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JP2002219365A - ビスフェノールa製造用固体触媒の再生方法 - Google Patents

ビスフェノールa製造用固体触媒の再生方法

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Publication number
JP2002219365A
JP2002219365A JP2001317768A JP2001317768A JP2002219365A JP 2002219365 A JP2002219365 A JP 2002219365A JP 2001317768 A JP2001317768 A JP 2001317768A JP 2001317768 A JP2001317768 A JP 2001317768A JP 2002219365 A JP2002219365 A JP 2002219365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
group
solid
mercapto
sulfonic acid
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.)
Pending
Application number
JP2001317768A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidekazu Ookubo
英主 大久保
Toshihiro Takai
敏浩 高井
Kazuyo Matsu
和世 松
Mamoru Tanaka
守 田中
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.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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 Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2001317768A priority Critical patent/JP2002219365A/ja
Publication of JP2002219365A publication Critical patent/JP2002219365A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スルホン酸基とメルカプト基を共に有する有
機高分子シロキサン触媒の存在下、アセトンとフェノー
ルの脱水縮合によりビスフェノールAを製造するに際
し、劣化した触媒を工業的に有利に再生する方法を提供
する。 【解決手段】 アセトンとフェノールとの脱水縮合によ
るビスフェノールA製造用のスルホン酸基とメルカプト
基を併有する有機高分子シロキサン触媒からなる固体触
媒を再生するに際し、該固体触媒を特定の還元剤と接触
処理することを特徴とするビスフェノールA製造用固体
触媒の再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビスフェノールA
製造用固体触媒の再生方法に関し、詳しくは、ビスフェ
ノールA製造において劣化したスルホン酸基とメルカプ
ト基を共に有する有機高分子シロキサン触媒の再生方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビスフェノールA[2,2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)プロパン]は通常、固体触媒にア
セトンとモル比にして5〜15倍の過剰のフェノールを
通液する、いわゆる固定床流通反応の形態で連続的に製
造されている。主触媒としては酸触媒、また助触媒とし
てメルカプト化合物が有効であることが知られている。
また、スルホン酸基とメルカプト基を共に有する固体触
媒としては、メルカプトアルキルアミンを部分的に中和
し、メルカプト基を固定化した陽イオン交換樹脂等を用
いる技術が知られている。
【0003】陽イオン交換樹脂触媒以外の固体触媒につ
いては、例えば特開平8−208545号、特開平9−
110767号、特開平9−110989号及び特開平
10−225638号公報には、スルホン酸基含有炭化
水素基とメルカプト基含有炭化水素基を共に有する有機
高分子シロキサン触媒(以下、単に有機高分子シロキサ
ン触媒とも記す。)を固体触媒とする技術が記載されて
いる。この有機高分子シロキサン触媒は、前述のイオン
交換樹脂触媒と比較して触媒活性及び選択性が非常に高
い触媒であることが知られている。
【0004】これらスルホン酸基とメルカプト基を共に
有する固体触媒を用いたビスフェノールAの製造に際し
ては、徐々に触媒活性が低下し、ある期間使用した後に
は新しい触媒と交換しなければならないため、多額の触
媒コストと多くの手間を要し、また長期間製造を停止し
なければならない等、経済的ではなかった。従って、活
性劣化した触媒を工業的に有利に再生する方法の開発が
強く望まれていた。
【0005】これら固体触媒の再生方法として、特開平
8−38915号、特開平10−174880号、特開
平12−140645号公報には、活性劣化したイオン
交換樹脂触媒または有機高分子シロキサン触媒をフェノ
ール、水等で洗浄することにより再生する方法が提示さ
れている。これらはいずれも水との反応で再生可能なメ
ルカプト基の被毒に係る再生法で、特開平6−1722
41号公報に記載されているように原料中に微量の水を
添加することでも抑制することが可能なメルカプト基の
被毒形態である。しかし、ビスフェノールAの製造に際
し、原料に水を添加した場合でも、メルカプト基が被毒
され、触媒活性が徐々に劣化する。これらメルカプト基
の被毒は、上記したいずれの再生法を施しても再生しえ
ない被毒であることから、従来、この劣化した触媒を再
生することは不可能であった。
【0006】一方、特開昭57−75146号公報には、
劣化したメルカプト基を有するスルホン酸型陽イオン交
換樹脂をアルキルメルカプタン、チオグリコール酸で処
理する触媒の再生方法が記載されている。しかしなが
ら、チオグリコール酸を本発明に係る有機高分子シロキ
サンに適用したとき、有機高分子シロキサン触媒の構造
が変化し、触媒活性を回復することができなかった。ま
た、アルキルメルカプタンは、触媒再生能力を有さなか
った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スルホン酸
基とメルカプト基を共に有する有機高分子シロキサン触
媒の存在下、アセトンとフェノールの脱水縮合によりビ
スフェノールAを製造するに際し、劣化した触媒を工業
的に有利に再生する方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの課
題を解決するため鋭意検討した結果、ビスフェノールA
製造用触媒であるスルホン酸基とメルカプト基を共に有
する有機高分子シロキサン触媒触媒の一定期間使用によ
る活性劣化に対し、特定の還元性の化合物と接触させる
ことで触媒活性が回復することを見出し、本発明を完成
するに至った。
【0009】すなわち、本発明は、アセトンとフェノー
ルとの脱水縮合によるビスフェノールA製造用固体触媒
を再生するに際し、スルホン酸基とメルカプト基を共に
含有する有機高分子シロキサン触媒触媒を、下記(a)
〜(e)から選ばれる少なくとも1種の還元剤と接触処
理させることを特徴とするビスフェノールA製造用固体
触媒の再生方法である。 (a)金属水素錯化合物 (b)リン化合物 (c)チオフェノール類 (d)チオグリコール酸アルキルエステル (e)チオグリコール酸塩
【0010】
【発明の実施の形態】本発明で用いるスルホン酸基とメ
ルカプト基を有する有機高分子シロキサン触媒とは、特
開平8−208545号、特開平9−110989号、
特開平10−225638号に記載されている、シロキ
サン結合からなるシリカマトリックス中に部分的にスル
ホン酸基含有炭化水素基とメルカプト基含有炭化水素基
が直接シリカマトリックス中のケイ素原子と炭素−ケイ
素結合またはメルカプト基−ケイ素結合により結合した
構造を有する有機高分子シロキサンである。
【0011】スルホン酸基を有する炭化水素基は、少な
くとも1個のスルホン酸基(−SO 3H)を有する炭化
水素基であればいかなる炭化水素基であっても本発明に
使用することが可能であるが、好ましくはスルホン酸基
を少なくとも1個有する炭素数1以上20以下の炭化水
素基であり、好ましくは炭素数6以上20以下、更に好
ましくは炭素数6以上15以下の少なくとも1個のスル
ホン酸基を有する置換ないしは無置換の芳香族炭化水素
基(芳香族基に直接スルホン酸基が置換された基でも、
芳香族基に置換された炭化水素基にスルホン酸基が置換
された基でもよい)、または、好ましくは少なくとも1
個のスルホン酸基を有する炭素数1以上15以下、更に
好ましくは炭素数1以上10以下の置換ないしは無置換
の脂肪族および脂環式炭化水素基よりなる群から選ばれ
た少なくとも1種の炭化水素基である。
【0012】このようなスルホン酸基を有する炭化水素
基の例としては、少なくとも1個のスルホン酸基により
核置換されたフェニル基、トリル基、ナフチル基、メチ
ルナフチル基等の芳香族基、ベンジル基、ナフチルメチ
ル基等の芳香族置換アルキル基等、少なくとも1個のス
ルホン酸基で置換された、メチル基、エチル基、n−プ
ロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル
基、t−ブチル基、直鎖または分枝のペンチル基、直鎖
または分枝のヘキシル基、直鎖または分枝のヘプチル
基、直鎖または分枝のオクチル基、シクロヘキシル基、
メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基等が
挙げられる。さらにこれらの芳香族または飽和の脂肪族
ないしは脂環式炭化水素基はスルホン酸基の他にハロゲ
ン原子、アルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基等の置
換基を有する炭化水素基であってもよい。
【0013】また、メルカプト基を有する炭化水素基
は、示性式として−SHで表されるメルカプト基を少な
くとも1個有する炭素数1以上20以下の炭化水素基か
ら選ばれた少なくとも1種であり、脂肪族もしくは脂環
式の飽和炭化水素、不飽和炭化水素又は芳香族炭化水素
に−SH基が結合した炭化水素基である。好ましくは脂
肪族もしくは脂環式の飽和炭化水素基又は芳香族炭化水
素基にSH基が少なくとも1個結合した炭化水素基であ
る。このようなメルカプト基を有する炭化水素基の例と
しては、メルカプトメチル基、2−メルカプトエチル
基、3−メルカプト−n−プロピル基等のメルカプトア
ルキル基類、4−メルカプトシクロヘキシル基、4−メ
ルカプトメチルシクロヘキシル基等の脂環式炭化水素基
類、p−メルカプトフェニル基、p−メルカプトメチル
フェニル基等のメルカプト芳香族基類等が挙げられる。
また、これらの芳香族または脂肪族ないしは脂環式炭化
水素基はメルカプト基の他にハロゲン原子、アルコキシ
基、ニトロ基、ヒドロキシ基等の置換基を有する炭化水
素基であってもよい。
【0014】このような有機高分子シロキサン触媒の調
製方法としては例えば以下の方法で調製することが可能
である。しかしながら、本発明で用いる有機高分子シロ
キサン触媒はこれら調製法のみに限定されることはな
い。実施しやすい調製方法としては、例えば、(1)ス
ルホン酸基含有炭化水素基を有するアルコキシシランと
メルカプト基含有炭化水素基を有するアルコキシシラン
とテトラアルコキシシランとを任意の割合で混合し、加
水分解し、共縮合する調製法、(2)水溶性のスルホン
酸基含有炭化水素基を有するアルコキシシランの加水分
解物とメルカプトメチル基を有するアルコキシシランと
テトラアルコキシシランとを任意の割合で混合し、加水
分解させて共縮合する調製法といった、いわゆるアルコ
キシシランのゾル−ゲル法による調製法(1)や(2)
の他に、(3)スルホン酸基含有炭化水素基を有する有
機高分子シロキサンに存在するシラノール基に、メルカ
プト基を有するアルコキシシランをシリル化し、メルカ
プト基を固定化する、いわゆるシリル化による調製法が
知られている。これら有機高分子シロキサン触媒は高い
触媒活性を有する多孔性物質である。
【0015】有機高分子シロキサン触媒を充填した固定
床流通反応装置を用いてビスフェノールAを製造する場
合、原料であるアセトンとフェノールとはモル比で1:
5〜15の範囲、また反応温度は70℃〜110℃の範
囲での一般的な条件の下に実施される。固体触媒の酸量
は、触媒を塩化ナトリウム水溶液で処理し、遊離した塩
酸を定量することで求められる。またメルカプト量はよ
う素による酸化還元滴定、または硝酸銀水溶液を用いて
銀メルカプチドを生成させることにより求めることが可
能である。
【0016】有機高分子シロキサン触媒は、長時間の反
応において連続的に触媒活性の低下が進行する。この時
の劣化した有機高分子シロキサン触媒を回収し、固体酸
量及びメルカプト量を測定したところ、酸量は使用前と
変化がないにもかかわらず、劣化に相応した量だけメル
カプト基の量が減少していることを見出した。さらにこ
のメルカプト基が減少した触媒を還元性の化合物で接触
処理すると、驚くべきことにメルカプト基量が回復し、
それに応じて触媒活性も回復することを見出した。この
場合、劣化した固体触媒中のメルカプト基を再生できる
化合物としては、適度な還元性を有する化合物であれば
良く、具体的には、金属水素錯化合物やリン化合物及び
特定のメルカプト基を有する化合物が還元剤として好ま
しく挙げられる。
【0017】本発明の用いられる金属水素錯化合物とし
ては、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素リチ
ウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム
等、さらにこれらの4つの水素の内1〜3個の水素がア
ルコキシ基に置換された化合物、例えばトリイソプロポ
キシ水素化ホウ素カリウム、水素化−n−ブチルスズ、
水素化トリフェニルスズ等の水素化スズ化合物、等の化
合物が例示できる。また、リン化合物としては、トリエ
チルリン、トリn−プロピルリン、トリn−ブチルリ
ン、トリフェニルリン等の化合物が例示できる。さらに
液体アンモニアを用いたアルカリ金属(Birch還
元)、その他にボラン、ヒドラジン、ジイミド等も本発
明の再生法に用いられる。
【0018】メルカプト基を有する化合物としては、具
体的にはチオフェノール、o−アミノチオフェノール、
4−クロロテトラフルオロチオフェノール、2,6−ジ
クロロチオフェノール、2,5−ジメチルチオフェノー
ル、2,3,5,6−テトラフルオロチオフェノール、
p−ニトロチオフェノール、4−フルオロチオフェノー
ル、ペンタフルオロチオフェノール、4−メトキシチオ
フェノール、4−メチル−2,3,5,6−テトラフル
オロチオフェノール、4−ブロモチオフェノール、3−
ブロモチオフェノール等のチオフェノール類、チオグリ
コール酸メチル、チオグリコール酸エチル等のチオグリ
コール酸アルキルエステル類、チオグリコール酸ナトリ
ウム、チオグリコール酸アンモニウム等のチオグリコー
ル酸塩類、等が例示できる。
【0019】本発明における接触処理とは、上記した還
元剤を溶解させた溶液中で、還元剤と有機高分子シロキ
サン触媒を接触させる処理のことをいい、具体的な処理
方法としては、例えば還元剤、または還元剤を溶解させ
た溶液の入った容器の中へ、反応器の固定床より劣化し
た固体触媒を取り出し、懸濁させ、攪拌処理する方法。
また、例えば、反応器の固定床に劣化した固体触媒を充
填したまま、還元剤、または還元剤を溶解させた溶液を
通液して接触させることで処理する方法等が挙げられ
る。何れの方法にせよ、用いる還元剤の還元力に応じた
接触処理条件を定めることで本発明の目的を達成するこ
とができる。この接触処理に用いる溶媒は、スルホン酸
基、メルカプト基及び還元剤に対して不活性な溶媒であ
り、かつ還元剤を溶解するものでなければならない。そ
のような溶媒としては、例えばメタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、フェ
ノール、水等が挙げられる。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例により、具体的に説明
する。しかしながら、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。
【0021】参考例1(メルカプトプロピル型有機高分
子シロキサン触媒の調製) (1)スルホン酸基含有トリエトキシシランの合成 滴下漏斗を取り付けた2口の500mlの丸底フラスコ
に塩化メチレンを200ml入れ、これにフェニルトリ
クロロシラン124.0g(0.59mol)を加え、
氷冷した。これに無水硫酸46.8g(0.59mo
l)の塩化メチレン溶液100mlを1時間かけて滴下
した。滴下後、氷浴を取り外し、室温でさらに1時間攪
拌した。次いで100℃の油浴で加熱し、塩化メチレン
を留去した。さらに冷却管を取り付けた後、エタノール
161.5gを窒素気流下、塩化水素を取り除きなが
ら、1時間かけて滴下し、さらに1時間還流してエトキ
シ化反応を行った。得られたフェニルスルホン酸基含有
トリエトキシシランのエタノール溶液238.0gを以
下のスルホン酸基含有炭化水素基とメルカプト基含有炭
化水素基を有する有機高分子シロキサン触媒のゾル−ゲ
ル調製におけるスルホン酸成分の原料として用いた。
【0022】(2)メルカプトプロピル型有機高分子シ
ロキサン触媒の調製 攪拌棒を取り付けた2口の500mlの丸底フラスコに
上記で得たスルホン酸基含有トリエトキシシランのエタ
ノール溶液38.0g、テトラエトキシシラン156.
0g(0.75mol)、メルカプトプロピルトリメト
キシシラン9.0g(46mmol)、エタノール15
0mlを入れて混合した。これに水30.0gを5分間
で滴下し、60℃で3時間攪拌した。放冷した後、水1
40.0gを5分間で滴下し、さらに28%アンモニア
水20mlを滴下すると反応液は急速に固形化した。こ
れを室温で4時間放置した後、60℃で3日間熟成させ
た。熟成後10mmHgの減圧下、100℃で溶媒を留
去し、乾燥固体を得た。この乾燥固体を500mlのビ
ーカーへ移し、2Nの塩酸200mlを加えて室温で3
0分間攪拌した後濾別する作業を2回繰り返し、スルホ
ン酸基をH型にした。酸処理後、イオン交換水500
mlで洗浄した。これを10mmHgの減圧下、100
℃で5時間乾燥させ、スルホン酸基とメルカプト基を有
する有機高分子シロキサン触媒67.0gを得た。この
固体酸量を上記した方法により測定すると0.65mm
ol/gであった。また固体メルカプト量は0.65m
mol/gであった。
【0023】参考例2(劣化したメルカプトプロピル型
有機高分子シロキサン触媒の回収) 上記で得たメルカプトプロピル型有機高分子シロキサン
触媒、8.2g(11cc)を円筒形反応器(直径1.
50cm、長さ15cm)に充填した。この反応器の下
側からモル比が5:1:0.4のフェノール/アセトン
/水の混合物を10.50g/hrの速度で触媒中を通
過させた。反応温度は100℃とし、5時間後に得られ
た反応生成物を液体クロマトグラフィーで分析した結
果、アセトンの転化率は85.0%であり、ビスフェノ
ールAの選択率は92.3%であった。さらに反応を継
続するとアセトン転化率は連続的に低下し、300時間
後にはアセトンの転化率は74.0%まで低下した。こ
の時点で反応を停止し、反応器の下側からフェノールを
10g/hrの速度でフィードし、触媒を洗浄した。処
理温度は100℃とし、10時間かけて洗浄した。次に
反応器から触媒を取り出し、ブフナー漏斗へ移し、メタ
ノール100ml、次いで2Nの塩酸100ml、さら
にイオン交換水500mlで洗浄した。これを10mm
Hgの減圧下、100℃で5時間乾燥させることで劣化
触媒(A)8.2gを得た。この固体酸量を測定したと
ころ、0.65mmol/g、固体メルカプト量は0.
55mmol/gとなり、酸量には変化が無かったが、
メルカプト量は約15%減少していた。
【0024】比較例1 上記で得た劣化触媒(A)、8.2g(11cc)を円
筒形反応器(直径1.50cm、長さ15cm)に充填
した。この反応器の下側からモル比が5:1:0.4の
フェノール/アセトン/水の混合物を10.50g/h
rの速度で触媒中を通過させた。反応温度は100℃と
し、5時間後に得られた反応生成物を液体クロマトグラ
フィーで分析した結果、アセトンの転化率は74.0%
で、劣化した触媒を回収する過程で触媒活性が回復する
ことは全く無かった。
【0025】実施例1 上述の劣化触媒(A)、8.2g(11cc)を200
mlのビーカーへ移し、10%NaCl水100mlを
加え、10分間攪拌することで、スルホン酸基をNa
型へイオン交換した。この固体をブフナー漏斗で濾別
し、イオン交換水100mlで洗浄した後、10mmH
gの減圧下、100℃で5時間乾燥し、固体8.2gを
得た。これを冷却管、滴下漏斗及び攪拌棒付きの100
mlの3口の丸底フラスコへ入れ、メタノール50ml
を加えて懸濁させた。これに水素化ホウ素ナトリウム
(NaBH)0.20gをメタノール30mlに溶解
させた溶液を30分かけて室温で滴下した。さらに2時
間還流した後、放冷し、ブフナー漏斗で濾別した。メタ
ノール100ml、次いで2Nの塩酸100mlで洗浄
し、スルホン酸基をH型へイオン交換した。この固体
をさらにイオン交換水500mlで洗浄し、10mmH
gの減圧下、100℃で5時間乾燥させることで再生触
媒8.2gを得た。この触媒を円筒形反応器(直径1.
50cm、長さ15cm)に充填した。この反応器の下
側からモル比が5:1:0.4のフェノール/アセトン
/水の混合物を10.50g/hrの速度で触媒中を通
過させた。反応温度は100℃とし、5時間後に得られ
た反応生成物を液体クロマトグラフィーで分析した結
果、アセトンの転化率は80.0%、ビスフェノールA
の選択率は92.0%と触媒活性が大きく回復した。用
いた触媒の固体酸量は0.65mmol/g、固体メル
カプト量は0.60mmol/gと触媒活性の回復に相
応してメルカプト量が回復していた。
【0026】実施例2 上述の劣化触媒(A)、8.2gを用い、実施例1と同
様にして乾燥固体8.2gを得た。これを100mlの
ナスフラスコへ入れ、メタノール50ml、水5mlを
加えて懸濁させた。これにトリn−ブチルリン[P(n
−C]0.50gのメタノール溶液30ml
を室温で5分間で滴下した。さらに2時間攪拌した後、
ブフナー漏斗で濾別した。メタノール100ml、次い
で2Nの塩酸100mlで洗浄し、スルホン酸基をH
型へイオン交換した。この固体をさらにイオン交換水5
00mlで洗浄し、10mmHgの減圧下、100℃で
5時間乾燥させることで再生触媒8.2g(11cc)
を得た。この触媒を円筒形反応器(直径1.50cm、
長さ15cm)に充填した。この反応器の下側からモル
比が5:1:0.4のフェノール/アセトン/水の混合
物を10.50g/hrの速度で触媒中を通過させた。
反応温度は100℃とし、5時間後に得られた反応生成
物を液体クロマトグラフィーで分析した結果、アセトン
の転化率は81.0%、ビスフェノールAの選択率は9
2.1%と触媒活性が大きく回復した。用いた触媒の固
体酸量は0.63mmol/gとわずかだが減少してい
た。しかし、固体メルカプト量は0.65mmol/g
とメルカプト量が完全に回復していた。
【0027】実施例3 上述の劣化触媒(A)8.2gを用い、実施例1と同様
にして乾燥固体8.2gを得た。一方、100mlのナ
スフラスコに窒素気流下、市販のオイルに懸濁されてい
る水素化カリウム(KH)0.2g(5mmol)を装
入した。オイルはペンタンで取り除いた。テトラヒドロ
フラン10mlを加えて懸濁させた後、トリプロポキシ
ボラン0.6ml(2.5mmol)を加え、室温で2
時間攪拌することで、還元剤としてトリイソプロポキシ
水素化ホウ素カリウム[K(i−PrO)BH]のテ
トラヒドロフラン溶液を得た。これに上記した乾燥固体
8.2gを加え、室温で5時間攪拌した。反応終了後、
反応液にメタノールを加え、ブフナー漏斗で濾別した。
メタノール100ml、次いで2Nの塩酸100mlで
洗浄し、スルホン酸基をH型へイオン交換した。この
固体をイオン交換水500mlで洗浄し、10mmHg
の減圧下、100℃で5時間乾燥させることで再生触媒
8.2g(11cc)を得た。この触媒を円筒形反応器
(直径1.50cm、長さ15cm)に充填した。この
反応器の下側からモル比が5:1:0.4のフェノール
/アセトン/水の混合物を10.50g/hrの速度で
触媒中を通過させた。反応温度は100℃とし、5時間
後に得られた反応生成物を液体クロマトグラフィーで分
析した結果、アセトンの転化率は83.2%、ビスフェ
ノールAの選択率は92.1%と触媒活性が大きく回復
した。用いた触媒の固体酸量は0.64mmol/g、
固体メルカプト量は0.65mmol/gとメルカプト
基量が大きく回復していた。
【0028】実施例4 上述の劣化触媒(A)8.2gを100mlのナスフラ
スコに入れ、フェノール50mlを加えて懸濁させた
後、チオフェノール4.0g(36.4mmol)を加
え、窒素気流下、100℃で5時間攪拌した。反応終了
後、放冷し、ブフナー漏斗で濾別した。メタノール10
0ml、次いで2Nの塩酸100ml、さらにイオン交
換水500mlで洗浄し、10mmHgの減圧下、10
0℃で5時間乾燥させることで再生触媒8.2g(11
cc)を得た。この触媒を円筒形反応器(直径1.50
cm、長さ15cm)に充填した。この反応器の下側か
らモル比が5:1:0.4のフェノール/アセトン/水
の混合物を10.50g/hrの速度で触媒中を通過さ
せた。反応温度は100℃とし、5時間後に得られた反
応生成物を液体クロマトグラフィーで分析した結果、ア
セトンの転化率は81.0%、ビスフェノールAの選択
率は92.0%と触媒活性が大きく回復した。用いた触
媒の固体酸量は0.65mmol/g、固体メルカプト
量は0.60mmol/gとメルカプト基量が大きく回
復していた。
【0029】実施例5 上述の劣化触媒(A)8.2gを100mlのナスフラ
スコに入れ、フェノール50mlを加えて懸濁させた
後、チオグリコール酸エチル4.4g(36.4mmo
l)を加え、窒素気流下、100℃で5時間攪拌した。
反応終了後、放冷し、ブフナー漏斗で濾別した。メタノ
ール100ml、次いで2Nの塩酸100ml、さらに
イオン交換水500mlで洗浄し、10mmHgの減圧
下、100℃で5時間乾燥させることで再生触媒8.2
g(11cc)を得た。この触媒を円筒形反応器(直径
1.50cm、長さ15cm)に充填した。この反応器
の下側からモル比が5:1:0.4のフェノール/アセ
トン/水の混合物を10.50g/hrの速度で触媒中
を通過させた。反応温度は100℃とし、5時間後に得
られた反応生成物を液体クロマトグラフィーで分析した
結果、アセトンの転化率は80.7%、ビスフェノール
Aの選択率は92.0%と触媒活性が大きく回復した。
用いた触媒の固体酸量は0.65mmol/g、固体メ
ルカプト量は0.59mmol/gとメルカプト基量が
大きく回復していた。
【0030】上述の劣化触媒(A)8.2gを100m
lのナスフラスコに入れ、フェノール50mlを加えて
懸濁させた後、チオグリコール酸6.6g(71.7m
mol)を加え、窒素気流下、100℃で30時間攪拌
した。反応終了後、放冷し、ブフナー漏斗で濾別した。
メタノール100ml、次いで2Nの塩酸100ml、
さらにイオン交換水500mlで洗浄し、10mmHg
の減圧下、100℃で5時間乾燥させることで再生触媒
8.2g(11cc)を得た。この触媒を円筒形反応器
(直径1.50cm、長さ15cm)に充填した。この
反応器の下側からモル比が5:1:0.4のフェノール
/アセトン/水の混合物を10.50g/hrの速度で
触媒中を通過させた。反応温度は100℃とし、5時間
後に得られた反応生成物を液体クロマトグラフィーで分
析した結果、アセトンの転化率は75%、ビスフェノー
ルAの選択率は91.0%であり、用いた触媒の固体酸
量が0.65mmol/g、固体メルカプト量が0.5
9mmol/gとメルカプト基量が回復していたにもか
かわらず、触媒活性は回復しなかったので、比表面積を
測定したところ、再生処理前の720m/gと比較し
て約半分の390m /gに低下していた。
【0031】参考例3(メルカプトメチル型有機高分子
シロキサン触媒の調製) 攪拌棒を取り付けた2口の500mlの丸底フラスコ
に、上述で得られたスルホン酸基含有トリエトキシシラ
ンのエタノール溶液38.0g、テトラエトキシシラン
156.0g(0.75mol)、メルカプトメチルト
リメトキシシラン7.7g(46mmol)、エタノー
ル150mlを入れて混合した。これに水30.0gを
5分間で滴下し、60℃で3時間攪拌した。放冷した
後、水140.0gを5分間で滴下し、さらに28%ア
ンモニア水20mlを滴下すると反応液は急速に固形化
した。これを室温で4時間放置した後、60℃で3日間
熟成させた。熟成後10mmHgの減圧下、100℃で
溶媒を留去し、乾燥固体を得た。この乾燥固体を500
mlのビーカーへ移し、2Nの塩酸200mlを加えて
室温で30分間攪拌する作業を2回繰り返し、スルホン
酸基をH型にした。酸処理後、ブフナー漏斗で濾別
し、イオン交換水500mlで洗浄した。さらに10m
mHgの減圧下、100℃で5時間乾燥させることでス
ルホン酸基とメルカプト基を有する有機高分子シロキサ
ン触媒67.0gを得た。この固体酸量を上記した方法
により測定すると0.65mmol/gであった。また
固体メルカプト量は0.65mmol/gであった。
【0032】参考例4(劣化したメルカプトメチル型有
機高分子シロキサン触媒の回収) 上記で得たメルカプトメチル型の有機高分子シロキサン
触媒、8.2g(11cc)を円筒形反応器(直径1.
50cm、長さ15cm)に充填した。この反応器の下
側からモル比が5:1:0.4のフェノール/アセトン
/水の混合物を10.50g/hrの速度で触媒中を通
過させた。反応温度は100℃とし、5時間後に得られ
た反応生成物を液体クロマトグラフィーで分析した結
果、アセトンの転化率は85.2%であり、ビスフェノ
ールAの選択率は92.5%であった。さらに反応を継
続するとアセトン転化率は連続的に低下し、600時間
後にはアセトンの転化率は75.0%まで低下した。こ
の時点で反応を停止し、反応器の下側からフェノールを
10g/hrの速度でフィードし、触媒を洗浄した。処
理温度は100℃とし、10時間かけて洗浄した。次に
反応器から触媒を取り出し、ブフナー漏斗へ移し、メタ
ノール100ml、次いで2Nの塩酸100ml、さら
にイオン交換水500mlで洗浄し、10mmHgの減
圧下、100℃で5時間乾燥させることで劣化触媒
(B)8.2gを得た。この固体酸量を測定したとこ
ろ、0.65mmol/g、固体メルカプト量は0.5
7mmol/gとなり、酸量には変化が無かったが、メ
ルカプト量は約12%減少していた。
【0033】実施例6 上記で得た劣化触媒(B)、8.2gを用い、実施例1
と同様にして乾燥固体8.2gを得た。これを冷却管、
滴下漏斗及び攪拌棒付きの100mlの3口の丸底フラ
スコへ入れ、メタノール50mlを加えて懸濁させた。
これに水素化ホウ素ナトリウム(NaBH)0.20
gをメタノール30mlに溶解させた液を30分かけて
室温で滴下した。さらに2時間還流した後、放冷し、ブ
フナー漏斗で濾別した。メタノール100ml、次いで
2Nの塩酸100mlで洗浄し、スルホン酸基をH
へイオン交換した。この固体をさらにイオン交換水50
0mlで洗浄し、10mmHgの減圧下、100℃で5
時間乾燥させることで再生触媒8.2g(11cc)を
得た。この触媒を円筒形反応器(直径1.50cm、長
さ15cm)に充填した。この反応器の下側からモル比
が5:1:0.4のフェノール/アセトン/水の混合物
を10.50g/hrの速度で触媒中を通過させた。反
応温度は100℃とし、5時間後に得られた反応生成物
を液体クロマトグラフィーで分析した結果、アセトンの
転化率は80.0%、ビスフェノールAの選択率は9
2.0%と触媒活性が大きく回復した。用いた触媒の固
体酸量は0.65mmol/g、固体メルカプト量は
0.61mmol/gと触媒活性の回復に相応してメル
カプト量が回復していた。
【0034】実施例7 上述の劣化触媒(B)、8.2gを用い、実施例1と同
様にして乾燥固体8.2gを得た。これを100mlの
ナスフラスコへ入れ、メタノール50ml、水5mlを
加えて懸濁させた。これにトリn−ブチルリン[P(n
−C]0.50gのメタノール溶液30ml
を室温で5分間で滴下した。さらに2時間攪拌した後、
ブフナー漏斗で濾別した。メタノール100ml、次い
で2Nの塩酸100mlで洗浄し、スルホン酸基をH
型へイオン交換した。この固体をさらにイオン交換水5
00mlで洗浄し、10mmHgの減圧下、100℃で
5時間乾燥させることで再生触媒8.2g(11cc)
を得た。この触媒を円筒形反応器(直径1.50cm、
長さ15cm)に充填した。この反応器の下側からモル
比が5:1:0.4のフェノール/アセトン/水の混合
物を10.50g/hrの速度で触媒中を通過させた。
反応温度は100℃とし、5時間後に得られた反応生成
物を液体クロマトグラフィーで分析した結果、アセトン
の転化率は81.2%、ビスフェノールAの選択率は9
1.9%と触媒活性が大きく回復した。用いた触媒の固
体酸量は0.62mmol/gとわずかだが減少してい
た。しかし、固体メルカプト量は0.65mmol/g
とメルカプト量が回復していた。
【0035】実施例8 上述の劣化触媒(B)8.2gを用いた他は実施例3と
同様にした、100℃、5時間後に得られた反応生成物
のアセトンの転化率は83.0%、ビスフェノールAの
選択率は92.0%と触媒活性が大きく回復した。用い
た触媒の固体酸量は0.63mmol/g、固体メルカ
プト量は0.65mmol/gとメルカプト基量が大き
く回復していた。
【0036】実施例9 上述の劣化触媒(B)8.2gを用いた他は実施例4と
同様にした、100℃、5時間後に得られた反応生成物
のアセトンの転化率は80.9%、ビスフェノールAの
選択率は92.3%と触媒活性が大きく回復した。用い
た触媒の固体酸量は0.65mmol/g、固体メルカ
プト量は0.61mmol/gとメルカプト基量が大き
く回復していた。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、工業上重要であるビス
フェノールA製造用の有機高分子シロキサン触媒が、そ
の製造工程において劣化したとき、該劣化した触媒を、
特定の還元剤と接触させる簡単な処理により、容易に再
生することができ、経済的にも産業上においても優位で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 37/20 C07C 37/20 39/16 39/16 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 松 和世 大阪府高石市高砂1−6 三井化学株式会 社内 (72)発明者 田中 守 大阪府高石市高砂1−6 三井化学株式会 社内 Fターム(参考) 4G069 AA10 BA21C BA22A BA22B BB19C BE21A BE21B BE21C BE22A BE22B BE26C BE27C BE32A BE32B BE37C CB25 CB71 GA09 GA10 GA16 4H006 AA05 AC42 BA28 BA52 BA53 BA84 FC52 FE13 4H039 CA60 CG10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アセトンとフェノールとの脱水縮合によ
    るビスフェノールA製造用のスルホン酸基とメルカプト
    基を併有する有機高分子シロキサン触媒からなる固体触
    媒を再生するに際し、該固体触媒を下記(a)〜(e)
    から選ばれる少なくとも1種の還元剤と接触処理するこ
    とを特徴とするビスフェノールA製造用固体触媒の再生
    方法。 (a)金属水素錯化合物 (b)リン化合物 (c)チオフェノール類 (d)チオグリコール酸アルキルエステル (e)チオグリコール酸塩
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JP2004190021A (ja) * 2002-11-27 2004-07-08 Mitsui Chemicals Inc 有機高分子シロキサン及びその用途

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