JPH06184055A - 炭酸ジエステルの製造方法 - Google Patents

炭酸ジエステルの製造方法

Info

Publication number
JPH06184055A
JPH06184055A JP4340282A JP34028292A JPH06184055A JP H06184055 A JPH06184055 A JP H06184055A JP 4340282 A JP4340282 A JP 4340282A JP 34028292 A JP34028292 A JP 34028292A JP H06184055 A JPH06184055 A JP H06184055A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
reaction
copper
carbon monoxide
carbonic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4340282A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Horiguchi
明 堀口
Shingo Oda
慎吾 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP4340282A priority Critical patent/JPH06184055A/ja
Publication of JPH06184055A publication Critical patent/JPH06184055A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高活性触媒系を開発することによって、さら
に効率良く炭酸ジエステルを製造すること。 【要約】 固体触媒存在下、アルコールと一酸化炭素と酸素を気相
で反応させ、炭酸ジエステルを製造する反応において、
粒子系1mm以下の固体触媒を用いて反応させることを
特徴とする炭酸ジエステルの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルコール類と一酸化
炭素と酸素より炭酸ジエステルを製造する方法に関する
ものである。炭酸ジエステルの内、特にジメチルカーボ
ネートはガソリンの添加剤として又各種のカーボネート
類、カーバメート類、ウレタン類、医薬・農薬等の精密
化学品の原料として有用であり、特に有毒なホスゲンの
代替原料として使用できることから、有効な製造方法の
探求がなされている。
【0002】
【従来の技術】炭酸ジエステルの製造法としては、アル
コール類にホスゲンを反応させる方法が工業的に行われ
ている。しかしながら、この方法は毒性の高いホスゲン
を使用することやアルコール類とホスゲンとの反応によ
り腐食性の強い塩酸が副生すること等の欠点がある。
【0003】ホスゲンを使用しない炭酸ジエステルの製
造法としては、アルコール類を触媒存在下、一酸化炭
素,酸素と反応させる方法が提案されている。このよう
な炭酸ジエステルの製造法に用い得る触媒の例として
は、大別してパラジウム系触媒と銅系触媒がある。
【0004】パラジウム系の触媒を用いた例としては、
特公昭61−8816号公報、特公昭61−43338
号公報等があげられる。この方法では、パラジウム化合
物を主触媒とし、銅化合物とアルカリ金属化合物とを組
み合わせて使用している。パラジウム化合物触媒は活性
が高く、低い一酸化炭素分圧でも、速やかに反応が進行
する利点を有するが、シュウ酸が副生するという欠点が
ある。
【0005】銅系触媒の例としては、特公昭56−80
20号公報等があり、触媒組成が単純で、シュウ酸の副
生もないが、パラジウム系に比べて活性が低く、大量の
触媒を必要とし、高い一酸化炭素分圧を必要とする欠点
がある。
【0006】また、これらの公報で開示されている方法
は、主に加圧液相状態で反応を行う方法であるが、パラ
ジウム系、銅系いずれも、触媒が溶解した反応粗液は強
力な腐食性をもち、ガラスライニング、ホーローライニ
ング等の耐食保護膜を施した耐圧容器を用いる必要があ
る。しかし、加圧の耐食ライニングを施した容器は、作
成上の限界があり、炭酸エステルの大量製造を阻害する
重要な因子になっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上の欠点を回避する
目的で、触媒を固体触媒とし、全て気相で反応を行うこ
とにより、腐食性をさげた反応方式が提案されている。
この方法の例としては、特開昭63−503460があ
げられる。この提案は担体に金属ハライド類を含浸法に
よって担持させた触媒を用いて、全て気相で反応させる
方法であり、腐食性も少なく、大量生産に適した方法と
考えられる。
【0008】上記方法を工業的に実施する場合には、多
管式固定床反応器や流動床反応器を用いることが考えら
れるが、これらの反応器の大きさが製造コストに大きく
影響することはいうまでもない。また、上記反応で副生
する水がメタノールの代わりに一酸化炭素、酸素と反応
して、二酸化炭素が生成し、一酸化炭素基準の選択率を
悪化させる欠点がある。したがって、より反応速度が大
きく、二酸化炭素の副生量の少ない、新規な触媒系が開
発されることが望まれている。
【0009】また、気相で反応を行う場合、触媒寿命も
大きな問題となる。特に塩化銅系の触媒を担体上に含浸
した触媒系では、反応にともない副生する水と塩化銅が
反応することにより、アタカマイト構造を有する化合物
が生成し、触媒活性が低下することも考えられる。
【0010】本発明の目的は、腐食性が低く、大量製造
可能と考えられる気相法で、炭酸ジエステルを製造する
に際して、選択率の高い触媒系を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため、鋭意検討した結果、アルコール類と一
酸化炭素と酸素とを反応させて炭酸ジエステルを製造す
る際、触媒を粒子径1mm以下の担体に担持させた固体
触媒を用いることにより、選択率を大幅に向上させるこ
とを見い出した。
【0012】固体触媒において触媒は、担体に担持され
て用いられることが多い。即ち、活性種は担体内部の細
孔の表面に担持される。
【0013】本発明者らの検討の結果、塩化銅を活性
炭、シリカ、アルミナ、チタニア等の担体に含浸法で担
持した触媒をEPMA観察すると、塩化銅が均一に分布
していることがわかった。一方、ポリビニルアルコール
等のバインダーを用いて、担体上に塩化銅を担持した触
媒は、含浸法で調製した触媒に比較して、活性が非常に
低いことから、触媒の細孔表面に均一分散した塩化銅が
活性が高いことが判明した。
【0014】即ち、本反応の活性種は細孔内部に分散し
た活性種であり、触媒粒子の外表面のみならず、触媒粒
子内部を含む粒子全体で、反応が進行していることが明
らかとなった。
【0015】反応を気相で行う場合は触媒細孔内での拡
散が問題となることが多い。本反応は、アルコールと一
酸化炭素と酸素とを反応させて、炭酸ジエステルと水を
発生する反応であるが、水は沸点が高く、活性炭に対す
る吸着能力が強いため、触媒粒子内部では水が蓄積しや
すい。水が触媒の近傍に蓄積すると、メタノールの代わ
りに水が一酸化炭素、酸素と反応することによって、炭
酸ジエステルの選択率を低下させ、一酸化炭素基準の選
択率を悪化させるという欠点がある。
【0016】従って、本発明者らは、本反応を気相で行
う場合は、発生する水を触媒粒子内部から速やかに除去
することが重要であるとの結論に達した。発生する水を
速やかに触媒粒子内部から除去する方法としては、触媒
内部拡散速度を向上させる方法がよい。このためには種
々の方法が考えられる。
【0017】例えば、触媒層に仕込むガス量を上げるこ
とが考えられるが、仕込むアルコールの転化率が下が
り、コストアップにつながる。また、全圧を上げること
により拡散は促進されるが、設備のコストが高くなるこ
とや、凝縮成分の蒸気圧の制限から、仕込ガス中のアル
コール濃度を相対的に低くする必要があり、循環ガスの
量が増えるため、設備コストが上がり、循環ガスエネル
ギーが大量に必要となる欠点がある。
【0018】本発明者らは、固体触媒の粒子径を選択す
ることにより選択率が大幅に向上することを見い出し
た。即ち、粒子径を1mm以下にすることにより触媒外
部表面から内部細孔までの距離を短くし、水の拡散速度
を向上させることにより炭酸ジエステルへの一酸化炭素
の選択率を向上させ、その分、炭酸ジエステルの収率を
向上させることが可能となった。
【0019】固体触媒の粒子形状は、球状、円柱状、針
状、破砕状等、いかのような形状でもよいが、触媒中心
から、外部表面までの最も短い距離の2倍を粒子径と考
えるとよい。即ち、円柱状や針状の触媒の場合は、触媒
の長さは長くてもよいが、円柱や針の直径が1mm以下
であればよい。
【0020】固体触媒の反応活性種としては、反応を円
滑に進行させる化合物なら何を用いてもよい。例えば、
銅を含む化合物としては、塩化銅、水酸化銅等の銅化合
物や、酢酸、蓚酸、安息香酸等のカルボン酸の銅塩、炭
酸、ホウ酸、リン酸等の無機非ハロゲン弱酸の銅塩、ア
ルミン酸、バナジン酸等の金属オキソ酸の銅塩等があげ
られ、これらの成分は単一化合物であっても混合物であ
ってもよい。これらの銅化合物の中で、塩化銅を含む化
合物が特によい活性を示す。
【0021】塩化銅を含む化合物としては、特に塩化第
一銅、第二銅単独もしくはその錯体が用いられるが、そ
の他のハロゲン化銅やその錯体も同様に利用できる。錯
体として利用できるものとしては、塩化銅のアミン錯
体、アミド錯体、含窒素複素環化合物の錯体、ホスフィ
ン錯体、ホスファイト錯体、ニトリル錯体、イソニトリ
ル錯体、ホスフォラスアミド錯体等がある。
【0022】配位性化合物の使用量は、使用する塩化銅
に対して、0.1〜10モル当量の範囲で使用できる。
【0023】触媒は銅化合物成分のみでも十分な活性を
示すが、場合によっては、アルカリ金属化合物類、アル
カリ土類金属化合物類、あるいは遷移金属、特にパラジ
ウム、白金、ロジウム等の白金族金属やそれらの化合物
を共存させてもよい。銅成分と白金族成分の比率は、ゼ
ロから無限大まで、いかなる比率であってもよいが、白
金族元素添加は少量で効果がある事や、白金族の元素は
一般的に銅よりも高価であるために、銅の量よりも少な
いことが好ましい。
【0024】銅の担体への担持量は2〜40重量%が好
ましい。
【0025】固体触媒を調製する際には、活性炭、シリ
カ、アルミナ等の担体に、上記活性種を適当な溶媒に溶
解させて1段または多段で含浸、コーティング、吸着等
の方法によって担持させてもよく、適当なバインダーを
用いて、打錠成形、押し出し成形等による成形をしても
よい。担体は活性種を担持してから破砕してよく、活性
種を破砕してから担持してもよい。上記でいう溶媒とし
ては、アセトニトリル、塩化メチレン、水等があり、上
記活性種が溶解し、活性種自体に影響を与えないような
ものであればどのようなものを用いてもよい。本発明に
おいて、アルコール類としてはヒドロキシル基を有する
広範囲の化合物が使用でき、例えば、メタノール、エタ
ノール、1ープロパノール、2ープロパノール、1ーブ
タノール、1ーペンタノール、1ーヘキサノール、1ー
オクタノール、1ーデカノール、1ーオクタデカノー
ル、アリルアルコール、2ーブテンー1ーオール、2ー
ヘキセンー1ーオール等の炭素数1〜20の飽和又は不
飽和脂肪族アルコール;シクロヘキサノール、シクロペ
ンタノール等の炭素数3〜7の脂環族アルコール;ベン
ジルアルコール、フェネチルアルコール等の芳香族アル
コール等が例示される。また、前記アルコールには、一
価アルコールのみならずエチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレン
グリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール
の他、フェノール、クレゾール等のフェノール性ヒドロ
キシル基を有する化合物も含まれる。反応の実施は全て
気相反応で行う。気相反応の方式としては、多管式固定
床反応器を用いてもよいし、流動床反応器を用いてもよ
い。
【0026】反応条件としては、温度は、20〜200
℃の範囲で実施可能であるが、80℃〜150℃で実施
するのが好ましい。反応圧力はどのような圧力でも実施
可能であるが、適当な一酸化炭素分圧を保ち、反応速度
をあげるために、大気圧以上、60気圧以下が好まし
い。より高い圧力にしても実施可能であるが、反応器の
設計圧力が上がり、設備費が上昇するため経済的な観点
からは低い圧力が好ましい。
【0027】反応器に仕込むガスとしては、一酸化炭
素、酸素、メタノールの比率はどのような比率でもよい
が、これらの合計を100%としたときにメタノール含
量を1〜50容量%、一酸化炭素含量を40〜95容量
%とすることが好ましい。反応条件下でのガスの空間速
度での(GHSV)は10〜100000/時程度が好
ましい。
【0028】また、必要に応じて、窒素、二酸化炭素等
の不活性ガスを共存させてもよい。特に、実際の製造設
備では、未反応の一酸化炭素を循環させて反応するのが
一般的であるが、一酸化炭素の酸化によって生じる二酸
化炭素を完全に除去せずに供給ガス中に存在させてリサ
イクルさせる場合に有効である。また、原料の酸素は、
純酸素で仕込んでもよいが、空気をそのまま仕込んだ場
合は、窒素が循環ガス中に存在することになる。
【0029】本発明の方法について、以下の実施例によ
り説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【0030】
【実施例1】直径3mmφ、長さ7mmの円柱状活性炭
(武田薬品工業製、粒状白鷺C2X4/6−2、表面積
1000m/g)40gに、アセトニトリル溶媒を用
いて塩化第一銅1.9gを吸着担持し、130℃で減圧
乾燥した。EPMA分析の結果、この触媒は銅が触媒内
部まで均一に分散していることを確認した。その後、破
砕して20〜32メッシュのもの(0.5〜0.8m
m)を分篩して触媒とした。
【0031】この担持触媒を、内径27mm、長さ45
0mmのステンレス製の反応管に層長35mmになるよ
うに充填し、反応温度120℃、反応圧力7KGに設定
し、COガスを43.2Nl、Oガスを1.74N
l、メタノールを11.7g/Hr(8.2Nl/H
r)流通させ4時間反応を行った。3時間目から4時間
目までの反応生成物分析の結果、仕込んだメタノールの
9.3モル%が炭酸ジメチルに変換され、一酸化炭素基
準の選択率は80%、メタノール基準の選択率は98%
であった。これをもとに触媒層1リットルあたり、1時
間あたりの活性を計算すると、0.88モルのDMCが
生成していた。
【0032】
【実施例2】実施例1に記載した活性炭を破砕して20
〜32メッシュのもの(0.5〜0.8mm)に分篩し
た。この活性炭40gに、アセトニトリル溶媒を用いて
塩化第一銅1.9gを吸着担持し、130℃で減圧乾燥
した。この固体触媒の粒径は0.5〜0.9mmであっ
た。EPMA分析の結果、この触媒は銅が触媒内部まで
均一に分散していることを確認した。この触媒を用い、
実施例1と同様にして、COガスを43.2Nl、O
ガスを1.74Nl、メタノールを11.3g/Hr
(7.9Nl/Hr)流通させ4時間反応を行った。3
時間目から4時間目までの反応生成物分析の結果、仕込
んだメタノールの9.3モル%が炭酸ジメチルに変換さ
れ、一酸化炭素基準の選択率は81%、メタノール基準
の選択率は98%であった。これをもとに触媒層1リッ
トルあたり、1時間あたりの活性を計算すると、0.9
0モルのDMCが生成していた。
【0033】
【比較例1】実施例1に記載した触媒を破砕せずに(直
径3mmφ、長さ7mmの円柱状)用いて、実施例1と
同様にして、COガスを43.2Nl、Oガスを1.
74Nl、メタノールを11.3g/Hr(7.9Nl
/Hr)流通させ4時間反応を行った。3時間目から4
時間目までの反応生成物分析の結果、仕込んだメタノー
ルの8.7モル%が炭酸ジメチルに変換され、一酸化炭
素基準の選択率は72%、メタノール基準の選択率は9
8%であった。これをもとに触媒層1リットルあたり、
1時間あたりの活性を計算すると、0.80モルのDM
Cが生成していた。7
【0034】
【発明の効果】本発明における団体触媒は一酸化炭素基
準の選択率が高く、且つ触媒活性が高く炭酸ジエステル
を製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体触媒の存在下、アルコールと一酸化
    炭素と酸素を気相で反応させ、炭酸ジエステルを製造す
    る方法において、粒子径1mm以下の固体触媒を用いて
    反応させることを特徴とする炭酸ジエステルの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1における固体触媒として、銅を
    含んでなる金属化合物を担体に担持した触媒を用いるこ
    とを特徴とする請求項1記載の炭酸ジエステルの製造方
    法。
JP4340282A 1992-12-21 1992-12-21 炭酸ジエステルの製造方法 Pending JPH06184055A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4340282A JPH06184055A (ja) 1992-12-21 1992-12-21 炭酸ジエステルの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4340282A JPH06184055A (ja) 1992-12-21 1992-12-21 炭酸ジエステルの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06184055A true JPH06184055A (ja) 1994-07-05

Family

ID=18335450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4340282A Pending JPH06184055A (ja) 1992-12-21 1992-12-21 炭酸ジエステルの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06184055A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7799940B2 (en) 2007-02-16 2010-09-21 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Process for manufacturing dimethyl carbonate
US7803961B2 (en) 2007-02-16 2010-09-28 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Process for manufacturing dimethyl carbonate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7799940B2 (en) 2007-02-16 2010-09-21 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Process for manufacturing dimethyl carbonate
US7803961B2 (en) 2007-02-16 2010-09-28 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Process for manufacturing dimethyl carbonate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5162563A (en) Process for preparing a diester of carboxylic acid
US8338634B2 (en) Catalyst for the synthesis of alkyl carbamates, the method for preparing the same and the use thereof
JPH10316627A (ja) 芳香族炭酸エステルの製造法
US5403949A (en) Method of producing carbonic acid diester
JPH06184055A (ja) 炭酸ジエステルの製造方法
EP0501507B1 (en) Process for preparing diester of carbonic acid
JPS60181051A (ja) 炭酸ジエステルの製法
KR100272062B1 (ko) 탄산 디에스테르의 제조방법
JP3794079B2 (ja) 炭酸ジエステルの製造法
JPH06218284A (ja) 炭酸ジエステル合成用触媒及びこれを用いた炭酸ジエステルの製造方法
EP0186349B1 (en) Process for the preparation of cinnamate ester
JP3204576B2 (ja) 炭酸ジエステルの製造方法
JP2812418B2 (ja) エステル化合物の製造法
JP5464145B2 (ja) 非対称鎖状カーボネートの製造方法
JP2870738B2 (ja) 炭酸ジエステルの製造法
JPH06192181A (ja) 炭酸ジエステルの製造法
JPH04297445A (ja) 炭酸ジエステルの製造法
JP3039329B2 (ja) 炭酸ジエステルの製造方法
US4420633A (en) Process for the preparation of an ester of formic acid
JPH0852357A (ja) 炭酸ジエステル合成用触媒およびそれを用いた炭酸ジエステルの製造方法
JPH0825961B2 (ja) 炭酸ジエステルの製造法
JP3088868B2 (ja) 炭酸ジエステルの製造方法
JPH10306061A (ja) 炭酸エステルの製造方法
JPH04297443A (ja) 炭酸ジエステルの製造法
JPH07313880A (ja) 炭酸ジエステル合成用触媒及びこれを用いた炭酸ジエステルの製造方法