JPH06179640A - Production of methylamines - Google Patents

Production of methylamines

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JPH06179640A
JPH06179640A JP5182410A JP18241093A JPH06179640A JP H06179640 A JPH06179640 A JP H06179640A JP 5182410 A JP5182410 A JP 5182410A JP 18241093 A JP18241093 A JP 18241093A JP H06179640 A JPH06179640 A JP H06179640A
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mordenite
trimethylamine
methanol
catalyst
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忠光 清浦
Kazuhiro Terada
和廣 寺田
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Abstract

PURPOSE:To obtain mono-and dimethylamines by reacting methanol with ammonia using mordenite treated with an alcoholic solution containing a tetraalkoxysilane dissolved therein in a liquid layer and suppressing the formation of trimethylamine. CONSTITUTION:Methanol is made to react with ammonia to suppress the formation of trimethylamine and produce mono- and dimethylamines. In the process, a catalyst prepared by treating mordenite with an alcoholic solution containing a silicon alkoxide, especially a tetraalkoxysilane dissolved in methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc., is used as a catalyst. The methylamines are compounds useful as a raw material for producing various organic synthetic intermediates. The mono- and dimethylamines are obtained in a large amount according to this method. Since the amount of trimethylamine formed as a by-product is small, a step for recycling the trimethylamine to the reactional system and disproportionating the trimethylamine can be omitted. Thereby, the process for producing the methylamines can be simplified to reduce the amount of utilities used.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアミン類の製造方法、よ
り詳細には、メタノールとアンモニアからメチルアミン
類を製造する際にトリメチルアミンよりもモノおよびジ
メチルアミンをより大量に取得する方法に関する。 本
発明の方法で得られるメチルアミン類は溶剤の製造原
料、各種有機合成中間体製造原料として有用な化合物で
ある。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing amines, and more particularly to a method for producing a larger amount of mono- and dimethylamine than trimethylamine in producing methylamines from methanol and ammonia. The methylamines obtained by the method of the present invention are useful compounds as raw materials for producing solvents and raw materials for producing various organic synthetic intermediates.

【0002】[0002]

【従来の技術】メチルアミン類、即ちモノメチルアミ
ン、ジメチルアミンおよびトリメチルアミンはメタノー
ルまたはメタノールとジメチルエーテルの混合物をアン
モニアと反応させる方法や、青酸を接触還元する方法等
で製造する。而して、これらのメチルアミン類はモノ、
ジおよびトリメチルアミンの混合物として生成し、各々
に対応した用途を持つ。 ー方、これらのメチルアミン
類の需要は、ジメチルアミンまたはモノメチルアミンに
偏つており、トリメチルアミンの需要は現状では少な
い。 通常の非晶質シリカアルミナを触媒としてメタノ
ールとアンモニアの反応で得られるメチルアミン類は、
トリメチルアミンが主生成物であり、需要の多いジメチ
ルアミンの取得量が少ない難点があつた。 これらの難
点を克服するために、炭素数1〜18のアルコールとア
ンモニアとの反応に孔径5〜10オングストロームの値
を持つ脱水した結晶性アルミノシリケート(ゼオライ
ト)を触媒に用いると、モノおよびジアミンがトリアミ
ンより優先的に生成することが開示されている。 ま
た、前記した反応に適したゼオライトの種類として、天
然ゼオライトおよび合成ゼオライトが示されている。天
然ゼオライトとして、フォージャス石、アナルサイト、
クリノプチルライト、フェリエライト、チャバザイト、
グメリナイト、レビナイト、エリオナイトおよびモルデ
ナイト等が適当であると開示されている。 合成ゼオラ
イトとしては、X型、Y型およびA型等が適当であると
開示されている(USP.,3,384,667;19
68年)。
2. Description of the Related Art Methylamines, that is, monomethylamine, dimethylamine and trimethylamine are produced by a method of reacting methanol or a mixture of methanol and dimethyl ether with ammonia, a method of catalytic reduction of hydrocyanic acid and the like. Thus, these methylamines are mono,
It is produced as a mixture of di and trimethylamine, and has a corresponding use. On the other hand, the demand for these methylamines is biased toward dimethylamine or monomethylamine, and the demand for trimethylamine is small at present. Methylamines obtained by the reaction of methanol and ammonia using ordinary amorphous silica alumina as a catalyst are
Since trimethylamine is the main product, there is a problem that the amount of dimethylamine, which is in high demand, is small. In order to overcome these difficulties, when dehydrated crystalline aluminosilicate (zeolite) having a pore size of 5 to 10 angstrom is used as a catalyst for the reaction between alcohol having 1 to 18 carbon atoms and ammonia, mono and diamine are It is disclosed that it is produced preferentially over triamine. Further, natural zeolite and synthetic zeolite are shown as types of zeolite suitable for the above-mentioned reaction. As natural zeolite, faujas stone, analsite,
Clinoptile light, ferrierite, chabazite,
Gmelinite, levinite, erionite and mordenite are disclosed as suitable. As the synthetic zeolite, X-type, Y-type, A-type and the like are disclosed to be suitable (USP., 3,384,667; 19).
68 years).

【0003】メタノールとアンモニアを特定割合で混合
し、モルデナイト等の触媒の存在下に反応させモノメチ
ルアミンを特異的に多く取得する方法(特開昭56−1
13747)、およびNaモルデナイトから選ばれる結
晶質アルミノシリケートで、モノメチルアミンを不均化
しジメチルアミンを高選択的に得る(特開昭56−46
846)方法も開示されている。前記のUSP.,3,
384,667と同様な方法で使用するモルデナイトに
天然産の鉱物を使用する方法(特開昭57−16944
4)、ランタンイオンでイオン交換したモルデナイトを
触媒に使用する方法(特開昭58−49340)、アル
カリ金属のイオン交換量を特定の範囲に限定したモルデ
ナイトを触媒に使用する方法(特開昭59−21005
0)、触媒にスチーム処理したモルデナイトを使用する
方法(特開昭59−227841)、低バインダー含有
量のA型ゼオライトを触媒として使用する方法(特開昭
58−69846)またはRho型(ZK−5)ゼオラ
イトを触媒とする方法等も開示されている。
A method in which methanol and ammonia are mixed at a specific ratio and reacted in the presence of a catalyst such as mordenite to obtain a large amount of monomethylamine (Japanese Patent Laid-Open No. 56-1).
13747) and a crystalline aluminosilicate selected from Na mordenite to disproportionate monomethylamine to obtain dimethylamine with high selectivity (JP-A-56-46).
846) method is also disclosed. USP. , 3,
A method of using a naturally occurring mineral for mordenite used in the same manner as 384,667 (JP-A-57-16944).
4), a method of using mordenite ion-exchanged with lanthanum ions as a catalyst (JP-A-58-49340), and a method of using mordenite having an ion exchange amount of an alkali metal within a specific range (JP-A-59). -21005
0), a method using steam-treated mordenite as a catalyst (JP-A-59-227841), a method using a low binder content A-type zeolite as a catalyst (JP-A-58-69846) or Rho-type (ZK- 5) A method of using zeolite as a catalyst is also disclosed.

【0004】以上の方法でゼオライト系の触媒を使用す
るとトリメチルアミンの生成量を抑制することができる
が、更にトリメチルアミンの生成量をゼロないし実質的
にゼロとする目的でモルデナイトの細孔を四塩化珪素の
CVD処理で修飾したものを触媒として使用する方法も
知られている(特開平03−262540; J.Ca
tal.,131巻,482(1991))。チャバザ
イト、エリオナイト、ZK−5およびRho型ゼオライ
ト上にケイ素、アルミニウム、燐またはホウ素の化合物
を沈澱させ変性したものを触媒にする方法(特開昭61
ー254256;USP.,4,683,334)でト
リメチルアミンの生成量を低減する方法もある。また、
非ゼオライト系モレキュラーシーブのSAPOを触媒と
してアルコールとアンモニアを反応させアルキルアミン
とする方法(特開平02−734)も知られている。
When the zeolite type catalyst is used by the above method, the amount of trimethylamine produced can be suppressed. Furthermore, in order to make the amount of trimethylamine produced zero or substantially zero, the pores of mordenite are formed into silicon tetrachloride. There is also known a method of using a catalyst modified by the CVD treatment of JP-A No. 03-262540; J. Ca.
tal. 131, 482 (1991)). A method in which a compound obtained by precipitating and modifying a compound of silicon, aluminum, phosphorus or boron on chabazite, erionite, ZK-5 and Rho type zeolite is used as a catalyst.
-254256; USP. , 4,683,334) to reduce the amount of trimethylamine produced. Also,
There is also known a method of reacting alcohol and ammonia with a non-zeolitic molecular sieve SAPO as a catalyst to give an alkylamine (Japanese Patent Laid-Open No. 02-734).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来開
示されている種々のゼオライト系触媒をメタノールとア
ンモニアとの反応に使用することで,需要の少ないトリ
メチルアミンの生成量を低く抑制し、需要の多いジメチ
ルアミンの取得量を高めることができるようになつてい
る。 しかしながら、これらのゼオライト系の化合物を
触媒に使用してもトリメチルアミンの生成割合を通常2
0%、せいぜい10%程度までしか低減できない。トリ
メチルアミンの生成量を3〜5%程度まで低減できれ
ば、需要の少ないトリメチルアミンを反応系にリサイク
ルして不均化する必要が無く、製造プロセスが簡単とな
りスチームなどの用役の低減が可能となる。
As described above, by using various conventionally disclosed zeolite-based catalysts in the reaction of methanol and ammonia, the production amount of trimethylamine, which is in low demand, can be suppressed to a low level. It is now possible to increase the amount of dimethylamine, which contains a lot of substances. However, even if these zeolite compounds are used as catalysts, the production ratio of trimethylamine is usually 2
It can be reduced to 0% and at most about 10%. If the amount of trimethylamine produced can be reduced to about 3 to 5%, it is not necessary to recycle trimethylamine, which is in low demand, to the reaction system to disproportionate, and the manufacturing process can be simplified to reduce utility such as steam.

【0006】トリメチルアミンの生成量を数%に低減す
る方法としてモルデナイトに四塩化ケイ素をCVD(c
hemical vapor deposition)
により沈着させたものを触媒として使用する方法が開示
されている(特開平03ー262540; USP.,
5,137,854)。 しかしながら、この方法は実
験室的には容易に実施できても工業的に大量の触媒を製
造するのは困難である。本発明の目的とするところは、
前記のような問題点の無いメチルアミンの製造方法、即
ち、ジメチルアミンおよびモノメチルアミンの取得量を
多くし、トリメチルアミンの生成量を3〜5%、更に好
ましくは1〜2%と低く保つたメチルアミンの工業的製
造方法を提供することにある。
As a method for reducing the amount of trimethylamine produced to several percent, CVD (c
chemical vapor position)
Discloses a method of using the deposited material as a catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-262540; USP.,
5,137,854). However, although this method can be easily carried out in the laboratory, it is difficult to industrially produce a large amount of catalyst. The object of the present invention is to
A method for producing methylamine which does not have the above-mentioned problems, that is, the amount of dimethylamine and monomethylamine obtained is increased, and the amount of trimethylamine produced is kept low at 3 to 5%, more preferably 1 to 2%. It is to provide an industrial production method of amine.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、トリメチル
アミンの生成量を極めて低く抑制し、ジメチルアミンの
取得量の多いメチルアミンの工業的製造方法に関して種
々研究した。 その結果、メタノールとアンモニアとを
反応させる際に使用する触媒に、アルコキシシラン類を
溶解させたアルコール溶液を使用し液層中で処理したモ
ルデナイトを使用すれば、トリメチルアミンの生成量を
5%以下に保持できることを見いだし、本発明を完成す
るに至つた。即ち、本発明はメタノールとアンモニアを
反応させメチルアミン類を製造するに際し、モルデナイ
トをテトラアルコキシオルソシリケートのアルコール溶
液で処理した触媒の存在下に反応させることを特徴とす
るメチルアミン類の製造方法である。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted various studies on a method for industrially producing methylamine which suppresses the amount of trimethylamine produced to a very low level and obtains a large amount of dimethylamine. As a result, if mordenite treated in a liquid layer using an alcohol solution in which alkoxysilanes are dissolved is used as a catalyst used when reacting methanol and ammonia, the production amount of trimethylamine is reduced to 5% or less. They have found that they can be retained, and have completed the present invention. That is, the present invention is a method for producing methylamines, which comprises reacting mordenite with methanol in the presence of a catalyst treated with an alcohol solution of tetraalkoxyorthosilicate in producing methylamines by reacting methanol with ammonia. is there.

【0008】従来メタノールとアンモニアからメチルア
ミン類を製造する反応に多用されている通常のモルデナ
イトはNa8 (Al8 Si4096)・24H2 Oで表さ
れる結晶状のアルミノシリケートである( ATLAS
OF ZEOLITESTRUCTURE TYPE
S, W.M.Meier and D.H.Olso
n, 1987,Butterworths )。 また、Me1/n (AlSi512)・3H2 O(Meは
n価のアルカリまたはアルカリ土類原子または水素を表
す)で表記されている場合(特開昭57−16944
4; 特開昭59−210050等)もある。いずれの
場合においても、通常のモルデナイトでは天然品または
合成品(Norton社Zeolon、UCC社LZM
−8、La Grande Paroisse社CM−
180等)を問わず、そのSi/Al比は5、(シリカ
/アルミナ)比(SiO2 /Al23 )で表すと10
の近傍であつて、(シリカ/アルミナ)比で11を越え
るものは特殊合成品を除き知られていない。
Conventional mordenite, which has been frequently used in the reaction for producing methylamines from methanol and ammonia, is a crystalline aluminosilicate represented by Na 8 (Al 8 Si 40 O 96 ) / 24H 2 O ( ATLAS
OF ZEOLITE STRUCTURE TYPE
S, W. M. Meier and D.M. H. Olso
n, 1987, Butterworths). Further, Me1 / n (AlSi 5 O 12) · 3H 2 O If (Me represents an n-valent alkali or alkaline earth atom or hydrogen) are labeled with (JP 57-16944
4; JP-A-59-21050, etc.). In either case, normal or synthetic mordenite (Norton Zeolon, UCC LZM
-8, CM of La Grande Paroisse-
180 or the like), the Si / Al ratio is 5, and the (silica / alumina) ratio (SiO 2 / Al 2 O 3 ) is 10
However, those having a (silica / alumina) ratio of more than 11 are not known except for special synthetic products.

【0009】しかるに、本発明の方法で使用するモルデ
ナイトは(シリカ/アルミナ)比が10または10以上
のものである。(シリカ/アルミナ)比が10前後のも
のであれば通常の合成または天然モルデナイトを使用す
る。(シリカ/アルミナ)比が11以上のものは、通常
のモルデナイトに酸処理などの常法をほどこすことで得
ることもできるし、ケイ酸ソーダ水溶液と塩化アルミニ
ウム水溶液で (10+n)Na2 O(3+n)Al23 (87−
n)SiO2 (ここでnは0〜4)の組成を持つゲル状のスラリーを
調製し、これを130゜〜250℃で10時間〜数日間
水熱合成することにより製造する(Am.Minera
l.65巻、1012(1972))。使用するモルデ
ナイトは、通常、水素イオン型のものを使用すると、高
い触媒活性が得られる場合が多い。
However, the mordenite used in the method of the present invention has a (silica / alumina) ratio of 10 or more. If the (silica / alumina) ratio is around 10, ordinary synthetic or natural mordenite is used. Those having a (silica / alumina) ratio of 11 or more can be obtained by subjecting ordinary mordenite to a conventional method such as acid treatment, or (10 + n) Na 2 O (sodium silicate solution and aluminum chloride solution). 3 + n) Al 2 O 3 (87-
n) SiO 2 (where n is 0 to 4) is prepared by preparing a gel-like slurry and subjecting this to hydrothermal synthesis at 130 ° to 250 ° C. for 10 hours to several days (Am. Minera).
l. 65, 1012 (1972)). When the hydrogen ion type mordenite used is usually used, a high catalytic activity is often obtained.

【0010】合成または天然モルデナイトは、Naイオ
ン型として得られるため、アンモニウムイオンでイオン
交換後、熱分解することにより水素イオン型とする。ま
たはNa型のモルデナイトを1〜3規定の鉱酸で処理す
ることで水素イオン型とする。 モルデナイト中のNa
含有量は0.2wt%以下が高い触媒活性を示す。しか
しながら、Na含有量は3wt%以下であれば実用的な
活性が得られる。Kの含有量は5wt%以下であること
が触媒活性上好ましい。モルデナイトの処理に使用する
ケイ素化合物は、ケイ素のアルコキサイドSi(OR)
4 であつて、Rはメチル、エチルまたはイソプロピルな
どの低級アルキル基を表す。 特にテトラメチルオルソ
シリケート、テトラエチルオルソシリケート等が本発明
の方法に於いて多用される。これらのケイ素アルコキサ
イドは、工業原料として容易に得られるし、四塩化ケイ
素とメタノールまたはエタノール等のアルコール類との
反応で簡単に製造することができる。
Since synthetic or natural mordenite is obtained as Na ion type, it is converted into hydrogen ion type by thermal decomposition after ion exchange with ammonium ion. Alternatively, Na-type mordenite is converted to a hydrogen ion type by treating with 1 to 3 normal mineral acid. Na in mordenite
A content of 0.2 wt% or less shows high catalytic activity. However, if the Na content is 3 wt% or less, practical activity can be obtained. The content of K is preferably 5 wt% or less in terms of catalytic activity. The silicon compound used in the treatment of mordenite is silicon alkoxide Si (OR).
4 , R represents a lower alkyl group such as methyl, ethyl or isopropyl. Particularly, tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate and the like are frequently used in the method of the present invention. These silicon alkoxides can be easily obtained as industrial raw materials and can be easily produced by reacting silicon tetrachloride with alcohols such as methanol or ethanol.

【0011】モルデナイトの処理は液層中で実施する
が、ケイ素のアルコキサイドを溶解せしめる溶媒にはア
ルコール性の溶媒を使用することが必須である。溶媒と
してアルコール以外のものを使用した場合にはトリメチ
ルアミンの生成量を充分に低く保つことができない。例
えば、特開昭61−254256の明細書にはメタノー
ルとアンモニアとの反応にトリメチルアミンの生成量を
抑制する目的で使用する触媒にケイ素化合物、たとえば
テトラエチルオルソシリケート処理したチャバザイト、
エリオナイト等を使用している。前記明細書にはケイ素
化合物を溶解させる好ましい溶媒として非極性有機溶
媒、例えばトルエン、ベンゼン、ヘキサン等の使用が開
示されている。 これに反し、本発明の方法ではケイ素
化合物の溶媒にベンゼン、トルエン等を使用した場合に
は、トリメチルアミンの生成量は8〜10%程度の値し
かえられず、トリメチルアミンの生成量を5%以下に削
減することはできない。本発明の方法において、溶媒と
して使用するアルコールはメタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコール等の低級アルコールが多用され
る。その他にメチルセロソルブ、エチルセロソルブ等の
化合物を溶媒として使用しても良い。また、使用する溶
媒中の水分が多いと、ケイ素アルコキシドが加水分解さ
れ、無駄に消費されるので、溶媒中の水はできるだけ少
ないほうが好ましい。また、ケイ素化合物の処理に供す
るモルデナイトも充分な乾燥状態であることが好まし
く、モルデナイト中の含水量は4wt%以下に保つ必要
がある。ケイ素のアルコキシドを前記したアルコール溶
媒に溶解させて使用するが、その溶解量は0.1〜50
wt%、特に1〜30wt%の範囲が多用される。前記
した、ケイ素アルコキシドのアルコール溶液にモルデナ
イトを懸濁させてモルデナイトの上にケイ素化合物を析
出固定させる。 処理するモルデナイトに対するケイ素
アルコキシドの使用量はモルデナイトの重量に対し3〜
50%、特に5〜30%の範囲が多用される。
The treatment of mordenite is carried out in a liquid layer, but it is essential to use an alcoholic solvent as a solvent for dissolving alkoxide of silicon. When a solvent other than alcohol is used as the solvent, the amount of trimethylamine produced cannot be kept sufficiently low. For example, in the specification of JP-A No. 61-254256, a silicon compound, for example, chabazite treated with tetraethyl orthosilicate, is used as a catalyst for the purpose of suppressing the production of trimethylamine in the reaction between methanol and ammonia.
I use erionite. The above-mentioned specification discloses the use of a non-polar organic solvent such as toluene, benzene or hexane as a preferable solvent for dissolving the silicon compound. On the contrary, in the method of the present invention, when benzene, toluene or the like is used as the solvent for the silicon compound, the amount of trimethylamine produced is only about 8 to 10%, and the amount of trimethylamine produced is 5% or less. It cannot be reduced. In the method of the present invention, the alcohol used as the solvent is often a lower alcohol such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol. In addition, compounds such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve may be used as a solvent. Further, if the solvent used has a large amount of water, the silicon alkoxide is hydrolyzed and wasted, so it is preferable that the amount of water in the solvent is as small as possible. It is also preferable that the mordenite used for the treatment of the silicon compound is in a sufficiently dry state, and the water content in the mordenite needs to be kept at 4 wt% or less. The silicon alkoxide is used by dissolving it in the alcohol solvent described above, and the amount of dissolution is 0.1 to 50.
The range of wt%, especially 1 to 30 wt% is often used. Mordenite is suspended in the aforementioned alcohol solution of silicon alkoxide to deposit and fix the silicon compound on the mordenite. The amount of silicon alkoxide used for the mordenite to be treated is 3 to the weight of the mordenite.
The range of 50%, especially 5 to 30% is often used.

【0012】処理を実施する際の温度は室温ないしアル
コール溶液の沸点であり、通常20゜〜90℃の範囲が
多用される。 加圧下で処理する場合には更に処理温度
を高くすることもできる。処理に要する時間は主に処理
温度により変化するが室温近傍では8時間ないし100
時間、60゜〜90℃では1〜20時間の範囲が多用さ
れる。処理を終了したモルデナイトは、ろ過または遠心
分離等の常法により処理溶液から分離し窒素等の不活性
ガス雰囲気下に加熱するか、減圧下に加熱し付着、また
は吸着している有機溶媒等を除去する。 次いで、空気
または酸素雰囲気下に400゜〜600℃に加熱処理し
触媒とする。
The temperature at which the treatment is carried out is from room temperature to the boiling point of the alcohol solution, and the range of 20 ° to 90 ° C. is often used. When the treatment is carried out under pressure, the treatment temperature can be further increased. The time required for the treatment mainly varies depending on the treatment temperature, but it is 8 hours to 100 near room temperature.
At 60 ° to 90 ° C., the range of 1 to 20 hours is often used. The mordenite after the treatment is separated from the treatment solution by a conventional method such as filtration or centrifugation and heated under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, or heated under reduced pressure to adhere or adsorb the organic solvent or the like. Remove. Then, heat treatment is performed at 400 ° to 600 ° C. in an air or oxygen atmosphere to obtain a catalyst.

【0013】前述のケイ素化合物によるモルデナイトの
処理は1回だけでなく複数回繰り返し実施してもよい。
ケイ素化合物による処理を複数回(例えば、2〜5回)
繰り返した触媒を用いることで、トリメチルアミンの副
生量を1%程度まで低減することもできる。出発原料の
モルデナイトが粒状または錠剤に成型済みであればその
まま触媒として使用に供する。粉状の場合には常法によ
り押し出し、または打錠成型して触媒とする。
The above-described treatment of mordenite with a silicon compound may be carried out not only once but also repeatedly.
Multiple treatments with silicon compounds (eg 2-5 times)
By using the repeated catalyst, the amount of trimethylamine by-produced can be reduced to about 1%. If the starting mordenite is in the form of granules or tablets, it is directly used as a catalyst. When it is in the form of powder, it is extruded or tableted by a conventional method to obtain a catalyst.

【0014】本発明の方法で使用する反応原料は、メタ
ノールまたはメタノールとジメチルエーテルとの混合物
とアンモニアである。 アンモニアとメタノールのモル
比は0.5以上好ましくは1〜10で通常1〜4の範囲
が多用される。触媒層に供給する反応ガスの量は空間速
度SVで表すと200〜20000/hの範囲であり、
反応の圧力は1〜30Kg/cm2G.である。反応を実施す
る際の触媒層の温度は250゜〜450℃、好ましくは
250゜〜350℃が多用される。
The reactants used in the process of the invention are ammonia or a mixture of methanol and dimethyl ether and ammonia. The molar ratio of ammonia to methanol is 0.5 or more, preferably 1 to 10, and the range of 1 to 4 is often used. The amount of reaction gas supplied to the catalyst layer is in the range of 200 to 20000 / h in terms of space velocity SV,
The reaction pressure is 1 to 30 kg / cm 2 G.I. Is. When carrying out the reaction, the temperature of the catalyst layer is often 250 to 450 ° C, preferably 250 to 350 ° C.

【0015】本発明の方法を実施するのに使用する反応
装置は通常の固定床または流動層反応装置である。本反
応は約14KCal/molの発熱反応であるため、固
定床反応器を使用する場合には、反応熱の除去に留意す
ることが、トリメチルアミンの生成量を低いレベルに保
つのに重要である。この目的で、多管式反応器の採用が
好ましい。多管式反応器のチューブ径は1〜3インチの
範囲が多用される。反応装置の出口ガスは通常の分離精
製装置によりメチルアミン類を単離取得するが、本発明
の方法ではトリメチルアミンの生成量が5%以下である
ため、トリメチルアミンの分離工程が小型となり、トリ
メチルアミンを反応系にリサイクルする工程が不要にな
るなど全製造工程が簡素化される。以下に実施例および
比較例で本発明を説明する。
The reactor used to carry out the process of the present invention is a conventional fixed bed or fluidized bed reactor. Since this reaction is an exothermic reaction of about 14 KCal / mol, when using a fixed bed reactor, it is important to keep the heat of reaction in mind in order to keep the amount of trimethylamine produced at a low level. For this purpose, it is preferable to employ a multitubular reactor. The tube diameter of the multitubular reactor is often in the range of 1 to 3 inches. Methylamines are isolated and obtained by an ordinary separation and purification device from the outlet gas of the reaction device. However, since the amount of trimethylamine produced is 5% or less in the method of the present invention, the separation process of trimethylamine becomes small and trimethylamine is reacted. The whole manufacturing process is simplified by eliminating the need for a system recycling process. The present invention will be described below with reference to Examples and Comparative Examples.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

実施例1 合成モルデナイト150gを0.5規定硝酸アンモニウ
ム水溶液1l中に懸濁し油浴上で加熱し4時間還流させ
た。モルデナイトをろ別し新たな0.5規定硝酸アンモ
ニウム水溶液を加え同様な操作を合計3回繰り返し、ろ
別、水洗しアンモニウム型のモルデナイトとし、これを
乾燥後600℃に焼成しH−モルデナイトとした。モル
デナイト中のNa含有量は0.13wt%であつた。こ
れを乾燥密封容器に保存した。テトラエトキシオルソシ
リケート7.5gをエタノール100gに溶解した溶液
に前記のH−モルデナイト60gを懸濁させ60℃で8
時間加熱振盪した。モルデナイトをろ別、エタノールで
洗浄後窒素気流中で昇温し350℃で3時間加熱、次い
で空気気流中で500℃まで昇温し5時間加熱した。こ
れを打錠成型し3mm×3mmの錠剤とし触媒として使
用した。前記の触媒40g(64ml)を内径1インチ
のステンレススチール製反応管に充填し外部より砂流動
浴で加熱した。メタノールを毎時18g、アンモニアを
毎時18.7g気化器を通して反応管に圧入し触媒層温
度310℃、圧力19Kg/cm2G.で反応させた。反応開
始20時間後に反応管出口成分を補集し分析したとこ
ろ、メタノールの転化率90%、モノメチルアミンの選
択率33.3%、ジメチルアミンの選択率63%、トリ
メチルアミンの選択率3.7%であった。
Example 1 150 g of synthetic mordenite was suspended in 1 liter of an aqueous 0.5 N ammonium nitrate solution, heated on an oil bath and refluxed for 4 hours. The mordenite was separated by filtration, a new 0.5N ammonium nitrate aqueous solution was added, and the same operation was repeated 3 times in total, filtered, washed with water to obtain ammonium type mordenite, and dried and calcined at 600 ° C. to obtain H-mordenite. The Na content in the mordenite was 0.13 wt%. It was stored in a dry sealed container. 60 g of the above H-mordenite was suspended in a solution of 7.5 g of tetraethoxy orthosilicate dissolved in 100 g of ethanol, and the suspension was placed at 60 ° C. for 8 hours.
Heated and shaken for hours. The mordenite was separated by filtration, washed with ethanol, heated in a nitrogen stream and heated at 350 ° C. for 3 hours, and then heated in an air stream to 500 ° C. and heated for 5 hours. This was tablet-molded into tablets each having a size of 3 mm × 3 mm and used as a catalyst. 40 g (64 ml) of the above catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 1 inch and heated from the outside in a sand fluidized bath. 18 g of methanol / hour and 18.7 g of ammonia / hour were injected into the reaction tube through a vaporizer to make the catalyst layer temperature 310 ° C. and the pressure 19 kg / cm 2 G. It was made to react with. After 20 hours from the start of the reaction, the components at the outlet of the reaction tube were collected and analyzed. The conversion of methanol was 90%, the selectivity of monomethylamine was 33.3%, the selectivity of dimethylamine was 63%, and the selectivity of trimethylamine was 3.7%. Met.

【0017】比較例1 実施例1で製造したH−モルデナイト60gをテトラエ
トキシオルソシリケート7.5をトルエン100gに溶
解した溶液に懸濁させ60℃で8時間加熱振盪した。
モルデナイトをろ別、ベンゼンで洗浄後、窒素気流中で
昇温し350℃で3時間加熱、次いで空気気流中で50
0℃まで昇温し5時間加熱した。これを打錠成型し3m
m×3mmの錠剤とし、触媒として使用した。前記の触
媒40g(65ml)を内径1インチのステンレススチ
ール製反応管に充填し、実施例1と同様の反応条件でメ
タノールとアンモニアからのメチルアミンの合成反応を
試験した。反応開始20時間後の反応管出口成分を補集
し分析した結果は、メタノールの転化率89%、モノメ
チルアミンの選択率30.1%、ジメチルアミンの選択
率60.3%、トリメチルアミンの選択率9.6%であ
つた。
Comparative Example 1 60 g of the H-mordenite prepared in Example 1 was suspended in a solution of tetraethoxy orthosilicate 7.5 in 100 g of toluene and the mixture was heated and shaken at 60 ° C. for 8 hours.
The mordenite was filtered off, washed with benzene, heated in a nitrogen stream and heated at 350 ° C. for 3 hours, then in an air stream at 50.
It heated up to 0 degreeC and heated for 5 hours. This is tablet-molded and 3m
Tablets of m × 3 mm were used as a catalyst. 40 g (65 ml) of the above catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 1 inch, and the synthetic reaction of methylamine from methanol and ammonia was tested under the same reaction conditions as in Example 1. After 20 hours from the start of the reaction, the reaction tube outlet components were collected and analyzed, and the results were as follows: methanol conversion 89%, monomethylamine selectivity 30.1%, dimethylamine selectivity 60.3%, trimethylamine selectivity. It was 9.6%.

【0018】実施例2 粒径2〜4mmの天然ゼオライト(モルデナイト含有量
約70%)110gを2規定の塩酸1l中に投入し50
℃で10時間震とうした。ゼオライトをろ別し次いで新
たな1規定塩酸1l中に投入し50℃で更に10時間震
とうした。ゼオライトをろ別、水洗乾燥後500℃に加
熱しH−モルデナイトを製造した。製造されたゼオライ
トはほぼ完全にH型でありNaの含有量は0.15%で
あつた。テトラメトキシオルソシリケート7gを溶解し
たメタノール溶液100gに前記のH−モルデナイト5
0gを投入し室温(20゜〜25℃)で60時間震とう
した。 H−モルデナイトをろ別、メタノールで洗浄
後、窒素気流中で昇温し350℃で2時間加熱、次いで
空気気流中で500℃まで昇温し4時間加熱した。得ら
れた粒状ゼオライトをそのまま触媒として反応に使用し
た。内径1インチのステンレス鋼製反応管に前記触媒4
0g(60ml)を充填し砂流動浴で外部より加熱し
た。メタノールを毎時15g、アンモニアを毎時16g
の割合で蒸発器を経て反応管に圧入し310℃,圧力1
9Kg/cm2Gで反応させた。反応開始30時間後に反応管
出口成分を分析した結果は、メタノールの転化率90
%、モノメチルアミンの選択率34.4%、ジメチルア
ミンの選択率62.1%、トリメチルアミンの選択率
3.5%であつた。
Example 2 110 g of natural zeolite (having a mordenite content of about 70%) having a particle size of 2 to 4 mm was put into 1 liter of 2N hydrochloric acid, and 50
Shake for 10 hours at ℃. Zeolite was filtered off, then added to 1 l of fresh 1N hydrochloric acid, and shaken at 50 ° C. for another 10 hours. The zeolite was filtered off, washed with water and dried, and then heated to 500 ° C. to produce H-mordenite. The produced zeolite was almost completely H type, and the Na content was 0.15%. The above H-mordenite 5 was added to 100 g of a methanol solution containing 7 g of tetramethoxy orthosilicate dissolved therein.
0 g was added and shaken at room temperature (20 ° to 25 ° C.) for 60 hours. The H-mordenite was filtered off, washed with methanol, heated in a nitrogen stream and heated at 350 ° C. for 2 hours, and then heated in an air stream to 500 ° C. and heated for 4 hours. The obtained granular zeolite was directly used as a catalyst in the reaction. The catalyst 4 is attached to a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 1 inch.
It was filled with 0 g (60 ml) and heated from the outside in a sand fluidized bath. 15 g of methanol / hour, 16 g of ammonia / hour
At a rate of 310 ° C and a pressure of 1
The reaction was carried out at 9 kg / cm 2 G. After 30 hours from the start of the reaction, the result of analyzing the components at the outlet of the reaction tube was 90% conversion of
%, Monomethylamine selectivity was 34.4%, dimethylamine selectivity was 62.1%, and trimethylamine selectivity was 3.5%.

【0019】比較例2 テトラメトキシオルソシリケート7gをベンゼン100
gに溶解した溶液に実施例2の粒状H−型モルデナイト
を50g投入し室温(20゜〜25℃)で60時間震と
うした。 H−モルデナイトをろ別、ベンゼンで洗浄
し、窒素気流中で350℃まで昇温し3時間加熱、次い
で空気気流中で500℃まで昇温し4時間加熱した。得
られた粒状ゼオライトをそのまま触媒として反応に使用
した。内径1インチのステンレス鋼製反応管に前記の粒
状触媒40g(61ml)を充填し砂流動浴で外部より
触媒層を加熱した。メタノールを毎時15g、アンモニ
アを毎時16gの割合で蒸発器を経て反応管に圧入し3
10℃,圧力19Kg/cm2Gで反応させた。反応開始30
時間後に反応管出口成分を分析したところ、メタノール
の転化率90%、モノメチルアミンの選択率28.4
%、ジメチルアミンの選択率62.5%、トリメチルア
ミンの選択率9.1%であつた。
Comparative Example 2 7 g of tetramethoxy orthosilicate was added to 100 g of benzene.
50 g of the granular H-type mordenite of Example 2 was added to the solution dissolved in g and shaken at room temperature (20 ° to 25 ° C.) for 60 hours. H-mordenite was filtered off, washed with benzene, heated to 350 ° C. in a nitrogen stream and heated for 3 hours, and then heated to 500 ° C. in an air stream for 4 hours. The obtained granular zeolite was directly used as a catalyst in the reaction. 40 g (61 ml) of the above-mentioned granular catalyst was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 1 inch, and the catalyst layer was heated from the outside in a sand fluidized bath. 15 g of methanol per hour and 16 g of ammonia per hour were injected into the reaction tube through the evaporator at a rate of 3 g.
The reaction was carried out at 10 ° C. and a pressure of 19 kg / cm 2 G. Reaction start 30
When the reaction tube outlet component was analyzed after a lapse of time, the conversion of methanol was 90% and the selectivity of monomethylamine was 28.4.
%, The selectivity of dimethylamine was 62.5%, and the selectivity of trimethylamine was 9.1%.

【0020】実施例3 粒状モルデナイト(2〜3mm)200gを0.2規定
KCl水溶液2l中で4時間緩やかに攪はんし、水洗後
ろ別した。次いで、1.2規定HCl水溶液2l中で4
時間緩やかに攪はんし粒状モルデナイトをろ別し、新た
な1.2規定HCl水溶液2lを加え一晩放置した。こ
れを水洗ろ別、乾燥後500℃に焼成し、H−モルデナ
イトを得た。 得られたH−モルデナイトのNa含有量
は0.11wt%、K含有量は2.3wt%であつた。
前記モルデナイト50gを採りテトラエチルオルソシリ
ケート9gをメタノール70gに溶解させた溶液に入れ
室温で6時間震とうした。固体をろ別し、窒素気流中2
50℃で1時間、空気雰囲気下500℃で2時間焼成し
シリル化処理を実施した。更に前記のシリル化処理を合
計4回繰り返して触媒を調製した。得られた触媒40g
を採り実施例1と同じ装置で、同様の反応条件でメチル
アミン合成反応を試験した。反応開始100時間後の生
成物を定量したところ、メタノールの転化率91%、モ
ノメチルアミンの選択率35.6%ジメチルアミンの選
択率63.4%、トリメチルアミンの選択率1.0%で
あつた。
Example 3 200 g of granular mordenite (2 to 3 mm) was gently stirred in 2 l of 0.2 N KCl aqueous solution for 4 hours, washed with water and separated. Then, 4 in 2 l of 1.2 N HCl aqueous solution
The granular mordenite was gently stirred for a while to separate the mordenite by filtration, 2 l of a new 1.2N HCl aqueous solution was added, and the mixture was allowed to stand overnight. This was washed with water, filtered, dried and calcined at 500 ° C. to obtain H-mordenite. The obtained H-mordenite had a Na content of 0.11 wt% and a K content of 2.3 wt%.
50 g of the mordenite was taken, and the mixture was placed in a solution of 9 g of tetraethyl orthosilicate dissolved in 70 g of methanol and shaken at room temperature for 6 hours. The solid is filtered off, and in a nitrogen stream 2
A silylation treatment was carried out by baking at 50 ° C. for 1 hour and at 500 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. Further, the above silylation treatment was repeated 4 times in total to prepare a catalyst. 40 g of the obtained catalyst
The same apparatus as in Example 1 was used to test the methylamine synthesis reaction under the same reaction conditions. When the product was quantified 100 hours after the start of the reaction, the conversion of methanol was 91%, the selectivity of monomethylamine was 35.6%, the selectivity of dimethylamine was 63.4%, and the selectivity of trimethylamine was 1.0%. .

【0021】[0021]

【発明の効果】メタノールとアンモニアとの反応によ
り、メチルアミン類を製造する際、触媒として、ケイ素
アルコキシドのアルコール溶液で処理した、特定の方法
で製造したモルデナイトを触媒として使用することによ
り、トリメチルアミンの生成割合を5%以下の低い値に
削減できる。これにより、トリメチルアミンを反応系に
リサイクルして不均化する工程が省略でき、メチルアミ
ン製造プロセスが簡略化でき、用役使用量も低減可能と
なる。
EFFECTS OF THE INVENTION When methylamines are produced by the reaction of methanol and ammonia, by using mordenite produced by a specific method, which has been treated with an alcohol solution of silicon alkoxide, as a catalyst, The generation rate can be reduced to a low value of 5% or less. This makes it possible to omit the step of recycling and disproportionating trimethylamine to the reaction system, simplifying the methylamine production process, and reducing the amount of use.

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年8月24日[Submission date] August 24, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Name of item to be corrected] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、トリメチル
アミンの生成量を極めて低く抑制し、ジメチルアミンの
取得量の多いメチルアミンの工業的製造方法に関して種
々研究した。 その結果、メタノールとアンモニアとを
反応させる際に使用する触媒に、アルコキシシラン類を
溶解させたアルコール溶液を使用し液層中で処理したモ
ルデナイトを使用すれば、トリメチルアミンの生成量を
5%以下に保持できることを見いだし、本発明を完成す
るに至つた。即ち、本発明はメタノールとアンモニアを
反応させメチルアミン類を製造するに際し、モルデナイ
トをテトラアルコキシシランのアルコール溶液で処理し
た触媒の存在下に反応させることを特徴とするメチルア
ミン類の製造方法である。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted various studies on a method for industrially producing methylamine which suppresses the amount of trimethylamine produced to a very low level and obtains a large amount of dimethylamine. As a result, if mordenite treated in a liquid layer using an alcohol solution in which alkoxysilanes are dissolved is used as a catalyst used when reacting methanol and ammonia, the production amount of trimethylamine is reduced to 5% or less. They have found that they can be retained, and have completed the present invention. That is, the present invention is a method for producing methylamines, which comprises reacting mordenite with methanol in the presence of a catalyst treated with an alcohol solution of tetraalkoxysilane to produce methylamines by reacting methanol with ammonia. .

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0010】合成または天然モルデナイトは、Naイオ
ン型として得られるため、アンモニウムイオンでイオン
交換後、熱分解することにより水素イオン型とする。ま
たはNa型のモルデナイトを1〜3規定の鉱酸で処理す
ることで水素イオン型とする。 モルデナイト中のNa
含有量は0.2wt%以下が高い触媒活性を示す。しか
しながら、Na含有量は3wt%以下であれば実用的な
活性が得られる。Kの含有量は5wt%以下であること
が触媒活性上好ましい。モルデナイトの処理に使用する
ケイ素化合物は、ケイ素のアルコキシドSi(OR)4
であつて、Rはメチル、エチルまたはイソプロピルなど
の低級アルキル基を表す。 特にテトラメトキシシラ
テトラエトキシシラン等が本発明の方法に於いて多
用される。これらのケイ素のアルコキシドは、工業原料
として容易に得られるし、四塩化ケイ素とメタノールま
たはエタノール等のアルコール類との反応で簡単に製造
することができる。
Since synthetic or natural mordenite is obtained as Na ion type, it is converted into hydrogen ion type by thermal decomposition after ion exchange with ammonium ion. Alternatively, Na-type mordenite is converted to a hydrogen ion type by treating with 1 to 3 normal mineral acid. Na in mordenite
A content of 0.2 wt% or less shows high catalytic activity. However, if the Na content is 3 wt% or less, practical activity can be obtained. The content of K is preferably 5 wt% or less in terms of catalytic activity. The silicon compound used for the treatment of mordenite is a silicon alkoxide Si (OR) 4
Wherein R represents a lower alkyl group such as methyl, ethyl or isopropyl. Especially tetramethoxysila
And tetraethoxysilane are often used in the method of the present invention. These silicon alkoxides are easily obtained as industrial raw materials, and can be easily produced by reacting silicon tetrachloride with alcohols such as methanol or ethanol.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】モルデナイトの処理は液層中で実施する
が、ケイ素のアルコキシドを溶解せしめる溶媒にはアル
コール性の溶媒を使用することが必須である。溶媒とし
てアルコール以外のものを使用した場合にはトリメチル
アミンの生成量を充分に低く保つことができない。例え
ば、特開昭61−254256の明細書にはメタノール
とアンモニアとの反応にトリメチルアミンの生成量を抑
制する目的で使用する触媒にケイ素化合物、たとえば
トラエトキシシラン処理したチャバザイト、エリオナイ
ト等を使用している。前記明細書にはケイ素化合物を溶
解させる好ましい溶媒として非極性有機溶媒、例えばト
ルエン、ベンゼン、ヘキサン等の使用が開示されてい
る。 これに反し、本発明の方法ではケイ素化合物の溶
媒にベンゼン、トルエン等を使用した場合には、トリメ
チルアミンの生成量は8〜10%程度の値しかえられ
ず、トリメチルアミンの生成量を5%以下に削減するこ
とはできない。
本発明の方法において、溶媒と
して使用するアルコールはメタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコール等の低級アルコールが多用され
る。その他にメチルセロソルブ、エチルセロソルブ等の
化合物を溶媒として使用しても良い。また、使用する溶
媒中の水分が多いと、ケイ素アルコキシドが加水分解さ
れ、無駄に消費されるので、溶媒中の水はできるだけ少
ないほうが好ましい。また、ケイ素化合物の処理に供す
るモルデナイトも充分な乾燥状態であることが好まし
く、モルデナイト中の含水量は4wt%以下に保つ必要
がある。ケイ素のアルコキシドを前記したアルコール溶
媒に溶解させて使用するが、その溶解量は0.1〜50
wt%、特に1〜30wt%の範囲が多用される。前記
した、ケイ素アルコキシドのアルコール溶液にモルデナ
イトを懸濁させてモルデナイトの上にケイ素化合物を析
出固定させる。 処理するモルデナイトに対するケイ素
アルコキシドの使用量はモルデナイトの重量に対し3〜
50%、特に5〜30%の範囲が多用される。
The treatment of mordenite is carried out in a liquid layer, but it is essential to use an alcoholic solvent as the solvent for dissolving the silicon alkoxide . When a solvent other than alcohol is used as the solvent, the amount of trimethylamine produced cannot be kept sufficiently low. For example, the silicon compound to the catalyst is in the specification of JP 61-254256 to use in inhibiting the production of trimethylamine in the reaction of methanol and ammonia purposes, for example, Te
Tiger silane treated chabazite, using erionite, and the like. The above-mentioned specification discloses the use of a non-polar organic solvent such as toluene, benzene or hexane as a preferable solvent for dissolving the silicon compound. On the contrary, in the method of the present invention, when benzene, toluene or the like is used as the solvent for the silicon compound, the amount of trimethylamine produced is only about 8 to 10%, and the amount of trimethylamine produced is 5% or less. It cannot be reduced.
In the method of the present invention, the alcohol used as the solvent is often a lower alcohol such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol. In addition, compounds such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve may be used as a solvent. Further, if the solvent used has a large amount of water, the silicon alkoxide is hydrolyzed and wasted, so it is preferable that the amount of water in the solvent is as small as possible. Further, it is preferable that the mordenite used for the treatment of the silicon compound is also in a sufficiently dry state, and the water content in the mordenite needs to be maintained at 4 wt% or less. The silicon alkoxide is used by dissolving it in the alcohol solvent described above, and the amount of dissolution is 0.1 to 50.
The range of wt%, especially 1 to 30 wt% is often used. Mordenite is suspended in the aforementioned alcohol solution of silicon alkoxide to deposit and fix the silicon compound on the mordenite. The amount of silicon alkoxide used for the mordenite to be treated is 3 to the weight of the mordenite.
The range of 50%, especially 5 to 30% is often used.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0016】[0016]

【実施例】 実施例1 合成モルデナイト150gを0.5規定硝酸アンモニウ
ム水溶液1l中に懸濁し油浴上で加熱し4時間還流させ
た。モルデナイトをろ別し新たな0.5規定硝酸アンモ
ニウム水溶液を加え同様な操作を合計3回繰り返し、ろ
別、水洗しアンモニウム型のモルデナイトとし、これを
乾燥後600℃に焼成しH−モルデナイトとした。モル
デナイト中のNa含有量は0.13wt%であつた。こ
れを乾燥密封容器に保存した。テトラエトキシシラン
7.5gをエタノール100gに溶解した溶液に前記の
H−モルデナイト60gを懸濁させ60℃で8時間加熱
振盪した。 モルデナイトをろ別、エタノールで洗浄後
窒素気流中で昇温し350℃で3時間加熱、次いで空気
気流中で500℃まで昇温し5時間加熱した。これを打
錠成型し3mm×3mmの錠剤とし触媒として使用し
た。前記の触媒40g(64ml)を内径1インチのス
テンレススチール製反応管に充填し外部より砂流動浴で
加熱した。メタノールを毎時18g、アンモニアを毎時
18.7g気化器を通して反応管に圧入し触媒層温度3
10℃、圧力19Kg/cm2G.で反応させた。反応開始2
0時間後に反応管出口成分を補集し分析したところ、メ
タノールの転化率90%、モノメチルアミンの選択率3
3.3%、ジメチルアミンの選択率63%、トリメチル
アミンの選択率3.7%であった。
Example 1 150 g of synthetic mordenite was added to 0.5 N ammonium nitrate.
Suspension in 1 liter of aqueous solution, heated on an oil bath and refluxed for 4 hours.
It was The mordenite was filtered out and a new 0.5N ammonium nitrate was added.
Add an aqueous solution of nickel and repeat the same operation a total of 3 times.
Separately, wash with water to make ammonium type mordenite,
After drying, it was baked at 600 ° C. to obtain H-mordenite. Mole
The Na content in the denite was 0.13 wt%. This
It was stored in a dry sealed container.Tetraethoxysilane
A solution of 7.5 g in 100 g of ethanol was added to the above solution.
Suspend 60 g of H-mordenite and heat at 60 ° C for 8 hours
Shaken. After separating the mordenite by filtration and washing with ethanol
Heat in a nitrogen stream and heat at 350 ° C for 3 hours, then air
The temperature was raised to 500 ° C. in an air stream and heated for 5 hours. Hit this
Tablets are formed into 3mm x 3mm tablets and used as a catalyst
It was 40 g (64 ml) of the above catalyst was passed through a 1-inch inner diameter column.
Fill the reaction tube made of stainless steel with a fluidized sand bath from the outside.
Heated. 18 g of methanol per hour, ammonia per hour
18.7 g of pressure was applied to the reaction tube through the vaporizer to make the catalyst layer temperature 3
10 ℃, pressure 19Kg / cm2G. It was made to react with. Reaction start 2
After 0 hours, the reaction tube outlet components were collected and analyzed.
90% conversion of tanol, selectivity of monomethylamine 3
3.3%, dimethylamine selectivity 63%, trimethyl
The selectivity of amine was 3.7%.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】比較例1 実施例1で製造したH−モルデナイト60gをテトラエ
トキシシラン7.5をトルエン100gに溶解した溶液
に懸濁させ60℃で8時間加熱振盪した。 モルデナイ
トをろ別、ベンゼンで洗浄後、窒素気流中で昇温し35
0℃で3時間加熱、次いで空気気流中で500℃まで昇
温し5時間加熱した。これを打錠成型し3mm×3mm
の錠剤とし、触媒として使用した。前記の触媒40g
(65ml)を内径1インチのステンレススチール製反
応管に充填し、実施例1と同様の反応条件でメタノール
とアンモニアからのメチルアミンの合成反応を試験し
た。反応開始20時間後の反応管出口成分を補集し分析
した結果は、メタノールの転化率89%、モノメチルア
ミンの選択率30.1%、ジメチルアミンの選択率6
0.3%、トリメチルアミンの選択率9.6%であつ
た。
Comparative Example 1 60 g of the H-mordenite prepared in Example 1 was added to tetrae
Toxisilane 7.5 was suspended in a solution prepared by dissolving 100 g of toluene and heated and shaken at 60 ° C. for 8 hours. After removing the mordenite by filtration and washing with benzene, the temperature was raised in a nitrogen stream to 35
The mixture was heated at 0 ° C. for 3 hours, then heated to 500 ° C. in an air stream and heated for 5 hours. This is tablet-molded and 3mm x 3mm
And used as a catalyst. 40 g of the above catalyst
(65 ml) was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 1 inch, and the synthetic reaction of methylamine from methanol and ammonia was tested under the same reaction conditions as in Example 1. After 20 hours from the start of the reaction, the reaction tube outlet components were collected and analyzed. The results were that the conversion of methanol was 89%, the selectivity of monomethylamine was 30.1%, and the selectivity of dimethylamine was 6%.
The selectivity was 0.3% and trimethylamine was 9.6%.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0018】実施例2 粒径2〜4mmの天然ゼオライト(モルデナイト含有量
約70%)110gを2規定の塩酸1l中に投入し50
℃で10時間震とうした。ゼオライトをろ別し次いで新
たな1規定塩酸1l中に投入し50℃で更に10時間震
とうした。ゼオライトをろ別、水洗乾燥後500℃に加
熱しH−モルデナイトを製造した。製造されたゼオライ
トはほぼ完全にH型でありNaの含有量は0.15%で
あつた。テトラメトキシシラン7gを溶解したメタノー
ル溶液100gに前記のH−モルデナイト50gを投入
し室温(20゜〜25℃)で60時間震とうした。 H
−モルデナイトをろ別、メタノールで洗浄後、窒素気流
中で昇温し350℃で2時間加熱、次いで空気気流中で
500℃まで昇温し4時間加熱した。得られた粒状ゼオ
ライトをそのまま触媒として反応に使用した。内径1イ
ンチのステンレス鋼製反応管に前記触媒40g(60m
l)を充填し砂流動浴で外部より加熱した。メタノール
を毎時15g、アンモニアを毎時16gの割合で蒸発器
を経て反応管に圧入し310℃,圧力19Kg/cm2Gで反
応させた。反応開始30時間後に反応管出口成分を分析
した結果は、メタノールの転化率90%、モノメチルア
ミンの選択率34.4%、ジメチルアミンの選択率6
2.1%、トリメチルアミンの選択率3.5%であつ
た。
Example 2 110 g of natural zeolite (having a mordenite content of about 70%) having a particle size of 2 to 4 mm was put into 1 liter of 2N hydrochloric acid, and 50
Shake for 10 hours at ℃. Zeolite was filtered off, then added to 1 l of fresh 1N hydrochloric acid, and shaken at 50 ° C. for another 10 hours. The zeolite was filtered off, washed with water and dried, and then heated to 500 ° C. to produce H-mordenite. The produced zeolite was almost completely H type, and the Na content was 0.15%. 50 g of the above H-mordenite was added to 100 g of a methanol solution in which 7 g of tetramethoxysilane was dissolved and shaken at room temperature (20 ° to 25 ° C.) for 60 hours. H
-The mordenite was separated by filtration, washed with methanol, heated in a nitrogen stream and heated at 350 ° C for 2 hours, and then heated in an air stream to 500 ° C and heated for 4 hours. The obtained granular zeolite was directly used as a catalyst in the reaction. 40 g of the catalyst (60 m) in a stainless steel reaction tube with an inner diameter of 1 inch
l) was filled and heated from the outside in a fluidized sand bath. Methanol (15 g / hr) and ammonia (16 g / hr) were introduced into the reaction tube through the evaporator under pressure and reacted at 310 ° C. and a pressure of 19 kg / cm 2 G. After 30 hours from the start of the reaction, the results of analyzing the components at the outlet of the reaction tube showed that the conversion of methanol was 90%, the selectivity of monomethylamine was 34.4%, and the selectivity of dimethylamine was 6%.
The selectivity was 2.1% and the selectivity of trimethylamine was 3.5%.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0019】比較例2テトラメトキシシラン 7gをベンゼン100gに溶解し
た溶液に実施例2の粒状H−型モルデナイトを50g投
入し室温(20゜〜25℃)で60時間震とうした。
H−モルデナイトをろ別、ベンゼンで洗浄し、窒素気流
中で350℃まで昇温し3時間加熱、次いで空気気流中
で500℃まで昇温し4時間加熱した。得られた粒状ゼ
オライトをそのまま触媒として反応に使用した。内径1
インチのステンレス鋼製反応管に前記の粒状触媒40g
(61ml)を充填し砂流動浴で外部より触媒層を加熱
した。メタノールを毎時15g、アンモニアを毎時16
gの割合で蒸発器を経て反応管に圧入し310℃,圧力
19Kg/cm2Gで反応させた。反応開始30時間後に反応
管出口成分を分析したところ、メタノールの転化率90
%、モノメチルアミンの選択率28.4%、ジメチルア
ミンの選択率62.5%、トリメチルアミンの選択率
9.1%であつた。
Comparative Example 2 50 g of the granular H-type mordenite of Example 2 was added to a solution prepared by dissolving 7 g of tetramethoxysilane in 100 g of benzene and shaken at room temperature (20 ° -25 ° C.) for 60 hours.
H-mordenite was filtered off, washed with benzene, heated to 350 ° C. in a nitrogen stream and heated for 3 hours, and then heated to 500 ° C. in an air stream for 4 hours. The obtained granular zeolite was directly used as a catalyst in the reaction. Inner diameter 1
Inch stainless steel reaction tube with 40 g of the granular catalyst
(61 ml) was charged and the catalyst layer was heated from the outside in a fluidized sand bath. 15 g of methanol / hour and 16 of ammonia / hour
The mixture was pressed into the reaction tube through the evaporator at a rate of g and reacted at 310 ° C. and a pressure of 19 kg / cm 2 G. When the reaction tube outlet component was analyzed 30 hours after the start of the reaction, the conversion of methanol was 90
%, Monomethylamine selectivity was 28.4%, dimethylamine selectivity was 62.5%, and trimethylamine selectivity was 9.1%.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0020】実施例3 粒状モルデナイト(2〜3mm)200gを0.2規定
KCl水溶液2l中で4時間緩やかに攪はんし、水洗後
ろ別した。次いで、1.2規定HCl水溶液2l中で4
時間緩やかに攪はんし粒状モルデナイトをろ別し、新た
な1.2規定HCl水溶液2lを加え一晩放置した。こ
れを水洗ろ別、乾燥後500℃に焼成し、H−モルデナ
イトを得た。 得られたH−モルデナイトのNa含有量
は0.11wt%、K含有量は2.3wt%であつた。
前記モルデナイト50gを採りテトラエトキシシラン
gをメタノール70gに溶解させた溶液に入れ室温で6
時間震とうした。固体をろ別し、窒素気流中250℃で
1時間、空気雰囲気下500℃で2時間焼成しシリル化
処理を実施した。更に前記のシリル化処理を合計4回繰
り返して触媒を調製した。得られた触媒40gを採り実
施例1と同じ装置で、同様の反応条件でメチルアミン合
成反応を試験した。反応開始100時間後の生成物を定
量したところ、メタノールの転化率91%、モノメチル
アミンの選択率35.6%ジメチルアミンの選択率6
3.4%、トリメチルアミンの選択率1.0%であつ
た。
Example 3 200 g of granular mordenite (2 to 3 mm) was gently stirred in 2 l of 0.2 N KCl aqueous solution for 4 hours, washed with water and separated. Then, 4 in 2 l of 1.2 N HCl aqueous solution
The granular mordenite was gently stirred for a while to separate the mordenite by filtration, 2 l of a new 1.2N HCl aqueous solution was added, and the mixture was allowed to stand overnight. This was washed with water, filtered, dried and calcined at 500 ° C. to obtain H-mordenite. The obtained H-mordenite had a Na content of 0.11 wt% and a K content of 2.3 wt%.
Taking 50 g of the mordenite, tetraethoxysilane 9
6g at room temperature in a solution of 70g methanol
I quivered for hours. The solid was filtered off and calcined in a nitrogen stream at 250 ° C. for 1 hour and in an air atmosphere at 500 ° C. for 2 hours to carry out a silylation treatment. Further, the above silylation treatment was repeated 4 times in total to prepare a catalyst. Using 40 g of the obtained catalyst, the methylamine synthesis reaction was tested in the same apparatus as in Example 1 under the same reaction conditions. When the product was quantified 100 hours after the reaction was started, the conversion of methanol was 91%, the selectivity of monomethylamine was 35.6%, the selectivity of dimethylamine was 6%.
The selectivity was 3.4% and the selectivity for trimethylamine was 1.0%.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メタノールとアンモニアを反応させメチ
ルアミン類を製造するに際し、モルデナイトをテトラア
ルコキシオルソシリケートのアルコール溶液で処理した
触媒の存在下に反応させることを特徴とするメチルアミ
ン類の製造方法。
1. A method for producing methylamines, which comprises reacting mordenite with methanol in the presence of a catalyst treated with an alcohol solution of tetraalkoxyorthosilicate in producing methylamines.
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WO1989008542A1 (en) * 1988-03-18 1989-09-21 Takai International Yacht Design Incorporated Molding method and apparatus for laminated molded article
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