JPS6270328A - 自動車用燃料の品質向上方法 - Google Patents

自動車用燃料の品質向上方法

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JPS6270328A
JPS6270328A JP21420186A JP21420186A JPS6270328A JP S6270328 A JPS6270328 A JP S6270328A JP 21420186 A JP21420186 A JP 21420186A JP 21420186 A JP21420186 A JP 21420186A JP S6270328 A JPS6270328 A JP S6270328A
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JP
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tert
butyl
catalyst
butyl alcohol
weight
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JP21420186A
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English (en)
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ジョン・ロナルド・サンダーソン
ジョン・マイケル・ラブキン
エドワード・トーマス・マーキス
ケネス・パトリック・キーティング
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Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
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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】 本発明は、プロピレンとtert−ブチルヒドロペルオ
キシドとの反応により得られるtert−ブチルアルコ
ールの接触精製に関する。更に詳しくは、本発明は、プ
ロピレンとtert−ブチルヒドロペルオキシドとの反
応によって得られる、自動車燃料のオクタン価向上成分
として有用なtert−ブチルアルコール供給原料(f
eed 5tock)からtert−ブチルヒドロペル
オキシド及びジ−tert−ブチルペルオキシドの残留
汚染にを除去する方法であって、tert−ブチルヒド
ロペルオキシド及びジ−tert−ブチルペルオキシド
をtert−ブチルアルコールへ実質的に選択還元する
ために、ペルオキシドで汚染された供給原料を、水素の
存在F、穏和な接触還元条件下で、好ましくは、実質的
に約50〜100型破%のアルミナ及びO〜約50重量
%のシリカから成る基材りに支持された触媒に接触させ
る方法に関する。
プロピレンのようなα−オレフィンからの、置換エポキ
シド類の製造方法については、コラ−(Kollar)
 (7)米国特許第3.351,653号に開示されて
おり、モリブデン、タングステン、チタニウム、コロン
ビウム、タンタル、レニウム、セレニウム、クロム、ジ
ルコニウム、テルル又はウラン触媒の存在下でオレフィ
ン系不飽和化合物を有機ヒドロペルオキシドと、反応さ
せることにより有機エポキシド化合物が得られることを
教示している。オレフィンがプロピレンであり、ヒドロ
ペルオキシドがtert−ブチルヒドロベルオキシトで
ある場合、酸化プロピレン及びtert−ブチルアルコ
ールが同時に生成する。米国特許第3.350,422
号は、溶解性バナジウム触媒を用いる同様の方法を示し
ている。モリブデンは好ましい触媒である。ヒドロペル
オキシドと比較して実質的に過剰情のオレフィンを用い
ることが、反応の一般的な上程として示されている。ま
た、米国特許第3,526,645号では、好ましい方
法として、過剰域のすレフインに有機ヒドロペルオキシ
ドをゆっくりと添加することが示されている。
スタイン(Stein)らは、米国特許第3.849,
451号において、種々のパラメーターの中でとりわけ
、90〜200℃の間の反応温度及び自己発生圧の精密
な制御を規定することにより、米国特許第3,350,
422号及び第3,351,635号に開示されている
コラ−の方法を改良した。スタインらはまた、より完全
な反応を確実に行うために、最終容器においていくぶん
高い温度の種々の反応容器を用いることを示唆している
。この改良により収率が改善されること及び副反応が減
少することが主要な右利なことであると述べられている
イソブタンを分子状酸素で酸化して対応するtert−
ブチルヒドロペルオキシドを生成することができること
、及び酸化反応を例えば酸化触媒で賦活させることがで
きることは公知である〔ジョンストン(Johnsto
n)の米国特許第3.825,605号及びウォーレル
(Worrelりの米国特許第4.296.263号を
参照)。
このように、tert−ブチルアルコールは、tert
−ブチルヒドロペルオキシドのtert−ブチルアルコ
ールへの直接加熱還元もしくは接触還元、あるいは、酸
化プロピレン及びtert−ブチルアルコールを得るた
めのプロピレンとtert−ブチルヒドロペルオキシド
との接触反応のいずれによっても得ることができる。
tert−ブチルアルコールが、ガソリンのような自動
車用燃料に添加した際に、オクタン価向上成分として用
いることができることもまた公知である。したがって、
例えばグレイン(Grane)の米国特許第3,474
,151号によって示されるように、tert−ブチル
ヒドロペルオキシド及びジ−tert−ブチルペルオキ
シドを熱分解してtert−ブチルアルコールを形成す
ることが提案されている。熱分解は、グレインによって
指摘されているように、tert−ブチルアルコールは
、約450°F(約232°C)の温度で脱水しはじめ
、脱水は約475’F(約246℃)以−1−の温度で
急速になりはじめるということに注意して行なわなけれ
ばならない。さらに、熱分解による生成物は、通常te
rt−ブチルヒドロペルオキシド及びジ−tert−ブ
チルペルオキシドを少量含有しており、これらは自動車
用燃料の品質に悪影響を与えるのでtert−ブチルア
ルコールを十分に効果的にするためには実質的に完全に
除去しなければならない。グレインは、このような少量
のペルオキシドを含有するtert−ブチルアルコール
を、375〜475’″F(190〜246°C)で1
〜10分間加熱することにより、この熱分解を完結させ
ることを提案している。
この思想は、イソブタンで出発し、(例えば溶解性モリ
ブデン触媒の存在下で)イソブタンの酸化によりter
t−ブチルアルコールとtert−ブチルヒドロペルオ
キシドとの混合物を製造し、tert−ブチルヒドロペ
ルオキシドに富んだフラクションを蒸留によって回収す
ることにより、自動車用燃才゛1級のt、ert−ブチ
ルアルコールを調製する、完成されたプロセスを提供す
るグレインらの米国特許第4,294,999I−3−
及び4,296,262BH3において発展せしめられ
ている。この流れは脱ブタンの後、tert−ブチルヒ
ドロペルオキシドの濃度をかなり減少させるために、加
圧下、300”F (149°C)未満の温度で数時間
加熱分解をうける。しかし5なから、この熱分解段階で
の生成物は、まだ、残留tert−ブチルヒドロペルオ
キシドを含有しており、その大部分は、その後、グレイ
7 (Grane)の米国特許第3,474,151号
によって教示された方法で、汚染tert−ブチルヒド
ロペルオキシドを最終熱処理することによって除去され
る。
このように、自動重用燃料縁のtert−ブチルアルコ
ールからの微量のtprt−ブチルヒドロペルオキシド
の除去は、かなりの注目を受けている。しかしながら、
2つのペルオキシドのうち、より処理しにくい、微量の
ジ−tert−ブチルペルオキシドの除去に関して発表
されたものはほとんどない。これは、ジ−tert−ブ
チルペルオキシドが自動車用燃料縁のtert−ブチル
アルコール中に常に微量で存在するとは限らない(存在
するか、しないかということは出発物質であるイソブタ
ンの酸化において用いる反応条ヂ1に左右される)から
であり、かつ、たとえ存在しても極めて少jdにtぎな
いからであると説明できる。例えば、イソブタンの酸化
によって形成された大量のtert−ブチルヒドロペル
オキシドの分解後、tert−ブチルヒドロペルオキシ
ドの残留含早−は、通常、tert−ブチルアルコール
を基準として約0.1〜約1重61%になるが、残留ジ
−tert−ブチルペルオキシド含早は、ある場合でも
わずか約0.1〜0.5屯R%にしかならない。
例えば、コイル(Go目e)の米国特許第4.059,
598号によって示されるように、酸化銅促進剤を含有
する不均一系酸化コバルト触媒を用いることによって、
tert−ブチルアルコールから残留ヒドロペルオキシ
ド汚染物質を除去することもまた提案された。アリソン
(Allison)らは、米国特許第3.505,36
0号において、TV−A 、V−A又はVT−A族の金
属又は金属化合物を基とする触媒を使用することによっ
て、アルケニルヒドロペルオキシドが接触分解できるこ
とを、より一般的に教示している。
ローランド(Lo rand)らは、α、α−ジアルキ
ルアリルメチルアルコール類を得るためのα、α−ジア
ルキルアリルメチルヒドロペルオキシド類の接触水素添
加を示した彼らの米国特許第2.491,926号にお
いて、担持又は非担持の白金、パラジウム及びロジウム
のような貴金属類、及び、ニッケル及びコバルトのよう
な重金属触媒類を、触媒として用いることを教示してい
るが、用いられる支持体の性質については詳細に論じて
いない。彼らはついでに、ジイソプロピルベンゼンが酸
化される際に、α、α、α′、α′−テトラメチル−p
−キシリレンジヒドロペルオキシドが得られることに言
及している。バランディン(Ba 1and in)ら
は、ペルオキシド類及びヒドロペルオキシド類の水素添
加におけるニッケル触媒の使用について論じた論文を発
表した0例えば、A、A、バライブインらの、「キネテ
ィックス・才ブ・ザ・キャタリティック・リダクション
・オブ・パーオキサイズ・アンドΦハイドロパーオキサ
イズーコミュニケーション2:ハイドロジェネーション
争オブ・ベンゾイル・パーオキサイド、 tert−ブ
チル・パーオキシベンジェ−1・・アンド・2−シクロ
ヘキセン−1−イル−ハイドロパーオキサイド」 (ブ
レティン・オブージ・アカデミ−・オブ・ザイエンスe
オブ争ザ・USSR,ディビジョン・オブ・ケミカル・
サイエンス、英訳版、1958)、(Kinetics
 ofthe Catalytic Reductio
n of Peroxides andhydrope
roxides −Communication 2.
 Hydrogen−ation of Benzoy
l Peroxide、 tert−ButylPer
oxybenzoate、 and 2−Cycloh
exen−1−yl−hydro−peroxide″
、 A、 A、 Ba1andin et al、 (
Bulletinof  the  Academy 
 or  5cience  of  the  US
SR。
11ivision  of  Chemical  
5cience、EnglishTranslatio
n、 1958)) 、および、[キネティ、ンクスφ
オブΦザ・キャタリテイツク・リダクション、オプ・バ
ーオキサイズ−アンド争ハイドロパーオキサイズ−■:
ハイドロジェネーション・オブ・3−メチル−1−ブチ
ン、3−/\イドロバーオキサイド争アンド・p−ニト
ロベンゾイル・)く−オキサイド」 (ブレティン・オ
ブψジ・アカデミ−9オプ・サイエンス・オブ・ザ・U
SSR。
ディビジョンφオブ・ケミカル・サイエンス、英訳版、
1959)、(Kinetics of the Ca
talyticReduction of Perox
ides and Hydroperoxides−I
Il、 Hydrogenation of 3−Me
thyl−1−butyne、 3−Hydroper
oxide and p−N1trobenzoyl 
Peroxide”(Bulletin of the
 Academy of 5cience of th
eUSSR,Division of Chemica
l 5cience、 EnglishTransla
tion、 1959)) を参照できる。
ヒドロペルオキシド類の製造に関しているが、残留te
 r t−ブチルヒドロペルオキシド汚染物質とter
t−ブチルアルコール問題には関係していない他の先行
特許としては、ラス) (Rust)の米国特許第2,
383,919号、ハーベイ(Harvey)の米国特
許第3,449,217号、ボーニッシ(Poen 1
sch)らの米国特許第3,778,382号及びウィ
リアムズ(W目1iams)らの米国特許第3.816
,548号などがあげられる。
西ドイツ特許DE3.248.465−Aにおいて、イ
ソブタンを空気で非接触酸化し、約48〜90%転化し
て対応するヒドロペルオキシドを生成し、これを、水素
添加条件下で、パラジウム、白金、銅、レニウム、ルテ
ニウム又t」ニッケルのような担持触媒の存在Fで接触
分解してtert−ブチルアルコールを形成する、2段
階プロセスが開示されている。触媒としてリチウムスピ
ネル上の1.3%パラジウムを用いると、イILられた
分解生成物は相当量のアセトン、水及びメタノールを含
有していた。
マブナらの米国特許第4.ttz、oo4V)は、有機
ペルオキシド(例えばブタジェンペルオキシド)溶液及
びニッケル触媒懸濁液を連続的に反応容器にその割合を
制御しながら供給し、反応容器中の反応混合物の一定の
重量及び構成を維持するのに十分な速度で、連続的に反
応混合物を回収することによって、有機ペルオキシド類
からニッケル触媒の存在下で一価及び多価アルコール類
を得る方法を開示している。
マブナらの米国特許第4 、 l 23 、61.6号
において、懸濁室もしくは流動床プロセスにおいて、水
素加圧下、ニッケル触媒の存在下で対応する一価又は多
価アルコールに有機ペルオキシドを水素添加する方法が
開示されている。実施例は、ブタジェンペルオキシドの
1.4−ブタンジオール及び1,2−ブタンジオールへ
の転化及びtert−プチルヒドロベルオキシドのte
rt−ブチルアルコールへの転化を示している。
クイ7 (Quin)の米国特許第2,854,487
号は、有機ヒドロペルオキシド類の対応するカルビノー
ル類への還元のための、活性アルミナ上に担持されたパ
ラジウムから成る触媒の使用を定めている。水素添加触
媒が、また、有機ペルオキシド類のケトン類及びアルデ
ヒド類のような分解生成物への分解にも触媒作用を及ぼ
すことができることが指摘されている。フィンは、活性
アルミナ上に相持されたパラジウムを使用することによ
り、特に、イソプロピルベンゼンヒドロペルオキシドを
フェニルジメチルメタノールへ還元する場合の、この不
都合及びこれに関連する困難性が避けられることを発見
した。
原子番号23〜29を有する金属の塩の存在下での有機
ヒドロペルオキシド類によるメチル置換芳香族炭化水素
類の接触酸化が、ローゼンタール(Rosenthal
)の米国特許第3.914,295号に開示されている
。英国特許第1,018,661号は、銅、水銀、カド
ミウム、タリウムのような他の金属を含有することによ
って変性された、担持白金系金属触媒を用いた、オレフ
ィン類のような他の有機化合物の存在下テノ、オレフィ
ンペルオキシド類のような有機ヒドロペルオキシド類の
水素による選択的水素添加方法を開示している。
巴概1 本発明によると、(例えば、分子状酸素によるイソブタ
ンの酸化によって得ることができる)tert−ブチル
アルコールを、コラ−の米国特許第3.351,635
号に開示されているようなプロセスで、酸化プロピレン
と反応させ、大部分が未反応のプロピレン、酸化プロピ
レン及びtert−ブチルアルコールから成る初期反応
生成物を得る。しかしながら、tert−ブチルヒドロ
ペルオキシド及びジ−tert−ブチルペルオキシドの
残量が存在し、反応混合物から回収されるtert−ブ
チルアルコール中に溶解したままとなる。tert−ブ
チルヒドロペルオキシドもまた、熱分解及び/又は接触
分解してアセトンを生成することができるが、そのアセ
トンは次に分解してイソプロピルアルコールを形成する
ことができる。従って、初期回収分としてのtert−
ブチルアルコールは、ガソリンのような自動車用燃料の
オクタン価向−L成分として使用するのに完全に満足で
きるものではない。このように、tert−ブチルアル
コールは通常、約3重量%より多いアセトン、約1屯M
%より多いイソブタン及び/又はn−ブタン、約0.3
重縫%より多いイソプロピルアルコール及び/又は約1
重量%より多いメタノール及び/又はギ酸メチルを含有
する場合は、自動iF用燃料として使用するのに不満足
なものであると考えられる。tert−ブチルアルコー
ルは好ましくは、約1重に%以下のアセi・ン、0.5
重融%以下のイソブタン及び/又はn−ブタン、約0.
1屯F+t%以下のイソプロピルアルコール及び約0 
、5 iTi: 71−%以下のメタノール及び/又は
ギ酸メチルを含有する。
驚くべきことに、未発明によると、ジ−tert−ブチ
ルペルオキシド及びtert−ブチル1ニトロペルオキ
シドの残留φで汚染された自動車用燃料縁のtert−
ブチルアルコールが適当な1t!持触媒によって効果的
に接触処理ができることが発見された。
従って、本発明によると、プロピレンとtert −ブ
チルヒドロペルオキシドとを反応させ、tert−ブチ
ルヒドロペルオキシド及び場合により存在するジ−te
rt−ブチルペルオキシドの残量によって汚染された酸
化プロピレン及びtert−ブチルアルコールを形成す
ることによって得られたtert−ブチルアルコール供
給原料の自動車用燃料縁品質の向上一方法であって、該
原料を担持触媒と、水素存在下で、約50℃〜150℃
の温度、最大圧70Kg/層(1000pSig)をは
じめとする関連する穏和な接触条件下で、該ヒドロペル
オキシド類をtert−ブチルアルコールに実質的に選
択還元し、反応生成物から実質的にヒドロペルオキシド
を含有しないtert−ブチルアルコールを回収し、そ
の際、触媒が5〜75重に%の活性触媒金属成分を含有
するニッケル触媒組成物であって、該支持体が50〜1
00重皐%のアルミナ、及び相応する50〜0重暖%の
シリカから成り、最小圧が約10 、5Kg/ln (
150psig)であるもの、ならびに、0.01重量
%〜5重敬%の活性触媒金属成分を含有する白金及び/
又はパラジウム触媒組成物であって、最小圧が21Kg
/cn (300ps ig)であるもの、から選ばれ
ることを特徴とする方法が提供される。
本発明の方法により得られる結果は、いくつかの点にお
いて驚くべき、かつ予期しないものである。tert−
ブチルヒドロペルオキシド及びジ−tert−ブチルペ
ルオキシドの接触及び熱分解により、通常、好適な分解
生成物として、アセトンが結果として生成される。従っ
て、ヒドロペルオキシド類を実質的に完全に除去するこ
とによって得られる自動車用燃料縁のtert−ブチル
アルコールの品質に対する好適な効果は、分解生成物が
1−:としてアセトンの場合、大部分相殺されてしまう
更に、tert−ブチルアルコールはイソブタンに接触
還元できるが、アセトンは更に、イソプロピルアルコー
ルに接触還元できる。
更に、我々は、 tert−ブチルヒドロペルオキシド
を実質的に完全に分解するのに有効な触媒は、通常、ジ
−tert−ブチルペルオキシドの接触分解に関しては
、せいぜい部分的に有効なだけにすぎないという事を発
明した。我々はまた、通常、重金属触媒と共に使用する
ことが提案されている゛′不活性”°支持体が、ジ−t
ert−ブチルペルオキシドの接触還元を包含する反応
の過程において、予期しない影響を及ぼす可能性があり
、かつ実際に及ぼすことを発見した。我々は、選ばれた
触媒によってのみ、適度に満足すべき結果を得、かつ、
驚くべきことに、いくつかの実例において、シリカもま
た、支持体の総重量の約50重量%のレベルまで、支持
体に混入できることを発見した。
従って、汚染量のジ−tert−ブチルペルオキシド並
びにtert−ブチルヒドロペルオキシドを含有する自
動十用燃料級のtert−ブチルアルコール原料を汚染
水準量のアセトン、イソプロピルアルコール及びイソブ
タンを相当量増加しないで、これらのペルオキシド類を
実質的に完全に除去するために、それらの還元のための
接触処理を行う本発明方法の提供は先行技術に対して卓
越した有利性がある。
也」8ゲ見 本発明方法の出発物質は、プロピレンとtert −ブ
チルヒドロペルオキシドを反応させ、酸化プロピレン及
びtert−ブチルアルコールを生成することにより得
られる、自動車用燃本゛1級のterl−ブチルアルコ
ール供給原料を包含する。
プロピレンとtert−ブチルヒドロペルオキシドを反
応させ、酸化プロピレン及びtert−ブチルアルコー
ルを形成することによりITられる、自動車用燃料縁の
tert−ブチルアルコール供給原料は、汚染量のte
rt−ブチルヒドロペルオキシド、ジ−tert−ブチ
ルペルオキシド、アセトン、イソプロピルアルコール及
びイソブタンを含有する。通常のこのような物質による
汚染水準は、tert−ブチルアルコールが処理前に通
常、約0.1〜約5重量%のtert−ブチルヒドロペ
ルオキシド、約0.1〜約5重量%のアセ]・ン、約0
.1〜約1重量%のイソプロピルアルコール及び約0.
1〜約5重量%のイソブタンを含有する程度である。
他の汚染物質もまた少−+a存在する可能性がある。
先に示したように、イソブタンの接触酸化において用い
る反応条件は、ジ−tert−ブチルペルオキシドの形
成を結果として生じることがある。
従って、本発明の実施に用いる供給原料は、約0.1〜
約1重f1%のtert−ブチルヒドロペルオキシド及
び約0.1〜約0.5重量%のジ−tert−ブチルペ
ルオキシドを含有する、不純の自動車用撚ネ′1級te
rt−ブチルアルコールであってもよい。
本発明方法の実施に用いるニッケル触媒は、活性触媒成
分が実質的にニッケルから成り、かつ、触媒組成物の約
5〜約75重量%がニッケルであり、残りが実質的に、
約50〜100重量%のアルミナ及び約50〜0重量%
のシリカから成る支持体から成る触媒である。
本発明によると、供給原料を、上述したように、水素の
存在下で、tert−ブチルアルコール供給原料中のt
ert−ブチルヒドロペルオキシド及びジ−tert−
ブチルペルオキシド汚染物質を、通常tert−ブチル
アルコール中に同様に存在するアセトン、イソプロピル
アルコール及びイソブタン汚染物質の汚染の度合をほと
んど増加しない程度で、実質的に選択還元してtert
−ブチルアルコールにするために相互に関連した接触還
元条件下で、本発明のニッケル触媒と接触させる。
反応は、粉化触媒を用いて、オートクレーブ中で回分式
で行なっても良く、又は、tert−ブチルアルコール
及び水素を、穏和な接触還元条件下で、本発明の担持ニ
ッケル触媒床を含む反応容器に通すことによる連続式で
行なってもよい。しかして、用いる温度は好ましくは、
約50〜150℃、更に好ましくは約70〜130°C
の範囲内の温度である。反応は、tert−ブチルアル
コールを液相中に保持するために、加圧下で行なわなけ
ればならず、圧力は、好ましくは約3 、5Kg/Cr
A〜70Kg/air (50〜1000psig) 
、更に好ましくは約10 、5Kg/cryi〜49K
g/cm(150〜700 psig)である。反応が
回分式で行なわれる場合、接触時間は、約0.5〜4時
間が好適である。反応が連続式で行なわれる場合、t 
e r t−ブチルアルコールは、触媒床l−を1時間
当りの液体空間速IW約0.25〜5で絶え間なく通さ
なければならない。
本発明方法において利用する水素の酸は、好ましくは、
tert−ブチルヒドロペルオキシド゛及びジ− te
rt−ブチルペルオキシド(の合計)1モルあたり、約
1.0〜10モル、より好ましくは1.1〜1.5モル
の範囲内である。この水素量は、水素によって反応容器
を所望の反応圧に加圧することにより通常摺られる。
180〜250°Cの温度及び水素圧140 Kg/(
M〜700Kg/cn((2、OOO〜10 、000
ps ig)のようなより厳しい接触還元条件は避ける
べきである。
反応生成物は、脱気した後、ガソリンのような自動Il
t、用燃料のオクタン価向上成分として用いるのに好適
である。
従って、反応容器からの流出物は、水素及びイソブタン
をはじめとする気体反応成分を、生成物から揮発させ、
それによって所望の反応生成物を得るために、相分離帯
を通しても良い。
いかなる、特有のニッケル触媒の使用と相互関係のある
特有の条件も、比較的容易に、通常の技術によって決定
することができる。従って、例えば、tert−ブチル
アルコール供給原料は接触処理を行なう前に分析を行な
い、 tert−ブチルヒドロペルオキシド、ジ−t、
e r t−ブチルペルオキシド。
アセトン、インプロピルアルコール及びイソブタンによ
る汚染の度合を測定するべきである。相当量(例えば約
0.1東都%より多い)のtert−ブチルヒドロペル
オキシド及び/又はジ−tert−ブチルペルオキシド
がまだ存在しているような、ヒドロペルオキシド類の還
元が不充分な場合は、反応条件が充分に厳しくなく、例
えば、terl−ブチルヒドロペルオキシドの所望の還
元状態を得るために、反応温度又は接触時間を増加させ
ることなどによって、反応条件を厳しくしなければなら
ない。
・方、アセトン、イソプロピルアルコール及び/又はイ
ソブタンの汚染の度合が相当に増加している場合は、特
有の触媒にとって反応条件が厳しすぎ、反応条11を、
(例えば接触時間又は温度を減少させることにより)改
善しなければならない。
本発明により用いられるパラジウム及び/又は白金触媒
は、活性触媒成分が実質的に、パラジウム、白金又はこ
れら2つの金属の混合物から成り、炭素、シリカ、アル
ミナ、炭酸カルシウム、FRM ハリウJ・、硫酸バリ
ウム、グラファイト、珪藻上又はスピネルのような不活
性担体上に担持された触媒である。
パラジウム及び/又は白金は、好適には約0.01〜約
5重呈%、より好ましくは約0.5〜約5爪M%の触媒
成分から構成される。例えば、ナトリウム、カリウム、
ルビジウム、銅、銀等のような、還元水素添加触媒とし
てのパラジウ1、の有効性を促進させることで知られる
他の金属類も、小R存在していても良い。好ましい触媒
は、実質的に、−I−記した比率で、上記記載の種類の
不活性担体上に担持されたパラジウムから成る。
本発明の好ましい実施態様によると、供給原料を、1−
逃したように、加圧水素の存イIFで、tert−ブチ
ルアルコール供給原料中のtert−ブチルヒドロペル
オキシド汚染物質を、通常、tert−ブチルアルコー
ル中に同様に存在するアセトン、イソプロピルアルコー
ル及びイソブタン汚染物質の汚染の度合がほとんど増加
しない程度で、実質的にtert−ブチルアルコールに
選択還元するような接触還元条件下で1本発明のパラジ
ウム及び/又は白金触媒と接触させる。
穏和な接触還元反応は、粉化触媒を用いてオートクレー
ブ中で回分式で行なっても良く、又は、tert−ブチ
ルアルコール供給原料及び水素を、球状パラジウム又は
白金触媒を含有する反応容器に通すことによる連続式で
行なっても良い。用いる温度は、好ましくは約50−1
50℃、更に好ましくは約70〜約130℃の範囲内の
温度である。tart−ブチルアルコール供給原料を液
相中に保持するために、反応は、加圧下で行なわなけれ
ばならず、圧力は、好ましくは、21Kg/cm〜70
Kg/cm (300〜1000psig) 、より好
ましくは、約21Kg/C711〜49Kg/cm (
300〜700 psig)である。反応が回分式で行
なわれる場合、接触時間は0.5〜4時間が好適である
反応が連続式で行なわれる場合、tart−ブチルアル
コールは、触媒床上を、1時間当りの液体時間空間速度
0.25〜5で絶え間なく通さなければならない。
本発明の方法において利用する水素の量は、好ましくは
、tert−プチルヒドロペルオギシド1モルあたり、
1.0〜10モル、更に好ましくは、1.1〜1.5モ
ルの範囲内である。この水素量は、通常、水素によって
反応容器を所望の反応圧に加圧することにより得られる
より厳しい接触還元条件(例えば、100〜250℃の
温度及び水素圧14.0Kg/−〜700Kg/c% 
(2、000−10、OOOpsig) )は避けるべ
きである。
反応生成物は、脱気した後、ガソリンのような自動車用
燃料のオクタン価向上成分として用いるのに好適である
従って、反応容器からの流出物は、水素及びイソブタン
をはじめとする気体反応成分を、生成物から揮発させ、
それによって所望の反応生成物を得るために、相分離帯
を通しても良い。
いかなる、特有のパラジウム触媒の使用ど相互関係のあ
る特有の条件も、比較的容易に、通常の技術によって決
定することができる。従って、例えば、te rt−ブ
チルアルコール供給原料は、接触処理を行なう前に分析
を行ない、tert−ブチルヒドロペルオキシド、アセ
I・ン、イソプロピルアルコール及びイソブタンによる
汚染の度合を測定するべきである。相当量(例えば約0
.1重ft1〜%より多い)のtert−ブチルヒドロ
ペルオキシドがまだ存在しているような、tert−ブ
チルヒドロペルオキシドの還元が不充分な場合は、反応
条件が充分に厳しくなく、例えば、tert−ブチルヒ
ドロペルオキシドの所望の還元状態を得るために、反応
温度又は接触時間を増加させることなどによって、反応
条件を厳しくしなければならない。
一方、アセトン、イソプロピルアルコール及び/又はイ
ソブタンの汚染の度合が相当に増加している場合は、特
有の触媒にとって、反応条件が厳しすぎ、反応条件を(
例えば、接触時間又は温度を減少させることにより)改
善しなければならない。
以下、実施例をかかげて本発明を例示によってのみ記述
する。
イソブタンの醇化によって得られたtert−ブチルヒ
ドロペルオキシドでプロピレンをエポキシ化した。触媒
及び手順は、「オレフィン・エボキシデーション・イン
・アeボラ−・メディラムJ (”01efin Ep
oxidation in a PolarMed i
um″ (D#80.313−CJI)lと題された、
1985年11月15日出願の米国出願番号第06/7
97,079号において示されている手順と同様である
。酸化プロピ1/ンの蒸留後、90%以−ヒのtert
−ブチルアルコール(TBA)を含有する粗TBA留分
が、蒸留によって得られた。この粗TBA留分は、1.
28%cy)tert−ブチルヒドロペルオキシド(T
BHP)。
0.628%のジ−tert−ブチルペルオキシド(D
TBP)を少量のアセトン、メタノール及び他の不純物
と共に含有していた。0.1%未満のイソブタンが存在
していた。
ガラス内張りを有する小型のステンレスφスチール製振
盪オートクレーブに、ノートブック番号5936−37
のちとに掲げられ、そこに示されている不純物を含有す
る、実験用自動車用燃料級tert−ブチルアルコール
供給原料80m/を充填した。この実験用供給原料は、
1−記実施例Aに記載の方法で反応混合物から回収され
る自動東用燃#1級tert−ブチルアルコールに典型
的な不純物及び不純物の濃度を含有するように調製され
た。また、実験用自動東用燃料級tert−ブチルアル
コールは、試験される触媒の有効性を比較する際の標準
として使用された。
触媒を加え、オートクレーブを水素で加圧した。その後
、反応混合物を所望の時間の間、所望の温度に加熱した
。反応混合物を周囲温度に冷却し、脱気して、触媒を透
明な溶液から炉別した。
試験した触媒及び得られた結果を次表に示す。
表■〜表Vかられかるように、tert−ブチルヒドロ
ペルオキシドのtert−ブチルアルコールへの還元に
関する限りにおいては、触媒のスクリーニングによって
、不規則な結果が得られた。
例えば1火工 (担持ニッケル触媒)に関しては、TB
HPの適度な還元がなされたものが少なく、副生成物の
生成の増加もあって満足すべきものではない。ノートブ
ック番号5898−89〜5916〜18の試験におい
ては、アセトン及びIPAの濃度が増加した。ノートブ
ック番号5916−29の試験において、TBHPの還
元はほんの微量にすぎなかったのと比べ、ノートブック
番号6916−77の試験においでは、TBHPは完全
に還元されているが、相当早のIPA及びIBが形成し
た。
ノートブック番号5916−78.5936−77.5
936−78.5936−79及び5973−94の試
験においてもまた、TBHPの還元は不充分であるが、
残りの試験においては、生成物中のアセトン及び/又は
IPA及び/又はIBの濃度の好ましからざる増加がお
こっていた。
次に、コバルト触媒のスクリーニングのために行なわれ
た試験を要約した表Hなみると、TBHPの適度の還元
が得られた実験においては、アセトンの濃度(ノートブ
ック番号5916−30.5936−48.5936−
4.9゜5936−50.5936=75及び5936
−70の試験)又はイソプロピルアルコールの濃度にお
いて好ましからざる増加が起こる、という同様の不規則
なパターンの結果が得られたことが分かる。亜クロム酸
銅及び他の銅触媒及びルテニウム又はアルミナがスクリ
ーンされた表■及びVについても同様に観察されたとい
うことも真実である。
表■に関し、ツードブ・ンク番号595’llと595
9−2を比較する。より高い温度である125℃におい
ては、T B I−I Pの割合1」、0.02重量%
に減少し、示されているアセトンの量は多くはない。し
かしながら、大t−のIPAが形1&8れている。この
IPAは、アセトンの還元に由来している。それ以外に
、IPAが形成される妥当な方法はない。このようにし
て、5959−2においては示されるIPAはほとんど
無く、大量のアセトン及びTBHPは、5959−1は
ど減少していない。実質的に同一の結果が、異なる触媒
を用いた5959−3及び5959−4において得られ
た。この表の他の触媒では、TBHPは低濃度まで減少
しておらず、たコ、失敬のアセトンが生成された。TB
HPがTBAに還元し、それが分解せず、更にアセトン
が減少することが好ましい。
アセトン、イソプロピルアルコール及びイソブタンの濃
度が過度に増加することなく、TBHPを選釈還元する
のに有効な唯一の触媒の種類は、表■のパラジウム触媒
であった。
管状底部導入ライン及び管状上部吐出ラインに接続され
た100ccのステンレススチール製連続管式反応容器
において、一連の試験が行なわれた。温度制御は、反応
容器体の外表面に取り付けられた監視用熱電対と共に、
熱電気制御器に連結された1000ワツトの帯状ヒータ
ーで反応容器を包むことによって維持された。水素及び
液体供給原料を反応容器の底部に注入し、圧力を順疏バ
ルブで調節した。試験を行なう前に、すべての触媒を反
応容器内であらかじめ還元せしめた。それぞれの試験が
、r行毎に示されている」反応条件を得るために、約2
時間の第1段階として行なわれ、試験を、更に0.5〜
・4.0時間のサンプリング時間継続した。
イソブタン、アセトン及びイソプロピルアルコールと共
に、TBHPとDTBPの両方を含有する実験用供給原
料の組成については、用いられた反応条件、試験された
触媒及び得られた結果の一覧と共に表■に示されている
。表1〜Vと対比して、TBHPの割合(%)の結果が
、PPM基準で示されていることに注意する必要がある
表■から、含有量が1.0ppm未満になる、TBHP
の満足すべき還元が、すべての実施例において得られた
事がわかる。DTBPのレベルが0.02重量%未渦に
なる還元は、6021−40−1〜6021−40−4
のアルミナ1−のニッケル触媒を用いてのみ、一様に得
られた。これらの試験に関しても、150′Cの反応温
度はイソブタン及びアセトン濃度の増加によって示され
るように、過度であった。6021−70−1及び60
21−70〜2は、この特有の触媒に関して、40℃の
反応温度は低すぎ、DTBP濃度は、6021−70−
1においては、0.02重量%より多くなったが、60
2m−70−2において温度を80°Cに肩温した場合
は、許容範囲内であった事を示している。
対比して、アルミナ−にに1」持されたパラジウムを用
いると、DTBPW度は0.02屯皐%未満に減少しな
かった。活性炭トのパラジウムを用いた、それぞれ10
0’C及び120’Oの反応温度での6021−06−
2及び602m−06−3において、DTBPレベルは
、0.02重東部未満に減少したが、主として、イソブ
タン含有量の増加が原因で、しかしながら、アセトン含
有量の増加もまた原因で、結果は全体的としては満足で
きるものではなかった。低温の場合、(6021−06
−1)、DTBPの還元は不十分なものであった。
実施例B 代表的な試験において、300−のオートクレーブに、
tert−ブチルヒドロペルオキシド72゜14%、水
0.38%及び居1−ブチルアルコール27 、4−8
%及び夕闇の他の成分から成る供給原料127.5gを
充填した。モリブデン13.2%を含有するモリブデン
−エチレングリコール錯体0.49gを加え、更にプロ
ピレン48gを充填した。この反応混合物及び触媒を、
105°Cで、自己発生圧最大49Kg/cm (60
0ps ig)で、2時間反応させた。反応程合物のサ
ンプルをオートクレーブから回収し1分析し、プロピレ
ン7.4%、水0.4%、メタノール0.1%、酸化プ
ロピレン26.3%、アセi・70.2%、イソプロピ
ルアルコール0.1%、 tert−ブチルアルコール
/1ert−ブチルヒドロペルオキシド64.9%、プ
ロピレングリコール0.5%及び重金属類0.2%を含
有することがわかった。
ジ−tert−ブチルペルオキシドは検出されなかった
その後、反応混合物を、35°C1大気圧で約0.5時
間、ストリッピングした。ストリッピング反応生成物を
分析し、プロピレン1.2%、酸化プロピレン18.5
%、坏」−ブチルアルコール65.9%、 tert−
ブチルヒドロペルオキシド11.6%、メタノール0 
、6 % 、アセトン0.1%、イソプロピルアルコー
ル0.1%及び重金属類0.1%を含有することがわか
った。
蒸留によって、ストリッピング反応混合物から回収され
たtert−ブチルアルコールは、まだ、汚染量のte
rt−ブチルヒドロペルオキシド、メタノール、アセト
ン及びイソプロピルアルコールを含有する。
X舊舅」 ガラスの内張りを有する小型ステンレススチール製振盪
オートクレーブに、既知拭の不純物(表■)を加えた、
実験用自動車用燃料級tert−ブチルアルコール供給
原料80−を充填した。
この試験用供給原料は、上記実施例3に記載の種類のス
トリッピング反応混合物から蒸留によって回収された自
動車用燃料級tert−ブチルアルコールに典型的な、
不純物及び不純物のレベルを含有するように調製された
。また、この実験用自動小川燃料級tert−ブチルア
ルコールは、試験される触媒の有効性を比較する際の標
準として使用された。
触媒を加え、オートクレーブを水素で加圧した。反応混
合物を求める時間の間求める温度に加熱した。反応混合
物を周囲温度に冷却し、脱気して、触媒を透明な溶液か
ら炉別した。
試験した触媒及び得られた結果を次表に示す。
表■かられかるように、すべての実施例において、実質
的に全てのtert−ブチルヒドロペルオキシドが分解
されるというように、tert−ブチルアルコール供給
原料のtert−ブチルヒドロペルオキシド含有量の大
部分が還元した。アセトンの欄について、対照試験No
、  1と他の試験とを比較することにより、No59
36−34を除いたすべての実施例においてアセトン含
有量は、減少したか、あるいはごくわずかのみ増加した
、ということに注目すべきである。
イソプロピルアルコール含有量が本発明方法によって、
減少したか、あるいはごくわずかのみ増加し、イソブタ
ンの場合もまた同様である、ということにも注目すべき
である。
支庭涜J 本発明方法によって得られた結果は、他の触媒組成物に
よっては得られない。
例えば、シリカ」二に担持されたコバルトから成る触媒
2gを用いて圧力45Kg/cyd (650ps i
g)及び温度125℃で2時間、試験をくり返した場合
、得られた生成物は、まだ、tert−ブチルヒドロペ
ルオキシド1.04重装置及びさらにアセトン0.39
7重量%及びイソプロピルアルコール0.120重都東
都も含有していた。
実質的に、シリカ上に担持された酸化銅及び酸化クロム
から成る触媒を、圧力51Kg/d(725psig)
 、温度125°C2反応時間2時間で用いた場合は、
tert−ブチルヒドロペルオキシドは効果的に分解さ
れ、tert−ブチルヒドロペルオキシドをわずか0.
035重年%しか含有しない反応生成物が得られた。し
かしながら、アセトン含有量は0.429i13%であ
り、イソプロピルアルコール含有量は0.2:39重装
置であった。
他の実施例では、銅、亜鉛及びクロムを含有する市販の
触媒を用いた。反応を、圧力49Kg/d(700ps
ig) 、反応温度125℃で2時間行なった場合は、
反応生成物は、tert−ブチルヒドロペルオキシド0
 、130重量%、アセトン0.864重量%及びイソ
プロビルアルコール0.097重量%を含有17ていた
。同じ触媒を用い、反応圧42Kg/cm (595p
sig) 、反応温度80°Cで反応時間2時間の場合
は、得られた生成物は、tert−ブチルヒドロペルオ
キ912.43重!−%、アセトン0.091重量%及
びイソプロピルアルコール0.673重量%を含有して
いた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、プロピレンとtert−ブチルヒドロペルオキシド
    を反応させ、tert−ブチルヒドロペルオキシド及び
    場合により存在するジ−tert−ブチルペルオキシド
    の残量によって汚染された酸化プロピレン及びtert
    −ブチルアルコールを形成することによって得られたt
    ert−ブチルアルコール供給原料の自動車用燃料の品
    質向上方法であって、該原料を担持触媒と、水素の存在
    下で、温度約50〜150℃、最大圧70Kg/cm^
    2(1000psig)をはじめとする関連する穏和な
    接触条件下で、該ヒドロペルオキシド類をtert−ブ
    チルアルコールに実質的に選択還元し、実質的にヒドロ
    ペルオキシドを含まないtert−ブチルアルコールを
    反応生成物から回収し、その際、触媒が、5〜75重量
    %の活性触媒金属成分を含有し、該支持体が、50〜1
    00重量%のアルミナ及び相応する50〜0重量%のシ
    リカから成り、最小圧が約10.5Kg/cm^2(1
    50psig)のニッケル触媒組成物、ならびに、0.
    01〜5重量%の活性触媒金属成分を含有し、最小圧が
    21Kg/cm^2(300psig)である白金及び
    /又はパラジウム触媒組成物から選ばれることを特徴と
    する方法。
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US836799 1986-03-06
US836798 1986-03-06

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