JPS63252547A - フエノ−ル蒸留残渣分解用触媒 - Google Patents

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】 １哩Ω技五分１ 本発明は、クメンの酸素酸化によってフェノールとアセ
トンとを製造するプロセスにおいて生成する副生成物を
含む反応混合物から、クメン、α−メチルスチレン、フ
ェノールなどの有用物質を、熱分解反応により高収率で
回収する際に用いられる触媒に関する。

、ＩＩ　　の　°　゛０叱“　　　ｔ　　　　　　こ　
　のＵ　　　）″フェノールは合成樹脂、界面活性剤、
医薬品などの合成中間体として広く用いられている化合
物である。このようなフェノールの製造方法としては種
々の方法が知られているが、クメンを酸素酸化してクメ
ンヒドロペルオキシドを合成し、このクメンヒドロペル
オキシドを酸によって分解してフェノールとアセトンと
を製造するクメン法が主として行なわれている。

ところで上記のようなりメンの酸素酸化によるクメン法
でフェノールを製造しようとすると、ジメチルフェニル
カルビノール、アセトフェノン、α−メチルスチレン、
α−メチルスチレンニ量体、クミルフェノールなどの副
生成物が生成することは避けられず、反応後に得られる
反応混合物中には、フェノール、アセトンに加えて、上
記のような副生成物が存在している。したがってこのよ
うな反応混合物からクメン、フェノールおよびアセトン
を蒸留分離した後に得られる蒸留残渣（以下フェノール
蒸留残渣ということがある）には、ジメチルフェニルカ
ルビノール、アセトフェノン、α−メチルスチレン、α
−メチルスチレンニ量体などの副生成物が存在している
。この副生成物を有用物質に変換させて回収することは
、クメン法によるフェノールの製造コストを下げる上に
は極めて重要なことである。

従来、このフェノール蒸留残渣からのクメン、α−メチ
ルスチレン、フェノールなどの有用物質の回収は、フェ
ノール蒸留残渣を熱分解した後に蒸留するなどして行な
われてきた。しかしながらフェノール蒸留残渣を熱分解
する従来法では、分解に長時間を要し、しかもクメン、
α−メチルスチレン、フェノールの回収率は低いという
問題点があった。

このような問題点を解決するため、特公昭５９−３６８
９２号公報には、クメン法によりフェノールを製造する
に際して、クメン、フェノール、アセトンを蒸留分離し
た残渣を熱分解するにあたり、γ−アルミナなどのアル
ミナ系触媒またはシリカアルミナ、酸性白土、合成ゼオ
ライトなどのシリカアルミナ系触媒の存在下にあるいは
これらの触媒と酸との共存下に熱分解することを特徴と
する、フェノール蒸留残渣からクメン、α−メチルスチ
レン、フェノールなどの有用物質を回収する方法が開示
されている。

ところが特公昭５９−３６８９２号公報に具体的に開示
されている実施例によれば、シリカアルミナ触媒として
は、粒子径が１１０〜５００μｍ程度と大きく、しかも
Ａｌ２Ｏ３と５ｉ０２との比が１０：９０〜５０　：　
５０であるシリカアルミナ触媒が用いられ、その上反応
温度を最終的に３４０〜３４５℃にまで高め丁いること
もあり、ジメチルフェニルカルビノール、α−メチルス
チレンニ量体、オルトクミルフェノール、バラクミルフ
ェノールからのα−メチルスチレンの回収率は７０〜１
００％と高いが、フェノールの回収率３〜３０％と著し
く低いという問題点があることがわかった。

光皿例且剪 本発明は従来技術に伴なう問題点を解決しようとするも
のであって、クメンを酸素酸化してクメンヒドロペルオ
キシドを合成し、このクメンヒドロペルオキシドを酸分
解してフェノールとアセトンとを製造する際に得られる
反応混合物からフェノールとアセトンとを蒸留分離した
蒸留残渣液から、クメン、フェノール、α−メチルスチ
レンなどの有用物質を高回収率で回収できるような、フ
ェノール蒸留残渣分解用触媒を提供することを目的とし
ている。

ユ咀凶奥ヌ 本発明に係るフェノール蒸留残渣分解用触媒は、クメン
を酸素酸化してクメンヒドロペルオキシドを合成し、こ
れを酸分解して得られる反応混合物からクメンとフェノ
ールとアセトンとを蒸留分離した蒸留残渣を熱分解する
際に用いられ、粒子径が０．００２〜１００μｍである
含酸素金属化合物からなることを特徴としている。

本発明に係るフェノール蒸留残渣分解用触媒を用いれば
、フェノール蒸留残渣からクメン、α−メチルスチレン
を高回収率で回収できるのみならずフェノールをも高回
収率で回収でき、したがってフェノールを製造する際の
コストダウンに大きく貢献することができる。

工咀Ω且体煎説朋 以下本発明に係るフェノール蒸留残渣分解用触媒につい
て具体的に説明する。

本発明に係るフェノール残留残渣分解用触媒は、クメン
を酸素酸化してクメンヒドロペルオキシドを合成し、こ
れを酸などにより分解してフェノールとアセトンとを製
造する際に得られる反応混合物から、クメンとフェノー
ルとアセトンとを蒸留分離した蒸留残渣（フェノール蒸
留残渣）を接触熱分解する際に用いられる。

より具体的には、本発明に係る触媒は、下記式で示され
るような、クメンを酸素酸化してクメンヒドロペルオキ
シドを合成し、これを酸分解してフェノールとアセトン
とを製造するに際して得られる反応混合物からクメンと
フェノールとアセトンとを蒸留分離したフェノール蒸留
残渣を接触熱分解する際に用いられ、フェノール、クメ
ン、α−メチルスチレンなどの有用物質が回収される。

以下に本発明に係るフェノール蒸留残渣分解用触媒を、
より具体的に説明する。

クメンを酸素酸化してクメンヒドロペルオキシドを合成
し、これを酸分解して得られる反応混合物から、クメン
とフェノールとアセトンとを蒸留分離した蒸留残渣中に
は、副生成物として、下記式で示されるジメチルフェニ
ルカルビノール、α−メチルスチレン、α−メチルスチ
レンニ量体、オルトクミルフェノール、バラクミルフェ
ノール、アセトフェノンあるいはその他の高沸点生成物
が多量に含まれている。

ジメチルフェニルカルビノール 本発明に係るフェノール蒸留残渣分解用触媒は、このよ
うな副生成物を含むフェノール蒸留残渣中に添加される
。この触媒は、粒子径が０．００２〜１００μｍである
含酸素金属化合物である。このような触媒を用いたフェ
ノール蒸留残渣の熱分解は、２００〜３５０℃好ましく
は２５０〜３１０℃の温度で行なわれる。

本発明で用いられる含酸素金属化合物触媒は、粒子径が
０．００２〜１００μｍ好ましくは０．０１〜５０μｍ
、さらに好ましくは０．０２〜１０μｍの微粒子状であ
り、金属酸化物、金属水酸化物、金属水：ｆａ酸化物な
どの形態をとっている。含酸素金属化合物における金属
は、一種でも、また二種以上の複合物であってもよい。

このような含酸素金属化合物触媒の調製法としては、超
微粒子状含酸素化合物の一般的な製法を用いることがで
きるが、超微粒子状の含酸素金属化合物の一般的製法と
しては、以下の方法があげられる。

１、気相反応法 ａ）アルキル金属化合物、金属塩化物、または金属を蒸
気と高温下で、酸素、水で分解し金属酸化物、金属水酸
化物とする方法。

ｂ）水素−酸素炎または炭化水素−酸素炎に金属化合物
（例えば塩化物）蒸気を供給して、金属酸化物とする方
法。

Ｃ）金属化合物（例えばハロゲン化物）を熱プラズマレ
ーザーまたは電子ビームで加熱し、金属酸化物とする方
法。

２、液相反応法 ａ）混合金属塩溶液に沈澱剤を添加して各成分が均一に
混合した沈澱物を調製し、これを熱分解して、金属酸化
物とする方法。

ｂ）金属塩溶液を加水分解して金属水酸化物または金属
水和酸化物を沈澱させ、次いで該沈澱を金属酸化物とす
る方法。

Ｃ）リン酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩の溶液に尿素を加え
て加熱し、尿素の分解によって生成するアンモニアで均
一に沈澱させ、得られた沈澱物を熱分解して金属酸化物
を得る方法。

ｄ）金属塩溶液を高温雰囲気に噴震して、瞬時に溶液の
蒸発と、金属塩の熱分解とを生じさせて金属酸化物を得
る方法。

本発明で用いられる含酸素金属化合物触媒を構成する金
属としては、アルカリ金属を除く周期律表の第３周期お
よび第４周期の金属を用いることが好ましい。特に良好
なものは、Ｍ（１、ＡＩ　。

ｓｉ、ｚｎ　、　Ｔｒ　、ｖ、ｃｒ　、　Ｍｎ　、ｒｅ
　、ｃｏ　。

ＮｉおよびＣｕである。

このうち、アルミニウムに関しては一般的な高純度アル
ミナの製法を用いることもできる。それは以下の方法で
ある。

１）アンモニウム明ばんの熱分解による方法。

Ａｌ　２　（ＳＯ４＞３　＋　（ＮＨ４）２８０４　＋
２４Ｈ２０→２ＮＨ４Ａｌ　　（ＳＯ４）２　・１２２
ＮＩ−Ｉ４　Ａｌ　（ＳＯ４）　２１２Ｈ２０→Ａ＋　
２０３　＋２ＮＨ３＋４ＳＯ３＋２５Ｉ（２０ ２）有機アルミニウムの加水分解による方法。

２　Ａ　Ｉ　Ｒ３＋　６８２０ →Ａ　＋　２０３・３　Ｈ２０＋　６　ＲＨ２Ａ　Ｉ　
　（ＯＲ）　３　＋　６８２０→Ａｔ　　０　　・３　
Ｈ２０＋　６　ＲＯＨｚ３ ３）エチレンクロルヒドリン法。

２　Ｎ　ａ　Ａ　Ｉ　ＯＺ　＋　２　ＣＩ　ＣＨｚ　Ｃ
ＨＺ　ＯＨ＝ＡＩ　２０３　・ｎＨ２０＋２Ｃ２Ｈ４０
＋ＮａＣ１ ４）アンモニウムアルミニウム炭酸塩の熱分解による方
法。

８　Ｎ８４ＨＣＯ３＋　２　ＮＨ４Ａ　Ｉ　＜　ＳＯ４
）　２→２ＮＨ４ＡＩ　０（ＯＨ）ＨＣＯ３＋４　（Ｎ
Ｈ４）２３０４　＋６ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ ＮＨ４Ａｌ　　　Ｏ（ＯＨ）　　ＨＣＯ３加　　熱 ２３０℃以上 ５）改良バイヤー法によるもの ボーキサイトから通常バイヤー法といわれる方法によっ
てアルミナが得られるが、この方法を用いて水酸化アル
ミニウムの析出時および焼成時に不純物を除去する方法
。

６）水中において、アルミニウムベレット間で火花放電
することによって、アルミナ水和物とし、これを熱分解
する方法。

本発明では、これらの微粒子状の含酸素金属触媒を別途
合成し、その粉末をフェノール蒸留残渣に加えてもよく
、あるいはフェノール蒸留残渣中に微粒子状の含酸素金
属化合物触媒を形成しうるような前駆体を加えて、フェ
ノール蒸留残渣中で前述したような加水分解等の処理を
行うことによって、微粒子状の含酸素金属化合物触媒を
形成してもよい。

このうち反応系で微粒子状の金属化合物触媒を形成する
ことが好ましい。この方法によれば、フェノール蒸留残
渣中に存在する脱水しゃすいジメチルフェニルカルビノ
ールなどの脱水により生成する水で、触媒前駆体として
の金属化合物を加水分解して微粒子状触媒を形成するこ
とができる。

また触媒使用量を少量とすることができ、連続式の反応
形態を採用でき、また触媒寿命を考慮する必要もない。

このようにフェノール蒸留残渣中で加水分解を行なうこ
とにより、微粒子状の含酸素金属化合物を形成する場合
に用いられる含酸素金属化合物触媒の前駆体としては、
金属塩化物、金属臭化物、有機金属化合物などが用いら
れる。

上記のような微粒子状の含酸素金属触媒を用いたフェノ
ール蒸留残渣の熱分解反応は、回分反応あるいは連続反
応のいずれの方式で行ってもよい。

微粒子状の含酸素触媒は、フェノール蒸留残渣に対して
、０．１〜５０，０００重Ｊｌｐｐｍ好ましくは１０〜
１，０００重量ｐｐｍの量で用いられる。

上記のような微粒子状の含酸素金属触媒を用いたフェノ
ール蒸留残渣の熱分解反応は、減圧下、常圧下、加圧下
のいずれの条件下で行なうこともできるが、通常は４０
０　ＭＨｇ　〜４　ｋｇ　ｆ　／　ａＪａｂＳ好ましく
は常圧下で行なわれる。また反応時間は反応温度によっ
て大きく変化するが、通常２〜１５時間好ましくは４〜
１２時間程度である。

このようにしてフェノール蒸留残渣を、粒子径０．００
２〜１００μｍの含酸素金属化合物触媒の存在下で熱分
解させると、フェノール蒸留残渣中に含まれるジメチル
フェニルカルビノールおよびα−メチルスチレンニ量体
は高選択率でα−メチルスチレンに転化される。すなわ
ちジメチルフェニルカルビノールは脱水されてα−メチ
ルスチレンとなり、またα−メチルスチレンニ量体は解
重合されてα−メチルスチレンとなる。さらに０−クミ
ルフェノールおよびＰ−クミルフェノールはα−メチル
スチレンとフェノールとに分解される。

几皿Ω匁釆 本発明に係るフェノール蒸留残渣分解用触媒を用いたフ
ェノール蒸留残渣の熱分解によれば、フェノール蒸留残
渣からクメン、α−メチルスチレンを高回収率で回収で
きるのみならずフェノールをも高回収率で回収できる。

従ってフェノールを製造する際のコストダウンに大きく
貢献することができる。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

叉旌医−１ 撹拌装置、冷却管、窒素吹込み口および温度検出器付の
２００ｍ１四つロフラスコに、クメン法によって得られ
た反応混合物から、アセトン、クメン、α−メチルスチ
レンおよびフェノールを殆ど蒸留分離したフェノール蒸
留残渣１００ｇ　（組成：アセトフェノン　１０〜２０
重量％、ジメチルフェニルカルビノール　１０〜２０ｆ
ｆｌｆｆｉ％、フェノール　１０〜３０重量％、Ｐ−ク
ミルフェノール１０〜２０重量％、α−メチルスチレン
２１体１０〜２０重二％、０−クミルフェノール　５〜
１０重二％および重質物）を入れ、さらに四塩化チタン
の無水ヘキサン溶液（四塩化チタン濃度５型工％）０．
４ｇを加え、次に水／アセトン（１量１重量比）１０ｇ
を加えた。

撹拌しながら徐々に加熱して、低沸物を留去しながら、
最終的には反応温度を３００℃とした。

この温度で留出物が見られなくなるまで維持した。

得られた留出物をガスクロマトグラフィーで分析した。

その結果、仕込みのα−メチルスチレン２量体、Ｐ−ク
ミルフェノールおよび０−クミルフェノールの分解生成
物であるクメン、α−メチルスチレンおよびフェノール
が各々１０．８５と８５モル％で得られた。（クメンは
反応系内で発生ずる水素により、α−メチルスチレンが
水添されたものである。） 反応釜残物の中のチタン化合物をＸ線、電子顕微鏡等で
分析したところ、その大部分がチタン水酸化物あるいは
チタン酸化物であり、これらのチタン化合物の平均粒子
径は０．５〜１．０μｍであった。

Ｘ胤皿−スユ１よ 実施例１において、四塩化チタンのかわりに、表１に示
すような他の金属化合物を用いた。また、水／アセトン
を加えずにジメチルフェニルカルビノールの熱分解によ
り生成する水で金属化合物の加水分解を行ったり、ある
いは尿素水溶液を添加して加熱し、生成するアンモニア
で金属化合物を分解し水酸化物として、微粒子状の含酸
素金属化合物触媒を生成させた。

結果を表１に示す。

ル較伍−よ 実施例１において、四塩化チタンのかわりに酸化チタン
（１００メツシユパス（ＪＩＳ　　Ｚ８８０１）晶）を
用いた以外は、実施例１と同様の方法で行った。

結果を表２に示す。

ル五■−ユ 実施例２において、塩化アルミニウムのかわりに水酸化
アルミニウム（１００メツシユパス（ＪＩＳ　　Ｚ８８
０１）品）を用いた以外は、実施例２と同様の方法で行
った。

結果を表２に示す。

ル校医一旦 実施例３において、四塩化ケイ素と塩化アルミニウムの
かわりにシリカアルミナ（Ｓ！０２／ＡＩ　２０３　＝
６５／３５　１００メツシユパス（ＪＩＳ　　Ｚ８８０
１）晶）を用いた以外は、実施例３と同様の方法で行っ
た。

結果を表２に示す。

実韮に計量１旦 実施例１において、四塩化チタンのかわりに、表３に示
すような有機金属化合物を用いた。また水／アセトンは
加えずにジメチルフェニルカルビノールの熱分解により
生成する水で、有機金属化合物の加水分解を行なって微
粒子状の含酸素金属化合物触媒を生成させた。

結果を表３に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒子径が０．００２〜１００μｍである含酸素金属
   化合物からなることを特徴とする、クメンを酸素酸化し
   てクメンヒドロペルオキシドを合成し、これを酸分解し
   て得られる反応混合物からフェノール、アセトンおよび
   クメンを蒸留分離したフェノール蒸留残渣を熱分解する
   際に用いられるフェノール蒸留残渣分解用触媒。 ２、含酸素金属化合物触媒の金属が、アルカリ金属を除
   く、周期律表の第３周期および第４周期の金属である特
   許請求の範囲第１項に記載の触媒。 ３、含酸素金属化合物触媒の金属が、アルカリ金属を除
   く周期律表の第３周期および第４周期の金属の２種以上
   の混合物である特許請求の範囲第１項に記載の触媒。 ４、含酸素金属化合物触媒が、金属酸化物、金属水和酸
   化物または金属水酸化物である特許請求の範囲第１項に
   記載の触媒。