JPH0748319A - Production of dialkyl carbonate - Google Patents

Production of dialkyl carbonate

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JPH0748319A
JPH0748319A JP5315992A JP31599293A JPH0748319A JP H0748319 A JPH0748319 A JP H0748319A JP 5315992 A JP5315992 A JP 5315992A JP 31599293 A JP31599293 A JP 31599293A JP H0748319 A JPH0748319 A JP H0748319A
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JP
Japan
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reaction
zeolite
ion
catalyst
carbonate
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Application number
JP5315992A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadami Kondo
忠美 近藤
Yoshimi Okada
佳巳 岡田
Fumiaki Tanaka
文明 田中
Sachio Asaoka
佐知夫 浅岡
Susumu Yamamoto
進 山本
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.)
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0748319A publication Critical patent/JPH0748319A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a production method of a dialkyl carbonate in high conversion ratio in the presence of a catalyst of heterogeneous system maintaining high activity throughout the whole process irrespective of the number of carbons of an alcohol compound and reaction conditions such as reaction temperature by reacting the alcohol compound with a cyclic carbonate. CONSTITUTION:This production of a dialkyl carbonate is carried out by subjecting an alcohol compound and a cyclic carbonate to liquid-phase catalytic reaction in the presence of a zeolite having undergone ion exchange with an alkali metal ion and/or an alkaline earth metal ion at 20-200 deg.C. In the reaction, the reaction system retains a liquid phase at the reaction temperature and has usually 0-40kg/cm<2>G self pressure. A zeolite wherein the all ion exchange sites of the zeolite are occupied by one or more alkali metal or alkaline earth metal may be cited as the zeolite having undergone ion exchange. Especially an A type or X type zeolite wherein >=50% of the ion exchange sites is subjected to ion exchange with potassium (K) in alkali metals is preferable as the zeolite.

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、アルコール化合物及び
環状カーボネートを原料として、アルカリ金属イオン及
び/またはアルカリ土類金属イオンで交換されているイ
オン交換ゼオライトの存在下でジアルキルカーボネート
を製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a dialkyl carbonate from an alcohol compound and a cyclic carbonate as raw materials in the presence of an ion-exchanged zeolite exchanged with an alkali metal ion and / or an alkaline earth metal ion. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アルコール及び環状カーボネート
からジアルキルカーボネートを製造する方法として、メ
タノールとエチレンカーボネートとを均一系または不均
一系触媒の存在下に反応させてジメチルカーボネートと
エチレングリコールを製造する方法が知られている。上
記方法において、均一系触媒反応による製造方法として
は、トリエチルアミン等のアミン類、ナトリウム等のア
ルカリ金属、クロロ酢酸ナトリウムまたはナトリウムメ
チラート等のアルカリ金属化合物またはタリウム化合物
等を触媒とする方法が知られている。一方、不均一系触
媒反応による製造方法としては、従来からイオン交換樹
脂を触媒として用いる方法が提案されている。例えば、
特開昭64−31737号公報においては、各種官能基
を有するイオン交換樹脂、無定形シリカ中にアルカリ及
びアルカリ土類金属ケイ酸塩を含浸せしめたもの、また
は、アンモニウム交換Y型ゼオライトを触媒とする不均
一系触媒反応方法が提案されている。上記従来の触媒を
用いる反応方法において、均一系触媒反応に比して、不
均一系触媒を用いる反応方法は反応混合物と触媒との分
離が容易であり、工業的に好ましい。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing a dialkyl carbonate from an alcohol and a cyclic carbonate, there is a method for producing dimethyl carbonate and ethylene glycol by reacting methanol and ethylene carbonate in the presence of a homogeneous or heterogeneous catalyst. Are known. In the above method, as a production method by a homogeneous catalytic reaction, a method using an amine such as triethylamine, an alkali metal such as sodium, an alkali metal compound such as sodium chloroacetate or sodium methylate or a thallium compound as a catalyst is known. ing. On the other hand, as a production method by a heterogeneous catalytic reaction, a method using an ion exchange resin as a catalyst has been conventionally proposed. For example,
In JP-A-64-31737, ion-exchange resins having various functional groups, amorphous silica impregnated with alkali and alkaline earth metal silicates, or ammonium-exchanged Y-type zeolite as a catalyst. A heterogeneous catalytic reaction method has been proposed. In the above-mentioned conventional reaction method using a catalyst, the reaction method using a heterogeneous catalyst is easier to separate the reaction mixture and the catalyst than the homogeneous catalyst reaction, and is industrially preferable.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案のイオン交換樹脂や、アルカリ及びアルカリ土類金属
のケイ酸塩を含浸したシリカを触媒として用いた場合
は、触媒活性点が不規則に存在し不均一となり、触媒活
性の向上を図ることは困難と考えられる。即ち、上記の
アンモニウム交換Y型ゼオライト触媒においては、アン
モニア成分が揮発性であり、活性点が不安定となり、触
媒活性も低くなるおそれがある。事実、後記する比較例
において、反応温度50℃では、転化反応に対する触媒
活性の発現が観察されなかった。また、イオン交換樹脂
は、無機化合物に比して耐有機溶媒性に劣り、特に、加
熱下ではそれが著しい。更に、長期間使用する場合、イ
オン交換樹脂触媒は、その活性点である官能基が、溶出
等により消失するため触媒活性の低下が起こり、最終的
には永久劣化することになる。
However, when the above-mentioned ion exchange resin or silica impregnated with alkali and alkaline earth metal silicates is used as a catalyst, the catalytic active sites are irregularly present. It becomes non-uniform, and it is considered difficult to improve the catalytic activity. That is, in the above ammonium-exchanged Y-type zeolite catalyst, the ammonia component is volatile, the active sites may become unstable, and the catalytic activity may be low. In fact, in the comparative example described later, at the reaction temperature of 50 ° C., the expression of the catalytic activity for the conversion reaction was not observed. Further, the ion exchange resin is inferior in organic solvent resistance as compared with the inorganic compound, and particularly, it is remarkable under heating. Furthermore, when used for a long period of time, the functional group which is the active site of the ion-exchange resin catalyst disappears due to elution and the like, so that the catalytic activity decreases, and eventually it permanently deteriorates.

【0004】一般に、触媒反応において、触媒活性が低
い場合や低下したときには、目的生成物の収率が低く、
または低下してくるため、反応温度を上げ反応速度を上
昇して転化率を高め触媒活性を補う必要がある。しか
し、イオン交換樹脂は熱的安定性が低いため、最高操作
温度を高くすることができず、反応温度を上昇させる場
合でも高々100℃程度までである。また、アンモニウ
ム交換ゼオライト触媒では、前記のようにアンモニウム
成分が揮発性であり、安定して触媒活性を保持すること
ができない。このため、イオン交換樹脂及びアンモニウ
ム交換ゼオライトを触媒として工業的に使用する場合に
は、その触媒反応は操作が複雑となり、また制御も容易
でない。従って、著しい生産性の向上を期待することは
困難である。
Generally, in the catalytic reaction, when the catalytic activity is low or decreases, the yield of the target product is low,
Or, since it decreases, it is necessary to raise the reaction temperature to increase the reaction rate to increase the conversion rate and supplement the catalytic activity. However, since the ion exchange resin has low thermal stability, the maximum operating temperature cannot be increased, and even when the reaction temperature is raised, it is up to about 100 ° C. Further, in the ammonium-exchanged zeolite catalyst, the ammonium component is volatile as described above, so that the catalytic activity cannot be stably maintained. Therefore, when the ion-exchange resin and ammonium-exchanged zeolite are industrially used as catalysts, the catalytic reaction is complicated in operation and is not easy to control. Therefore, it is difficult to expect a significant improvement in productivity.

【0005】本発明は、アルコール化合物と環状カーボ
ネートとを反応させてジアルキルカーボネートを製造す
る方法に適用する上記した従来触媒の欠点を解消し、反
応全工程を通して高活性を維持し、且つ、要すれば10
0℃以上の高温で操作し反応速度を向上させ得る触媒で
あって、且つ、反応混合物との分離が容易である不均一
触媒を提供することを目的とする。また、同時に、上記
目的の触媒を用いることにより、アルコール化合物と環
状カーボネートとから高転化率でジアルキルカーボネー
トを製造する方法を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of conventional catalysts applied to a method for producing a dialkyl carbonate by reacting an alcohol compound with a cyclic carbonate, maintains high activity throughout the entire reaction process, and requires If 10
It is an object of the present invention to provide a heterogeneous catalyst which can be operated at a high temperature of 0 ° C. or higher to improve the reaction rate and which can be easily separated from the reaction mixture. At the same time, another object of the present invention is to provide a method for producing a dialkyl carbonate from an alcohol compound and a cyclic carbonate at a high conversion rate by using the above-mentioned catalyst.

【0006】発明者らは、前記目的達成のため、従来触
媒のアンモニウム交換Y型ゼオライト触媒が上記したよ
うな欠点を有するのに対し、その構成成分であるゼオラ
イトが、本来耐熱性及び耐有機溶媒性に優れた特性を有
し、イオン交換樹脂に比して触媒活性点が均一化される
ことから見直しを図った。即ち、ゼオライトは、その結
晶性アルミノケイ酸塩を構成するアルミノケイ酸の三次
元骨格構造の縮合陰イオン空洞には陽イオンを含有させ
ることができ、陰イオンと陽イオンとがバランスし、静
電気的に安定されるため均一な活性点を形成することが
できる。更に、ゼオライトは耐熱性に優れるため、ゼオ
ライトそれ自体は高温下でも耐久性を有し、必要であれ
ば高温使用も可能となり、また、耐有機溶媒性にも優
れ、触媒の構成成分として望ましいものであることか
ら、ゼオライト触媒について改めて鋭意検討した結果、
本発明に到達した。
[0006] In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that while the conventional ammonium-exchanged Y-type zeolite catalyst has the above-mentioned drawbacks, the constituent zeolite thereof is essentially heat-resistant and organic solvent-resistant. It has excellent properties and has a more uniform catalytic active point than ion-exchange resins, so it was reviewed. That is, zeolite can contain a cation in the condensed anion cavity of the three-dimensional skeleton structure of the aluminosilicate constituting the crystalline aluminosilicate, the anion and the cation are balanced, electrostatically Since it is stable, uniform active points can be formed. Furthermore, since zeolite has excellent heat resistance, the zeolite itself has durability even at high temperatures, can be used at high temperatures if necessary, and has excellent organic solvent resistance, and is desirable as a constituent component of a catalyst. Therefore, as a result of another intensive study on the zeolite catalyst,
The present invention has been reached.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、アルカ
リ金属イオン及び/またはアルカリ土類金属イオンでイ
オン交換されているイオン交換ゼオライトの存在下、ア
ルコール化合物及び環状カーボネートを、反応温度20
〜200℃で液相反応させることを特徴とするジアルキ
ルカーボネートの製造方法が提供される。本発明におけ
る液相反応は、反応温度において反応系が液相を保持す
るものであり、即ち、反応温度における反応系で発生す
る自己圧力以上で行われ、通常、0〜40kg/cm2
Gである。なお、本発明において、イオン交換されてい
るゼオライトとは、ゼオライトの全イオン交換サイトが
アルカリ金属及び/またはアルカリ土類金属カチオンの
所望のいずれかでイオン交換されているゼオライトをい
う。即ち、1種または2種以上のアルカリまたはアルカ
リ土類金属で占められているものをいう。特に、アルカ
リ金属のうちカリウム(K)でイオン交換サイトが50
%以上イオン交換されているA型またはX型ゼオライト
が好適である。この場合、Kのイオン交換率が100%
未満の場合には、残りのイオン交換サイトが他のアルカ
リ金属及び/またはアルカリ土類金属イオンでイオン交
換されたゼオライトが好ましい。
According to the present invention, an alcohol compound and a cyclic carbonate are reacted at a reaction temperature of 20 in the presence of an ion-exchanged zeolite ion-exchanged with an alkali metal ion and / or an alkaline earth metal ion.
Provided is a method for producing a dialkyl carbonate, which comprises performing a liquid phase reaction at ˜200 ° C. The liquid phase reaction in the present invention is one in which the reaction system maintains the liquid phase at the reaction temperature, that is, it is carried out at a pressure equal to or higher than the self-pressure generated in the reaction system at the reaction temperature, and usually 0 to 40 kg / cm 2.
G. In the present invention, the ion-exchanged zeolite means a zeolite in which all ion-exchange sites of the zeolite are ion-exchanged with any desired alkali metal and / or alkaline earth metal cation. That is, it means that it is occupied by one or more alkali or alkaline earth metals. In particular, potassium (K) among alkali metals has 50 ion exchange sites.
% Or more ion-exchanged type A or type X zeolite is preferred. In this case, the ion exchange rate of K is 100%
In the case of less than, a zeolite in which the remaining ion exchange sites are ion-exchanged with other alkali metal and / or alkaline earth metal ions is preferable.

【0008】[0008]

【作用】本発明は上記のように構成され、液相接触反応
に用いるイオン交換ゼオライト触媒が均一な触媒活性点
を有するため、アルコール及び環状カーボネートから高
転化率でジアルキルカーボネートを得ることができる。
また、本発明で用いるゼオライト触媒は、イオン交換サ
イトがアルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンで交
換されており、例えば、メタノールとジエチルカーボネ
ート等の原料アルコールと環状カーボネートとが反応可
能な温度、圧力等の反応条件下で安定した触媒活性を保
持する。更に、本発明においては、好ましくはSiO2
/Al23 モル比が約2であるA型ゼオライト、また
は、SiO2 /Al23 モル比が約2.4〜2.5で
あるX型ゼオライトを使用することにより、環状カーボ
ネートを高転化率で得ることができる。A型及びX型ゼ
オライトは、通常のイオン交換樹脂よりイオン交換容量
が高く、触媒能が向上し触媒成分としてより好ましいた
めである。
The present invention is constituted as described above, and since the ion exchange zeolite catalyst used for the liquid phase catalytic reaction has a uniform catalytic activity site, a dialkyl carbonate can be obtained from an alcohol and a cyclic carbonate at a high conversion rate.
Further, the zeolite catalyst used in the present invention, the ion exchange sites are exchanged with alkali metal or alkaline earth metal ions, for example, the temperature and pressure at which the raw material alcohol such as methanol and diethyl carbonate and the cyclic carbonate can be reacted. It retains stable catalytic activity under the reaction conditions of. Further, in the present invention, preferably SiO 2
A type zeolite having a molar ratio of / Al 2 O 3 of about 2 or an X type zeolite having a molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 of about 2.4 to 2.5 is used to form a cyclic carbonate. It can be obtained with a high conversion rate. This is because the A-type and X-type zeolites have a higher ion exchange capacity than ordinary ion exchange resins, have improved catalytic ability, and are more preferable as catalyst components.

【0009】本発明は、アルコールと環状カーボネート
とを接触反応させてジアルキルカーボネートとアルキレ
ングリコールへ転化させる反応において、耐熱温度及び
耐有機溶媒性に優れ、且つ、安価であるゼオライトを触
媒成分としイオン交換して用いるため、従来法の典型的
な触媒のイオン交換樹脂に比し、触媒活性点を均一に存
在させることができ、且つ、交換イオンがアルカリ金属
及び/またはアルカリ土類金属で非揮発性であるため、
100℃以上の反応条件でも安定した触媒活性を得るこ
とができる。即ち、本発明の方法は、アルコールと環状
カーボネートとの接触反応の全過程を通して安定した均
一な触媒活性を保持できるため、高転化率でジアルキル
カーボネートを高濃度で得ることができる。
According to the present invention, in a reaction in which an alcohol and a cyclic carbonate are catalytically reacted to convert into a dialkyl carbonate and an alkylene glycol, zeolite which is excellent in heat resistance temperature and organic solvent resistance and is inexpensive is used as a catalyst component for ion exchange. As compared with a typical catalyst ion exchange resin of the conventional method, the catalyst active sites can be present uniformly and the exchanged ions are non-volatile with alkali metal and / or alkaline earth metal. Because
Stable catalytic activity can be obtained even under reaction conditions of 100 ° C. or higher. That is, according to the method of the present invention, a stable and uniform catalytic activity can be maintained throughout the catalytic reaction between an alcohol and a cyclic carbonate, so that the dialkyl carbonate can be obtained at a high conversion and a high concentration.

【0010】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明におけるアルコールと環状カーボネートとの反応
は、前記したように公知である。反応原料の環状カーボ
ネート及びアルコールは、一般の市販品を用いることが
できる。通常、市販品をそのまま、または、脱水処理し
て用いることができる。本発明の原料環状カーボネート
としては、特に制限されるものでないが、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネ
ート等の低級アルキレン環状カーボネートが好ましく、
より好ましくはエチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネートを用いることができる。
The present invention will be described in detail below. The reaction between the alcohol and the cyclic carbonate in the present invention is known as described above. As the cyclic carbonate and alcohol as the reaction raw materials, general commercial products can be used. Usually, a commercially available product can be used as it is or after being dehydrated. The raw material cyclic carbonate of the present invention is not particularly limited, but is preferably a lower alkylene cyclic carbonate such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate,
More preferably, ethylene carbonate or propylene carbonate can be used.

【0011】原料アルコールとしては、環状カーボネー
トと反応して炭酸エステルを与えるものであればよく、
特に制限されない。好ましくは、炭素数1〜10の脂肪
族系または芳香族系のアルコールであって、具体的には
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−
プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、
第2ブタノール、第3ブタノール、アリルアルコール、
ペンタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコー
ル、2−フェニルエチルアルコール、3−フェニルプロ
ピルアルコール、2−メトキシエタノール等を挙げるこ
とができる。特に、低級脂肪族アルコールがより好まし
い。また、アルコールではないが、OH基を有し、且
つ、環状カーボネートと反応して炭酸エステルを生成す
る化合物としてフェノール性化合物を用いることができ
る。
The raw material alcohol may be any alcohol that reacts with a cyclic carbonate to give a carbonate ester,
There is no particular limitation. Preferably, it is an aliphatic or aromatic alcohol having 1 to 10 carbon atoms, specifically, methanol, ethanol, n-propanol, iso-.
Propanol, n-butanol, iso-butanol,
Secondary butanol, tertiary butanol, allyl alcohol,
Pentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, 3-phenylpropyl alcohol, 2-methoxyethanol, etc. can be mentioned. Particularly, lower aliphatic alcohols are more preferable. Although not an alcohol, a phenolic compound can be used as a compound having an OH group and reacting with a cyclic carbonate to generate a carbonic acid ester.

【0012】本発明の触媒を構成するゼオライトは、天
然ゼオライトまたは合成ゼライトのいずれでもよいが、
所定の品質を保持する均質性からは、一般に合成ゼオラ
イトが好ましい。本発明のゼオライトは、通常、SiO
2 /Al23 モル比が2〜100であり、好ましくは
2〜6、より好ましくは2〜3である。また、本発明で
用いるゼオライトの平均結晶径は、その50重量%以上
が約30μm以下が好ましく、より好ましくは約10μ
m以下である。本発明で用いるゼオライト構造として
は、具体的には、LTA(A型ゼオライト等)、FAU
(X型、Y型ゼオライト等)、LTL(L型ゼオライト
等)、MOR(モルデナイト)、MAZ(Ω型ゼオライ
ト等)、FER(フェリエライト)、MFI(ZSM−
5)の結晶構造を有するゼオライトが好ましい。これら
のうち、LTA及びFAUのX型構造のものが特に好ま
しい。なお、これらのゼオライト構造は、ザ・ストラク
チャー・コミッション・オブ・ザ・インターナショナル
・ゼオライト・アソシエイション(The structure Comm
ission of the International Zeolite Association)に
より公表された公知のゼオライト結晶構造にた属する。
(W.M.マイアー(Meier)、D.H.オルソン(Olson)
共著「アトラス・オブ・ゼオライト・ストラクチャー・
タイプズ(Atlas of Zeolite Structure Types) 198
7年参照)
The zeolite constituting the catalyst of the present invention may be either natural zeolite or synthetic zeolite,
Synthetic zeolites are generally preferred because of their homogeneity with a given quality. The zeolite of the present invention is usually SiO
The 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 2 to 100, preferably 2 to 6, and more preferably 2 to 3. The average crystal diameter of the zeolite used in the present invention is preferably 50% by weight or more and about 30 μm or less, and more preferably about 10 μm.
m or less. Specific examples of the zeolite structure used in the present invention include LTA (A-type zeolite) and FAU.
(X type, Y type zeolite, etc.), LTL (L type zeolite, etc.), MOR (mordenite), MAZ (Ω type zeolite, etc.), FER (ferrierite), MFI (ZSM-
Zeolites having the crystal structure of 5) are preferred. Of these, LTA and FAU X-type structures are particularly preferable. In addition, these zeolite structures are the Structure Commission of the International Zeolite Association (The structure Comm
It belongs to the known zeolite crystal structure published by the ission of the International Zeolite Association.
(WM Meier, DH Olson)
Co-authored “Atlas of Zeolite Structure
Types (Atlas of Zeolite Structure Types) 198
(See 7 years)

【0013】本発明のジアルキルカーボネートの接触反
応は、前記した各ゼオライトのイオン交換サイトが、元
素周期律表のIa及び/またはIIa族に属するアルカ
リ金属(Li、Na、K、Rb、Cs)及び/またはア
ルカリ土類金属(Be、Mg、Ca、Sr、Ba)によ
りイオン交換されたアルカリ金属及び/またはアルカリ
土類金属交換ゼオライトからなる触媒の存在下で行われ
る。本発明のアルカリ金属及び/またはアルカリ土類金
属イオン交換ゼオライト触媒としては、ゼオライト合成
時に所望のアルカリ金属及び/またはアルカリ土類金属
カチオン(以下、単にアルカリ金属等カチオンとする)
がイオン交換サイトを占める形態で製造されるゼオライ
ト、例えば、イオン交換サイトがナトリウムで占められ
ているNa交換A型ゼオライト、Na交換X型ゼオライ
ト等を含むものである。また、これらのNa交換A型ゼ
オライトのイオン交換サイトを占めるナトリウムの全部
または一部を、他のアルカリ金属及び/またはアルカリ
土類金属、例えば、カリウムイオンでイオン交換したイ
オン交換ゼオライトを用いることができる。
In the catalytic reaction of the dialkyl carbonate of the present invention, the above-mentioned ion-exchange sites of each zeolite are alkali metals (Li, Na, K, Rb, Cs) belonging to the groups Ia and / or IIa of the periodic table of elements, and And / or in the presence of a catalyst composed of an alkali metal and / or an alkaline earth metal exchanged zeolite ion-exchanged with an alkaline earth metal (Be, Mg, Ca, Sr, Ba). The alkali metal and / or alkaline earth metal ion-exchanged zeolite catalyst of the present invention includes a desired alkali metal and / or alkaline earth metal cation (hereinafter simply referred to as cation such as alkali metal) during zeolite synthesis.
Include zeolites produced in such a form that occupies the ion-exchange site, for example, Na-exchanged A-type zeolite and Na-exchanged X-type zeolite in which the ion-exchange site is occupied by sodium. Further, it is possible to use ion-exchanged zeolite in which all or part of sodium occupying the ion-exchange sites of these Na-exchanged A-type zeolites is ion-exchanged with other alkali metal and / or alkaline earth metal, for example, potassium ion. it can.

【0014】更に、本発明のアルカリ金属等イオン交換
ゼオライト触媒には、前記した各種ゼオライトにイオン
交換処理して所望のアルカリ金属等のカチオンをイオン
交換サイトに導入したゼオライトをも含むものである。
この場合、イオン交換のためのアルカリ金属カチオン源
としては、硝酸塩、塩化物等の無機塩、酢酸塩等の有機
酸塩等を用いることができる。更にまた、本発明の触媒
としては、上記アルカリ金属等カチオン交換ゼオライト
のイオン交換サイトのアルカリ金属等カチオンとは別
に、イオン交換サイト以外に適宜所望のアルカリ金属等
カチオンを存在させてなるゼオライトを用いてもよい。
この場合、上記アルカリ金属等カチオン交換ゼオライト
に、更に、アルカリ金属等カチオン含有水溶液を用い含
浸法やスプレー法等により処理して調製することができ
る。
Further, the alkali metal ion-exchanged zeolite catalyst of the present invention also includes the above-mentioned various zeolites which are subjected to an ion exchange treatment to introduce a desired cation such as an alkali metal into the ion exchange site.
In this case, as the alkali metal cation source for ion exchange, inorganic salts such as nitrates and chlorides, organic acid salts such as acetates and the like can be used. Furthermore, as the catalyst of the present invention, in addition to the alkali metal etc. cation at the ion exchange site of the cation exchange zeolite of the above alkali metal etc., a zeolite obtained by appropriately presenting a desired cation such as an alkali metal other than the ion exchange site is used. May be.
In this case, it can be prepared by further treating the above cation-exchanged zeolite such as alkali metal with an aqueous solution containing a cation such as alkali metal by an impregnation method or a spray method.

【0015】本発明の上記ゼオライト触媒の使用形態
は、特に、制限されるものでなく、通常、パウダー状
や、粒状、球状、ペレット状、ビーズ状等の成形体とし
て用いることができる。上記各種成形体は、粘土鉱物、
アルミナ等のバインダーを加えて、押出成形や、スプレ
ードライ、打錠成形、転動造粒、油中造粒等の方法で粒
状、球状、ペレット状等に成形して得ることができる。
また、上記ゼオライト触媒に、触媒補助成分としてス
ズ、鉛、亜鉛、チタン等の金属成分をイオン交換法や含
浸法により担持させて用いることができる。
The form of use of the zeolite catalyst of the present invention is not particularly limited, and it can be usually used in the form of powder, granules, spheres, pellets, beads or the like. The above various molded bodies are clay minerals,
It can be obtained by adding a binder such as alumina and molding it into granules, spheres, pellets or the like by a method such as extrusion molding, spray drying, tablet molding, tumbling granulation or oil granulation.
In addition, a metal component such as tin, lead, zinc, or titanium as a catalyst auxiliary component can be supported on the zeolite catalyst by an ion exchange method or an impregnation method.

【0016】本発明の反応においては、原料アルコール
の炭素数が増すと反応性が低下する。このため、炭素数
の大きいアルコール原料を用いる場合は、反応性を高め
るため下記する反応温度範囲内のより高温で操作する必
要があるが、本発明のゼオライト触媒は、前記のように
熱的安定性が高く、原料アルコールの炭素数によらず安
定した反応操作を得ることができ工業的に好適である。
これに比して、従来のイオン交換樹脂触媒は、熱的安定
性が低く、アルコール炭素数によっては工業的使用に問
題が生じることは、前記の通りである。本発明の触媒
は、反応に供する前に窒素ガスまたは空気雰囲気下で加
熱して乾燥処理する。乾燥温度はゼオライト結晶構造が
破壊しない温度範囲であればよく、通常、200〜60
0℃が好適である。また、反応に使用して活性が低下し
た触媒は、同様に加熱処理することにより再活性化する
ことができる。
In the reaction of the present invention, the reactivity decreases as the carbon number of the raw material alcohol increases. Therefore, when an alcohol raw material having a large number of carbon atoms is used, it is necessary to operate at a higher temperature within the reaction temperature range described below in order to increase the reactivity, but the zeolite catalyst of the present invention is thermally stable as described above. Since it has high properties, a stable reaction operation can be obtained regardless of the carbon number of the raw material alcohol, and it is industrially suitable.
In contrast to this, the conventional ion-exchange resin catalyst has low thermal stability and causes a problem in industrial use depending on the number of alcohol carbon atoms, as described above. The catalyst of the present invention is heated and dried under a nitrogen gas or air atmosphere before being subjected to the reaction. The drying temperature may be in a temperature range where the zeolite crystal structure is not destroyed, and usually 200 to 60
0 ° C is preferred. Further, the catalyst whose activity has been lowered in the reaction can be reactivated by the same heat treatment.

【0017】本発明の反応形態は特に制限されるもので
ない。例えば、流動床、固定床を用いる流通方式または
攪拌方式等一般公知の反応形態を採ることができる。こ
れらの反応方式で、原料アルコール及び環状カーボネー
トを、上記アルカリ金属等カチオン交換ゼオライト触媒
の存在下で転化反応させジアルキルカーボネートを得る
ことができる。また、本発明のジアルキルカーボネート
の製造方法は、連続的であっても、回分式であってもよ
く、反応形態と併せて目的に応じ適宜選択することがで
きる。
The reaction mode of the present invention is not particularly limited. For example, a generally known reaction mode such as a flow system using a fluidized bed or a fixed bed or a stirring system can be adopted. With these reaction methods, the raw material alcohol and the cyclic carbonate can be converted in the presence of the above-mentioned cation-exchanged zeolite catalyst such as an alkali metal to obtain a dialkyl carbonate. Further, the method for producing a dialkyl carbonate of the present invention may be continuous or batchwise, and can be appropriately selected depending on the purpose together with the reaction form.

【0018】本発明において、反応条件としては、反応
温度20〜200℃、好ましくは50〜180℃で、そ
の反応温度において反応物即ち反応系が液相を保持し、
反応圧力としては、反応温度において反応系で発生する
自己圧力以上であればよく、通常、0〜40kg/cm
2 G、好ましくは0〜26kg/cm2 Gである。流通
反応方式にあっては液空間速度(LHSV)0.1〜1
0hr-1の範囲で行うことができる。反応温度が20℃
未満であると反応速度が低下し実用的でない。また、2
00℃より高温であると環状カーボネートの熱分解が促
進されるため好ましくない。また、反応圧は減圧では反
応が進まず、また、40kg/cm2 Gを超えて加圧し
てもより以上の反応促進の効果は得られない。流通方式
におけるLHSVが0.1hr-1未満では十分な処理量
を取ることができず実用的でない。一方、10hr-1
超えると反応の転化率が極めて低くなり不都合である。
上記したように、本発明の反応温度及び圧力は、反応原
料及び反応生成物等の反応系を液相状態に保持するよう
に選択し、また、本発明はベンゼン、トルエン等の不活
性溶媒の存在下で実施することができる。
In the present invention, the reaction conditions are a reaction temperature of 20 to 200 ° C., preferably 50 to 180 ° C., and the reaction product, that is, the reaction system, maintains the liquid phase at the reaction temperature,
The reaction pressure may be equal to or higher than the self-pressure generated in the reaction system at the reaction temperature, and is usually 0 to 40 kg / cm.
2 G, preferably 0 to 26 kg / cm 2 G. Liquid hourly space velocity (LHSV) 0.1-1
It can be performed in the range of 0 hr −1 . Reaction temperature is 20 ℃
If it is less than the above range, the reaction rate decreases, which is not practical. Also, 2
When the temperature is higher than 00 ° C, thermal decomposition of the cyclic carbonate is promoted, which is not preferable. Further, the reaction pressure does not proceed even if the pressure is reduced, and even if the reaction pressure exceeds 40 kg / cm 2 G, the further effect of accelerating the reaction cannot be obtained. If the LHSV in the distribution system is less than 0.1 hr -1 , it is not practical because a sufficient treatment amount cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10 hr -1 , the conversion rate of the reaction is extremely low, which is inconvenient.
As described above, the reaction temperature and pressure of the present invention are selected so as to maintain the reaction system such as the reaction raw materials and reaction products in a liquid phase state, and the present invention is of an inert solvent such as benzene and toluene. It can be carried out in the presence.

【0019】本発明において、原料アルコールと環状カ
ーボネートとは、上記反応条件下、アルコール/環状カ
ーボネートのモル比が約2〜20で反応域へ供給するの
が好ましい。モル比が約2未満であると転化率が低くな
り、20より大きいと原料アルコールの回収が増大し作
業効率が低下して実用的でない。本発明は、上記のよう
にしてアルコールと環状カーボネートを反応させ、所望
のジアルキルカーボネートをアルキレングリコールと共
に製造することができる。得られた反応生成混合物は、
その後、蒸留等の所定の精製処理をすることにより、反
応原料と反応生成物とを分離し、更に生成物のジアルキ
ルカーボネートとアルキレングリコールとをそれぞれ分
離して得ることができる。また、未反応原料は、回収し
て再使用することができ、連続流通方式においては原料
供給部に循環して使用することができる。
In the present invention, the raw material alcohol and the cyclic carbonate are preferably supplied to the reaction zone under the above reaction conditions at an alcohol / cyclic carbonate molar ratio of about 2 to 20. If the molar ratio is less than about 2, the conversion becomes low, and if it is more than 20, the recovery of the raw material alcohol increases and the working efficiency decreases, which is not practical. In the present invention, the desired dialkyl carbonate can be produced together with the alkylene glycol by reacting the alcohol with the cyclic carbonate as described above. The resulting reaction product mixture is
Thereafter, by performing a predetermined purification treatment such as distillation, the reaction raw material and the reaction product can be separated, and further the product dialkyl carbonate and alkylene glycol can be separately obtained. Further, the unreacted raw material can be recovered and reused, and can be circulated and used in the raw material supply section in the continuous flow system.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるも
のでない。なお、下記実施例において、転化率は下記式
で算出したものである。 転化率(%)=ジアルキルカーボネート(モル)/原料環状カー
ボネート(モル)×100 この場合、反応中間体としてヒドロキシアルキレンアル
キルカーボネートが生成するが、アルコールと更に反応
してジアルキルカーボネートとなるため、反応生成物の
ジアルキルカーボネート分には含めなかった。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, the conversion rate is calculated by the following formula. Conversion rate (%) = dialkyl carbonate (mol) / raw material cyclic carbonate (mol) × 100 In this case, hydroxyalkylene alkyl carbonate is produced as a reaction intermediate, but it is further reacted with alcohol to form dialkyl carbonate. It was not included in the dialkyl carbonate content of the product.

【0021】実施例1〜3 触媒として市販のSiO2 /Al23 モル比が2であ
るA型ゼオライトにカリウム(K)、ナトリウム(N
a)及びカルシウム(Ca)の3種の各アルカリ金属イ
オンでイオン交換された粉末状各イオン交換A型ゼオラ
イト(ユニオン・カーバイト社製、各商品名:3A粉
末、4A粉末、5A粉末)を乾燥処理して用いた。表1
に示した触媒を別々に用い、冷却器及び攪拌機を備えた
容量300mlのフラスコに、乾燥処理した各触媒10g
及びメタノールとエチレンカーボネートからなる原料
(メタノール/エチレンカーボネートのモル比=4)2
35gを供給し、50℃に保持して攪拌した。反応混合
物をガスクロマトグラフを用いて分析した。反応5時間
後の反応混合物のガスクロマトグラフの分析結果を表1
に示した。
Examples 1 to 3 A type zeolite having a commercially available SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 2 was used as a catalyst, and potassium (K) and sodium (N
a) and powdered ion-exchanged A-type zeolite (manufactured by Union Carbide Co., each trade name: 3A powder, 4A powder, 5A powder) ion-exchanged with three kinds of alkali metal ions of calcium (Ca) It was used after being dried. Table 1
10 g of each dried catalyst was placed in a flask having a capacity of 300 ml equipped with a condenser and a stirrer.
And a raw material consisting of methanol and ethylene carbonate (mole ratio of methanol / ethylene carbonate = 4) 2
35 g was supplied, and the mixture was maintained at 50 ° C. and stirred. The reaction mixture was analyzed using a gas chromatograph. The results of gas chromatograph analysis of the reaction mixture after 5 hours of reaction are shown in Table 1.
It was shown to.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】実施例4 市販のペレット状のK交換A型ゼオライト(ユニオン・
カーバイト社製、商品名:3Aペレット)を粉砕し、1
6〜24メッシュに篩分けしたものを触媒として充填
し、流通式固定床反応装置を用いて反応を行った。反応
条件は、温度:90℃、圧力:7kg/cm2 、液空間
速度(LSVH):1hr-1、触媒量:10ml、 原料:
メタノール/エチレンカーボネートのモル比=4を採用
して行った。反応混合物は、実施例1と同様にガスクロ
マトグラフを用いて分析した。その結果、原料送液42
時間目において、エチレンカーボネートの転化率6.6
%、ジメチルカーボネートの濃度2.8重量%、エチレ
ングリコールの濃度1.9重量%であった。
Example 4 Commercially available pelletized K-exchanged A-type zeolite (union
Carbide, product name: 3A pellet) is crushed to 1
What was sieved to 6 to 24 mesh was filled as a catalyst, and the reaction was carried out using a flow type fixed bed reactor. The reaction conditions are temperature: 90 ° C., pressure: 7 kg / cm 2 , liquid hourly space velocity (LSVH): 1 hr -1 , catalyst amount: 10 ml, raw material:
A methanol / ethylene carbonate molar ratio of 4 was adopted. The reaction mixture was analyzed using a gas chromatograph as in Example 1. As a result, the raw material delivery 42
Conversion of ethylene carbonate at time 6.6
%, The concentration of dimethyl carbonate was 2.8% by weight, and the concentration of ethylene glycol was 1.9% by weight.

【0024】実施例5 反応温度120℃、圧力10kg/cm2 及びLSVH
0.3hr-1とした以外は実施例4と同様にして反応を
行い、同様にガスクロマトグラフで、原料送液50時間
目の反応混合物を分析した。その結果、エチレンカーボ
ネートの転化率42.5%、ジメチルカーボネートの濃
度18.0重量%、エチレングリコールの濃度13.0
重量%であった。
Example 5 Reaction temperature 120 ° C., pressure 10 kg / cm 2 and LSVH
The reaction was performed in the same manner as in Example 4 except that 0.3 hr −1 was used, and the reaction mixture at the 50th hour after the raw material was fed was analyzed in the same manner by gas chromatography. As a result, the conversion rate of ethylene carbonate was 42.5%, the concentration of dimethyl carbonate was 18.0% by weight, and the concentration of ethylene glycol was 13.0.
% By weight.

【0025】比較例1 触媒として、SiO2 /Al23 モル比が4.8のY
型ゼオライトのアンモニウムイオン(NH4 +)でイオン
交換したアンモニウム交換Y型ゼオライト(商品名:S
K41、ユニオン・カーバイト社製)を用いた以外は、
実施例1と同様に反応させた。その結果、反応時間5時
間目のエチレンカーボネートの転化率は0%で、ジメチ
ルカーボネートの生成は確認されなかった。
Comparative Example 1 As a catalyst, Y having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 4.8 was used.
Ammonium-exchanged Y-type zeolite ion-exchanged with ammonium ion (NH 4 + ) of type-zeolite (Product name: S
K41, manufactured by Union Carbide)
Reaction was carried out in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion rate of ethylene carbonate after 5 hours of reaction time was 0%, and formation of dimethyl carbonate was not confirmed.

【0026】実施例6〜10 触媒として、下記のものをそれぞれ用いた以外は実施例
と同様に反応させた。 (実施例6):Na交換Y型ゼオライト(SiO2 /A
23 モル比=4.6、商品名:SK−40、ユニオ
ン・カーバイト社製) (実施例7):Li交換Y型ゼオライト(SiO2 /A
23 モル比=5.5の東ソー社製Y型ゼオライトを
Liイオン交換して用いた) (実施例8):K交換X型ゼオライト(ユニオン昭和社
製のSiO2 /Al23 モル比=2.4のX型ゼオラ
イトをKイオン交換して用いた) (実施例9):K交換L型ゼオライト(SiO2 /Al
23 モル比=5.4、商品名SK−45、ユニオン・
カーバイト社製、) (実施例10):Na交換X型ゼオライト(SiO2
Al23 モル比=2.4、商品名:13X、ユニオン
昭和社製) 反応5時間目の反応混合物を実施例1と同様にガスクロ
マトグラフで分析した。その結果を表2に示した。
Examples 6 to 10 Reactions were carried out in the same manner as in Examples except that the following catalysts were used. (Example 6): Na exchange Y-type zeolite (SiO 2 / A
l 2 O 3 molar ratio = 4.6, trade name: SK-40, manufactured by Union Carbide Co.) (Example 7): Li-exchanged Y-type zeolite (SiO 2 / A)
Tosoh Y-type zeolite having a molar ratio of l 2 O 3 of 5.5 was used after Li ion exchange) (Example 8): K-exchanged X-type zeolite (SiO 2 / Al 2 O 3 manufactured by Union Showa Co., Ltd.) X-type zeolite having a molar ratio of 2.4 was used after K ion exchange) (Example 9): K-exchanged L-type zeolite (SiO 2 / Al)
2 O 3 molar ratio = 5.4, trade name SK-45, union
Carbite Co., Ltd.) (Example 10): Na-exchanged X-type zeolite (SiO 2 /
Al 2 O 3 molar ratio = 2.4, trade name: 13X, manufactured by Union Showa Co.) The reaction mixture after 5 hours of reaction was analyzed by gas chromatography as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】実施例11 原料アルコールとしてエタノールを用い、エタノールと
エチレンカーボネートからなる原料(エタノール/エチ
レンカーボネートのモル比=4)250gを用い、反応
温度を70℃とした以外は実施例1と同様にして反応を
行い、同様にガスクロマトグラフで、反応5時間目の反
応混合物を分析した。その結果、ジエチルカーボネート
へのエチレンカーボネートの転化率6.4%、ジエチル
カーボネートの濃度2.8重量%、エチレングリコール
の濃度1.5重量%であった。
Example 11 The same procedure as in Example 1 was repeated except that ethanol was used as a raw material alcohol, 250 g of a raw material consisting of ethanol and ethylene carbonate (molar ratio of ethanol / ethylene carbonate = 4) was used, and the reaction temperature was 70 ° C. The reaction was carried out in the same manner, and the reaction mixture at 5 hours after the reaction was similarly analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion rate of ethylene carbonate into diethyl carbonate was 6.4%, the concentration of diethyl carbonate was 2.8% by weight, and the concentration of ethylene glycol was 1.5% by weight.

【0029】実施例12 触媒として市販のSiO2 /Al23 モル比が2のK
交換A型ゼオライト(商品名:3A、ユニオン昭和社
製)の粉末の乾燥処理したもの8g及びn−プロパノー
ルとエチレンカーボネートからなる原料(n−プロパノ
ール/エチレンカーボネートのモル比=4)200g
を、攪拌機を備えた容量300mlのオートクレーブに
供給し、温度100℃、圧力1.5kg/cm2 G、攪
拌機回転数800rpmの条件下で反応を行った。反応
4時間目の反応混合物をガスクロマトグラフで分析し
た。その結果、エチレンカーボネートのジプロピレンカ
ーボネートへの転化率は2.0%であった。
Example 12 Commercially available catalysts having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 2 K
8 g of dried powder of exchanged A-type zeolite (trade name: 3A, manufactured by Union Showa Co., Ltd.) and 200 g of a raw material composed of n-propanol and ethylene carbonate (n-propanol / ethylene carbonate molar ratio = 4)
Was supplied to an autoclave equipped with a stirrer and having a capacity of 300 ml, and the reaction was carried out under the conditions of a temperature of 100 ° C., a pressure of 1.5 kg / cm 2 G and a stirrer rotation speed of 800 rpm. The reaction mixture at 4 hours after the reaction was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion rate of ethylene carbonate into dipropylene carbonate was 2.0%.

【0030】実施例13〜15 触媒として、SiO2 /Al23 モル比が2のNa交
換A型ゼオライト(商品名:4A、ユニオン昭和社製)
を硝酸カリウムを用い、Kイオンを表3に示すように5
0%以上イオン交換した後、乾燥処理しKイオンが50
%以上で、残りがNaイオンでイオン交換されたK/N
a交換A型ゼオライトを作成した。得られた各ゼオライ
ト粉末触媒10gを触媒として用い、メタノールとエチ
レンカーボネートからなる原料(メタノール/エチレン
カーボネートのモル比=4)250gを供給した以外
は、実施例1と同様に接触反応させた。反応5時間目の
反応混合物をガスクロマトグラフで分析した。その結果
を表3に示した。
Examples 13 to 15 As a catalyst, a Na-exchanged A-type zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 2 (trade name: 4A, manufactured by Union Showa Co.)
With potassium nitrate, and K ion is 5 as shown in Table 3.
After ion exchange of 0% or more, dry treatment is performed and K ion becomes 50
% Or more, the rest is ion-exchanged with Na ions K / N
An a-exchanged A-type zeolite was prepared. Catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 10 g of each obtained zeolite powder catalyst was used as a catalyst and 250 g of a raw material (methanol / ethylene carbonate molar ratio = 4) consisting of methanol and ethylene carbonate was supplied. The reaction mixture after 5 hours of reaction was analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 3.

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】実施例16 実施例12で用いた市販のSiO2 /Al23 モル比
が2のK交換A型ゼオライトを更にKイオンでイオン交
換して触媒として用い、メタノール/エチレンカーボネ
ートのモル比が2の反応原料混合物を250g、反応温
度100℃、圧力3.5kg/cm2 Gとした以外は、
実施例12と同様にして反応させた。反応4時間目の反
応混合物をガスクロマトグラフで分析した。その結果、
エチレンカーボネートの転化率は35.7%、ジメチル
カーボネートの濃度21.1重量%、エチレングリコー
ルの濃度13.8重量%であった。
Example 16 The commercially available SiO 2 / Al 2 O 3 K-exchanged A-type zeolite having a molar ratio of 2 used in Example 12 was further ion-exchanged with K ions to be used as a catalyst, and methanol / ethylene carbonate mol Except that the reaction raw material mixture having a ratio of 2 was 250 g, the reaction temperature was 100 ° C., and the pressure was 3.5 kg / cm 2 G.
Reaction was carried out in the same manner as in Example 12. The reaction mixture at 4 hours after the reaction was analyzed by gas chromatography. as a result,
The conversion rate of ethylene carbonate was 35.7%, the concentration of dimethyl carbonate was 21.1% by weight, and the concentration of ethylene glycol was 13.8% by weight.

【0033】実施例17 メタノール/エチレンカーボネートのモル比が8の反応
原料混合物250g用いた以外は、実施例16と同様に
反応させた。反応2時間目の反応混合物をガスクロマト
グラフで分析した。その結果、エチレンカーボネートの
転化率は68.4%、ジメチルカーボネートの濃度1
7.9重量%、エチレングリコールの濃度13.5重量
%であった。
Example 17 A reaction was carried out in the same manner as in Example 16 except that 250 g of a reaction raw material mixture having a methanol / ethylene carbonate molar ratio of 8 was used. The reaction mixture at 2 hours after the reaction was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion rate of ethylene carbonate was 68.4%, and the concentration of dimethyl carbonate was 1
The concentration was 7.9% by weight, and the concentration of ethylene glycol was 13.5% by weight.

【0034】実施例18 メタノール/エチレンカーボネートのモル比が4の反応
原料混合物250g用い、反応温度160℃、圧力1
3.5kg/cm2 Gとした以外は、実施例16と同様
に反応させた。反応2時間目の反応混合物をガスクロマ
トグラフで分析した。その結果、エチレンカーボネート
の転化率は50.8%、ジメチルカーボネートの濃度2
1.8重量%、エチレングリコールの濃度15.9重量
%であった。
Example 18 250 g of a reaction raw material mixture having a methanol / ethylene carbonate molar ratio of 4 was used, the reaction temperature was 160 ° C., and the pressure was 1
The reaction was performed in the same manner as in Example 16 except that the amount was 3.5 kg / cm 2 G. The reaction mixture at 2 hours after the reaction was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion rate of ethylene carbonate was 50.8%, and the concentration of dimethyl carbonate was 2%.
The concentration was 1.8% by weight and the concentration of ethylene glycol was 15.9% by weight.

【0035】実施例19 触媒として実施例13で用いたSiO2 /Al23
ル比が2のNa交換A型ゼオライトを酢酸ルビジウムを
用いRbイオン交換し、乾燥し、450℃で焼成してR
b/Na交換A型ゼオライトを得た。得られたRb/N
a交換A型ゼオライト10gを触媒として用い、メタノ
ールとエチレンカーボネートとのモル比が4の原料混合
物250gを、攪拌機を備えた容量300mlのオート
クレーブに供給し、温度100℃、圧力3.5kg/c
2 G、攪拌機回転数800rpmの条件下で反応を行
った。反応2時間目の反応混合物をガスクロマトグラフ
で分析した。その結果、エチレンカーボネートの転化率
は42.0%、ジメチルカーボネートの濃度17.7重
量%、エチレングリコールの濃度12.2重量%であっ
た。
Example 19 The Na-exchanged A-type zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 2 used as the catalyst in Example 13 was subjected to Rb ion exchange with rubidium acetate, dried and calcined at 450 ° C. R
A b / Na-exchanged A-type zeolite was obtained. Rb / N obtained
Using 10 g of a-exchanged A-type zeolite as a catalyst, 250 g of a raw material mixture having a molar ratio of methanol and ethylene carbonate of 4 was supplied to an autoclave having a capacity of 300 ml equipped with a stirrer, and the temperature was 100 ° C. and the pressure was 3.5 kg / c.
The reaction was carried out under the conditions of m 2 G and a stirrer rotation speed of 800 rpm. The reaction mixture at 2 hours after the reaction was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion rate of ethylene carbonate was 42.0%, the concentration of dimethyl carbonate was 17.7% by weight, and the concentration of ethylene glycol was 12.2% by weight.

【0036】実施例20 酢酸ルビジウムの代わりに酢酸セシウムを用いCs/N
a交換A型ゼオライトを作成して触媒として用いた以外
は、実施例19と全く同様に反応を行った。反応2時間
目の反応混合物をガスクロマトグラフで分析した。その
結果、エチレンカーボネートの転化率は37.7%、ジ
メチルカーボネートの濃度15.7重量%、エチレング
リコールの濃度10.8重量%であった。
Example 20 Cs / N using cesium acetate instead of rubidium acetate
The reaction was carried out in exactly the same manner as in Example 19 except that a-exchanged A-type zeolite was prepared and used as a catalyst. The reaction mixture at 2 hours after the reaction was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion rate of ethylene carbonate was 37.7%, the concentration of dimethyl carbonate was 15.7% by weight, and the concentration of ethylene glycol was 10.8% by weight.

【0037】上記実施例及び比較例より明らかなよう
に、環状カーボネートの一種のエチレンカーボネートと
メタノールとの反応において、前記従来提案のアンモニ
ウム交換ゼオライトを触媒に用いた場合には、反応温度
50℃では反応が進行しないことが分かる。これに対
し、本発明のアルカリ金属及びアルカリ土類金属イオン
交換ゼオライトを触媒を用いた場合には、アルコールの
炭素数等のその種類により異なるが、50℃でもエチレ
ンカーボネートとの反応が進行すること、また、反応温
度を高くすることによりエチレンカーボネート転化率が
上昇することが分かる。更に、アルカリ金属及びアルカ
リ土類金属イオン交換ゼオライトを触媒に用いた場合に
は、SiO2 /Al23 モル比及びイオン交換するア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属の種類により、エチ
レンカーボネート転化率が変化すること、また、A型ゼ
オライトを用い、アルカリ金属のK及び/またはNaイ
オンで交換したゼオライト触媒の触媒活性が高いことが
分かる。
As is clear from the above Examples and Comparative Examples, in the reaction of ethylene carbonate, which is one kind of cyclic carbonate, with methanol, when the previously proposed ammonium-exchanged zeolite was used as a catalyst, the reaction temperature was 50 ° C. It can be seen that the reaction does not proceed. On the other hand, when the alkali metal and alkaline earth metal ion-exchanged zeolite of the present invention is used as a catalyst, the reaction with ethylene carbonate proceeds even at 50 ° C., although it varies depending on the kind of alcohol such as carbon number. Also, it can be seen that the ethylene carbonate conversion rate increases by increasing the reaction temperature. Furthermore, when an alkali metal or alkaline earth metal ion-exchanged zeolite is used as a catalyst, the ethylene carbonate conversion rate depends on the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio and the type of alkali metal or alkaline earth metal to be ion-exchanged. It can be seen that the catalyst activity changes and that the zeolite catalyst exchanged with K and / or Na ions of alkali metal using A-type zeolite has high catalytic activity.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は、アルコールと環状カーボネー
トとを反応させてジアルキルカーボネートとアルキレン
グリコールへの転化する方法において、耐熱性及び耐有
機溶媒性が高く安価であるイオン交換ゼオライトを触媒
として用いるため、触媒活性点を均一に存在させること
ができ、且つ、イオン交換金属としてアルカリ金属及び
/またはアルカリ土類金属を用いるため非揮発性で、反
応条件、特に100℃以上の高温においても触媒活性が
安定化する。特に、カリウム(K)置換のA型またはX
型ゼオライトを触媒に用いた場合には、更に高反応転化
率でジアルキルカーボネートを高濃度で得ることができ
工業上有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention uses an ion-exchanged zeolite, which has high heat resistance and high organic solvent resistance and is inexpensive, as a catalyst in the method of reacting an alcohol with a cyclic carbonate to convert it into a dialkyl carbonate and an alkylene glycol. The catalyst active sites can be made to exist uniformly, and since the alkali metal and / or alkaline earth metal is used as the ion exchange metal, the catalyst is non-volatile, and the catalyst activity is high even at reaction conditions, especially at a high temperature of 100 ° C. or higher. Stabilize. In particular, potassium (K) -substituted A type or X
When the type zeolite is used as a catalyst, the dialkyl carbonate can be obtained in a high concentration at a higher reaction conversion rate, which is industrially useful.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 文明 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 浅岡 佐知夫 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 山本 進 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Fumiaki Tanaka, Inventor Fumiaki Tanaka, 2-12-1, Tsurumi Chuo, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Chiyoda Kako Construction Co., Ltd. Chome 12-1 Chiyoda Kako Construction Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Yamamoto 2-12-1 Tsurumi Chuo, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Chiyoda Kako Construction Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ金属イオン及び/またはアルカ
リ土類金属イオンでイオン交換されているイオン交換ゼ
オライトの存在下、アルコール化合物及び環状カーボネ
ートを、反応温度20〜200℃で液相反応させること
を特徴とするジアルキルカーボネートの製造方法。
1. A liquid phase reaction of an alcohol compound and a cyclic carbonate at a reaction temperature of 20 to 200 ° C. in the presence of an ion-exchanged zeolite ion-exchanged with an alkali metal ion and / or an alkaline earth metal ion. And a method for producing a dialkyl carbonate.
【請求項2】 前記ゼオライトのSiO2 /Al23
モル比が2〜6である請求項1記載のジアルキルカーボ
ネートの製造方法。
2. The SiO 2 / Al 2 O 3 of the zeolite
The method for producing a dialkyl carbonate according to claim 1, wherein the molar ratio is 2 to 6.
【請求項3】 前記ゼオライトが、A構造またはX構造
を有し、SiO2 /Al23 モル比が2〜3で請求項
1または2記載のジアルキルカーボネートの製造方法。
3. The method for producing a dialkyl carbonate according to claim 1, wherein the zeolite has an A structure or an X structure, and the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 2 to 3.
【請求項4】 前記アルコールと環状カーボネートとの
モル比が2〜20である請求項1、2または3記載のジ
アルキルカーボネートの製造方法。
4. The method for producing a dialkyl carbonate according to claim 1, 2 or 3, wherein the molar ratio of the alcohol to the cyclic carbonate is 2 to 20.
【請求項5】 前記反応温度が100℃以上である請求
項1〜4いずれか記載のジアルキルカーボネートの製造
方法。
5. The method for producing a dialkyl carbonate according to claim 1, wherein the reaction temperature is 100 ° C. or higher.
【請求項6】 前記イオン交換ゼオライトのイオン交換
サイトの50%以上がカリウムイオンで占められ、且
つ、残余のイオン交換サイトがその他のアルカリ金属イ
オン及び/またはアルカリ土類金属イオンで占められて
いる請求項1〜5いずれか記載のジアルキルカーボネー
トの製造方法。
6. 50% or more of the ion exchange sites of the ion exchange zeolite are occupied by potassium ions, and the remaining ion exchange sites are occupied by other alkali metal ions and / or alkaline earth metal ions. The method for producing a dialkyl carbonate according to claim 1.
JP5315992A 1992-11-20 1993-11-22 Production of dialkyl carbonate Pending JPH0748319A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6632766B2 (en) * 2000-12-08 2003-10-14 Uop Llc Composite adsorbents for purifying hydrocarbon streams
JP2010516730A (en) * 2007-01-23 2010-05-20 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー Process for the preparation of alkanediols and dialkyl carbonates
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CN116351467A (en) * 2022-12-01 2023-06-30 上海燮宸新材料科技有限公司 Composite catalyst for preparing dialkyl carbonate from dialkyl oxalate

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