JPH07247245A - エチレンジアミンの製造方法 - Google Patents

エチレンジアミンの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンモニアとモノエタノールアミンから、常
圧でも効率良くエチレンジアミンを製造する方法を提供
する。 【構成】 アンモニアとモノエタノールアミンを反応さ
せてエチレンジアミンを製造する際に、触媒としてエチ
レンジアミン四酢酸で処理したゼオライトを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エチレンジアミンの製
造方法に関するものである。エチレンジアミンは、農
薬、キレート剤等に用いられる有用な脂肪族アミン化合
物である。
【0002】
【従来の技術】従来、エチレンジアミンの製造方法とし
て、二塩化エチレンにアンモニアを反応させる方法が知
られている。この方法は広く実施されているが、副生成
物として多量の食塩が生じるため、この分離及び処理を
必要とし、また装置腐食という欠点を有する。
【0003】このため食塩が副生しない製造法として、
モノエタノールアミンを原料とし、水素存在下、アンモ
ニアと反応させる方法が広く実施されている。この方法
は水素化触媒を使用することが特徴であり、各種の触媒
が提案されている。
【0004】従来知られている触媒を列挙すると、Ni
+Cu+Cr(米国特許3151115号)、Ni+F
e(米国特許3766184号)、Ni+Cu(特開昭
54−88892号公報)、Ni+Co+Cu(米国特
許4014933号)、Ni+Re(特開昭56−10
8534号公報)などである。これらの触媒はいずれも
Niを含有しており、触媒の性能を改善するために、第
二、第三成分を添加している。しかし、これらの触媒で
は、活性が十分ではなく、反応に高圧(例えば200気
圧)を要するため工業的に満足できる水準にあるとはい
えない。
【0005】また、二種類以上のアミン化合物をモレキ
ュラーシーブと接触させ、環式もしくは非環式アミンを
製造する方法(特開平3−127764号公報)や、ア
ンモニア、アルキルアミン化合物及びアルカノールアミ
ン化合物を、リン含有化合物やゼオライトのような固体
相酸性触媒存在下に反応させて非環状ポリアルキレンポ
リアミンを製造する方法(特開昭61−130260号
公報)も知られているが、これらの方法では、エチレン
ジアミンの収率が低く、多量のポリアミン類が副生する
という欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このため、エチレンジ
アミンを選択的に製造する方法として、ゼオライト触
媒、その中でもモルデナイトを使用した方法(日本化学
会第63春季年会講演予稿集1,202頁)、フッ素処
理したゼオライトを使用する方法(特開平5−2711
59号公報)が知られている。これらの方法は反応に高
圧を必要としないなど工業的に有利であるが、触媒の活
性が不十分であり、触媒寿命も短いという問題がある。
【0007】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、高活性、長寿命の触媒を用いるこ
とにより、アンモニアとモノエタノールアミンから常圧
でも効率良くエチレンジアミンを製造する方法を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、アンモニア
とモノエタノールアミンの気相反応によるエチレンジア
ミンの製造法について鋭意検討した結果、エチレンジア
ミン四酢酸で処理したゼオライトが触媒として高活性、
長寿命であり、これを用いると常圧でも効率良くエチレ
ンジアミン製造できるという新規な事実を見いだし、本
発明を完成させるに至った。
【0009】すなわち、本発明はアンモニアとモノエタ
ノールアミンを反応させてエチレンジアミンを製造する
際に、触媒としてエチレンジアミン四酢酸で処理したゼ
オライトを用いることを特徴とするエチレンジアミンの
製造方法に関するものである。
【0010】以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【0011】本発明の方法においては、触媒としてエチ
レンジアミン四酢酸(以下EDTAと略記する)で処理
したゼオライトを用いることが特徴である。
【0012】EDTA処理とは、ゼオライトとEDTA
を接触させることをいう。その方法は特に限定するもの
ではないが、一般に、EDTA水溶液中でゼオライトを
加熱する方法等が用いられる。しかし、その他の方法を
用いても一向に差支えない。
【0013】ゼオライトとしては、例えば、モルデナイ
ト、オフレタイト、エリオナイト、L型、Y型、X型、
A型、ZSM−5、ZSM−11等が例示できるが、活
性及び選択性が高いモルデナイトが特に好ましい。ゼオ
ライトのシリカ/アルミナ比はゼオライトの種類により
大きく変化するものであり、特に限定するものではない
が、例えばモルデナイトについて例示すると、実用上の
点から通常Si/Al比(モル比)が4以上のものを使
用する。
【0014】EDTA処理した後のゼオライトのシリカ
/アルミナ比(モル比)もゼオライトの種類により大き
く異なるが、特に限定するものではない。
【0015】処理するEDTAの量は、ゼオライトの種
類,Si/Al比によって大きく異なり、特に限定する
ものではないが、転化率及び選択性の向上のため、ゼオ
ライト1gに対して、0.1μmol〜1molが好ま
しく、1μmol〜1molが特に好ましい。
【0016】EDTA処理されたゼオライトは、転化率
及び選択性の向上のため、プロトンにイオン交換して使
用することが好ましい。プロトンにイオン交換する方法
は特に限定するものではない。
【0017】上記のようにEDTA処理されたゼオライ
トは、反応形式に応じた形態で反応に用いられる。例え
ば、粉末状で使用しても良く、顆粒状、球状、円柱状、
円筒状、不定形などに成型して使用しても良い。触媒を
成型する場合、打錠成型、押出成型、噴霧乾燥、転動造
粒など種々の方法で成型することができる。また、触媒
を成型する際に、アルミナ、シリカ、チタニア、酸性白
土、粘土などを加えてもよい。
【0018】触媒(EDTA処理したゼオライト)の使
用量は、原料のモル比、反応温度、反応形態等により大
きく異なるが、特に限定するものではない。
【0019】本発明の方法において、原料はアンモニア
とモノエタノールアミンである。両者の仕込み比は特に
限定するものではないが、エチレンジアミンの収率及び
選択性の向上のため、アンモニア/モノエタノールアミ
ンのモル比で10〜200、特に20〜80が好まし
い。なお、アンモニアの使用量が増えることは工業的観
点からも好ましくない。
【0020】本発明の方法において、反応の際、窒素、
水素、水蒸気などの不活性ガスを添加しても良いし添加
しなくても良い。
【0021】本発明の方法において、反応は気相で実施
される。反応温度は特に限定するものではないが、反応
速度の向上及びアミンの分解防止のため、200℃〜5
00℃が好ましい。
【0022】反応圧力は原料比、反応温度等によって大
きく変動するため特に限定するものではないが、原料及
び生成物の液化防止、エチレンジアミンの選択性の向上
のため、原料及び生成物が気体である範囲とするのが好
ましい。
【0023】本発明の方法において、反応装置は特に限
定するものではないが、生産性向上のため、通常、流通
式反応装置を用いるのが好ましい。流通式反応装置とし
ては、管型反応装置、塔型反応装置、流動層反応装置等
があるが、目的に応じて自由に選択できる。
【0024】本発明の方法において、生成したエチレン
ジアミン及び未反応のモノエタノールアミンは、通常、
蒸留により分離、精製される。未反応のモノエタノール
アミン及び反応しなかった過剰のアンモニアは再び原料
として用いることが可能である。
【0025】
【実施例】以下、実施例により、本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0026】なお表現を簡潔にするため、下記の略記号
を使用する。
【0027】EDA:エチレンジアミン MEA:モノエタノールアミン NH3:アンモニア EI :エチレンイミン PA :ピペラジン,トリエチレンジアミンなどのポリ
エチレンポリアミン反応には常圧流通系反応装置を用
い、触媒活性及び生成物の分析はガスクロマトグラフィ
ーにより行った。
【0028】実施例1〜9 EDTA水溶液に2.5gのNa型モルデナイト(Si
/Al=5.0)を加え、6時間加熱還流処理を行っ
た。EDTAは表1記載の量を使用し、単位は1gのN
a型モルデナイトに対するEDTAのモル数で表した。
モルデナイトはEDTAで処理した後、硝酸アンモニウ
ム水溶液を用いて2回イオン交換し、プロトン型とし
た。なお表1に記載したSi/Al比は蛍光X線(XR
F)で測定したものである。
【0029】こうして得られたEDTA処理モルデナイ
トを500mg使用し、反応を行った。反応温度は33
0℃、NH3/MEA比は50(モル比)、接触時間
(W/F)は200g時/mol、MEA分圧は1.4
kPaとした。反応結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】実施例10 Na型モルデナイト1gあたり0.413mmolのE
DTA水溶液に2.5gのNa型モルデナイト(Si/
Al=5.0)を加え、6時間加熱還流処理を行った。
EDTAで処理した後、硝酸アンモニウム水溶液を用い
て2回イオン交換し、プロトン型とした。
【0032】この触媒を使用し、反応温度を310℃と
した他は実施例1〜9と同じ条件で反応を行った。その
結果を表1に示す。
【0033】比較例1 触媒の活性及び選択性を比較するため、EDTAで処理
していないNa型モルデナイト(Si/Al=5.0)
を硝酸アンモニウム水溶液で2回イオン交換し、プロト
ン型とした。この触媒を500mg使用した他は実施例
1〜9と同じ方法で反応した。その結果を表1にあわせ
て示す。表1からわかるように、この触媒の活性及び選
択性はEDTA処理したものに比べ低かった。
【0034】実施例11 実施例10で使用したEDTA処理したモルデナイトを
使用し、実施例1〜9と同じ条件で反応を行い、反応開
始後、1時間ごとに反応生成物を分析した。その結果を
表2に示す。
【0035】
【表2】
【0036】比較例2 触媒の寿命を比較するため、比較例1で使用したEDT
A処理しないモルデナイトを触媒として使用し、実施例
11と同じ条件で反応を行い、反応開始後、1時間ごと
に反応生成物を分析した。その結果を表3に示す。表3
から明らかなように、この触媒の寿命はEDTA処理し
たものに比べ短かった。
【0037】
【表3】
【0038】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ると、高活性、長寿命の触媒を用いることにより、アン
モニアとモノエタノールアミンから、高圧を必要とせず
効率良くエチレンジアミンを製造することができるの
で、工業的に極めて有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンモニアとモノエタノールアミンを反
    応させてエチレンジアミンを製造する際に、触媒として
    エチレンジアミン四酢酸で処理したゼオライトを用いる
    ことを特徴とするエチレンジアミンの製造方法。
  2. 【請求項2】 ゼオライトがモルデナイトであることを
    特徴とする請求項1に記載のエチレンジアミンの製造方
    法。
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JP2019536773A (ja) * 2016-11-30 2019-12-19 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Mor骨格構造のナノ結晶質ゼオライトを用いて、モノエタノールアミンをエチレンジアミンに変換する方法
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