JPS604135A - 炭化水素類およびアルコ−ル類からの不純物の除去 - Google Patents

炭化水素類およびアルコ−ル類からの不純物の除去

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JPS604135A
JPS604135A JP59088231A JP8823184A JPS604135A JP S604135 A JPS604135 A JP S604135A JP 59088231 A JP59088231 A JP 59088231A JP 8823184 A JP8823184 A JP 8823184A JP S604135 A JPS604135 A JP S604135A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は炭化水素類とアルコール類から不純物な除去す
る方法に関するものであり、特に特定の酸性カチオン交
換樹脂を使用するカチオン性およびアンモニア性不純物
の除去に関するものである。
背景技術 極めて多くの化学反応の出発物質としてアルコール類お
よび炭化水素類が使用されている。これらの反応の多く
は出発物質の純度が許容し得ろ製品の生産と重大な関係
がある。カチオン性不純物、又は例えばアンモニアのよ
うな塩基性不純物の存在は特に厄介である。
炭化水素類からのカチオン性および塩基性不純物の除去
は従来伝統的に酸洗浄および水洗浄又は強酸性イオン交
換樹脂での処理によって行なわれて来た。アルコール類
の精製もまた強酸型イオン交換樹脂を用いて行なわれて
来た。然しこれらの処理法は欠点があり、特に炭化水素
又はアルコールが酸触媒反応を受け易い場合には欠点が
あった。
多くの比較的純粋な炭化水素はこれを強酸と接触させろ
と反応を起し、例えばオレフィン類は二量体、二量体お
よび高重合体を生成する。アルコール類は脱水して水と
オレフィン又はエーテル化形成する。
このような酸触媒に対ずろ敏感性は出発物質を触媒の存
在において反応させる前に合併する場合、例えばオレフ
ィンのエーテル化又はアルコール化等の場合に特に重大
な影響がある。それ自身は出発物質中で有害な反応を起
さないが触媒毒となる不純物を除去するような出発物質
の処理方法が極めて望ましい。
発明の総括 カチオン性およびアンモニア性不純物が単独又は合併し
たアルコールおよびC4ないしC6液状炭化水素の送入
原料の流れからこれを水素型の酸性カチオン交換樹脂と
接触させろことによって効果的に除去されろことが発見
された。このカチオン交換樹脂はアルコールおよび炭化
水素原料中で酸触媒反応を促進しない性質があることを
基本東件として選ばれろ。
発明の詳細 な説明についてエーテル類の製造に用いられろオレフィ
ン類およびアルコール類からのカチオン性およびアンモ
ニア性不純物の除去に関連して記載するか、本発明は他
の液状炭化水素および炭化水素混合物からのこ石らの不
純物の除去にも関連するものである。エーテル類を製造
する場合にはこオ′1ら不純物は触媒毎となるので除去
しなければならない。然し処理されろ原料の酸触媒反応
を避けながら行なう不純物の除去はその除去の理由が何
であっても、本発明の範囲に属する。
ガソリン添加物であるメチル−第三ブチルエーテル(M
TBE)を形成するイソブチレンとメタノールとの反応
は本発明の説明を行なう上で特に好適である。種々のエ
ーテル化形成するためにインペンタンやインヘキサンの
ような他種オレフィンをアルコールと共に使用すること
が出来ろ。水は反応剤であるアルコールの代りに使用す
ることが出来、オレフィンと反応して生成物としてアル
コールを与えろ。他種のガソリン添加物である第三ブチ
ルアルコールは水ゲアルコールに附加する場合の一般的
に知られている応用例である。
MTBEの製造の代表的方法では出発物質としてイソブ
チレン(インブテン)を含有する炭化水素およびメタノ
ールを使用する。純粋なイソブチレンも勿論使用されろ
が10ないし50%のイソブチレンを含有している炭化
水素混合物も使用し得ろ。このような混合物はインブチ
レンの外に、ルーブタン、インブタン、ズテンー1、お
よびブテン−2を含有していることがある。例えば熱分
解、水蒸気分解および接触分解によって得られるC4 
留分化使用することは好都合である。本方法には市販の
メタノールは原料として十分である。
反応原料は別々に又は合併して適当な反応器、代表的な
ものとしては固定床管胴式反応器又は流動床式反応器に
通入されろ。イソブチレンおよびメタノールは強酸型カ
チオン交換樹脂の触媒床を通過する際著しい発熱反応に
よって加熱される。
インブチレン以外のC4炭化水素は反応を起さないいで
触媒床な通過する。生成したMTBE、未反応メタノー
ルおよびC4炭化水素は反応器の後流部において蒸留に
よって分離される。
MTBE合成用の触媒床に使用さし7−1強酸性イオン
交換樹脂はLewatit SPC118(1m品名)
Aynherlyst 15 (i”−N品名)、Do
we、x MSC−1(’il’b品名) 、Du、o
lite G−26H(fi品名)およびDu、oli
te ES−276(商品名)である。カチオン性不純
物が触媒に送られろ原料の流れ中に存在する場合には、
該不純物は明らかに触媒の酸の部分に結合しこれを不活
性化する。又原料中のアンモニアは酸性環境中でアンモ
ニウム イオンヲ形成して同様の挙動を行なうであろう
水素型の強酸性イオン交換樹脂をメタノールが反応器に
送入される前てメタノールを精製するために使用しても
良いが、このような樹脂はG4 の流れを精製するため
には使用ずろことか出来な(・0それはインブチレンが
このような条件の下では極めて二量化および重合を起し
易いからである。このようにして生成したインブチレン
の重合体は反応剤として使用ずろことは出来ない土反応
器中の触媒の細孔内に蓄He して触媒病となると考え
られる。水素型ではない(例えばナトリウム型の)強酸
性イオン交換樹脂は溶出したナトリウムイオンが反様に
反応用触媒な腑毒させるので04 の流れの精製には使
用出来°ない。
酸洗浄法および水洗浄法はM T B E反応器へ送ろ
C4原料の流i1の精製法として使用することが出来る
がメタノール原4斗の流1れの精製にはメタノールと水
との俗解性のために使用出来ない。又両原料の流れを合
併してこttW強酸性イオン交換樹脂を用いて同時に粘
膜することも出来ない。このような条件の下ではMTB
Eの生成がイオン交換樹脂によって促進されるであろう
。現在の技術ではインブチレンを含有しているG4 の
流れと、メタノールの流れとのそれぞれMTBE反応器
に送られる原料から不純物欠除去するために二つの精製
技術が必要である。
C4の流れ中に見出される代表的な不純物はアンモニア
やアミン類等の塩基性化合物である。市販のメタノール
も一般に微量のアンモニア性化合物ならびにカチオン性
不純ゼ、通常CtL、 Fe、19t、、およびOrの
ような金属カチオンを含んでいろ。
今回反応原料を合併して酸触媒反応を促進しない弱酸性
カチオン交換樹脂と接触させろことによってこのような
合併゛した反応原料中の不純物を効果的かつ経済的に除
去ずろことが出来ることが思いがけなく発見された。こ
のような樹脂の特徴は一般的にほとんど化学量論的の量
の酸と接触して水素型に変換するか水素型の樹脂を再生
する能力があることである。此の特徴は強酸性力チオ/
交換樹脂を完全に水素4pに変換するには大過剰(通常
4ないし5倍)の高濃度の強酸を必要とすることに対し
て対照的である。所望の性質を持つ酸性のカチオン交換
樹脂は通常ホスホン酸、スルホン酸、又はカルボキシル
官能基を持つものであってゲル型(スルホン酸官能基を
持つもの)又は巨視孔を有する型のものである。
本発明について後記の具体的実施例に更に詳細に説明す
る。
〔実施例1〕 インブチレン45%、インズテン35%、および1−ブ
テン20%を含有しているC4 脂肪族炭化水素の混合
物を造り、その2.6ポンド(+、2kg)を1ガロン
(3,81)の容量を有するかく神式等温オートクレー
ブに秤取した。このC4炭化水素混合物に40 ppm
 のアンモニアを添加した。液状C4炭化水素の一定容
積の量を取り出し、既知量の0.0IN硫酸入り密閉ガ
ラス瓶中で膨張させてガスにした後振とうした。C4中
のアンモニアはこの際酸と反応して硫酸アンモニウムを
生成し、生成した溶液をイオン交換クロマトグラフィで
分析して当初のアンモニウムイオン濃度を定量した。
前記のアンモニアを添加した液状C4混合物を収容して
いるオートクレーブに乾燥したゲル状の水素型のスルホ
ン酸型カチオン交換樹脂(DwoliteC−225X
IJ)約iogを窒素ブランケット下で注入した。50
℃においてl hrかく押抜試料を取り出して酸性にし
た後、前記のようにして分析した。分析の結果アンモニ
アはC4混合物から完全に除かれていることが分った。
巨視孔を有する水素型のホスホン酸5リカチオン交換樹
脂(Dwolite ES−467) と巨視孔を有す
る水素型にしたカルボン酸型カチオン交換樹脂(Du、
olite C−464)を用いて同様の実験を行なっ
た。両樹脂ともC4混合物中のアンモニアケ完全に除去
した。
〔実施例2〕 実施例1に記載した三種の樹脂のメタノール中の銅イオ
ン除去能力を評価した。硫酸鋼から生成した銅イオンC
1L300 pPrrL をメタノールに混合した。こ
のメタノールを上記カチオン交換樹脂を充填した26m
1容量の竪型のカラムに室温で毎時樹脂層容積の30倍
の速度で通した。流出液中の銅イオン濃度を可視スペク
トル分光計で監視した。樹脂はすべてメタノール中の銅
を効果的に除去しカラムの初期漏出は下記の通りであっ
た。
ホスホン酸型樹脂 樹脂層容積の10倍、カルボン酸型
樹脂 “ 3倍 カルボン酸型樹脂 150倍 〔実施例3〕 実施例IK記載した樹脂のイソブチレン変化率を形成ず
ろ接触能力を評価した。実施例1の04混合物約2.6
ホンド(1,2に9);、:容量1ガロン(3,81)
のオートクレーブに秤取した。反応器の温度を70 ′
Cに上げ乾燥当量で120ゴの湿った樹脂を反応器に注
入し此の時を時間ゼロとした。
試料を一定時間毎に採取してそのイソズチレンニ量体ケ
ガスクロマトグラフイで分析した。
樹脂の触媒作用を比較するために変化率の%対時間のデ
ータを速度式に当てはめIIl、衰1−ろ速度恒数を比
較した。下記の一次反応速度式に従うものと仮定した。
γ=んC1IB=AC8(1−X) rは1晩間中に樹脂11当りのイソブチレンの消費され
るグラムモルである。CIBはインブチレンの濃度、c
o は当初のインブチレン濃度、Xは反応したイソブチ
レンの割合、kはhrの逆数で表わした速度恒数である
70℃におけるイソブチレンニ量体の生成速度恒数は第
1表に示す通りである。
第1表 スルホン酸型カチオン交換樹脂 0.01(DtLol
itt C−225X10)ホスホン酸型カチオン交換
4e(脂o、o。
(Dtbolite ES−467) カルボン酸型カチオン交換樹脂o、o 。
(Du、olite G−464) これらの樹脂のどれもみなイソブチレンニ邦体を生成す
る有意的な触媒作用を持っていない。スルホン酸樹脂に
よって生成される二量体の微量に極めて微量のため有意
的ではない。 ゛〔実施例4〕 MTBEfi造用のオレフィンとメタノールの代表的原
料の流れを合併して本発明の方法で処理し、この処理に
よってMTBE反応が接触促進されないことを示した。
すなわち1ガロン(3,8/)入りオートクレーブ反応
器にメタノール460m1と実施例1に記載したC4 
混合物26ボンド(121v )の混合物を仕込んだ。
時間ゼロの時、乾燥当量120m1の水中で膨張させた
湿った樹脂を窒素と共に反応器に注入した。一定時間毎
に試料を採取してインブチレン含有率をガスクロマトダ
ラフイで分析した。時間に対してイソブチレン変化率の
%なプロットし、データを下記の速度式に当てはめた。
”=kforward C工F!−krevers。C
MTBE = AC9(1−X−KX)Kは平衡恒数で
あって70″Gにおいては0.0526である。
第■表は本発明において使用されるカチオン交換樹脂が
存在している場合のMTBE反応の速度恒数およびMT
BE生成の良好な触媒として知られている強酸性マクロ
多孔質カチオン交換樹脂のMTBE反応の速度恒数を示
している。
第■表 スルホン酸型カチオン交換イク(脂 0.2(JJ+b
olite G−225) ホスホン酸型カチオン交換樹L 0.0(Duolit
e ES−467) カルボン酸型カチオン交換樹力旨 0.0(1)tLo
lite C−464) スルホン酸型強酸型カチオン交換樹脂 31(Du、o
lits ES−276) 本発明の方法に使用されろ樹脂の触蝉作用によって生成
されろ)、I T B Eの間・は有意ではない。これ
らの樹脂を使用して合併した供給流から不純物な除去す
ることが出来、著しいMTBEの生成を伴わないため発
熱量も少な(、熱除去装置を追加して設置する必要もな
い。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 アルコールと04 ないしC6の液状炭化水素と
    の合併した供給流を、水素型の酸性カチオン交換樹脂と
    接触させることより成り、該交換樹脂が前記供給流の酸
    触媒反応を有意に促進する能力がないものであることを
    特徴とする、前記供給流からカチオン性およびアンモニ
    ア性不純物を除去する方法。 2、該炭化水素がオレフィン類を含有している前記特許
    請求の範囲第1項に記載する方法。 3、該アルコールがメタノールである前記特許請求の範
    囲第1項に記載する方法。 4、該供給流がメタノールおよびインブチレンである前
    記特許請求の範囲第1項に記載する方法。 5、該カチオン性不純物が金属イオンである前記特許請
    求の範囲第1項に記載する方法。 6、該交換樹脂がほぼ理論量の酸と接触することによっ
    て水素型に変換し得る能力があることを更に特徴とする
    前記特許請求の範囲第1項に記載する方法。 7、該カチオン交換樹脂がスルホン酸、ホスホン酸、カ
    ルボン酸又はそれらの混合物から選ばれた官能基を有す
    ることを特徴とする特許の範囲第1項に記載する方法。 8 該酸触媒反応がメチル第三プチルエーテルの生成反
    応である前記特許請求の範囲第4項に記載する方法。 9、該酸触媒反応が04 ないしC6 炭化水素の二量
    体を形成する反応である前記特許請求の範囲第1項に記
    載する方法。 10、イオン交換触媒の存在におけるインブチレンとメ
    タノールとの反応によるメチル第三プチルエーテルの製
    造方法において、インブチレンとメタノールとの供給流
    な合併し、合併した供給流をメチル第三プチルエーテル
    反応器に送入する前に、該供給流の酸触媒反応を促進す
    る能力を持たない水素4りの酸性カチオン交換樹脂と該
    供給流と?接触させろ前記製造方法。
JP59088231A 1983-05-02 1984-05-01 炭化水素類およびアルコ−ル類からの不純物の除去 Granted JPS604135A (ja)

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JPS604135A true JPS604135A (ja) 1985-01-10
JPH0445495B2 JPH0445495B2 (ja) 1992-07-27

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EP (1) EP0125833B1 (ja)
JP (1) JPS604135A (ja)
AT (1) ATE59629T1 (ja)
DE (1) DE3483792D1 (ja)

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Publication number Publication date
EP0125833A2 (en) 1984-11-21
ATE59629T1 (de) 1991-01-15
JPH0445495B2 (ja) 1992-07-27
EP0125833A3 (en) 1985-05-15
DE3483792D1 (de) 1991-02-07
EP0125833B1 (en) 1991-01-02

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