JPS6115049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はシクロヘキセンの分離方法に関するも
のである。さらに詳しくは、シクロヘキセンを含
有するベンゼンおよび／またはシクロヘキサンの
混合物からシクロヘキセンを分離する方法に関す
るものである。 シクロヘキセンを含有するベンゼンおよび／ま
たはシクロヘキサンの混合物は一般には、ベンゼ
ンの選択的水素添加法、シクロヘキサンの選択的
脱水素法または酸化的脱水素法などにより、シク
ロヘキセンを製造する際に、反応生成物として得
られる。 シクロヘキセンは、シクロヘキサノール、アジ
ピン酸などの有機合成の原料として有用な環状不
飽和炭化水素化合物である。 したがつて、上記種々の方法により、シクロヘ
キセンを工業的に有利に得るためには、上記混合
物からのシクロヘキセンの分離精製が重要な問題
となる。そこで従来からシクロヘキセンを分離す
るために種々の方法が検討されてきた。 第１に蒸留により分離する方法が知られてい
る。しかし、シクロヘキサンの沸点は760mmHgで
80.7℃、シクロヘキセンは83.3℃、ベンゼンは
80.1℃と以上３者の沸点があまりに接近している
ため、実質上困難である。高度な精密蒸留により
ある程度分離することができるが、工業的規模で
実施することは困難である。 シクロヘキセンだけを上記混合物から選択的に
得る方法として特定抽剤を用いて抽出蒸留するこ
とも検討されている。この方法による上述した蒸
留法よりもはるかに容易にシクロヘキセンを選択
的に分離することができるが、第４成分として多
量の高沸点溶媒を用いるために、系が複雑になり
装置も大きくなり、しかも多量の高沸点溶媒を気
化させるために多量のエネルギーを必要とするな
どの欠点がある。 さらにシクロヘキセンを上記混合物から選択的
に分離する方法としてシクロヘキセンのみをフツ
化物にいちど変換することにより上記混合物から
分離した後、脱フツ化水素化して、再びシクロヘ
キセンとして分離取得する方法も知られている。
しかしシクロヘキセンをフツソ化する工程、シク
ロヘキセンのフツソ化物とベンゼンおよび／また
はシクロヘキサンとの分離工程、シクロヘキセン
のフツソ化物の脱フツソ化水素化工程などが必要
であり、複雑な操作および装置を必要とする欠点
がある。 またシクロヘキセンを含むベンゼンおよび／ま
たはシクロヘキサンの混合物にテトラフルオロホ
ウソ酸銀（AgBF₄）やヘキサフルオロアンチモン
酸銀（Ag₂SbF₆）などの塩を添加して、シクロヘ
キセンまたはベンゼンとの錯体を形成させること
により分離する方法も知られている。しかし、高
価な塩を多量に必要とすること形成された錯体の
溶解度が大きく、その分離操作が単純ではないこ
と、錯体を分離できたとしても、シクロヘキセン
とベンゼンの分離操作があらたに必要なことなど
の欠点がある。 さらには、特殊に処理した陽イオン交換樹脂に
上記混合物を通過させることにより、相互に分離
する方法も提案されている。この方法は簡単な方
法ではあるが、上記混合物へのイオン交換樹脂の
溶出があること、イオン交換樹脂の劣化、分離生
成物の純度低下などがあること、これらにともな
い、さらに精製工程が必要になり複雑化すること
などの欠点がある。 本発明者らは、以上記述した従来法の欠点およ
び問題点を克服するために鋭意研究を重ねた結
果、シクロヘキセンを含むベンゼンおよび／また
はシクロヘキサンの混合物からシクロヘキセンを
分離取得する際に、ベンゼンおよび／またはシク
ロヘキセンを選択的に吸着するＸ型アルミノシリ
ケートゼオライトを吸着剤として使用することに
より、極めて簡便に、純度よく、経済的にシクロ
ヘキセンを分離することができることを見い出
し、さらに驚くべきことにＸ型アルミノシリケー
トゼオライトの金属イオンを他の金属イオンに交
換してもシクロヘキセンの二量化やベンゼンとの
付加反応などの変質をほとんどともなわずにベン
ゼンおよび／またはシクロヘキセンを吸着される
ことを見い出し本発明に到達した。 したがつて、本発明の目的は、簡便で容易な操
作により、経済的に純度よく、シクロヘキセンを
含むベンゼンおよび／またはシクロヘキサンの混
合物からシクロヘキセンを分離する方法を提供す
ることである。 すなわち、本発明は、 シクロヘキセンを含有するベンゼンおよび／ま
たはシクロヘキサンの混合物からシクロヘキセン
を分離取得する際に、Ｘ型アミノシリケートゼオ
ライトを吸着剤として用いて、 (イ) 前記混合物がシクロヘキセンおよびベンゼン
からなる場合には、ベンゼンを選択的に吸着せ
しめ、 (ロ) 前記混合物がシクロヘキセンおよびシクロヘ
キサンからなる場合には、シクロヘキセンを選
択的に吸着せしめ、 (ハ) 前記混合物がシクロヘキセン、ベンゼンおよ
びシクロヘキサンからなる場合には、まずベン
ゼンを選択的に吸着せしめ、次いでベンゼンを
吸着除去したシクロヘキセンおよびシクロヘキ
サンからなる混合物からシクロヘキセンを選択
的に吸着せしめる ことを特徴とするシクロヘキセンの分離方法であ
る。 本発明でいうシクロヘキセンを含むベンゼンお
よび／またはシクロヘキサンの混合物は一般には
ベンゼンの選択的水素添加法、シクロヘキサンの
選択的脱水素または酸化的脱水素法などによりシ
クロヘキセンを製造する際に得られる反応生成物
が主に用いられる。 従来の方法により上記反応生成物を処理した後
の混合物であつてもよい。したがつて上記混合物
の各成分の組成は全く任意である。またシクロヘ
キセンの製造法の種類によつても異なるが少量の
反応副生物（例えば１・３−シクロヘキサジエ
ン、１・４−シクロヘキサジエン、メチルシクロ
ペンテンなど）や他の炭化水素化合物などが混合
されていてもよい。 さらに上記反応生成物が水を含み２層に分離さ
れている場合は水層と分離してから用いるのが好
ましく、このとき、シクロヘキセンを含むベンゼ
ンおよび／またはシクロヘキサンの混合物から、
この混合物に溶存している水分を適当な方法であ
らかじめ除去しておくほうが有利である。 その方法としては例えば実質的にシクロヘキサ
ン、シクロヘキセンおよびベンゼンのいずれをも
吸着する能力のないゼオライト（例えば米国ユニ
オンカーバイド仕製Ａ型合成アルミノシリケート
ゼオライトなど）を用いて水のみを吸着して除去
することができる。 本発明でいうＸ型アルミノシリケートゼオライ
トはフオージヤサイトに類似の結晶構造を有する
ゼオライトを意味し下式によりこれを近似するこ
とができる。 Ｍ_o/2Ｏ・Al₂O₃・XSiO₂・yH₂O Ｍ：金属 ｎ：Ｍの原子価 ｘ：２〜３の任意の数 ｙ：結晶水含量 したがつて、本発明で用いられるＸ型アルミノ
シリケートゼオライトは上記のような結晶構造を
有する組成物であればよく、従来より公知な方法
で合成されたいずれのＸ型アルミノシリケートゼ
オライトをも使用できる。さらにＸ型アルミノシ
リケートゼオライトを構成する金属はどのような
金属であつてもよい。この金属は通常、イオンと
して交換することができる。また金属イオンが水
素イオンまたはアンモニウムイオンに置換されて
いてもよい。 さらには、これら金属イオンは２種以上の金属
イオンで置換されていてもよい。 イオン交換の方法は公知のいずれの技術も使用
可能であり、イオン交換量も任意である。 イオン交換の方法としては、水溶性の金属塩
（例えば塩化物、硝酸塩、硫酸塩などが用いられ
る。）を水にとかす。濃度は金属塩の種類により
異なるが１〜10wt％ぐらいが好ましい。この溶
液をゼオライトに接触させてイオン交換させる。
その方式はバツチ式でも流通式でもよい。このと
きの温度は20〜100℃まで使用されるが、交換速
度をはやめるためには50〜100℃が好ましい。イ
オン交換量はイオンの種類により異なるが、溶液
の濃度、イオン交換時の温度などにより任意に設
定することができる。 またイオン交換処理後は例えばクロルイオン
（Cl^-）や硝酸イオン（NO₃ ^-）が検出しなくなるま
でに十分に水洗する。 またＸ型アルミノシリケートゼオライトを吸着
剤として使用される前にその結晶水をあらかじめ
除去しておくことが必要である。通常は100℃以
上に加熱して結晶水含量を小さくするのである
が、好ましくは200〜600℃で加熱することにより
結晶水をほとんど除去することができる。100℃
以下の加熱では一部の水しか除去されずベンゼン
および／またはシクロヘキセンの吸着量が少な
い。600℃以上に加熱するとＸ型アルミノシリケ
ートゼオライトの結晶構造が崩壊することもある
ために、ベンゼンおよび／またはシクロヘキセン
の吸着量を低下させる。 シクロヘキセンを含むベンゼンおよび／または
シクロヘキサンの混合物とＸ型アルミノシリケー
トゼオライトと接触させる方法はバツチ式でもよ
いし流通式であつてもよい。 シクロヘキセンを含むベンゼンおよび／または
シクロヘキサンの混合物の量とＸ型アルミノシリ
ケートゼオライトの量は、上記混合物の構成成分
およびそれらの含有量によつて異なるし、接触さ
せる方法によつても異なるが、本発明の方法によ
れば任意の条件を選ぶことができる。 上記混合物とＸ型アルミノシリケートゼオライ
トとを接触させるときの温度は低いほど好まし
い。しかし、上記混合物の構成成分およびそれら
の含有量によつては上記混合物が凝固することも
あるので、上記混合物の凝固点以上の温度であれ
ばよい。しかし80℃以上では上記混合物の気化が
おこり、開放系ではその損失が多くなり好ましく
ない。また−10℃以下では冷却に要するエネルギ
ーが多大となり経済的ではない。したがつて−10
〜80℃で操作することが好ましく、さらに好まし
くは０〜50℃である。また、開放系でなけば気化
などによる損失が大きくないので、温度は任意に
設定できる。 一方、いかなる脱着方法を採用するかによつ
て、好ましい吸着温度は異なるが、たとえば脱着
剤による脱着方法において上記混合物よりさらに
沸点の高い脱着剤を用いるときには、脱着剤共存
下で吸着が行なわれるので、置換速度をはやめる
ために、脱着剤との混合系における沸点付近まで
の温度で吸着を実施することができる。 本発明で用いられるＸ型アルミノシリケートゼ
オライトの形状は上記混合物と上記ゼオライトと
の接触方法とにより適当に選択される。粉末状、
砕塊状でもよいし、圧縮成型、押出し成型および
マルメライザーによる成型法などによつて得られ
る成型品であつてもよい。成型にはバインダーを
用いる方法がより一般的であるが、バインダーを
用いなくても十分満足される成型品が得られる場
合にはバインダーを用いない方が好ましい。 バインダーとしてはアルミナ、シリカ、陶土、
酸性白土等が使用可能である。 本発明の方法によりＸ型アルミノシリケートゼ
オライトに吸着されたベンゼンおよび／またはシ
クロヘキセンは公知の方法により分離回収され
る。すなわち加熱することにより、ベンゼンおよ
び／またはシクロヘキセンを気化させることによ
り上記ゼオライトと分離することができる。上記
ゼオライトは再び吸着能力が復活し、再使用が可
能である。別の方法としてベンゼンおよび／また
はシクロヘキセンを吸着したＸ型アルミノシリケ
ートゼオライトを減圧ふん囲気下でベンゼンおよ
び／またはシクロヘキセンを気化させることによ
り分離することもできる。この場合も再びゼオラ
イトを使用することができる。また以上二つの方
法を併用することもできる。さらにはベンゼンお
よび／またはシクロヘキセンを吸着したＸ型アル
ミノシリケートゼオライトをベンゼンおよび／ま
たはシクロヘキセンよりもさらに吸着力の強い脱
着剤で処理することによりベンゼンおよび／また
はシクロヘキセンを脱着し、あらたに吸着された
脱着剤を上記二つの方法により脱着し再び使用す
ることもできる。このとき用いられる脱着剤の一
例として水をあげることができる。また混合物が
シクロヘキセンとシクロヘキサンの二成分であ
り、シクロヘキセンがＸ型アルミノシリケートゼ
オライトに吸着されている場合には、シクロヘキ
センよりも強く吸着するベンゼンが脱着剤として
使用可能である。 またはベンゼンおよび／またはシクロヘキセン
を吸着したＸ型アルミノシリケートゼオライトを
ベンゼンおよび／またはシクロヘキセンと同程度
の吸着選択係数をもち、かつベンゼンおよび／ま
たはシクロヘキセンと沸点の異なるものを脱着剤
として用いることができる。ベンゼンおよび／ま
たはシクロヘキセンと脱着剤との分離は蒸留など
により容易に実施される。 以上のように、吸着されたベンゼンおよび／ま
たはシクロヘキセンの脱着方法は種々あるが、実
施にあたつては任意の組み合せが可能である。 本発明の方法の実施をより具体的に示すと、例
えばシクロヘキセンを含むベンゼンおよび／また
はシクロヘキサンの混合物がシクロヘキセンおよ
びベンゼンからなる場合、この混合物を上記に説
明した方法で脱水処理したＸ型アルミノシリケー
トゼオライトに接触させて高い選択率でベンゼン
をこのゼオライトに吸着させる。これにより高濃
度のシクロヘキセンを得ることができる。 また、前記混合物がシクロヘキセンおよびシク
ロヘキサンからなる場合、この混合物と上記に説
明した方法で脱水処理したＸ型アルミノシリケー
トゼオライトに接触させて高い選択率でシクロヘ
キセンをこのゼオライトに吸着させる。これによ
り高濃度のシクロヘキサンを得ることができる。
Ｘ型アルミノシリケートゼオライトに吸着された
シクロヘキセンは上記に説明した方法により脱着
せしめて高純度のシクロヘキセンを得ることがで
きる。 さらに、前記混合物がシクロヘキセン、ベンゼ
ン、シクロヘキサンからなる場合、この混合物を
上記に説明した方法で脱水処理したＸ型アルミノ
シリケートゼオライトに接触させて高い選択率で
ベンゼンをこのゼオライトに吸着する。ベンゼン
が吸着除去されたシクロヘキサンとシクロヘキセ
ンの混合物は別のＸ型アルミノシリケートゼオラ
イトに接触させることにより高い選択率でシクロ
ヘキセンを吸着する。これにより高純度のシクロ
ヘキサンを得ることができる。 またＸ型アルミノシリケートゼオライトに吸着
されたベンゼンおよびシクロヘキセンは上記に説
明した方法によりそれぞれ脱着され、高純度のベ
ンゼンおよびシクロヘキセンが得られる。以上に
説明したように本発明の方法によれば極めて容易
に上記混合物を相互に分離し、シクロヘキセンを
得ることができる。 ここに示した例でわかるように、シクロヘキセ
ンを含むベンゼンおよび／またはシクロヘキサン
の混合物の成分およびその割合いがどのようなも
のであつても原理的に適用できることが判る。 以下に実施例により本発明の効果を詳細に説明
するが本発明を限定するものではない。 本実施例においてＸ型アルミノシリケートゼオ
ライトの性能は下式で定義される吸着選択係数α
と吸着容量Ｃとで表示する。

【表】

【表】 〓ヘキセン量 〓 〓キセン量 〓
C ＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シクロヘキセンを含有するベンゼンおよび／
   またはシクロヘキサンの混合物からシクロヘキセ
   ンを分離取得する際に、Ｘ型アルミノシリケート
   ゼオライトを吸着剤として用いて、 (イ) 前記混合物がシクロヘキセンおよびベンゼン
   からなる場合には、ベンゼンを選択的に吸着せ
   しめ、 (ロ) 前記混合物がシクロヘキセンおよびシクロヘ
   キサンからなる場合には、シクロヘキセンを選
   択的に吸着せしめ、 (ハ) 前記混合物がシクロヘキセン、ベンゼンおよ
   びシクロヘキサンからなる場合には、まずベン
   ゼンを選択的に吸着せしめ、次いでベンゼンを
   吸着除去したシクロヘキセンおよびシクロヘキ
   サンからなる混合物からシクロヘキセンを選択
   的に吸着せしめる ことを特徴とするシクロヘキセンの分離方法。