JPH0717581B2 - ジエチレントリアミンの製造法 - Google Patents

ジエチレントリアミンの製造法

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JPH0717581B2
JPH0717581B2 JP60078392A JP7839285A JPH0717581B2 JP H0717581 B2 JPH0717581 B2 JP H0717581B2 JP 60078392 A JP60078392 A JP 60078392A JP 7839285 A JP7839285 A JP 7839285A JP H0717581 B2 JPH0717581 B2 JP H0717581B2
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はモノエタノールアミンのアンモノリシスにより
ジエチレントリアミンの製造法に関するものである。
[従来の技術] ジエチレントリアミンの製造法としては、工業的には1,
2−ジクロルエタンとアンモニアとの反応によりエチレ
ンジアミン製造の副生成物として、また水素添加触媒の
存在下、モノエタノールアミンとアンモニアとの反応に
よるエチレンジアミン製造の副生成物として得る方法が
知られている。
上記のような方法でジエチレントリアミンは製造される
が、前者の方法ではエチレンジアミンのモル数の2倍に
相当する多量の塩化ナトリウムが副生するのみならず、
塩化ビニルモノマーも副生するため廃棄物処理に多くの
処理費を必要とする。更に、塩化物による製造装置の腐
食が著しいと言った欠点もある。また、上記方法の何れ
にしても、ジエチレントリアミンの生産量がエチレンジ
アミンの市況に左右される欠点がある。
上記の他のジエチレントリアミンの製造法としては、リ
ン酸などのリン含有化合物を触媒として用い、モノエタ
ノールアミンとエチレンジアミンを接触的に反応させる
方法(特公昭56−6982号)や、アルミナまたはシリカを
主成分とする無機化合物を触媒とし、モノエタノールア
ミンとエチレンジアミンとを液相で反応させる方法(特
開昭55−38329号)が知られている。しかしながら、こ
れ等の方法は、エチレンジアミンが比較的高価である上
に、そのエチレンジアミンの転化率が低く、更にジエチ
レントリアミンの選択率が低いなど、未だ満足すべき域
に達していない。
また、特公昭56−6982号の改良方法として、リン酸など
のリン含有化合物を触媒として用い、モノエタノールア
ミンとエチレンジアミンを接触的に反応させる際にアン
モニアをモノエタノールアミンに対して0.5〜10倍モル
添加することにより環状アミンの生成をおさえ、非環状
アミンを多く取得する方法が、特開昭58−52322号に記
載されている。しかしながら、この方法にてもジエチレ
ントリアミンの選択率は未だ十分なものとは言えず、ま
たジエチレントリアミンの製造のためにモノエタノール
アミン、エチレンジアミン、アンモニアの三者が消費さ
れ、高価なエチレンジアミンを原料として用いなければ
ならなかった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記従来法の問題点を解消し、高価なエチレン
ジアミンを全く、または殆ど消費することなしに高収率
でジエチレントリアミンを製造し得る方法を提供するこ
とを主たる目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明者等は、上述の実情を考慮し、アンモニアとモノ
エタノールアミンとの反応を鋭意検討したところ、特定
の触媒ならびにエチレンジアミンの存在下、選択された
反応条件下で極めて高い選択率で、しかもエチレンジア
ミンを全く、または殆ど消費することなくジエチレント
リアミンが生成することを見出し本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記式 XaPbHcOd (但し、Xはチタン、Pはリン、Hは水素、Oは酸素で
あり、a、b、c及びdはそれぞれ各元素の原子数を示
し、原子数a、b及びcの比がa:b:c=1:3〜4:5〜8で
あり、dはX、リン及び水素の原子価を満足するに足る
酸素の原子数である。) で示される触媒の存在下、反応開始時からエチレンジア
ミンを存在させてアンモニアとモノエタノールアミンと
をアンモニア/モノエタノールアミンのモル比が11以上
で反応させることを特徴とするジエチレントリアミンの
製造法である。
本発明の方法で使用するXaPbHcOdで示される触媒として
は、具体的には例えばチタンのリン酸二水素塩、リン酸
一水素塩、リン酸塩、チタンのピロリン酸二水素塩、ピ
ロリン酸塩、チタンの酸化物または水酸化物と、三リン
酸、ポリリン酸もしくは亜リン酸との反応生成物などが
挙げられる。これらは単独でも2種以上の混合物として
も使用することができるが、原子数の比P/Ti=3〜4と
しておくことが必要である。もちろん、2種以上の混合
物とした場合にもそれらの合計のP/Ti比は3〜4の範囲
にあることが必要である。
式XaPbHcOd中の水素は、原子数の比H/Xを5〜8として
おくことが必要である。触媒製造条件(特にXとリン酸
とのモル比、乾燥条件あるいは焼成条件)等によっても
異なるが、好ましくはH/Xを5〜8となるように触媒を
製造すると好都合である。
このような触媒の製造方法としては、具体的には例え
ば、チタンの酸化物または水酸化物を、リン酸、ピロリ
ン酸、三リン酸、ポリリン酸、亜リン酸などと反応させ
ることにより、製造することができる。また、四塩化チ
タン、オキシ硫酸チタン、オキシ塩化チタン、オキシ硝
酸チタン等のチタンの水に可溶性の塩を水に溶解したも
のと、リン酸もしくはリン酸アンモニウム等のリン酸塩
の水溶液とを混合することによって、チタンのリン酸塩
を生成させ、生成したリン酸塩の沈殿を分離することに
より製造することもできる。
このようにして触媒を得ることができるが、沈殿生成の
際、水溶液を酸性領域に保持することにより、チタンの
リン酸塩をTiO(HPO4)として得ることができ、好まし
くはこのようにして得られるTiO(HPO4)に、リン酸ま
たはリン酸二水素アンモニウム等のリン酸塩を添加し
て、P/Ti=3〜4なる組成とすることにより、活性およ
び選択性の双方に優れる触媒とすることができる。
このようにして得られる触媒は、ジエチレントリアミン
を製造する際の反応液に不溶であるため、成形して固定
床として、あるいは流通式として使用してもよいし、ま
た粉末のままバッチ式に用いてもよい。これら触媒は、
通常100〜800℃、好ましくは120〜600℃で熱処理し、そ
の強度を上げておくとよい。熱処理温度が高い程、触媒
中のリン酸分が縮合して、水素の含有率の低い触媒が得
られる。
触媒の添加量は、バッチ式あるいは流通式などの製造方
法によっても多少は異なるが、原料のモノエタノールア
ミン1モルに対してリン換算で0.01〜1モル程度を用い
るとよい。0.01モルより少ない量では十分な触媒活性が
得られない。一方、1モルを越える量を添加することも
できるが、触媒活性の点からは、1モル以下で十分であ
る。
本発明の方法では、上記触媒とともにエチレンジアミン
を使用する。エチレンジアミンの使用量はモノエタノー
ルアミンの1モルに対して、好ましくは0.1〜5モル、
更に好ましくは1〜2モルである。この使用量が0.1モ
ルより少ない場合には、エチレンジアミン、アミノエチ
ルエタノール、ピペラジン、アミノエチルピペラジン等
の副生が多くなり、目的とするジエチレントリアミンの
選択率が低くなってしまう。また、この使用量を多くす
る程、ジエチレントリアミンへの選択率を高くすること
ができるが、5モルを越える量を使用しても、ジエチレ
ントリアミンの選択率の増加の割合は少なく、反応容器
の容積効率が悪くなるので、本発明の目的を達成するに
は5モル以下で十分である。
本発明の方法ではアンモニア/モノエタノールアミンの
モル比を11以上として、アンモニアとモノエタノールア
ミンとを反応させる。アンモニア/モノエタノールアミ
ンのモル比が11未満では、エチレンジアミンの消費を生
じる場合があって、本発明の目的に適合しない。一方、
このモル比が大きくなる程、ジエチレントリアミンへの
選択率を向上させることができるが、反応器の容積効率
が悪くなるので、好ましくはモル比11〜30の範囲でアン
モニアとモノエタノールアミンとを反応させるとよい。
上記アンモニアとモノエタノールアミンとの反応温度
は、好ましくは200〜400℃、更に好ましくは250〜350℃
である。200℃未満では反応速度が遅く、400℃を越える
温度では生成したジエチレントリアミンの熱分解が大き
くなって、何れにしても好ましくない。反応時間は使用
する触媒の量や反応温度によっても異なるが、通常30分
〜8時間程度で十分である。
本発明におけるアンモニアとモノエタノールアミンとの
反応は、液相で行なうことが好ましい。反応圧力は、好
ましくは150Kg/cm2以上とし、アンモニアを十分に液相
(モノエタノールアミンおよびエチレンジアミンの液)
中に溶解させる。反応圧力150Kg/cm2未満では、気相状
態のアンモニア量が多くなり、液相中に溶解したアンモ
ニアの濃度が減少(結果として、アンモニア/モノエタ
ノールアミンのモル比が下がった場合に相当する)して
しまい、ピペラジンやアミノエチルピペラジン等の環状
物質の生成量が多なって好ましくない。
本発明に用いる触媒は固体であり、ジエチレントリアミ
ンを製造する際の反応液に溶解しないので、固体床触媒
とし、流通式で反応を行なうのが有利である。この場
合、反応物の空間速度は約0.1〜10、好ましくは約0.2〜
2g総反応物/ml触媒容積/Hrがよい。触媒は珪藻土やシリ
カ等のような物質上に担持させることもできる。
反応液からのジエチレントリアミンの分離は、例えば蒸
留により困難なく行なうことができる。
[作用] 本発明の方法により、高価なエチレンジアミンを全く、
または殆ど消費することなしに、アンモニアとモノエタ
ノールアミンとから高収率でジエチレントリアミンを製
造することが始めて可能になり、その工業的価値は極め
て大きなものである。
[実施例] 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
〔実施例1〕 300mlの磁気撹拌式オートクレーブにモノエタノールア
ミン15.27g(0.250モル)、エチレンジアミン22.54g
(0.375モル)及びTi1P3H5O122.82g(Pとして0.025モ
ル、すなわち触媒の添加量:触媒中のリン/モノエタノ
ールアミンのモル比0.1)を仕込んだ。オートクレーブ
中の空気を窒素で置換した後、液体アンモニアを63.86g
(3.750モル、すなわちアンモニア/モノエタノールア
ミンのモル比15)仕込んで昇温し、270℃に達してから
そのまま3時間保持した。オートクレーブ内の圧力は28
3Kg/cm2−Gであった。その後、室温まで冷却し、圧力
を抜いてから反応液をオートクレーブから取出し、触媒
を濾過した後、反応液をガスクロで分析したところ、表
−1の結果を得た。
〔比較例1〕 触媒の製造(以下、本例の触媒をA触媒と称する。): リン酸二水素アンモニウム17.84gを水400mlに溶解した
後、50℃に加熱した。この中へ、オキシ硫酸チタン・2
水和物15.20gを10%硫酸76.09gに溶解してなる溶液を9
1.29g滴下した。滴下終了後、該滴下を終了したリン酸
二水素アンモニウムの水溶液につき、50℃、2時間の条
件で沈殿を熟成させた後、濾過し、濾別された沈殿を十
分に水洗して乾燥器中で120℃、5時間の条件で乾燥し
たところ、12.4gのオキシリン酸一水素チタン粉末(Ti1
P1H1O5)が得られた。この粉末12.4gを水100ml中に懸濁
させ、その中へ20%リン酸液38.0gを滴下した。その
後、リン酸液を滴下した懸濁液中の水分を蒸発させた
後、120℃で5時間乾燥させることによって、Ti1P2H4O9
なる触媒(A触媒)を得た。
ジエチレントリアミンの製造: 300mlの磁気攪拌式オートクレーブにモノエタノールア
ミン15.27g(0.250モル)、エチレンジアミン22.54g
(0.375モル)及び前述のA触媒3.22g(Pとして0.025
モル、すなわち触媒の添加量:触媒中のリン/モノエタ
ノールアミンのモル比0.1)を仕込んだ。オートクレー
ブ中の空気を窒素で置換した後、液体アンモニアを63.8
6g(3.750モル、すなわちアンモニア/モノエタノール
アミンのモル比15)仕込んで昇温し、270℃に達してか
らそのまま3時間保持した。オートクレーブ内の圧力は
283Kg/cm2−Gであった。その後、室温まで冷却し、圧
力を抜いてから反応液をオートクレーブから取出し、触
媒を濾過した後、反応液をガスクロで分析したところ、
表−1の結果を得た。
実施例2、比較例2 触媒の種類を変えた(触媒の添加量は実施例1と同様
に、触媒中のリン/モノエタノールアミンのモル比0.1
とした)以外は実施例1と全く同様にして反応を行な
い、得られた反応液について触媒除去後にガスクロによ
る分析を行なった。結果を表−1に示す。
[発明の効果] 以上に説明した如く、P/Ti=3〜4なる組成のチタンの
リン酸塩を用い、エチレンジアミンの存在下、アンモニ
アとモノエタノールアミンとをアンモニア/モノエタノ
ールアミンのモル比を11以上として反応させる本発明の
方法によって、ジエチレントリアミンを非常に高い選択
率で生成することができるようになった。ちなみに、ア
ンモニア/モノエタノールアミンのモル比を15として反
応させた場合には、ジエチレントリアミンの選択率が約
60〜80%の高水準に達していた。しかも、ジエチレント
リアミンとともに需要の多い線状アミンであるトリエチ
レンテトラミンをも生成できるという効果もある。これ
ら線状アミンの生成量は、ジエチレントリアミンとトリ
エチレンテトラミンを含めて、約90〜95%にも達する。
これに対して、本発明の範囲外である触媒、例えばリン
酸アルミニウム(AlPO4)を用いた場合には、モノエタ
ノールアミンの転化率が低いばかりか、ジエチレントリ
アミンの選択率も低かった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式 XaPbHcOd (但し、Xはチタン、Pはリン、Hは水素、Oは酸素で
    あり、a,b,c及びdはそれぞれ各元素の原子数を示し、
    原子数a,b及びcの比がa:b:c=1:3〜4:5〜8であり、d
    はX、リン及び水素の原子価を満足するに足る酸素の原
    子数である。) で示される触媒の存在下、反応開始時からエチレンジア
    ミンを存在させてアンモニアとモノエタノールアミンと
    をアンモニア/モノエタノールアミンのモル比が11以上
    で反応させることを特徴とするジエチレントリアミンの
    製造法。
JP60078392A 1985-04-15 1985-04-15 ジエチレントリアミンの製造法 Expired - Lifetime JPH0717581B2 (ja)

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