JPH09151151A - Production of 4-methoxyphenol - Google Patents

Production of 4-methoxyphenol

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JPH09151151A
JPH09151151A JP7313924A JP31392495A JPH09151151A JP H09151151 A JPH09151151 A JP H09151151A JP 7313924 A JP7313924 A JP 7313924A JP 31392495 A JP31392495 A JP 31392495A JP H09151151 A JPH09151151 A JP H09151151A
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JP
Japan
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hydroquinone
methanol
methoxyphenol
reaction
pressure
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JP7313924A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Kawasaki
宏 川崎
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain 4-methoxyphenol in high conversion and selectivity in a low cost by allowing hydroquinone to react with methanol under specific conditions. SOLUTION: Hydroquinone and methanol are allowed to react with each other in the presence of a solid acid catalyst such as silica-alumina by using a flow reactor at 200-350 deg.C under a pressure of 0.5-10Mpa. The molar ratio of methanol to hydroquinone is 3-30, and they are continuously fed to the solid acid catalyst and the weight time space velocity(WTSV) is set to 0.5-30hr<-1> . 4-Methoxyphenol is useful, for example, as a polymerization inhibitor for acrylic or methacrylic acid derivatives, a storage stabilizer for photosensitive materials, an antioxidant, an ink corrosion inhibitor, an acrylamide gel collapse preventive, a fiber-swelling agent and further as a synthetic intermediate for agrochemicals, medicines, dyes and the like.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、4−メトキシフェ
ノールの製造方法に関し、さらに詳しくは、4−メトキ
シフェノールを、ヒドロキノンとメタノールとから、高
転化率,高選択率及び低コストで、工業的に有利に製造
する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing 4-methoxyphenol, and more specifically, to 4-methoxyphenol from hydroquinone and methanol at a high conversion rate, a high selectivity and a low cost, and industrially. In particular, the present invention relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術分野】4−メトキシフェノールは、アクリ
ル酸系又はメタクリル酸系化合物などの重合禁止剤とし
て用いられるほか、例えば感光材料の貯蔵安定剤,酸化
防止剤,インキの腐食防止剤,アクリルアミドゲル崩壊
防止剤,繊維の膨張剤などに用いられ、さらには、農
薬,医薬,染料などの合成中間体として使用されるな
ど、極めて有用な化合物である。この4−メトキシフェ
ノールは、これまで、工業的にはヒドロキノンをジメチ
ル硫酸でメチル化することにより製造されていたが、こ
の方法では、大量の廃硫酸が発生する上、ジメチル硫酸
は極めて毒性が高いため、その取扱いが煩雑であるなど
の欠点を有していた。そこで、このようなジメチル硫酸
を用いずに、4−メトキシフェノールを製造する方法が
種々検討され、例えば(1)硫酸やヘテロポリ酸などの
酸触媒の存在下、ヒドロキノンとメタノールを常圧で反
応させる方法(特開平4−305546号公報)、
(2)酸性スルホン化陽イオン交換樹脂などの酸性脱水
触媒の存在下、ヒドロキノンとベンゾキノンとの混合物
とメタノールとを、常圧下で室温ないし還流温度で反応
させる方法(特公昭60−41649号公報)、(3)
Al−B−P−Si−Oの複合酸化物触媒を用い、気相
でヒドロキノンとメタノールとを反応させる方法(特公
昭55−6618号公報)などが提案されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 4-Methoxyphenol is used as a polymerization inhibitor for acrylic acid-based or methacrylic acid-based compounds, for example, storage stabilizers for photosensitive materials, antioxidants, corrosion inhibitors for inks, acrylamide gels. It is a very useful compound, for example, it is used as a disintegration preventive, a fiber swelling agent, and as a synthetic intermediate for agricultural chemicals, pharmaceuticals, dyes, and the like. This 4-methoxyphenol has hitherto been industrially produced by methylating hydroquinone with dimethylsulfate, but in this method, a large amount of waste sulfuric acid is generated and dimethylsulfate is extremely toxic. Therefore, it has drawbacks such as complicated handling. Therefore, various methods for producing 4-methoxyphenol without using such dimethylsulfate have been studied. For example, (1) reacting hydroquinone and methanol under atmospheric pressure in the presence of an acid catalyst such as sulfuric acid or heteropolyacid. Method (Japanese Patent Laid-Open No. 4-305546),
(2) A method of reacting a mixture of hydroquinone and benzoquinone with methanol in the presence of an acidic dehydration catalyst such as an acidic sulfonated cation exchange resin at room temperature to reflux temperature under normal pressure (JP-B-60-41649). , (3)
A method of reacting hydroquinone and methanol in a gas phase using an Al-BP-Si-O composite oxide catalyst (Japanese Patent Publication No. 55-6618) has been proposed.

【0003】しかしながら、上記(1)の方法は、反応
蒸留法であるため、蒸気速度などの細かな条件設定が必
要である上、本発明者らが追試実験を行ったところ、ヒ
ドロキノンの転化率が40%程度で、4−メトキシフェ
ノールの選択率が50%程度であり、該公報に記載され
ている値(ヒドロキノン転化率約88%,4−メトキシ
フェノール選択率約97%)よりもいずれもかなり低か
った。また、この追試実験では、軽質分としてフェノー
ルが7%程度、重質分としてヒドロキノンや4ーメトキ
シフェノールの脱水二量化物が35%程度副生してい
た。一方、(2)の方法は、反応条件が穏和であって転
化率及び選択率が比較的高いという長所を有している
が、高価で、不安定かつ毒性の強いベンゾキノンをヒド
ロキノンの0.05〜0.1倍重量必要とする上、その回収
操作が煩雑であり、かつ反応に長時間を要するなどの問
題があり、工業的に実施するには必ずしも有利な方法と
はいえない。さらに、(3)の方法は、気相反応である
ため、反応系の低温部においてヒドロキノンが析出し、
閉塞させるおそれがあり、またヒドロキノンのジメチル
エーテルがかなり副生するため、4−メトキシフェノー
ルの選択率があまり高くないなどの欠点がある。
However, since the above method (1) is a reactive distillation method, it is necessary to set fine conditions such as the vapor rate, and further, when the inventors conducted a follow-up experiment, the conversion of hydroquinone was found. Is about 40% and the selectivity of 4-methoxyphenol is about 50%, which is higher than the values described in the publication (hydroquinone conversion rate of about 88%, 4-methoxyphenol selectivity of about 97%). It was quite low. Further, in this additional test, about 7% of phenol was produced as a light component, and about 35% of dehydrated dimer of hydroquinone or 4-methoxyphenol was produced as a heavy component. On the other hand, the method (2) has the advantage that the reaction conditions are mild and the conversion and selectivity are relatively high, but it is expensive, unstable and highly toxic to benzoquinone as compared with 0.05 of hydroquinone. This is not always an advantageous method for industrial implementation, because it requires about 0.1 to 0.1 times the weight, the recovery operation is complicated, and the reaction takes a long time. Furthermore, since the method (3) is a gas phase reaction, hydroquinone is precipitated in the low temperature part of the reaction system,
There is a possibility that it may be clogged, and since dimethyl ether of hydroquinone is considerably by-produced, the selectivity of 4-methoxyphenol is not so high.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の4−メトキシフェノールの製造方法がもつ欠点を
克服し、ヒドロキノンの転化率及び4−メトキシフェノ
ールの選択率が共に高く、かつ低いコストで生産性よく
4−メトキシフェノールを製造しうる工業的に有利な方
法を提供することを目的とするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention overcomes the drawbacks of the conventional methods for producing 4-methoxyphenol, and the conversion of hydroquinone and the selectivity of 4-methoxyphenol are both high and low. It is an object of the present invention to provide an industrially advantageous method capable of producing 4-methoxyphenol at high cost with high productivity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、固体酸触媒層に
ヒドキノンとメタノールを連続的に供給し、特定の反応
条件で液相反応させることにより、その目的を達成しう
ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完
成したものである。すなわち、本発明は、(1)固体酸
触媒層にヒドロキノンとメタノールを連続的に供給し、
圧力0.5〜10.0MPa及び温度200〜350℃の条
件で液相反応させることを特徴とする4−メトキシフェ
ノールの製造方法を提供するものである。また、本発明
を実施するための好適な態様は、(2)圧力2.0〜7.0
MPa及び温度205〜300℃の条件で液相反応させ
る上記(1)の方法、(3)重量時空間速度(WHS
V)0.5〜30hr-1及びメタノール/ヒドロキノンの
モル比3〜30にて液相反応させる上記(1),(2)
の方法、(4)メタノール/ヒドロキノンのモル比が5
〜25である上記(3)の方法、及び(5)固体酸触媒
がシリカアルミナ,シリカマグネシア,シリカジルコニ
ア及び合成ゼオライトの中から選ばれた少なくとも一種
である上記(1)〜(4)の方法、である。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that hydrquinone and methanol are continuously supplied to a solid acid catalyst layer, and liquid phase is obtained under specific reaction conditions. It was found that the reaction can achieve the purpose. The present invention has been completed based on such findings. That is, the present invention provides (1) continuously supplying hydroquinone and methanol to the solid acid catalyst layer,
The present invention provides a method for producing 4-methoxyphenol, which is characterized in that a liquid phase reaction is carried out under the conditions of a pressure of 0.5 to 10.0 MPa and a temperature of 200 to 350 ° C. Further, a preferred embodiment for carrying out the present invention is (2) pressure 2.0 to 7.0.
The above method (1) in which a liquid phase reaction is carried out under the conditions of MPa and a temperature of 205 to 300 ° C., and (3) space-time velocity by weight (WHS).
V) The liquid phase reaction is carried out at a molar ratio of 0.5 to 30 hr −1 and a methanol / hydroquinone molar ratio of 3 to 30 (1), (2)
Method, (4) the molar ratio of methanol / hydroquinone is 5
To (25) above, and (5) the method of (1) to (4) above, wherein the solid acid catalyst is at least one selected from silica alumina, silica magnesia, silica zirconia, and synthetic zeolite. ,.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の方法は、固体酸触媒を用
い、ヒドロキノンとメタノールとを加圧下に液相流通式
で反応させ、4−メトキシフェノールを製造する方法で
ある。本発明の方法において用いられる固体酸触媒とし
ては、特に制限はなく、従来公知のもの、例えばシリカ
アルミナ,シリカマグネシア,シリカジルコニア,合成
ゼオライト,ヘテロポリ酸,各種硫酸塩,各種リン酸
塩,リン酸担持ケイソウ土などが挙げられる。ここで、
合成ゼオライトとしては、例えばY型ゼオライトやZS
M−5型ゼオライトなどが好ましく挙げられ、ヘテロポ
リ酸としては、例えばケイ素を中心原子とするケイタン
グステン酸,ケイモリブデン酸又はリンを中心原子とす
るリンタングステン酸,リンモリブデン酸などが挙げら
れる。これらの中で、触媒活性や寿命などの点から、特
にシリカアルミナ,シリカマグネシア,シリカジルコニ
ア及び合成ゼオライトが好適である。これらの固体酸触
媒は単独で用いてもよく、二種以上を組合わせて用いて
もよい。また、この触媒の形状については特に制限はな
く、球状,ペレット状,粉末状,粒状などいずれの形状
のものも用いることができるが、球状,ペレット状,粒
状のものはカラムなどに充填し、ヒドロキノンとメタノ
ールを連続的に通液するのがよい。粉末状のものでもカ
ラムに充填して流動床形態にして運転することができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method of the present invention is a method for producing 4-methoxyphenol by reacting hydroquinone and methanol under pressure in a liquid phase flow system using a solid acid catalyst. The solid acid catalyst used in the method of the present invention is not particularly limited, and conventionally known ones such as silica alumina, silica magnesia, silica zirconia, synthetic zeolite, heteropoly acid, various sulfates, various phosphates, and phosphoric acid. Examples include supported diatomaceous earth. here,
Examples of synthetic zeolite include Y-type zeolite and ZS
M-5 type zeolite and the like are preferably mentioned, and examples of the heteropolyacid include silicotungstic acid having silicon as a central atom, silicomolybdic acid, phosphotungstic acid having phosphorus as a central atom, and phosphomolybdic acid. Among these, silica alumina, silica magnesia, silica zirconia and synthetic zeolite are particularly preferable from the viewpoint of catalytic activity and life. These solid acid catalysts may be used alone or in combination of two or more. The shape of the catalyst is not particularly limited, and any shape such as spherical, pellet-like, powder-like, and granular can be used, but spherical, pellet-like, or granular ones are packed in a column or the like, It is preferable to continuously pass hydroquinone and methanol. Even the powder form can be packed in a column and operated in a fluidized bed form.

【0007】メタノールとヒドロキノンの使用割合は、
メタノール/ヒドロキノンのモル比が3〜30の範囲に
なるように選ぶのが好ましい。このモル比が3未満では
メタノールとヒドロキノンの均一混合液を得るために加
熱攪拌操作が必要となり好ましくなく、また30を超え
るとメタノールの原単位が低下し、また、4−メトキシ
フェノールの生産性も低くなりすぎて好ましくない。ヒ
ドロキノンの転化率及び4−メトキシフェノールの選択
率のバランスなどの面から、より好ましいメタノール/
ヒドロキノンのモル比は5〜25の範囲である。固体酸
触媒層にヒドロキノンとメタノールを供給する方法とし
ては、ヒドロキノンの融点が169℃と高いので、メタ
ノールにヒドロキノンを溶解してヒドロキノンのメタノ
ール溶液を調製し、この溶液を固体酸触媒層に連続的に
供給するのが有利である。また、この際の重量時空間速
度(WHSV)は、通常0.5〜30hr-1の範囲で選択
される。このWHSVが0.5hr-1未満では、メタノー
ルの原単位が極端に低下し、かつ4−メトキシフェノー
ルの選択率が低くなりすぎ、かつ生産性が悪くて好まし
くなく、30hr-1を超えるとヒドロキノンの転化率が
低くなりすぎ、触媒層入口付近での反応熱の除去に特別
な装置が必要となる。4−メトキシフェノールの選択率
や生産性、ヒドロキノンの転化率及び用役費などの面か
ら、より好ましいWHSVは1〜20hr-1の範囲であ
る。
The proportion of methanol and hydroquinone used is
The methanol / hydroquinone molar ratio is preferably selected so as to be in the range of 3 to 30. When this molar ratio is less than 3, heating and stirring operation is required to obtain a uniform mixture of methanol and hydroquinone, which is not preferable, and when it exceeds 30, the basic unit of methanol is lowered, and the productivity of 4-methoxyphenol is also reduced. It becomes too low, which is not preferable. From the viewpoint of the balance between the conversion of hydroquinone and the selectivity of 4-methoxyphenol, more preferable methanol /
The molar ratio of hydroquinone is in the range of 5-25. As a method of supplying hydroquinone and methanol to the solid acid catalyst layer, since the melting point of hydroquinone is as high as 169 ° C., hydroquinone is dissolved in methanol to prepare a methanol solution of hydroquinone, and this solution is continuously added to the solid acid catalyst layer. It is advantageous to supply The weight hourly space velocity (WHSV) is usually selected in the range of 0.5 to 30 hr -1 . When this WHSV is less than 0.5 hr -1 , the basic unit of methanol is extremely lowered, the selectivity of 4-methoxyphenol is too low, and the productivity is poor, which is not preferable, and when it exceeds 30 hr -1 , hydroquinone is obtained. The conversion rate of the catalyst becomes too low, and a special device is required to remove the heat of reaction in the vicinity of the catalyst layer inlet. A more preferable WHSV is in the range of 1 to 20 hr −1 in terms of the selectivity and productivity of 4-methoxyphenol, the conversion rate of hydroquinone, and the utility cost.

【0008】この液相流通反応においては、反応温度は
200〜350℃の範囲で選定される。この温度が20
0℃未満では反応がほとんど進行せず、また、350℃
を超えると副生成物の量が多くなり、4−メトキシフェ
ノールの選択率が著しく低下するとともに、コーキング
等による触媒の活性低下が激しくなる。ヒドロキノンの
転化率及び4−メトキシフェノールの選択率のバランス
などの面から、好ましい反応温度は205〜300℃の
範囲であり、特に220〜270℃の範囲が好適であ
る。さらに、反応圧力は、反応温度に応じてメタノール
の少なくとも一部が液相として存在しうるように、0.5
〜10.0MPaの範囲で選定される。この圧力が0.5M
Pa未満では、メタノールが反応温度において液相とし
て存在することができなくなり、また、10.0MPaを
超える圧は必要でなく、10.0MPaを超えるとむしろ
装置費が高くなりすぎ、経済的に不利である。メタノー
ルが充分に液相を維持し、かつ経済性などの面から、好
ましい反応圧力は2.0〜7.0MPaの範囲である。ま
た、本発明においては、メタノールとして50重量%程
度まで水を含有する含水メタノールも用いることができ
る。この場合、同一反応条件下では、水の含有量が増加
するに伴いヒドロキノンの転化率が低下するが、反応温
度を上げることにより、該転化率を高め、水を含まない
メタノールを使用した場合とほぼ同じヒドロキノンの転
化率及び4−メトキシフェノールの選択率を得ることが
できる。また、固体酸触媒が長時間の運転で劣化し、触
媒活性が低下した場合、空気流通下にて、450〜60
0℃程度の温度で焼成処理することにより、再生するこ
とができる。このような液相流通反応により得られた反
応混合物は、従来用いられている公知の手段、例えば蒸
留処理などを施すことにより、未反応メタノール;1,
4−ジメトキシベンゼン;4−メトキシフェノール及び
未反応ヒドロキノンを回収することができる。また、回
収されたメタノール及びヒドロキノンは、反応系にリサ
イクルし、再使用することができる。
In this liquid phase flow reaction, the reaction temperature is selected in the range of 200 to 350 ° C. This temperature is 20
If the temperature is below 0 ° C, the reaction hardly progresses, and at 350 ° C
If it exceeds, the amount of by-products will increase, the selectivity of 4-methoxyphenol will remarkably decrease, and the activity of the catalyst will decrease significantly due to coking and the like. From the standpoint of balance between the conversion of hydroquinone and the selectivity of 4-methoxyphenol, the preferred reaction temperature is in the range of 205 to 300 ° C, particularly 220 to 270 ° C. Furthermore, the reaction pressure is 0.5 so that at least a part of methanol can exist as a liquid phase depending on the reaction temperature.
It is selected in the range of up to 10.0 MPa. This pressure is 0.5M
If it is less than Pa, methanol cannot exist as a liquid phase at the reaction temperature, and a pressure exceeding 10.0 MPa is not necessary. If it exceeds 10.0 MPa, the equipment cost becomes too high, which is economically disadvantageous. Is. The preferable reaction pressure is in the range of 2.0 to 7.0 MPa from the viewpoints of maintaining sufficient liquid phase of methanol and economical efficiency. Further, in the present invention, hydrous methanol containing up to about 50% by weight of water as methanol can also be used. In this case, under the same reaction conditions, the conversion of hydroquinone decreases as the content of water increases, but by increasing the reaction temperature, the conversion is increased, and when methanol containing no water is used. Approximately the same hydroquinone conversion and 4-methoxyphenol selectivity can be obtained. In addition, when the solid acid catalyst deteriorates due to long-term operation and the catalyst activity decreases, it is possible to obtain a temperature of 450 to 60 under air flow.
It can be regenerated by baking at a temperature of about 0 ° C. The reaction mixture obtained by such a liquid phase flow reaction is subjected to known means conventionally used, for example, distillation treatment, to obtain unreacted methanol;
4-dimethoxybenzene; 4-methoxyphenol and unreacted hydroquinone can be recovered. Further, the recovered methanol and hydroquinone can be recycled to the reaction system and reused.

【0009】[0009]

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。なお、図1は実験で使用した装置の概
要図、図2は反応器本体の詳細図である。実験操作は以
下のようにして行った。まず、ステンレス鋼製反応器1
(内径10mm,長さ50cm,熱電対管外径3mmの
二重管,内容積36ミリリットル)のc部にα−アルミ
ナ16.66gを充填したのち、その上b部に径0.8〜1.
2mmにふるい分けしたシリカアルミナ触媒〔日揮化学
(株)製,N631〕12.55gを充填し、さらにその
上a部にα−アルミナ14.38gを充填した。その後、
流量計10を通して空気Aを300ミリリットル/分の
速度で流しながら500〜550℃で2時間焼成し、触
媒の賦活処理を行った。次いで、室温に冷却後タンク2
からヒドロキノンのメタノール溶液をポンプ3により導
入し、反応系内を液封にして所定の圧力になるように圧
力調整器6で制御した。次に、所定のWHSVになるよ
うにポンプストロークを調整後、反応系を所定温度に昇
温し、液相流通反応を行った。反応温度は図2で示す反
応器本体のイ点,ロ点及びハ点の3点で目標温度になる
ようにヒーター出力を制御した。なお、反応温度は熱電
対をスライドさせることにより触媒層の全点で測定でき
る。反応器1から流出した反応混合物はコンデンサー7
で冷却されたのち、フィルター8及び圧力調整器6を通
って生成液受槽4に供給される。この生成液は秤量後、
ガスクロマトグラフィーにより分析した。一方、生成ガ
スは、場合によりトラップ5において、ドライアイス/
イソプロパノール冷媒により凝集回収して秤量した。な
お、Bは窒素,11は窒素流量計,Cは廃ガス,9は圧
力計である。また、ガスクロマトグラフィー分析におい
ては、カラムとしてDB1701(30m×0.25mm
φ)を用いた。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. 1 is a schematic view of the apparatus used in the experiment, and FIG. 2 is a detailed view of the reactor body. The experimental operation was performed as follows. First, stainless steel reactor 1
After filling the c portion of (inner diameter 10 mm, length 50 cm, thermocouple tube outer diameter 3 mm double tube, inner volume 36 ml) with 16.66 g of α-alumina, the upper portion b had a diameter of 0.8 to 1 .
12.55 g of a silica-alumina catalyst [N631 manufactured by JGC Chemicals Co., Ltd.] sieved to 2 mm was charged, and 14.38 g of α-alumina was further charged on the upper part a. afterwards,
While activating the air A at a rate of 300 ml / min through the flow meter 10, the catalyst was activated at 500 to 550 ° C. for 2 hours for calcination. Then, after cooling to room temperature, the tank 2
Then, a methanol solution of hydroquinone was introduced by the pump 3, and the inside of the reaction system was liquid-sealed and controlled by the pressure regulator 6 so as to have a predetermined pressure. Next, after adjusting the pump stroke so as to attain a predetermined WHSV, the reaction system was heated to a predetermined temperature and a liquid phase flow reaction was performed. As for the reaction temperature, the heater output was controlled so that the target temperature was reached at the three points of points A, B and C of the reactor body shown in FIG. The reaction temperature can be measured at all points on the catalyst layer by sliding a thermocouple. The reaction mixture flowing out of the reactor 1 is the condenser 7
After being cooled by, it is supplied to the product liquid receiving tank 4 through the filter 8 and the pressure regulator 6. After weighing this product solution,
Analyzed by gas chromatography. On the other hand, the produced gas is dried ice /
It was aggregated and collected with an isopropanol refrigerant and weighed. In addition, B is nitrogen, 11 is a nitrogen flow meter, C is a waste gas, and 9 is a pressure gauge. In addition, in gas chromatography analysis, DB1701 (30 m × 0.25 mm) is used as a column.
φ) was used.

【0010】実施例1〜10 メタノール/ヒドロキノンのモル比30又は10、目標
反応温度250℃及び反応圧力4.1MPaの条件にて、
WHSVを第1表に示すように変えて、液相流通反応を
第1表に示す運転時間行い、液回収率,場合によりガス
回収率,ヒドロキノン転化率及び生成液組成を求めた。
なお、生成液組成は、未反応のメタノール及びヒドロキ
ノンを除いた残りの成分を100とした場合の各成分の
重量%である。反応条件及び結果を第1表に示す。図3
及び図4に、それぞれメタノール/ヒドロキノンのモル
比が30及び10におけるWHSVとヒドロキノン転化
率及び生成液組成との関係をグラフで示す。
Examples 1 to 10 Under the conditions of a methanol / hydroquinone molar ratio of 30 or 10, a target reaction temperature of 250 ° C. and a reaction pressure of 4.1 MPa,
The WHSV was changed as shown in Table 1 and the liquid phase flow reaction was performed for the operating time shown in Table 1 to determine the liquid recovery rate, the gas recovery rate in some cases, the hydroquinone conversion rate, and the product liquid composition.
The composition of the product liquid is the weight% of each component when the remaining components excluding unreacted methanol and hydroquinone are 100. The reaction conditions and results are shown in Table 1. FIG.
4 and FIG. 4 are graphs showing the relationship between the WHSV and the hydroquinone conversion rate and the composition of the product solution at the methanol / hydroquinone molar ratios of 30 and 10, respectively.

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】[0012]

【表2】 [Table 2]

【0013】なお、表及び図における略号の意味は次の
とおりである(以下同様)。 HQ : ヒドロキノン DMB : 1,4−ジメトキシベンゼン Me−DMB : 核メチル化された1,4−ジメトキシベンゼン MQ : 4−メトキシフェノール(メトキノン) Me−MQ : 核メチル化されたメトキノン Me−HQ : 核メチル化されたヒドロキノン 表及び図から分かるように、メタノール/ヒドロキノン
のモル比が30の場合は、WHSVが大きくなるに伴い
ヒドロキノン転化率が低下し、4−メトキシフェノール
の含有量(選択率)が増加する傾向がみられる。これに
対し、メタノール/ヒドロキノンのモル比が10の場合
は、WHSVが4hr-1以上ではヒドロキノン転化率及
び4−メトキシフェノール含有量(選択率)はほぼ一定
である。この原因はWHSVが高いほど、発熱により触
媒層の温度が上がったためと思われる。なお、図中、○
はHQ転化率(%)、△は生成液中のDMBの割合(重
量%)、□は生成液中のMQの割合(重量%)を示す
(以下の図においても同じ)。
The abbreviations used in the tables and figures have the following meanings (the same applies hereinafter). HQ: Hydroquinone DMB: 1,4-dimethoxybenzene Me-DMB: Nuclear methylated 1,4-dimethoxybenzene MQ: 4-methoxyphenol (methoquinone) Me-MQ: Nuclear methylated metquinone Me-HQ: Nuclear Methylated hydroquinone As can be seen from the table and the figure, when the methanol / hydroquinone molar ratio is 30, the hydroquinone conversion rate decreases as the WHSV increases, and the 4-methoxyphenol content (selectivity) increases. There is a tendency to increase. On the other hand, when the molar ratio of methanol / hydroquinone is 10, and the WHSV is 4 hr −1 or more, the hydroquinone conversion rate and the 4-methoxyphenol content (selectivity) are almost constant. This is probably because the higher the WHSV, the higher the temperature of the catalyst layer due to heat generation. In the figure, ○
Indicates the HQ conversion rate (%), Δ indicates the ratio of DMB in the production liquid (% by weight), and □ indicates the ratio of MQ in the production liquid (% by weight) (the same applies to the following figures).

【0014】実施例11及び12 メタノール/ヒドロキノンのモル比30,圧力4.1MP
a及びWHSV0.85hr-1の条件にて、目標反応温度
を200℃(実施例11),230℃(実施例12)に
設定して液相流通反応を第2表に示す運転時間行い、液
回収率,ヒドロキノン転化率及び生成液組成を求めた。
反応条件及び結果を第2表に示す。なお、実施例1の反
応条件及び結果も第2表に併記した。図5に、反応温度
とヒドロキノン転化率及び生成液組成との関係をグラフ
で示す。
Examples 11 and 12 Methanol / hydroquinone molar ratio 30, pressure 4.1 MP
a and WHSV 0.85 hr −1 , the target reaction temperature was set to 200 ° C. (Example 11) and 230 ° C. (Example 12) and the liquid phase flow reaction was performed for the operating time shown in Table 2. The recovery rate, hydroquinone conversion rate and product composition were determined.
The reaction conditions and results are shown in Table 2. The reaction conditions and results of Example 1 are also shown in Table 2. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the reaction temperature, the hydroquinone conversion rate, and the composition of the product solution.

【0015】[0015]

【表3】 [Table 3]

【0016】表及び図から明らかなように、反応温度が
200℃の場合、ヒドロキノン転化率が約4%と小さ
く、200℃未満では反応がほとんど進行しないことが
分かる。 実施例13及び14 目標反応温度250℃,反応圧力4.1MPa及びWHS
V1.0〜1.1hr-1の条件にて、メタノール/ヒドロキ
ノンのモル比を20(実施例13)及び10(実施例1
4)に設定し、液相流通反応を第3表に示す運転時間行
い、液回収率,ヒドロキノン転化率及び生成液組成を求
めた。反応条件及び結果を第3表に示す。なお、実施例
1の反応条件及び結果も第3表に併記した。図6に、メ
タノール/ヒドロキノンのモル比とヒドロキノン転化率
及び生成液組成との関係をグラフで示す。
As is apparent from the table and the figures, when the reaction temperature is 200 ° C., the hydroquinone conversion rate is as small as about 4%, and it is understood that the reaction hardly progresses below 200 ° C. Examples 13 and 14 Target reaction temperature 250 ° C., reaction pressure 4.1 MPa and WHS
Under the condition of V1.0-1.1 hr -1 , the molar ratio of methanol / hydroquinone was 20 (Example 13) and 10 (Example 1).
4) and the liquid phase flow reaction was performed for the operating time shown in Table 3 to determine the liquid recovery rate, hydroquinone conversion rate and product liquid composition. The reaction conditions and results are shown in Table 3. The reaction conditions and results of Example 1 are also shown in Table 3. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the molar ratio of methanol / hydroquinone, the conversion of hydroquinone, and the composition of the product solution.

【0017】[0017]

【表4】 [Table 4]

【0018】表及び図から、メタノール/ヒドロキノン
のモル比が大きくなるに伴い、ヒドロキノン転化率が高
くなり、かつ4−メトキシフェノールの含有量(選択
率)が低下することが分かる。 実施例15〜21 水分含有メタノールを用い、第4表に示す反応条件にて
液相流通反応を行い、液回収率,場合によりガス回収
率,ヒドロキノン転化率及び生成液組成を求めた。結果
を第4表に示す。なお、実施例6の反応条件及び結果も
第4表に併記した。
From the tables and figures, it can be seen that as the molar ratio of methanol / hydroquinone increases, the conversion of hydroquinone increases and the content (selectivity) of 4-methoxyphenol decreases. Examples 15 to 21 A liquid phase flow reaction was performed under the reaction conditions shown in Table 4 using water-containing methanol, and the liquid recovery rate, the gas recovery rate in some cases, the hydroquinone conversion rate, and the product liquid composition were determined. The results are shown in Table 4. The reaction conditions and results of Example 6 are also shown in Table 4.

【0019】[0019]

【表5】 [Table 5]

【0020】[0020]

【表6】 [Table 6]

【0021】この表から分かるように、同一反応条件の
場合、メタノール中の含水量が増加するに伴い、ヒドロ
キノン転化率が、低下するが反応温度を上げることによ
り、ヒドロキノン転化率を高めることができる。 実施例22 触媒として、使用済み触媒を用い、第5表に示す反応条
件にて液相流通反応を行った。なお、この場合、触媒の
賦活処理は行わなかった。結果を第5表に示す。次に上
記実験終了後、反応器に空気を300ミリリットル/分
で流しながら、500〜550℃で4時間触媒を焼成
し、再生処理を行ったのち、上記と同様の反応条件で液
相流通反応を実施した。結果を第5表に示す。
As can be seen from this table, under the same reaction conditions, the hydroquinone conversion rate decreases as the water content in methanol increases, but the hydroquinone conversion rate can be increased by raising the reaction temperature. . Example 22 Using a used catalyst as a catalyst, a liquid phase flow reaction was carried out under the reaction conditions shown in Table 5. In this case, the catalyst activation treatment was not performed. The results are shown in Table 5. After completion of the above experiment, the catalyst was calcined at 500 to 550 ° C. for 4 hours while flowing air into the reactor at 300 ml / min for regeneration treatment, and then liquid phase flow reaction was performed under the same reaction conditions as above. Was carried out. The results are shown in Table 5.

【0022】[0022]

【表7】 [Table 7]

【0023】この表から、シリアルミナ触媒は、空気を
流通させながら焼成処理することにより、再生が可能で
あることが分かる。 比較例1〜8 ヒドロキノン含有メタノール溶液を予熱部を通して蒸発
させたのち、窒素300ミリリットル/分と共に、シリ
カアルミナ〔日揮化学(株)製,N631〕10.76g
を充填した反応器(実施例で使用したものと同じもの)
にダウンフローで供給し、圧力0.1MPaにて、第6表
に示す反応条件で気相流通反応を行った。結果を第6表
に示す。
From this table, it can be seen that the cereal mina catalyst can be regenerated by calcining while circulating air. Comparative Examples 1 to 8 After hydroquinone-containing methanol solution was evaporated through a preheating section, silica alumina (manufactured by JGC Chemical Co., Ltd., N631) 10.76 g was used together with 300 ml / min of nitrogen.
Reactor packed with (same as used in the examples)
Was supplied by downflow, and a gas phase flow reaction was carried out under the reaction conditions shown in Table 6 at a pressure of 0.1 MPa. The results are shown in Table 6.

【0024】[0024]

【表8】 [Table 8]

【0025】[0025]

【表9】 [Table 9]

【0026】〔注〕比較例1は、運転時間1時間で反応
器が閉塞し、それ以上の運転の続行は不可能であった。
比較例2は運転時間1.3時間で反応器入口が閉塞し、そ
れ以上の運転の続行は不可能であった。比較例4は、目
標温度を280℃から250℃に変更したところ、反応
器出口が閉塞した。比較例8は、運転時間2.5時間で反
応器が閉塞した。第6表から分かるように、同一ヒドロ
キノン転化率における生成液中の4−メトキシフェノー
ル含有量(選択率)について、この気相常圧流通反応と
実施例の液相加圧流通反応とを比較した場合、前者の方
が4−メトキシフェノール含有量(選択率)が遙かに低
い。また、気相常圧流通反応においては、反応系低温部
においてヒドロキノンが析出し、閉塞させるおそれがあ
ることも分かる。
[Note] In Comparative Example 1, the reactor was blocked after one hour of operation, and it was impossible to continue operation further.
In Comparative Example 2, the reactor inlet was blocked after the operation time was 1.3 hours, and it was impossible to continue the operation any further. In Comparative Example 4, when the target temperature was changed from 280 ° C to 250 ° C, the reactor outlet was blocked. In Comparative Example 8, the reactor was clogged after an operating time of 2.5 hours. As can be seen from Table 6, with respect to the 4-methoxyphenol content (selectivity) in the product liquid at the same hydroquinone conversion rate, this gas phase normal pressure distribution reaction was compared with the liquid phase pressure distribution reaction of Example. In this case, the former has a much lower 4-methoxyphenol content (selectivity). It is also found that in the gas-phase normal-pressure flow reaction, hydroquinone may be precipitated and clogged in the low temperature part of the reaction system.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、ヒドロキノンとメタノ
ールとから、液相加圧流通反応により、4−メトキシフ
ェノールを高転化率,高選択率及び低コストで、工業的
有利に製造することができる。本発明の方法で得られた
4−メトキシフェノールは、例えばアクリル酸系又はメ
タクリル酸系化合物などの重合禁止剤をはじめ、感光材
料の貯蔵安定剤,酸化防止剤,インキの腐食防止剤,ア
クリルアミドゲル崩壊防止剤,繊維の膨張剤などに用い
られ、さらには農薬,医薬,染料などの合成中間体とし
て使用される。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, 4-methoxyphenol can be industrially advantageously produced from hydroquinone and methanol by a liquid-phase pressure distribution reaction with high conversion, high selectivity and low cost. it can. The 4-methoxyphenol obtained by the method of the present invention includes, for example, a polymerization inhibitor such as an acrylic acid-based or methacrylic acid-based compound, a storage stabilizer for a light-sensitive material, an antioxidant, an ink corrosion inhibitor, an acrylamide gel. It is used as a disintegration preventive, fiber swelling agent, etc., and also as a synthetic intermediate for agricultural chemicals, pharmaceuticals, dyes and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明において、実験で使用した装置の概要
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus used in an experiment in the present invention.

【図2】 図1の装置における反応器本体の詳細図であ
る。
FIG. 2 is a detailed view of a reactor body in the apparatus of FIG.

【図3】 本発明の方法におけるWHSVとヒドロキノ
ン転化率及び生成液組成との関係の一例を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between WHSV, hydroquinone conversion rate, and product liquid composition in the method of the present invention.

【図4】 本発明の方法におけるWHSVとヒドロキノ
ン転化率及び生成液組成との関係の別の例を示すグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing another example of the relationship between WHSV, hydroquinone conversion rate, and product liquid composition in the method of the present invention.

【図5】 本発明の方法における反応温度とヒドロキノ
ン転化率及び生成液組成との関係の一例を示すグラフで
ある。
FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the reaction temperature, the hydroquinone conversion rate, and the composition of the product liquid in the method of the present invention.

【図6】 本発明の方法におけるメタノール/ヒドロキ
ノンモル比とヒドロキノン転化率及び生成液組成との関
係の一例を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the methanol / hydroquinone molar ratio, the hydroquinone conversion rate, and the composition of the product liquid in the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:反応器 2:ヒドロキノン含有メタノール溶液タンク 3:ポンプ 4:生成液受槽 5:トラップ 6:圧力調整器 7:コンデンサー 8:フィルター 9:圧力計 10:流量計 11:流量計 A:空気 B:窒素 C:廃ガス a:α−アルミナ充填部 b:シリカアルミナ触媒充填部 c:α−アルミナ充填部 イ:温度制御点 ロ:温度制御点 ハ:温度制御点 1: Reactor 2: Hydroquinone-containing methanol solution tank 3: Pump 4: Product solution receiving tank 5: Trap 6: Pressure regulator 7: Condenser 8: Filter 9: Pressure gauge 10: Flowmeter 11: Flowmeter A: Air B: Nitrogen C: Waste gas a: α-alumina filling part b: Silica-alumina catalyst filling part c: α-alumina filling part a: Temperature control point B: Temperature control point C: Temperature control point

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 C07C 41/09 7419−4H C07C 41/09 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location C07C 41/09 7419-4H C07C 41/09 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固体酸触媒層にヒドロキノンとメタノール
を連続的に供給し、圧力0.5〜10.0MPa及び温度2
00〜350℃の条件で液相反応させることを特徴とす
る4−メトキシフェノールの製造方法。
1. Hydroquinone and methanol are continuously supplied to a solid acid catalyst layer to obtain a pressure of 0.5 to 10.0 MPa and a temperature of 2.
A method for producing 4-methoxyphenol, which comprises subjecting a liquid phase reaction to a condition of 00 to 350 ° C.
【請求項2】圧力2.0〜7.0MPa及び温度205〜3
00℃の条件で液相反応させる請求項1記載の方法。
2. A pressure of 2.0 to 7.0 MPa and a temperature of 205 to 3
The method according to claim 1, wherein the liquid phase reaction is carried out under the condition of 00 ° C.
【請求項3】重量時空間速度(WHSV)0.5〜30h
-1及びメタノール/ヒドロキノンのモル比3〜30に
て液相反応させる請求項1記載の方法。
3. Weight hourly space velocity (WHSV) 0.5 to 30 h
The method according to claim 1, wherein the liquid phase reaction is carried out at a molar ratio of r -1 and methanol / hydroquinone of 3 to 30.
【請求項4】メタノール/ヒドロキノンのモル比が5〜
25である請求項3記載の方法。
4. A methanol / hydroquinone molar ratio of 5 to 5.
25. The method according to claim 3, which is 25.
【請求項5】固体酸触媒が、シリカアルミナ,シリカマ
グネシア,シリカジルコニア及び合成ゼオライトの中か
ら選ばれた少なくとも一種である請求項1記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the solid acid catalyst is at least one selected from silica alumina, silica magnesia, silica zirconia, and synthetic zeolite.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005254233A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Basf Ag Absorption medium having improved oxidation stability, and deacidification of fluid stream
JP2007525836A (en) * 2004-02-12 2007-09-06 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード Improved alkaline chemical product for post-cleaning of chemical mechanical planarization
US7285688B2 (en) 2003-05-30 2007-10-23 Ube Industries, Ltd. Proton type β zeolite, preparation method thereof and process for preparing phenol compound using the same

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