JPS5857410B2 - ビニルフェノ−ル類を製造する方法 - Google Patents

ビニルフェノ−ル類を製造する方法

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JPS5857410B2
JPS5857410B2 JP52121270A JP12127077A JPS5857410B2 JP S5857410 B2 JPS5857410 B2 JP S5857410B2 JP 52121270 A JP52121270 A JP 52121270A JP 12127077 A JP12127077 A JP 12127077A JP S5857410 B2 JPS5857410 B2 JP S5857410B2
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catalyst
oxide
chromium
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ethylphenol
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躍動 橘
理 松本
昌三 大島
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Cosmo Oil Co Ltd
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Maruzen Oil Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はp−エチルフェノール類の脱水素により相当す
るp−ビニルフェノール類を製造する方法に係るもので
ある。
従来、アルカン及びアルキル側鎖を有する芳香族炭化水
素の脱水素により相当する不飽和化合物を得る方法更に
はアルケンの脱水素によるジエンの製造法は広く研究さ
れ、反応に有効な触媒も数多(見出されている。
それらの触媒のなかでも酸化クロム−活性アルミナ;酸
化鉄−酸化クロム−酸化カリウム;酸化鉄−酸化銅一酸
化マグネシウムー酸化カリウムなどの組合せ触媒がすぐ
れた性能を有し、これらの触媒を用いる炭化水素の脱水
素方法が実用化されている。
しかしながら、これらの触媒をp−エチルフェノール類
の脱水素に適用しても後記する比較例にも示されている
ように、脱アルキル、分解、触媒表面へのコーキング、
脱水素生成物の重合など望ましくない副反応が着るしく
進行するために目的とするp−ビニルフェノールへの選
択性が非常に低く、極めて実用性に乏しい結果しかもた
らさないことが認められた。
エチルフェノール類の反応性は脂肪族系炭化水素のそれ
と異ることは勿論、活性なフェノール性水酸基の存在に
よって反応性は太き(影響を受け、したがって脂肪族側
鎖を有する芳香族炭化水素の反応性とも顕著に相違する
すなわち、アルキルベンゼンとアルキルフェノールとは
脱水素反応の条件下で非常に異った挙動を示すことが知
られている。
その具体的な例のうち重要なものは、アルキルフェノー
ルはアルキルベンゼンに較べてアルキル基の離脱、不均
化ならびに異性化を非常に受けやすいこと、アルキルフ
ェノールは金属酸化物の存在下、通常の脱水素条件で脱
水縮合を起しやすいこと及びフェノール性水酸基の離脱
を招きやすいことが報告されている。
脱水素反応に際して、これらの副反応を起こしやすい傾
向は、殊にp−及び0−アルキルフェノールにおいて著
しく、m−アルキルフェノールはかなり安定である。
従って、商業的に価値の高いp−ビニルフェノール類の
製造において、これらの困難が増巾して認められる。
したがって、p−エチルフェノール類の脱水素によって
p−ビニルフェノール類を高選択率で製造するためには
従来から知られている脂肪族系炭化水素ならびにアルキ
ル芳香族炭化水素の脱水素に有効な方法、触媒とは全く
別個の新規な方法を開発する必要のあることが明らかで
ある。
本発明者等は上記の目的を達成するために研究を進めた
結果、酸化クロム単独あるいは酸化クロムと酸化亜鉛、
酸化マンガン、酸化チタン及び酸化ジルコニウムとから
成る群から選ばれた1種またはそれ以上の金属酸化物と
を組合せた触媒がp−エチルフェノール類の脱水素によ
るp−ビニルフェノール類の製造に極めて効果的で、す
ぐれた性能を有し、なかでも高い活性と高い選択率でp
−ビニルフェノール類を与えることを見出して、本発明
を完成した。
研究の過程において種々の遷移金属及びアルカリ土類金
属の酸化物と酸化クロムとの組合せ触媒についても検討
したが亜鉛、マンガン、チタン及びジルコニウムの酸化
物以外の他の金属酸化物は好ましい結果を与えなかった
酸化クロム触媒の調製法としては加熱焼成によって酸化
クロムになる化合物、例えば酢酸クロム、シュウ酸クロ
ム、クロム酸アンモニウム等を加熱焼成する方法、硝酸
クロム、硫酸クロム、塩化クロム、酢酸クロム等の水溶
液にアンモニア、苛性カリ、苛性ソーダ等の塩基性化合
物の水溶液を加えて生成するゲルを沢過、洗浄したのち
乾燥、焼成する方法、酸化クロム(VI)の水溶液にア
ルコール、シラ酸等の還元剤を加えて生成する沈澱を沢
過、洗浄したのち乾燥、焼成する方法など種々の方法が
用いられ得るが、なかでも硝酸クロムの水溶液にアンモ
ニア水を加えて生成する沈澱を沢過、水洗したのち乾燥
、焼成する調製法が好ましい。
これらの方法で得られた焼成酸化クロムはそのまま適当
な大きさに破砕して粒度をそろえて反応に用いることも
できるが、パラフィンワックスあるいはグラファイト等
の滑剤を加えて混和したのち打錠成型して反応に用いる
のがよい。
さらに酸化クロム単独の場合は機械的強度が必らずしも
充分でないので、この点を改良するために酸化項鉛、酸
化マンガン、酸化チタン及び酸化ジルコニウムからなる
群から選択された1種またはそれ以上の金属酸化物と組
合せて触媒として使用出来る。
これらの金属酸化物はそれ自体、p−エチルフェノール
類の脱水素活性を有する点でいわゆる担体とは異り、酸
化クロムと組合せることにより触媒活性に何等の悪影響
を与えることなしに触媒寿命の延長、機械的強度の増加
等、触媒の性能の改善に寄与する。
これらの金属酸化物の添加量は特に規制されないが、ク
ロム/金属の原子比で表して0.1〜10の範囲とする
のが好ましい。
上記の金属酸化物と酸化クロムとの組合せ触媒の調製に
は混合法、浸漬法、共沈法等の公知の任意の方法が採用
され得るが、なかでも硝酸塩の水溶液にアンモニア水を
加えることによりゲルを共沈させたのち、f過、水洗し
、ついで乾燥、焼成する方法が好ましい。
焼成した触媒は、酸化クロム単独の場合と同様に、その
まま適当な大きさに破砕して粒度をそろえて反応に用い
ることも出来、あるいはパラフィンワックスないしはグ
ラファイト等の滑剤とともに混和したのち打錠成型して
反応に用いることも出来る。
一般には後者の方が好ましい。上記のうちでも、共沈法
によって製した酸化クロム−酸化亜鉛の組合せは打錠成
型によって極めて機械的強度にすぐれた触媒を与えるの
で特に好ましい。
本発明の方法で用いる触媒は前記した通り、担体を用い
ることなく、酸化クロム単独あるいは酸化クロムと上記
の金属酸化物の組合せ触媒のままで使用される。
γ−アルミナといった活性なアルミナあるいはシリカ等
の通常担体として用いられるものの使用は炭素析出、副
反応を増大し本発明の効果を減殺し適当でない。
本発明の方法で用いられる触媒は現在、広く用いられて
いる脱水素触媒と異り、揮発性のアルカリ成分を全(含
有しないことも一つの特徴であり、したがってアルカリ
成分の補給という操作も勿論要さずに長期にわたる触媒
寿命を有する。
本発明方法における反応原料であるp−エチルフェノー
ル類とはフェノール性水酸基に対してパラ位にエチル基
を宵するp−エチルフェノールならびにp−エチルフェ
ノールの芳香核の1〜4個の水素原子がメチル基で置換
された化合物を意味する。
本発明方法によればp−エチルフェノール類ヲ前記触媒
に高温で接触させることにより相当するp−ビニルフェ
ノール類を高い選択率で製造することが出来る。
反応温度は一般に400〜700℃の間であり、500
〜600℃の間の反応温度の使用が好ましい。
原料p−エチルフェノール類の触媒層への供給速度は液
時空間速度(LH8V)で表して0.1〜10hr−1
の範囲が通常採用される。
反応圧力は常圧、減圧及び加圧のいずれでもよいが、常
圧近辺で反応を行うのが実際的である。
脱水素反応は平衡論的には減圧下の方が進行しやすいが
工業的には装置の建設、運転において常圧の方が有利で
あり、分圧の低下で目的を達するのがよい。
したがって反応は通常は稀釈剤の存在下で行われる。
稀釈剤としては種々の物質、例えば炭酸ガス、窒素等を
使用することができるが一般には炭素析出を抑制し且つ
反応熱の一部を供給する効果を有する水蒸気の使用が好
ましい。
反応系中に導入される水とp−エチルフェノールのモル
比は特に規制されないが通常は水/p−エチルフェノー
ルのモル比が2〜200の範囲が採用される。
用いる触媒床の形式は固定床は勿論、必要に応じて移動
床、流動床など任意の形式の触媒床が採用され得る。
以下に実施例ならびに比較例を示して本発明方法の構成
及び効果を更に具体的に説明するが、これらはあくまで
も単に例示のためのものであって本発明の範囲を制限す
るものと解されるべきではない。
実施例 1 硝酸りDA(Cr(N03)3−9H20)1507を
Jlの水に溶解し、攪拌しながら13%アンモニア水を
これに加えてpHを9.0にした。
生成した沈澱をf過、水洗したのち、150℃で乾燥し
た。
ついで600℃で3時間焼成し、4.wt%の割合でパ
ラフィンワックスを加えてよ(混和したのち8mmφに
打錠成型を行い、再び600℃で3時間焼成した。
このものを破砕し、用いる反応管に過半な6〜10メツ
シユに粒度なそろえた触媒11’を内径20關の石英製
反応管に充填し、550℃の反応温度でLH8V1.O
hr ’の割合でp−エチルフェノールを、p−エチ
ルフェノールの10倍モルの量の水とともに供給してほ
ぼ常圧で反応を行った。
生成物をガスクロマトグラフ及びゲルパーミェーション
クロマトグラフにて分析したところ、p−エチルフェノ
ール転化率350%、p−ビニルフェノール選択率90
.7%、ポリマー(オリゴマーを含む、以下同じ)選択
率2.1%、フェノール選択率1,5%、その他の生成
物の選択率1.5%、分解物(ガス状物質への分解およ
び触媒表面へのコーキング、以下同じ)選択率32%な
る結果を得た。
この触媒を用いて10回以上脱水素反応(550℃×5
時間)及び焼成再生(500〜b しても転化率及び選択率の低下は何等認められなかった
8mTLφに成型する代りに直径5mm、高さ4、 m
mの円柱状に成型した触媒1粒を木安製作所製の硬度計
に装填して触媒粒が破壊された際の荷重を求め、この操
作を多数回繰り返して求めた平均値は]、、 06 k
gであった。
実施例 2 硝酸クロム(Cr (NO3)3 ・9H20)soy
および硝酸亜鉛(Zn (NO3)2 ・6H20)1
791を11の水に溶解し、13%アンモニア水を加え
てpHを8.5にした。
生成した沈澱をと過、水洗したのち150 ’Cで乾燥
し、ついで600℃で3時間焼成し、4wt%の割合で
パラフィンワックスを加えてよ(混和したのち打錠成型
を行った。
その後、再び600℃で3時間焼成した。
6〜10メツシユに粒度をそろえたのちこの触媒(Cr
:Zn原子比1:3)II’を用いて実施例1と同様に
してp−エチルフェノールの脱水素反応を行い下記の結
果を得た。
p−エチルフェノール転化率30.3%、p−ビニルフ
ェノール選択率92.4%、ポリマー選択率2.9%、
フェノール選択率1.7%、その他の生成物の選択率1
.7%、分解物の選択率13%。
実施例1と同様にして測定した触媒強度は22.4.k
gであった。
実施例 3 硝酸りOA (Cr (N03) 3 ・9 H20)
160グおよび硝酸マンガン(Mn (NO3) 2
・6H20)111’を水11に溶解したのち実施例
1と同様な方法で調製した酸化クロム−酸化マンガン組
合せ触媒(Cr:Mn原子比約1:1)IOS’を用い
て実施例1と同様な反応条件で2・6−シメチルー4−
エチルフェノールの脱水素反応を行い、2・6−シメチ
ルー4−エチルフェノールの転化率31.5%そして2
・6−シメチルー4−ビニルフェノール選択率88.2
%の結果を得た。
触媒強度は10.6kgであった。
実施例 4 硝酸クロム(Cr(NO3)3・9H20)90′?お
よび硫酸チタン(TI (SO4)2 )100ftを
水11に溶解したのち実施例1と同様な方法で調製した
酸化クロム−酸化チタン組合せ触媒(Cr:Ti原子比
約1 : 2)1M’を用いて実施例1と同様な反応条
件でp−エチルフェノールの脱水素反応を行いp−エチ
ルフェノールの転化率32.5%そしてp−ビニルフェ
ノールへの選択率90.1%の結果を得た。
触媒強度は12.5kyであった。実施例 5 硝酸クロム(Cr (N03) a ・9 H20)
80 ?および硝酸ジルコニル(ZrO(N03)2・
2H20;53グを11の水に溶解したのち、実施例1
の方法と同様にして調製した酸化クロム−酸化ジルコニ
ウム組合せ触媒(Cr:Zr 原子比1:1)10グを
用いて実施例1と同様な反応条件でp −エチルフェノ
ールの脱水素反応を行い、p−エチルフェノールの転化
率33.3%そしてp−ビニルフェノールへの選択率9
2.3%の結果を得た。
触媒強度は11.2kgであった。
比較例 1 酸化クロム90wt%−活性γ−アルミナ10wt%組
合せ触媒(触媒A)および酸化鉄−酸化クロム−酸化カ
リウム組合せ触媒(触媒B)各10S’を用いてそれぞ
れ実施例1と同一条件でp−エチルフェノールの脱水素
反応を行い表−1に示す結果を得た。
これらの触媒(A)及び(B)は市販品を入手して用い
たものである。
触媒(A)は脱水素触媒として古典的且つ代表的な触媒
の例であり、一方触媒(B)は脂肪族炭化水素及びアル
キルベンゼンの脱水素触媒として著名であり現在も広く
工業的に採用されている触媒である。
すなわち、この比較例はアルキルフェノールの脱水素反
応が脂肪族炭化水素あるいはアルキル側鎖を有する芳香
族炭化水素の脱水素反応とは顕著に相違した反応であり
、脂肪族炭化水素あるいはアルキル化芳香族炭化水素の
脱水素反応に成功的に使用されたあるいは現に使用され
ている触媒がアルキル化フェノールの脱水素反応には適
当に使用できないこと、および担体として一般に用いら
れるγ−アルミナの使用が好ましくないことを示すもの
である。
比較例 2 触媒C(酸化クロム−酸化ニッケル:Cr:Ni原子比
が1=1のもの)及び触媒D(酸化クロム−シリカ;C
r:Si 原子比が1:1のもの)をそれぞれ101
用いて実施例1と同一条件下でp−エチルフェノールの
脱水素反応をおこない表−1に示す結果を得た。
この比較例は同じ遷移金属であってもZn、Mn。
Ti及びZr以外の金属、例えばNiは顕著に相違した
結果を与えること及び担体として広く用いられるシリカ
の使用が好ましくないことを示すものである。
理解の便のために表−1には実施例1〜5の結果も併せ
て示した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸化クロム(III)を単独で触媒として用いるこ
    とを特徴とするp−エチルフェノール類を脱水素して相
    当するp−ビニルフェノール類を製造スる方法。 2 酸化クロム(III)を酸化亜鉛、酸化マンガン、
    酸化チタンおよび酸化ジルコニウムからなる群から選ば
    れた1種またはそれ以上の金属酸化物と組合せて触媒と
    して用いることを特徴とするp−エチルフェノール類を
    脱水素して相当するp−ビニルフェノール類を製造する
    方法。 3 酸化クロム(III)と該金属酸化物の割合が原子
    比で0.1〜10の範囲である特許請求の範囲第2項に
    記載の方法。
JP52121270A 1977-10-07 1977-10-07 ビニルフェノ−ル類を製造する方法 Expired JPS5857410B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.ORG.CHEM=1958 *

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