WO2022210164A1 - シクロペンテンの製造方法 - Google Patents

シクロペンテンの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022210164A1
WO2022210164A1 PCT/JP2022/013507 JP2022013507W WO2022210164A1 WO 2022210164 A1 WO2022210164 A1 WO 2022210164A1 JP 2022013507 W JP2022013507 W JP 2022013507W WO 2022210164 A1 WO2022210164 A1 WO 2022210164A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cyclopentene
hydrogenation
cyclopentadiene
producing
thermal decomposition
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/013507
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英了 三木
Original Assignee
日本ゼオン株式会社
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 日本ゼオン株式会社 filed Critical 日本ゼオン株式会社
Publication of WO2022210164A1 publication Critical patent/WO2022210164A1/ja

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44Palladium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B61/00Other general methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C13/00Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
    • C07C13/02Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
    • C07C13/08Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring
    • C07C13/12Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring with a cyclopentene ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C13/00Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
    • C07C13/28Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
    • C07C13/32Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings
    • C07C13/47Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings with a bicyclo ring system containing ten carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/22Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by depolymerisation to the original monomer, e.g. dicyclopentadiene to cyclopentadiene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
    • C07C5/03Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds
    • C07C5/05Partial hydrogenation

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing cyclopentene.
  • known methods for producing cyclopentene include a method of producing cyclopentene by precision distillation of a C5 fraction by - produced from a naphtha cracker, which is the main ethylene production process, and a production method by selective hydrogenation of cyclopentadiene.
  • Patent Document 1 As a method for producing cyclopentene by selective hydrogenation of cyclopentadiene, for example, in Patent Document 1, in the presence of an aromatic hydrocarbon, gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene is performed under predetermined pressure conditions. A method of manufacture is disclosed. According to the production method of Patent Document 1, highly pure cyclopentene can be produced from cyclopentadiene with high yield and high selectivity.
  • Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 describe the deterioration mechanism of the hydrogenation catalyst in the gas-phase selective hydrogenation of cyclopentadiene.
  • the sulfur component in the dicyclopentadiene used as a raw material is a factor causing deterioration of catalytic activity, and the reduction of catalytic activity can be suppressed by removing this.
  • a large amount of silica-alumina adsorbent must be used, which leads to an increase in product cost.
  • the conventional method for producing cyclopentene has the problem that a large amount of silica-alumina adsorbent must be used in order to suppress the decrease in catalytic activity. That is, the conventional method for producing cyclopentene suppresses a decrease in catalytic activity, thereby stably producing cyclopentene over a long period of time immediately after the start of operation (that is, the method for producing cyclopentene has excellent production stability). There is room for improvement in this respect. In addition, it has been desired to further increase the purity and yield of the cyclopentene obtained in the above-described conventional method for producing cyclopentene.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing cyclopentene that is excellent in production stability and capable of producing high-purity cyclopentene at a high yield.
  • the inventor of the present invention conducted intensive studies with the aim of solving the above problems. Then, the present inventors have found a method for producing cyclopentene comprising a hydrogenation step of carrying out gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene under predetermined pressure conditions in the presence of a hydrogenation catalyst in which a noble metal is supported on activated carbon and cyclopentene. The present inventors have found that cyclopentene of high purity can be produced in a high yield according to the production method, and that the production stability is excellent, and the present invention has been completed.
  • an object of the present invention is to solve the above problems advantageously, and a method for producing cyclopentene according to the present invention comprises: The method is characterized by comprising a hydrogenation step of carrying out gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene under conditions, wherein the hydrogenation catalyst is formed by supporting a noble metal on activated carbon.
  • a method for producing cyclopentene comprising a hydrogenation step of carrying out gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene in the presence of a hydrogenation catalyst formed by supporting a noble metal on activated carbon and cyclopentene under pressure conditions within the above range. has excellent production stability.
  • highly purified cyclopentene can be manufactured with a high yield.
  • the noble metal is preferably palladium.
  • the production stability of the cyclopentene production method can be further improved, and the purity and yield of the resulting cyclopentene can be further enhanced.
  • the method for producing cyclopentene of the present invention preferably further comprises a thermal decomposition step of thermally decomposing dicyclopentadiene to obtain the cyclopentadiene before the hydrogenation step.
  • a thermal decomposition step of thermally decomposing dicyclopentadiene to obtain the cyclopentadiene before the hydrogenation step.
  • the dicyclopentadiene can contain a sulfur component.
  • the thermal decomposition step is preferably performed in the presence of cyclopentene. If the thermal decomposition step is performed in the presence of cyclopentene, clogging of the reaction system line due to the production of polymer can be suppressed in the thermal decomposition step.
  • the method for producing cyclopentene of the present invention comprises at least a hydrogenation step of carrying out gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene under predetermined pressure conditions in the presence of a predetermined hydrogenation catalyst and cyclopentene. Moreover, it is preferable that the method for producing cyclopentene of the present invention further includes a thermal decomposition step of thermally decomposing dicyclopentadiene to obtain cyclopentadiene before the hydrogenation step described above.
  • the method for producing cyclopentene of the present invention may include steps (other steps) other than the hydrogenation step and thermal decomposition step described above.
  • ⁇ Hydrogenation step> gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene is performed in the presence of a predetermined hydrogenation catalyst and cyclopentene under predetermined pressure conditions.
  • the hydrogenation catalyst used in the hydrogenation step is a supported catalyst in which a noble metal is supported on the surface of activated carbon. Then, the hydrogenation catalyst catalyzes gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene in the hydrogenation step.
  • the hydrogenation catalyst may be used singly or in combination of two or more at any ratio.
  • the noble metal contained as a catalytically active component in the hydrogenation catalyst described above is selected from the group consisting of palladium, platinum, rhodium, ruthenium, gold, silver, iridium and osmium.
  • palladium and platinum are preferable, and palladium is more preferable, from the viewpoint of further improving the production stability of the method for producing cyclopentene and further increasing the purity and yield of the resulting cyclopentene.
  • These noble metals may be used singly or in combination of two or more at any ratio.
  • the activated carbon contained as a carrier in the hydrogenation catalyst described above is not particularly limited.
  • Specific starting materials for activated carbon include wood-derived materials such as sawdust; seeds and fruit hull-derived materials such as coconut shells and walnut shells; coal-derived materials; and carbonized polymers such as polyacrylonitrile. ; etc. can be used.
  • the method for activating the activated carbon is not particularly limited, and any generally used activation method such as activation with steam or activation with a chemical solution can be employed.
  • these activated carbons may be used singly, or two or more of them may be used in combination at an arbitrary ratio.
  • the shape of the hydrogenation catalyst is not particularly limited, but pellets, spheres, cylinders, rings and the like are common.
  • the particle size of the hydrogenation catalyst is not particularly limited, and an optimum value may be selected according to the inner diameter of the reaction tube and the like.
  • the average particle size of the hydrogenation catalyst is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, preferably 40 mm or less, and more preferably 20 mm or less.
  • the "average particle size" of the hydrogenation catalyst can be measured using a sieving test method based on JIS K0069, and represents the weight average particle size.
  • the BET specific surface area of the hydrogenation catalyst is preferably 300 m 2 /g or more, preferably 3000 m 2 /g or less, and 1800 m 2 /g or less, from the viewpoint of the mechanical strength of the hydrogenation catalyst. is more preferable.
  • the "BET specific surface area" of the hydrogenation catalyst means the specific surface area measured using the BET adsorption method, and can be measured using a BET specific surface area meter.
  • the metal specific surface area of the hydrogenation catalyst is preferably 1 m 2 /g, more preferably 5 m 2 /g or more, still more preferably 10 m 2 /g, and 200 m 2 /g or less. It is preferably 100 m 2 /g or less, more preferably 100 m 2 /g or less. If the metal specific surface area of the hydrogenation catalyst is 1 m 2 /g, sufficient catalytic activity can be obtained. On the other hand, when the metal specific surface area of the hydrogenation catalyst is 200 m 2 /g or less, excessive progress of the hydrogenation reaction can be suppressed, and the purity and yield of the obtained cyclopentene can be further increased.
  • the “metal specific surface area” of the hydrogenation catalyst means the surface area (m 2 (metal)/g (hydrogenation catalyst)) of the catalyst metal supported on a carrier. It can be measured using the CO pulse adsorption method.
  • the hydrogenation catalyst described above is not particularly limited, and may be prepared by a known method, or a commercially available product may be used.
  • the hydrogenation catalyst is (1) a step of dissolving a noble metal compound (noble metal oxide, chloride, etc.) in an appropriate solvent (water, acid aqueous solution, alkaline aqueous solution, organic solvent, etc.), (2) activated carbon It can be prepared through a step of depositing a noble metal compound on the surface and (3) a step of reducing the noble metal compound deposited on the surface of activated carbon with hydrogen, hydrazine, and/or formaldehyde.
  • the step (2) above includes, for example, a method of spraying the solution prepared in (1) above on activated carbon and then drying; It can be carried out by a method of heating and evaporating the solvent after adsorbing to.
  • cyclopentene functions as a diluent capable of suppressing multimerization of cyclopentadiene in the hydrogenation step. If the hydrogenation step is carried out in the absence of cyclopentene, it is not possible to suppress the multimerization of cyclopentadiene, and the cyclopentene selectivity in the hydrogenation step decreases. Therefore, the purity and yield of the obtained cyclopentene are reduced.
  • cyclopentene is not particularly limited, and may be synthesized by a known method, or a commercially available product may be used.
  • Cyclopentadiene used as a raw material in the hydrogenation step of the method for producing cyclopentene of the present invention is not particularly limited by its production method. However, from the viewpoint of production efficiency of cyclopentene, it is preferable to use cyclopentadiene obtained by thermally decomposing dicyclopentadiene in the thermal decomposition step described below.
  • components (other components) other than the hydrogenation catalyst, cyclopentene and cyclopentadiene described above can be present.
  • other components include, for example, inert gases such as nitrogen and argon.
  • another component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types by arbitrary ratios.
  • the gauge pressure in the hydrogenation step must be 0 MPa or more and 0.3 MPa or less, preferably 0.2 MPa or less, and more preferably 0.1 MPa or less. If the gauge pressure in the hydrogenation step is less than 0 MPa, the reaction rate of gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene is significantly reduced. On the other hand, if the gauge pressure in the hydrogenation step exceeds 0.3 MPa, the purity and yield of the obtained cyclopentene are lowered. Further, when the thermal decomposition process and the hydrogenation process, which will be described later, are performed continuously, the vaporization section, the thermal decomposition section, and the hydrogenation section are connected by piping.
  • the reactor used in the hydrogenation step is not limited by its shape, but is preferably a multitubular fixed-bed flow reactor.
  • the inner diameter of the reaction tube is not particularly limited, but is preferably 6 mm or more, more preferably 10 mm or more, preferably 100 mm or less, and 70 mm. The following are more preferable.
  • the length of the reaction tube is not particularly limited, but is preferably 0.1 m or longer, more preferably 0.3 m or longer, preferably 10 m or shorter, and more preferably 7 m or shorter. .
  • the space velocity in the hydrogenation step is not particularly limited, but is preferably 100/hour or more, more preferably 300/hour or more, preferably 10000/hour or less, and 5000/hour or less. is more preferable.
  • the term "space velocity" means a value obtained by dividing the total flow rate of the raw material gas per hour by the filling volume of the hydrogenation catalyst (based on empty cylinders).
  • the molar ratio of the amount of cyclopentene added to the amount of cyclopentadiene added is not particularly limited, but is preferably 0.0485 or more, and 0.0970 or more. is more preferably 0.194 or more, preferably 29.1 or less, more preferably 19.4 or less, and even more preferably 9.70 or less. If the molar ratio of the added amount of cyclopentene to the added amount of cyclopentadiene in the hydrogenation step is 0.0485 or more, the increase in the amount of cyclopentadiene can be suppressed, and the purity and yield of the resulting cyclopentene can be further increased. can. On the other hand, when the molar ratio of the added amount of cyclopentene to the added amount of cyclopentadiene in the hydrogenation step is 29.1 or less, the productivity of cyclopentene can be sufficiently ensured.
  • the molar ratio of the amount of hydrogen added to the amount of cyclopentadiene added is not particularly limited, but is preferably 1 or more and preferably 20 or less, It is more preferably 10 or less.
  • the temperature in the hydrogenation step is not particularly limited, it is usually 50 to 400°C, preferably 50 to 350°C.
  • the method for producing cyclopentene of the present invention further includes a thermal decomposition step of thermally decomposing dicyclopentadiene to obtain cyclopentadiene before the hydrogenation step described above.
  • a thermal decomposition step of thermally decomposing dicyclopentadiene to obtain cyclopentadiene before the hydrogenation step described above.
  • dicyclopentadiene used as a raw material in the thermal decomposition step is not particularly limited, and may be synthesized according to a known synthesis method, or a commercially available product may be used.
  • Examples of commercially available dicyclopentadiene include DCPD-1 (product name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) and up-DCPD (product name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.).
  • the dicyclopentadiene used in the pyrolysis step may contain a sulfur component.
  • the sulfur component contained in dicyclopentadiene can cause a decrease in catalytic activity in the hydrogenation step as described above.
  • the method for producing cyclopentene of the present invention even if dicyclopentadiene contains a sulfur component, it is possible to suppress a decrease in catalytic activity in the hydrogenation step. Therefore, even when the thermal decomposition step is performed using dicyclopentadiene containing a sulfur component before the hydrogenation step, the production stability of the cyclopentene production method can be favorably ensured.
  • the amount of sulfur contained in dicyclopentadiene is preferably 100 mass ppm or less, more preferably 10 mass ppm or less.
  • the thermal decomposition step described above is preferably carried out in the presence of cyclopentene. If the thermal decomposition step is carried out in the presence of cyclopentene, cyclopentene functions as a diluent, and clogging of reaction system lines due to the formation of polymers can be suppressed.
  • the cyclopentene that can be used as a diluent in the thermal decomposition step may be the same cyclopentene that is used in the gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene in the hydrogenation step described above.
  • the cyclopentene used in the thermal decomposition step can be used as it is for gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene in the hydrogenation step.
  • the amount of cyclopentene used in the thermal decomposition step may be the same as the amount of cyclopentene used in the hydrogenation step.
  • the amount of cyclopentene to be present in the system in the thermal decomposition step can be appropriately set by calculating back from the amount of cyclopentadiene that can be produced in the thermal decomposition step.
  • components other than the above-described dicyclopentadiene and cyclopentene can be present as long as they do not interfere with the thermal decomposition step.
  • Other components include, for example, inert gases (nitrogen, helium, argon, etc.) and reaction inert hydrocarbons (toluene, cyclopentane, benzene, etc.).
  • the amount and type of inert gas are not particularly limited.
  • another component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types by arbitrary ratios.
  • the method of thermally decomposing dicyclopentadiene to obtain cyclopentadiene in the thermal decomposition step is not particularly limited, and includes a method of thermally decomposing dicyclopentadiene in a liquid phase and a method of thermally decomposing dicyclopentadiene in a gas phase. mentioned. Among them, a method of thermally decomposing dicyclopentadiene in a gas phase is preferable. Specifically, a mixture of dicyclopentadiene and optional cyclopentene and other ingredients is fed to a preheater, then through a vaporizer and then a cracker.
  • the preheater, vaporizer, and decomposer do not necessarily have to be separate, and the temperature of each part of the same reactor may be set to a temperature that meets their respective purposes.
  • the reaction mixture exiting the cracker is quenched to yield cyclopentadiene, uncracked dicyclopentadiene and reaction by-products (and cyclopentene if the thermal cracking step was performed in the presence of cyclopentene).
  • the conditions for thermal decomposition are not particularly limited, and the gauge pressure in the thermal decomposition step is preferably 0 MPa or higher, preferably 3.7 MPa or lower, and more preferably 1.9 MPa or lower. Furthermore, the temperature in the thermal decomposition step is preferably 200° C. or higher, more preferably 250° C. or higher, and preferably 450° C. or lower.
  • the cyclopentadiene obtained by the thermal decomposition step may contain reaction by-products (such as other hydrocarbons derived from the raw material dicyclopentadiene) as long as they do not interfere with the hydrogenation step.
  • the same reactors as those mentioned in the section "Hydrogenation process” can be used, and the suitable types thereof can also be the same.
  • the preferred range of the inner diameter and length of the reaction tube can be the same as in the hydrogenation step.
  • steps that the method for producing cyclopentene of the present invention may optionally include are not particularly limited, but for example, a step of vaporizing the raw material dicyclopentadiene and an arbitrary diluent such as cyclopentene before the thermal decomposition step.
  • (Vaporization step) A step of removing undecomposed dicyclopentadiene and/or reaction by-products contained in the reaction product of the thermal decomposition step by distillation between the thermal decomposition step and the hydrogenation step; a step of subsequently removing unreacted cyclopentadiene and/or reaction by-products (such as cyclopentane) contained in the reaction product of the hydrogenation step by distillation;
  • the optionally usable diluent is liquid, the diluent is also vaporized together with the raw material dicyclopentadiene.
  • an entrainer can be added when vaporizing dicyclopentadiene and any diluent.
  • the entrainer can prevent clogging of the vaporizer by dicyclopentadiene oligomerization.
  • Such an entrainer is not particularly limited as long as it does not hinder the thermal decomposition of dicyclopentadiene in the thermal decomposition step and the gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene in the hydrogenation step.
  • Cyclopentadiene conversion rate (%) 100- ⁇ (F1/F2) ⁇ 100 ⁇ (1) calculated from In formula (1), F1 is the flow rate (g/hour) of cyclopentadiene at the outlet of the reaction tube, and F2 is the flow rate (g/hour) of cyclopentadiene introduced into the reaction tube.
  • Cyclopentene yield (%) (cyclopentadiene conversion rate (%) x cyclopentene selectivity (%))/100 (3) calculated from A higher cyclopentene yield indicates a higher yield of cyclopentene in the hydrogenation step.
  • Example 1 ⁇ Thermal decomposition process> A mixture of dicyclopentadiene (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., product name “DCPD-1”, containing 3 mass ppm of sulfur components) and cyclopentene (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) at a mass ratio of 2:1 was vaporized. After that, it is introduced into a stainless steel pyrolysis tube (length: 1.0 m, inner diameter: 23.2 mm) heated to 350 ° C., and dicyclopentadiene is pyrolyzed under the condition of a gauge pressure of 0.1 MPa.
  • the gas at the outlet of the reaction tube was condensed with a heat exchange type cooler, and the obtained condensate was analyzed by gas chromatography.
  • Example 1 ⁇ Thermal decomposition process> It was carried out in the same manner as in Example 1, except that toluene was used instead of cyclopentene.
  • the gas at the outlet of the reaction tube was condensed with a heat exchange type cooler, and the obtained condensate was analyzed by gas chromatography. Then, in the same manner as in Example 1, numerical values indicating reaction results were calculated. Table 3 shows the results. Cyclopentane was contained in addition to cyclopentene in the product of the hydrogenation reaction.
  • Pd-supported activated carbon refers to activated carbon supporting palladium
  • Pd-supported alumina indicates alumina supporting palladium
  • CPE cyclopentadiene
  • Example 1 From Tables 1 and 2, in the presence of a hydrogenation catalyst in which a noble metal is supported on activated carbon and cyclopentene, under pressure conditions within a predetermined range, in Example 1, gas-phase catalytic hydrogenation of cyclopentadiene was performed. It can be seen that cyclopentene can be produced in high yield. In addition, in Example 1, cyclopentene can be stably produced over a long period of time immediately after the start of operation, indicating that the method for producing cyclopentene of Example 1 is excellent in production stability.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本発明は、生産安定性に優れ、且つ、高純度のシクロペンテンを高収率で製造可能なシクロペンテンの製造方法の提供を目的とする。本発明のシクロペンテンの製造方法は、水素化触媒とシクロペンテンの存在下、ゲージ圧が0MPa以上0.3MPa以下の条件下で、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を行う水素添加工程を備え、前記水素化触媒は、活性炭に貴金属を担持してなる。

Description

シクロペンテンの製造方法
 本発明は、シクロペンテンの製造方法に関するものである。
 従来、シクロペンテンの製造方法として、主たるエチレン製造プロセスであるナフサクラッカーから副生するC留分の精密蒸留で製造する方法や、シクロペンタジエンの選択水素化による製造方法等が知られている。
 ここで、シクロペンタジエンの選択水素化によるシクロペンテンの製造方法としては、例えば特許文献1に、芳香族炭化水素の存在下に、所定の圧力条件下でシクロペンタジエンの気相接触水素添加を行うシクロペンテンの製造方法が開示されている。そして、特許文献1の製造方法によれば、シクロペンタジエンから高純度のシクロペンテンを高収率および高選択率で製造することができる。
 また、非特許文献1および非特許文献2には、シクロペンタジエンの気相選択水素化における水素化触媒の劣化機構について記載されている。これらの非特許文献によれば、原料として用いられるジシクロペンタジエン中の硫黄成分が触媒活性低下の要因物質であり、これを除去することにより触媒活性の低下を抑制することができる。しかしながら、ジシクロペンタジエン中の硫黄成分を除去するためには、シリカアルミナ系の吸着剤を大量に使用しなければならず、製品のコスト上昇につながってしまう。
特開2000-053597号公報
Journal of the Petroleum Institute,2018,Vol.61,No.1,p.37-43 Journal of the Petroleum Institute,2018,Vol.61,No.4,p.227-238
 上述のように、上記従来のシクロペンテンの製造方法には、触媒活性の低下を抑制するために、シリカアルミナ系の吸着剤を大量に使用しなければならないという問題があった。即ち、上記従来のシクロペンテンの製造方法は、触媒活性の低下を抑制することで、シクロペンテンを運転開始直後から長期間にわたって安定的に生産する(即ち、シクロペンテンの製造方法が生産安定性に優れる)という点において改善の余地があった。また、上記従来のシクロペンテンの製造方法には、得られるシクロペンテンの純度および収率を一層高めることも望まれていた。
 そこで、本発明は、生産安定性に優れ、且つ、高純度のシクロペンテンを高収率で製造可能なシクロペンテンの製造方法の提供を目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、活性炭に貴金属を担持させた水素化触媒とシクロペンテンの存在下、所定の圧力条件下で、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を行う水素添加工程を備えるシクロペンテンの製造方法が、生産安定性に優れると共に、当該製造方法によれば、高純度のシクロペンテンを高収率で製造可能であることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のシクロペンテンの製造方法は、水素化触媒とシクロペンテンの存在下、ゲージ圧が0MPa以上0.3MPa以下の条件下で、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を行う水素添加工程を備え、前記水素化触媒は、活性炭に貴金属を担持してなることを特徴とする。このように、活性炭に貴金属を担持してなる水素化触媒とシクロペンテンの存在下、上述の範囲内の圧力条件下で、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を行う水素添加工程を備えるシクロペンテンの製造方法は、生産安定性に優れる。また、当該製造方法によれば、高純度のシクロペンテンを高収率で製造することができる。
 ここで、本発明のシクロペンテンの製造方法では、前記貴金属がパラジウムであることが好ましい。活性炭にパラジウムを担持してなる水素化触媒を用いれば、シクロペンテンの製造方法の生産安定性を更に向上させると共に、得られるシクロペンテンの純度および収率を一層高めることができる。
 また、本発明のシクロペンテンの製造方法は、前記水素添加工程の前に、ジシクロペンタジエンを熱分解して前記シクロペンタジエンを得る熱分解工程を更に備えることが好ましい。水素添加工程の前に熱分解工程を実施すれば、シクロペンテンの生産効率を向上させることができる。
 更に、本発明のシクロペンテンの製造方法では、前記ジシクロペンタジエンは硫黄成分を含むことができる。
 そして、本発明のシクロペンテンの製造方法では、前記熱分解工程がシクロペンテンの存在下で行われることが好ましい。熱分解工程をシクロペンテンの存在下で行えば、熱分解工程において、重合物の生成による反応系のラインの閉塞を抑制することができる。
 本発明によれば、生産安定性に優れ、且つ、高純度のシクロペンテンを高収率で製造可能なシクロペンテンの製造方法を提供することができる。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
 ここで、本発明のシクロペンテンの製造方法は、特に限定されることなく、例えば、シクロペンタノンおよびシクロペンチルメチルエーテルの原料としてシクロペンテンを製造する際や、合成香料等の中間原料としてシクロペンテンを製造する際に好適に用いることができる。
(シクロペンテンの製造方法)
 本発明のシクロペンテンの製造方法は、所定の水素化触媒およびシクロペンテンの存在下、所定の圧力条件下で、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を行う水素添加工程を少なくとも備える。また、本発明のシクロペンテンの製造方法は、上述した水素添加工程の前に、ジシクロペンタジエンを熱分解してシクロペンタジエンを得る熱分解工程を更に備えることが好ましい。なお、本発明のシクロペンテンの製造方法は、上述した水素添加工程および熱分解工程以外の工程(その他の工程)を備えていてもよい。
<水素添加工程>
 水素添加工程では、所定の水素化触媒およびシクロペンテンの存在下、所定の圧力条件下で、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を行う。
<<水素化触媒>>
 水素添加工程において用いられる水素化触媒は、活性炭の表面に貴金属を担持させた担持型触媒である。そして、水素化触媒は、水素添加工程において、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を触媒する。
 なお、水素化触媒は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
[貴金属]
 ここで、上述した水素化触媒中に触媒活性成分として含まれる貴金属は、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、金、銀、イリジウムおよびオスミウムからなる群から選択される。これらの中でも、シクロペンテンの製造方法の生産安定性を更に向上させると共に、得られるシクロペンテンの純度および収率を一層高める観点から、パラジウム、白金が好ましく、パラジウムがより好ましい。
 なお、これらの貴金属は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
[活性炭]
 また、上述した水素化触媒中に担体として含まれる活性炭は、特に限定されない。具体的な活性炭の出発原料としては、おがくずなどの木材由来の原料;やし殻、胡桃殻などの種子や果実の外皮由来の原料;石炭由来の原料;ポリアクリロニトリルなどのポリマーを炭化させたもの;等を使用することができる。また、活性炭の活性化方法も特に制限されず、水蒸気による活性化や薬液による活性化など一般的に使用されている任意の活性化法を採用することができる。
 なお、これらの活性炭は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、水素化触媒の形状は、特に制限されないが、ペレット状、球状、円柱状、リング状等が一般的である。また、水素化触媒の粒径は、反応管の内径等によって最適な値を選べばよく、特に制限されない。しかしながら、水素化触媒の平均粒径は、1mm以上であることが好ましく、2mm以上であることがより好ましく、40mm以下であることが好ましく、20mm以下であることがより好ましい。
 なお、本発明において、水素化触媒の「平均粒径」は、JIS K0069に準拠したふるい分け試験法を用いて測定することができ、重量平均粒子径を表す。
 ここで、水素化触媒のBET比表面積は、水素化触媒の機械的強度の観点から、300m/g以上であることが好ましく、3000m/g以下であることが好ましく、1800m/g以下であることがより好ましい。
 なお、本発明において、水素化触媒の「BET比表面積」とは、BET吸着法を用いて測定した比表面積を意味し、BET比表面積計を用いて測定することができる。
 また、水素化触媒の金属比表面積は、1m/gであることが好ましく、5m/g以上であることがより好ましく、10m/gであることが更に好ましく、200m/g以下であることが好ましく、100m/g以下であることがより好ましい。水素化触媒の金属比表面積が1m/gであれば、十分な触媒活性を得ることができる。一方、水素化触媒の金属比表面積が200m/g以下であれば、過剰な水素添加反応が進行することを抑制し、得られるシクロペンテンの純度および収率を一層高めることができる。
 なお、本発明において、水素化触媒の「金属比表面積」とは、担体に担持された状態での触媒金属の表面積(m(金属)/g(水素化触媒))を意味し、例えば、COパルス吸着法を用いて測定することができる。
[水素化触媒の調製方法]
 上述した水素化触媒は、特に限定されず、既知の手法により調製してもよく、市販品を使用してもよい。例えば、水素化触媒は、(1)貴金属化合物(貴金属の酸化物、塩化物など)を、適切な溶媒(水、酸水溶液、アルカリ水溶液または有機溶媒等)に溶解させる工程、(2)活性炭の表面に貴金属化合物を析出させる工程、並びに(3)水素、ヒドラジン、および/またはホルムアルデヒドなどで、活性炭の表面に析出した貴金属化合物を還元する工程、を経て調製することができる。また、上記(2)の工程は、例えば、上記(1)で調製した溶液を活性炭に吹き付けた後、乾燥させる方法;上記(1)で調製した溶液に活性炭を浸漬して、貴金属化合物を活性炭に吸着せしめた後、溶媒を加熱蒸発させる方法;等によって行うことができる。
<<シクロペンテン>>
 本発明のシクロペンテンの製造方法は、上述した水素添加工程を、シクロペンテンの存在下で行うことを特徴とする。ここで、シクロペンテンは、水素添加工程において、シクロペンタジエンの多量化を抑制し得る希釈剤として機能する。水素添加工程をシクロペンテンの非存在下で行うと、シクロペンタジエンの多量化を抑制することができず、水素添加工程におけるシクロペンテン選択率が低下する。そのため、得られるシクロペンテンの純度および収率が低下する。なお、シクロペンテンは、特に限定されず、既知の手法により合成してもよく、市販品を使用してもよい。
<<シクロペンタジエン>>
 本発明のシクロペンテンの製造方法の水素添加工程において原料として用いられるシクロペンタジエンは、その製造方法により特に制限されない。しかしながら、シクロペンテンの生産効率の観点から、シクロペンタジエンとしては、後述の熱分解工程においてジシクロペンタジエンを熱分解して得られたものを使用することが好ましい。
<<その他の成分>>
 また、水素添加工程では、上述した水素化触媒、シクロペンテンおよびシクロペンタジエン以外の成分(その他の成分)を存在させることができる。具体的には、その他の成分としては、例えば、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが挙げられる。
 なお、その他の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<<気相接触水素添加>>
 以下、水素添加工程におけるシクロペンタジエンの気相接触水素添加の条件について記載する。
[ゲージ圧]
 水素添加工程におけるゲージ圧は、0MPa以上0.3MPa以下であることが必要であり、0.2MPa以下であることが好ましく、0.1MPa以下であることがより好ましい。水素添加工程におけるゲージ圧が0MPa未満であると、シクロペンタジエンの気相接触水素添加の反応速度が著しく低下する。一方、水素添加工程におけるゲージ圧が0.3MPa超であると、得られるシクロペンテンの純度および収率が低下する。また、後述する熱分解工程と、水素添加工程とを連続で行う場合には、配管により気化部、熱分解部および水素添加部が結合される。このようなプロセスで水素添加をゲージ圧0.3MPa超の加圧下で行うと、熱分解部と気化部の内部圧力も上昇する。内部圧力の上昇に伴い、気化部では、原料気化に必要な温度の上昇に伴う原料の重合物の生成が促進され、熱分解部では、圧力上昇に伴う直接的な重合物の生成が促進されるという不具合が起こる。このような重合物の生成は配管の閉塞の原因となる。また、高圧下の反応を行わせるため、プラント建設費が嵩むという問題点もある。
 ここで、水素添加工程において用いられる反応器は、その形状によって限定されないが、好ましくは多管式固定床流通反応器である。多管式固定床流通反応器を使用する場合の、反応管の内径は特に制限されないが、6mm以上であることが好ましく、10mm以上であることがより好ましく、100mm以下であることが好ましく、70mm以下であることがより好ましい。また、反応管の長さは特に制限されないが、0.1m以上であることが好ましく、0.3m以上であることがより好ましく、10m以下であることが好ましく、7m以下であることがより好ましい。
 そして、水素添加工程における空間速度は、特に制限されないが、100/時間以上であることが好ましく、300/時間以上であることがより好ましく、10000/時間以下であることが好ましく、5000/時間以下であることがより好ましい。
 なお、本発明において、「空間速度」とは、原料ガスの1時間当りの総流量を水素化触媒の充填容積(空筒基準)で除した値を意味する。
 また、水素添加工程における、シクロペンタジエンの添加量に対するシクロペンテンの添加量のモル比(シクロペンテン/シクロペンタジエン)は、特に制限されないが、0.0485以上であることが好ましく、0.0970以上であることがより好ましく、0.194以上であることが更に好ましく、29.1以下であることが好ましく、19.4以下であることがより好ましく、9.70以下であることが更に好ましい。水素添加工程における、シクロペンタジエンの添加量に対するシクロペンテンの添加量のモル比が、0.0485以上であれば、シクロペンタジエンの多量化を抑制し、得られるシクロペンテンの純度および収率を一層高めることができる。一方、水素添加工程における、シクロペンタジエンの添加量に対するシクロペンテンの添加量のモル比が、29.1以下であれば、シクロペンテンの生産性を十分に確保することができる。
 ここで、水素添加工程における、シクロペンタジエンの添加量に対する水素の添加量のモル比(水素/シクロペンタジエン)は、特に制限されないが、1以上であることが好ましく、20以下であることが好ましく、10以下であることがより好ましい。
 更に、水素添加工程における温度は特に制限されないが、通常、50~400℃であり、好ましくは50~350℃の範囲である。
<熱分解工程>
 本発明のシクロペンテンの製造方法は、上述した水素添加工程の前に、ジシクロペンタジエンを熱分解してシクロペンタジエンを得る熱分解工程を更に備えることが好ましい。水素添加工程の前に熱分解工程を実施すれば、シクロペンテンの生産効率を向上させることができる。
<<ジシクロペンタジエン>>
 ここで、熱分解工程において原料として用いられるジシクロペンタジエンは、特に限定されず、既知の合成法に従って合成してもよく、市販品を使用してもよい。市販のジシクロペンタジエンとしては、例えば、DCPD-1(製品名、日本ゼオン株式会社製)、up-DCPD(製品名、日本ゼオン株式会社製)などが挙げられる。
 更に、熱分解工程において用いられるジシクロペンタジエンは、硫黄成分を含んでいてもよい。ジシクロペンタジエン中に含まれる硫黄成分は、上述したように水素添加工程における触媒活性低下の原因になり得る。しかしながら本発明のシクロペンテンの製造方法によれば、ジシクロペンタジエンに硫黄成分が含まれていても、水素添加工程における触媒活性の低下を抑制することができる。そのため、水素添加工程の前に、硫黄成分を含むジシクロペンタジエンを用いて熱分解工程を実施した場合でも、シクロペンテンの製造方法の生産安定性を良好に確保することができる。
 なおジシクロペンタジエンに含まれる硫黄成分の量は、100質量ppm以下であることが好ましく、10質量ppm以下であることがより好ましい。
<<シクロペンテン>>
 また、上述した熱分解工程は、シクロペンテンの存在下で行うことが好ましい。熱分解工程をシクロペンテンの存在下で行えば、シクロペンテンが希釈剤として機能することによって、重合物の生成による反応系のラインの閉塞を抑制することができる。なお、熱分解工程で希釈剤として使用し得るシクロペンテンは、上述した水素添加工程におけるシクロペンタジエンの気相接触水素添加に使用するシクロペンテンと同じであってよい。即ち、熱分解工程で使用したシクロペンテンを、水素添加工程におけるシクロペンタジエンの気相接触水素添加にそのまま供することができる。そして、熱分解工程におけるシクロペンテンの使用量は、水素添加工程におけるシクロペンテンの使用量と同じでよい。換言すると、熱分解工程において系内に存在させるシクロペンテンの量は、当該熱分解工程において生じ得るシクロペンタジエンの量から逆算して適宜設定することができる。
<<その他の成分>>
 また、熱分解工程において、当該熱分解工程に支障を及ぼさない限り、上述したジシクロペンタジエンおよびシクロペンテン以外の成分(その他の成分)を存在させることができる。その他の成分としては、例えば、不活性ガス(窒素、ヘリウム、アルゴンなど)及び反応にイナートな炭化水素類(トルエン、シクロペンタン、ベンゼンなど)を挙げることができる。そして、不活性ガスの量および種類は特に限定されない。
 なお、その他の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<<熱分解>>
 熱分解工程においてジシクロペンタジエンを熱分解してシクロペンタジエンを得る方法としては、特に限定されず、液相においてジシクロペンタジエンを熱分解する方法、および気相においてジシクロペンタジエンを熱分解する方法が挙げられる。中でも、気相においてジシクロペンタジエンを熱分解する方法が好ましい。具体的には、ジシクロペンタジエンと任意のシクロペンテンおよびその他の成分との混合物を予熱器に供給し、その後、気化器、分解器の順で通過させる。予熱器、気化器および分解器は、必ずしも別個のものである必要はなく、同一の反応器の各部の温度をそれぞれの目的に合致した温度としたものであってもよい。分解器から流出した反応混合物をクエンチして、シクロペンタジエン、未分解ジシクロペンタジエンおよび反応副生物(並びに、熱分解工程をシクロペンテンの存在下で行った場合はシクロペンテン)を得る。
 また、熱分解の条件にも特に制限はなく、熱分解工程におけるゲージ圧は、0MPa以上であることが好ましく、3.7MPa以下であることが好ましく、1.9MPa以下であることがより好ましい。更に、熱分解工程における温度は、200℃以上であることが好ましく、250℃以上であることがより好ましく、450℃以下であることが好ましい。また、熱分解工程により得られたシクロペンタジエンは、水素添加工程に支障を及ぼさない限り、反応副生成物(原料であるジシクロペンタジエンに由来するその他の炭化水素など)を含んでいてもよい。
 そして、熱分解工程において用いられる反応器としては、「水素添加工程」の項で挙げた反応器と同様のものを用いることができ、その好適な種類も同様とすることができる。更に、反応器として多管式固定床流通反応器を使用する場合の、反応管の内径および長さの好適範囲も、水素添加工程と同様とすることができる。
<その他の工程>
 本発明のシクロペンテンの製造方法が任意に備え得るその他の工程としては、特に限定されないが、例えば、熱分解工程の前に、原料のジシクロペンタジエンとシクロペンテンなどの任意の希釈剤とを気化する工程(気化工程);熱分解工程と水素添加工程の間に、熱分解工程の反応生成物中に含まれる未分解ジシクロペンタジエンおよび/または反応副生成物を蒸留により除去する工程;水素添加工程の後に、水素添加工程の反応生成物中に含まれる未反応シクロペンタジエンおよび/または反応副生成物(シクロペンタンなど)を蒸留により除去する工程;などが挙げられる。
 なお、上述した気化工程において、任意に使用し得る希釈剤が液体である場合、原料のジシクロペンタジエンとともに当該希釈剤も気化される。また、気化工程において、ジシクロペンタジエンおよび任意の希釈剤を気化させる際には、例えば、エントレーナを添加することもできる。エントレーナは、ジシクロペンタジエンの多量化物による気化器の閉塞を防止し得る。このようなエントレーナとしては、熱分解工程におけるジシクロペンタジエンの熱分解、および水素添加工程におけるシクロペンタジエンの気相接触水素添加を阻害しないものであれば、特に限定されない。
 以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
 そして、実施例および比較例において、シクロペンタジエン転化率、シクロペンテン選択率、およびシクロペンテン収率は、以下の方法で算出した。
<シクロペンタジエン転化率>
 実施例および比較例の水素添加工程におけるシクロペンタジエン転化率は、以下の式(1):
 シクロペンタジエン転化率(%)=100-{(F1/F2)×100} ・・・(1)
から算出した。
 なお、式(1)中、F1は反応管出口におけるシクロペンタジエンの流量(g/時間)であり、F2は反応管に導入したシクロペンタジエンの流量(g/時間)である。
<シクロペンテン選択率>
 実施例および比較例の水素添加工程におけるシクロペンテン選択率は、以下の式(2):
 シクロペンテン選択率(%)={(F3-F4)/F5}×100 ・・・(2)
から算出した。
 なお、式(2)中、F3は反応管出口におけるシクロペンテンの流量(g/時間)であり、F4は反応管に導入したシクロペンテンの流量(g/時間)であり(シクロペンタジエンの気相接触水素添加をシクロペンテンの非存在下で行った場合は、F4=0である)、F5は転化したシクロペンタジエンの流量(g/時間)である。このシクロペンテン選択率が高いほど、水素添加工程で得られたシクロペンテンの純度が高いことを示す。
<シクロペンテン収率>
 実施例および比較例の水素添加工程におけるシクロペンテン収率は、上述のシクロペンタジエン転化率およびシクロペンテン選択率を用いて、以下の式(3):
 シクロペンテン収率(%)=(シクロペンタジエン転化率(%)×シクロペンテン選択率(%))/100 ・・・(3)
から算出した。このシクロペンテン収率が高いほど、水素添加工程におけるシクロペンテンの収率が高いことを示す。
(実施例1)
<熱分解工程>
 ジシクロペンタジエン(日本ゼオン株式会社製、製品名「DCPD-1」、硫黄成分を3質量ppm含有)とシクロペンテン(日本ゼオン株式会社製)とを2:1の質量比で混合したものを気化した後、350℃に加温したステンレス鋼製熱分解管(長さ:1.0m、内径23.2mm)に導入し、ゲージ圧0.1MPaの条件下でジシクロペンタジエンを熱分解してシクロペンタジエンを得た。なお、このときのジシクロペンタジエンのシクロペンタジエンへの変換率は98%であった。また、シクロペンテンの熱分解による変質は認められなかった。
<水素添加工程>
 186℃に加温した熱媒用ジャケットを備えたステンレス鋼製反応管(内径:23mm、長さ1.5m)に、水素化触媒としてのパラジウムを担持してなる活性炭(パラジウム担持活性炭、日揮触媒化成株式会社製、パラジウム/活性炭=0.5%、平均粒径2.5mm、BET比表面積970m/g、金属比表面積27m/g)を600ml充填した。この反応管に、上記の熱分解工程で得られたシクロペンタジエンとシクロペンテンとの混合ガスを水素と共に直接導入し(シクロペンタジエン:シクロペンテン:水素(モル比)=1.0:0.47:2.0;空間速度552/時間)、ゲージ圧(反応管出口のゲージ圧)が0.0MPaの条件下でシクロペンタジエンの気相接触水素添加を行った。反応管出口ガスを熱交換型の冷却器で凝縮し、得られた凝縮液をガスクロマトグラフで分析した。そして、上記の式(1)~(3)に基づいて、反応成績を示す数値(シクロペンタジエン転化率、シクロペンテン選択率およびシクロペンテン収率)を算出した。結果を表2に示す。なお、水素添加反応の生成物中には、シクロペンテン以外にシクロペンタンが含有されていた。
(比較例1)
<熱分解工程>
 シクロペンテンに代えてトルエンを使用した以外は、実施例1と同様にして実施した。
<水素添加工程>
 130℃に加温した熱媒用ジャケットを備えたステンレス鋼製反応管(内径:23mm、長さ1.5m)に、水素化触媒としてのパラジウムを担持してなるアルミナ(パラジウム担持アルミナ、日揮触媒化成株式会社製、製品名「N1162AZ」、パラジウム/アルミナ=0.5%、3mm(φ)×3mm(h)ペレット、BET比表面積127m/g、金属比表面積288m/g)を600ml充填した。この反応管に、上記の熱分解工程で得られたシクロペンタジエンとトルエンとの混合ガスを水素と共に直接導入し(シクロペンタジエン:トルエン:水素(モル比)=1.0:0.36:1.1;空間速度688/時間)、ゲージ圧(反応管出口のゲージ圧)が0.0MPaの条件下でシクロペンタジエンの気相接触水素添加を行った。反応管出口ガスを熱交換型の冷却器で凝縮し、得られた凝縮液をガスクロマトグラフで分析した。そして、実施例1と同様にして、反応成績を示す数値を算出した。結果を表3に示す。なお、水素添加反応の生成物中には、シクロペンテン以外にシクロペンタンが含有されていた。
 以下に示す表1~表3中、
「Pd担持活性炭」は、パラジウムを担持してなる活性炭を示し、
「Pd担持アルミナ」は、パラジウムを担持してなるアルミナを示し、
「CPD」は、シクロペンタジエンを示し、
「CPE」は、シクロペンテンを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表1および2より、活性炭に貴金属を担持させた水素化触媒とシクロペンテンの存在下、所定範囲内の圧力条件下で、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を行った実施例1では、高純度のシクロペンテンを高収率で製造できていることが分かる。また、実施例1では、シクロペンテンを運転開始直後から長期間にわたって安定的に製造できており、実施例1のシクロペンテンの製造方法は、生産安定性に優れていることが分かる。
 一方、表1および3より、アルミナに貴金属を担持させた水素化触媒を用いて、シクロペンテンの非存在下でシクロペンタジエンの気相接触水素添加を行った比較例1では、得られるシクロペンテンの純度および収率が低下していることが分かる。更に、比較例1では、シクロペンテン転化率およびシクロペンテン選択率が経時変化しており、比較例1のシクロペンテンの製造方法は、生産安定性に劣ることが分かる。
 本発明によれば、生産安定性に優れ、且つ、高純度のシクロペンテンを高収率で製造可能なシクロペンテンの製造方法を提供することができる。

Claims (5)

  1.  水素化触媒とシクロペンテンの存在下、ゲージ圧が0MPa以上0.3MPa以下の条件下で、シクロペンタジエンの気相接触水素添加を行う水素添加工程を備え、
     前記水素化触媒は、活性炭に貴金属を担持してなる、シクロペンテンの製造方法。
  2.  前記貴金属はパラジウムである、請求項1に記載のシクロペンテンの製造方法。
  3.  前記水素添加工程の前に、ジシクロペンタジエンを熱分解して前記シクロペンタジエンを得る熱分解工程を更に備える、請求項1または2に記載のシクロペンテンの製造方法。
  4.  前記ジシクロペンタジエンは硫黄成分を含む、請求項3に記載のシクロペンテンの製造方法。
  5.  前記熱分解工程が、シクロペンテンの存在下で行われる、請求項3または4に記載のシクロペンテンの製造方法。
PCT/JP2022/013507 2021-03-31 2022-03-23 シクロペンテンの製造方法 WO2022210164A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-062075 2021-03-31
JP2021062075 2021-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022210164A1 true WO2022210164A1 (ja) 2022-10-06

Family

ID=83456121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/013507 WO2022210164A1 (ja) 2021-03-31 2022-03-23 シクロペンテンの製造方法

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202304842A (ja)
WO (1) WO2022210164A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001010987A (ja) * 1999-06-30 2001-01-16 Nippon Zeon Co Ltd シクロペンテンの製造方法
JP2003286205A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Nippon Zeon Co Ltd シクロアルケンの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001010987A (ja) * 1999-06-30 2001-01-16 Nippon Zeon Co Ltd シクロペンテンの製造方法
JP2003286205A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Nippon Zeon Co Ltd シクロアルケンの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202304842A (zh) 2023-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1109767B1 (en) Two-stage process for the production of 1,3-propanediol by catalytic hydrogenation of 3-hydroxypropanal
JP5231991B2 (ja) アセチレンのエチレンへの選択的水素化方法
KR101904163B1 (ko) 단일 공정으로 뷰타다이엔을 생산하는 방법
US7348463B2 (en) Hydrogenation of aromatic compounds
WO2010061179A1 (en) Catalytic cracking process of a stream of hydrocarbons for maximization of light olefins
JP5706335B2 (ja) アルキンの対応するアルケンへの選択的接触水素化
JP6345654B2 (ja) テトラヒドロフランの製造方法
US6291729B1 (en) Halofluorocarbon hydrogenolysis
US20100010278A1 (en) Process for selective hydrogenation on a gold-containing catalyst
JP2009046398A (ja) ナフタレン類水素化触媒
WO2022210164A1 (ja) シクロペンテンの製造方法
JP2004524273A (ja) 反応蒸留による芳香族炭化水素の水素化方法
CN113492012B (zh) 一种非贵金属Ni基催化剂及其制备方法和环戊二烯加氢制备环戊烷的方法
CN110498780B (zh) 一种由糠酸气相加氢制备四氢糠酸的方法
JP7206501B2 (ja) ハロゲン化シクロアルカン化合物の製造方法
JP4312334B2 (ja) インダンの製造方法
WO2022210162A1 (ja) 触媒およびシクロペンテンの製造方法
US20060100449A1 (en) Integrated two-step process for the production of gamma-methyl-alpha-methylene-gamma-butyrolactone from levulinic acid and hydrogen
CN107531595B (zh) 由呋喃制造1,4-丁二醇和四氢呋喃的方法
JP2001010987A (ja) シクロペンテンの製造方法
KR101843049B1 (ko) 수소화 반응 촉매 조성물 및 이를 이용한 1,4-사이클로헥산다이올의 제조 방법
WO2018020345A1 (en) Process for producing oxo-synthesis syngas composition by high-pressure hydrogenation of c02 over spent chromium oxide/aluminum catalyst
FR2491459A1 (fr) Procede de preparation catalytique de l'acetaldehyde par reaction de l'hydrogene sur l'anhydride acetique en phase vapeur
CN113666797A (zh) 环戊二烯加氢制备环戊烯的方法
JP2000053597A (ja) シクロペンテンの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22780379

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22780379

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1