JPH073009A - Catalyst for producing polyether polyamine and production of polyether polyamine with the same - Google Patents

Catalyst for producing polyether polyamine and production of polyether polyamine with the same

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JPH073009A
JPH073009A JP3155894A JP3155894A JPH073009A JP H073009 A JPH073009 A JP H073009A JP 3155894 A JP3155894 A JP 3155894A JP 3155894 A JP3155894 A JP 3155894A JP H073009 A JPH073009 A JP H073009A
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catalyst
reaction
ruthenium
polyether polyamine
producing
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JP3155894A
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Japanese (ja)
Inventor
Harorudo Fuiritsupusu Kurisutofua
クリストファ・ハロルド・フィリップス
Yoji Hirasawa
洋治 平沢
Keiichi Okajima
圭一 岡島
Jiyoon Batei Jiyuriasu
ジュリアス・ジョーン・バティ
Ruisu Buusu Buraian
ブライアン・ルイス・ブース
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Nippon Paint Co Ltd
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Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a catalyst for producing a polyether polyamine enabling reactions under low pressures, not affected by water, and giving high conversion rates by making Ru and one kind or more of metals such as Pd, Pt, Rh, Os, Ir, Re, Tc, Mo and W supported with a carrier. CONSTITUTION:(A) Ruthenium and (B) one kind or more of metals such as palladium, platium, rhodium, osmium, iridium, rhenium, technetium, molybdenum, and tungsten are made to be supported with a carrier (e.g. gamma-alumina) to obtain a catalyst used for producing polyether polyamines, enabling the reactions under low pressures, having sufficient activities even at high LHSV, substantially not affected by catalytic poisons such as water, and giving high conversion rates under reaction conditions in which the molar ratios of hydrogen gas and ammonia to hydroxyl groups are relatively low. A polyether polyol, hydrogen gas and ammonia are brought into contact with the catalyst to produce a polyether polyamine in high yield.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は塗料用および成形材料用
硬化剤として有用なポリエーテルポリアミン製造用触媒
に関し、特に、ルテニウムを担持する触媒およびこれを
用いるポリエーテルポリアミンの製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst for producing a polyether polyamine useful as a curing agent for paints and molding materials, and more particularly to a catalyst carrying ruthenium and a method for producing a polyether polyamine using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリエーテルポリアミンは、エポキシ樹
脂の硬化剤やポリアミドの原料として広範に用いられて
いる。この有用な製造法には、ポリエーテルポリオール
を触媒を用いてアンモニアおよび水素で直接反応する方
法が知られている。このようなポリエーテルポリオール
のアミノ化反応では、(1)水酸基の脱水素によるケトン
基の生成、(2)ケトン基へのアンモニア付加によるアミ
ノール基の生成、(3)アミノール基の脱水によるイミノ
基の生成および(4)イミノ基への水素付加によるアミノ
基の生成、の機構で反応が進行すると考えられる。
2. Description of the Related Art Polyether polyamines are widely used as a curing agent for epoxy resins and a raw material for polyamides. In this useful production method, a method in which a polyether polyol is directly reacted with ammonia and hydrogen using a catalyst is known. In the amination reaction of such a polyether polyol, (1) the production of a ketone group by dehydrogenation of the hydroxyl group, (2) the production of an amino group by the addition of ammonia to the ketone group, and (3) the imino group by the dehydration of the amino group. It is considered that the reaction proceeds by the mechanism of the formation of (1) and (4) formation of an amino group by hydrogen addition to the imino group.

【0003】高い効率でポリエーテルアミンを得るため
には、(1)〜(4)の工程全てを良好に行わなければならな
い。これらの工程の反応効率を上げるための接触還元用
触媒として、ほとんどの場合、ニッケルが使用されてお
り、ポリエーテルアミン製造用触媒として必須の金属と
みなすことができる。
In order to obtain a polyetheramine with high efficiency, all the steps (1) to (4) must be carried out well. In most cases, nickel is used as a catalytic reduction catalyst for increasing the reaction efficiency in these steps, and it can be regarded as an essential metal as a catalyst for producing a polyetheramine.

【0004】例えば、英国特許第2175910号には、モリ
ブデンを添加することにより活性を高めたラネーニッケ
ル触媒が記載されている。しかしながら、この触媒は未
だ活性が不十分であり、これを用いてポリエーテルポリ
オールを直接アミン変換するためには長い反応時間(LHS
V(液体の時空間速度、高いほど反応時間が短い)=0.1〜
2.0)および高圧(連続式で13MPaを越える圧力)を必要と
し、工業化規模での実施が困難である。
For example, British Patent No. 2175910 describes a Raney nickel catalyst whose activity is increased by adding molybdenum. However, this catalyst is still insufficient in activity, and a long reaction time (LHS
V (space-time velocity of liquid, the higher the reaction time, the shorter the reaction time) = 0.1 ~
2.0) and high pressure (pressure exceeding 13 MPa in continuous type) are required, and it is difficult to carry out on an industrial scale.

【0005】また、欧州特許出願第0356047A2号には、
γ-アルミナ担体にニッケル、ルテニウムおよびその他
の遷移金属を担持させた接触還元用触媒が記載されてい
る。しかしながら、この触媒も活性が不十分なので反応
に長時間を要し、工業化規模での実施は困難である。
[0005] Also, in European Patent Application No. 0356047A2,
A catalyst for catalytic reduction in which nickel, ruthenium and other transition metals are supported on a γ-alumina carrier is described. However, since this catalyst also has insufficient activity, it takes a long time for the reaction, and it is difficult to carry out it on an industrial scale.

【0006】さらに、ここに開示した触媒は水のような
触媒毒に対して敏感であり、例えば原料のポリオールに
対して約5%の水が系内に存在する場合に、変換率は約
50%低下するという問題点を有している。このように触
媒としてニッケルを用いた場合には、反応時間が短く、
低圧反応を行えるような工業化適正に優れた系は構築で
きていなかった。
Furthermore, the catalysts disclosed herein are sensitive to catalyst poisons such as water, for example, when about 5% water relative to the starting polyol is present in the system, the conversion is about.
It has a problem of 50% reduction. When nickel is used as a catalyst in this way, the reaction time is short,
It has not been possible to construct a system that is suitable for industrialization and that can perform a low-pressure reaction.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、連続式またはバッチ式いずれの
方式にも適用可能であり、低圧反応および高LHSVでも充
分な活性を有しており、水のような触媒毒の影響を受け
難く、水酸基に対する水素およびアンモニアのモル比が
比較的小さい反応条件で高い変換率を与えるポリエーテ
ルポリアミン製造用触媒を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances and can be applied to either a continuous system or a batch system, and has sufficient activity even in a low pressure reaction and a high LHSV. However, it is an object of the present invention to provide a catalyst for producing a polyether polyamine that is not easily affected by a catalyst poison such as water, and that provides a high conversion rate under a reaction condition in which the molar ratio of hydrogen and ammonia to a hydroxyl group is relatively small.

【0008】本発明はさらに上記触媒を用いてポリエー
テルポリアミンを高い変換率および選択性で製造する方
法を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a method for producing a polyether polyamine with high conversion and selectivity using the above catalyst.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明はルテニウムおよ
び特定の遷移金属を組み合わせることにより達成され
る。
The present invention is accomplished by combining ruthenium and certain transition metals.

【0010】すなわち本発明は担体上に、a)ルテニウム
と、b)パラジウム、白金、ロジウム、オスミウム、イリ
ジウム、レニウム、テクネチウム、モリブデンおよびタ
ングステンからなる群から選択される少なくとも1種の
金属とを、担体上に担持してなるポリエーテルポリアミ
ン製造用触媒およびこれを用いるポリエーテルポリアミ
ンの製造法に関する。
That is, the present invention provides that on a carrier, a) ruthenium and b) at least one metal selected from the group consisting of palladium, platinum, rhodium, osmium, iridium, rhenium, technetium, molybdenum and tungsten. The present invention relates to a catalyst for producing a polyether polyamine, which is carried on a carrier, and a method for producing a polyether polyamine using the same.

【0011】本発明の触媒に用いる担体は、接触還元触
媒用担体として通常用いられるものであれば特に限定さ
れないが、γ-アルミナ、炭素、シリカ-γ-アルミナ、
シリカ-酸化チタンおよび珪藻土からなる群から選択す
ることが好ましい。これ以外にも、例えば、α-アルミ
ナ、シリカおよび二酸化チタン等も用いうる。
The carrier used in the catalyst of the present invention is not particularly limited as long as it is a carrier usually used as a catalyst for catalytic reduction catalysts, and γ-alumina, carbon, silica-γ-alumina,
It is preferably selected from the group consisting of silica-titanium oxide and diatomaceous earth. Other than this, for example, α-alumina, silica, titanium dioxide and the like may be used.

【0012】上記担体に担持させる金属(以下触媒金属
という。)としては、ルテニウムが必須の成分である。
ルテニウムが脱水素化反応および水素化反応を非常に有
効に触媒する。驚くべきことに、これまでポリエーテル
ポリアミン製造用触媒として必須と考えられてきたニッ
ケルは、ルテニウムと組み合わせることにより、かえっ
て活性を低下させる。
Ruthenium is an essential component as the metal supported on the carrier (hereinafter referred to as the catalyst metal).
Ruthenium catalyzes dehydrogenation and hydrogenation reactions very effectively. Surprisingly, nickel, which has hitherto been considered to be essential as a catalyst for producing polyether polyamines, rather reduces its activity when combined with ruthenium.

【0013】ルテニウムは、触媒組成物の総重量に対し
て0.1〜30重量%、好ましくは0.5〜10重量%
含有させる。その量が0.1重量%より少ないと十分な
触媒活性が得られない。またルテニウムを30重量%よ
り多く加えても転化率の向上をそれ以上期待できない。
Ruthenium is 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, based on the total weight of the catalyst composition.
Include. If the amount is less than 0.1% by weight, sufficient catalytic activity cannot be obtained. Further, even if ruthenium is added in an amount of more than 30% by weight, further improvement in conversion cannot be expected.

【0014】ルテニウムと組み合わせて担持させる触媒
金属には、周期率表第VIA、VIIAおよびVIII族の第5お
よび6周期律の元素から選択される少なくとも1種を用
いることが好ましい。具体的には、パラジウム、白金、
ロジウム、オスミウム、イリジウム、レニウム、テクネ
チウム、モリブデンおよびタングステンを用いることが
好ましい。さらに好ましくは、パラジウム、白金、ロジ
ウム、オスミウムおよびレニウムの中から選ばれたもの
である。これらの触媒金属はルテニウムの活性の促進お
よび触媒毒による活性喪失の防止の作用を有する。ルテ
ニウムと組み合わせて担持させるのに最も好ましい金属
はパラジウムである。
As the catalyst metal to be supported in combination with ruthenium, it is preferable to use at least one selected from the elements of Periodic Tables VIA, VIIA and VIII of the 5th and 6th Periods. Specifically, palladium, platinum,
Preference is given to using rhodium, osmium, iridium, rhenium, technetium, molybdenum and tungsten. More preferably, it is selected from palladium, platinum, rhodium, osmium and rhenium. These catalytic metals have the functions of promoting the activity of ruthenium and preventing the loss of activity due to catalyst poisons. The most preferred metal to support in combination with ruthenium is palladium.

【0015】上記のルテニウムと組み合わせて担持させ
る金属は、触媒組成物の総重量に対して0.1〜30重
量%、好ましくは0.5〜10重量%含有させる。その
量が0.1重量%より少ないと十分な触媒活性が得られ
ない。また30重量%より多く加えると、担体が金属粒
子で覆われて担体の機能が阻害される結果となり、かえ
って触媒活性が低下する。
The metal supported in combination with the ruthenium is contained in an amount of 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, based on the total weight of the catalyst composition. If the amount is less than 0.1% by weight, sufficient catalytic activity cannot be obtained. On the other hand, if it is added in an amount of more than 30% by weight, the carrier is covered with the metal particles and the function of the carrier is hindered, and the catalytic activity is rather lowered.

【0016】ルテニウムおよび上記の触媒金属は、その
合計量が触媒組成物総重量を基準にして0.2〜60重
量%、好ましくは1〜20重量%、より好ましくは1〜
10重量%の範囲になるように、担持させることが望ま
しい。その量が0.1重量%より少ないと十分は触媒活
性をえることができず、また60重量%より多く使用し
ても、担体が金属粒子で覆われて担体の作用を阻害する
こととなる。いずれにしても、上記範囲外の使用量で
は、十分な触媒機能を得ることができない。
The total amount of ruthenium and the above catalytic metal is 0.2 to 60% by weight, preferably 1 to 20% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst composition.
It is desirable that the carrier be supported in the range of 10% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the catalytic activity cannot be sufficiently obtained, and even if the amount is more than 60% by weight, the carrier is covered with metal particles and the action of the carrier is hindered. . In any case, if the amount used is outside the above range, a sufficient catalytic function cannot be obtained.

【0017】本発明においては少なくともルテニウムと
パラジウムとを触媒金属として担持させることが好まし
く、ルテニウムを0.5重量%以上の量で担持させること
が特に好ましい。
In the present invention, it is preferable to support at least ruthenium and palladium as catalytic metals, and it is particularly preferable to support ruthenium in an amount of 0.5% by weight or more.

【0018】担体への触媒金属の担持法には、当該技術
分野で通常用いられる方法を用いうる。これらには、例
えば、沈殿法、含浸法およびイオン交換法が挙げられ
る。
As a method for supporting the catalyst metal on the carrier, a method usually used in this technical field can be used. These include, for example, precipitation methods, impregnation methods and ion exchange methods.

【0019】担体に担持金属を担持させた後に、粉砕の
ような常套の手段により本発明の触媒組成物を所望の寸
法および形状に調製することもできる。触媒粒子の寸法
および形状は特に限定されないが、例えば、2〜3mmの
粒状またはペレット状の形態が好ましい。
After supporting the supporting metal on the carrier, the catalyst composition of the present invention can be prepared in a desired size and shape by a conventional means such as grinding. The size and shape of the catalyst particles are not particularly limited, but for example, a granular or pelletized form of 2 to 3 mm is preferable.

【0020】本発明のもうひとつの要点は、ポリエーテ
ルポリオールを水素およびアンモニアと共に上記触媒組
成物と接触させる工程を包含するポリエーテルポリアミ
ンの製造法にある。
Another aspect of the present invention is a method of making a polyether polyamine which comprises the step of contacting a polyether polyol with hydrogen and ammonia with the above catalyst composition.

【0021】原料として用いるポリエーテルポリオール
としては、種々の分野で利用されているものであり特に
限定されないが、アルキレンオキサイド、例えば、エチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキ
サイド、テトラハイドロフランなどを開環重合してえら
れるものである。分子量は特に規定されないが、20000
以下で有効である。分子量が20000を越えるところで
は、反応においてポリオール1分子あたりの水素および
アンモニアの濃度が低くなるため拡散支配されやすく、
高変換率が得られなくなる。流通式反応を行うことを考
慮した場合、ポリオールの性状は室温で液体であるもの
が好ましい。官能基数は2から8までが好ましい。1官
能の合成は可能であるが、工業的価値が低い。8を越え
ると固体となりやすく、先に上げた理由により好ましく
ない。
The polyether polyol used as a raw material is used in various fields and is not particularly limited, but alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and tetrahydrofuran are subjected to ring-opening polymerization. It is something that can be obtained. The molecular weight is not specified, but 20000
It is effective in the following. Where the molecular weight exceeds 20,000, the concentration of hydrogen and ammonia per molecule of polyol becomes low in the reaction, so that diffusion control is likely to occur,
A high conversion rate cannot be obtained. In consideration of carrying out the flow reaction, it is preferable that the polyol is liquid at room temperature. The number of functional groups is preferably 2 to 8. Although monofunctional synthesis is possible, its industrial value is low. If it exceeds 8, it tends to become solid, which is not preferable for the reason mentioned above.

【0022】ポリエーテルポリオールとアンモニアおよ
び水素とを反応させる場合に、反応割合は、OH(ポリ
エーテルポリオール中)/NH/Hを1/10〜4
0/0.5〜10のモル比、特に、1/15〜30/1
〜5のモル比とすることが好ましい。
When the polyether polyol is reacted with ammonia and hydrogen, the reaction ratio is OH (in the polyether polyol) / NH 3 / H 2 from 1/10 to 4
Molar ratio of 0 / 0.5-10, especially 1 / 15-30 / 1
It is preferable to use a molar ratio of ˜5.

【0023】水素のモル量を水酸基に対して0.5モル
未満とすると水素化反応が進みにくく変換率および選択
性が低下する。またその量を10モルを上回って増大さ
せても変換率および選択性の向上が得られないばかり
か、逆にやや減少する傾向にあり、低圧反応とすること
が困難となるので好ましくない。
When the molar amount of hydrogen is less than 0.5 mol with respect to the hydroxyl group, the hydrogenation reaction is difficult to proceed and the conversion rate and selectivity are lowered. Further, even if the amount is increased over 10 mol, not only the conversion rate and selectivity cannot be improved, but on the contrary, it tends to be slightly decreased, which makes it difficult to carry out the low pressure reaction, which is not preferable.

【0024】アンモニアのモル量を水酸基に対して10モ
ル未満とすると、理由は明らかでないが変換率および選
択性が低下し、40モルを上回って増大させても変換率お
よび選択性の向上が得られないばかりか低圧反応とする
ことが困難となるので好ましくない。
If the molar amount of ammonia is less than 10 mols with respect to the hydroxyl groups, the conversion rate and the selectivity are lowered for unclear reasons, and even if the amount is more than 40 mols, the conversion rate and the selectivity are improved. Not only that, but it also becomes difficult to carry out a low-pressure reaction, which is not preferable.

【0025】尚、本明細書で「低圧反応」とは、バッチ式
反応で20MPa、流通式反応で10MPaまでの圧力において反
応させることを意味する。
The term "low pressure reaction" as used herein means that the reaction is carried out at a pressure of up to 20 MPa in a batch type reaction and up to 10 MPa in a flow type reaction.

【0026】アミノ化反応は、バッチ式で行う場合も連
続式で行う場合も常套の方法で行うことができる。その
際に、バッチ式反応においては10〜20MPa、流通式反応
においては4〜10MPa、特に5〜10MPaの範囲の圧力で行
うことが好ましい。反応圧が上記の範囲を下回ると変換
率および選択性が低下し、逆に上回ると変換率と選択性
のさらなる向上が見られず、本発明の特徴の一つである
低圧反応から逸脱することとなるので好ましくない。反
応温度は170〜250℃、特に、200〜220℃とすることが好
ましい。反応温度が170℃を下回ると変換率が低下し、2
50℃を上回るとポリオールの分解反応が生じ、また触媒
の劣化が進行するので好ましくない。LHSVは10以下、好
ましくは2〜10の範囲で行うことが好ましい。LHSVが10
を上回ると変換率および選択性が低下するので好ましく
ない。
The amination reaction can be carried out by a conventional method regardless of whether it is carried out batchwise or continuously. At that time, it is preferable to carry out at a pressure in the range of 10 to 20 MPa in the batch type reaction and in the range of 4 to 10 MPa, particularly 5 to 10 MPa in the flow type reaction. If the reaction pressure is lower than the above range, the conversion rate and the selectivity are lowered, and if the reaction pressure is higher than the above range, the conversion rate and the selectivity are not further improved, and the low pressure reaction which is one of the features of the present invention is deviated. Is not preferable. The reaction temperature is preferably 170 to 250 ° C, particularly preferably 200 to 220 ° C. If the reaction temperature falls below 170 ° C, the conversion rate will decrease and
If the temperature exceeds 50 ° C, the decomposition reaction of the polyol occurs and the deterioration of the catalyst proceeds, which is not preferable. LHSV is preferably 10 or less, more preferably 2 to 10. LHSV is 10
If it exceeds, the conversion rate and the selectivity are lowered, which is not preferable.

【0027】アミノ化反応時に使用する本発明の触媒量
は、触媒組成物、アミノ化対象のポリオール、反応方法
等による。一般的には、バッチ式の場合は、反応対象で
あるポリオールの1〜50重量%の量で使用する。触媒
量が少なすぎると変換率および選択性が低下する。また
その量を必要以上に多く使用しても、増加させた分に見
合う変換率および選択性の向上を達成することはできな
い。
The amount of the catalyst of the present invention used in the amination reaction depends on the catalyst composition, the polyol to be aminated, the reaction method and the like. Generally, in the case of a batch system, it is used in an amount of 1 to 50% by weight of the polyol to be reacted. If the amount of the catalyst is too small, the conversion rate and the selectivity decrease. Further, even if the amount is used more than necessary, it is not possible to achieve the improvement in conversion rate and selectivity corresponding to the increased amount.

【0028】[0028]

【実施例】以下の実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0029】A.バッチ式反応方法 1)触媒の仕込みおよび活性化;所定量の触媒(以下の比
較例で特に断らないかぎり5.0g)を容量500mlの反応釜に
仕込み、窒素で十分に空気を除去した後、200℃以上で
活性化させ、水素下で約2時間還元し、室温まで冷却し
た。 2)ポリオールの仕込み;引き続いて反応釜にバルブを通
して結合した150mlのボンベに分子量2000のポリプロピ
レングリコール100gを入れた。十分に脱気後、窒素で約
10気圧に加圧し、続いてバルブを開いて反応釜に仕込ん
だ。 3)アンモニアおよび水素の仕込み;反応釜にバルブを通
して結合した150mlのボンベに所定量のアンモニアを入
れ、約70℃に加温して反応釜に仕込んだ。同様に反応釜
にバルブを通して結合した水素ボンベから所定の圧力に
なるまで水素を仕込んだ。
A. Batch-type reaction method 1) Charge and activation of catalyst: A predetermined amount of catalyst (5.0 g unless otherwise specified in the following comparative examples) was charged into a reaction vessel having a capacity of 500 ml, and nitrogen was sufficiently supplied with air. After removal, it was activated at 200 ° C. or higher, reduced under hydrogen for about 2 hours, and cooled to room temperature. 2) Preparation of polyol: Subsequently, 100 g of polypropylene glycol having a molecular weight of 2000 was put into a 150 ml cylinder connected to a reactor through a valve. After thoroughly degassing, use nitrogen to
The pressure was increased to 10 atm, and then the valve was opened and the reaction vessel was charged. 3) Ammonia and hydrogen charge: A predetermined amount of ammonia was put into a 150 ml cylinder connected through a valve to the reaction kettle, heated to about 70 ° C and charged into the reaction kettle. Similarly, hydrogen was charged into the reaction vessel from a hydrogen cylinder connected through a valve until a predetermined pressure was reached.

【0030】なお、アンモニアおよび水素の仕込み量は
OH/NH3/H2=1/30/5のモル比になるように設定した。仕
込み完了後、反応釜に取付けた撹拌機の回転スピードを
約1200回転に保ちながら、反応温度まで昇温した。その
まま1時間保持した後、室温まで冷却し、常圧に戻し
た。試料を取り出し濾過して触媒を除去してから、蒸留
によって溶解しているアンモニアと水を除去してポリエ
ーテルポリアミンを得た。水酸基からアミノ基への転化
率および選択性をアミン価の測定によって求めた。
The amounts of ammonia and hydrogen charged are
The molar ratio of OH / NH 3 / H 2 = 1/30/5 was set. After the completion of charging, the temperature of the stirrer attached to the reaction kettle was raised to the reaction temperature while maintaining the rotation speed at about 1200 rotations. After maintaining as it was for 1 hour, it was cooled to room temperature and returned to normal pressure. A sample was taken out and filtered to remove the catalyst, and then dissolved ammonia and water were removed by distillation to obtain a polyether polyamine. The conversion rate from hydroxyl groups to amino groups and the selectivity were determined by measuring the amine value.

【0031】なおここで転化率および選択性は以下の
(数1)に従い定義されている。
Here, the conversion rate and selectivity are defined according to the following (Equation 1).

【数1】 [Equation 1]

【0032】[0032]

【実施例1〜7および比較例1〜12】上記バッチ式反
応でルテニウムにパラジウムおよびその他の金属を組み
合わせた触媒組成物を用いた場合の転化率および選択性
(1級アミノ化率)の結果を表1に示した。また、触媒種
としてルテニウム単独を担持したものおよびニッケルを
含んだものを用いて比較例1〜7と同様の反応を行い、
その結果を表1に示した。これらの結果から、ルテニウ
ム金属担持触媒に、第2成分としてパラジウム、モリブ
デン、白金、レニウムを担持させることによって反応性
が向上すること、および従来よりアミノ化反応の金属触
媒として知られているニッケルはルテニウム-パラジウ
ム系担持触媒では反応を抑制することがわかる。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 12 Conversion and Selectivity when Using a Catalyst Composition Combining Ruthenium with Palladium and Other Metals in the Batch Reaction
The results of (primary amination ratio) are shown in Table 1. Further, the same reaction as in Comparative Examples 1 to 7 was carried out using a catalyst containing ruthenium alone and a catalyst containing nickel as catalyst species.
The results are shown in Table 1. From these results, the reactivity is improved by supporting palladium, molybdenum, platinum, and rhenium as the second component on the ruthenium metal-supported catalyst, and nickel conventionally known as a metal catalyst for amination reaction is It can be seen that the ruthenium-palladium-based supported catalyst suppresses the reaction.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【実施例8および比較例13〜16】反応容器に水を5
g入れたこと以外は実施例1と同様の操作を行った。そ
の結果を表2に示した。また、触媒種としてラネーニッ
ケル、ルテニウム担持触媒を用いて水の存在の影響を検
討し、その結果を表2に示した。これらの結果から本発
明の触媒組成物は水が系に存在していても変換率の低下
が小さいことがわかった。
[Example 8 and Comparative Examples 13 to 16]
The same operation as in Example 1 was performed except that g was added. The results are shown in Table 2. In addition, the influence of the presence of water was investigated using Raney nickel and ruthenium supported catalysts as catalyst species, and the results are shown in Table 2. From these results, it was found that the catalyst composition of the present invention showed a small decrease in conversion rate even when water was present in the system.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】B.連続式反応方法 バッチ式反応方法と同様の操作によって活性化された触
媒を充填した連続式反応釜(反応釜容量;250ml、触媒
量;100ml、上部および下部にラッシヒリングを充填)に
窒素ガスを2.5MPaの圧力で1時間あたり常圧換算で60L
の流速で流しながら、約45分かけて150℃に昇温した。
続いて水素を流しながら、200℃以上まで昇温し、その
温度で約30分保った。その後、水素だけを流しながら所
定の圧力まで高め、続いてアンモニア、分子量2000のポ
リプロピレングリコールをポンプで反応釜にOH/NH3/H2
比が所定のモル数になるよう所定のLHSVで流通を行っ
た。流通後の試料を濾過して触媒を除去し、引き続いて
蒸留により試料に含まれる水およびアンモニアを除去し
てポリエーテルポリアミンを得た。バッチ式反応方法と
同様の分析を行った。
B. Continuous reaction method A continuous reaction kettle filled with a catalyst activated by the same operation as the batch reaction method (reaction kettle capacity; 250 ml, catalyst amount; 100 ml, upper and lower filled with Raschig rings) Nitrogen gas at a pressure of 2.5MPa per hour converted to atmospheric pressure of 60L
The temperature was raised to 150 ° C over about 45 minutes while flowing at the flow rate of.
Subsequently, while flowing hydrogen, the temperature was raised to 200 ° C. or higher and kept at that temperature for about 30 minutes. After that, the pressure was raised to a predetermined level while flowing only hydrogen, and then ammonia and polypropylene glycol having a molecular weight of 2000 were pumped into the reaction vessel to OH / NH 3 / H 2
Distribution was carried out with a predetermined LHSV so that the ratio became a predetermined number of moles. The sample after the circulation was filtered to remove the catalyst, and then water and ammonia contained in the sample were removed by distillation to obtain a polyether polyamine. The same analysis as the batch reaction method was performed.

【0037】[0037]

【実施例9〜13および比較例17〜21】ルテニウム
-パラジウム担持触媒を用いて連続式反応を行った。そ
の結果を表3に示した。また、ルテニウム-パラジウム
担持触媒の代わりに、ルテニウムを単独に担持させた触
媒を用いて反応を行った結果を表3に示した。これらの
結果より、3以上の高LHSVでも本発明の触媒組成物は高
い変換率を示すことがわかった。
Examples 9 to 13 and Comparative Examples 17 to 21 Ruthenium
-A continuous reaction was carried out using a palladium-supported catalyst. The results are shown in Table 3. Table 3 shows the results of the reaction performed using a catalyst in which ruthenium was supported alone instead of the catalyst supporting ruthenium-palladium. From these results, it was found that the catalyst composition of the present invention shows a high conversion rate even at a high LHSV of 3 or more.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】[0039]

【実施例14〜20および比較例22〜28】ルテニウ
ム-パラジウム担持触媒を用いて連続式反応で、2水準
のLHSVで、かつ系の圧力を4段階に変化させて反応を行
った。その結果を表4に示した。また、触媒としてルテ
ニウムを単独担持したものを用いた結果を表4に示し
た。これらの結果から、本発明の触媒組成物は低圧でも
高い変換率を示すことがわかった。
Examples 14 to 20 and Comparative Examples 22 to 28 Reactions were carried out in a continuous reaction using a ruthenium-palladium supported catalyst at 2 levels of LHSV and changing the system pressure in four stages. The results are shown in Table 4. In addition, Table 4 shows the results obtained by using the catalyst in which ruthenium was solely supported. From these results, it was found that the catalyst composition of the present invention shows a high conversion rate even at a low pressure.

【0040】[0040]

【表4】 [Table 4]

【0041】[0041]

【実施例21〜35および比較例29〜40】ルテニウ
ム-パラジウム担持触媒を用いて連続式反応で、2水準
のLHSVで水酸基に対する水素およびアンモニアのモル比
を変化させて反応を行った。その結果を表5に示した。
また、触媒としてルテニウムを単独担持したものを用い
た以外は実施例21〜29と同様にして反応を行った。その
結果を表5および6に示した。これらの結果から、本発
明の触媒組成物は水酸基に対する水素およびアンモニア
のモル比が低いところでも変換率が高いことがわかっ
た。
[Examples 21 to 35 and Comparative Examples 29 to 40] A ruthenium-palladium-supported catalyst was used to carry out the reaction in a continuous reaction by changing the molar ratio of hydrogen and ammonia to hydroxyl groups at two levels of LHSV. The results are shown in Table 5.
Further, the reaction was carried out in the same manner as in Examples 21 to 29, except that the catalyst which supported ruthenium alone was used. The results are shown in Tables 5 and 6. From these results, it was found that the catalyst composition of the present invention has a high conversion rate even when the molar ratio of hydrogen and ammonia to hydroxyl groups is low.

【0042】[0042]

【表5】 [Table 5]

【0043】[0043]

【表6】 [Table 6]

【0044】[0044]

【実施例36および37】ルテニウム−パラジウム−プ
ラチナ担持触媒を使用した以外、実施例7と同様にして
反応を行った。結果を下記表7に示す。
Examples 36 and 37 The reaction was carried out in the same manner as in Example 7 except that the ruthenium-palladium-platinum supported catalyst was used. The results are shown in Table 7 below.

【0045】[0045]

【表7】 [Table 7]

【0046】[0046]

【実施例38】担体としてカーボンを使用した以外、実
施例1と同様にして反応を行った。結果を下記表8に示
す。
Example 38 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that carbon was used as the carrier. The results are shown in Table 8 below.

【表8】 [Table 8]

【0047】[0047]

【発明の効果】連続式またはバッチ式で低圧反応および
高LHSVでも充分な活性を有しており、水のような触媒毒
の影響を受け難く、水酸基に対する水素およびアンモニ
アのモル比が比較的小さい反応条件で高い変換率を与え
るポリエーテルポリアミン製造用触媒組成物、およびこ
れを用いたポリエーテルポリアミンを高い変換率および
選択性で製造する方法を提供した。
EFFECTS OF THE INVENTION It has a sufficient activity even in a low pressure reaction and a high LHSV in a continuous system or a batch system, is hardly affected by a catalyst poison such as water, and has a relatively small molar ratio of hydrogen and ammonia to hydroxyl groups. Provided are a catalyst composition for producing a polyether polyamine that gives a high conversion rate under reaction conditions, and a method for producing a polyether polyamine using the same with a high conversion rate and selectivity.

フロントページの続き (72)発明者 ジュリアス・ジョーン・バティ 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 (72)発明者 ブライアン・ルイス・ブース 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内Front page continued (72) Inventor Julius Joan Bati 19-17 Ikedanaka-cho, Neyagawa-shi, Osaka Japan Paint Co., Ltd. (72) Inventor Brian Lewis Booth 19-17 Ikedanaka-cho, Neyagawa-shi, Osaka Within Japan Paint Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 担体上に、a)ルテニウムと、b)パラジウ
ム、白金、ロジウム、オスミウム、イリジウム、レニウ
ム、テクネチウム、モリブデンおよびタングステンから
なる群から選択される少なくとも1種の金属とを、担体
上に担持してなるポリエーテルポリアミン製造用触媒。
1. On a carrier, a) ruthenium and b) at least one metal selected from the group consisting of palladium, platinum, rhodium, osmium, iridium, rhenium, technetium, molybdenum and tungsten are supported on the carrier. A catalyst for producing a polyether polyamine, which is supported on.
【請求項2】 ルテニウム金属が触媒総重量を基準に
0.1〜30重量%の範囲の量で含有される請求項1記
載の触媒。
2. The catalyst according to claim 1, wherein the ruthenium metal is contained in an amount in the range of 0.1 to 30% by weight, based on the total weight of the catalyst.
【請求項3】 パラジウム、白金、ロジウム、オスミウ
ム、イリジウム、レニウム、テクネチウム、モリブデン
およびタングステンからなる群から選択される少なくと
も1種の金属が触媒総重量を基準に0.1〜30重量%
の範囲の量で含有される請求項1記載の触媒。
3. At least one metal selected from the group consisting of palladium, platinum, rhodium, osmium, iridium, rhenium, technetium, molybdenum and tungsten is 0.1 to 30% by weight based on the total weight of the catalyst.
The catalyst according to claim 1, which is contained in an amount in the range of.
【請求項4】 a)ルテニウムと、b)パラジウム、白金、
ロジウム、オスミウム、イリジウム、レニウム、テクネ
チウム、モリブデンおよびタングステンからなる群から
選択される少なくとも1種の金属とが、合計量で触媒総
重量を基準に0.2〜60重量%の範囲の量で含有され
る請求項1記載の触媒。
4. A) ruthenium and b) palladium, platinum,
At least one metal selected from the group consisting of rhodium, osmium, iridium, rhenium, technetium, molybdenum and tungsten is contained in a total amount of 0.2 to 60% by weight based on the total weight of the catalyst. The catalyst according to claim 1, which is
【請求項5】 ポリエーテルポリオールを、水素および
アンモニアと共に請求項1〜4いずれかに記載の触媒と
接触させる工程を包含するポリエーテルポリアミンの製
造法。
5. A method for producing a polyether polyamine, which comprises the step of contacting a polyether polyol with hydrogen and ammonia together with the catalyst according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 請求項5で製造方法が連続式であること
を特徴とするポリエーテルポリアミンの製造法。
6. The method for producing a polyether polyamine according to claim 5, wherein the production method is a continuous method.
JP3155894A 1993-03-01 1994-03-01 Catalyst for producing polyether polyamine and production of polyether polyamine with the same Pending JPH073009A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1502913A1 (en) 2003-07-30 2005-02-02 Kao Corporation Process for producing polyoxyalkylene triamine
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