JPH11292803A - エチレンのオキシクロリネーション方法 - Google Patents

エチレンのオキシクロリネーション方法

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JPH11292803A
JPH11292803A JP10093001A JP9300198A JPH11292803A JP H11292803 A JPH11292803 A JP H11292803A JP 10093001 A JP10093001 A JP 10093001A JP 9300198 A JP9300198 A JP 9300198A JP H11292803 A JPH11292803 A JP H11292803A
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JP
Japan
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ethylene
catalyst
oxychlorination
reaction
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JP10093001A
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English (en)
Inventor
Tatsuki Matsushita
達己 松下
Tadaharu Hase
忠晴 羽勢
Tsutomu Kajikuri
勉 梶栗
Takeshi Kubota
武司 窪田
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エチレンの流動床式オキシクロリネーション
において、触媒の付着又は凝集を抑制し、好ましくない
副反応であるエチレンの燃焼反応を低下させ、かつエチ
レン原単位を向上させて、経済的に有利な方法を提供す
ること。 【解決手段】 エチレンの流動床式オキシクロリネーシ
ョンに、活性金属を担持した触媒粒子に対して、表面積
が160〜500m2 /gの活性金属を担持していない
粒子にアルカリ処理により0.01〜1mmol/gの
周期表第一族または周期表第二族に属する金属を少なく
とも1種類付着させた粒子を、5〜50重量%混合使用
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エチレンのオキシ
クロリネーションによる1,2−ジクロロエタン製造に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】炭化水素のオキシクロリネーションによ
る塩素化炭化水素の製造、特にエチレンのオキシクロリ
ネーションによる1,2−ジクロロエタンの製造は公知
である。その製造方法は固定床法と流動床法が存在する
が、高い反応熱を有するこの反応は、粒子の激しい流動
による触媒層の均一な温度分布が得られる流動床法で行
われるプロセスが世界的に多く存在する。一般的な反応
方法は、エチレン、塩化水素(HCl)及び酸素又は空
気のような酸素含有気体を原料とした気相反応で行わ
れ、各原料の供給比は塩化水素2モルに対しエチレンは
1〜2モル、酸素0.5〜1モルの範囲で行われてい
る。反応温度は470〜530°K、反応圧力は0〜5
00kPaで行われており、触媒流動部の線速度は0.
2〜0.7m/sで流動層が形成されている。
【0003】この流動床反応における問題点として、触
媒の粘着性発現による流動性悪化とそれによる反応成績
の低下が挙げられる。触媒の粘着性は反応時に発現し、
触媒表面の活性成分の変化、反応物質の吸着あるいは生
成物の脱離等の現象に起因している。この問題に対して
触媒の粘着性を低減する方法として、特公平3−397
40には先ずアルカリ処理した担体に活性成分を担持す
る方法が示されており、アルカリ処理はアルカリ金属、
アルカリ土類金属及び貴金属からなる群より選択した少
なくとも1種の金属を0.5〜30重量%沈着させるこ
とである。また特開昭61−86951には触媒表面の
銅の量を制約することにより、触媒表面での反応を抑制
し、触媒間の粘着、凝集を防止する方法が示されてい
る。この場合、表面の銅濃度を抑えるためにマグネシウ
ムが加えられ、触媒全体的な銅の濃度に対して、表面は
かなり低い濃度になるよう調製されている。以上2種の
方法においては、触媒上の余分な活性点の修飾あるいは
粒子間の接触面である表面での活性成分の削減により触
媒の粘着性を低減可能としている。
【0004】また特開昭50−70306には触媒的に
も化学的に不活性な固形物質の粒子の添加が、粘着性を
帯びた触媒粒子を希釈することによって、粒子の付着又
は凝集を防止する方法として示されている。この場合に
は触媒として比表面積200〜350m2 /gの活性化
アルミナに塩化第二銅が坦持されたものを用いており、
不活性な粒子にはガラス又はシリカ、α−アルミナ、ケ
イ酸質砂が対象とされている。これら不活性な粒子は比
表面積が小さく、触媒的にも化学的にも不活性に近いも
のであると考えられる。さらに特開昭56−7354に
は銅化合物が付着した触媒粒子に裸の坦体粒子を混合す
ることによる粘着性の低減が示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来方法のなかで
触媒粒子に不活性な粒子を混合する方法においては、触
媒と混合する粒子は反応方式が流動床であることによ
り、物理的に触媒の担体と同等な物性を有するものが好
ましく、とくに触媒の担体と同じものを用いることが好
ましい。しかし、触媒の担体として用いられる比表面積
が160〜500m 2 /gのような粒子は、特にエチレ
ンの燃焼反応に活性があることが確認されており、混合
することによって、触媒の付着又は凝集を抑制する効果
は得られても、好ましくない副反応であるエチレンの燃
焼反応が増加し、エチレン原単位を悪化させ経済的に不
利となる。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる現状において、触
媒的に不活性な粒子によるエチレンの燃焼反応を抑制す
るために鋭意検討を行った結果、触媒と混合する粒子に
アルカリ処理を行うことが有効であることを見い出し、
本発明を完成するに至った。すなわち、本発明のエチレ
ンのオキシクロリネーション方法は、エチレンの流動床
式オキシクロリネーションにおいて、活性金属を担持し
た触媒粒子に対して、表面積が160〜500m2 /g
の活性金属を担持していない粒子にアルカリ処理により
0.01〜1mmol/gの周期表第一族または周期表
第二族に属する金属を少なくとも1種類付着させた粒子
を、5〜50重量%混合使用することを特徴とするもの
である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、 エチレンのオキシクロ
リネーションによる1,2−ジクロロエタン製造におい
て、流動床における触媒の希釈粒子の処理方法に関する
ものであり、触媒的に不活性な表面積が160〜500
2 /gの粒子にアルカリ処理を行い、エチレンの燃焼
活性を抑制し、 触媒に混合して使用する方法であり、不
活性粒子上のエチレン燃焼活性点がアルカリによってつ
ぶされることにより効果が得られる。本願発明の効果
は,エチレンのオキシクロリネーションのみに限定され
ず、低級及び高級の脂肪族炭化水素,環状脂肪族炭化水
素または芳香族炭化水素の単一または混合物のオキシク
ロリネーションにも応用できる。エチレンの場合、特に
本発明の方法は有効で酸素源は純酸素、あるいは空気の
ような酸素含有混合物でも問題はない。
【0008】反応器内充填粒子は、エチレンのオキシク
ロリネーションに活性な触媒粒子および触媒粒子の担体
に用いられるような表面積が160〜500m2 /gの
粒子にアルカリ処理を行ったものである。活性な触媒粒
子とは、活性金属を担持した触媒粒子であり、例えば、
塩化第二銅をγ−アルミナに担持したものが一般的であ
るが、この反応に活性なものであれば特に限定されな
い。触媒と混合する粒子は、活性金属を担持していな
い、表面積が160〜500m2 /gの粒子に、アルカ
リ処理により0.01〜1mmol/gの周期表第一族
または周期表第二族に属する金属、例えば、Na、K、
MgまたはCa、好ましくは、NaまたはMg、を少な
くとも1種類付着させた不活性な粒子である。この粒子
は、反応方式が流動床であることにより、物理的に触媒
と同等な物性を持つものが好ましく、とくに触媒の担体
と同じものを用いるのが好ましい、より好ましくは、γ
−アルミナである。しかし、必ずしも触媒担体と全く同
じものである必要はなく、触媒的に不活性であれば、ア
ルカリ処理を行い使用可能である。
【0009】不活性粒子のアルカリ処理は、一般的なア
ルカリ水溶液に浸漬する方法により行えばよい。例え
ば、不活性粒子としてγ−アルミナ100gに対して、
所定の担持量となるように水100mlに前記金属の水
酸化物、例えば、NaOHの所定量を溶解したアルカリ
溶液を加えて混合し、1〜2時間放置した後、攪拌しな
がら水分を蒸発させ、完全に水分が無くなった後300
〜500℃で4時間程度焼成処理を行い調整する。
【0010】本発明のエチレンの流動床式オキシクロリ
ネーションにおいて、流動床における前記不活性粒子の
量は、活性金属を担持した触媒粒子に対して5〜50重
量%である。5重量%未満では触媒の付着または凝集を
抑制する効果が薄く、50重量%を超えると触媒を希釈
しすぎて流動床の反応成績が低下する。
【0011】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。 実施例1 エチレンのオキシクロリネーション装置として、1イン
チ径のガラス製流動床を用い、表面積360m2 /gの
γ−アルミナにNaを0.3mmol/g担持した粒子
を24.5g充填して反応を行った。反応温度は外部の
電気ヒーターで520°Kに制御し、原料ガスはC2
4 /O2 /HCl/N2 =1.6モル/0.6モル/2
モル/2.5モルの比で反応部ガス線速が0.09m/
sで供給し、エチレンの燃焼量の測定を行った。充填粒
子は表面積360m2 /gのγ−アルミナをNaOH水
溶液に浸し、乾燥後400℃で焼成調整したものであ
る。結果を表1に示す。
【0012】実施例2 充填粒子を表面積360m2 /gのγ−アルミナにNa
を0.1mmol/g担持したものとした以外は実施例
1と同様に反応を行った。Naは実施例1と同様な方法
により担持した。結果を表1に示す。
【0013】実施例3 充填粒子を表面積360m2 /gのγ−アルミナにNa
を0.3mmol/g担持したもので実施例1と同様の
反応を行った。NaはNaCO3 水溶液により担持した
ものとした。結果を表1に示す。
【0014】実施例4 充填粒子を表面積360m2 /gのγ−アルミナにNa
を0.3mmol/g担持したもので実施例1と同様の
反応を行った。NaはNaOH/メタノール溶液より担
持したものとした。結果を表1に示す。
【0015】実施例5 充填粒子を表面積360m2 /gのγ−アルミナにMg
を0.3mmol/g担持したものとした以外は実施例
1と同様に反応を行った。MgはMgCO3 水溶液より
担持した。結果を表1に示す。
【0016】比較例1 充填粒子を表面積360m2 /gのγ−アルミナそのま
まとした以外は実施例1と同様に反応を行った。結果を
表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】実施例6 エチレンのオキシクロリネーション装置として、内径8
0mm、高さ500mm、内部には熱交換器として熱水
を任意の温度で流通できる除熱管を内径6mmのチュー
ブで3pass設置した反応器を用い、外部からはヒー
ターで温度制御を行った。流動触媒にはγ−アルミナ担
持塩化第二銅を用い、885gを充填し、表面積360
2 /gのγ−アルミナにNaを0.3mmol/g担
持した粒子を295g混合充填した。原料ガスはC2
4 /O2 /HCl/N2 =1.6モル/0.6モル/2
モル/2.5モルの比で反応部ガス線速が0.09m/
sで供給し、反応温度は500°K、反応圧力は250
kPaの条件下で反応を行い、反応成績を測定した。結
果を表2に示す。
【0019】実施例7 流動触媒にはγ−アルミナ担持塩化第二銅を用い、88
5gを充填し、表面積360m2 /gのγ−アルミナに
Naを0.1mmol/g担持した粒子295gを混合
充填した以外は実施例6と同様の反応を行った。結果を
表2に示す。
【0020】比較例2 流動触媒にはγ−アルミナ担持塩化第二銅を885g充
填し、表面積360m 2 /gのγ−アルミナ295gを
混合充填した以外は実施例6と同様の反応を行った。結
果を表2に示す。
【0021】実施例8 エチレンのオキシクロリネーション装置として、内径4
00mm、高さ3500mm、内部には熱交換器として
熱水を任意の温度で流通できる除熱管を内径70mmの
チューブで3pass設置した反応器でテストを行っ
た。流動触媒はγ−アルミナ担持塩化第二銅を用い、1
15kg充填し、表面積360m2 /gのγ−アルミナ
にNaを0.3mmol/g担持した粒子を25kg混
合充填した。原料ガスはC2 4 /O2 /HCl/N2
=1.6モル/0.6モル/2モル/2.5モルの比で
反応部ガス線速が0.45m/sで供給し、反応温度は
500°K、反応圧力は235kPaの条件下で反応を
行い、反応成績を測定した。結果は表2に示す。
【0022】比較例3 流動触媒にはγ−アルミナ担持塩化第二銅を用い、11
5kg充填し、表面積360m2 /gのγ−アルミナを
25kg混合充填した以外は実施例8と同様に反応を行
った。結果は表2に示す。
【0023】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 窪田 武司 大阪府高石市高砂1丁目6番地 三井化学 株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エチレンの流動床式オキシクロリネーショ
    ンにおいて、活性金属を担持した触媒粒子に対して、表
    面積が160〜500m2 /gの活性金属を担持してい
    ない粒子にアルカリ処理により0.01〜1mmol/
    gの周期表第一族または周期表第二族に属する金属を少
    なくとも1種類付着させた粒子を、5〜50重量%混合
    使用することを特徴とするエチレンのオキシクロリネー
    ション方法。
  2. 【請求項2】表面積が160〜500m2 /gの活性金
    属を担持していない粒子が、γ−アルミナである請求項
    1記載のエチレンのオキシクロリネーション方法。
  3. 【請求項3】アルカリ処理により付着させる金属が、N
    aまたはMgである請求項1記載のエチレンのオキシク
    ロリネーション方法。
JP10093001A 1998-04-06 1998-04-06 エチレンのオキシクロリネーション方法 Pending JPH11292803A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585806B2 (en) 2005-11-14 2009-09-08 Oxy Vinyls, Lp Catalyst compositions and process for oxychlorination

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585806B2 (en) 2005-11-14 2009-09-08 Oxy Vinyls, Lp Catalyst compositions and process for oxychlorination
US8956993B2 (en) 2005-11-14 2015-02-17 Oxy Vinyls Lp Catalyst compositions and process for oxychlorination

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