JPH09136862A - Production of methylamine - Google Patents
Production of methylamineInfo
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- JPH09136862A JPH09136862A JP8252219A JP25221996A JPH09136862A JP H09136862 A JPH09136862 A JP H09136862A JP 8252219 A JP8252219 A JP 8252219A JP 25221996 A JP25221996 A JP 25221996A JP H09136862 A JPH09136862 A JP H09136862A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、メタノールとアン
モニアの気相接触反応によりメチルアミンを製造する方
法に関する。より具体的には、本発明は、触媒としてゼ
オライトを使用しメチルアミン類を製造するに際し、ゼ
オライト触媒に特有な高いジメチルアミン選択性のより
有効な利用を可能とするメチルアミンの製造プロセスに
関する。ジメチルアミンは各種の溶剤、医薬品、ゴム薬
品、界面活性剤等の原料として重要な化学中間体であ
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing methylamine by a gas phase catalytic reaction of methanol and ammonia. More specifically, the present invention relates to a process for producing methylamine, which enables more effective utilization of the high dimethylamine selectivity characteristic of zeolite catalysts when producing methylamines using zeolite as a catalyst. Dimethylamine is an important chemical intermediate as a raw material for various solvents, pharmaceuticals, rubber chemicals, surfactants and the like.
【0002】[0002]
【従来技術と問題点】ジメチルアミンは、一般にアルミ
ナ、シリカアルミナ等の脱水およびアミネーション作用
をもつ固体酸触媒の存在下にメタノールとアンモニアと
を気相で高温(400℃前後)で反応させることによっ
て製造されている。通常、この反応ではジメチルアミン
(以下、DMAと記す)の他にモノメチルアミン(以
下、MMAと記す)及びトリメチルアミン(以下、TM
Aと記す)が副生する。これらの副生メチルアミンはそ
の需要がDMAに較べ著しく少ないことから、反応生成
物からジメチルアミンを分離した後、反応系にリサイク
ルされて再利用される。2. Description of the Related Art Generally, dimethylamine is obtained by reacting methanol and ammonia in the vapor phase at a high temperature (around 400 ° C.) in the presence of a solid acid catalyst such as alumina, silica-alumina having a dehydration and amination action. Is manufactured by. Usually, in this reaction, in addition to dimethylamine (hereinafter referred to as DMA), monomethylamine (hereinafter referred to as MMA) and trimethylamine (hereinafter referred to as TM).
A) is a by-product. Since the demand for these by-produced methylamines is significantly lower than that of DMA, they are recycled to the reaction system for reuse after separating dimethylamine from the reaction product.
【0003】生成メチルアミンからジメチルアミンを分
離するには蒸留が慣用されている。しかし、TMAは、
アンモニア、MMA、DMAと複雑な共沸系を形成する
ことからこれを分離するには非常に煩雑な蒸留操作なら
びに大型の装置が必要で、DMA回収プロセスの消費エ
ネルギーコストはこのため非常に大きなものとなる。な
お、この回収プロセスの例は、たとえば「改訂製造工程
図全集」(昭和53年4月25日株式会社化学工業社発
行)に詳しく示されている。Distillation is commonly used to separate dimethylamine from the produced methylamine. However, TMA
Since a complicated azeotropic system is formed with ammonia, MMA, and DMA, a very complicated distillation operation and a large-scale apparatus are required to separate this, and the energy consumption cost of the DMA recovery process is very large. Becomes An example of this recovery process is shown in detail, for example, in "Completed Revision of Manufacturing Process Drawing" (published on April 25, 1978 by Kagaku Kogyo Co., Ltd.).
【0004】DMA製造コストの低減及び装置の小型化
を実現するためには、反応において副生メチルアミン、
特にTMAの生成を極力抑制し、DMAの生成を促進す
ることが肝要である。しかしながら、3種のメチルアミ
ンの選択率は、前記のアルミナやシリカアルミナ等の非
晶質固体酸触媒上では熱力学的に決まり、通常の反応条
件ではTMAの生成率がDMAを大幅に上回る。例えば
反応温度400℃、反応器入口のアンモニアとメタノー
ルの比率1:1(重量比)の場合、熱力学的に計算され
る各アミンの平衡生成比は、重量比でMMA:DMA:
TMA=0.284:0.280:0.436である。
この場合、下記の式1で定義されるDMA選択率は、2
8.4%に過ぎない。In order to reduce the manufacturing cost of DMA and downsize the apparatus, by-product methylamine,
In particular, it is important to suppress the generation of TMA as much as possible and promote the generation of DMA. However, the selectivity of the three types of methylamine is thermodynamically determined on the above-mentioned amorphous solid acid catalyst such as alumina or silica-alumina, and the production rate of TMA greatly exceeds that of DMA under normal reaction conditions. For example, when the reaction temperature is 400 ° C. and the ratio of ammonia and methanol at the reactor inlet is 1: 1 (weight ratio), the equilibrium production ratio of each amine calculated thermodynamically is MMA: DMA: weight ratio.
TMA = 0.284: 0.280: 0.436.
In this case, the DMA selectivity defined by Equation 1 below is 2
It is only 8.4%.
【0005】[0005]
【式1】 (式中、WM 、WD 、WT は、それぞれMMA、DM
A、TMAの重量生成比率、MMW、DMW、TMWは、それ
ぞれMMA、DMA、TMAの分子量を表す)(Equation 1) (W M , W D , and W T are MMA and DM, respectively.
A, the weight production ratio of TMA, M MW , D MW and T MW represent the molecular weights of MMA, DMA and TMA, respectively)
【0006】このようにDMAの選択率が不充分である
ことから、常に多量のMMA及びTMAを反応系から分
離し、反応を平衡的にDMAに有利に進行させるために
存在させる必要がある多量の過剰アンモニアと共に反応
系へ再循環しなければならない。Since the selectivity of DMA is insufficient, it is necessary to always separate a large amount of MMA and TMA from the reaction system and to allow the reaction to proceed equilibrium favorably to DMA in a large amount. Must be recycled to the reaction system along with excess ammonia.
【0007】近年、この問題の解決を目指して各種のゼ
オライト触媒が提案されている。例えば、ゼオライトA
に関する特開昭56−69846号、FU−1に関する
特開昭54−148708号、特開昭58−69846
号など、ZSM−5、ZSM−11及びZSM−21に
関するUSP4,082,805号、フェリエライト及
びエリオナイトに関する特開昭56−113747号、
ゼオライトrho、ZK−5及びシャバサイトに関する
特開昭61−178951号及び特開昭63−8358
号など、特定のゼオライトをテトラエチルオルソシリケ
ート等の薬剤で処理をすることによりさらにDMA選択
性を高めた触媒に関する特開昭61−254256号、
シリル化剤で修飾したモルデナイトに関する特開平7−
2740号、その他種々の方法で修飾することによりD
MA選択性を改善したモルデナイトに関する特開昭56
−46846号、特開昭59−210050号、特開昭
58−49340号、特開平6−9510号など、ゼオ
ライトX,Y,L、レビナイト、アナルサイト、シャバ
サイト、グメリナイト、エリオナイト、プチロライト、
フェリエライト、クリノプチルライトなどに関するUS
P3,384,667号、等の各公報に記載の触媒があ
る。In recent years, various zeolite catalysts have been proposed to solve this problem. For example, zeolite A
Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-69846, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-148708, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-69846.
U.S. Pat. No. 4,082,805 regarding ZSM-5, ZSM-11 and ZSM-21, JP-A-56-113747 regarding ferrierite and erionite,
JP-A 61-178951 and JP-A 63-8358 relating to zeolite rho, ZK-5 and chabazite
JP-A-61-254256, which relates to a catalyst in which DMA selectivity is further improved by treating a specific zeolite with a chemical such as tetraethyl orthosilicate.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1999 relating to mordenite modified with silylating agent
No. 2740, D by modifying by various methods
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 56-56 relates to mordenite having improved MA selectivity.
-46846, JP-A-59-21050, JP-A-58-49340, JP-A-6-9510, and the like, zeolite X, Y, L, levinite, analsite, chabazite, gmelinite, erionite, putilolite,
US related to ferrierite, clinoptyllite, etc.
There are catalysts described in respective publications such as P3,384,667.
【0008】このようなゼオライト触媒によると、通常
のシリカアルミナ等の非晶質触媒と異なって、全て熱力
学平衡値を上回るDMA選択率が得られているようであ
る。例えば、特開昭59−210050号公報には、モ
ルデナイトを用いたDMAの選択的製法が示されてお
り、例えば、種々のカチオン組成を有するモルデナイト
触媒を用い、アンモニアとメタノールの等重量混合物を
270〜360℃の反応温度で反応させて約50〜約6
0%のDMA選択率を得ている。これは、下記の式2で
定義されるDMA平衡倍率に換算すると約2.0〜約
3.0という値となる。[0008] With such a zeolite catalyst, unlike the usual amorphous catalyst such as silica-alumina, it seems that all of them have a DMA selectivity higher than the thermodynamic equilibrium value. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-21050 discloses a method for selectively producing DMA using mordenite. For example, a mordenite catalyst having various cation compositions is used, and an equal weight mixture of ammonia and methanol is mixed with 270. About 50 to about 6 by reacting at a reaction temperature of ~ 360 ° C.
A DMA selectivity of 0% is obtained. This is a value of about 2.0 to about 3.0 when converted into the DMA equilibrium magnification defined by the following Equation 2.
【0009】[0009]
【式2】 (Equation 2)
【0010】また、上記に挙げたゼオライト触媒は、殆
ど全てがDMA平衡倍率として1.2〜4.0の範囲内
にあり、その多くは1.5〜3.5の範囲内にある。こ
のようなDMA選択率が高いゼオライト触媒をメチルア
ミン類の連続製造プロセスに用いた場合、触媒のDMA
選択率が高いために反応器出口ガス中のDMA濃度が高
まり、その結果、回収工程から反応器へのリサイクル物
の量が減少し、反応器から回収工程へ送られる物質の総
量を減少させることが可能となる。この効果は下記の式
3で定義される単位プロセス流量を比較することにより
表される。Almost all of the above-mentioned zeolite catalysts have a DMA equilibrium ratio of 1.2 to 4.0, and most of them have a DMA equilibrium ratio of 1.5 to 3.5. When such a zeolite catalyst having a high DMA selectivity is used in the continuous production process of methylamines, the catalyst DMA
Increased DMA concentration in the reactor outlet gas due to the high selectivity, resulting in a reduction in the amount of recycled material from the recovery process to the reactor and a reduction in the total amount of material sent from the reactor to the recovery process. Is possible. This effect is expressed by comparing the unit process flow rates defined in Equation 3 below.
【0011】[0011]
【式3】 (Equation 3)
【0012】単位プロセス流量は、回収系から反応器へ
リサイクルされる物質、特にアンモニアの量を増減する
ことにより加減することが出来るが、アンモニアのリサ
イクルの程度は、N/Cの原子比(窒素原子と炭素原子
の数の比)、即ち反応器から回収工程へ送られる物質の
総量中のNとCの原子比と相関する。回収工程の負荷を
減らすために単位プロセス流量は出来るだけ減少させ
る、即ちN/Cを下げることが必要であるが、しかし、
N/Cを大きく低下させることは副生不純物等の問題か
ら好ましくない。The unit process flow rate can be adjusted by increasing / decreasing the amount of the substance recycled from the recovery system to the reactor, especially ammonia. The degree of ammonia recycling depends on the atomic ratio of N / C (nitrogen). (The ratio of the number of atoms to the number of carbon atoms), that is, the atomic ratio of N and C in the total amount of substances sent from the reactor to the recovery process. In order to reduce the load of the recovery process, it is necessary to reduce the unit process flow rate as much as possible, that is, to reduce N / C, but
It is not preferable to greatly reduce N / C because of problems such as by-product impurities.
【0013】前述のようなゼオライト触媒の特長は、従
来の熱力学平衡規制型の触媒と較べてN/Cを大きく低
下させることなく単位プロセス流量を減少させることが
可能な点にある。この観点からN/Cは通常1.0以
上、好ましくは1.3以上が必要である。例えば、N/
C=2.0においてDMA平衡倍率の異なるゼオライト
触媒を使用して、MMA、DMA、TMAを各約25m
ol/hr、65mol/hr、10mol/hrを製
造する場合の単位プロセス流量は、以下の様になる。 触媒 DMA平衡倍率 単位プロセス流量 ────────────── ──────── ────────── シリカアルミナ(従来型) 1.0 18 ゼオライト (1) 1.5 13 ゼオライト (2) 2.2 10 この場合、単位プロセス流量を少なくとも従来型触媒の
最も通常なケースである上記の値(即ち「18」)より
出来る限り下げることが、ゼオライト触媒を利用するこ
との重要な意義となってくる。ところが、このようなゼ
オライト触媒を従来触媒と同様な断熱反応器に充填し、
コーク物質の生成を防ぐため出来得る限り低温(例えば
触媒層入口温度:250℃〜260℃)で反応を開始さ
せた場合、後の比較例に示されるように触媒活性の急速
な低下が起こって、実用上極めて大きな問題となること
が判明した。なお、触媒活性低下は下記の式4、式5の
様な定義に従う劣化定数(ρ)によって表わされる。The above-mentioned feature of the zeolite catalyst is that the unit process flow rate can be reduced without significantly decreasing N / C as compared with the conventional thermodynamic equilibrium regulation type catalyst. From this viewpoint, N / C is usually 1.0 or more, preferably 1.3 or more. For example, N /
At C = 2.0, using zeolite catalysts having different DMA equilibrium ratios, MMA, DMA, and TMA were each about 25 m long.
The unit process flow rates for manufacturing ol / hr, 65 mol / hr, and 10 mol / hr are as follows. Catalyst DMA equilibrium ratio Unit process flow rate ───────────────────────────────── Silica alumina (conventional type) 1.0 18 Zeolite (1) 1.5 13 Zeolite (2) 2.2 10 In this case, it is necessary to lower the unit process flow rate as much as possible from the above value (that is, “18”) which is the most usual case of the conventional catalyst. It becomes an important meaning to utilize the catalyst. However, such a zeolite catalyst is packed in an adiabatic reactor similar to the conventional catalyst,
When the reaction was started at the lowest possible temperature (for example, catalyst layer inlet temperature: 250 ° C. to 260 ° C.) in order to prevent the formation of coke substances, a rapid decrease in catalytic activity occurred as shown in Comparative Examples below. It turned out to be a very big problem in practical use. The decrease in catalytic activity is represented by the deterioration constant (ρ) according to the definitions of the following equations 4 and 5.
【0014】[0014]
【式4】 kt =k0 ・exp(ーρt) ・・・(4) 式中、ρ :劣化定数 kt :t日経過時点における反応速度定数 k0 :反応開始時点における反応速度定数[Formula 4] k t = k 0 · exp (−ρt) (4) In the formula, ρ: deterioration constant k t : reaction rate constant after t days have elapsed k 0 : reaction rate constant at the start of reaction
【0015】[0015]
【式5】 式中、F :メタノール供給速度 R :気体定数 T :反応温度 P0 :初期メタノール分圧 V :触媒容積 x :メタノール転化率(Equation 5) In the formula, F: methanol supply rate R: gas constant T: reaction temperature P 0 : initial methanol partial pressure V: catalyst volume x: methanol conversion rate
【0016】本プロセスの様に固定床反応器を用いる場
合、商業的には触媒を少なくとも1年間、望ましくは2
年間以上、連続して使用出来ることが必要である。初期
の触媒活性が商業的に充分合理的な範囲で高ければ、触
媒活性が初期値の凡そ2分の1に低下するまで使用可能
であるから、この場合1年間の触媒寿命に相当する劣化
定数は、約0.0021となる。ところが、従来型の反
応器を用いてゼオライト触媒を使用した場合、後記の比
較例に示される様に、どのようなゼオライト触媒を用い
てもこの劣化定数値は、上記限界値の10倍以上であ
り、従ってこのような触媒を商業的に連続使用すること
は極めて困難となる。When a fixed bed reactor is used as in the present process, the catalyst is commercially available for at least one year, preferably 2
It is necessary to be able to use continuously for more than a year. If the initial catalytic activity is high enough within a commercially reasonable range, it can be used until the catalytic activity drops to about one half of the initial value. In this case, the deterioration constant corresponding to the catalyst life of one year is used. Is about 0.0021. However, when a zeolite catalyst is used in a conventional reactor, the deterioration constant value is 10 times or more the above-mentioned limit value regardless of which zeolite catalyst is used, as shown in the comparative example described below. Therefore, commercial continuous use of such catalysts becomes extremely difficult.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとしている課題】このように当業技
術分野では、反応時におけるコーク物質の生成を防ぐた
めに、長期間にわたってゼオライト触媒を連続使用する
ことのできるメチルアミンの製造法の開発が重要な課題
になっている。As described above, it is important in the technical field of the present invention to develop a method for producing methylamine capable of continuously using a zeolite catalyst for a long period of time in order to prevent the formation of a coke substance during the reaction. Has become a problem.
【0018】本発明は、メチルアミンの製造プロセスに
おけるゼオライト触媒の活性低下を抑制し、長期間にわ
たってゼオライト触媒を連続使用することのできるメチ
ルアミンの製造法を提供することを目的とするものであ
る。It is an object of the present invention to provide a method for producing methylamine which suppresses the activity reduction of the zeolite catalyst in the methylamine production process and enables the continuous use of the zeolite catalyst for a long period of time. .
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するものであって、ゼオライト触媒層を少なくとも2
つ直列に設け、かつ反応時の各触媒層における入口と出
口との温度差を特定の範囲に保持しながら反応を行うこ
とによって、触媒寿命が大幅に改善できるという事実の
発見に基づくものである。The present invention achieves the above object and comprises at least two zeolite catalyst layers.
It is based on the discovery of the fact that the catalyst life can be significantly improved by providing two catalysts in series and maintaining the temperature difference between the inlet and the outlet in each catalyst layer during the reaction within a specific range. .
【0020】すなわち、本発明によるメチルアミンの製
造法は、メタノールとアンモニア、メタノールとメチル
アミン混合物とアンモニア、またはメチルアミン混合物
とアンモニアとをゼオライト触媒層に接触させることか
らなるメチルアミンの製造法であって、前記ゼオライト
触媒層を少なくとも2つ直列に設け(但し、直列に設け
られた複数のゼオライト触媒層は、同一種のゼオライト
触媒から形成されたものであっても異種のゼオライト触
媒から形成されたものであってもよい)、かつ各ゼオラ
イト触媒層の入口と出口との温度差を5〜70℃の範囲
内にそれぞれ保持しながら反応を行うことを特徴とする
ものである。That is, the method for producing methylamine according to the present invention is a method for producing methylamine which comprises contacting a zeolite catalyst layer with methanol and ammonia, a mixture of methanol and methylamine and ammonia, or a mixture of methylamine and ammonia. Therefore, at least two zeolite catalyst layers are provided in series (however, the plurality of zeolite catalyst layers provided in series are formed of different kinds of zeolite catalysts even if they are formed of the same kind of zeolite catalyst). And the temperature difference between the inlet and the outlet of each zeolite catalyst layer is maintained within the range of 5 to 70 ° C., respectively, to carry out the reaction.
【0021】[0021]
〔一般的説明〕本発明によるメチルアミンの製造法は、
基本的には、メタノールとアンモニア、メタノールとメ
チルアミン混合物とアンモニア、またはメチルアミン混
合物とアンモニアとをゼオライト触媒層に接触させるこ
とからなるものである。この種のメチルアミンの製造法
は公知であって、本発明では本願所定の構成が採用され
ていることを除けば、従来の方法と本質的に異ならな
い。従って、本発明では、本発明の趣旨に反しない限
り、従来採用されていた任意の改変ないし付加が与えら
れた方法を包含する。メチルアミンの製造において、原
料メタノールとアンモニアとから生成されたメチルアミ
ン混合物(MMA、DMA、TMA及びその他の混合
物)を一旦反応系外に抜き出して、それを精製処理に付
したのち未反応原料、副生メチルアミンなどの精製処理
物を再び前記反応系に導入することが行われている。本
発明によるメチルアミンの製造法は、そのような態様を
包含するものである。すなわち、メタノールとアンモニ
ア、メタノールとメチルアミン混合物とアンモニア、ま
たはメチルアミン混合物とアンモニアとを、これらをゼ
オライト触媒層に接触させることからなる反応系に導入
し、その生成物の少なくとも一部を反応系外に抜き出し
て、それを精製系に循環させて精製処理に付したのち、
この精製処理物を存在することがあるべき前記生成物の
残りと共に再び前記反応系に導入することからなるもの
に関するものでもある。[General Description] The method for producing methylamine according to the present invention is
Basically, it consists of bringing methanol and ammonia, methanol and methylamine mixture and ammonia, or methylamine mixture and ammonia into contact with the zeolite catalyst layer. This type of methylamine production method is well known, and is essentially the same as the conventional method, except that the present invention employs the configuration specified in the present application. Therefore, the present invention includes a method provided with any modification or addition that has been conventionally adopted unless it goes against the gist of the present invention. In the production of methylamine, a methylamine mixture (MMA, DMA, TMA and other mixtures) produced from methanol and ammonia as raw materials is once taken out of the reaction system and subjected to purification treatment, and then the unreacted raw material, It has been practiced to introduce a purified product such as by-product methylamine into the reaction system again. The method for producing methylamine according to the present invention includes such an embodiment. That is, a mixture of methanol and ammonia, a mixture of methanol and methylamine and ammonia, or a mixture of methylamine and ammonia is introduced into a reaction system consisting of bringing them into contact with a zeolite catalyst layer, and at least a part of the product is introduced into the reaction system. After extracting it outside, circulating it in the purification system and subjecting it to the purification treatment,
It also relates to the introduction of this purified product into the reaction system again with the rest of the product, which should be present.
【0022】〔ゼオライト触媒層〕このような本発明に
よるメチルアミンの製造法において用いられるゼオライ
ト触媒も、合目的的な任意のものを用いることができ
る。本発明において好ましいゼオライト触媒層は、ジメ
チルアミン(DMA)選択率がゼオライト触媒の使用温
度で比較して熱力学的平衡値の1.2倍以上、特に1.
5倍以上のゼオライト触媒から形成されるものが好まし
い。このようなゼオライト触媒のうちで特に好ましいも
のの具体例としては、モルデナイト、シャバサイト、レ
ビナイト、ゼオライトrho、ゼオライトA、FU−
1、エリオナイト、ZSM−5、ZSM−11、ZSM
−21、ZK−5またはモンモリロナイト、もしくはこ
れらを基礎に修飾したゼオライト等が挙げられる。この
中でとりわけ好ましいものは、モルデナイト、シャバサ
イトまたは修飾モルデナイトである。[Zeolite Catalyst Layer] As the zeolite catalyst used in the method for producing methylamine according to the present invention, any purposeful one can be used. In the present invention, the preferred zeolite catalyst layer has a dimethylamine (DMA) selectivity of 1.2 times or more of the thermodynamic equilibrium value compared to the use temperature of the zeolite catalyst, particularly 1.
Those formed from 5 times or more of the zeolite catalyst are preferable. Specific examples of particularly preferable ones among such zeolite catalysts include mordenite, chabazite, levinite, zeolite rho, zeolite A, FU-
1, erionite, ZSM-5, ZSM-11, ZSM
-21, ZK-5 or montmorillonite, or a zeolite modified based on these, or the like. Particularly preferred among these are mordenite, chabazite or modified mordenite.
【0023】本発明では、上記のようなゼオライト触媒
層を少なくとも2つ直列に設ける。ここで、直列に設け
られた複数のゼオライト触媒層は、必ずしも同一種のゼ
オライト触媒から形成されたものである必要はなく、異
種のゼオライト触媒から形成されたものであってもよ
い。また、ゼオライト触媒層のジメチルアミン選択率も
ゼオライト触媒層間で相違していてもよい。直列に設け
られたゼオライト触媒層の数の総計は、従って2以上と
なる。本発明の効果と設備費、操作性等の面からは、2
〜10、好ましくは2〜7、とりわけ3〜5が好まし
い。In the present invention, at least two zeolite catalyst layers as described above are provided in series. Here, the plurality of zeolite catalyst layers provided in series do not necessarily have to be formed of the same kind of zeolite catalyst, and may be formed of different kinds of zeolite catalysts. Also, the dimethylamine selectivity of the zeolite catalyst layer may be different between the zeolite catalyst layers. Therefore, the total number of zeolite catalyst layers provided in series is 2 or more. From the viewpoint of the effect of the present invention, equipment cost, operability, etc.,
-10, preferably 2-7, especially 3-5 are preferred.
【0024】また、各ゼオライト触媒層における反応
は、最初のゼオライト触媒層入口を基準としたメタノー
ル転化率の各ゼオライト触媒層での差(出口−入口)
が、好ましくは10〜60%、特に好ましくは15〜5
0%の範囲内で行う。10%に満たない場合はゼオライ
ト触媒層の総数が多くなり、装置が煩雑化するし、一方
60%超過では触媒寿命が短くなる傾向がある。The reaction in each zeolite catalyst layer is different from the difference in methanol conversion rate between each zeolite catalyst layer based on the first zeolite catalyst layer inlet (exit-inlet).
Is preferably 10 to 60%, particularly preferably 15 to 5
Perform within the range of 0%. If it is less than 10%, the total number of zeolite catalyst layers will be large and the apparatus will be complicated, while if it exceeds 60%, the catalyst life will tend to be shortened.
【0025】ゼオライト触媒層におけるN/C(窒素原
子と炭素原子の数の比)は、好ましくは0.8〜3.
0、より好ましくは1.0〜2.5、特に好ましくは
1.2〜2.2である。N/Cの原子比が上記範囲未満
であると、副生物が多くなる傾向にあり、一方3.0超
過の場合はリサイクル量が多くなり、装置も大型化にな
る傾向がある。The N / C (ratio of the number of nitrogen atoms and the number of carbon atoms) in the zeolite catalyst layer is preferably 0.8-3.
0, more preferably 1.0 to 2.5, and particularly preferably 1.2 to 2.2. If the atomic ratio of N / C is less than the above range, the amount of by-products tends to increase, while if it exceeds 3.0, the amount of recycling tends to increase and the device tends to increase in size.
【0026】〔温度制御〕本発明では、各ゼオライト触
媒層の入口と出口との温度差を5〜70℃、好ましくは
20〜60℃、特に好ましくは25〜45℃の範囲内に
それぞれ保持しながら反応を行う。温度差が70℃を越
える場合は触媒寿命が短くなる傾向があり、一方5℃未
満の場合は所望のメタノール転化率が得られ難い。ゼオ
ライト触媒層の入口と出口の温度差を上記範囲内に制御
する方法は合目的的な任意の方法が採用可能である。例
えば、(イ)ゼオライト触媒層に供給されるガスの流
量、流速、組成あるいは温度の制御、(ロ)ゼオライト
触媒の種類、量、接触面積の制御、(ハ)ゼオライト触
媒層の入口と出口の距離の設定、(ニ)ゼオライト触媒
層の外部からの温度制御(冷却及び加熱を含む)、
(ホ)その他、がある[Temperature Control] In the present invention, the temperature difference between the inlet and the outlet of each zeolite catalyst layer is maintained within the range of 5 to 70 ° C., preferably 20 to 60 ° C., and particularly preferably 25 to 45 ° C. While reacting. When the temperature difference exceeds 70 ° C, the catalyst life tends to be shortened, while when it is less than 5 ° C, it is difficult to obtain a desired methanol conversion rate. As a method for controlling the temperature difference between the inlet and the outlet of the zeolite catalyst layer within the above range, any purposeful method can be adopted. For example, (a) control of the flow rate, flow rate, composition or temperature of the gas supplied to the zeolite catalyst layer, (b) control of the type and amount of the zeolite catalyst, contact area, (c) the inlet and outlet of the zeolite catalyst layer. Setting of distance, (d) Temperature control from outside the zeolite catalyst layer (including cooling and heating),
(E) There is other
【0027】各触媒層の入口温度は、コーク等の不純物
の生成防止の観点から、合目的的な速度で反応が開始す
る最低温度に近づけることが望ましく、通常、200〜
350℃、好ましくは220〜330℃、特に好ましく
は230〜310℃の範囲に調整するのがよい。From the viewpoint of preventing the formation of impurities such as coke, it is desirable that the inlet temperature of each catalyst layer be close to the lowest temperature at which the reaction starts at a purposeful rate, and usually 200 to
It is preferable to adjust the temperature to 350 ° C., preferably 220 to 330 ° C., and particularly preferably 230 to 310 ° C.
【0028】触媒層の入口温度を上記の範囲に制御する
方法も合目的的な任意の方法が採用可能である。本発明
で好ましい方法の一つは、触媒層への供給物の温度を所
定範囲に制御(加熱及び冷却を含む)することである。
第一番目(最初)のゼオライト触媒層への供給物は、そ
れが反応系に新たに導入される原料メタノール、原料ア
ンモニア及び精製処理に付されたメチルアミンを主体と
するものであることから上記温度範囲より低いことが多
いので、加熱が行われるのが普通であり、一方、第二番
目以降の触媒層への供給物は前段階の触媒層での反応熱
によって上記温度範囲より高いことが多いので、その場
合には冷却が行われるのが普通である。第一番目のゼオ
ライト触媒層への供給物の加熱は、反応系及び(又は)
精製系の熱を利用して行うことができ、一方、第二番目
以降の触媒層への供給物の温度制御は、冷却媒体、好ま
しくは、例えば空気、窒素ガス、スチーム等、との熱交
換によって行うことができる。さらに第二番目以降のゼ
オライト触媒層の入口温度を制御する別の方法として
は、この触媒層への供給ガスを、精製系からの精製処理
物、あるいは原料メタノールもしくは原料アンモニアの
少なくとも一部を導入することによって調整する方法が
ある。As a method for controlling the inlet temperature of the catalyst layer within the above range, any purposeful method can be adopted. One of the preferable methods in the present invention is to control the temperature of the feed to the catalyst layer within a predetermined range (including heating and cooling).
Since the feed to the first (first) zeolite catalyst layer is mainly composed of the raw material methanol newly introduced into the reaction system, the raw material ammonia, and the methylamine subjected to the purification treatment, Since it is often lower than the temperature range, heating is usually performed, while the feed to the second and subsequent catalyst layers may be higher than the above temperature range due to the heat of reaction in the preceding catalyst layer. Since it is many, cooling is usually performed in that case. The heating of the feed to the first zeolite catalyst layer depends on the reaction system and / or
The heat of the refining system can be used, while the temperature control of the feed to the second and subsequent catalyst layers is performed by heat exchange with a cooling medium, preferably air, nitrogen gas, steam, etc. Can be done by Further, as another method of controlling the inlet temperature of the second and subsequent zeolite catalyst layers, the feed gas to the catalyst layer is introduced with at least a part of the refined product from the refining system, or the raw material methanol or the raw material ammonia. There is a way to adjust by doing.
【0029】〔具体例〕以下は、本発明の好ましい一具
体例を図面に基づいて説明するものである。図1は本発
明の1つの態様例を示すものであって、本発明はこれに
限定されるものではない。原料のメタノールとアンモニ
ア(ライン)は、精製工程(P)からの主にアンモニ
ア、MMA及びTMAよりなるリサイクル物(ライン
;ガス及び/又は液)と合流し、蒸発、加熱等の操作
を経て、所定の温度にてガス状(ライン)でゼオライ
ト触媒層の第1セクション(S1)に供給される。この
第1セクション(S1)では原料及びリサイクル物が反
応し、その出口ガス(ライン-1)はゼオライト触媒層
の第2セクション(S2)に、次いでその出口ガス(ラ
イン-2)は次のセクション(S3)へと順次供給され
る。出口ガス中の未反応の原料及びリサイクル物は各セ
クションで反応する。[Specific Example] A preferred specific example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this. The raw materials methanol and ammonia (line) are combined with a recycled product (line; gas and / or liquid) mainly consisting of ammonia, MMA and TMA from the purification step (P), and subjected to operations such as evaporation and heating, It is supplied in a gaseous state (line) to the first section (S1) of the zeolite catalyst layer at a predetermined temperature. In this first section (S1), the raw materials and recycled products react, and the outlet gas (line-1) is the second section (S2) of the zeolite catalyst layer, and then the outlet gas (line-2) is the next section. It is sequentially supplied to (S3). Unreacted raw materials and recycled materials in the outlet gas react in each section.
【0030】上記で説明したように、反応は、各ゼオラ
イト触媒層の入口と出口の温度差を5〜70℃の範囲内
にそれぞれ保持しながら反応を行う。各触媒層の入口温
度は、通常、200〜350℃の範囲に調整するのがよ
い。As described above, the reaction is carried out while maintaining the temperature difference between the inlet and the outlet of each zeolite catalyst layer within the range of 5 to 70 ° C. The inlet temperature of each catalyst layer is usually adjusted to a range of 200 to 350 ° C.
【0031】各触媒層の出口ガスは温度制御されたのち
次の触媒層へ供給するのが好ましい。これにより触媒層
入口温度の調整及び触媒層における温度保持の操作を容
易にすることができる。出口ガスの温度制御は、空気、
窒素ガス、スチーム等の媒体を用いた冷却器又は熱交換
器によって行うことができるし、また、リサイクル物の
一部(Q1,Q2)及び/又は原料の一部(Q3)を直
接出口ガスに供給して行うこともできる。後者による制
御は熱回収及び設備費低減の面から特に有効である。The outlet gas of each catalyst layer is preferably temperature-controlled and then supplied to the next catalyst layer. This makes it easy to adjust the catalyst layer inlet temperature and maintain the temperature in the catalyst layer. The temperature control of the outlet gas is air,
It can be performed by a cooler or a heat exchanger using a medium such as nitrogen gas or steam, and a part (Q1, Q2) of the recycled product and / or a part (Q3) of the raw material can be directly used as the outlet gas. It can also be supplied. The latter control is particularly effective in terms of heat recovery and equipment cost reduction.
【0032】最後のセクション(S3)の出口ガス(ラ
イン)は原料等供給ラインと熱交換した後、精製工程
(P)へ送られる。精製工程(P)では、複数の蒸留塔
により各々のメチルアミンが未反応アンモニア及び反応
生成水等から分離回収され、未反応アンモニアとMMA
及びTMAはリサイクル物(ライン)として反応系に
戻される。The exit gas (line) of the last section (S3) is heat-exchanged with the raw material supply line and then sent to the refining step (P). In the purification step (P), the methylamines are separated and recovered from the unreacted ammonia and the reaction product water by the plurality of distillation columns, and the unreacted ammonia and MMA are separated.
And TMA are returned to the reaction system as recycled products (lines).
【0033】触媒層の数は、2〜10が好ましい。ま
た、各触媒層における反応は、最初の触媒層入口を基準
としたメタノール転化率の各触媒層での差(出口−入
口)が10〜60%の範囲内にあることが好ましい。The number of catalyst layers is preferably 2-10. Further, in the reaction in each catalyst layer, it is preferable that the difference (outlet-inlet) in the methanol conversion rate based on the first catalyst layer inlet in each catalyst layer is within the range of 10 to 60%.
【0034】ゼオライト触媒層におけるN/C(窒素原
子と炭素原子の数の比)は、0.8〜3.0の範囲にあ
ることが好ましい。反応圧力は、通常、常圧から200
atmの範囲で行われる。N / C (ratio of the number of nitrogen atoms and carbon atoms) in the zeolite catalyst layer is preferably in the range of 0.8 to 3.0. The reaction pressure is usually from normal pressure to 200.
It is performed in the range of atm.
【0035】[0035]
【実施例】以下の実施例は、この発明をより具体的に説
明するためのものである。従って、本発明は下記実施例
の具体的開示範囲のみに限定されないことは言うまでも
ない。The following examples serve to explain the present invention more specifically. Therefore, it goes without saying that the present invention is not limited to the specific disclosure scope of the following examples.
【0036】〔使用触媒〕 Z1・・・300℃で30時間、スチーミング処理した
H型のモルデナイト(直径約5mm) Z2・・・K及びCaをそれぞれ0.7重量%含むカチ
オン型モルデナイト(直径約5mm) Z3・・・シャバサイトとエリオナイトの混合物(直径
約5mm) A ・・・シリカ含量が約70%である非晶質のシリカ
アルミナ(直径約5mm)[Catalyst to be used] Z1 ... H-type mordenite steamed at 300 ° C. for 30 hours (diameter of about 5 mm) Z2 ... Cationic mordenite containing 0.7% by weight of K and Ca (diameter) A mixture of chabazite and erionite (diameter: about 5 mm) A: Amorphous silica alumina with a silica content of about 70% (diameter: about 5 mm)
【0037】実施例1〜5 図1に示される3つの断熱反応器(容積合計約20
m3 )のそれぞれにゼオライト触媒を充填し、各触媒層
(S1、S2及びS3)セクション間のガスの冷却を、
S1〜S2間はリサイクル物(液及びガス)で、S2〜
S3間はリサイクル物(液及びガス)と空気冷却を併用
して行った。原料メタノールと原料アンモニアとを各々
毎時161kgmol、87kgmolでS1に供給
し、MMA、DMA、TMAが各々毎時20kgmo
l、60kgmol、7kgmolで製造されるように
連続反応(2週間〜1ヵ月)を行った。この場合のメタ
ノール転化率の変化から上記の式4、式5に従い表1に
示す触媒劣化定数を得た。なお、触媒層セクション間の
ガス冷却を1箇所で行った場合は触媒層の数は2であ
り、これを2箇所で行った場合は3となる。Examples 1-5 Three adiabatic reactors (total volume of about 20
m 3 ), each of which is filled with a zeolite catalyst to cool the gas between each catalyst layer (S 1, S 2 and S 3) section,
Between S1 and S2 are recycled materials (liquid and gas), and between S2 and
During S3, recycled materials (liquid and gas) and air cooling were used together. Raw material methanol and raw material ammonia are supplied to S1 at 161 kgmol and 87 kgmol per hour, respectively, and MMA, DMA, and TMA are supplied at 20 kgmo per hour.
The continuous reaction (2 weeks to 1 month) was carried out so that it was produced at 1, 60 kgmol, and 7 kgmol. From the change in the methanol conversion rate in this case, the catalyst deterioration constants shown in Table 1 were obtained according to the above equations 4 and 5. The number of catalyst layers is 2 when the gas cooling between the catalyst layer sections is performed at one location, and is 3 when the gas cooling is performed at two locations.
【0038】実施例6〜8 図2に示される直列に繋いだ複数の直径約1インチの反
応管を用い、各反応管の間の冷却を行い連続反応試験
(2週間〜1ヵ月)を実施した。本装置は回収工程及び
リサイクル工程を持たないことから、それぞれのケース
につき予め回収、リサイクルを行った場合を想定し、下
記に示す組成物を調製して、これを原料として用いた。
また、本装置の単位ガス量当たりの放熱を、図1の反応
器と同等にすべく、反応器表面の加熱保温を行った。両
装置の相似性は、実施例3と6により確認された。 原料組成(モル%) アンモニア メタノール MMA TMA 実施例6〜7 60 30 8 2 実施例8 59 31 7 3 〔結果〕表1は、上記の実施例1〜8の結果をまとめて
示すものである。Examples 6 to 8 Continuous reaction tests (2 weeks to 1 month) were performed by using a plurality of reaction tubes having a diameter of about 1 inch connected in series as shown in FIG. 2 and cooling between the reaction tubes. did. Since this device does not have a recovery process and a recycling process, assuming the case where recovery and recycling were performed in each case in advance, the following composition was prepared and used as a raw material.
Further, in order to make the heat radiation per unit amount of gas of the present apparatus equal to that of the reactor shown in FIG. 1, the surface of the reactor was heated and kept warm. The similarity of both devices was confirmed by Examples 3 and 6. Raw material composition (mol%) Ammonia Methanol MMA TMA Examples 6 to 7 60 30 8 2 Example 8 59 31 7 3 [Results] Table 1 collectively shows the results of Examples 1 to 8 above.
【0039】[0039]
【表1】 [Table 1]
【0040】比較例1〜2 図3に示される容積約10m3 の断熱反応器にシリカア
ルミナ触媒(A)を充填し、メタノールとアンモニアを
各々毎時120kgmol、65kgmol供給し、M
MA、DMA、TMAが各々毎時15kgmol、45
kgmol、5kgmolで製造される連続反応を行っ
た。この場合の触媒劣化定数を表2に示した。Comparative Examples 1 and 2 A silica-alumina catalyst (A) was charged in an adiabatic reactor having a volume of about 10 m 3 shown in FIG. 3, methanol and ammonia were supplied at 120 kgmol and 65 kgmol per hour, respectively, and M
MA, DMA, and TMA are 15 kgmol and 45 hourly, respectively.
A continuous reaction was carried out at a production rate of 5 kgmol. The catalyst deterioration constants in this case are shown in Table 2.
【0041】比較例3〜4 図1に示される容積約20m3 の断熱反応器にゼオライ
ト触媒(Z1)を充填し、触媒層セクション間のガスの
冷却を全く行うこと無しに、メタノールとアンモニアを
各々毎時161kgmol、87kgmol供給し、M
MA、DMA、TMAが各々毎時20kgmol、60
kgmol、7kgmolで製造される連続反応を行っ
た。この場合の触媒劣化定数を表2に示した。この場
合、触媒層セクション間のガス冷却を行っていないこと
から、比較例1と全く同様な断熱反応器を用いたことに
なる。Comparative Examples 3 to 4 A zeolite catalyst (Z1) was packed in an adiabatic reactor having a volume of about 20 m 3 shown in FIG. 1 and methanol and ammonia were added without cooling the gas between the catalyst bed sections at all. Supplying 161 kgmol and 87 kgmol per hour respectively, M
MA, DMA and TMA are 20 kgmol and 60 hourly, respectively.
A continuous reaction was carried out at a production rate of kgmol and 7 kgmol. The catalyst deterioration constants in this case are shown in Table 2. In this case, since the gas cooling between the catalyst layer sections was not performed, the same adiabatic reactor as in Comparative Example 1 was used.
【0042】比較例5〜7 図2に示される直列に繋いだ複数の直径約1インチの反
応管を用い、各反応管の間の冷却を行うこと無しに連続
反応試験を行った。本装置は回収工程及びリサイクル工
程を持たないことから、それぞれのケースにつき予め回
収、リサイクルを行った場合を想定し、次に示す組成物
を調製して、これを原料として用いた。また、本装置の
単位ガス量当たりの放熱を、図3の反応器と同等にすべ
く、反応器表面の加熱保温を行った。両装置の相似性
は、比較例4と5により確認された。この場合、触媒層
セクション間のガス冷却を行っていないことから、比較
例1と全く同様な断熱反応器を用いたことになる。 原料組成(モル%) アンモニア メタノール MMA TMA 比較例5〜7 60 30 8 2 〔結果〕表2は、上記の比較例1〜7の結果をまとめて
示すものである。Comparative Examples 5 to 7 Continuous reaction tests were conducted using a plurality of reaction tubes having a diameter of about 1 inch connected in series as shown in FIG. 2 without cooling between the reaction tubes. Since this device does not have a recovery process and a recycling process, assuming the case where recovery and recycling were performed in each case in advance, the following composition was prepared and used as a raw material. Further, in order to make the heat radiation per unit amount of gas of the present apparatus equal to that of the reactor shown in FIG. 3, the surface of the reactor was heated and kept warm. The similarity of both devices was confirmed by Comparative Examples 4 and 5. In this case, since the gas cooling between the catalyst layer sections was not performed, the same adiabatic reactor as in Comparative Example 1 was used. Raw material composition (mol%) Ammonia Methanol MMA TMA Comparative Examples 5 to 7 60 30 8 2 [Results] Table 2 collectively shows the results of the above Comparative Examples 1 to 7.
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】〔考察〕比較例1〜2は、従来の熱力学平
衡規制型の触媒であるシリカアルミナを用いて、通常の
断熱型反応器により反応を行った例である。この場合の
触媒の劣化定数は0.8であり、触媒寿命は2年以上に
相当する。比較例3〜7は、同様な装置で各種ゼオライ
ト触媒を用いて反応を行った例である。触媒層入口温度
は、コークの生成等の副反応を防ぐため、合理的な速度
で反応の進行が開始する最低温度に近い250℃から2
60℃と、出来る限り低い温度に保持したにも拘らず、
劣化定数は、なんと17から24という桁違いな大きな
数値となった。これは、触媒寿命としては1ないし2ヶ
月に過ぎないことを示しており、実用化には非常に不満
足な結果である。一般に、ゼオライト触媒はその細孔が
非晶質の触媒に較べ極めて小さいことから、その活性が
触媒表面に沈着したコーク物質の影響を受け易く、それ
によるものと思われる。[Discussion] Comparative Examples 1 and 2 are examples in which a conventional adiabatic reactor is used to carry out the reaction using silica alumina, which is a conventional thermodynamic equilibrium regulation type catalyst. The deterioration constant of the catalyst in this case is 0.8, and the catalyst life is equivalent to 2 years or more. Comparative Examples 3 to 7 are examples in which a similar device was used to carry out the reaction using various zeolite catalysts. The catalyst layer inlet temperature is 250 ° C. to 2 ° C., which is close to the minimum temperature at which the reaction starts at a reasonable rate in order to prevent side reactions such as coke formation.
Despite keeping the temperature as low as possible at 60 ℃,
The deterioration constant was an extremely large number of 17 to 24. This indicates that the catalyst life is only 1 to 2 months, which is a very unsatisfactory result for practical use. In general, since the pores of the zeolite catalyst are extremely smaller than those of the amorphous catalyst, its activity is likely to be affected by the coke substance deposited on the catalyst surface, and it is considered that this is because of this.
【0045】これに対して、実施例1〜8は、本発明の
方法に従い、ゼオライトの触媒層を2ないし4に直列に
分割して、各触媒層における入口と出口の温度差を25
℃ないし60℃の範囲内に反応を保持すべく操作を加え
た他は、比較例と同様な条件の下で反応を行った例であ
る。その結果、驚くべきことに、触媒の劣化定数は7〜
11に低下した。これは、、触媒寿命としては1〜2年
以上に相当するものであり、工業的実施に充分使用可能
な長さに飛躍的に改善されることが認められるOn the other hand, in Examples 1 to 8, according to the method of the present invention, the catalyst layer of zeolite was divided into 2 to 4 in series, and the temperature difference between the inlet and the outlet of each catalyst layer was 25.
This is an example in which the reaction was carried out under the same conditions as in the comparative example except that the operation was added to maintain the reaction within the range of 60 ° C to 60 ° C. As a result, surprisingly, the deterioration constant of the catalyst is 7 to
It dropped to 11. This corresponds to a catalyst life of 1 to 2 years or more, and it is recognized that the length is dramatically improved to a length that can be sufficiently used in industrial practice.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明の方法によれば、ゼオライト触媒
を用いるメチルアミン類の製造プロセスにおける触媒寿
命を大幅に向上することができ、反応温度が以下の低温
での反応に長期間にわたって該触媒を連続使用すること
ができる。これによりメチルアミン類の製造を工業的に
有利に実施することができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the method of the present invention, the catalyst life in the process for producing methylamines using a zeolite catalyst can be significantly improved, and the catalyst can be used for a long time in a reaction at a low reaction temperature below. Can be used continuously. Thereby, the production of methylamines can be carried out industrially advantageously.
【図1】本発明に従ったメチルアミンの製造法を実施す
るための装置の一つの概略フローシートである。FIG. 1 is a schematic flow sheet of one of the apparatuses for carrying out the method for producing methylamine according to the present invention.
【図2】本発明に従ったメチルアミンの製造法を実施す
るための装置の他の概略フローシートである。FIG. 2 is another schematic flow sheet of an apparatus for carrying out the method for producing methylamine according to the present invention.
【図3】従来型のメチルアミンの製造装置の概略フロー
シートである。FIG. 3 is a schematic flow sheet of a conventional methylamine manufacturing apparatus.
S :触媒層 S1 :第1触媒層 S2 :第2触媒層 S3 :第3触媒層 S4 :第4触媒層 P :精製工程 C :冷却器 C1 :第1触媒層出口ガス冷却器 C2 :第2触媒層出口ガス冷却器 :原料 :反応器供給ガス -1 :第2触媒層供給ガス -2 :第3触媒層供給ガス -3 :第4触媒層供給ガス :反応生成ガス :リサイクル物 :製品 :製品 :製品 :系外排出物 Q1 :第1触媒層出口ガス冷却用分岐リサイクル物 Q2 :第2触媒層出口ガス冷却用分岐リサイクル物 Q3 :触媒層出口ガス冷却用原料 S: Catalyst layer S1: First catalyst layer S2: Second catalyst layer S3: Third catalyst layer S4: Fourth catalyst layer P: Purification step C: Cooler C1: First catalyst layer outlet gas cooler C2: Second Catalyst layer outlet gas cooler: Raw material: Reactor supply gas -1: Second catalyst layer supply gas -2: Third catalyst layer supply gas -3: Fourth catalyst layer supply gas: Reaction product gas: Recycled product: Product: Product: Product: Out-of-system emission Q1: Branch recycled product for gas cooling at the outlet of the first catalyst layer Q2: Branch recycled product for cooling gas at the outlet of the second catalyst layer Q3: Raw material for cooling gas at the catalyst layer outlet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300
Claims (10)
メチルアミン混合物とアンモニア、またはメチルアミン
混合物とアンモニアとをゼオライト触媒層に接触させる
ことからなるメチルアミンの製造法であって、前記ゼオ
ライト触媒層を少なくとも2つ直列に設け(但し、直列
に設けられた複数のゼオライト触媒層は、同一種のゼオ
ライト触媒から形成されたものであっても異種のゼオラ
イト触媒から形成されたものであってもよい)、かつ各
ゼオライト触媒層の入口と出口との温度差を5〜70℃
の範囲内にそれぞれ保持しながら反応を行うことを特徴
とするメチルアミンの製造法。1. A process for producing methylamine, which comprises contacting a zeolite catalyst layer with methanol and ammonia, a mixture of methanol and methylamine and ammonia, or a mixture of methylamine and ammonia with at least 2 zeolite catalyst layers. Provided in series (however, the plurality of zeolite catalyst layers provided in series may be formed of the same kind of zeolite catalyst or different kinds of zeolite catalyst), and The temperature difference between the inlet and the outlet of each zeolite catalyst layer is 5 to 70 ° C.
The method for producing methylamine, characterized in that the reaction is carried out while each is maintained within the range.
メチルアミン混合物とアンモニア、またはメチルアミン
混合物とアンモニアとを、これらをゼオライト触媒層に
接触させることからなる反応系に導入し、その生成物の
少なくとも一部を反応系外に抜出して、それを精製系に
循環させて精製処理に付したのち、この精製処理物を存
在することがあるべき前記生成物の残りと共に再び前記
反応系に導入することからなるメチルアミンの製造法で
あって、前記ゼオライト触媒層を少なくとも2つ直列に
設け(但し、直列に設けられた複数のゼオライト触媒層
は、同一種のゼオライト触媒から形成されたものであっ
ても異種のゼオライト触媒から形成されたものであって
もよい)、かつ各ゼオライト触媒層の入口と出口との温
度差を5〜70℃の範囲内にそれぞれ保持しながら反応
を行うことを特徴とするメチルアミンの製造法。2. Methanol and ammonia, a mixture of methanol and methylamine and ammonia, or a mixture of methylamine and ammonia are introduced into a reaction system comprising contacting these with a zeolite catalyst layer, and at least a part of the product is introduced. Is extracted from the reaction system, circulated in the purification system and subjected to a purification treatment, and then this purified product is reintroduced into the reaction system together with the rest of the product which may be present. A method for producing methylamine, wherein at least two zeolite catalyst layers are provided in series (provided that the plurality of zeolite catalyst layers provided in series are different even if they are formed from the same type of zeolite catalyst). And the temperature difference between the inlet and the outlet of each zeolite catalyst layer is 5 to 70 ° C. A method for producing methylamine, characterized in that the reaction is carried out while maintaining each within the range.
メチルアミン選択率がゼオライト触媒の使用温度で比較
して熱力学平衡値の1.2倍以上のゼオライト触媒によ
り形成されたものであることを特徴とする請求項1また
は2記載のメチルアミンの製造法。3. The at least one zeolite catalyst is characterized by being formed by a zeolite catalyst having a dimethylamine selectivity of 1.2 times or more a thermodynamic equilibrium value as compared with the operating temperature of the zeolite catalyst. The method for producing methylamine according to claim 1 or 2.
バサイト、レビナイト、ゼオライトrho、ゼオライト
A、FU−1、エリオナイト、ZSM−5、ZSM−1
1、ZSM−21、ZK−5またはモンモリロナイト、
もしくはこれらを基礎に修飾したゼオライトから選ばれ
たものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
1項に記載のメチルアミンの製造法。4. The zeolite catalyst is mordenite, chabazite, levinite, zeolite rho, zeolite A, FU-1, erionite, ZSM-5, ZSM-1.
1, ZSM-21, ZK-5 or montmorillonite,
Alternatively, the method for producing methylamine according to any one of claims 1 to 3, which is selected from zeolites modified based on these.
0であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項
に記載のメチルアミンの製造法。5. The total number of zeolite catalyst layers is 2-1.
It is 0, The manufacturing method of the methylamine of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
口の温度が、200〜350℃の範囲であることを特徴
とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のメチルアミ
ンの製造法。6. The method for producing methylamine according to claim 1, wherein the temperature of the inlet of the at least one zeolite catalyst layer is in the range of 200 to 350 ° C.
イト触媒層へ供給するガスを冷却することを特徴とする
請求項1〜6のいずれか1項に記載のメチルアミンの製
造法。7. The method for producing methylamine according to claim 1, wherein the gas supplied from one zeolite catalyst layer to the next zeolite catalyst layer is cooled.
イト触媒層へ供給するガスを、精製系からの精製処理
物、原料アンモニア、または原料メタノールの少なくと
も一部の導入によって冷却することを特徴とする請求項
2〜7のいずれか1項に記載のメチルアミンの製造法。8. The gas supplied from one zeolite catalyst layer to the next zeolite catalyst layer is cooled by introducing at least a part of a refined product from the refining system, raw material ammonia, or raw material methanol. The method for producing methylamine according to claim 2.
けるN/C(窒素原子と炭素原子の数の比)が、0.8
〜3.0の範囲であることを特徴とする請求項1〜8の
いずれか1項に記載のメチルアミンの製造法。9. The N / C (ratio of the number of nitrogen atoms and the number of carbon atoms) in at least one zeolite catalyst layer is 0.8.
It is the range of -3.0, The manufacturing method of the methylamine of any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned.
最初のゼオライト触媒層入口を基準としたメタノール転
化率の各ゼオライト触媒層での差(出口−入口)が10
〜60%の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜9
のいずれか1項に記載のメチルアミンの製造法。10. The reaction in each zeolite catalyst layer comprises:
The difference (exit-inlet) in the methanol conversion rate based on the first zeolite catalyst layer inlet in each zeolite catalyst layer is 10
It is in the range of -60%.
The method for producing methylamine according to any one of 1.
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