JPS6325576B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6325576B2
JPS6325576B2 JP55124735A JP12473580A JPS6325576B2 JP S6325576 B2 JPS6325576 B2 JP S6325576B2 JP 55124735 A JP55124735 A JP 55124735A JP 12473580 A JP12473580 A JP 12473580A JP S6325576 B2 JPS6325576 B2 JP S6325576B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
monomethylamine
catalyst
dimethylamine
mordenite
ammonia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55124735A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5646846A (en
Inventor
Jurian Ueigaato Furanku
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of JPS5646846A publication Critical patent/JPS5646846A/en
Publication of JPS6325576B2 publication Critical patent/JPS6325576B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はモノメチルアミンの接触不均斉化によ
るジメチルアミンの改良された製造法に関する。 モノ−,ジ−および/またはトリメチルアミン
の製造にメタノールとアンモニアの接触媒反応が
利用されることは当業界で周知である。メチルア
ミン類のうちどれか一つを生成し易くするために
種々の手段をとることが出来る。例えば次のこと
が知られている。すなわち、メタノールと一緒に
あるいは代りにジメチルエーテルを使用するこ
と、不所望のメチルアミン類をリサイクルするこ
と、反応剤のモル比を変更することおよび特定の
脱水素またはアミノ化触媒を使用により生成物中
の種々のアミンの相対量を変え得ること、が知ら
れている。 網羅的ではないがこのような技術を例示すれ
ば、米国特許3278598は第一および第二アルコー
ルとアンモニアの反応でラネ−ニツケル触媒を使
用す改良された液相法において、ロジウム、パラ
ジウム、またはルテニウム共触媒(cocatalyst)
を用いて第二アミンの生成を増加せしめることを
開示している。同様に米国特許3387032は、メタ
ノールおよび/またはジメチルエーテルならびに
アンモニアから増加した量のジメチルアミンを得
る接触的方法において、触媒としてシリカゲルを
ベースとしたアルミナ(silica gel−based
alumina)の部分的に水蒸気で失活させた後、燐
酸銀、七硫化レニウム、硫化モリブデンまたは硫
化コバルトを含浸させたものを使用することを開
示している。米国特許2394515および2394516は、
炭素原子数1〜5のアルコールおよび/またはエ
ーテルならびにアンモニアから、モノアルキルア
ミン量の少いポリアルキルアミンを製造する触媒
方法において、触媒としてアルミニウムの酸化物
または塩に、初めシリカでコートし、次いでバナ
ジウム塩または酸化モリブデンでコートしたもの
を使用することを開示している。関連した米国特
許2349222では触媒として粒状アルミナを、ニツ
ケル、コバルトまたはクロムの酸化物系の水添/
脱水素触媒でコートした触媒を使用している。米
国特許2456599は、より多い量のモノ−およびジ
メチルアミンと少い量のトリメチルアミンが、メ
タノールとアンモニアに水を随伴させて仕込んだ
接触的方法により達成されることを開示してい
る。米国特許1799722および米国再発行特許19632
は、接触的方法で、トリメチルアミンをメタノー
ルおよびアンモニアとともに仕込めば、トリメチ
ルアミンの生成を抑制されジメチルアミンの量が
増加することを開示している。米国特許1992935
は、第一、第二および第三メチルアミン、特にジ
メチルアミンをメタノールおよびアンモニアから
製造する接触的方法において、触媒として脱水し
た酸化物をシリカゲルのような多孔性の強固なゲ
ルに担持させたものの使用を開示している。英国
特許422563は、第二アミンを接触的方法で製造す
るとき、第一アミンを出発物質としてアンモニア
とメタノールに加えて用いることを開示してい
る。 RestelliらはA.I.Ch.E.Journal,12巻、2号、
292−296,1966年3月、に、モンモリロン石、脱
水したマグネシウム/カルシウム酸化物を含むア
ルミノ珪酸塩上で、モノメチルアミンとジメチル
アミンのメチル基転位反応の研究を記載してい
る。約320〜371℃での反応では、低い転化率では
モノメチルアミンがジメチルアミンに転化し、そ
の速度はそのアミンの分圧に直接比例し、したが
つて触媒表面へのモノメチルアミンの吸着が律速
であることが判る。 米国特許1926691は、硅酸アルミニウム(シリ
カ−アルミナ)および部分的に脱水したアルミナ
を含む酸化物触媒上のモノメチルアミンの不均斉
化を開示している。ただ一つの実施例においての
み、無水のアルミナ上でのモノメチルアミンの不
均斉化はジメチルアミンの生成に対し高選択性で
ある。開示された酸化物触媒はすべて、アミノ化
触媒として広く分類される点に関して等価である
ことが指摘されている。 米国特許3384667は、一置換および二置換アミ
ンを三置換アミンより多く生成するには、一置換
および二置換アミンは通過するが三置換アミンは
通過しない寸法の孔を有する脱水した結晶質のア
ルミノ硅酸塩上で、アルコールとアンモニアを反
応させればよいことを開示している。 関連する米国特許4082805は第一脂肪族アミン
を第二および第三アミンより優位に、C1〜C5
アルコールまたはエーテルおよびアンモニアか
ら、ZSM−5,ZSM−11またはZSM−21の構造
を有する天然または合成の脱水した結晶質のアル
ミノ硅酸塩上で、300〜500℃、1気圧ないし
1000psig(7000kPa)、かつ1:1ないし5:1の
比率でアルコールまたはエーテルとアンモニアを
仕込む条件下で製造する方法を開示している。 現在、メチルアミンは一般に無定形のシリカ−
アルミナ触媒を用いメタノールとアンモニアから
連続法で商業的に製造されている。中位のメタノ
ール転化率ではかかる方法では一般にトリメチル
アミンの方がモノ−およびジメチルアミンよりも
多く生成する(非常に低い転化率ではモノメチル
アミンが主として生成する)。化学的中間体とし
て工業的な使用が拡大して来たのでジメチルアミ
ンは最も有望なメチルアミン製品となり、モノメ
チルアミンがこれに次いでいる。メタノール転化
率が約100%で、平衡になつたとき、モノメチル
アミンとジメチルアミンの生成量が最大になる。
然しながら、平衡時の生成した三種のアミンの相
対量は主として炭素/窒素(C/N)比、即ち反
応剤中のメタノール/アンモニア比に依存する。
炭素/窒素比が約1のところでは生成混合物はモ
ル基準で、約55%のアンモニア、22%のトリメチ
ルアミン(TMA)、12%のモノメチルアミン
(MMA)および12%のジメチルアミン(DMA)
を含む。生成混合物は分離して需要の少いメチル
アミン類はリサイクルする。然しモノメチルアミ
ンをリサイクルしても、新規の平衡時、ワンパス
当り約10%のジメチルアミンが得られるにすぎ
ず、モノメチルアミンの大部分はトリメチルアミ
ンとアンモニアに転化してしまう。どのような
C/N比であつても平衡時には、ジメチルアミン
は優位な生成物ではない。 メチルアミンの合成はエチルアミンの合成とは
区別し得る。例えば、上記した反応に対応するエ
チルアミン反応の熱力学ではジエチルアミンの生
成はエチル/窒素比が約2のとき都合がよい。し
たがつて、ジメチルアミンの製造は同様の方法に
よるジエチルアミンの製造よりも本質的により複
雑である。 したがつて本発明の目的は、モノメチルアミン
を転化して直接ジメチルアミンとアンモニアにす
る改良された方法を与えるもので、トリメチルア
ミンへの転化は実質的にないので、需要の最も少
いメチルアミンの生成とそれに伴う回収やリサイ
クルが不要になることである。今一つの目的は、
モノメチルアミンに伴つて存在するような水の存
在下で、この目的を達成出来る触媒を使用する製
造法を提供することにある。他の目的は今後明ら
かになるであろう。 本発明の構成、目的および効果をより深く理解
するために、以下の記載と添付図面ならびに特許
請求の範囲中に、本発明の種々の新規な特徴がよ
り詳細に説明されている。 本発明はジメチルアミンをモノメチルアミンか
ら製造するための、例えば米国特許1926691より
改良された接触的方法である。更に特定して言え
ば、普通アミノ化触媒とされている触媒が、モノ
メチルアミンの不均斉化反応における選択性およ
び水に対する感受性によつて三つのカテゴリーに
分け得ることの発見である。 クラス 選択性 乾 燥 湿潤(H2O) 良 良 良 不 良 不 良 不 良 クラスの触媒は例示すればシリカ−アルミ
ナ、水素でイオン交換したゼオライト、およびゼ
オライトA,オフレタイトおよびホージヤサイト
のようないくつかの中性のゼオライトであつて、
選択性がない。クラスの触媒はアルミナおよび
ゼオライト・エリオナイトなどで、無水にして仕
込めば選択性を示すが、水が存在すると選択性を
失う。クラスに属する幾つかのゼオライトは系
内に水分が存在しているときでさえ高い選択性を
保持している。なお更に特定して言えば、本発明
は、 a 第一陽イオンがNa、少なくとも2重量%の
HNa(例えば2〜4.3重量%のNa),Mg,Ca,
SrまたはBaであるモルデン沸石 b 第一金属陽イオンがNa,K,Mg,Ca,Sr
またはBaであるフエリエライト c クリノプチロル沸石(clinoptilolite)および d 灰十字沸石、 から選択された結晶質のアルミノ珪酸塩(ゼオラ
イト)触媒上に、温度250〜475℃、圧力1〜
1000psi(7〜7000kPa)で、モノメチルアミンを
毎時0.1〜10g/g触媒の仕込速度で仕込み、モ
ノメチルアミンが不均斉化されてジメチルアミン
とアンモニアとなる改良された連続製造法であ
る。好ましくは、実質的に無水のモノメチルアミ
ンとフエリエライト触媒を用い、350〜400℃、10
〜500psi(70〜3000kPa)、特に300psi(2000kPa)、
モノメチルアミンの供給速度は毎時0.5〜2g特
に1g/g触媒の条件で製造が行われる。 ここで有用な触媒の大部分は、市販されている
かあるいは当業者において容易に調整し得るもの
である。次に用いられる調整手順を例示する。 ナトリウム−水素・モルデン沸石は、ナトリウ
ム・モルデン沸石の押出物と塩酸水溶液を適当量
混合し、混合物を一晩放置し、過して固形物を
分け、回収固形物を蒸留水で洗浄し、次いでその
固形物を風乾し400℃で4時間〓焼することによ
つて調整される。 カルシウム・モルデン沸石は、塩化カルシウム
水溶液(25gの塩化カルシウムを150mlの蒸留水
に溶解)に20gのナトリウム・モルデン沸石を加
えたものを3日間還流し、上澄液を傾瀉し、新規
に塩化カルシウム水溶液を加え、更に3日間還流
し、過して固形物を分け、回収固形物を蒸留水
で洗浄して塩化物を除き、次いでその固形物を風
乾し〓焼する。 マグネシウム・ストロンチウム・またはバリウ
ム・モルデン沸石およびマグネシウム・,カルシ
ウム・,ストロンチウム・またはバリウム・フエ
リエライトのような、上記以外の結晶質のアルミ
ノ珪酸塩(ゼオライト)は、10gの適当なゼオラ
イトと10gの適当な硝酸塩を100mlの水で還流し、
過して固形物を分け、回収固形物を蒸留水で洗
浄し、次いでその固形物を110℃で2時間、200℃
で2時間および400℃で4時間乾燥することによ
る、交換反応によつて調製される。 本発明のプロセス変量としては、圧力および接
触時間である。温度があまり低いと、モノメチル
アミンのジメチルアミンへの転化率は低いであろ
う。温度があまり高いと、接触時間を減少させな
いと、平衡化およびコーキング(炭化)が起るか
も知れない。非常に低圧で操作する場合は、不適
当に大きい反応容器が必要となり、生成物は冷凍
凝縮させないと次の精製が出来ない;過度に高圧
の場合はコストのかさむ厚壁の容器が必要にな
る。接触時間が短いときはモノメチルアミンの転
化率が低くなり、接触時間が長いときは低温では
触媒の非効率的な使用になり高温では平衡化コー
キングが起る。一般に、接触時間は、7kPaの圧
力に正規化して0.1〜60秒が満足な結果を与え、
1〜10秒が好ましい結果を与える。 ここに用いた触媒の効率はモノメチルアミンの
転化率およびジメチルアミンへの選択率によつて
定義される。ここで、%で表わした転化率は100
−100×〔MMA/(NH3+MMA+DMA+
TMA)〕を、%で表わした選択率は100×
〔DMA/(DMA+TMA)〕を示す語として使用
される。換言すれば、転化率は生成したアンモニ
アと三種のアミンの混合物中の(転化しなかつた
と考えられる)モノメチルアミンの量から決定さ
れる。選択率は、生成した混合物中のジメチルア
ミンとトリメチルアミンに対するジメチルアミン
の量、すなわち(既に転化した)モノメチルアミ
ンの転化した部分から生成した第二アミン量から
決定される。 本発明の方法におけるモノメチルアミンの転化
率は流動速度(接触時間)、温度および圧力に依
存する。最適の結果はこれらの変量を折衷した条
件を選択することにより達成される。本発明の開
示の一部を成す添付した第1、第2および第3図
には、触媒として、共に先行技術を代表する通常
の無定形のシリカ−アルミナ(第1図)およびア
ルミナ(第2図)、ならびに本発明の方法の触媒
を代表する結晶質の天然のフエリエライトを用
い、大気圧下、種々の温度、種々の流動速度で行
つた種々の実験に対する、上記した定義の選択率
と転化率のプロツトが描かれている。モノメチル
アミンの転化率が例えば約10%以下という非経済
的な低いレベルでは、系が無水であつても含水で
あつても触媒の前記の三つのクラスの何れもが選
択率は高い;即ち反応はジメチルアミンの生成に
有利である。対応的に、モノメチルアミンの転化
率が例えば約75%以上という高いレベルでは、系
が無水であつても含水であつても、三つのクラス
の触媒は何れも選択率が低い。これはアミン類が
平衡に近づきコーキングが起りかけるからであ
る。通常用いられる転化率のレベル、例えば15〜
75%では、本発明の方法は、公知の触媒によるよ
りも実質的に勝れた選択率に勝れた選択率を与
え、特に、例えば米国特許1926691に開示された
ように触媒としてアルミナを、または後述の実験
4に示されているように触媒として天然のエリオ
ナイトを用いた方法では見られない特徴である水
の存在下でも実質的に勝れた選択率を与える。水
の存在下における本発明の方法の有用性は、メタ
ノールとアンモニアの反応から単離し仕込み流と
して使用するリサイクルするモノメチルアミン流
が含水であつてもよい点で特に重要である。 次の実施例は本発明の特定の態様を説明するた
めのものである。実施例のあるものは比較のため
に本発明の範囲外の方法を説明する実験を含んで
いる。 実施例 1 分割された管状炉で加熱された直径0.5インチ
(1.3cm)帯域の長さ3インチ(7.6cm)のVycor
管状反応器の中で、3gのナトリウム・モルデン
沸石上に、大気圧、300〜450℃の温度および0.11
〜0.83gのMMA/g触媒/時の流動速度でモノ
メチルアミン(MMA)を通じた。80/100メツシ
ユの硅藻土(ChromosorbWAW)にポリエチ
レンオキシド(25%Carbowax400)、2.5%
NaOHを加えた吸着剤を充填した10フイート
(3.0m)×0.125インチ(0.32cm)のコラムを用い
たガスクロマトグラフイーで、三種のアミンおよ
びアンモニアを測定した。65℃,Heの流動速度
20ml/分で、TMA,NH3,DMA,MMAの順
序で4分以内で溶離した。得られたデータは表1
に示した。
This invention relates to an improved process for the production of dimethylamine by catalytic disproportionation of monomethylamine. It is well known in the art to utilize the catalytic reaction of methanol and ammonia in the production of mono-, di- and/or trimethylamines. Various measures can be taken to facilitate the production of any one of the methylamines. For example, the following is known. in the product by using dimethyl ether with or in place of methanol, recycling undesired methylamines, changing the molar ratio of reactants, and using specific dehydrogenation or amination catalysts. It is known that the relative amounts of the various amines can be varied. Illustrating, but not exhaustively, such techniques, U.S. Pat. cocatalyst
discloses increasing the production of secondary amines using Similarly, U.S. Pat. No. 3,387,032 describes a catalytic process for obtaining increased amounts of dimethylamine from methanol and/or dimethyl ether and ammonia using silica gel-based alumina as catalyst.
discloses the use of partially deactivated alumina with steam and impregnated with silver phosphate, rhenium heptasulfide, molybdenum sulfide or cobalt sulfide. U.S. Patents 2394515 and 2394516
In a catalytic method for producing polyalkylamines with a small amount of monoalkylamine from alcohols and/or ethers having 1 to 5 carbon atoms and ammonia, an oxide or salt of aluminum as a catalyst is first coated with silica and then coated with silica. The use of coatings with vanadium salts or molybdenum oxide is disclosed. Related U.S. Pat. No. 2,349,222 uses granular alumina as a catalyst for the hydrogenation/
A catalyst coated with a dehydrogenation catalyst is used. US Pat. No. 2,456,599 discloses that higher amounts of mono- and dimethylamine and lower amounts of trimethylamine are achieved by a catalytic process in which methanol and ammonia are charged with water. U.S. Patent 1799722 and U.S. Reissue Patent 19632
discloses that by charging trimethylamine with methanol and ammonia in a catalytic process, the formation of trimethylamine is suppressed and the amount of dimethylamine is increased. US Patent 1992935
is a catalytic process for producing primary, secondary and tertiary methylamines, especially dimethylamine, from methanol and ammonia, using a dehydrated oxide as a catalyst supported on a porous, strong gel such as silica gel. Use is disclosed. British Patent No. 422,563 discloses the use of primary amines as starting materials in addition to ammonia and methanol when preparing secondary amines in a catalytic process. Restelli et al. AICh.E.Journal, Volume 12, No. 2,
292-296, March 1966, describes a study of the methyl group rearrangement reaction of monomethylamine and dimethylamine on montmorillonite, an aluminosilicate containing dehydrated magnesium/calcium oxides. For reactions at about 320-371 °C, monomethylamine is converted to dimethylamine at low conversions, the rate of which is directly proportional to the partial pressure of the amine, and therefore the adsorption of monomethylamine on the catalyst surface is rate-limiting. It turns out that there is something. US Pat. No. 1,926,691 discloses the disproportionation of monomethylamine over an oxide catalyst comprising aluminum silicate (silica-alumina) and partially dehydrated alumina. In only one example, disproportionation of monomethylamine on anhydrous alumina is highly selective for the formation of dimethylamine. It is noted that all of the disclosed oxide catalysts are equivalent in terms of being broadly classified as amination catalysts. U.S. Pat. No. 3,384,667 teaches that to produce more mono- and di-substituted amines than tri-substituted amines, a dehydrated crystalline alumino silicate with pores sized to pass the mono- and di-substituted amines but not the tri-substituted amines. It is disclosed that alcohol and ammonia may be reacted on an acid salt. Related U.S. Pat. No. 4,082,805 predominates primary aliphatic amines over secondary and tertiary amines, from C1 to C5 alcohols or ethers and ammonia, with structures ZSM-5, ZSM-11 or ZSM-21. over natural or synthetic dehydrated crystalline aluminosilicates at 300-500°C and 1 atm or less.
A process is disclosed under conditions of 1000 psig (7000 kPa) and charging alcohol or ether and ammonia in a ratio of 1:1 to 5:1. Currently, methylamine is generally made from amorphous silica.
It is commercially produced in a continuous process from methanol and ammonia using an alumina catalyst. At moderate methanol conversions such processes generally produce more trimethylamine than mono- and dimethylamine (at very low conversions monomethylamine is predominantly produced). Due to its expanding industrial use as a chemical intermediate, dimethylamine has become the most promising methylamine product, followed by monomethylamine. When methanol conversion is approximately 100% and equilibrium is reached, the amount of monomethylamine and dimethylamine produced is maximum.
However, the relative amounts of the three amines formed at equilibrium depend primarily on the carbon/nitrogen (C/N) ratio, ie, the methanol/ammonia ratio in the reactants.
At a carbon/nitrogen ratio of about 1, the product mixture is about 55% ammonia, 22% trimethylamine (TMA), 12% monomethylamine (MMA), and 12% dimethylamine (DMA) on a molar basis.
including. The resulting mixture is separated and methylamines, which are in low demand, are recycled. However, even if monomethylamine is recycled, only about 10% dimethylamine is obtained per pass during new equilibrium, and most of the monomethylamine is converted to trimethylamine and ammonia. At equilibrium, dimethylamine is not the predominant product at any C/N ratio. The synthesis of methylamine can be distinguished from the synthesis of ethylamine. For example, the thermodynamics of the ethylamine reaction corresponding to the reaction described above favors the formation of diethylamine when the ethyl/nitrogen ratio is about 2. The production of dimethylamine is therefore inherently more complex than the production of diethylamine by similar methods. It is therefore an object of the present invention to provide an improved process for converting monomethylamine directly to dimethylamine and ammonia, with virtually no conversion to trimethylamine, thus eliminating the need for the least demanding methylamine. This eliminates the need for generation and associated collection and recycling. Another purpose is
The object is to provide a process using a catalyst which can achieve this objective in the presence of water, such as is present with monomethylamine. Other purposes will be revealed in the future. Various novel features of the invention are set forth in more detail in the following description and accompanying drawings, as well as in the claims, for a better understanding of the structure, objects, and advantages of the invention. The present invention is a catalytic process for preparing dimethylamine from monomethylamine, which is improved from, for example, US Pat. No. 1,926,691. More specifically, it was the discovery that catalysts commonly referred to as amination catalysts can be divided into three categories depending on their selectivity in the disproportionation reaction of monomethylamine and their sensitivity to water. Class Selectivity Dry Wet (H 2 O) Good Good Good Bad Bad Bad The class of catalysts includes, to name a few, silica-alumina, hydrogen ion-exchanged zeolites, and zeolite A, offretite, and haujasite. It is a neutral zeolite of
There is no selectivity. This class of catalysts includes alumina, zeolite, and erionite, which show selectivity when prepared in anhydrous form, but lose selectivity in the presence of water. Some classes of zeolites retain high selectivity even when water is present in the system. Still more particularly, the present invention provides that a the first cation is Na, at least 2% by weight of
HNa (e.g. 2-4.3 wt% Na), Mg, Ca,
mordenite b whose first metal cation is Sr or Ba, Na, K, Mg, Ca, Sr
or Ba ferrierite, c clinoptilolite and d perioliolite, on a crystalline aluminosilicate (zeolite) catalyst selected from c clinoptilolite and d bolideite, at a temperature of 250 to 475 °C and a pressure of 1 to
It is an improved continuous production process in which monomethylamine is charged at a rate of 0.1 to 10 g/g catalyst per hour at 1000 psi (7-7000 kPa) and the monomethylamine is disproportionated to dimethylamine and ammonia. Preferably, substantially anhydrous monomethylamine and ferrierite catalyst are used at 350-400°C for 10
~500psi (70~3000kPa), especially 300psi (2000kPa),
Production is carried out at a feed rate of monomethylamine of 0.5 to 2 g/hour, especially at a feed rate of 1 g/g of catalyst. Most of the catalysts useful herein are commercially available or can be readily prepared by those skilled in the art. The following is an example of the adjustment procedure used. Sodium-hydrogen mordenite is produced by mixing an appropriate amount of sodium mordenite extrudate and an aqueous hydrochloric acid solution, leaving the mixture overnight, filtering to separate the solids, washing the recovered solids with distilled water, and then It is prepared by air drying the solid and calcining it at 400°C for 4 hours. Calcium mordenite is produced by adding 20 g of sodium mordenite to a calcium chloride aqueous solution (25 g of calcium chloride dissolved in 150 ml of distilled water), refluxing it for 3 days, decanting the supernatant liquid, and newly producing calcium chloride. An aqueous solution is added and refluxed for an additional 3 days, the solids are separated by filtration, the recovered solids are washed with distilled water to remove chloride, and the solids are then air-dried and calcined. Crystalline aluminosilicates (zeolites) other than those mentioned above, such as magnesium strontium or barium mordenite and magnesium, calcium, strontium or barium ferrierite, can be prepared by mixing 10 g of a suitable zeolite with 10 g of a suitable zeolite. Reflux the nitrate with 100ml of water,
The solids were separated by filtration, the recovered solids were washed with distilled water, and then the solids were heated at 110°C for 2 hours and at 200°C.
by an exchange reaction by drying at 400° C. for 2 hours and 400° C. for 4 hours. The process variables of the present invention are pressure and contact time. If the temperature is too low, the conversion of monomethylamine to dimethylamine will be low. If the temperature is too high, equilibration and coking (carbonization) may occur unless the contact time is reduced. When operating at very low pressures, unsuitably large reaction vessels are required, and the product must be cryocondensed for further purification; excessively high pressures require costly thick-walled vessels. . Short contact times result in low monomethylamine conversion, while long contact times result in inefficient use of the catalyst at low temperatures and equilibration coking at high temperatures. Generally, contact times of 0.1 to 60 seconds normalized to a pressure of 7 kPa give satisfactory results;
1 to 10 seconds gives favorable results. The efficiency of the catalyst used here is defined by the conversion of monomethylamine and the selectivity to dimethylamine. Here, the conversion rate expressed in % is 100
−100× [MMA/(NH 3 +MMA+DMA+
TMA)], the selectivity expressed in % is 100×
Used to indicate [DMA/(DMA+TMA)]. In other words, the conversion rate is determined from the amount of monomethylamine (considered not converted) in the mixture of ammonia and three amines produced. The selectivity is determined from the amount of dimethylamine relative to dimethylamine and trimethylamine in the mixture formed, ie the amount of secondary amine formed from the converted portion of the (already converted) monomethylamine. The conversion of monomethylamine in the process of the invention depends on the flow rate (contact time), temperature and pressure. Optimal results are achieved by selecting conditions that compromise these variables. The attached FIGS. 1, 2 and 3, which form part of the disclosure of the present invention, show conventional amorphous silica-alumina (FIG. 1) and alumina (FIG. 2), both representative of the prior art, as catalysts. Selectivity and conversion as defined above for various experiments carried out under atmospheric pressure, at different temperatures, and at different flow rates using crystalline natural ferrierite representative of the catalyst of the process of the present invention. A plot of the rate is drawn. At uneconomically low conversion levels of monomethylamine, e.g. below about 10%, any of the three aforementioned classes of catalysts, whether the system is anhydrous or hydrous, are highly selective; i.e., the reaction is favorable for the production of dimethylamine. Correspondingly, at high levels of monomethylamine conversion, eg, above about 75%, all three classes of catalysts have low selectivity, whether the system is anhydrous or hydrous. This is because the amines approach equilibrium and coking begins. Conversion levels commonly used, e.g.
75%, the process of the present invention provides selectivity substantially superior to that with known catalysts, especially with alumina as catalyst, as disclosed in US Pat. No. 1,926,691, for example. Alternatively, as shown in Experiment 4 below, it provides substantially superior selectivity even in the presence of water, which is a feature not seen in methods using natural erionite as a catalyst. The utility of the process of the invention in the presence of water is particularly important in that the recycled monomethylamine stream isolated from the reaction of methanol and ammonia and used as a feed stream may be hydrous. The following examples are intended to illustrate certain embodiments of the invention. Some of the examples include experiments illustrating methods outside the scope of the invention for comparison. Example 1 A 3 inch (7.6 cm) long Vycor with a 0.5 inch (1.3 cm) diameter zone heated in a segmented tube furnace.
In a tubular reactor, over 3 g of sodium mordenite at atmospheric pressure, a temperature of 300-450 °C and 0.11
Monomethylamine (MMA) was passed through at a flow rate of ~0.83 g MMA/g catalyst/hour. 80/100 mesh diatomaceous earth (ChromosorbWAW) with polyethylene oxide (25% Carbowax400), 2.5%
The three amines and ammonia were measured by gas chromatography using a 10 foot (3.0 m) x 0.125 inch (0.32 cm) column packed with adsorbent containing NaOH. 65℃, He flow rate
At 20 ml/min, TMA, NH 3 , DMA, and MMA were eluted in this order within 4 minutes. The obtained data are shown in Table 1
It was shown to.

【表】 プロセス条件の選択は重要である。温度が400
〜450℃の範囲に到達するにつれて、MMA転化
率は約80%またはそれ以上になるが、TMA分の
多い平衡条件に近づくので選択率は落ちる。温度
を操業可能な範囲以下に保つと、MMA転化率は
例えば15%より少い位に低くなつて駄目になる
が、選択率は100%に近づく。MMA転化率は少
くとも15%、および選択率は少くとも80%になる
ようにプロセス条件を選定することが好適であ
る。ナトリウム・モルデン沸石の場合、250〜450
℃で大気圧1〜10gMMA/g触媒/時間の条件
で80%以上の選択率が得られる。 実施例 2 実施例1に記載した方法と実質的に同じ方法を
用い、本発明の範囲内にある種々の触媒上に
MMAを通じた。第2表に示したのはこれらのデ
ータと、比較実験として本発明の範囲外にある触
媒、即ち、カルシウム・エリオナイト、エリオナ
イト,γ−Al2O3,η−Al2O3、2重量%未満の
Naを有するナトリウム−水素・モルデン沸石、
水素・モルデン沸石、標準アミノ化触媒の無定形
SiO2/Al2O3,ベントナイト・ボル粘土
(Volclay)、菱弗石−エリオナイト、Pd/SiO2
ならびにゼオライト4A,5AおよびNa−ZSM−
5のデータである。比較実験は“C”と標示し
た。
[Table] The selection of process conditions is important. temperature is 400
As the ~450° C. range is reached, MMA conversion increases to about 80% or higher, but selectivity decreases as TMA-rich equilibrium conditions are approached. If the temperature is kept below the operational range, the MMA conversion will drop to no more than 15%, for example, but the selectivity will approach 100%. Preferably, the process conditions are selected such that the MMA conversion is at least 15% and the selectivity is at least 80%. For sodium mordenite, 250-450
A selectivity of 80% or more can be obtained at 1 to 10 g MMA/g catalyst/hour at atmospheric pressure. Example 2 Using substantially the same method as described in Example 1, a variety of catalysts within the scope of the present invention were prepared.
Through MMA. Table 2 shows these data and, as a comparative experiment, catalysts outside the scope of the present invention, namely calcium erionite, erionite, γ-Al 2 O 3 , η-Al 2 O 3 , 2 Less than % by weight
Sodium-hydrogen mordenite with Na,
Hydrogen mordenite, amorphous standard amination catalyst
SiO 2 /Al 2 O 3 , Bentonite/Volclay, Rhyofluorite-erionite, Pd/SiO 2 ,
and zeolites 4A, 5A and Na-ZSM-
This is the data of 5. Comparative experiments were labeled "C".

【表】 モルデン沸石
0.69 350 42 97
[Table] Mordenite
0.69 350 42 97

【表】【table】

【表】 実施例 3 上述したように、好適に不均斉化されるモノメ
チルアミンは無水のものである。本実施例の目的
は、本発明の方法の触媒が水に対し比較的不感受
性であることを実証することである。したがつて
出発物質のモノメチルアミンは無水にする必要が
ない。第3表から判るように、MMA中の水分
(60%H2O,40%MMA)は、ナトリウム・モル
デン沸石上でのMMAの選択的な不均斉化には何
ら明らかな影響がないが、本発明の範囲外のη−
Al2O3の場合は影響がある。ここに含まれている
他の実施例および実験も更に本発明の触媒と先行
技術の触媒との間の区別を示している。第3表に
示したデータは次の条件で得られたものである:
3gのナトリウム・モルデン沸石またはη−
Al2O3,実施例1中に記載したのと同等の装置中
3ml/時の液体仕込み(H2O中40%MMA)およ
び10ml/分の窒素キヤリヤー。
Table: Example 3 As mentioned above, the monomethylamine that is preferably disproportionated is anhydrous. The purpose of this example is to demonstrate that the catalyst of the process of the invention is relatively insensitive to water. The starting monomethylamine therefore does not need to be anhydrous. As can be seen from Table 3, the moisture in MMA (60% H 2 O, 40% MMA) has no obvious effect on the selective disproportionation of MMA on sodium mordenite. η− outside the scope of the present invention
In the case of Al 2 O 3 , there is an effect. Other examples and experiments included herein also further demonstrate the distinction between the catalysts of the present invention and prior art catalysts. The data shown in Table 3 were obtained under the following conditions:
3g sodium mordenite or η-
Al 2 O 3 , 3 ml/h liquid charge (40% MMA in H 2 O) in an apparatus similar to that described in Example 1 and a nitrogen carrier of 10 ml/min.

【表】 実施例 4 本実施例では、MMAの不均斉化触媒として好
適なナトリウム・モルデン沸石を使用した。無水
のMMAを0.45〜1.15g/gNaモルデン沸石/時
の速度で加熱蒸気として、0.125インチ(0.32cm)
の押出物としたナトリウム・モルデン沸石を120
g容れた、0.125インチ(0.32cm)×6インチ
(15.2cm)の寸法の円筒形反応器に、100〜
350psig(700〜2400kPa)のゲージ圧、300℃の温
度で仕込んだ。反応器の温度は触媒床の中心に入
れた熱電対によりコントロールした。分析は実施
例1に記載したようにガスクロマトグラフイーに
より行つた。実験データは第4表に纒めた。
[Table] Example 4 In this example, sodium mordenite, which is suitable as a disproportionation catalyst for MMA, was used. Anhydrous MMA is heated as steam at a rate of 0.45 to 1.15 g/g Na mordenite/hour to 0.125 inches (0.32 cm).
Sodium mordenite extruded from 120
A cylindrical reactor measuring 0.125 inches (0.32 cm) by 6 inches (15.2 cm) containing 100 g
Charged at a gauge pressure of 350 psig (700-2400 kPa) and a temperature of 300°C. The reactor temperature was controlled by a thermocouple placed in the center of the catalyst bed. Analysis was performed by gas chromatography as described in Example 1. The experimental data are summarized in Table 4.

【表】 実施例 5〜10 これらの実施例は、本発明の方法が無水の
MMAを用いても、含水の系中ででも実施可能で
あることを実証するものである。結果を見れば、
本発明の方法の触媒はどちらの系においても有効
であることが判る。プロセス条件は実施例1に記
載したことと実質的に同じである。これらの実施
例のデータは第5〜10表にそれぞれ纒めてある。
これらの表のデータのいくつかは第1〜4表に記
載したデータを再録したものである。
[Table] Examples 5 to 10 These examples demonstrate that the method of the present invention
This demonstrates that even when using MMA, it is possible to carry out the experiment even in a water-containing system. If you look at the results,
The catalyst of the process of the invention is found to be effective in both systems. Process conditions are substantially the same as described in Example 1. Data for these examples are summarized in Tables 5-10, respectively.
Some of the data in these tables is a reprint of the data listed in Tables 1-4.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実験 1〜4 次の実験は、系中の水の存否に拘らず本発明の
方法の触媒が呈する選択性をその触媒は呈しない
ことを理由として本発明の範囲外となつているア
ミノ化触媒を反応に用いた場合を実証するための
ものである。反応に用いた条件はこれまで述べて
きた実施例に記載した条件と実質的に同じであつ
た。実験1〜4に関するデータは第11〜14表に纒
められている。実験1と2は乾燥した系および含
水の系の何れの系においても非選択性である触媒
を使用した場合を示した。実験1からのデータ
は、第11表に示さなかつたデータとともに、第1
図に図示してある。実験3と4は乾燥した系では
選択性であるが、含水の系では非選択性である触
媒を使用した場合を示した。実験3のデータは、
第13表に示さなかつたデータとともに、第2図に
図示してある。実験3は、実施例3に含まれたη
−Al2O3を用いた比較実験と同様に、前記した米
国特許1926691の方法を示している。
[Table] Experiments 1 to 4 The following experiments are outside the scope of the present invention because the catalysts of the present method do not exhibit the selectivity exhibited by the catalysts of the present method regardless of the presence or absence of water in the system. This is to demonstrate the use of an amination catalyst in a reaction. The conditions used for the reaction were substantially the same as those described in the previous examples. Data for Experiments 1-4 are summarized in Tables 11-14. Experiments 1 and 2 demonstrated the use of catalysts that were non-selective in both dry and wet systems. Data from Experiment 1, along with data not shown in Table 11, are included in Experiment 1.
Illustrated in the figure. Experiments 3 and 4 demonstrated the use of catalysts that were selective in dry systems but non-selective in wet systems. The data of experiment 3 is
It is illustrated in FIG. 2 along with data not shown in Table 13. Experiment 3 is based on η included in Example 3.
- The method of the aforementioned US Pat. No. 1,926,691 is shown as well as a comparative experiment using Al 2 O 3 .

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面は本発明の開示の具体的な部分をなす
もので、モノメチルアミンをジメチルアミンに転
化する場合の、本発明方法の触媒を選択率を示す
プロツト(第3図)を、共に本発明の範囲外にあ
る通常の無定形のシリカ−アルミナ触媒(第1
図)および通常のアルミナ触媒(第2図)をそれ
ぞれ使用した場合と比較して示したものである。
更に特定して言えば、これらの図面は、モノメチ
ルアミンの種々の転化率で得られるジメチルアミ
ン/トリメチルアミン生成物中のジメチルアミン
の百分率を示すプロツトを与える。これらの図面
は実施例および実験で得られたデータに基くもの
である。第1図で表わされるシリカ−アルミナ触
媒は乾燥系でも含水系でも非選択性であることが
判る。第2図で表わさるアルミナ触媒は乾燥系で
は選択性を有するが、含水系では非選択性である
ことが判る。第3図で表わされる天然のフエリエ
ライト触媒は乾燥系でも含水系でも選択性を有す
ることが判る。
The accompanying drawings form a specific part of the disclosure of the present invention, and together they include a plot (Figure 3) showing the selectivity of the catalyst of the process of the present invention in the conversion of monomethylamine to dimethylamine. Conventional amorphous silica-alumina catalysts (1st
Figure 2) and a normal alumina catalyst (Figure 2) are compared with each other.
More specifically, these figures provide plots showing the percentage of dimethylamine in the dimethylamine/trimethylamine products obtained at various conversions of monomethylamine. These figures are based on examples and experimental data. It can be seen that the silica-alumina catalyst shown in FIG. 1 is non-selective in both dry and hydrous systems. It can be seen that the alumina catalyst shown in FIG. 2 has selectivity in a dry system, but is non-selective in a water-containing system. It can be seen that the natural ferrierite catalyst shown in FIG. 3 has selectivity in both dry and hydrous systems.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 モノメチルアミンを不均斉化してジメチルア
ミンとアンモニアにする連続的製造法であつて、
その製造法が、モノメチルアミンを、 a 第一陽イオンがNa、少くとも2重量%のNa
を有するHNa,Mg,Ca,SrまたはBaである
モルデン沸石(mordenite) b 第一金属陽イオンがNa,K,Mg,Ca,Sr
またはBaであるフエリエライト(ferrierite) c クリノプチロル沸石(clinoptilolite)および d 灰十字沸石(phillipsite) から選ばれる結晶質のアルミノ硅酸塩触媒上を、
温度250〜475℃、圧力7〜7000kPaで、モノメチ
ルアミンの仕込速度毎時0.1〜10g/g触媒で、
モノメチルアミン転化率15〜75%で通過させるこ
とを特徴とする改良されたジメチルアミンの製造
法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、
前記温度が350〜400℃、前記圧力が70〜
3000kPa、および前記モノメチルアミンの仕込速
度が毎時0.5〜2g/g触媒である方法。 3 特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、
前記モノメチルアミンが無水のものである方法。 4 特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、
前記モノメチルアミンが水と混合されているもの
である方法。 5 特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、
前記触媒がナトリウム・モルデン沸石である方
法。 6 特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、
前記触媒が少くとも2重量%のNaを有する水素
−ナトリウム・モルデン沸石である方法。 7 特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、
前記触媒がカルシウム・モルデン沸石である方
法。 8 特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、
前記触媒が天然のフエリエライトである方法。 9 特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、
前記触媒がカルシウムでイオン交換された天然フ
エリエライトである方法。
[Claims] 1. A continuous production method for disproportionating monomethylamine to dimethylamine and ammonia, comprising:
The method of production includes monomethylamine in which a the first cation is Na and at least 2% by weight of Na.
b Mordenite whose first metal cation is HNa, Mg, Ca, Sr or Ba
or Ba ferrierite, c clinoptilolite and d phillipsite, on a crystalline aluminosilicate catalyst selected from
At a temperature of 250 to 475°C, a pressure of 7 to 7000 kPa, and a monomethylamine charging rate of 0.1 to 10 g/g catalyst per hour,
An improved method for producing dimethylamine, characterized by passing the monomethylamine at a conversion rate of 15 to 75%. 2. The method according to claim 1, comprising:
The temperature is 350~400℃, the pressure is 70~
3000 kPa, and a method in which the monomethylamine feeding rate is 0.5 to 2 g/g catalyst per hour. 3. The method according to claim 1, comprising:
A method in which the monomethylamine is anhydrous. 4. The method according to claim 1, comprising:
A method in which the monomethylamine is mixed with water. 5. The method according to claim 1, comprising:
A method in which the catalyst is sodium mordenite. 6. The method according to claim 1, comprising:
A method in which the catalyst is hydrogen-sodium mordenite with at least 2% by weight Na. 7. A method according to claim 1, comprising:
A method in which the catalyst is calcium mordenite. 8. The method according to claim 1, comprising:
A method in which the catalyst is natural ferrierite. 9. The method according to claim 1, comprising:
A method in which the catalyst is natural ferrierite ion-exchanged with calcium.
JP12473580A 1979-09-11 1980-09-10 Improved manufacture of dimethylamine Granted JPS5646846A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7441979A 1979-09-11 1979-09-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5646846A JPS5646846A (en) 1981-04-28
JPS6325576B2 true JPS6325576B2 (en) 1988-05-26

Family

ID=22119464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12473580A Granted JPS5646846A (en) 1979-09-11 1980-09-10 Improved manufacture of dimethylamine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5646846A (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5849340A (en) * 1981-09-19 1983-03-23 Toyo Soda Mfg Co Ltd Selective preparation of dimethylamine
JPS6012489Y2 (en) * 1982-06-16 1985-04-23 株式会社イソベ麺機 Steamed noodle manufacturing equipment
JPS60124196U (en) * 1984-01-30 1985-08-21 並木精密宝石株式会社 Pick-up cartridge generator coil
TW360628B (en) * 1994-05-11 1999-06-11 Mitsui Chemicals Inc Process for the preparation of methylamines
JPH0859566A (en) * 1994-08-23 1996-03-05 Mitsui Toatsu Chem Inc Production of methylamines
JP4168214B2 (en) 1998-10-15 2008-10-22 三菱瓦斯化学株式会社 Methylamine production catalyst and method for producing the catalyst
JP4506908B2 (en) * 1999-08-03 2010-07-21 三菱瓦斯化学株式会社 Methylamine production catalyst
CN104718025B (en) 2012-10-15 2017-05-10 三菱瓦斯化学株式会社 Method for producing catalyst for use in production of methylamine compound, and method for producing methylamine compound

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5646846A (en) 1981-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5573990A (en) Process for the conversion of methanol to light olefins and catalyst for such process
JPS6325575B2 (en)
US4582936A (en) Process for producing dimethylamine in preference to mono- and trimethylamines by gas phase catalytic reaction of ammonia with methanol
US10328420B2 (en) Dehydration-hydrolysis processes and catalysts therefor
EP0026071B1 (en) Process for disproportionating monomethylamine using zeolitic catalyst to produce dimethylamine
CA1131206A (en) Aluminum - modified silica and its uses as catalyst
JPS6143127A (en) Collection of 2-butene
KR970000141B1 (en) Method for preparing methylamines
JPS6325576B2 (en)
US5254785A (en) Production of olefins
US4434300A (en) Methanol amination
SU1217246A3 (en) Catalyst for converting hydrocarbons and method of producing same
US4918234A (en) Shape selective catalysts for C2 to C4 alkanol amination
EP0040444B1 (en) Process for the preparation of crystalline silicates, crystalline silicates so prepared and process for carrying out catalytic reactions
US4900832A (en) Process for the catalytic animation of alcohols and diols using non-acidic hydroxyapatite catalysts
JPS63159354A (en) Production of amine
WO1999002483A1 (en) Method of making methylamines using chabazite catalysts
US4536605A (en) Process for the production of tertiary olefin
EP0735996A1 (en) Production of olefins
JP3547181B2 (en) Method for disproportionation of trimethylamine
JPS58210030A (en) Manufacture of ethyl benzene
JPH09249619A (en) Production of methylamines
KR101595826B1 (en) Zeolite catalysts for converting oxygenates to propylene and method for preparing thereof
AU645180B2 (en) Catalysts for the production of ethyl amines
GB2045232A (en) Manufacture of methylamines