JPH0930999A - Hydration of olefin - Google Patents
Hydration of olefinInfo
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- JPH0930999A JPH0930999A JP7182855A JP18285595A JPH0930999A JP H0930999 A JPH0930999 A JP H0930999A JP 7182855 A JP7182855 A JP 7182855A JP 18285595 A JP18285595 A JP 18285595A JP H0930999 A JPH0930999 A JP H0930999A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、各種化学原料として重
要なアルコールを製造するための、オレフィンの水和反
応の方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of hydration reaction of olefins for producing alcohols important as various chemical raw materials.
【0002】[0002]
【従来の技術】オレフィンの水和反応は、オレフィンと
水から相当するアルコールを製造する方法である。ゼオ
ライトを触媒として用いたオレフィンの水和反応では、
反応の経過とともに、主に触媒上に有機物が蓄積してく
るため、触媒の活性が低下する。活性が低下した触媒
は、触媒に付着した有機物を除去することにより再生さ
れ、再びオレフィンの水和反応に使用される。触媒に付
着した有機物を除去する方法としては、分子状酸素を含
むガスと高温で接触させる方法(特公平3−2015号
公報)、液相中で酸化剤と接触させる方法(特公平3−
2014号公報)等が知られている。BACKGROUND OF THE INVENTION Hydration of olefins is a method of producing the corresponding alcohols from olefins and water. In the olefin hydration reaction using zeolite as a catalyst,
As the reaction progresses, organic substances mainly accumulate on the catalyst, so that the activity of the catalyst decreases. The catalyst with reduced activity is regenerated by removing the organic substances attached to the catalyst, and is used again for the olefin hydration reaction. As a method of removing the organic matter attached to the catalyst, a method of contacting with a gas containing molecular oxygen at a high temperature (Japanese Patent Publication No. 3-2015) and a method of contacting with an oxidant in a liquid phase (Japanese Patent Publication No. 3-2015).
No. 2014) are known.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水和反
応と気相加熱処理による有機物の除去による触媒の再生
とを繰り返すオレフィンの水和反応方法では、再生を重
ねると触媒活性が徐々に低下するという問題がある。However, in the olefin hydration reaction method in which the hydration reaction and the regeneration of the catalyst by the removal of the organic matter by the vapor-phase heat treatment are repeated, the catalyst activity gradually decreases with repeated regeneration. There's a problem.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、水和反応と気相加熱処理によ
る有機物の除去を繰り返した結果、活性が低下した触媒
を、特定の化合物と接触させ、次いで特定の化合物に由
来して導入されたカチオン種をイオン交換処理によって
除去して所望のカチオン種に変換することにより、触媒
の活性低下を抑え、長期的にアルコールを安定生産でき
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made extensive studies in view of the above problems, and as a result of repeating the removal of organic substances by a hydration reaction and a gas phase heat treatment, a catalyst with reduced activity was identified as a specific catalyst. By contacting with a compound and then removing the cation species introduced from a specific compound by ion exchange treatment and converting it to the desired cation species, catalyst activity decline is suppressed and stable alcohol production is achieved over the long term. They have found what they can do and have completed the present invention.
【0005】すなわち、本発明の要旨は、ゼオライト触
媒の存在下、オレフィンを水和する水和工程、水和工程
で使用されたゼオライト触媒に付着した有機物を気相加
熱処理により除去する除去工程及び除去工程を経た触媒
を前記水和工程に供給する供給工程を有するオレフィン
の水和方法において、ゼオライト触媒の少なくとも一部
を水和工程または除去工程から抜き出し、該ゼオライト
触媒を無機アルカリ水溶液と接触させ、次いでイオン交
換し、水和工程または除去工程に戻すことを特徴とする
オレフィンの水和方法に存する。That is, the gist of the present invention is a hydration step of hydrating an olefin in the presence of a zeolite catalyst, a removal step of removing organic substances attached to the zeolite catalyst used in the hydration step by a gas phase heat treatment, and In the olefin hydration method having a supply step of supplying the catalyst after the removal step to the hydration step, at least a part of the zeolite catalyst is extracted from the hydration step or the removal step, and the zeolite catalyst is brought into contact with an inorganic alkaline aqueous solution. Then, the method for hydrating an olefin is characterized by performing ion exchange and then returning to the hydration step or the removal step.
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、オレフィンの水和反応の触媒として用いられる
ゼオライト触媒は、触媒として使用可能なゼオライトで
あれば特に限定されず、例えば、モルデナイト、エリオ
ナイト、フェリエライト、ZSM−5やZSM−11等
モービル社発表のZSM系ゼオライト等の結晶性アルミ
ノシリケート、またはボロシリケート、ガロシリケー
ト、フェロシリケート等のメタロシリケート、ボロアル
ミノシリケート、ガロアルミノシリケート、フェロアル
ミノシリケート等のアルミノメタロシリケート等の異元
素含有ゼオライト等の公知のゼオライトが例示できる。
また、これらのゼオライト触媒は、通常、プロトン交換
型(H型)が用いられるが、その一部がMg、Ca、S
r等のアルカリ土類元素、La、Ce等の希土類元素、
Fe、Co、Ni、Ru、Pd、Pt、等の〓族元素か
ら選ばれた少なくとも一種のカチオン種で交換されてい
てもよい。あるいはTi、Zr、Hf、Cr、Mo、
W、Th、Cu、Ag等を含有していてもよい。ゼオラ
イトの形態は、いかなるものでもよく、粉末状、顆粒状
等が挙げられる。また、担体あるいはバインダーとして
アルミナ、シリカ、チタニア、粘土化合物等を使用して
もよい。Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, the zeolite catalyst used as a catalyst for the hydration reaction of olefins is not particularly limited as long as it is a zeolite that can be used as a catalyst, and examples thereof include mordenite, erionite, ferrierite, ZSM-5 and ZSM-11. Crystalline aluminosilicates such as ZSM type zeolites announced by Mobil, or metallosilicates such as borosilicates, gallosilicates and ferrosilicates, zeolites containing different elements such as aluminometallosilicates such as boroaluminosilicates, galloaluminosilicates and ferroaluminosilicates. Examples of known zeolites such as
Further, these zeolite catalysts are usually of the proton exchange type (H type), but some of them are Mg, Ca, S
alkaline earth elements such as r, rare earth elements such as La and Ce,
It may be exchanged with at least one kind of cation species selected from Group III elements such as Fe, Co, Ni, Ru, Pd and Pt. Alternatively, Ti, Zr, Hf, Cr, Mo,
You may contain W, Th, Cu, Ag, etc. The zeolite may be in any form, including powder and granules. Alumina, silica, titania, clay compounds and the like may be used as the carrier or binder.
【0007】また、反応原料のオレフィンとしては、通
常、プロピレン、ブテン等の炭素数2〜12の直鎖状ま
たは分枝状オレフィン、シクロペンテン、メチルシクロ
ペンテン類、シクロヘキセン、シクロオクテン等の炭素
数5〜12の環状オレフィンが挙げられ、好ましくは環
状オレフィンが用いられる。オレフィンの水和条件とし
ては、触媒が水相、油相または両者の混合相からなる液
相に存在している範囲であれば、反応温度、反応圧力は
特に限定されない。反応温度は、通常50〜250℃、
オレフィンが環状オレフィンの場合は、100〜200
℃が好ましい。また、反応の形式は、回分式でも連続式
のいずれでもよいが、好ましくは連続式である。反応系
内での水に対するオレフィンのモル比は、通常0.01
〜100、好ましくは0.03〜10である。また、反
応系中におけるオレフィンに対する触媒の重量比は、通
常0.005〜100、好ましくは0.05〜10であ
る。反応中におけるオレフィンの滞留時間は、通常3〜
300分、好ましくは10〜180分である。The olefin used as a reaction raw material is usually a straight-chain or branched olefin having 2 to 12 carbon atoms such as propylene and butene, cyclopentene, methylcyclopentene, cyclohexene, cyclooctene and the like having 5 to 5 carbon atoms. There are 12 cyclic olefins, preferably cyclic olefins. As the hydration conditions of the olefin, the reaction temperature and the reaction pressure are not particularly limited as long as the catalyst exists in the aqueous phase, the oil phase or the liquid phase composed of the mixed phase of both. The reaction temperature is usually 50 to 250 ° C,
100 to 200 when the olefin is a cyclic olefin
C is preferred. The reaction may be carried out batchwise or continuously, but is preferably continuous. The molar ratio of olefin to water in the reaction system is usually 0.01
-100, preferably 0.03-10. The weight ratio of the catalyst to the olefin in the reaction system is usually 0.005 to 100, preferably 0.05 to 10. The residence time of the olefin during the reaction is usually 3 to
It is 300 minutes, preferably 10 to 180 minutes.
【0008】また、オレフィンの水和反応系内は、窒
素、水素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素等の不活性
ガスで置換しておくことが好ましい。さらに、反応原料
であるオレフィンと水の他に、エタノール、アセトン、
酢酸、安息香酸、シクロヘキサン、ベンゼン、フェノー
ル、フルオロ安息香酸、スルホランおよびそれらの誘導
体等の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、含酸素有機化
合物、含硫黄有機化合物、含ハロゲン有機化合物等を反
応系内に共存させてもよい。The olefin hydration reaction system is preferably replaced with an inert gas such as nitrogen, hydrogen, helium, argon or carbon dioxide. Furthermore, in addition to olefin and water which are reaction raw materials, ethanol, acetone,
Reaction system of aliphatic hydrocarbons such as acetic acid, benzoic acid, cyclohexane, benzene, phenol, fluorobenzoic acid, sulfolane and their derivatives, aromatic hydrocarbons, oxygen-containing organic compounds, sulfur-containing organic compounds, halogen-containing organic compounds, etc. You may coexist in the inside.
【0009】反応液を水相と油相に分離する方法として
は、反応器内に油水分離堰を設けて油相のみを取り出す
方法が例示される。また、反応液の一部を液循環ポンプ
などで取り出し、反応器外に設けた油水分離槽に供給し
て分離する方法も考えられ、分離された触媒を含む水相
は、反応器に循環して再使用することができる。分離し
た油相よりアルコールは蒸留などの公知の方法により容
易に精製回収することができる。また、蒸留などしてア
ルコールを分離した後のオレフィンを含む残液は、水和
反応の原料として再使用することができる。An example of a method for separating the reaction liquid into an aqueous phase and an oil phase is a method in which an oil / water separation weir is provided in the reactor and only the oil phase is taken out. It is also conceivable to take out a part of the reaction liquid with a liquid circulation pump and supply it to an oil / water separation tank provided outside the reactor to separate it.The separated aqueous phase containing the catalyst circulates in the reactor. Can be reused. The alcohol can be easily purified and recovered from the separated oil phase by a known method such as distillation. Further, the residual liquid containing the olefin after the alcohol is separated by distillation or the like can be reused as a raw material for the hydration reaction.
【0010】以上のような、水和工程で使用されたゼオ
ライト触媒は、水和反応の経過と共に触媒上に有機物が
付着すること等により触媒活性が次第に低下する。水和
反応の経過と共に活性が低下したゼオライト触媒は、そ
の一部または全部が水和工程より抜き出され、表面に付
着した有機物を除去する除去工程により、触媒活性を回
復させる。水和工程より抜き出された触媒は、除去工程
に先立って、水洗や乾燥を行ってもよい。As described above, the catalyst activity of the zeolite catalyst used in the hydration step gradually decreases due to the attachment of organic substances on the catalyst as the hydration reaction progresses. A part or all of the zeolite catalyst whose activity has decreased with the progress of the hydration reaction is extracted from the hydration step, and the catalytic activity is recovered by the removal step of removing the organic matter attached to the surface. The catalyst extracted from the hydration step may be washed with water or dried prior to the removal step.
【0011】ゼオライト触媒の表面に付着した有機物の
除去は、気相加熱処理により行われる。気相加熱処理と
しては、特公平3−2015号公報に開示されるような
方法を用いることができ、具体的には、水和工程から抜
き出されたゼオライト触媒を分子状酸素を含有するガス
と高温で接触させる方法が挙げられ、例えば、次のよう
な方法で行われる。加熱装置としては、一般的な管状
炉、マッフル炉等の任意の形式のものでよく、ガス流通
法により、固定床もしくは流動床形式でガスとの接触操
作が行えるものが好ましい。分子状酸素を含有するガス
の酸素濃度は、通常0.01〜90モル%、好ましくは
1〜30モル%である。分子状酸素以外のガス成分とし
ては、通常、窒素、ヘリウム、アルゴン等が用いられ、
ガス中の水分は予め除かれていることが望ましい。ま
た、ガス流通法の場合、ガス流量はゼオライト触媒に対
する重量時間空間速度(WHSV)で表して、通常0.
25〜50hr-1で行われる。気相加熱処理の条件は、
接触温度が通常200〜600℃、接触時間が通常1〜
100時間、好ましくは2〜20時間である。気相加熱
処理は、定温処理、温度可変処理のいずれでもよいが、
温度可変処理が好ましい。特に、低温処理と高温処理に
分けて行う温度可変処理が好ましい。The removal of the organic substances adhering to the surface of the zeolite catalyst is carried out by gas phase heat treatment. As the gas-phase heat treatment, the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-2015 can be used, and specifically, the zeolite catalyst extracted from the hydration step is a gas containing molecular oxygen. And a method of contacting with a high temperature, for example, the following method. The heating device may be of any type such as a general tubular furnace or a muffle furnace, and is preferably one capable of performing contact operation with gas in a fixed bed or fluidized bed form by a gas flow method. The oxygen concentration of the gas containing molecular oxygen is usually 0.01 to 90 mol%, preferably 1 to 30 mol%. As the gas component other than molecular oxygen, nitrogen, helium, argon or the like is usually used,
It is desirable that the water content in the gas be removed in advance. Further, in the case of the gas flow method, the gas flow rate is expressed as weight hourly space velocity (WHSV) with respect to the zeolite catalyst, and is usually 0.
It is carried out at 25 to 50 hr -1 . The conditions for vapor phase heat treatment are
Contact temperature is usually 200-600 ° C, contact time is usually 1-
It is 100 hours, preferably 2 to 20 hours. The vapor phase heat treatment may be either a constant temperature treatment or a temperature variable treatment,
Temperature variable treatment is preferred. Particularly, a temperature variable treatment which is performed separately in low temperature treatment and high temperature treatment is preferable.
【0012】このようなゼオライト触媒に付着した有機
物を気相加熱処理により除去する除去工程により、ゼオ
ライト触媒は活性をほぼ回復させることができる。除去
工程を経た触媒はその一部または全部が水和工程に供給
され、再び水和触媒として用いられる。しかしながら、
このような水和工程、除去工程を何回か繰り返すと、除
去工程を行っても、ゼオライト触媒の活性が次第に回復
しなくなる。[0012] The activity of the zeolite catalyst can be almost recovered by the removal step of removing the organic matter attached to the zeolite catalyst by the gas phase heat treatment. The catalyst that has undergone the removal step is partially or wholly supplied to the hydration step and used again as a hydration catalyst. However,
If the hydration step and the removal step are repeated several times, the activity of the zeolite catalyst will not gradually recover even if the removal step is performed.
【0013】これは、繰り返しの除去工程を行っても除
去しにくい有機物が徐々に蓄積してくることが推定され
る。また、高温焼成により、有機物あるいはその分解物
と触媒の活性点が相互作用するなどして、ゼオライトの
構造の一部が変質し、有機物そのものを除去できても、
触媒として有効な活性点の一部が失われていることが考
えられる。It is presumed that organic substances, which are difficult to remove even after repeated removal steps, gradually accumulate. Further, even if the organic substance itself can be removed by the high temperature calcination, the organic substance or its decomposition product interacts with the active site of the catalyst, and part of the structure of the zeolite is altered.
It is considered that some of the active sites effective as a catalyst are lost.
【0014】本発明においては、このように水和工程、
除去工程、供給工程を繰り返すことにより、活性が十分
に回復しなくなったゼオライト触媒の少なくとも一部
を、水和工程または除去工程から抜き出し、無機アルカ
リ水溶液と接触させ、次いで、ゼオライトに導入された
無機アルカリ水溶液中の無機アルカリに由来するカチオ
ン種をイオン交換することにより、ゼオライト触媒を再
び活性化することを特徴とする。In the present invention, as described above, the hydration step,
By repeating the removal step and the supply step, at least a part of the zeolite catalyst whose activity has not been sufficiently recovered is extracted from the hydration step or the removal step, brought into contact with an inorganic alkaline aqueous solution, and then the inorganic material introduced into the zeolite. It is characterized in that the cation species derived from the inorganic alkali in the aqueous alkali solution is ion-exchanged to reactivate the zeolite catalyst.
【0015】無機アルカリ水溶液と接触させることによ
り、活性が回復する理由は明らかではないが、無機アル
カリ水溶液との接触は、変質した酸点を修復したり、脱
離したゼオライト中のアルミニウム等を格子骨格中に戻
したり、取り除いたりする等の働きにより、活性点であ
る酸点を改質しているものと考えられる。なお、有機物
除去工程を行わず、無機アルカリ水溶液と接触させるだ
けで、触媒の再生を行うと、ゼオライト触媒の酸点の活
性化は行えても、ゼオライト触媒に付着した有機物を十
分に除去できない等の理由から、再生を繰り返した場
合、触媒活性の低下を抑えることが困難である。The reason why the activity is recovered by contact with an aqueous solution of an inorganic alkali is not clear. However, contact with an aqueous solution of an inorganic alkali repairs degenerated acid points or dissociates the desorbed aluminum and the like in the zeolite. It is considered that the acid site, which is the active site, is modified by the action of returning to the skeleton or removing it. If the catalyst is regenerated by contacting with an inorganic alkaline aqueous solution without performing the organic substance removing step, the acid sites of the zeolite catalyst can be activated, but the organic substances attached to the zeolite catalyst cannot be sufficiently removed. For this reason, it is difficult to suppress the decrease in catalyst activity when the regeneration is repeated.
【0016】除去工程は、無機アルカリ水溶液と接触さ
せる工程より頻繁に行われる。例えば、触媒の抜き出し
を連続的に行う場合は、反応工程における触媒の活性を
常に一定に保つことができるので、反応工程または除去
工程から抜き出された触媒の一定量を常に無機アルカリ
水溶液と接触させる工程に供することが望ましい。この
場合、無機アルカリ水溶液と接触させる工程に供する触
媒の割合は、反応の生産性、経済性により適宜設定さ
れ、さらに、水和反応条件、触媒に付着する有機物の量
等により異なるが、例えば、反応工程または除去工程か
ら抜き出された触媒全量に対して、通常0.1%以上、
好ましくは1%以上、かつ、通常99%以下、好ましく
は95%以下で行われる。また、ゼオライト触媒は、除
去工程を経た触媒の活性が、初めて触媒を用いた時の触
媒の活性に対して、通常40%以上、好ましくは50%
以上、かつ、通常99%以下、好ましくは95%以下程
度に低下した時に、ゼオライト触媒を無機アルカリ水溶
液と接触させることが望ましい。The removing step is performed more frequently than the step of contacting with the inorganic alkaline aqueous solution. For example, when the catalyst is continuously withdrawn, the activity of the catalyst in the reaction step can always be kept constant, so that a certain amount of the catalyst withdrawn from the reaction step or the removal step is always contacted with the inorganic alkaline aqueous solution. It is desirable to provide it to the step of In this case, the ratio of the catalyst to be subjected to the step of contacting with the inorganic alkaline aqueous solution is appropriately set depending on the productivity of the reaction, economic efficiency, and further varies depending on the hydration reaction conditions, the amount of organic substances attached to the catalyst, and the like. Usually 0.1% or more based on the total amount of the catalyst extracted from the reaction step or the removal step,
It is preferably performed at 1% or more, and usually 99% or less, preferably 95% or less. The activity of the zeolite catalyst after the removal step is usually 40% or more, preferably 50% of the activity of the catalyst when the catalyst is used for the first time.
It is desirable to bring the zeolite catalyst into contact with the aqueous inorganic alkali solution when the amount of the catalyst is reduced to the above level and usually 99% or less, preferably 95% or less.
【0017】本発明に用いられる無機アルカリ水溶液と
は、アルカリ性の無機塩の水溶液であれば特に制限はな
いが、例えば、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭
酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ土類金属水酸
化物、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸
水素塩の水溶液である。無機アルカリ水溶液中の無機塩
の量は、ゼオライト触媒の劣化のレベルによって異なる
が、ゼオライト触媒1kg当たり通常0.01〜10当
量、好ましくは0.1〜5当量である。この無機塩の量
がゼオライト触媒1kg当たり0.01当量より少ない
と再活性化の効果が小さく、また、10当量よりも多い
とアルカリ性が強すぎてゼオライトの溶解による結晶破
壊が著しくなり好ましくない。The inorganic alkaline aqueous solution used in the present invention is not particularly limited as long as it is an aqueous solution of an alkaline inorganic salt, and examples thereof include an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate, an alkali metal hydrogen carbonate and an alkaline earth. It is an aqueous solution of a metal hydroxide, an alkaline earth metal carbonate, and an alkaline earth metal hydrogen carbonate. The amount of the inorganic salt in the aqueous inorganic alkaline solution varies depending on the level of deterioration of the zeolite catalyst, but is usually 0.01 to 10 equivalents, preferably 0.1 to 5 equivalents per 1 kg of the zeolite catalyst. If the amount of the inorganic salt is less than 0.01 equivalent per 1 kg of the zeolite catalyst, the reactivating effect is small, and if it is more than 10 equivalent, the alkalinity is too strong and the crystal destruction due to the dissolution of the zeolite is not preferable.
【0018】無機アルカリ水溶液の使用量は、無機塩の
量が上記の範囲に入っていれば特に制限はないが、ゼオ
ライトに対して、通常0.1〜1000重量倍、好まし
くは1〜100重量倍である。接触温度は、通常10〜
200℃、好ましくは20〜160℃である。接触時間
は、ゼオライトの劣化の状態、接触温度によって異なる
が、通常1分〜20時間、好ましくは15分〜10時間
である。接触方法は、固定床でもスラリー状態でもかま
わない。好ましくは、スラリー状態で、攪拌を行うと均
一に接触させることができるので好ましい。The amount of the inorganic alkaline aqueous solution used is not particularly limited as long as the amount of the inorganic salt is within the above range, but is usually 0.1 to 1000 times by weight, preferably 1 to 100 times by weight, relative to the zeolite. Double. The contact temperature is usually 10
The temperature is 200 ° C, preferably 20 to 160 ° C. The contact time varies depending on the state of deterioration of the zeolite and the contact temperature, but is usually 1 minute to 20 hours, preferably 15 minutes to 10 hours. The contact method may be a fixed bed or a slurry state. It is preferable that stirring is performed in a slurry state so that uniform contact can be achieved.
【0019】この無機アルカリ水溶液による処理は、ゼ
オライトの溶解、結晶破壊が著しく起こらない条件で行
う必要がある。従って、無機アルカリ水溶液による処理
の条件は、ゼオライトの劣化の状態に応じて、上記の条
件から注意深く選ぶ事が重要である。たとえば、120
℃程度の高温下では、同じ無機アルカリ水溶液濃度のも
のを用いても、低温下の場合に比べて、ゼオライトは溶
解しやすくなるため、無機アルカリ水溶液の無機アルカ
リ塩の濃度は0.5規定以下にする必要がある。The treatment with this inorganic alkaline aqueous solution must be carried out under the condition that dissolution of zeolite and crystal destruction do not occur remarkably. Therefore, it is important to carefully select the conditions for the treatment with the inorganic alkaline aqueous solution from the above conditions depending on the state of deterioration of the zeolite. For example, 120
At a high temperature of about ℃, even if the same concentration of the inorganic alkaline aqueous solution is used, the zeolite is more easily dissolved than at the low temperature, so the concentration of the inorganic alkaline salt in the inorganic alkaline aqueous solution is 0.5 N or less. Need to
【0020】無機アルカリ水溶液と接触されたゼオライ
ト触媒は、無機アルカリ水溶液中の無機アルカリに由来
するカチオンでイオン交換されている。ゼオライト触媒
中のこのカチオンは、イオン交換処理により除去して所
望のカチオン種に変換した後にオレフィンの水和反応に
使用される。このカチオンをイオン交換する前に、水
洗、乾燥を行っても良い。The zeolite catalyst brought into contact with the aqueous solution of inorganic alkali is ion-exchanged with cations derived from the inorganic alkali in the aqueous solution of inorganic alkali. This cation in the zeolite catalyst is removed by an ion exchange treatment and converted into a desired cation species, and then used in the olefin hydration reaction. Washing and drying may be performed before ion-exchange of the cations.
【0021】ゼオライト触媒中に導入された無機アルカ
リに由来するカチオン種と交換されるカチオン種として
は、通常、プロトン、アルカリ土類元素、希土類元素、
VIII族元素から選ばれた少なくとも一種のカチオン種が
使用される。イオン交換処理の方法としては特に制限は
ないが、イオン交換後のカチオン種により異なり、カチ
オン種がプロトンである場合には、塩酸、硝酸、硫酸等
の酸の水溶液を用いるか、または、アンモニウムイオン
交換型とした後に気相加熱処理を行ってアンモニアを脱
離させる方法がとられる。また、カチオン源が金属イオ
ンの場合には、該当するカチオンの塩酸塩、硝酸塩、硫
酸塩等の水溶液を用いる。The cation species exchanged with the cation species derived from the inorganic alkali introduced into the zeolite catalyst are usually protons, alkaline earth elements, rare earth elements,
At least one cationic species selected from Group VIII elements is used. The method of ion exchange treatment is not particularly limited, but it depends on the cation species after ion exchange, and when the cation species is a proton, an aqueous solution of an acid such as hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acid is used, or ammonium ion is used. A method of removing ammonia by performing a gas phase heat treatment after the exchange type is adopted. When the cation source is a metal ion, an aqueous solution of a corresponding cation such as hydrochloride, nitrate or sulfate is used.
【0022】これら酸水溶液や金属塩水溶液でイオン交
換する場合の酸水溶液や金属塩水溶液の濃度は、用いる
酸や金属塩の種類により異なるが、通常0.0001〜
10mol/lである。さらに、用いる酸や金属塩のゼ
オライトに対する量比は、酸や金属塩のモル数のゼオラ
イトの交換容量に対する比の値で表して、通常0.1〜
100である。イオン交換処理時の圧力は、通常、常圧
で行われるが、減圧下あるいは加圧下で処理することも
できる。イオン交換処理時の液温は、常圧で行う場合、
通常0〜100℃が用いられる。処理時間は通常0.1
〜100時間が用いられる。また、イオン交換処理を繰
り返し行ってもよい。The concentration of the acid aqueous solution or the metal salt aqueous solution in the case of ion exchange with the acid aqueous solution or the metal salt aqueous solution varies depending on the type of the acid or the metal salt used, but is usually 0.0001 to
It is 10 mol / l. Furthermore, the amount ratio of the acid or metal salt to the zeolite used is expressed by the value of the ratio of the number of moles of the acid or metal salt to the exchange capacity of the zeolite, and is usually 0.1 to 0.1.
100. The pressure during the ion exchange treatment is usually atmospheric pressure, but the treatment may be performed under reduced pressure or under increased pressure. If the liquid temperature during ion exchange treatment is atmospheric pressure,
Usually, 0 to 100 ° C is used. Processing time is usually 0.1
~ 100 hours are used. Further, the ion exchange treatment may be repeated.
【0023】また、イオン交換方法としては、通常、上
記の酸水溶液または金属水溶液へゼオライト触媒を浸漬
し、攪拌あるいは静置によって交換を進行させる。ま
た、ゼオライト触媒に上記の酸水溶液または金属水溶液
を振りかける事によって交換を進行させる事もできる。
このようにしてイオン交換されたゼオライト触媒はオレ
フィンの水和反応に再び供する前に、水洗、乾燥等を行
っても良い。As the ion exchange method, usually, the zeolite catalyst is immersed in the above acid aqueous solution or metal aqueous solution, and the exchange is carried out by stirring or standing. Also, the exchange can be promoted by sprinkling the above-mentioned acid aqueous solution or metal aqueous solution on the zeolite catalyst.
The zeolite catalyst thus ion-exchanged may be washed with water, dried, etc. before being again used for the olefin hydration reaction.
【0024】また、イオン交換処理を、アンモニウムイ
オン交換型とした後に気相加熱処理でアンモニアを脱離
させることによって、プロトン交換型にする場合は、気
相加熱処理の方法条件は、前述の有機物の除去工程にお
ける気相加熱処理と同じ方法、条件で行うことができ
る。本発明においては、イオン交換をアンモニウムイオ
ン型とした後に気相加熱処理でアンモニアを脱離させる
方法で行って、プロトン交換型にすると、気相加熱装置
をイオン交換と有機物の除去工程とで共有することがで
き、工業的に有利である。When the ion exchange treatment is changed to the ammonium ion exchange type and then the proton exchange type is obtained by desorbing ammonia by the gas phase heat treatment, the method conditions of the gas phase heat treatment are the above-mentioned organic substances. The same method and conditions as the gas phase heat treatment in the removal step can be performed. In the present invention, a method of desorbing ammonia by gas phase heat treatment after ion exchange is changed to ammonium ion type, and a proton exchange type is used, the gas phase heating device is shared by the ion exchange and organic substance removal steps. It is possible and is industrially advantageous.
【0025】このようにして無機アルカリ水溶液と接触
させ、次いでイオン交換されたゼオライト触媒は、水和
工程または除去工程、好ましくは水和工程に戻され、再
びオレフィンの水和反応の触媒として用いられる。The zeolite catalyst which has been brought into contact with the inorganic alkali aqueous solution and then ion-exchanged is returned to the hydration step or the removal step, preferably the hydration step, and used again as a catalyst for the olefin hydration reaction. .
【0026】[0026]
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。 比較例1 {シクロヘキセンの連続流通水和反応}図1に示すよう
な連続流通反応装置を用いて、シクロヘキセンの水和反
応を行った。すなわち、内容積2000mlの攪拌装置
付きステンレス製オートクレーブ反応器3に、水和触媒
としてH型ガロシリケート(SiO2/Ga2O3原子比
=50/1)100gと水250gを仕込み、系内を窒
素ガス置換した。回転数500rpmで攪拌しつつ、反
応器3内温度を昇温し、反応温度120℃とした後、供
給管1よりシクロヘキセン(試薬:アルドリッチ社製)
を120g/hの速度で供給した。反応液は反応器内部
に設置した内容積30mlの液液分離器4内で油相と触
媒スラリー水相に分離された後、オーバーフロー管5よ
り油相のみが流出される。また、供給管2からは水和反
応で消費される水とオーバーフロー管5から油相への溶
解度分として流出する水の合計量の水を供給することに
より、反応器3内の水量を一定に保った。原料シクロヘ
キセン供給開始5時間後における流出オイル中のシクロ
ヘキサノール濃度は10.1重量%であった。また、2
00時間経過後の流出オイル中のシクロヘキサノール濃
度は4.5重量%であった。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the present invention. Comparative Example 1 {Continuous flow hydration reaction of cyclohexene} The hydration reaction of cyclohexene was carried out using a continuous flow reactor as shown in FIG. That is, 100 g of H-type gallosilicate (SiO 2 / Ga 2 O 3 atomic ratio = 50/1) and 250 g of water were charged as a hydration catalyst into a stainless steel autoclave reactor 3 having an internal volume of 2000 ml and equipped with a stirrer, and the system was charged. The atmosphere was replaced with nitrogen gas. While stirring at a rotation speed of 500 rpm, the temperature inside the reactor 3 was raised to a reaction temperature of 120 ° C., and then cyclohexene (reagent: manufactured by Aldrich) from the supply pipe 1
Was fed at a rate of 120 g / h. After the reaction liquid is separated into an oil phase and a catalyst slurry aqueous phase in a liquid-liquid separator 4 having an internal volume of 30 ml provided inside the reactor, only the oil phase flows out of the overflow pipe 5. Further, the total amount of water consumed in the hydration reaction and the water flowing out from the overflow pipe 5 as the amount of solubility in the oil phase is supplied from the supply pipe 2 so that the amount of water in the reactor 3 is kept constant. I kept it. The concentration of cyclohexanol in the spilled oil 5 hours after the start of feeding the starting material cyclohexene was 10.1% by weight. Also, 2
The cyclohexanol concentration in the spilled oil after the lapse of 00 hours was 4.5% by weight.
【0027】{気相加熱処理による触媒の有機物除去}
シクロヘキセンの連続流通水和反応200時間経過後の
触媒をろ過、水洗、乾燥後、石英ガラス製反応管の中に
充填し、4モル%の酸素と残部窒素からなる混合ガスを
150Nl/hの流量で常圧で流しつつ、500℃で5
時間加熱した後、冷却し、触媒を取り出した。気相加熱
処理後の触媒は純白であり、CHN分析装置により分析
しても炭素成分の残存は認められなかった。{Removal of catalyst organic matter by vapor phase heat treatment}
Cyclohexene Continuous Flow Hydration Reaction After 200 hours, the catalyst was filtered, washed with water, dried, filled in a quartz glass reaction tube, and a mixed gas consisting of 4 mol% oxygen and the balance nitrogen at a flow rate of 150 Nl / h. 5 at 500 ° C while flowing at atmospheric pressure at
After heating for an hour, the system was cooled and the catalyst was taken out. The catalyst after the vapor-phase heat treatment was pure white, and no carbon component was found even after analysis with a CHN analyzer.
【0028】{有機物除去と連続流通水和反応の繰り返
し}上記と全く同じ水和反応条件、気相加熱処理条件で
連続流通水和反応と有機物除去を同一の触媒を使用して
さらに4回繰り返した。第2〜5回目有機物除去後の触
媒は全て純白であり、CHN分析装置により分析しても
炭素成分の残存は認められなかった。第5回目有機物除
去後の触媒を用いた連続流通水和反応5時間目における
流出オイル中のシクロヘキサノール濃度は、7.3重量
%であった。{Repeat of organic matter removal and continuous flow hydration reaction} Continuous flow hydration reaction and organic matter removal are repeated four times using the same catalyst under exactly the same hydration reaction conditions and gas phase heat treatment conditions as above. It was After the second to fifth organic matter removal, all the catalysts were pure white, and no residual carbon component was observed even when analyzed by a CHN analyzer. Cyclohexanol concentration in the effluent oil was 7.3% by weight at the fifth hour of the continuous flow hydration reaction using the catalyst after the fifth organic matter removal.
【0029】実施例1 比較例1と同様に連続流通水和反応と気相加熱処理によ
る有機物除去を繰り返した、第5回目有機物除去後の触
媒を、触媒乾燥重量の10倍量の0.3N−水酸化ナト
リウム水溶液中で、1時間80℃に保ちながら攪拌し
た。Example 1 The catalyst after the fifth organic matter removal, which was obtained by repeating the continuous flow hydration reaction and the organic matter removal by the vapor-phase heat treatment in the same manner as in Comparative Example 1, was used in an amount of 0.3N of 10 times the dry weight of the catalyst. -In a sodium hydroxide aqueous solution, stirring was performed while maintaining the temperature at 80 ° C for 1 hour.
【0030】その後、触媒をろ過、水洗後、触媒乾燥重
量の10倍量の1N−硝酸アンモニウム水溶液中で2時
間100℃に保ちながら攪拌した。次いで、触媒をろ
過、水洗し、この硝酸アンモニウム水溶液処理を2回く
りかえした。その後、触媒を乾燥した後、石英ガラス管
の中に充填し、空気を150Nl/hの流量で常圧で流
しつつ、500℃で2時間加熱した後、冷却し、H型触
媒として取り出した。Thereafter, the catalyst was filtered, washed with water, and then stirred in an aqueous 1N-ammonium nitrate solution in an amount 10 times the dry weight of the catalyst for 2 hours while maintaining the temperature at 100 ° C. Then, the catalyst was filtered and washed with water, and the treatment with the ammonium nitrate aqueous solution was repeated twice. Then, after drying the catalyst, it was filled in a quartz glass tube, heated at 500 ° C. for 2 hours while flowing air at a flow rate of 150 Nl / h at normal pressure, cooled, and taken out as an H-type catalyst.
【0031】この触媒を用いて、比較例1の{シクロヘ
キセンの連続流通水和反応}と同じ反応条件で連続流通
水和反応を行った。連続流通水和反応5時間目における
流出オイル中のシクロヘキサノール濃度は10.0重量
%であった。Using this catalyst, a continuous flow hydration reaction was carried out under the same reaction conditions as in Comparative Example 1 {continuous flow hydration reaction of cyclohexene}. The cyclohexanol concentration in the effluent oil at the fifth hour of the continuous flow hydration reaction was 10.0% by weight.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明の方法によれば、触媒の活性低下
を著しく低く抑えながらオレフィンの水和反応を行うこ
とができるので、工業的に実施する上で非常に有利とな
る。EFFECT OF THE INVENTION According to the method of the present invention, the olefin hydration reaction can be carried out while remarkably suppressing the decrease in the activity of the catalyst, which is very advantageous in industrial practice.
【図1】実施例1および比較例1で用いた連続流通反応
装置である。FIG. 1 is a continuous flow reactor used in Example 1 and Comparative Example 1.
1.シクロヘキセン供給管 2.水供給管 3.オートクレーブ反応器 4.液液分離器 5.オーバーフロー管 1. Cyclohexene supply pipe 2. Water supply pipe 3. Autoclave reactor 4. Liquid-liquid separator 5. Overflow pipe
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300
Claims (4)
水和する水和工程、水和工程で使用されたゼオライト触
媒に付着した有機物を気相加熱処理により除去する除去
工程及び除去工程を経た触媒を前記水和工程に供給する
供給工程を有するオレフィンの水和方法において、 ゼオライト触媒の少なくとも一部を水和工程または除去
工程から抜き出し、該ゼオライト触媒を無機アルカリ水
溶液と接触させ、次いでイオン交換し、水和工程または
除去工程に戻すことを特徴とするオレフィンの水和方
法。1. A hydration step of hydrating an olefin in the presence of a zeolite catalyst, a removal step of removing organic substances attached to the zeolite catalyst used in the hydration step by a gas phase heat treatment, and a catalyst which has undergone the removal step. In the olefin hydration method having a supply step of supplying to the hydration step, at least a part of the zeolite catalyst is extracted from the hydration step or the removal step, the zeolite catalyst is contacted with an inorganic alkaline aqueous solution, and then ion exchanged, A method for hydrating an olefin, which comprises returning to a hydration step or a removal step.
酸化物の水溶液であることを特徴とする請求項1に記載
のオレフィンの水和方法。2. The olefin hydration method according to claim 1, wherein the inorganic alkali aqueous solution is an aqueous solution of an alkali metal hydroxide.
交換した後、気相加熱処理によりプロトン交換型にする
ことを特徴とする請求項1または2に記載のオレフィン
の水和方法。3. The method for hydrating an olefin according to claim 1 or 2, wherein the ion exchange is carried out by exchanging the ammonium ion type with a proton exchange type by a gas phase heat treatment.
状酸素を含有するガスと200〜600℃で接触させる
ことにより行われることを特徴とする請求項1ないし3
いずれか一項に記載のオレフィンの水和方法。4. The gas phase heat treatment is carried out by bringing the zeolite catalyst into contact with a gas containing molecular oxygen at 200 to 600 ° C.
The method for hydrating an olefin according to any one of items.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7182855A JPH0930999A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Hydration of olefin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7182855A JPH0930999A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Hydration of olefin |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0930999A true JPH0930999A (en) | 1997-02-04 |
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ID=16125640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7182855A Pending JPH0930999A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Hydration of olefin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0930999A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999004902A1 (en) * | 1996-01-26 | 1999-02-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for the regeneration of hydration catalyst for cyclic olefins |
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JP2010529163A (en) * | 2007-06-12 | 2010-08-26 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Method for recovering mineral acid from salt solution |
CN117160522A (en) * | 2023-08-23 | 2023-12-05 | 郑州轻工业大学 | Catalyst for preparing cyclohexanol by cyclohexene hydration, and preparation method and application thereof |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP7182855A patent/JPH0930999A/en active Pending
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