JPS6137745A - アルケニルベンゼン製造法 - Google Patents

アルケニルベンゼン製造法

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JPS6137745A
JPS6137745A JP59158783A JP15878384A JPS6137745A JP S6137745 A JPS6137745 A JP S6137745A JP 59158783 A JP59158783 A JP 59158783A JP 15878384 A JP15878384 A JP 15878384A JP S6137745 A JPS6137745 A JP S6137745A
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oxygen
reaction
carrier
alkylbenzene
oxidative dehydrogenation
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Fujio Tsuchiya
土屋 富士雄
Katsumasa Yamaguchi
克誠 山口
Akio Okanoe
岡上 明雄
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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】 この発明は、アルキルベンゼンからアルケニルベンゼン
を製造する方法、例えばエチルベンゼンからスチレン、
エチルトルエンからメチルスチレンを製造する方法に関
する。
【釆立且遺 アルキルベンゼンからアルケニルベンゼンの製造、例え
ばエチルベンゼンからスチレンを製造する方法としては
下記の如きものが知られている。
1)脱水素 Cs H5C2H5−*Ca H5C2Hs +H2+
29.8Kcal/mo 1これは吸熱反応であって、
工業的に実施する場合には多量のスチームの如き稀釈側
兼反応熱供給媒体を必要とする不利益がある。また、こ
の接触的脱水素反応の進行には、化学平衡上の制約があ
り、工業的に有意なエチルベンゼン転化率を達成するた
めには、エチルベンゼン分圧、反応温度その他の反応条
件に可成りな制約をうけ、反応条件の選択ならびに調節
の点でも不利益である。
(2)分子状酸素存在下での酸化脱水素Ce H5C2
H5+’1202+Cs H5C2H3+H20−29
,2Kcal/no l これは分子状酸素の存在下で反応が行われ、発熱反応で
あり、比較的低い温度でも反応は進行するが、燃焼反応
や含酸素化合物形成反応などの不都合な副反応を生起し
易いという難点があり、また反応系に酸素を添加するの
で安全操作の点で留意を要する。
(3)金属酸化物を酸素キャリヤーとして用いる酸化脱
水素 金属酸化物を酸素キャリヤーとして用いること及び使用
後再生して繰返し用いる方法は知られている。
■工業化学雑誌72巻10号(1969)P2183〜
2187 (村上−雄ほか)には、キャリヤーガスとし
て窒素を用い、エチルベンゼンを各種触媒(金属酸化物
)即ちBi−V、B+−Cr+B1−Moなどに接触さ
せることによりスチレンが得られることを報告している
。しかし反応に際してはCO及びCO2が副生し、スチ
レンの選択率は最高で60〜70%程度で、また金属酸
化物の反応、再生を繰返した場合には活性が著しく低下
することが示されている。
■米国特許第3118007号には、酸化鉄含有触媒の
結合酸素によってブテンなどの炭化水素を酸化脱水素し
、この反応で低次の酸化状態になった触媒を再生して繰
返し用いる方法が示されているが、この方法でもかなり
のCo、CO2及びカーボンが副生じている。同特許エ
クザンプル4にはエチルベンゼンからスチレンを得る場
合が示されているが、反応温度はかなり高温(625℃
)を要し、かつ水蒸気の存在下で行う必要がある。
■特開昭55−100323には、不活性ガス及び/も
しくはスチームの存在下に、酸化マグネシウムと酸化チ
タンからなる担体上に、あるいは多孔質結晶シリカと酸
化マグネシウムからなる担体上に、酸化コバルト及び酸
化モリブデンを担持させてなる触媒(この場合は酸素キ
ャリヤー)を用いてエチルベンゼン、エチルトルエンの
ようなアルキル芳香族化合物の酸化脱水素を行い、この
反応に用いた触媒を酸化再生して繰返し使用する例が示
されているが、その実施例で高い転化率が得られている
のは反応温度が560°C以上の高温の場合である。
が  じようと る、 へ このように従来の固体酸素キャリヤーは再生して使用す
るに不向きであったり、比較的高温で反応を行う必要が
あるなど、実用化の点で満足すべきものがなかった。
本発明はこれらの問題点を解決した、比較的低温で活性
が高く選択性に優れ、しかも酸化再生して繰返し使用し
ても性能が劣化しない新規な固体酸素キャリヤーを用い
るアルケニルベンゼン製造法を提供するものである。′ すなわち本発明は、分子状酸素含有ガスの非存在下、鉛
、錫、ビスマス及びテルルからなる群から選ばれた一種
以上の金属の酸化物からなる酸素キャリヤーにアルキル
ベンゼンを接触させ酸化脱水素反応を行わせることより
なるアルケニルベンゼンの製造法である。
酸素キャリヤーは上記の金属の酸化物をそのまま使用す
ることも可能ではあるが、多孔質担体、例えばアルミナ
、シリカ・アルミナ、チタニャ、マグネシャ、ポリャな
どに担持させたものの方が酸素キャリヤーに原料が吸着
し易くなり反応率が向上する利点がある。金属酸化物を
担体に担持させる方法としては、含浸法、混練法、共沈
法など通常の担持触媒製造に使用される方法はいずれも
使用できる。このほか金属の酸化物に粘結剤、稀釈剤な
どを加えて成型したものを用いてもよい。
反応温度は300〜600 ’Cの範囲が用いられるが
、好ましいのは300〜500℃の範囲である。本発明
で使用する酸素キャリヤーは比較的低温での活性が高い
ので、あえて600℃に近い高温側で使用する必要がな
い。
アルキルベンゼンと酸素キャリヤーとの酸化脱水素反応
を行わせる反応器の形式は、固定床、移動床のいずれで
もよい。
使用済の酸素キャリヤーの再生は、空気の流通下、反応
温度より高めの温度、好ましくは600〜700℃に0
.5〜3時間維持することにより行うことができる。
アルキルベンゼンの酸化脱水素反応は吸熱反応であるが
、そこで必要な熱量は金属酸化物の再生に際して発生す
る熱量よりも少ないので、再生工程で高温になった酸素
キャリヤーを冷却することなくそのまま反応工程で使用
することにより必要な熱量は補い得る。即ち酸素キャリ
ヤーは酸素のみならず熱の伝達をも行う。
これまで提案されている酸素キャリヤーの如く600 
’C前後の高温で反応させる必要のあるものは、その温
度を維持するために高温スチームを添加する必要がある
が、本発明にかかわる酸素キャリヤーは500 ’0以
下の温度で活性を示すので、高温スチームのような補助
的熱源を反応系に供給する必要がない。
酸素キャリヤーの再生に用いる分子状酸素としては通常
空気が好ましく用いられるが、酸素富化空気など、酸素
分子を含有するガスはいずれも使用できる。
1月 以下の各実施例に示されるように90%以上の選択率で
アルケニルベンゼンが得られる。また酸素キャリヤーを
再生して繰り返し使用できる。
支ム1ユ 和光紬薬(株)製の試薬特級硝酸鉛の飽和水溶液を調製
し、25℃で、比表面積260m2/gを持つγ−アル
ミナに含浸させた後、150℃にて乾燥器中1時間乾燥
した。これを更に空気雰囲気下で電気炉にて700℃で
3時間焼成して、酸素キャリヤーとしてのPbO/γ−
アルミナを調製した。
このようにして調製した酸素キャリヤー1mMを取り、
ステンレス製0字管(酸素キャリヤー充填部内径10m
m)に充填し、この反応管を温度制御器付の砂流動浴槽
(電気加熱式)中に設置°して、加熱して450℃に設
定し、ヘリウムガスをキャリヤーガスとして導入した。
設定温度が十分安定してから、和光紬薬(株)製の特級
エチルベンゼンを、酸素キャリヤー中の酸化鉛(PbO
)に対してモル比で0.01づつ供給し、反応管の出口
ガスの分析を行った。エチルベンゼン導入初期における
エチルベンゼン反応率は52.5モル%であり、スチレ
ンモノマーは選択率96.1モル%で生成した。他にベ
ンゼン、トルエン及ヒ燃焼生成物としての一酸化炭素及
び二酸化炭素が少量生成した。反応をそのまま継続し、
供給エチルベンゼンの総量が酸素キャリヤーに対しモル
比で0.8になった時点ではエチルベンゼン反応率は3
0.1モル%で、スチレンモノマーが98.7モル%の
選択率で生成した。
そこでエチルベンゼンの供給を停止し、反応管の出口ガ
ス配管の切換バルブを作動させて出口ガスを排気用配管
につないだ後、ヘリウムガスを市めて空気を供給し、砂
流動浴温度を600″Cとして3時間保持した。
その後で空気をヘリウムガス切換えて、砂流動浴槽温度
を450℃に設定し、十分安定してから反応管出口ガス
配管を分析用ガスクロマトグラフィーに連結し、前回と
同様にエチルベンゼンを供給したところ、エチルベンゼ
ン導入初期におけるエチルベンゼン反応率は55.2モ
ル%であり、スチレンモノマー選択率は94.6モル%
で、第1回の反応とほぼ同様な成績を得た。他にベンゼ
ン、トルエン及び−酸化炭素子二酸化炭素が各々1.0
〜1.5モル%生成した。以上の結果を第1表にまとめ
て示す。
支m 和光紬薬(株)製のTeO2について実施例1と同様の
方法で酸素キャリヤーを調製し、反応温度を350℃と
した以外は実施例1と同様の条件で反応を行った。結果
を第1表に示す。
支1旦」 イシズ薬品(株)製試薬特級酸化鉛PbOの粉末にバイ
ンダーとして触媒化成■製のカタロイド−A(アルミナ
の一種)を加え、よく混合してから蒸留水を添加して餅
状になるまでよく混練した後、押出機に入れ圧力50K
g/Cm2で成型した。これを蒸発皿にとり、乾燥器に
て空気中1506Cで2時間乾燥したものを、更K 6
00℃にて電気炉中3時間焼成した後、破砕して粒径を
16〜32メツシユに揃えたものを反応試験に使用した
このようにして調製した酸素キャリヤー1mJLを取り
、実施例1で用いたのと同じ反応装置を使用して、エチ
ルベンゼンを供給して、反応温度を350″Cとしたほ
かは実施例1と同様に反応を行った結果を第1表に示す
和光紬薬(株)製の試薬特級酸化物として5nO(実施
例4)及びBi20s(実施例5)を使用した以外は、
実施例3で示したと同様の方法により酸素キャリヤーを
調製した。これらを実施例1で述べたと同じ反応装置を
使用し、同様な方法で350″Cで反応試験を行った結
果を第1表に示す。
止Jし卸」 和光紬薬(株)製硝酸クロムを原料として、実施例1で
示したのと同様の方法により酸素キャリヤーCr2O3
/γ−アルミナを調製した。これを実施例1で用いたも
のと同じ反応装置を使用して、450℃にて同様に反応
を行った結果、エチルベンゼン反応率は100%であっ
たが、スチレンモノマーは全く生成せず、燃焼生成物と
しての一酸化炭素及び二酸化炭素のみが生成した。
庭狡亘ユニ」 実施例3で述べたと同様の方法により、和光紬薬(株)
製特級試薬酸化物Mo5s(比較例2)及びV2O5(
比較例3)を原料として、酸素キャリヤーを調製した。
これらを用いて実施例1と同様の方法により350℃に
て反応試験を行った結果を第2表に示す。
丸蓋1」 実施例1で使用した酸素キャリヤーを使用し、実施例1
で用いたのと同じ反応装置を使用して、450℃でp−
エチルトルエンの酸化脱水素を行った。結果を第3表に
示す。
支1皇J 和光紬薬(株)製の酸化ビスマスBizO3及び酸化テ
ルルTeO2にカタロイドAを加え、よく混合した後蒸
留水を加え混練し、実施例3に示す方法で押出成型した
後乾燥及び焼成を行った後16〜32メツシユに粒度な
揃え、実施例1に示したと同様の方法により450℃に
てエチルベンゼンの反応を行った。エチルベンゼン反応
率は41.4モル%であり、スチレンモノマー選択率は
91.5モル%であった。他にベンゼン2.4モル%及
び−酸化炭素と二酸化炭素が6.1モル%生成した。
供給エチルベンゼン量が酸素キャリヤーに対して0.8
(モル比)となった時点でエチルベンゼン反応率は29
.3モル%であり、スチレンモノマー選tF192.s
モル%、ベンゼン4.3モル%、トルエン0.5モル%
、−酸化炭素及び二酸化炭素が2.6モル%が生成した
そこで実施例1と同様の方法により空気による処理を行
った。その後実施例1と同様の方法によりエチルベンゼ
ンを供給した結果、エチルベンゼン反応率は53.8モ
ル%であり、スチレンモノマー選択率9o、aモル%、
ベンゼン4.4モル%、トルエン1.1モル%、−酸化
炭素及び二酸化炭素4.1モル%となった。
発」LQ」L釆 (1)アルケニルベンゼンの選択性が高く生成物の分離
精製が容易である。
(2)反応後の酸素キャリヤーは空気による焼成で容易
に再生され、当初の酸化脱水素能力を回復するので、ア
ルケニルベンゼンの製造を効果的に行うことができる。
(3)反応工程には分子状酸素が供給されないので、工
程管理及び安全管理が容易である。
例えば未反応酸素によるアルケニルベンゼンの重合とか
、安息香酸などの副生含酸素化合物が配管途中に析出し
て操業を困難にするなどのトラブルを避けることができ
る。
(4)反応は比較的低温で操作できるので、反応工程で
必要な熱量の供給は焼成した酸素キャリヤーを通して行
うだけで足り、その他の高温熱源、例えばスチームの添
加を必要とせず、簡便で、省エネルギー的である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 分子状酸素含有ガスの非存在下、鉛、錫、ビスマス
    及びテルルからなる群から選ばれた一種以上の金属の酸
    化物からなる酸素キャリヤーにアルキルベンゼンを接触
    させ酸化脱水素反応を行わせることよりなるアルケニル
    ベンゼンの製造法。 2 アルキルベンゼンの酸化脱水素反応に使用して結合
    酸素が減少した酸素キャリヤーを分子状酸素と接触させ
    て結合酸素を増加させた後再びアルキルベンゼンの酸化
    脱水素に使用することよりなる特許請求の範囲第1項記
    載の方法。
JP59158783A 1984-07-31 1984-07-31 アルケニルベンゼン製造法 Granted JPS6137745A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6313294A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 松下電器産業株式会社 誘導加熱調理器
JPS6345248U (ja) * 1986-09-04 1988-03-26

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6313294A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 松下電器産業株式会社 誘導加熱調理器
JPH0795471B2 (ja) * 1986-07-04 1995-10-11 松下電器産業株式会社 誘導加熱調理器
JPS6345248U (ja) * 1986-09-04 1988-03-26

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