JPH10168016A - (ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルの製造方法 - Google Patents

(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルの製造方法

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JPH10168016A
JPH10168016A JP8342617A JP34261796A JPH10168016A JP H10168016 A JPH10168016 A JP H10168016A JP 8342617 A JP8342617 A JP 8342617A JP 34261796 A JP34261796 A JP 34261796A JP H10168016 A JPH10168016 A JP H10168016A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高選択率、高収率で(ポリ)アルキレングリ
コールモノ高級アルキルエーテルを製造する方法を提供
する。 【解決手段】 長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレング
リコールとを触媒の存在下反応させて(ポリ)アルキレ
ングリコールモノ高級アルキルエーテルを製造する方法
であって、(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキ
ルエーテルおよび/または高級アルコールの存在下長鎖
オレフィンと(ポリ)アルキレングリコールとを反応さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、(ポリ)アルキレ
ングリコールモノ高級アルキルエーテルの製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、触媒として硫酸、ベンゼンスルホ
ン酸、強酸性イオン交換樹脂などの存在下、長鎖オレフ
ィンと(ポリ)アルキレングリコールを反応させて、
(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテ
ルを製造する方法は、例えば、特公昭61−51570
号公報、特開平2−295941号公報に開示されてい
る。特開平2−295941号公報の実施例には、エチ
レングリコールとドデセンとをデュポン社製ナフィオン
H(フッ素含有強酸性イオン交換樹脂)を触媒として反
応させて、エチレングリコールモノドデシルエーテルを
製造する際に、ドデカノールがエチレングリコールモノ
ドデシルエーテルに対して7〜10モル%副生すること
が開示されている。一方、副生成物である(ポリ)アル
キレングリコールジ高級アルキルエーテルに関して記載
された従来技術はない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術において、長
鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコールとを反応
させて(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキル
エーテルを製造する際に副生する高級2級アルコール
は、まず使用する酸触媒によって(ポリ)アルキレング
リコールが脱水縮合して水が生成し、さらに水と長鎖オ
レフィンが反応して生成するものと考えられる。副生す
る高級2級アルコールは、(ポリ)アルキレングリコー
ルモノ高級アルキルエーテルとともに界面活性剤原料と
して工業的に有用な化合物である。しかし、その主用途
であるアルキレンオキサイドを付加して得られるノニオ
ン性界面活性剤の原料として使用する場合、(ポリ)ア
ルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルと高級2
級アルコールの反応性は異なり、前者が一般的なアルカ
リ触媒でアルキレンオキサイドを容易に付加できるのに
対して、後者はルイス酸等の触媒を必要とする。従っ
て、長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコールを
反応させて(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アル
キルエーテルを製造する際に、高級2級アルコールの生
成を抑えて、選択的に(ポリ)アルキレングリコールモ
ノ高級アルキルエーテルを製造する方法が求められてい
る。
【0004】したがって、本発明の課題は、長鎖オレフ
ィンと(ポリ)アルキレングリコールを反応させて高選
択率、高収率で(ポリ)アルキレングリコールモノ高級
アルキルエーテルを効率よく製造する方法を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは触媒として結晶性メタロシリケートを
用いることを検討し、結晶性メタロシリケートを触媒と
して、長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコール
を反応させることにより、きわめて効率的に(ポリ)ア
ルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルを得るこ
とができることを見出した。この方法によれば、(ポ
リ)アルキレングリコールの脱水縮合を極めて低いレベ
ルに抑え、高選択率、高収率で工業的に有利に(ポリ)
アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルを得る
ことができる。しかしながら、(ポリ)アルキレングリ
コールに長鎖オレフィンが付加する反応には、(ポリ)
アルキレングリコールから(ポリ)アルキレングリコー
ルモノ高級アルキルエーテルが生成する反応に加えて、
(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテル
が生成する反応もあり、従来技術の触媒では活性が低く
(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテル
の生成は開示されていなかったが、結晶性メタロシリケ
ートのような高活性触媒を用いることにより(ポリ)ア
ルキレングリコールジ高級アルキルエーテルが生成し、
(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテ
ルの選択率が低下することが明らかとなった。従って、
長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコールを反応
させて(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキル
エーテルを製造する際には、(ポリ)アルキレングリコ
ールジ高級アルキルエーテルの生成をも抑える必要があ
る。
【0006】そこで、本発明者らは、特に高活性触媒を
用いた場合に生成しやすい(ポリ)アルキレングリコー
ルジ高級アルキルエーテルを有効に利用しつつ、高選択
率、高収率で(ポリ)アルキレングリコールモノ高級ア
ルキルエーテルを効率よく製造する方法について鋭意検
討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明にか
かる(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエ
ーテルの製造方法は、長鎖オレフィンと(ポリ)アルキ
レングリコールとを触媒の存在下反応させて(ポリ)ア
ルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルを製造す
る方法であって、(ポリ)アルキレングリコールジ高級
アルキルエーテルおよび/または高級アルコールの存在
下長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコールとを
反応させることを特徴とする。
【0007】また、前記において、長鎖オレフィンと
(ポリ)アルキレングリコールとの反応で副生する(ポ
リ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテルおよ
び/または高級アルコールを長鎖オレフィンと(ポリ)
アルキレングリコールとの反応系に供給することを特徴
とする。また、前記において、反応後に長鎖オレフィン
相と(ポリ)アルキレングリコール相とを2相分離し、
長鎖オレフィン相から(ポリ)アルキレングリコールモ
ノ高級アルキルエーテルを取り出すことを特徴とする。
【0008】また、前記において、副生する(ポリ)ア
ルキレングリコールジ高級アルキルエーテルおよび/ま
たは高級アルコールを反応後の長鎖オレフィン相から取
り出すことを特徴とする。また。前記において、反応後
に未反応の長鎖オレフィンを回収し、再び(ポリ)アル
キレングリコールとの反応に用いることを特徴とする。
【0009】また、前記において反応後に、触媒を含む
(ポリ)アルキレングリコール相を再び長鎖オレフィン
との反応に用いることを特徴とする。また、前記におい
て、触媒として結晶性メタロシリケートを用いることを
特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明において用いられる長鎖オ
レフィンとしては、好ましくはエチレン系不飽和結合を
有する炭素数8〜30の炭化水素、さらに好ましくはエ
チレン系不飽和結合を有する炭素数10〜20の炭化水
素が挙げられる。かかるオレフィンは分岐オレフィンで
あっても、直鎖オレフィンであっても、非環式オレフィ
ンであっても、環式オレフィンであっても、あるいはこ
れらの混合物であっても特に制限なく用いることができ
るが、界面活性剤用途を勘案すると非環式オレフィンが
主成分であることが好ましく、さらに直鎖オレフィンが
主成分であることが好ましい。具体的には、例えばオク
テン、デセン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセ
ン、オクタデセン、エイコセン、ドコセンなどが挙げら
れる。これらオレフィンは、その不飽和結合の位置がα
位であるものでも、インナー位であるものでも、あるい
はα位及びインナー位の両方であるものでも特に制限な
く用いることができる。もちろん不飽和結合の位置を異
にするこれらオレフィンの2種以上を併用することもで
きる。本発明の反応過程において、オレフィンの不飽和
結合の位置が異性化する反応が併発する。一般にα−オ
レフィンに対してインナーオレフィンの方が熱力学的に
安定であるため、原料にα−オレフィンを用いた場合に
は、反応中オレフィンは次第にインナーオレフィンへと
異性化する。異性化の速度は反応温度や触媒の種類、量
により変化する。
【0011】本発明において用いられる(ポリ)アルキ
レングリコールとしては、モノエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、モノプロピレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,
2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4
−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4
−シクロヘキサンメタンジオールなどが挙げられる。こ
れらは単独で用いてもよく2種以上の混合物でもよい。
【0012】本発明で用いられる触媒としては、酸性の
触媒が適している。例えば、硫酸、ベンゼンスルホン
酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ヘテロポリ酸(リン
タングステン酸、リンモリブデン酸、ケイタングステン
酸、ケイモリブデン酸)などの均一系触媒や、酸性イオ
ン交換樹脂、シリカアルミナ、チタニアシリカなどの複
合金属酸化物、ゼオライト等が挙げられる。これらの触
媒は単独で用いてもよいし、二種以上併用して用いても
よい。
【0013】これらの中で結晶性メタロシリケートが特
に好ましい。結晶性メタロシリケートとは、一定の結晶
構造を有する規則正しい多孔性の物質である。すなわ
ち、このものは、構造内に多数の規則正しい空隙や空孔
を有する比表面積の大きな固体物質である。本発明にお
いて用いられる結晶性メタロシリケートは、結晶性アル
ミノシリケート(一般にゼオライトともいう)及び、結
晶性アルミノシリケートのAl原子の代わりに他の金属
元素が結晶格子中に導入された化合物である。他の金属
元素の具体例としては、B、Ga、In、Ge、Sn、
P、As、Sb、Sc、Y、La、Ti、Zr、V、C
r、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Znなどが挙げら
れ、これらは単独でもよく2種以上の混合物でもよい。
触媒活性及び合成や入手のし易さの面から結晶性アルミ
ノシリケート、結晶性フェロシリケート、結晶性ボロシ
リケート、結晶性ガロシリケートが好ましく、中でも結
晶性アルミノシリケートが好適である。
【0014】本発明において用いられる結晶性メタロシ
リケートの具体例としては、国際ゼオライト学会構造委
員会の命名によるIUPACコードを用いて記述する
と、MFI(ZSM−5等)、MEL(ZSM−11
等)、BEA(β型ゼオライト等)、FAU(Y型ゼオ
ライト等)、MOR(Mordenite 等)、MTW(ZSM
−12等)、LTL(Linde L 等)の構造を有するも
のが挙げられる。これらのほか、「ZEOLITES、
Vol.12、No. 5、1992」や「HANDBOO
K OF MOLECULAR SIEVES、R.S
zostak著、VAN NOSTRAND REIN
HOLD出版」等に記載された構造のものも挙げること
ができる。これらは単独で用いてもよく2種以上を併用
してもよい。これらの中で、BEAの構造を有するもの
が、触媒活性に優れる点から特に好ましい。
【0015】本発明において用いられる結晶性メタロシ
リケートは、それを構成する金属原子に対するケイ素原
子の原子比が5以上1500以下、特に10以上500
以下の範囲であるものが好ましい。該金属原子に対する
ケイ素原子の原子比が小さすぎたり大きすぎたりする
と、触媒活性が低いため好ましくない。これらの結晶性
メタロシリケートは結晶格子外にイオン交換可能なカチ
オンを有するが、これらカチオンの具体例として、
+ 、Li+ 、Na+ 、Rb+ 、Cs+ 、Mg2+、Ca
2+、Sr2+、Ba2+、Sc3+、Y3+、La3+、R
4 + 、R4 + (RはHまたはアルキル基)などを挙
げることができる。中でもカチオンの全部または一部を
水素イオンで置換したものが本発明の触媒として好適で
ある。
【0016】本発明において用いられる結晶性メタロシ
リケートは、一般に用いられる合成法、例えば水熱合成
法により合成することができる。具体的には、特公昭4
6−10064号公報、米国特許3965207号明細
書、「ジャーナル・オブ・モレキュラー・キャタリシ
ス」(Journal of Molecular Catalysis)第31巻35
5〜370頁(1985年)、Zeolites Vol.8,P46(19
88年)などに記載されている方法により合成できる。こ
れら結晶性メタロシリケートは、例えば、シリカ源と、
メタル源と、テトラエチルアンモニウム塩、テトラプロ
ピルアンモニウム塩等のような4級アンモニウム塩とか
らなる組成物を約100〜175℃の温度で結晶が形成
されるまで加熱し、次いで固体生成物を濾過し、水洗
し、乾燥した後、350〜600℃にて焼成することに
より合成することができる。原料や合成条件を適宜調節
することにより異なる結晶系のメタロシリケートを得る
ことができる。
【0017】前記シリカ源としては、水ガラス、シリカ
ゾル、シリカゲル、アルコキシシラン等を用いることが
できる。前記メタル源としては、種々の無機または有機
の金属化合物を使用することができる。それら金属化合
物の好適例としては、金属の硫酸塩[例えばAl2 (S
4 3 ]、金属の硝酸塩[例えばFe(N
3 3]、金属酸化物のアルカリ金属塩[例えばNa
AlO2 ]などの金属塩類;金属の塩化物[例えばTi
Cl4 ]、金属の臭化物[例えばMgBr2 ]などの金
属ハロゲン化物類;金属アルコキシド類[例えばTi
(OC2 5 4 ]などが挙げられる。得られた結晶性
メタロシリケートは必要により、目的のカチオン体にイ
オン交換することができる。例えばH+ 型のカチオン体
は、結晶性メタロシリケートをHCl、NH4 Cl、N
3 等の水溶液中で混合攪拌し、カチオン種をH+ 型ま
たはNH4 + 型に交換し、次いで固体生成物を濾過し、
水洗し、乾燥した後、350〜600℃にて焼成するこ
とにより調製することができる。H+ 以外のカチオン体
は、目的とするカチオンを含む水溶液を用いて同様の操
作を行うことにより、調製することができる。
【0018】これら結晶性メタロシリケートは、単独の
晶系の結晶性メタロシリケートを用いてもよいし、各種
晶系の結晶性メタロシリケートを複合して用いてもよ
い。本発明において、触媒の使用される形態はいかなる
ものでもよく、粉末状、顆粒状、特定形状を有する成形
体等が使用できる。また成形体を用いる場合には、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
等を使用することもできる。また、触媒として均一系触
媒を用いる場合には反応原料に溶解させて使用すること
ができる。
【0019】本発明において用いられる(ポリ)アルキ
レングリコールジ高級アルキルエーテルは、本発明の目
的物である(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アル
キルエーテルにさらに長鎖オレフィンが付加、あるいは
(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテ
ル同士が縮合したもので、長鎖オレフィンと(ポリ)ア
ルキレングリコールとを触媒の存在下反応させて、(ポ
リ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルを
製造する際に、副生成物として得られる物質である。本
発明において用いられる高級アルコールは、長鎖オレフ
ィンと(ポリ)アルキレングリコールとを触媒の存在下
反応させて、(ポリ)アルキレングリコールモノ高級ア
ルキルエーテルを製造する際に、反応系に含まれる水が
長鎖オレフィンに付加して、副生成物として得られる物
質である。
【0020】本発明の(ポリ)アルキレングリコールモ
ノ高級アルキルエーテルの製造方法において、これら副
生する(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエ
ーテルおよび/または高級アルコールを長鎖オレフィン
と(ポリ)アルキレングリコールとの反応系に供給する
ことにより、効率的に(ポリ)アルキレングリコールモ
ノ高級アルキルエーテルを得ることができる。
【0021】(ポリ)アルキレングリコールジ高級アル
キルエーテルを反応系に供給することによって(ポリ)
アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルを効率
的に得られる理由は、次のように説明できる。すなわ
ち、長鎖オレフィン<=>(ポリ)アルキレングリコー
ルモノ高級アルキルエーテル<=>(ポリ)アルキレン
グリコールジ高級アルキルエーテルの間には、 OL+PAG <=> M・・・・・・・・(1) OL+M <=> D・・・・・・・・・・(2) M+M <=> D+PAG・・・・・・・(3) (OL:長鎖オレフィン、PAG:(ポリ)アルキレン
グリコール、M:(ポリ)アルキレングリコールモノ高
級アルキルエーテル、D:(ポリ)アルキレングリコー
ルジ高級アルキルエーテル)からなる平衡関係があり、
付加反応や縮合反応や、それらの逆反応が同時に進行し
ていると考えられる。ここで(ポリ)アルキレングリコ
ールジ高級アルキルエーテルを反応系に供給すると、
(2) 、(3) の逆反応が進行し、(ポリ)アルキレングリ
コールモノ高級アルキルエーテルが得られることにな
る。また、長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコ
ールとの反応により副生する(ポリ)アルキレングリコ
ールジ高級アルキルエーテルを回収し、次の反応に供給
(リサイクル)し反応を行うと、実質的に長鎖オレフィ
ンと(ポリ)アルキレングリコールから(ポリ)アルキ
レングリコールモノ高級アルキルエーテルのみを選択的
に得ることができる。
【0022】高級アルコールを反応系に供給することに
よって(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキル
エーテルを効率的に得られる理由は、次のように説明で
きる。すなわち長鎖オレフィン<=>高級アルコールの
間には、 OL+H2 O <=> AL・・・・・・・(4) (OL:長鎖オレフィン、AL:高級アルコール)から
なる平衡関係があり、水和反応とその逆反応が同時に進
行していると考えられる。ここで高級アルコールを反応
系に供給すると、(4) の逆反応が進行し、原料である長
鎖オレフィンが得られることになる。また、長鎖オレフ
ィンと(ポリ)アルキレングリコールとの反応により副
生する高級アルコールを回収し、次の反応に供給(リサ
イクル)し反応を行うと、実質的に長鎖オレフィンと
(ポリ)アルキレングリコールから(ポリ)アルキレン
グリコールモノ高級アルキルエーテルのみを選択的に得
ることができる。
【0023】本発明におけるオレフィンと(ポリ)アル
キレングリコールとの反応は、溶媒の存在下、あるいは
不存在下のいずれでも行うことができる。溶剤として
は、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼン、ジ
オキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、スル
ホラン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、シ
クロヘキサン、デカン、パラフィン等の溶剤を用いるこ
とができる。
【0024】本発明におけるオレフィンと(ポリ)アル
キレングリコールとの反応は、回分式反応、流通式反応
等、一般に用いられる方法で行うことができ、特に限定
されるものではない。反応の原料であるオレフィンと
(ポリ)アルキレングリコールとのモル比は特に限定さ
れないが、オレフィンに対する(ポリ)アルキレングリ
コールのモル比として好ましくは0.05〜20、より
好ましくは0.1〜10が使用される。反応温度は50
〜250℃が好ましく、より好ましくは100〜200
℃であり、反応圧力は減圧、常圧または加圧下のいずれ
でもよいが、常圧〜20kg/cm2 の範囲が好まし
い。
【0025】長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリ
コールの反応系に供給される、(ポリ)アルキレングリ
コールジ高級アルキルエーテルおよび/または高級アル
コールの供給量は特に限定されるものではない。副生す
る(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテ
ルや高級アルコールを回収し蓄積しておいて、一度に反
応系に供給してもよく、前の反応で副生した(ポリ)ア
ルキレングリコールジ高級アルキルエーテルや高級アル
コールを常に次の反応に供給してもよい。流通式反応を
行い、連続的に(ポリ)アルキレングリコールモノ高級
アルキルエーテルを製造する際には、副生する(ポリ)
アルキレングリコールジ高級アルキルエーテルや高級ア
ルコールを連続的に回収し、常に反応系にリサイクルし
て供給することが好ましい。長鎖オレフィンと(ポリ)
アルキレングリコールの反応により副生する(ポリ)ア
ルキレングリコールジ高級アルキルエーテルや高級アル
コールの生成量は、長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレ
ングリコールの種類やモル比、使用する触媒の種類、反
応温度、反応時間などによって変化するが、通常原料で
ある長鎖オレフィンに対して0.0001〜30モル%
の範囲である。また使用する触媒の種類、原料の種類、
反応条件などによっては、(ポリ)アルキレングリコー
ルジ高級アルキルエーテルもしくは高級アルコールのど
ちらか一方が、実質的に副生しない場合もある。また、
副生する(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキル
エーテルまたは高級アルコールのどちらか一方を製品と
して回収する場合もある。こういった場合には、(ポ
リ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテルもし
くは高級アルコールのどちらか一方だけを長鎖オレフィ
ンと(ポリ)アルキレングリコールの反応系に供給すれ
ばよい。
【0026】回分式反応器を用いる場合、反応器内に触
媒、原料である長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレング
リコール、(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキ
ルエーテルおよび/または高級アルコールを充填し、所
定温度及び所定圧力で攪拌を行うことにより、目的物で
ある(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエ
ーテルを含む混合物が得られる。触媒の使用量は、特に
限定されないが、原料である長鎖オレフィンに対して
0.1〜100重量%であることが好ましく、より好ま
しくは0.5〜50重量%が使用される。反応時間は、
反応温度、触媒量、原料組成比などによって異なるが、
0.1〜100時間、好ましくは0.5〜30時間の範
囲である。
【0027】流通式反応器を用いる場合には、流動層
式、移動床式、固定床式及び攪拌槽式のいずれの方式で
も実施することができる。反応条件は、原料組成、触媒
濃度、反応温度などによって異なるが、液時空間速度
(LHSV)すなわち、流通する原料の体積流量を反応
器の体積で除した値、が0.01〜50hr-1、特に
0.1〜20hr-1の範囲であることが好ましい。
【0028】反応液は、通常、原料である(ポリ)アル
キレングリコールと長鎖オレフィンが互いに僅かな溶解
度分しか溶解しないため、2相に分離する。そして、触
媒(結晶性メタロシリケート等)は(ポリ)アルキレン
グリコール相に、生成物である(ポリ)アルキレングリ
コールモノ高級アルキルエーテルと副生成物である(ポ
リ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテルおよ
び/または高級アルコールは長鎖オレフィン相に主とし
て含まれる。それ故、反応終了後に、(ポリ)アルキレ
ングリコール相と長鎖オレフィン相を分離し、長鎖オレ
フィン相から蒸留や抽出などの方法により目的の(ポ
リ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルを
得ることができる。また、未反応の長鎖オレフィンは回
収し、次の反応にリサイクルし(ポリ)アルキレングリ
コールとの反応に用いることができる。さらに副生成物
の(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテ
ルおよび/または高級アルコールを回収し、前述のとお
り長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコールとの
反応系に供給しリサイクルして用いることができる。長
鎖オレフィン相に含まれる、未反応の長鎖オレフィン、
高級アルコール、(ポリ)アルキレングリコールモノ高
級アルキルエーテル、(ポリ)アルキレングリコールジ
高級アルキルエーテルは、一般に長鎖オレフィンが最も
沸点が低く、高級アルコール、(ポリ)アルキレングリ
コールモノ高級アルキルエーテル、(ポリ)アルキレン
グリコールジ高級アルキルエーテルの順に沸点が高くな
る。従って、蒸留により、まず、未反応の長鎖オレフィ
ンと高級アルコールを留分として回収し、次に(ポリ)
アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルを製品
として回収し、(ポリ)アルキレングリコールジ高級ア
ルキルエーテルは蒸留ボトムとして回収することも更に
蒸留して精製することもできる。そして、未反応の長鎖
オレフィン、副生成物の高級アルコールおよび/または
(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテル
は長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコールとの
反応系にリサイクルして用いることができる。また、重
質分などの不純物をパージする目的で蒸留ボトムの一部
を廃棄して残りを長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレン
グリコールとの反応系に供給しリサイクルして用いるこ
ともできる。
【0029】触媒を含む(ポリ)アルキレングリコール
相から、触媒を遠心分離、濾過、乾燥などの方法により
分離して、次の反応にリサイクル使用することができ
る。また(ポリ)アルキレングリコール相から(ポリ)
アルキレングリコールを蒸留などの方法により回収し
て、次の反応にリサイクルし長鎖オレフィンとの反応に
用いることができる。触媒を含む(ポリ)アルキレング
リコール相は反応によって消費された(ポリ)アルキレ
ングリコールを補充した後、次の反応にリサイクルし、
長鎖オレフィンとの反応に用いることがプロセスなどが
簡便となるため好ましい。この際、触媒の活性が反応に
よって次第に低下する場合には、触媒の少なくとも一部
を抜き出して、再生するか、新規に補充して次の反応に
供給することができる。また、(ポリ)アルキレングリ
コール相に重質分などの不純物が蓄積する場合には、こ
れら不純物をパージする目的で(ポリ)アルキレングリ
コール相の一部を抜き出して、残りを次の反応にリサイ
クルすることもできる。
【0030】次に本発明の実施形態について図面に従っ
て説明する。まず、反応器として回分式反応器を有する
反応装置を用いた(ポリ)アルキレングリコールモノ高
級アルキルエーテルの製造方法の一例を、図1を参照し
ながら説明する。図1に示すように、反応装置は回分式
反応器1、蒸留塔2から構成されている。回分式反応器
1は、耐圧性を有しており、攪拌装置1aや加熱装置1
bを備えている。回分式反応器1には、原料供給管4お
よび抜き出し管5が接続されている。回分式反応器1の
上部と蒸留塔2の塔底部は導管3により接続されてお
り、回分式反応器1から発生する気体を蒸留塔2に導入
するとともに、蒸留塔2の塔底液を回分式反応器1に戻
すことができるようになっている。蒸留塔2の塔頂に
は、留出分を抜き出すための抜き出し管6が接続されて
いる。
【0031】まず、(ポリ)アルキレングリコールジ高
級アルキルエーテルおよび/または高級アルコールの非
存在下、第1回目の反応を行う。反応原料である、長鎖
オレフィン、(ポリ)アルキレングリコール、触媒、必
要により溶剤を原料供給管4を介して回分式反応器1に
仕込む。次にこの反応液を攪拌しながら加熱して、所定
温度、所定圧力条件下、反応させて、(ポリ)アルキレ
ングリコールモノ高級アルキルエーテルを合成する。こ
の際に、副生成物として(ポリ)アルキレングリコール
ジ高級アルキルエーテルおよび/または高級アルコール
が生成する。反応終了後、攪拌機を停止し、静置して触
媒を含む(ポリ)アルキレングリコール相(下層)と
(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテ
ルを含む長鎖オレフィン相(上層)に分離する。その後
(ポリ)アルキレングリコール相は抜き出し管5を介し
て回分式反応器1から抜き出す。回分式反応器1に残さ
れたオレフィン相はバッチ蒸留により各成分に分離す
る。回分式反応器1および蒸留塔2の圧力、回分式反応
器1に残された長鎖オレフィン相の温度、蒸留塔2の還
流比をコントロールしながら、長鎖オレフィン相に存在
する各成分を、沸点の低い成分から順に、蒸留塔の塔頂
から抜き出し管6を介して留出液として取り出す。ま
ず、未反応の長鎖オレフィンと副生成物の高級アルコー
ルを回収し、続いて製品の(ポリ)アルキレングリコー
ルモノ高級アルキルエーテルを回収する。副生成物の
(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテル
は引き続き蒸留により回収してもよいし、回分式反応器
1に蒸留ボトムとして残して、次の回分式反応に供給し
てもよい。なお、長鎖オレフィン相の蒸留は、蒸留塔2
以外の別の蒸留装置(図示せず)を用いて行うこともで
きる。
【0032】次に2回目以降の反応について説明する。
2回目以降は副生した(ポリ)アルキレングリコールジ
高級アルキルエーテルおよび/または高級アルコールを
反応系に供給して反応を行う。また、未反応の長鎖オレ
フィンや(ポリ)アルキレングリコール相を循環利用し
て反応を行う。反応原料として、前回の回分式反応によ
って回収された、未反応長鎖オレフィン、触媒を含む
(ポリ)アルキレングリコール相、副生した(ポリ)ア
ルキレングリコールジ高級アルキルエーテルおよび/ま
たは高級アルコールを用い、さらに、前回の反応によっ
て消費された長鎖オレフィンおよび(ポリ)アルキレン
グリコールを補充して原料供給管4を介して回分式反応
器1に仕込む。なお、(ポリ)アルキレングリコールジ
高級アルキルエーテルを回分式反応器1に蒸留ボトムと
して残した場合には、原料供給管4を介して(ポリ)ア
ルキレングリコールジ高級アルキルエーテルを供給する
必要はない。原料供給後、前回反応と同様の条件により
反応を行い、前回反応と同様の条件により各成分を分離
回収する。このような回分式反応を繰り返すことによっ
て、副生成物の(ポリ)アルキレングリコールジ高級ア
ルキルエーテルおよび/または高級アルコールは(ポ
リ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルに
転化され、長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコ
ールから、高選択的に高効率的に(ポリ)アルキレング
リコールモノ高級アルキルエーテルを得ることができ
る。なお、回分式反応を繰り返すことによって、(ポ
リ)アルキレングリコール相や長鎖オレフィン相に重質
分などの不純物が蓄積してくる場合には、(ポリ)アル
キレングリコール相の一部をパージしたり、長鎖オレフ
ィン相を蒸留して得られたボトムの一部をパージして、
重質分を除去することができる。
【0033】次に反応器として流通式反応器を有する反
応装置を用いた(ポリ)アルキレングリコールモノ高級
アルキルエーテルの製造方法の一例を図2を参照しなが
ら説明する。図2に示すように、反応装置は、連続槽型
反応器11および12、蒸留塔14および15から構成
されている。連続槽型反応器11および12は、それぞ
れ攪拌装置11aおよび12a、加熱装置11bおよび
12bを備えている。連続槽型反応器11には原料供給
管20が接続されており、また連続槽型反応器11の上
部にはオーバーフロータイプの導管21が接続されてい
る。導管21は連続槽型反応器12の原料供給管の役割
もしている。連続槽型反応器12の上部にはオーバーフ
ロータイプの導管22が接続され、液液分離装置(セト
ラー)13へ導入されるようになっている。液液分離装
置13と蒸留塔14とは導管23により接続されてお
り、液液分離装置13により分離された上層の液体は蒸
留塔14に導入されるようになっている。また、液液分
離装置13と原料供給管20は導管24により接続され
ており、液液分離装置13により分離された下層の液体
を連続槽型反応器11に戻すことができるようになって
いる。導管24の途中には導管25が接続されている。
蒸留塔14の塔底部と蒸留塔15とは導管27により接
続されており、蒸留塔14の塔底液は蒸留塔15に導入
されるようになっている。また、蒸留塔14の塔頂と原
料供給管20は導管26により接続されており、蒸留塔
14の留出分を連続槽型反応器11に戻すことができる
ようになっている。蒸留塔15の塔底部と原料供給管2
0は導管29により接続されており、蒸留塔15の塔底
液を連続槽型反応器11に戻すことができるようになっ
ている。導管29の途中には導管30が接続されてい
る。蒸留塔15の塔頂には導管28が接続されている。
【0034】まず、反応原料である、長鎖オレフィン、
(ポリ)アルキレングリコール、触媒、必要により溶剤
を原料供給管20を介して連続槽型反応器11に連続的
に仕込む。次にこの反応液を攪拌しながら加熱して、所
定温度、所定圧力条件下、反応させて、(ポリ)アルキ
レングリコールモノ高級アルキルエーテルを合成する。
この際に、副生成物として(ポリ)アルキレングリコー
ルジ高級アルキルエーテルおよび/または高級アルコー
ルが生成する。反応液のオーバーフロー分を連続槽型反
応器12に導入し、つづけて反応を行い、オーバーフロ
ー分を液液分離装置13に導入する。液液分離装置13
において、触媒を含む(ポリ)アルキレングリコール相
(下層)と(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アル
キルエーテル、(ポリ)アルキレングリコールジ高級ア
ルキルエーテル、高級アルコールを含む長鎖オレフィン
相(上層)に分離する。その後(ポリ)アルキレングリ
コール相は導管24を介して抜き出し、必要に応じ反応
により消費された(ポリ)アルキレングリコールを補充
して原料供給管20を介して連続槽型反応器11に仕込
む。(ポリ)アルキレングリコール相に重質分などの不
純物が蓄積してくる場合には、導管25によって(ポ
リ)アルキレングリコール相の一部をパージして、重質
分を除去することができる。液液分離装置13内の上層
の長鎖オレフィン相は、導管23を介して蒸留塔14へ
導入される。蒸留塔14の圧力、長鎖オレフィン相の温
度、蒸留塔14の還流比をコントロールしながら、長鎖
オレフィン相に存在する沸点の低い成分、すなわち未反
応の長鎖オレフィンと副生成物の高級アルコールを蒸留
塔14の塔頂から導管26を介して留出液として抜き出
す。抜き出した長鎖オレフィンと高級アルコールとは、
必要に応じ反応により消費された長鎖オレフィンを補充
して原料供給管20を介して連続槽型反応器11に仕込
む。蒸留塔14の蒸留ボトムである、(ポリ)アルキレ
ングリコールモノ高級アルキルエーテルと副生成物の
(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエーテル
とは、導管27を介して蒸留塔15へ導入される。蒸留
塔15の圧力、(ポリ)アルキレングリコールモノ高級
アルキルエーテル相の温度、蒸留塔15の還流比をコン
トロールしながら、沸点の低い成分である(ポリ)アル
キレングリコールモノ高級アルキルエーテルを蒸留塔1
5の塔頂から導管28を介して留出液として抜き出す。
蒸留塔15の蒸留ボトムである、(ポリ)アルキレング
リコールジ高級アルキルエーテルは、導管29を介し、
さらに原料供給管20を介して連続槽型反応器11に仕
込む。(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキルエ
ーテル相に重質分などの不純物が蓄積してくる場合に
は、導管30によって(ポリ)アルキレングリコールジ
高級アルキルエーテル相の一部をパージして、重質分を
除去することができる。このような流通式反応を繰り返
すことによって、副生成物の(ポリ)アルキレングリコ
ールジ高級アルキルエーテルおよび/または高級アルコ
ールは(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキル
エーテルに転化され、長鎖オレフィンと(ポリ)アルキ
レングリコールから、高選択的に高効率的に(ポリ)ア
ルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルを得るこ
とができる。
【0035】本発明により得られた(ポリ)アルキレン
グリコールモノ高級アルキルエーテルは、界面活性剤の
原料として有用である。
【0036】
【実施例】以下に実施例によりさらに詳細に本発明を説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例1 図2に示すような反応装置を用いて、エチレングリコー
ルモノドデシルエーテルを連続的に製造した。連続槽型
反応器11および12は、攪拌機および加熱用のバンド
ヒーターを備えたステンレス製の1000mL連続槽型
反応器を用いた。そして、連続槽型反応器11および1
2には導管21および22に示されるオーバーフローラ
インを設置し、原料供給管20を介して供給される原料
の供給速度に応じて、連続槽型反応器11から12、そ
して液液分離装置13へと反応液が流れるように配置し
た。蒸留塔14は、段数15段の内径32mmφのオル
ダーショウ型蒸留塔を用い塔頂より5段目に導管23を
接続した。蒸留塔14の塔頂には還流装置(図示せず)
を設置した。また導管23と蒸留塔14の接続部付近に
予熱器(図示せず)を設置し、導管23から蒸留塔14
に供給される反応液を加熱した。蒸留塔15は内径20
mmφ、高さ500mmのステンレス製の充填塔を用い
充填物として1.5mmφのステンレス製ディクソンパ
ッキンを充填したものを用いた。また塔頂に還流装置
(図示せず)を設置した。導管27は蒸留塔15の中央
部に接続し、接続部付近に予熱器(図示せず)を設置
し、導管27から蒸留塔15に供給される反応液を加熱
した。また、蒸留塔14および15は減圧装置を設置
し、減圧下蒸留を行った。
【0037】連続槽型反応器11および12に、1−ド
デセン268g、モノエチレングリコール298g、触
媒としてPQ社製BEA型ゼオライト(商品名:VAL
FOR CP 811BL−25、Alに対するSiの
原子比は12.5であり、比表面積は750m2 /g、
以後触媒と略す)32.7gをそれぞれ仕込み、攪拌機
を600rpmの回転数で稼働した。そして反応器内の
温度を150℃に昇温し、その後同温度を維持した。原
料供給管20より、1−ドデセン268g/hr、モノ
エチレングリコール298g/hr、触媒32.7g/
hrの供給速度で原料および触媒を連続槽型反応器11
に供給し、反応を開始した。なお、触媒はあらかじめモ
ノエチレングリコールに懸濁させて供給した。反応液は
導管22を介して液液分離装置13に移送し触媒を含む
モノエチレングリコール相と、モノエチレングリコール
モノドデシルエーテルを含むオレフィン相に分離した。
モノエチレングリコール相は導管24を介して連続槽型
反応器11にリサイクルした。この際、導管25から、
流量の5重量%を系外にパージした。一方、オレフィン
相は導管23を介して蒸留塔14に供給した。蒸留塔1
4の操作条件は、塔頂圧力を10mmHgとし、塔底温
度を185℃、塔頂温度を87℃、還流比を3とした。
蒸留塔14の留出液は主として未反応の異性化したドデ
センであり、導管26を介して反応器11にリサイクル
した。蒸留塔14の缶出液は導管27を介して蒸留塔1
5に供給した。蒸留塔15の操作条件は、塔頂圧力を2
mmHgとし、塔底温度を228℃、塔頂温度を126
℃、還流比を0.5とした。蒸留塔15の留出液は主と
して目的物のモノエチレングリコールモノドデシルエー
テルであり導管28を介して製品として回収した。蒸留
塔15の缶出液は主としてモノエチレングリコールジド
デシルエーテルであり、導管29を介して連続槽型反応
器11にリサイクルした。なお、本実施例では導管30
を介して蒸留塔15の缶出液の一部パージは行わなかっ
た。反応開始後、導管24、26、29を介してリサイ
クルされる回収原料および触媒の流量にあわせて、原料
供給管20から供給する新しい原料(1−ドデセン、モ
ノエチレングリコール)および触媒の供給量を調整し、
連続槽型反応器11に供給する原料組成が、モノエチレ
ングリコール/ドデセンのモル比が3/1、触媒量がモ
ノエチレングリコール相中に10重量%、供給液流量が
連続槽型反応器11での液時空間時間(LHSV)が1
hr-1となるように制御した。
【0038】連続反応装置を上記運転条件で運転開始後
200時間経過した時点において、原料供給管20に新
たに供給される1−ドデセンは24.8g/hr、モノ
エチレングリコールは23.3g/hr、触媒は1.6
3g/hrであった。また、導管28を介して回収され
た製品は33.4g/hrであり、製品をガスクロマト
グラフにより分析した結果、ドデカノールが0.30重
量%、ジエチレングリコールモノドデシルエーテルが
1.2重量%含有されていた。この時、導管29を流れ
るリサイクル液の流量は23.1g/hrであった。導
管26を流れるリサイクル液の流量は223.5g/h
rであり、この中には、ドデカノールが0.13重量%
含まれていた。供給した1−ドデセンに対するエチレン
グリコールモノドデシルエーテルとジエチレングリコー
ルモノドデシルエーテルの合計収率は98モル%であっ
た。
【0039】引き続き運転を継続し500時間経過した
時点の、導管28を介して回収された製品は33.2g
/hrであり、製品をガスクロマトグラフにより分析し
た結果、ドデカノールが0.31重量%、ジエチレング
リコールモノドデシルエーテルが1.4重量%含有され
ていた。この時の、供給した1−ドデセンに対するエチ
レングリコールモノドデシルエーテルとジエチレングリ
コールモノドデシルエーテルの収率は98%であった。 実施例2 実施例1と同じ反応装置を用いて、エチレングリコール
モノテトラデシルエーテルを連続的に製造した。反応器
11および12に、1−テトラデセン291g、モノエ
チレングリコール276g、触媒としてPQ社製BEA
型ゼオライト(商品名:VALFOR CP 811B
L−25、Alに対するSiの原子比は12.5であ
り、比表面積は750m2 /g、以後触媒と略す)3
0.7gをそれぞれ仕込み、攪拌機を600rpmの回
転数で稼働した。そして反応器内の温度を150℃に昇
温し、その後同温度を維持した。原料供給管20より、
1−テトラデセン291g/hr、モノエチレングリコ
ール276g/hr、触媒30.7g/hrの供給速度
で原料および触媒を連続槽型反応器11に供給し、反応
を開始した。以後の反応操作は実施例1と同様に行っ
た。なお、蒸留塔14の操作条件は、塔頂圧力を10m
mHgとし、塔底温度を210℃、塔頂温度を120
℃、還流比を3とし、蒸留塔15の操作条件は、塔頂圧
力を1mmHgとし、塔底温度を240℃、塔頂温度を
145℃、還流比を0.5とした。
【0040】反応開始後、実施例1と同様に導管24、
26、29を介してリサイクルされる回収原料および触
媒の流量にあわせて、原料供給管20から供給する新し
い原料および触媒の供給量を調整し、連続槽型反応器1
1に供給する原料組成が、モノエチレングリコール/テ
トラデセンのモル比が3/1、触媒量がモノエチレング
リコール相中に10重量%、供給液流量が反応器11で
の液時空間時間(LHSV)が1hr-1となるように制
御した。
【0041】連続反応装置を上記運転条件で運転開始後
200時間経過した時点において、原料供給管20に新
たに供給される1−テトラデセンは23.3g/hr、
モノエチレングリコールは20.6g/hr、触媒は
1.53g/hrであった。また、導管28を介して回
収された製品は30.0g/hrであり、製品をガスク
ロマトグラフにより分析した結果、テトラデカノールが
0.33重量%、ジエチレングリコールモノテトラデシ
ルエーテルが1.4重量%含有されていた。この時、導
管29を流れるリサイクル液の流量は20.2g/hr
であった。導管26を流れるリサイクル液の流量は25
0.7g/hrであり、この中には、テトラデカノール
が0.12重量%含まれていた。供給した1−テトラデ
センに対するエチレングリコールモノテトラデシルエー
テルとジエチレングリコールモノテトラデシルエーテル
の合計収率は97モル%であった。
【0042】引き続き運転を継続し500時間経過した
時点の、導管28を介して回収された製品は29.9g
/hrであり、製品をガスクロマトグラフにより分析し
た結果、テトラデカノールが0.36重量%、ジエチレ
ングリコールモノテトラデシルエーテルが1.6重量%
含有されていた。この時の、供給した1−テトラデセン
に対するエチレングリコールモノテトラデシルエーテル
とジエチレングリコールモノテトラデシルエーテルの収
率は97%であった。
【0043】
【発明の効果】本発明によると、高選択率、高収率で
(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエーテ
ルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】回分式反応器を有する反応装置のフロー図の一
例を表す。
【図2】連続槽型反応器を有する反応装置のフロー図の
一例を表す。
【符号の説明】
1:回分式反応器、 1a、11a、12a:攪拌装置 1b、11b、12b:加熱装置 2、14、15:蒸留塔 3、21〜30:導管 4、20:原料供給管 5、6:抜き出し管 11、12:連続槽型反応器 13:液液分離装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角野 幸男 神奈川県川崎市川崎区千鳥町14−1 株式 会社日本触媒内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレング
    リコールとを触媒の存在下反応させて(ポリ)アルキレ
    ングリコールモノ高級アルキルエーテルを製造する方法
    であって、(ポリ)アルキレングリコールジ高級アルキ
    ルエーテルおよび/または高級アルコールの存在下長鎖
    オレフィンと(ポリ)アルキレングリコールとを反応さ
    せることを特徴とする(ポリ)アルキレングリコールモ
    ノ高級アルキルエーテルの製造方法。
  2. 【請求項2】 長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレング
    リコールとの反応で副生する(ポリ)アルキレングリコ
    ールジ高級アルキルエーテルおよび/または高級アルコ
    ールを長鎖オレフィンと(ポリ)アルキレングリコール
    との反応系に供給する請求項1記載の(ポリ)アルキレ
    ングリコールモノ高級アルキルエーテルの製造方法。
  3. 【請求項3】 反応後に長鎖オレフィン相と(ポリ)ア
    ルキレングリコール相とを2相分離し、長鎖オレフィン
    相から(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキル
    エーテルを取り出す請求項1または2記載の(ポリ)ア
    ルキレングリコールモノ高級アルキルエーテルの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 副生する(ポリ)アルキレングリコール
    ジ高級アルキルエーテルおよび/または高級アルコール
    を反応後の長鎖オレフィン相から取り出す請求項3記載
    の(ポリ)アルキレングリコールモノ高級アルキルエー
    テルの製造方法。
  5. 【請求項5】 反応後に未反応の長鎖オレフィンを回収
    し、再び(ポリ)アルキレングリコールとの反応に用い
    る請求項1〜4のいずれかに記載の(ポリ)アルキレン
    グリコールモノ高級アルキルエーテルの製造方法。
  6. 【請求項6】 反応後に、触媒を含む(ポリ)アルキレ
    ングリコール相を再び長鎖オレフィンとの反応に用いる
    請求項1〜5のいずれかに記載の(ポリ)アルキレング
    リコールモノ高級アルキルエーテルの製造方法。
  7. 【請求項7】 触媒として結晶性メタロシリケートを用
    いる請求項1〜6のいずれかに記載の(ポリ)アルキレ
    ングリコールモノ高級アルキルエーテルの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024085256A1 (ja) * 2022-10-21 2024-04-25 株式会社日本触媒 (ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルの製造方法

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