JPH08319261A - アミノエチルエタノールアミンを選択的に製造するための還元アミノ化方法 - Google Patents
アミノエチルエタノールアミンを選択的に製造するための還元アミノ化方法Info
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Abstract
ルアミン(MEA)の反応を行い、環状アミン類の生成
を増大することなく所望の量のN−(2−アミノエチ
ル)エタノールアミン(AEEA)を選択的に製造する
還元アミノ化方法を提供すること。 【構成】 MEAとアンモニアとを水素及び還元アミノ
化触媒の存在下に反応させ、ピペラジン等の環状生成物
の製造を低減しながらAEEA等の非環状生成物に対す
る高い選択性をもたらすことを特徴とする。遷移(転
移)アルミナ担体上にニッケル又はニッケル−レニウム
等の金属を含有する還元アミノ化触媒の存在下に方法を
実施すると、所望の生成物に対する生産性及び選択性が
増大される。またプロモーター(助触媒)を使用するこ
とによって高められたハイドロタルク石様又はタコバイ
ト様触媒の存在下に方法を実施して所望の結果を得る。
Description
タノールアミン(AEEA)を選択的に製造するのに有
用な還元アミノ化方法に関する。さらに詳細には、本発
明は、モノエタノールアミン(MEA)とアンモニアと
の還元アミノ化において特定のプロモーター(助触媒)
と共に使用する場合に、より高い濃度のN−(2−アミ
ノエチル)エタノールアミンと低減した量のピペラジン
(PIP)等の環状化合物とを有する生成物組成物を生
じる触媒を提供する。
の製造に使用される方法の副生物と典型的に考えられて
いる。商業的に製造されるEDAの大部分は、固定床還
元アミノ化触媒上での水素の存在下のモノエタノールア
ミン(MEA)とアンモニアとの連続反応によるもので
ある。この反応によって、種々のポリアルキレンポリア
ミン類も生じる。それらの多くの例には、次のものがあ
る。
ノールアミン、 PIP:ピペラジン、 HEP:N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、 AEP:N−(2−アミノエチル)ピペラジン、 DETA:ジエチレントリアミン、 TETA:トリエチレンテトラミン、 TEPA:テトラエチレンペンタミン、 PEHA:ペンタエチレンヘキサミン。
物及びPIPの前駆物質と見られていた(米国特許第
2,479,657号及び第3,383,417号参
照)。その商業的用途が著しく発展してきたので、AE
EAの価値が近年かなり上昇してきた。大概の商業的な
方法はEDAを製造し、かつPIPの需要がわずかであ
るのでPIPの生成をできるだけ少なくすることを意図
していたので、大量のAEEAを生成する商業的な還元
アミノ化法の操作についてはほとんど知られていない。
AEEAの製造に関する特許は非常にわずかであり、そ
して大部分は還元アミノ化条件下でのMEAとアンモニ
アとの反応によるものではない。
を含みうるアルキレンアミン類の生成物混合物を製造す
るための還元アミノ化方法に関するものである。
性を改善しかつ転化率を増大して所望のアルキルアミン
類を製造し、かつ望ましくない副生物を低減するための
ニッケル−レニウム還元アミノ化触媒を記載している。
このニッケル−レニウム触媒は、アルミナ、シリカ、シ
リカ−アルミナ、けいそう土(kieselguhrs
or diatomaceous earths)及
びシリカ−チタニアから成る群から選択される担体材料
に含浸させたレニウム及びニッケルから成る。この特許
は、選択性が第一に重要である場合、転化率が増大する
と好ましいアミノアルカン類への選択性が低下するの
で、アミノ化プロセスを高転化率で行うべきではないと
示唆している。アミノエチルエタノールアミンの生成
は、AEEAの分子内閉環によってこれらのより高い転
化率でピペラジン生成を増大することになると示唆して
いる。
アミノ化触媒の存在下のMEAの反応によって製造され
るAEEAに富んだ連続生成アルキレンアミン類産生物
組成物を記載している。アンモニアを反応物として使用
していない。生成物分布は、約50%〜約90%のAE
EA、約3%未満のEDA、2%未満のDETA及び約
5%〜18%のPIP、AEP及びHEPを含む環状化
合物が生成されていることを示している。この特許は、
アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、けいそう土及び
シリカ−チタニア等の種々の物質に担持されたニッケ
ル、ロジウム、レニウム、亜鉛、パラジウム、白金、そ
の他等の金属を典型的に含有するものを含めてこの方法
に有用な多くの公知の還元アミノ化触媒を挙げている。
るそれらの能力が同等ではなく、また効力を高めたニッ
ケル触媒における担体としての材料の実際の有効性は一
般に前もって予測できないと述べている。さらに、開示
されたニッケル−レニウム触媒は、触媒の触媒特性に有
害な影響を及ぼすことなくニッケル及びレニウムと混合
して他の金属を含有することができる。ある種の金属が
Ni−Re触媒の活性寿命及び他の物性を延長すること
ができ、これらの金属には、ランタン、カルシウム、マ
グネシウム、ストロンチウム、リチウム、カリウム、バ
リウム、セシウム、タングステン、鉄、ルテニウム、
銅、銀、亜鉛、コバルト、ウラニウム、チタン、ホウ素
及びマンガンがあると述べている。
アミノ化触媒を使用するMEAとアンモニアとの反応に
よってピペラジンの正味の増大なしにアルキレンアミン
類の反応生成物混合物を製造するための方法を記載して
いる。さらに、生成物混合物は、約15%〜約35%の
DETA、約10%〜約35%のAEEA、約15%〜
約55%のEDA(生成正味量)及び約3%〜約25%
のPIP、AEP及びHEPを含む環状化合物が存在す
ることを特徴とする。
記載し、またさらに、他の好ましい還元アミノ化触媒
が、アルミナ(例えば、アルファ)、シリカ、シリカ−
アルミナ、けいそう土及びシリカ−チタニアから成る群
から選択される担体材料に含浸させたレニウム、ニッケ
ル及びホウ素から成り、ニッケル対ホウ素対レニウムの
比が約2:2:1から約30:30:1の範囲にあり、
そして存在するニッケル、ホウ素及びレニウムの合計量
が担体材料の約3から30%の範囲であると述べてい
る。
モニア/MEAモル比を用いてMEAの自己縮合に有利
なようにすることによって達成される。そのような反応
条件の変化はより苛酷な反応条件、例えば、触媒及び触
媒担体の失活及び劣化の一因となり、かつ大量の望まし
くないアミノアルキルエタノールアミン類を生成するよ
り高いpHにすることになる。
生じることなくAEEAの選択的製造を増大する方法を
得ることは有利なことである。
生物をできるだけ少なくする、AEEAを選択的に製造
するための方法が提供される。一実施態様において、こ
の方法は、遷移(転移、transitional) アルミナ担体に
少なくとも1種の触媒的に有効な還元アミノ化金属を含
有する還元アミノ化触媒の存在下に実施することができ
る。さらに、周期律表のIA族、IIA族及びIIB族
から選択される元素を含有する化合物等の触媒プロモー
ターを触媒的に有効な還元アミノ化金属と合体して、選
択性をさらに高めることができる。
次の構造:
ルのいずれかであり、My 3+はアルミニウムであり、そ
してAはn−の原子価を与えるカーボネートである)を
有するハイドロタルク石様又はタコバイト(takov
ite)様組成物として知られている物質群から製造さ
れる還元アミノ化触媒の存在下に実施することができ
る。
イドロタルク石様触媒にとっては、ニッケル又はニッケ
ル/レニウムをこれらのハイドロタルク石様触媒と混和
して低いピペラジン生産量で高いAEEA生産性を与え
る触媒を得る。
ナ担体と合体(混和)されたニッケル/レニウム触媒に
添加されるプロモーター、好ましくは亜鉛又はマグネシ
ウムを包含する。
アンモニアの存在下にMEAの反応を行い、環状アミン
類の生成を増大することなく所望の量のAEEAを選択
的に製造することにある。還元アミノ化法は、当業界に
周知である。これらの方法は、触媒を含む管状反応器帯
にMEA、水素及びアンモニアの供給流を代表的に約
1:約30のアンモニア対MEAのモル比で供給するこ
とによって行われる。この場合、水素は供給量の約10
〜約50モル%を占める。水をMEAの20重量%まで
供給流に供給してもよい。反応帯は、反応を開始する触
媒を含有する反応器中の帯域と定義される。MEAとア
ンモニアとの主要な反応が終わる時、又は供給流が触媒
と接触しなくなる時のどちらか遅い方の場合に反応帯は
終わる。
ナ担体と合体された少なくとも1種の触媒的に有効な還
元アミノ化金属を含有する還元アミノ化触媒の存在下に
実施される。
部分的に加水分解された酸化アルミニウム(本来無水で
あるアルファアルミナを除く)としてカーク−オスマー
(Kirk−Othmer)(2巻、291頁、199
2)に定義されている。一般に、含水アルミナ前駆物質
を加熱するので、ヒドロキシル基が追い出され、多孔質
の固体構造となる。活性化温度は転移相を介して増大す
るので、結晶構造がより規則的になり、よってX線回折
によって遷移アルミナの確認を行うことができる。転移
の順序は出発原料だけでなく、それらの結晶化度の荒
さ、加熱速度及び不純物によっても影響される。出発原
料が空気中の粗大なギブス石である場合に、以下の転移
が転移として一般に容認されている。
タ−>シータ−>アルファアルミナ上記遷移アルミナの
うち、デルタ及びシータ相が本発明の方法に好ましい担
体である。多の好ましい遷移アルミナには、ガンマ/シ
ータ、デルタ/シータ、シータ/アルファ相又はそれら
の混合物等の遷移アルミナの混合物がある。
によってX線回折計を用いて特徴付けることができる。
以下の表は、粉末回折規格−X線回折国際センター合同
委員会(Joint Committee on Po
wder Diffraction Standard
s−International Center fo
r X−Ray Diffraction)によって提
供された遷移アルミナの容認2−シータ値をリストした
ものである。
ミナの結晶化度は非常に特殊であるが、少量のアルファ
アルミナを含有する混合相において、存在するアルファ
アルミナの量を測るのは容易ではない。しかしながら、
アルファアルミナの表面積は極めて小さいので、アルフ
ァアルミナを含有する有用な混合相を以下に述べる表面
積範囲にあるものによって決定することができる。
ると典型的に考えられている。表面積は好ましくは約1
0m2 /g〜約200m2 /g、より好ましくは約40
m2/g〜約180m2 /g、最も好ましくは約80m
2 /g〜約140m2 /gである。
ナはどのような便利な形状又は大きさでもよい。通常、
担体の形状は還元アミノ化を実施するのに使用される特
定の装置に必要な形状に依存する。触媒を、粉末、球状
ペレット、押出ストリップ等の形状の遷移アルミナ担体
上に製造することができる。約0.3cmから約0.5
cmの範囲の直径の含浸球状ペレット及び約0.8mm
〜約1.3cmの範囲の長さの円筒状の押出ストリップ
が担体として使用することができるものの代表である。
と混和する特定の方法はアミノ化方法における最終的触
媒の最終的活性又は選択性に重要ではないが、含浸触媒
の方が一般に沈降触媒より性能が良い。遷移アルミナ担
体に付与された金属の量が触媒活性又は選択性に影響を
及ぼすかまたは変化を与える。
めの1つの技術は、これらの金属の塩の水溶液を用いる
初期湿潤法(incipient wetness)に
よるものである。種々の有機及び無機塩が含浸溶液に使
用することができる。以下の説明は、ニッケル、ニッケ
ルとレニウムまたはニッケルとレニウムとホウ素塩に限
定するが、本発明は、これらの金属の使用に限定されな
いし、また還元アミノ化触媒に代表的に使用される他の
金属も好ましい遷移アルミナ担体と組合せて使用して改
善された結果を得ることができることが十分に理解され
る。これらの金属には、例えば、銅、コバルト、クロ
ム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、亜鉛、パラジ
ウム、白金等がある。
ル6水塩、ギ酸ニッケル、酢酸ニッケル4水塩等であ
る。使用される代表的なレニウム塩には、過レニウム酸
アンモニウム及び過レニウム酸がある。
クターが触媒の最終特性に影響を及ぼすことがわかって
いるので、特定の量の遷移アルミナ担体に含浸される所
望の金属の合計量及びニッケル対レニウムの相対原子比
を考慮すべきである。
原子比が1:1〜30:1であるものであることがわか
っている。最も先立つ特許において、最大活性は、この
比が約5:1〜20:1である場合に生じることが示さ
れている。しかしながら、本発明の遷移アルミナ担体を
使用することによって、高活性及び選択性をなお保持し
ながらレニウムの量を顕著に少なくすることができるこ
とを見出した。例えば、本発明において、ニッケル対レ
ニウムの所望の原子比は、典型的に約1:1から約20
0:1、より好ましくは約5:1から約100:1、最
も好ましくは約10:1から約50:1の範囲である。
より高い比において選択性が若干低下するかもしれない
が、低濃度のレニウムを含有するこれらの触媒はなお活
性触媒である。
量も触媒の活性に影響を及ぼす。ニッケル及びレニウム
金属の合計含有量は、好ましくは担体の約1重量%から
30重量%、より好ましくは約5重量%から15重量%
の範囲である。
単一の含浸工程では十分でないかもしれない。金属塩を
溶解するのに要する最小量の溶媒を用いて含浸溶液を調
製することができるけれど、含浸溶液の合計量が、担体
が吸収できる量より多くなるかもしれない。そのような
場合、最大吸収量より少ない含浸溶液の一部を用いて初
めに担体と接触させる。接触後、担体を乾燥してから、
追加量の含浸溶液と接触させる。溶液と接触させ、そし
て乾燥する連続工程を全ての含浸溶液を使用するまで続
ける。代表的な乾燥工程は、含浸担体を120℃の温度
に数時間加熱することから成る。真空排気乾燥も使用す
ることができる。その場合、担体を減圧下に冷却する。
また、その物質を高温(≧300℃)で焼成して塩を金
属酸化物に分解してもよい。
を確実にするために、遷移アルミナ担体を含浸前に乾燥
することも有利である。この予備乾燥工程も金属が含浸
中に担体により深く浸透することを可能とする。担体へ
の金属の浸透は、担体を溶液と接触している時間を増や
すことによって等の当業者に公知の技術によってさらに
増進することができる。他の含浸技術は当業界で周知で
あり、本発明で利用することができる。
びレニウムを含浸させた後、それを完全に乾燥してか
ら、還元工程によって活性化する。使用する乾燥工程は
含浸する溶液の揮発分を十分に蒸発させるいかなる手法
でもよい。乾燥工程は、触媒を窒素の存在下等の不活性
雰囲気下に約120℃の温度に加熱し、次いで減圧下に
冷却することから成りうる。
℃から約600℃の高温で約45分から約4時間の間水
素雰囲気と接触させることによって、活性化することが
できる。最適の性能を保持し、かつ発火挙動を防止する
ために、還元触媒は空気が存在しない時に最も好ましく
取扱われる。触媒は、軽い酸化、二酸化炭素処理または
発火性の触媒を安定化するための他の通常の技術によっ
て安定化することができ、そしてその後はそれを利用す
る前に空気中で取扱うことができる。次に、触媒を別の
工程で、あるいはその場で活性化する。還元の具体的な
条件は、当業界で公知のように活性化される特定の触媒
組成物に依存する。
成することができる。好ましい焼成工程において、触媒
を約300℃から550℃の範囲の温度に1分から約3
時間あるいはそれ以上加熱する。焼成工程を空気中で実
施するのが好ましい。上記した乾燥工程を焼成工程又は
活性化工程によって置き換えることができる。
触媒の量は、反応物の相対割合、反応条件及び所望の転
化及び選択性の程度を含む多くの変数に依存する。さら
に、触媒の量は触媒それ自体の性質、例えばその金属配
合量、活性及び材令にも依存する。触媒は、所望の反応
を生じることができるのに十分な触媒量で反応帯に存在
せねばならない。
ナ担体、好ましくはガンマ/シータ、デルタ/シータ、
シータ/アルファ相又はそれらの混合物等の混合相を含
むデルタ又はシータ相の遷移アルミナに含浸されたニッ
ケル、ニッケルとレニウム又はニッケルとレニウムとホ
ウ素から成る触媒である。この触媒において、ニッケル
対レニウム比は約10:1から約50:1の範囲であ
り、そして存在するニッケルとレニウムの合計量は遷移
アルミナ担体の約5重量%から約15重量%の範囲であ
る。ホウ素が追加成分として存在する場合、ニッケル対
ホウ素の代表的な原子比は約0.1から約6.0までで
ある。
用することによって高めることができる。本明細書で使
用する触媒のプロモーターは、触媒に配合された場合に
AEEA生産性及び/又はより高いAEEA/PIP選
択率を与える金属(又は酸化物)と定義する。プロモー
ターとして使用するのに好ましい金属又は酸化物は周期
律表のIA族、IIA族及びIIB族から選択される元
素、特にマグネシウム、亜鉛、カルシウム、カリウム及
びそれらの混合物を含有する化合物である。プロモータ
ーはニッケル及びレニウムとの共含浸又はニッケル及び
レニウム塩の混和前に担体に添加することのいずれかに
よって遷移アルミナ上のニッケル:レニウム触媒に加え
ることができる。遷移アルミナ上のニッケル:レニウム
触媒に対する好ましいプロモーターの量は担体の約0.
1重量%から5.0重量%の範囲であり、触媒に存在す
るニッケル:レニウムに依存する。例えば、プロモータ
ーの量は重量パーセント基準で存在するニッケルの量を
超えるべきではない。
の好ましい群は式:
ルのいずれかであり、My 3+はアルミニウムであり、A
はn−の原子価を与えるカーボネートであり、nは少な
くとも1(例えば、1〜4、大抵は1〜3)であり、及
びzは正数である]を有する物質から成る。
が上で確認された物質に含まれる。例えば、Mがマグネ
シウムであり、そしてQがアルミニウムである場合、こ
れらの化合物はハイドロタルク石(ハイドロタルク石
様)に関係し、またMがニッケルであり、そしてAがア
ルミニウムである組成物はタコバイト(タコバイト様)
に関係する。実際、二価カチオンとしてマグネシウム及
びニッケル及び三価カチオンとしてアルミニウムを使用
して製造した混合金属酸化物はハイドロタルク石の典型
的なX線回折パターンを示す。
バイト様組成物は、200℃〜800℃の範囲の温度で
約12〜24時間窒素等の不活性雰囲気下に、または適
切な場合に、空気等の酸化雰囲気下に加熱することによ
って製造される。
物の焼成によって、組成物が脱水され、そして少なくと
も一部金属水酸化物を金属酸化物に転化する。
ネートから成るハイドロタルク石及び水酸化ニッケル−
アルミニウムカーボネートから成るタコバイト等の上記
式に含まれるある種の組成物は天然組成物である。しか
しながら、そのような化合物並びにそれらの関連組成物
も周知の沈降技術を用いて安価な出発原料から合成的に
製造することができる。そのような物質の直接合成手順
は、イタヤ(Itaya)等、Inorg.Chem.
(1987)6:624〜626;テーラー(Tayl
or),R.M.、粘土鉱物(Clay Minera
ls)、(1984)19:591〜603;ライクル
(Reichle)の米国特許第4,476,324
号;ビッシュ(Bish),D.L.、Bull.Mi
nerals 、(1980)、103:170〜17
5;及びミヤタ(Miyata)等、粘土及び粘土鉱物
(Clays and Clay Mineral
s)、(1977)25:14〜18に記載されてい
る。直接合成法を使用すると、M2+及びM3+の原子比並
びにアニオンを広い範囲で変えることができる。
あるハイドロタルク石様組成物は、ニッケルを混入する
までは還元アミノ化触媒として使用するには不活性であ
る。代表的な製法において、ニッケル及びレニウム塩を
水酸化アンモニウムに溶解してハイドロタルク石様触媒
に添加する。含浸は、各工程の間に340℃で空気中で
焼成する連続工程で行う。次に、その物質を以下のよう
に還元する。
媒は、さらに金属酸化物を含浸することなく還元して使
用することができる。あるいはまた、レニウム等のニッ
ケルプロモーターを使用してこれらのタコバイト様触媒
組成物の活性を高めることができる。
れない。供給流は液体、超臨界流体又は気体であり、ま
た反応帯から取り出す反応生成物流は液体、超臨界流体
又は気体でありうる。供給流及び反応生成物流が同じ物
理的状態であるという必要はない。
への供給は、上向き流れ又は下向き流れであり、また反
応器中のプラグ流れを最適にする反応器における設計特
徴を使用することができる。
れとして供給することができる。触媒は、通常上述の好
ましい遷移アルミナ担体に付着させた触媒から成る固体
粒子(ペレット、タブレット、押出物、球等)の固定床
である。反応は触媒床中で起こるので、この床は反応帯
を限定する。床又は反応帯からの流出物も供給流の未反
応成分及び多くの他のアミン化合物を含む主反応生成
物、即ちEDA、DETA及びAEEAから成る流れで
ある。
方法を行うための圧力は約1000psigから約30
00psig、より好ましくは約1200psigから
約2200psigの範囲でありうる。さらに、方法
は、代表的には約120℃から約300℃、好ましくは
約140℃から約200℃の温度で実施することができ
る。
ものであり、本発明を限定するためのものではない。評
価した種々の触媒を直接比較するために、特定の反応条
件組を選択した。当業界で周知のように、反応プロセス
の生成物混合物を、反応物の供給モル比、生成物の再循
環、水素濃度、供給空間速度、有機物に対する時間、温
度、その他等の事柄を変更することによって変えること
ができる。これらの操作変数の選択は所望の転化率及び
生成物選択性に依存する。
の触媒を外径約2.54cm及び全長約76cmの管状
反応器に入れる。反応器の触媒部分は、約150立方セ
ンチメートルの触媒を収容することができる約61cm
の長さに成った。反応器は316ステンレス鋼から成る
ものである。
件にする。アンモニア及びMEAを適切な供給モル比に
予備混合してから、系に加圧供給する。次に、この液体
供給物を水素と混合し、そしてこの混合物を反応帯に入
れる前に予熱器に通す。
させる。反応帯の圧力を反応器の出口の電動弁によって
制御する。反応帯を出た後、反応流の圧力を反応帯の圧
力から大気圧よりわずかに高い圧力に下げる。次に、こ
の流れを、半回分式に採集される凝縮性成分から水素を
分離する捕集装置に通す。次に、未反応アンモニア及び
MEA、及び反応生成物を含む凝縮性試料をカールフィ
ッシャー手順によって水について及び毛管ガスクロマト
グラフィーによって有機物(アミン類)について分析す
る。
後に空気中で焼成する初期湿潤法を用いることによって
製造する。次に、ドープされた担体を、340℃の温度
で約5時間にわたってアイブロン・パシフィック(Iv
eron Pacific)2300A型プログラマブ
ル設定値制御装置を備えたリンドバーグ(Lindbe
rg)炉中で還元する。上記反応器に充填した後、触媒
を水素下に一晩180℃で活性化する。次に、10:1
のモル比のアンモニア及びMEAを水素の存在下に液体
供給材料として反応器に供給する。
体は、オハイオ州アクロンのノートン・カンパニー、及
びユナイテッド・カタリスツ・Inc.から得た。以下
の物質を購入し、さらに精製することなく触媒を製造す
るのに使用した。硝酸ニッケル6水塩[フィッシャー
(Fisher)]、ギ酸ニッケル[ストレム(Str
em)]、水酸化アンモニウム[ベーカー(Bake
r)]、過レニウム酸アンモニウム(ストレム)、オル
トホウ酸[ジョンソン・マッセイ(JohnsonMa
tthey)、旧アルファ]、酢酸マグネシウム4水塩
(ベーカー)、硝酸カリウム(ベーカー)及び水酸化炭
酸亜鉛1水塩[アルドリッチ(Aldrich)]。蒸
留水を全ての水溶液に使用した。
担体のいくつかを挙げ、その製法を示す。
トを425℃で焼成した。 触媒B:1.75gの過レニウム酸アンモニウムを41
mlの水に溶解し、55gのNi:Al(2:1)のタ
コバイトに添加し、そして各工程の間に焼成する連続含
浸工程を用いて340℃で焼成した。 触媒C:0.85gの過レニウム酸アンモニウムを41
mlの水に溶解し、55gのNi:Al(2:1)のタ
コバイトに添加し、そして各工程の間に焼成する連続含
浸工程を用いて340℃で焼成した。 触媒D:14.8gのギ酸ニッケル及び1.70gの過
レニウム酸アンモニウムを28mlの水酸化アンモニウ
ムに溶解し、55gの酸化マグネシウム(アルファ)に
添加し、そして各工程の間に焼成する連続含浸工程を用
いて約1時間340℃で空気中で焼成した。 触媒E:14.06gのギ酸ニッケル及び1.68gの
過レニウム酸アンモニウムを100mlの水酸化アンモ
ニウムに溶解し、55gのMg:Al(2:1)のハイ
ドロタルク石に添加し、そして各工程の間に焼成する連
続含浸工程を用いて約1時間340℃で空気中で焼成し
た。 触媒F:22.1gの硝酸ニッケル6水塩、1.7gの
過レニウム酸アンモニウム及び5.2gのホウ酸を45
mlの水に溶解し、55gの68m2 /gの表面積を有
するUCIT−869シリカ−アルミナに添加し、そし
て各工程の間に340℃で焼成する連続含浸工程を用い
て焼成した。 触媒G:22.1gの硝酸ニッケル6水塩、1.7gの
過レニウム酸アンモニウム及び38.3gの硝酸マグネ
シウムを75mlの水に溶解し、55gの100m2 /
gの表面積を有するノートンSN74707ガンマ/シ
ータアルミナに添加し、そして各工程の間に340℃で
焼成する連続含浸工程を用いて焼成した。 触媒H:15.4gの酢酸マグネシウム4水塩を水に溶
解して、55gの100m2 /gの表面積を有するノー
トンSN74707ガンマ/シータアルミナに添加し
た。この物質を60mlの水酸化アンモニウムに溶解し
た14.15gのギ酸ニッケル及び1.69gの過レニ
ウム酸アンモニウムを添加する前に約1時間340℃で
空気中で焼成し、そして各工程の間に焼成する連続含浸
工程で前記水酸化アンモニア溶液を付与した。 触媒I:14.16gのギ酸ニッケル及び1.70gの
過レニウム酸アンモニウムを55mlの水酸化アンモニ
ウムに溶解し、55gの68m2 /gの表面積を有する
UCIT−869シリカ−アルミナ(95:2.5)に
添加し、そして各工程の間に340℃で焼成する連続含
浸工程を用いて約1時間340℃で空気中で焼成した。 触媒J:5.84gの酢酸マグネシウム4水塩を水に溶
解し、55gの68m2 /gの表面積を有するT−86
9シリカ−アルミナ(95:2.5)に添加した。この
物質を55mlの水酸化アンモニウムに溶解した14.
16gのギ酸ニッケル及び1.69gの過レニウム酸ア
ンモニウムを添加する前に約1時間340℃で空気中で
焼成し、そして各工程の間に焼成する連続含浸工程で前
記水酸化アンモニア溶液を付与した。 触媒K:4.07gの塩基性炭酸亜鉛(アルドリッチ)
及び2.3gの炭酸アンモニウムを水酸化アンモニウム
に溶解し、55gの68m2 /gの表面積を有するT−
869シリカ−アルミナ(95:2.5)に添加した。
この物質を60mlの水酸化アンモニウムに溶解した1
4.14gのギ酸ニッケル及び1.72gの過レニウム
酸アンモニウムを添加する前に約1時間340℃で空気
中で焼成し、そして各工程の間に焼成する連続含浸工程
で前記水酸化アンモニア溶液を付与した。 触媒L:4.08gの塩基性炭酸亜鉛(アルドリッチ)
及び2.3gの炭酸アンモニウムを水酸化アンモニウム
に溶解し、52.5gの100m2 /gの表面積を有す
るノートンSN74707ガンマ/シータアルミナに添
加した。この物質を50mlの水酸化アンモニウムに溶
解した14.12gのギ酸ニッケル及び1.72gの過
レニウム酸アンモニウムを添加する前に約1時間340
℃で空気中で焼成し、そして各工程の間に焼成する連続
含浸工程で前記水酸化アンモニア溶液を付与した。 触媒M:0.53gの酢酸マグネシウム4水塩を水に溶
解し、55gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/
シータアルミナに添加した。この物質を105mlの水
酸化アンモニウムに溶解した14.04gのギ酸ニッケ
ル及び1.16gの過レニウム酸アンモニウムを添加す
る前に約1時間340℃で空気中で焼成し、そして各工
程の間に焼成する連続含浸工程で前記水酸化アンモニア
溶液を付与した。 触媒N:2.22gの酢酸マグネシウム4水塩を水に溶
解し、55gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/
シータアルミナに添加した。この物質を90mlの水に
溶解した22.17gの硝酸ニッケル6水塩及び0.6
1gの過レニウム酸アンモニウムを添加する前に約1時
間340℃で空気中で焼成し、そして各工程の間に焼成
する連続含浸工程で前記水溶液を付与した。 触媒O:3.87gの酢酸マグネシウム4水塩を水に溶
解し、55gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/
シータアルミナに添加した。この物質を86mlの水に
溶解した22.14gの硝酸ニッケル6水塩及び0.8
8gの過レニウム酸アンモニウムを添加する前に約1時
間340℃で空気中で焼成し、そして各工程の間に焼成
する連続含浸工程で前記水溶液を付与した。 触媒P:5.51gの酢酸マグネシウム4水塩を水に溶
解し、55gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/
シータアルミナに添加した。この物質を107mlの水
酸化アンモニウムに溶解した14.08gのギ酸ニッケ
ル及び0.35gの過レニウム酸アンモニウムを添加す
る前に約1時間340℃で空気中で焼成し、そして各工
程の間に焼成する連続含浸工程で前記水酸化アンモニア
溶液を付与した。 触媒Q:0.21gの酢酸亜鉛2水塩を水に溶解し、5
5gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/シータア
ルミナに添加した。この物質を90mlの水に溶解した
22.14gの硝酸ニッケル6水塩及び0.35gの過
レニウム酸アンモニウムを添加する前に約1時間340
℃で空気中で焼成し、そして各工程の間に焼成する連続
含浸工程で前記水溶液を付与した。 触媒R:0.85gの酢酸亜鉛2水塩を水に溶解し、5
5gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/シータア
ルミナに添加した。この物質を105mlの水酸化アン
モニウムに溶解した14.05gのギ酸ニッケル及び
0.88gの過レニウム酸アンモニウムを添加する前に
約1時間340℃で空気中で焼成し、そして各工程の間
に焼成する連続含浸工程で前記水酸化アンモニア溶液を
付与した。 触媒S:1.48gの酢酸亜鉛2水塩を水に溶解し、5
5gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/シータア
ルミナに添加した。この物質を105mlの水酸化アン
モニウムに溶解した14.08gのギ酸ニッケル及び
0.62gの過レニウム酸アンモニウムを添加する前に
約1時間340℃で空気中で焼成し、そして各工程の間
に焼成する連続含浸工程で前記水酸化アンモニア溶液を
付与した。 触媒T:2.06gの酢酸亜鉛2水塩を水に溶解し、5
5gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/シータア
ルミナに添加した。この物質を86mlの水に溶解した
22.14gの硝酸ニッケル6水塩及び1.15gの過
レニウム酸アンモニウムを添加する前に約1時間340
℃で空気中で焼成し、そして各工程の間に焼成する連続
含浸工程で前記水溶液を付与した。 触媒U:1.63gの硝酸カリウム4水塩を水に溶解
し、55gの80m2 /gの表面積を有するガンマ/シ
ータアルミナに添加した。この物質を90mlの水に溶
解した22.16gの硝酸ニッケル6水塩及び0.62
gの過レニウム酸アンモニウムを添加する前に約1時間
400℃で空気中で焼成し、そして各工程の間に焼成す
る連続含浸工程で前記水溶液を付与した。 触媒V:22.13gの硝酸ニッケル6水塩、1.71
gの過レニウム酸アンモニウム及び5.25gのオルト
ホウ酸を水に溶解し、55gの80m2 /gの表面積を
有するガンマ/シータアルミナに添加し、そして各工程
の間に340℃で焼成する連続含浸工程を用いて焼成し
た。
に示す。
様及びタコバイト様物質の有効性を示すものである。触
媒Aは、タコバイト様物質が高いAEEA選択性を有し
ていることを示している。触媒B及びCは、レニウムプ
ロモーターがタコバイト様触媒に対してより高い活性を
生じることを示している。触媒Dは、酸化マグネシウム
がニッケル:レニウム触媒に対して無効な担体であるこ
とを示しているが、触媒Eは、改善された活性及びAE
EAに対する選択性を付与する有効なハイドロタルク石
担体上の同様なニッケル:レニウム触媒を示している。
3,462号及び5,068,329号の好ましいシリ
カ/アルミナ担体(UCIT−869)と本発明の好ま
しいガンマ/シータアルミナ担体との比較を示してい
る。
号及び5,068,329号の好ましいプロモーターで
あるホウ素を含んでいる。触媒Iは、プロモーターなし
で、触媒Jは、マグネシウムプロモーターを有して、そ
して触媒Kは、亜鉛プロモーターを有してそれぞれ製造
された。上記の比較例は、全て上記引用特許の好ましい
シリカ/アルミナ担体によるものである。
アルミナ担体に対する触媒性能に有害であり、触媒活性
及びAEEAに対する選択性を共に低下し、一方亜鉛は
触媒活性を低下することを示している。
ンマ/シータアルミナ担体上に製造された。触媒Gは、
遷移アルミナ担体上のニッケル:レニウム触媒に添加し
た場合に、高濃度のマグネシウム(10重量%)は触媒
性能に有害である(より低い活性)が、5重量%におい
てマグネシウムが高触媒活性及びAEEAに対する選択
性の両方を付与することを示している。触媒Lは、亜鉛
(5重量%)を好ましいガンマ/シータアルミナ担体上
のニッケル:レニウム触媒のプロモーターとして添加す
る場合に同様な効果を有することを示している。
シータアルミナ担体上のニッケル:レニウム触媒に対す
る種々の比率のプロモーター(マグネシウム、亜鉛及び
カリウム)の有効性を示すものである。触媒Vは、比較
例として、本発明の好ましいガンマ/シータアルミナ担
体上に米国特許第4,123,462号及び5,06
8,329号の好ましいニッケル:レニウム:ホウ素触
媒配合物を用いて製造された。
Claims (10)
- 【請求項1】 アンモニア、水素、及び遷移アルミナ担
体と合体された少なくとも1種の触媒的に有効な還元ア
ミノ化金属から成る還元アミノ化触媒の存在下にモノエ
タノールアミン(MEA)を反応させることから成る還
元アミノ化方法であって、この場合ニッケル対レニウム
の原子比が約1:1から約200:1の範囲にあること
によって、ピペラジンに対して増大したアミノエチルエ
タノールアミン量の生成物混合物を生じさせることを特
徴とする方法。 - 【請求項2】 前記触媒的に有効な還元アミノ化金属
が、ニッケル、レニウム、コバルト、ロジウム、イリジ
ウム、ルテニウム、パラジウム及び白金から成る群から
選択される請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記遷移アルミナ担体が、デルタ、シー
タ、ガンマ/シータ、デルタ/シータ、シータ/アルフ
ァ相及びそれらの混合物から成る群から選択される請求
項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記還元アミノ化触媒が、周期律表のI
A族、IIA族及びIIB族から選択される元素を含有
する化合物から成る群から選択されるプロモーター(助
触媒)をさらに含んでいる請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 プロモーター(助触媒)がマグネシウ
ム、亜鉛又はそれらの混合物である請求項4記載の方
法。 - 【請求項6】 アンモニア、水素、及び式 【化1】 [Mx 2+My 3+(OH)2x+2y][Ay/n n-]・zH2 O [式中、Mx 2+はマグネシウムであり、My 3+はアルミ
ニウムであり、Aはn−の原子価を与えるカーボネート
であり、nは少なくとも1(例えば、1〜4、大抵は1
〜3)であり、及びzは正数である]を有する物質から
成り、ニッケルプロモーター(助触媒)をさらに含む還
元アミノ化触媒の存在下にモノエタノールアミン(ME
A)を反応させることから成る還元アミノ化方法であっ
て、この場合生成物混合物がピペラジンに対して増大し
たアミノエチルエタノールアミン量を有していることを
特徴とする方法。 - 【請求項7】 アンモニア、水素、及び式 【化2】 [Mx 2+My 3+(OH)2x+2y ][Ay/n n-]・zH2 O [式中、Mx 2+はニッケルであり、My 3+はアルミニウ
ムであり、Aはn−の原子価を与えるカーボネートであ
り、nは少なくとも1(例えば、1〜4、大抵は1〜
3)であり、及びzは正数である]を有する物質から成
る還元アミノ化触媒の存在下にモノエタノールアミン
(MEA)を反応させることから成る還元アミノ化方法
であって、この場合生成物混合物がピペラジンに対して
増大したアミノエチルエタノールアミン量を有している
ことを特徴とする方法。 - 【請求項8】 前記還元アミノ化触媒がさらにレニウム
金属を含んでいる請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 式 【化3】 [Mx 2+My 3+(OH)2x+2y][Ay/n n-]・zH2 O [式中、Mx 2+はニッケルであり、My 3+はアルミニウ
ムであり、Aはn−の原子価を与えるカーボネートであ
り、nは少なくとも1(例えば、1〜4、大抵は1〜
3)であり、及びzが正数である]を有する物質から成
り、さらにレニウム金属を含有することより成る、N−
(2−アミノエチル)エタノールアミン(AEEA)を
選択的に製造するための還元アミノ化触媒。 - 【請求項10】 式 【化4】 [Mx 2+My 3+(OH)2x+2y][Ay/n n-]・zH2 O (式中、Mx 2+はマグネシウムであり、My 3+はアルミ
ニウムであり、Aはn−の原子価を与えるカーボネート
であり、nは少なくとも1(例えば、1〜4、大抵は1
〜3)であり、及びzが正数である]を有する物質から
成り、さらにニッケル又はニッケル/レニウムプロモー
ター(助触媒)を含有することより成る、N−(2−ア
ミノエチル)エタノールアミン(AEEA)を選択的に
製造するための還元アミノ化触媒。
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