JPH0987222A - Production of diisopropylether - Google Patents

Production of diisopropylether

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JPH0987222A
JPH0987222A JP7266230A JP26623095A JPH0987222A JP H0987222 A JPH0987222 A JP H0987222A JP 7266230 A JP7266230 A JP 7266230A JP 26623095 A JP26623095 A JP 26623095A JP H0987222 A JPH0987222 A JP H0987222A
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JP
Japan
Prior art keywords
isopropyl alcohol
reaction
catalyst
dipe
concentration
Prior art date
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Application number
JP7266230A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Yokomizo
晃 横溝
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COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Cosmo Oil Co Ltd
Original Assignee
COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Cosmo Oil Co Ltd
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply and efficiently obtain diisopropylether especially useful as a gasoline base material in high conversion and high selectivity by dehydrating isopropyl alcohol in the presence of a solid superstrong acid catalyst. SOLUTION: This method for producing the diisopropyl ether comprises dehydrating (B) isopropyl alcohol (preferably having a purity of >=80%) in the presence of (A) a solid superstrong acid catalyst [preferably a catalyst produced by carrying a sulfate radical precursor on the hydroxide or oxide of the group III, IV or VIII metal in the periodic table and subsequently calcining the mixture, and having an acid strength expressed by the Hammett's function (Ho ):Ho <-11.9, especially Ho <-12.7]. The dehydration reaction is preferably performed at a temperature of 50-400 deg.C, especially 150-300 deg.C under the pressure of 1-200kg/cm<2> , especially 1-100kg/cm<2> , further especially 1-50kg/cm<2> .

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、有用な、特に高オ
クタン価ガソリン基材として有用な、ジイソプロピルエ
ーテル(以下、DIPEと略記する。)をイソプロピル
アルコールから簡単かつ効率的に製造する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simple and efficient process for producing useful diisopropyl ether (hereinafter abbreviated as DIPE) from isopropyl alcohol, which is particularly useful as a high octane gasoline base material.

【0002】DIPEは、発熱量が高く、蒸気圧が低
く、そしてリサーチ法オクタン価(RON)が110程
度と高く、かつモーター法オクタン価(MON)が99
と極めて高く、他のガソリン基材と比較しても優れたも
のであり、またセンシティビティーが小さいという特徴
を有している。なお、「センシティビティー」という語
は、RONとMONとの差を意味する語として当業界に
おいて常用されており、センシティビティーが小さい
程、高速時のノッキングが起こり難い。これらの物性か
らみると、DIPEは含酸素ガソリン基材として極めて
有用であり、また今後、含酸素ガソリン基材の需要が伸
びることを考慮すると、DIPEの需要がさらに増加す
るものと予想される。
DIPE has a high calorific value, a low vapor pressure, a high research octane number (RON) of about 110, and a motor octane number (MON) of 99.
It is extremely high, is superior to other gasoline base materials, and has low sensitivity. The term “sensitivity” is commonly used in the art as a term that means the difference between RON and MON, and the smaller the sensitivity, the less likely knocking occurs at high speed. In view of these physical properties, DIPE is extremely useful as an oxygen-containing gasoline base material, and in view of the growing demand for oxygen-containing gasoline base material, it is expected that the demand for DIPE will further increase.

【0003】また、DIPEの如き含酸素有機化合物
は、炭化水素燃料の燃焼性を改善し、NOx等の排気ガ
ス公害や煤等のパーティキュレート物質の生成を抑制し
得る点でディーゼル燃料の添加剤としても注目されてい
る。
Further, an oxygen-containing organic compound such as DIPE improves the combustibility of hydrocarbon fuels, suppresses exhaust gas pollution such as NOx and the production of particulate matter such as soot, and is an additive for diesel fuel. Is also attracting attention.

【0004】[0004]

【従来の技術】DIPEの合成法としては、従来三通り
の製造方法が知られている。すなわち、モービル社が開
発したゼオライト触媒である、ゼオライトβ等のゼオラ
イト触媒の存在下、気液相下で水とプロピレンとを直接
水和させる方法(特開平1−246233号公報)、イ
ソプロピルアルコールとプロピレンとを反応させる方法
(特開昭52−131508号公報)、触媒として酸性
イオン交換樹脂を用いる(特開昭49−126607号
公報、特開昭49−117412号公報、ドイツ・テキ
サコAG)か、または硫酸を用い(米国特許第4471
142号、エクソン)、水とプロピレンとからイソプロ
ピルアルコールを製造する過程において、副生成物とし
て生成したDIPEを得る方法である。
2. Description of the Related Art Conventionally, three methods of producing DIPE are known. That is, a method of directly hydrating water and propylene in a gas-liquid phase in the presence of a zeolite catalyst such as zeolite β, which is a zeolite catalyst developed by Mobil Co. (JP-A-1-246233), and isopropyl alcohol. A method of reacting with propylene (JP-A-52-131508), using an acidic ion exchange resin as a catalyst (JP-A-49-126607, JP-A-49-1171212, Texaco AG, Germany). , Or with sulfuric acid (US Pat. No. 4,471,471)
No. 142, Exxon), a method of obtaining DIPE produced as a by-product in the process of producing isopropyl alcohol from water and propylene.

【0005】しかしながら、ゼオライト触媒を用いた合
成法は、触媒の活性が低いので液空間速度(LHSV)
を小さくしなければならないため、触媒量に対し原料量
を少なくしなければならず、その結果、運転コストが高
くなるという難点を有する。
However, in the synthesis method using a zeolite catalyst, the liquid space velocity (LHSV) is low because the activity of the catalyst is low.
Therefore, the amount of the raw material must be reduced relative to the amount of the catalyst, resulting in a high operating cost.

【0006】また、イソプロピルアルコールからDIP
Eを製造する方法としては、スルホン酸型の酸性イオン
交換樹脂を用いる方法(石油学会誌、第13巻、第10
号、p15、1970年)が知られている程度である。
In addition, isopropyl alcohol is used to dip
As a method for producing E, a method using a sulfonic acid type acidic ion exchange resin (Journal of Japan Petroleum Institute, vol. 13, vol. 10)
No., p15, 1970) is known.

【0007】しかしながら、このスルホン酸型酸性イオ
ン交換樹脂触媒を用いてイソプロピルアルコールからD
IPEを製造する方法は、高温下ほど、副生する水によ
り、イオン交換樹脂のスルホン基が脱離するため、塩基
性物質による中和工程を必要としているのみならず、ス
ルホン基の脱離により触媒活性が低下しやすい。また副
生成物および原料の分解物によりコーキングを引き起こ
し、これもまた触媒失活の原因となるという問題があ
り、さらに、DIPE収率は5%程度と低いものであっ
た。このため、この方法で工業的に製造された実績はな
かった。
However, using this sulfonic acid type acidic ion exchange resin catalyst, D
The method for producing IPE not only requires a neutralization step with a basic substance because the sulfonic group of the ion-exchange resin is desorbed by water as a by-product at higher temperatures, but the desorption of the sulfonic group Catalytic activity tends to decrease. Further, there is a problem that coking is caused by the decomposition products of the by-products and the raw materials, which also causes the deactivation of the catalyst, and the DIPE yield is as low as about 5%. For this reason, there was no record of being industrially manufactured by this method.

【0008】さらに、原料としては、先に述べたように
水とプロピレンが多く用いられている。しかし、これら
を原料として用いるとプロピレンの重合反応といった副
反応が起こり易い、あるいいは反応熱が大きいので、反
応温度の制御(反応熱の除去)が困難である等の問題が
ある。
Further, as mentioned above, water and propylene are often used as raw materials. However, when these are used as raw materials, side reactions such as a propylene polymerization reaction easily occur, or the reaction heat is large, so that it is difficult to control the reaction temperature (removal of reaction heat).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、有用な、特にガソリン基材として有用な、DIPE
を簡略化された一段法で効率よく製造し得る方法を提供
することを目的とする。
Accordingly, the present invention finds that DIPE is useful, especially as a gasoline base stock.
It is an object of the present invention to provide a method capable of efficiently producing a compound by a simplified one-step method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような実情におい
て、本発明者は、種々の触媒について検討した結果、イ
ソプロピルアルコールからDIPEを製造する方法にお
いて、固体超強酸触媒が他の触媒に比して脱水活性が高
いこと、かつこの触媒を用いることにより、比較的簡略
化されたプロセスでDIPEを簡単に、かつ効率よく製
造し得ることを見出し、本発明を完成した。
Under such circumstances, the present inventor has studied various catalysts, and as a result, in the method for producing DIPE from isopropyl alcohol, the solid superacid catalyst is superior to other catalysts in comparison with other catalysts. The present invention has been completed based on the finding that DIPE can be easily and efficiently produced by a relatively simplified process by using high dehydration activity and this catalyst.

【0011】すなわち、本発明は、固体超強酸触媒の存
在下、イソプロピルアルコールを脱水反応によりエーテ
ル化することを特徴とするDIPEの製造法を提供する
ものである。
That is, the present invention provides a method for producing DIPE, which comprises etherifying isopropyl alcohol by a dehydration reaction in the presence of a solid superacid catalyst.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明において、原料として用い
るイソプロピルアルコールは、装置の腐蝕の原因となる
酸性物質や触媒毒となる塩基性物質を含まない方が好ま
しい。原料のイソプロピルアルコールとしては、イソプ
ロピルアルコールのみの他、イソプロピルアルコール混
合物も使用することができる。イソプロピルアルコール
混合物とは、イソプロピルアルコールの他に、ノルマル
プロピルアルコール、炭素数2〜4の炭化水素等を含む
混合物またはイソプロピルアルコール水溶液をいう。こ
のイソプロピルアルコール混合物において、イソプロピ
ルアルコール濃度は高い方が好ましい。イソプロピルア
ルコール濃度は50重量%以上、特に70重量%以上、
さらに80重量%以上とすることがDIPEの選択率が
上がり好ましい。勿論選択率等の問題を度外視すればイ
ソプロピルアルコール濃度50重量%未満のイソプロピ
ルアルコール混合物でも本発明方法を実施することがで
きる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, it is preferable that the isopropyl alcohol used as a raw material does not contain an acidic substance that causes corrosion of the apparatus or a basic substance that becomes a catalyst poison. As the raw material isopropyl alcohol, not only isopropyl alcohol but also an isopropyl alcohol mixture can be used. The isopropyl alcohol mixture refers to a mixture containing normal propyl alcohol, a hydrocarbon having 2 to 4 carbon atoms, or the like in addition to isopropyl alcohol, or an isopropyl alcohol aqueous solution. In this isopropyl alcohol mixture, it is preferable that the isopropyl alcohol concentration is high. Isopropyl alcohol concentration is 50 wt% or more, especially 70 wt% or more,
Further, it is preferable that the amount is 80% by weight or more because the selectivity of DIPE increases. Of course, the method of the present invention can be carried out with an isopropyl alcohol mixture having an isopropyl alcohol concentration of less than 50% by weight if the problems such as selectivity are neglected.

【0013】イソプロピルアルコールおよびイソプロピ
ルアルコール混合物は、水とプロピレンを原料とし、酸
性イオン交換樹脂触媒を用いたドイツ・テキサコ法(Hy
drocarbon Processing, Vol.51, No.11, p113, 1972
年)、リン酸系触媒を用いたフェバー法(Hydrocarbon
Processing, Vol.46,No.11,p195, 1967年)、ヘトロ
ポリ酸触媒を用いた徳山曹達法(触媒,Vol.18,No.6,
p180, 1976年)等において生成したものを使用すること
ができるが、その製造方法に何等限定されるものではな
い。
Isopropyl alcohol and a mixture of isopropyl alcohol are prepared from water and propylene as raw materials, using a Texaco method in Germany (Hy
drocarbon Processing, Vol.51, No.11, p113, 1972
Year), Fever method using phosphoric acid catalyst (Hydrocarbon
Processing, Vol.46, No.11, p195, 1967), Tokuyama Soda method using hetropolyacid catalyst (Catalyst, Vol.18, No.6,
The product produced in p180, 1976) or the like can be used, but the production method is not limited in any way.

【0014】本発明で用いる固体超強酸触媒は、下記担
体に硫酸根前駆物質を含浸させたものであるが、担体と
しては、周期律表第III族、好ましくはIIIB族の金属
(例えばアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウ
ムが挙げられ、特にアルミニウムが好ましい)、第IV族
の金属(例えばチタン、ジルコニウム、ケイ素、スズ、
ハフニウム、ゲルマニウムが挙げられ、特にチタン、ジ
ルコニウム、ケイ素、スズが好ましい)または第VIII
族、好ましくは鉄族の金属(例えば鉄、コバルト、ニッ
ケルが挙げられ、特に鉄が好ましい)の1種または2種
類以上の金属酸化物、金属水酸化物、複合金属水酸化物
もしくは複合金属酸化物が使用できる。なお、本明細書
において用いた元素の周期律表は、森北出版の化学辞典
(1987年)の表紙の見開きに記載のものに依った。
本発明においては、特に複合金属水酸化物を用いること
が好ましい。硫酸根前駆物質を含浸担持された水酸化物
は、その後焼成により酸化物に変化する。
The solid super strong acid catalyst used in the present invention is obtained by impregnating the following carrier with a sulfate radical precursor. As the carrier, a metal of Group III, preferably Group IIIB of the Periodic Table (for example, aluminum, Examples include gallium, indium, and thallium, with aluminum being particularly preferred), Group IV metals (eg, titanium, zirconium, silicon, tin,
Hafnium and germanium are preferred, with titanium, zirconium, silicon and tin being particularly preferred) or VIII.
One or more metal oxides, metal hydroxides, complex metal hydroxides or complex metal oxides of a group I metal, preferably iron group metals (eg iron, cobalt, nickel are preferred, with iron being particularly preferred). Things can be used. The periodic table of elements used in the present specification was based on the one shown in the front cover of the Chemical Dictionary (1987) published by Morikita Publishing.
In the present invention, it is particularly preferable to use a composite metal hydroxide. The hydroxide impregnated and supported with the sulfate precursor is then converted into an oxide by firing.

【0015】このような担体として具体的には、アルミ
ナ(Al2O3)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム
(ZrO2)、ジルコニア・アルミナ(ZrO2・Al2O3)、ジ
ルコニア・酸化第二鉄(ZrO2・Fe2O3)、ジルコニア・
酸化第二ガリウム(ZrO2・Ga2O3)、ジルコニア・チタ
ニア(ZrO2・TiO2)、ジルコニア・酸化第一コバルト
(ZrO2・CoO)等が挙げられる。固体超強酸は、前記担
体、すなわち上記水酸化物もしくは酸化物、1重量部に
対して1〜10重量部の硫酸根前駆物質(例えば硫酸、
硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、塩化スルフ
リル等が挙げられ、特に硫酸、硫酸アンモニウム、塩化
スルフリルが好ましい。)を含有しかつ好ましくは濃度
が0.01〜10mol/l、特に好ましくは0.1〜5mo
l/lの硫酸根前駆物質の溶液を用いて前記担体をその中
に浸漬したりあるいは前記担体に上記溶液を通液するな
どの任意適当な方法で処理した後、これを温度400〜
800℃、好ましくは450〜700℃で0.5〜30
時間程度焼成することにより得ることができる。しか
し、固体超強酸の製法は任意であって、その製法によっ
て本発明が拘束されるものではない。
Specific examples of such a carrier include alumina (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconia-alumina (ZrO 2 .Al 2 O 3 ), zirconia. Ferric oxide (ZrO 2 · Fe 2 O 3 ), zirconia
Examples thereof include gallium oxide (ZrO 2 · Ga 2 O 3 ), zirconia / titania (ZrO 2 · TiO 2 ), zirconia / cobalt oxide (ZrO 2 · CoO), and the like. The solid superacid is 1 to 10 parts by weight of a sulfate radical precursor (for example, sulfuric acid, based on 1 part by weight of the above-mentioned carrier, that is, the above-mentioned hydroxide or oxide.
Examples thereof include ammonium sulfate, ammonium hydrogensulfate, and sulfuryl chloride, with sulfuric acid, ammonium sulfate, and sulfuryl chloride being particularly preferable. ) And having a concentration of preferably 0.01 to 10 mol / l, particularly preferably 0.1 to 5 mol.
After treating with any suitable method such as immersing the carrier in a solution of 1 / l sulfate radical precursor, or passing the solution through the carrier, the solution is treated at a temperature of 400-
0.5 to 30 at 800 ° C, preferably 450 to 700 ° C
It can be obtained by firing for about an hour. However, the manufacturing method of the solid superacid is arbitrary and the present invention is not restricted by the manufacturing method.

【0016】本発明において用いる固体超強酸は、表面
積が50〜200m2/g、酸強度はハメット関数(H
o)でHo<−11.9、特にHo≦−12.7であるこ
とが好ましい。ここで用いている酸強度を表すハメット
関数は多くの成書により紹介されているが、ここでは特
に新実験化学講座、第16巻、反応と速度、丸善株式会
社の第210〜226頁に依った。ハメット関数はハメ
ット指示薬、ニトロアニリン系指示薬、ニトロベンゼン
系指示薬などを用いて測定され得て、具体的な指示薬は
同書第214頁に示されている。
The solid superacid used in the present invention has a surface area of 50 to 200 m 2 / g and an acid strength of Hammett function (H
In o), it is preferable that Ho <−11.9, especially Ho ≦ −12.7. The Hammett function representing the acid strength used here is introduced in many books, but here, in particular, the New Experimental Chemistry Lecture, Volume 16, Reactions and Velocity, pages 210-226 of Maruzen Co., Ltd. It was The Hammett function can be measured using a Hammett indicator, a nitroaniline-based indicator, a nitrobenzene-based indicator, and the like, and specific indicators are shown on page 214 of the same book.

【0017】本発明の方法でDIPEを製造するには、
上記のような固体超強酸の存在下、イソプロピルアルコ
ールを反応させるが、反応方式は特に制限されず、固定
床流通式、流動床式、移動床式、バッチ式、その他任意
適当な手段を採用することができる。
To produce DIPE by the method of the present invention,
Although isopropyl alcohol is reacted in the presence of the solid superacid as described above, the reaction system is not particularly limited, and fixed bed flow system, fluidized bed system, moving bed system, batch system, or any other suitable means is adopted. be able to.

【0018】また、固定床流通式で行う場合には、キャ
リアーガスを用いることができ、窒素などの不活性ガ
ス、あるいは水素、炭酸ガス、メタンガスなどを使用す
ることができる。
When a fixed bed flow system is used, a carrier gas can be used, and an inert gas such as nitrogen, hydrogen, carbon dioxide gas, methane gas or the like can be used.

【0019】反応温度は50〜400℃、特に100〜
350℃、さらに150〜300℃とすることが好まし
い。反応温度が低すぎると、イソプロピルアルコールの
脱水反応が進行せず、DIPEが生成しない。また反応
温度が高すぎると、イソプロピルアルコールの脱水反応
により生成したプロピレンの重合反応による副生成物の
選択率が高くなり、DIPEの生成が抑制されるだけで
なく、生成水により、スルホン酸基の脱離により触媒の
失活を引き起こすことになる。
The reaction temperature is 50 to 400 ° C., especially 100 to
It is preferably 350 ° C., more preferably 150 to 300 ° C. If the reaction temperature is too low, the dehydration reaction of isopropyl alcohol does not proceed and DIPE is not produced. Further, if the reaction temperature is too high, the selectivity of the by-product by the polymerization reaction of propylene produced by the dehydration reaction of isopropyl alcohol becomes high, and not only the production of DIPE is suppressed, but also the produced water prevents the formation of sulfonic acid groups. Desorption will cause deactivation of the catalyst.

【0020】反応圧力は1〜200kg/cm2、特に
1〜100kg/cm2、さらに1〜50kg/cm2
することが好ましい。反応圧力が低すぎると、反応結果
が優れず、また反応圧力が高すぎると、高価な材質から
なる耐圧反応装置の肉圧を増さねばならずコストの上昇
をもたらす。
The reaction pressure is preferably 1 to 200 kg / cm 2 , particularly 1 to 100 kg / cm 2 , and more preferably 1 to 50 kg / cm 2 . If the reaction pressure is too low, the reaction result is not good, and if the reaction pressure is too high, the wall pressure of the pressure resistant reactor made of an expensive material must be increased, resulting in an increase in cost.

【0021】固定床流通式の場合、原料の供給速度LH
SV(h-1)0.01〜30、好ましくは0.02〜2
0、さらに好ましくは0.05〜10の条件下で効率よ
くDIPEを製造することができる。LHSVが小さす
ぎると、触媒量に対する原料量を少なくしなければなら
ないため、運転コストが高くなる。LHSVが大きすぎ
ると、未反応原料が多くなり、リサイクルコストが高く
なる。バッチ式の場合、原料に対する触媒の使用量は広
い範囲で変化させ得るが、一般的に述べれば原料1重量
部に対して0.01〜20重量部、好ましくは0.05
〜10重量部、さらに好ましくは0.1〜5重量部の範
囲である。また反応時間は、1分〜48時間、好ましく
は10分〜24時間、さらに好ましくは1時間〜12時
間である。
In the case of the fixed bed flow type, the feed rate LH of the raw material
SV (h -1 ) 0.01 to 30, preferably 0.02 to 2
DIPE can be efficiently produced under the conditions of 0, more preferably 0.05 to 10. If the LHSV is too small, the amount of raw material with respect to the amount of catalyst must be reduced, resulting in higher operating costs. If the LHSV is too large, the amount of unreacted raw material increases and the recycling cost increases. In the case of a batch system, the amount of the catalyst used with respect to the raw material can be varied over a wide range, but generally speaking, 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.05 to 1 part by weight of the raw material.
The range is from 10 to 10 parts by weight, and more preferably from 0.1 to 5 parts by weight. The reaction time is 1 minute to 48 hours, preferably 10 minutes to 24 hours, and more preferably 1 hour to 12 hours.

【0022】反応終了後、生成したDIPEを回収する
方法としては種々の方法があり、特に限定されない。目
的物に望まれる純度や性状、使用目的等に応じて任意適
当な方法が採用され得る。例えば以下の方法が挙げられ
る。
There are various methods for recovering the produced DIPE after the reaction is completed, and the method is not particularly limited. Any appropriate method can be adopted depending on the purity and properties desired for the target product, the purpose of use, and the like. For example, the following method can be mentioned.

【0023】目的物が高オクタン価ガソリン基材である
場合、イソプロピルアルコールの反応装置から流出した
反応回収成分を抽出装置でガソリン留分とブレンドし、
得られた油層を高オクタン価ガソリンとして回収するこ
とにより、DIPEをガソリン基材として回収すること
ができる(特開平7−188679号)。DIPEをデ
ィーゼル燃料の燃焼性改善剤として使用したい場合に
は、上記のガソリンの代わりに灯・軽油留分を用いて上
記と同様に処理すれば良い(特願平6−85855
号)。上記2法において、水層成分から蒸留法等により
分離したイソプロピルアルコールは反応装置にリサイク
ルできる。
When the target product is a high-octane gasoline base material, the reaction recovery component flowing out of the isopropyl alcohol reactor is blended with the gasoline fraction in the extractor,
By recovering the obtained oil layer as high-octane gasoline, DIPE can be recovered as a gasoline base material (JP-A-7-188679). When it is desired to use DIPE as a combustibility improver for diesel fuel, the same treatment as described above may be performed using kerosene / light oil fraction instead of gasoline (Japanese Patent Application No. 6-85855).
issue). In the above two methods, the isopropyl alcohol separated from the water layer component by the distillation method or the like can be recycled to the reactor.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、これらは単に例示であって本発明を制限す
るものではない。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but these are merely examples and do not limit the present invention.

【0025】実施例1 オキシ塩化ジルコニウム2000gを純水に溶解させ、
攪拌しながらアンモニア水をpH10になるまで徐々に
滴下して、水酸化ジルコニウムを調製し、これに0.5
モル濃度の硫酸7 lを一時に加えて浸漬処理した後、ろ
過、乾燥後、600℃で3時間焼成して触媒を調製し
た。この触媒の酸強度(ハメット関数Ho)をアントラ
キノン(変色点:Ho=−8.2)、p−ニトロトルエ
ン(紫外領域での変色点:Ho=−10.5)およびp
−ニトロクロロベンゼン(変色点:Ho=−12.7)
を用いて測定したところ、全ての指示薬が酸性色あるい
は酸性側の最大吸収波長(紫外領域)を示した。したが
って、この触媒の酸強度はハメット関数(Ho)でHo≦
−12.7であった。
Example 1 2000 g of zirconium oxychloride was dissolved in pure water,
While stirring, ammonia water was gradually added dropwise until the pH reached 10, to prepare zirconium hydroxide.
A catalyst was prepared by adding 7 l of a molar concentration of sulfuric acid at one time for immersion treatment, filtering, drying and calcining at 600 ° C. for 3 hours. The acid strength (Hammett function Ho) of this catalyst was measured with anthraquinone (discoloration point: Ho = -8.2), p-nitrotoluene (discoloration point in the ultraviolet region: Ho = -10.5) and p.
-Nitrochlorobenzene (color change point: Ho = -12.7)
All indicators showed an acidic color or the maximum absorption wavelength (ultraviolet region) on the acidic side as measured by using. Therefore, the acid strength of this catalyst is a Hammett function (Ho) with Ho ≤
It was -12.7.

【0026】上記で調製された触媒10gとイソプロピ
ルアルコール40gを攪拌機付き200ccオートクレ
ーブに投入し、反応温度200℃、反応圧力5kg/c
2の条件で反応させ、反応開始から1時間後の反応回
収成分をガスクロマトグラフ(GC)分析したところ、
イソプロピルアルコールの転化率は23.7mol%で
あり、反応により生成した生成物中のDIPE濃度は5
2.6重量%、プロピレン濃度は26.7重量%、その
他炭化水素濃度は0.0重量%、そして水濃度は20.
7重量%であった。転化したイソプロピルアルコールか
らDIPEへの選択率(選択率の計算に当っては、1モ
ルのDIPEは2モルのイソプロピルアルコールの反応
によって得られるのであるから、1モルのDIPEは2
モルとして計算してある。これは別の言い方をすれば、
含まれている炭素原子基準の選択率である。以下の例に
おいても同じ。)は61.9mol%、プロピレンへの
選択率は38.1mol%であった。
10 g of the catalyst prepared above and 40 g of isopropyl alcohol were charged into a 200 cc autoclave equipped with a stirrer, reaction temperature was 200 ° C., reaction pressure was 5 kg / c.
The reaction was performed under the condition of m 2 and the reaction recovered components 1 hour after the reaction was started were analyzed by gas chromatography (GC).
The conversion rate of isopropyl alcohol was 23.7 mol%, and the concentration of DIPE in the product produced by the reaction was 5
2.6 wt%, propylene concentration 26.7 wt%, other hydrocarbon concentration 0.0 wt%, and water concentration 20.
It was 7% by weight. Selectivity of converted isopropyl alcohol to DIPE (In calculating the selectivity, 1 mol of DIPE is obtained by the reaction of 2 mol of isopropyl alcohol.
Calculated as mol. In other words, this is
It is the selectivity based on the included carbon atoms. The same applies to the following examples. ) Was 61.9 mol%, and the selectivity to propylene was 38.1 mol%.

【0027】実施例2 実施例1と同じ調製法で得られた触媒20gとイソプロ
ピルアルコール40gを攪拌機付き200ccオートク
レーブに投入し、反応温度200℃、反応圧力6kg/
cm2の条件で反応させ、反応開始から1時間後の反応
回収成分をGC分析したところ、イソプロピルアルコー
ルの転化率は20.1mol%であり、反応により生成
した生成物中のDIPE濃度は67.1重量%、プロピ
レン濃度は14.7重量%、その他炭化水素濃度は0.
0重量%、そして水濃度は18.2重量%であった。転
化したイソプロピルアルコールからDIPEへの選択率
は78.9mol%、プロピレンへの選択率は21.1
mol%であった。
Example 2 20 g of the catalyst obtained by the same preparation method as in Example 1 and 40 g of isopropyl alcohol were charged into a 200 cc autoclave equipped with a stirrer, the reaction temperature was 200 ° C., the reaction pressure was 6 kg /
reacted in conditions of cm 2, where the reaction recovering components of 1 hour after the start of the reaction was analyzed by GC, the conversion of isopropyl alcohol is 20.1mol%, DIPE concentration in the product produced by the reaction is 67. 1% by weight, propylene concentration is 14.7% by weight, and other hydrocarbon concentration is 0.1.
0% by weight, and the water concentration was 18.2% by weight. The selectivity from converted isopropyl alcohol to DIPE is 78.9 mol% and the selectivity to propylene is 21.1.
It was mol%.

【0028】実施例3 実施例1と同じ調製法で得られた触媒10gとイソプロ
ピルアルコール40gを攪拌機付き200ccオートク
レーブに投入し、反応温度200℃、反応圧力6kg/
cm2の条件で反応させ、反応開始から3時間後の反応
回収成分をGC分析したところ、イソプロピルアルコー
ルの転化率は22.3mol%であり、反応により生成
した生成物中のDIPE濃度は56.2重量%、プロピ
レン濃度は22.4重量%、その他炭化水素濃度は1.
5重量%、そして水濃度は19.9重量%であった。転
化したイソプロピルアルコールからDIPEへの選択率
は66.0mol%、プロピレンへの選択率は31.9
mol%、その他炭化水素への選択率は2.1mol%
であった。
Example 3 10 g of the catalyst obtained by the same preparation method as in Example 1 and 40 g of isopropyl alcohol were charged into a 200 cc autoclave equipped with a stirrer, the reaction temperature was 200 ° C., the reaction pressure was 6 kg /
The reaction recovered component was reacted under the condition of 3 cm 2 for 3 hours after the reaction was started, and the reaction recovered component was analyzed by GC. As a result, the conversion rate of isopropyl alcohol was 22.3 mol%, and the DIPE concentration in the product produced by the reaction was 56. 2% by weight, propylene concentration is 22.4% by weight, and other hydrocarbon concentration is 1.
5% by weight, and the water concentration was 19.9% by weight. The selectivity of converted isopropyl alcohol to DIPE is 66.0 mol% and the selectivity to propylene is 31.9.
mol%, selectivity to other hydrocarbons is 2.1 mol%
Met.

【0029】実施例4 実施例1と同じ調製法で得られた触媒10gとイソプロ
ピルアルコール40gを攪拌機付き200ccオートク
レーブに投入し、反応温度220℃、反応圧力7kg/
cm2の条件で反応させ、反応開始から1時間後の反応
回収成分をGC分析したところ、イソプロピルアルコー
ルの転化率28.8mol%であり、反応により生成し
た生成物中のDIPE濃度は62.2重量%、プロピレ
ン濃度は18.4重量%、その他炭化水素濃度は0.4
重量%、そして水濃度は19.0重量%であった。転化
したイソプロピルアルコールからDIPEへの選択率は
73.1mol%、プロピレンへの選択率は26.4m
ol%、その他炭化水素への選択率は0.5mol%で
あった。
Example 4 10 g of the catalyst obtained by the same preparation method as in Example 1 and 40 g of isopropyl alcohol were charged into a 200 cc autoclave equipped with a stirrer, the reaction temperature was 220 ° C., the reaction pressure was 7 kg /
The reaction was conducted under the condition of cm 2 and the reaction recovery component after 1 hour from the reaction start was analyzed by GC. As a result, the conversion rate of isopropyl alcohol was 28.8 mol%, and the DIPE concentration in the product produced by the reaction was 62.2. % By weight, propylene concentration is 18.4% by weight, other hydrocarbon concentration is 0.4
% By weight, and the water concentration was 19.0% by weight. Selectivity from converted isopropyl alcohol to DIPE is 73.1 mol%, selectivity to propylene is 26.4 m.
The selectivity for ol% and other hydrocarbons was 0.5 mol%.

【0030】実施例5 実施例1と同じ調製法で得られた触媒10gと90%イ
ソプロピルアルコール水溶液40gを攪拌機付き200
ccオートクレーブに投入し、反応温度200℃、反応
圧力4kg/cm2の条件で反応させ、反応開始から1
時間後の反応回収成分をGC分析したところ、イソプロ
ピルアルコールの転化率20.7mol%であり、反応
により生成した生成物中のDIPE濃度は19.6重量
%、プロピレン濃度は53.9重量%、その他炭化水素
濃度は0.0重量%、そして水濃度は26.5重量%で
あった。転化したイソプロピルアルコールからDIPE
への選択率は23.0mol%、プロピレンへの選択率
は77.0mol%であった。
Example 5 10 g of the catalyst obtained by the same preparation method as in Example 1 and 40 g of a 90% isopropyl alcohol aqueous solution were stirred for 200 times with a stirrer.
It was put into a cc autoclave, reacted at a reaction temperature of 200 ° C. and a reaction pressure of 4 kg / cm 2 , and 1 from the start of the reaction.
When the reaction-recovered component after time was analyzed by GC, the conversion of isopropyl alcohol was 20.7 mol%, the DIPE concentration in the product produced by the reaction was 19.6 wt%, the propylene concentration was 53.9 wt%, The other hydrocarbon concentration was 0.0% by weight, and the water concentration was 26.5% by weight. Converted isopropyl alcohol to DIPE
The selectivity to propylene was 23.0 mol% and the selectivity to propylene was 77.0 mol%.

【0031】実施例6 オキシ塩化ジルコニウム2000gと硝酸アルミニウム
290gを純水に溶解させ、攪拌しながらアンモニア水
をpH10になるまで徐々に滴下して、水酸化ジルコニ
ウム・水酸化アルミニウムの複合金属水酸化物を調製
し、0.5モル濃度の硫酸7 lを一時に加えて浸漬処理
した後、ろ過、乾燥後、700℃で3時間焼成して触媒
を調製した。表面積は112m2/gであった。この触
媒の酸強度を実施例1で用いたと同じ指示薬を使って測
定したところ、全ての指示薬が酸性側の色あるいは最大
吸収波長(紫外領域)を示した。したがって、この触媒
の酸強度はハメット関数(Ho)でHo≦−12.7であ
った。
Example 6 2000 g of zirconium oxychloride and 290 g of aluminum nitrate were dissolved in pure water, and ammonia water was gradually added dropwise with stirring to a pH of 10 to prepare a zirconium hydroxide / aluminum hydroxide composite metal hydroxide. Was prepared, and 7 l of 0.5 molar sulfuric acid was added at one time for immersion treatment, followed by filtration, drying, and calcination at 700 ° C. for 3 hours to prepare a catalyst. The surface area was 112 m 2 / g. When the acid strength of this catalyst was measured using the same indicator as used in Example 1, all indicators showed a color on the acidic side or a maximum absorption wavelength (ultraviolet region). Therefore, the acid strength of this catalyst was Ho≤-12.7 in Hammett function (Ho).

【0032】上記で調製された触媒10gとイソプロピ
ルアルコール40gを攪拌機付き200ccオートクレ
ーブに投入し、反応温度200℃、反応圧力4kg/c
2の条件で反応させ、反応開始から1時間後の反応回
収成分をGC分析したところ、イソプロピルアルコール
の転化率24.7mol%であり、反応により生成した
生成物中のDIPE濃度は68.4重量%、プロピレン
濃度は13.2重量%、その他炭化水素濃度は0.5重
量%、そして水濃度は17.9重量%であった。転化し
たイソプロピルアルコールからDIPEへの選択率は8
0.4mol%、プロピレンへの選択率は18.9mo
l%、その他炭化水素への選択率は0.7mol%であ
った。
10 g of the catalyst prepared above and 40 g of isopropyl alcohol were charged into a 200 cc autoclave equipped with a stirrer, the reaction temperature was 200 ° C., and the reaction pressure was 4 kg / c.
The reaction recovered component was reacted under the condition of m 2 for 1 hour after the reaction was started, and the reaction recovered component was analyzed by GC. As a result, the conversion rate of isopropyl alcohol was 24.7 mol%, and the DIPE concentration in the product produced by the reaction was 68.4. % By weight, the propylene concentration was 13.2% by weight, the other hydrocarbon concentration was 0.5% by weight, and the water concentration was 17.9% by weight. Selectivity from converted isopropyl alcohol to DIPE is 8
0.4 mol%, selectivity to propylene 18.9mo
The selectivity to other hydrocarbons was 0.7%.

【0033】比較例1 γ−アルミナ10gとイソプロピルアルコール40gを
攪拌機付き200ccオートクレーブに投入し、反応温
度200℃、反応圧力3kg/cm2の条件で反応さ
せ、反応開始から1時間後の反応回収成分をGC分析し
たところ、イソプロピルアルコールの転化率13.5m
ol%であり、反応により生成した生成物中のDIPE
濃度は37.2重量%、プロピレン濃度は30.7重量
%、その他炭化水素濃度は10.2重量%、そして水濃
度は21.9重量%であった。転化したイソプロピルア
ルコールからDIPEへの選択率は42.9mol%、
プロピレンへの選択率は42.9mol%、その他炭化
水素への選択率は14.2mol%であった。
Comparative Example 1 10 g of γ-alumina and 40 g of isopropyl alcohol were charged into a 200 cc autoclave equipped with a stirrer, reacted at a reaction temperature of 200 ° C. and a reaction pressure of 3 kg / cm 2 , and a reaction recovered component 1 hour after the reaction was started. Was analyzed by GC to find that the conversion of isopropyl alcohol was 13.5 m.
DIPE in the product produced by the reaction
The concentration was 37.2 wt%, the propylene concentration was 30.7 wt%, the other hydrocarbon concentration was 10.2 wt%, and the water concentration was 21.9 wt%. The selectivity from converted isopropyl alcohol to DIPE is 42.9 mol%,
The selectivity to propylene was 42.9 mol% and the selectivity to other hydrocarbons was 14.2 mol%.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、固体超強酸を触媒とし
て用いることにより、高い転化率、選択率でしかも簡略
化された方法で効率よく、イソプロピルアルコールから
有用な、特にガソリン基材として有用なDIPEを製造
することができ、この製造法はDIPEの工業的製造方
法として好適なものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, by using a solid super strong acid as a catalyst, a high conversion rate, a high selectivity and a simplified method can be efficiently used, and it is useful from isopropyl alcohol, particularly useful as a gasoline base material. DIPE can be produced, and this production method is suitable as an industrial production method of DIPE.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体超強酸触媒の存在下、イソプロピル
アルコールを脱水反応によりエーテル化することを特徴
とするジイソプロピルエーテルの製造法。
1. A process for producing diisopropyl ether, which comprises etherifying isopropyl alcohol by a dehydration reaction in the presence of a solid superacid catalyst.
【請求項2】 該固体超強酸触媒が、周期律表第III
族、第IV族または第VIII族金属の水酸化物もしくは酸化
物に硫酸根前駆物質を担持せしめ焼成して得られたもの
である請求項1記載の製造法。
2. The solid superacid catalyst is selected from the group consisting of Group III of the periodic table.
2. The process according to claim 1, which is obtained by supporting a sulfate radical precursor on a hydroxide or oxide of a Group IV, Group IV or Group VIII metal and firing it.
【請求項3】 該固体超強酸触媒の酸強度が、ハメット
関数(Ho)がHo<−11.9である請求項1または2
記載の製造法。
3. The acid strength of the solid superacid catalyst is such that the Hammett function (Ho) is Ho <-11.9.
Production method as described.
【請求項4】 反応原料であるイソプロピルアルコール
の純度が80%以上である請求項1ないし3のいずれか
に記載の製造法。
4. The method according to claim 1, wherein the reaction raw material isopropyl alcohol has a purity of 80% or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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