト、クロム、鉄、およびニッケル
    からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属の酸化物
    を添加せしめた酸化チタン触媒を用いることを特徴とす
    る塩化メチルの製造方法。
  3. 【請求項3】酸化チタンが4価チタンの酸化物である請
    求項1または2の塩化メチルの製造方法。
JP3273091A 1991-09-25 1991-09-25 塩化メチルの製造方法 Withdrawn JPH0585965A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102087960B1 (ko) * 2018-09-18 2020-03-12 한국화학연구원 다단계 반응에 의한 염화메틸의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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