JP2012206960A - Production method of methyl acetylene and propadiene - Google Patents
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Abstract
【課題】高収率でメチルアセチレンおよびプロパジエンを製造することの可能なメチルアセチレンおよびプロパジエンの製造方法を提供する。
【解決手段】第7族金属、第8族金属、第11族金属の化合物からなる群から選択された少なくとも1種を含む触媒の存在下、プロパンおよび/またはプロピレンを、ハロゲン化水素および酸素と反応させて、あるいはハロゲン分子と反応させて、ハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンを製造する工程と、第4族金属、第7族金属、第13族金属の化合物からなる群から選択された少なくとも1種の触媒の存在下、上記工程で得られたハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンの脱ハロゲン化水素反応を行う工程を含む、メチルアセチレンおよびプロパジエンの製造方法。
【選択図】なしDisclosed is a method for producing methylacetylene and propadiene, which can produce methylacetylene and propadiene in high yield.
Propane and / or propylene with hydrogen halide and oxygen in the presence of a catalyst comprising at least one selected from the group consisting of Group 7 metal, Group 8 metal, and Group 11 metal compounds. A step of producing a halogenated propane and / or a halogenated propene by reacting or reacting with a halogen molecule, and selected from the group consisting of a group 4 metal, a group 7 metal, and a group 13 metal compound A process for producing methylacetylene and propadiene, comprising a step of dehydrohalogenating the halogenated propane and / or halogenated propene obtained in the above step in the presence of at least one catalyst.
[Selection figure] None
Description
本発明は、プロパンおよび/またはプロピレンを含むガスからメチルアセチレンおよびプロパジエンを製造する方法に関する。 The present invention relates to a process for producing methylacetylene and propadiene from a gas containing propane and / or propylene.
メチルアセチレンは反応性に富んだ末端炭素−炭素三重結合を有しており、様々な化合物の出発原料としての応用が期待される化合物である。最近では、例えば、アルキルメタクリレートの製造用原料として有用であることが知られている。例えば、触媒の存在下、一酸化炭素及びアルコール化合物をメチルアセチレンと反応させる、アルキルメタクリレートの製造方法が提案されている(例えば特許文献1)。 Methylacetylene has a terminal carbon-carbon triple bond rich in reactivity, and is expected to be used as a starting material for various compounds. Recently, for example, it is known to be useful as a raw material for producing alkyl methacrylate. For example, a method for producing alkyl methacrylate in which carbon monoxide and an alcohol compound are reacted with methylacetylene in the presence of a catalyst has been proposed (for example, Patent Document 1).
メチルアセチレンとプロパジエンは通常、ナフサの熱分解によるオレフィン類製造設備(スチームクラッキング法)において、エチレン、プロピレンと共に副生物として得られる。すなわち、ナフサをスチームと共に加熱分解炉に導入し、得られた炭化水素類を急冷した後、精留塔に導き、塔底部よりタール、塔側部よりガスオイル、塔頂部より炭化水素類を得る方法において、メチルアセチレンとプロパジエンは塔頂留分の一部として副生する。そして、得られたプロパジエンは異性化反応によりメチルアセチレンに異性化させている。 Methylacetylene and propadiene are usually obtained as by-products together with ethylene and propylene in an olefin production facility (steam cracking method) by thermal decomposition of naphtha. In other words, naphtha is introduced into a thermal cracking furnace together with steam, and the obtained hydrocarbons are rapidly cooled and then led to a rectifying column to obtain tar from the tower bottom, gas oil from the tower side, and hydrocarbons from the tower top. In the process, methylacetylene and propadiene are by-produced as part of the overhead fraction. The obtained propadiene is isomerized to methylacetylene by an isomerization reaction.
しかしながら、メチルアセチレンとプロパジエンはスチームクラッキング法の副生物であるため、ナフサの熱分解プラントの稼働状況に応じてその供給量は変動するため、安定的に供給されないという懸念がある。そのため、スチームクラッキング法以外でメチルアセチレンとプロパジエンを製造できる技術が必要とされている。 However, since methylacetylene and propadiene are by-products of the steam cracking method, the supply amount varies depending on the operation status of the naphtha pyrolysis plant, and there is a concern that it cannot be stably supplied. Therefore, there is a need for a technique capable of producing methylacetylene and propadiene other than the steam cracking method.
そこで、本発明は、より高収率でメチルアセチレンおよびプロパジエンを製造することの可能なメチルアセチレンおよびプロパジエンの製造方法を提供することを目的とした。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing methyl acetylene and propadiene, which can produce methyl acetylene and propadiene with higher yield.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、触媒存在下、プロパンおよび/またはプロピレンを含む原料ガスをハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンを含むガスに変換し、次いで触媒存在下、脱ハロゲン化水素を行うことによりメチルアセチレンおよびプロパジエンを得る方法が有効であることを見出して、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied. As a result, in the presence of a catalyst, a raw material gas containing propane and / or propylene is converted into a gas containing halogenated propane and / or propylene halide, and then The inventors have found that a method for obtaining methylacetylene and propadiene by carrying out dehydrohalogenation in the presence of a catalyst is effective, and have completed the present invention.
すなわち、本発明のメチルアセチレンおよびプロパジエンの製造方法は、第7族金属、第8族金属、第11族金属およびそれら金属の化合物からなる群から選択された少なくとも1種を含む触媒の存在下、プロパンおよび/またはプロピレンを、ハロゲン化水素および酸素と反応させて、あるいはハロゲン分子と反応させて、ハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンを製造するハロゲン化工程と、第4族金属の化合物を含む触媒、第7族金属および/または該金属の化合物を含む触媒、および第13族金属の化合物を含む触媒からなる群から選択された少なくとも1種の触媒の存在下、脱ハロゲン化水素反応により、前記ハロゲン化工程で得られたハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンからメチルアセチレンおよびプロパジエンを製造する脱ハロゲン化水素工程とを含むことを特徴とするものである。
That is, the method for producing methylacetylene and propadiene according to the present invention includes the presence of a catalyst containing at least one selected from the group consisting of
本発明は、プロパンおよび/またはプロピレンを原料として用い、触媒の存在下、メチルアセチレンおよびプロパジエンを高収率で製造できるという効果を有する。 The present invention has an effect that methylacetylene and propadiene can be produced in a high yield in the presence of a catalyst using propane and / or propylene as a raw material.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明のメチルアセチレンおよびプロパジエンの製造方法は、少なくとも、ハロゲン化工程と脱ハロゲン化水素工程とを含むものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The method for producing methylacetylene and propadiene according to the present invention includes at least a halogenation step and a dehydrohalogenation step.
(ハロゲン化工程)
本発明のハロゲン化工程では、(1)触媒存在下、プロパンおよび/またはプロピレンを、ハロゲン化水素および酸素と反応させて、プロパンのハロゲン置換体を生成させるオキシハロゲン化反応を用いて、あるいは(2)触媒存在下、プロパンおよび/またはプロピレンを、ハロゲン分子と反応させて、プロパンのハロゲン置換体を生成させるハロゲン化反応を用いて、ハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンを製造する。
(Halogenation process)
In the halogenation step of the present invention, (1) using an oxyhalogenation reaction in which propane and / or propylene is reacted with hydrogen halide and oxygen in the presence of a catalyst to form a halogen substitution product of propane, or ( 2) Propane and / or propylene is reacted with a halogen molecule in the presence of a catalyst to produce a halogenated propane and / or a halogenated propene using a halogenation reaction in which a halogen substitution product of propane is produced.
ここで、ハロゲン化工程の生成物質であるハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンの具体例としては、以下の化合物を挙げることができる。すなわち、ハロゲン化プロパンとしては、1−クロロプロパン、2−クロロプロパン、1−ブロモプロパン、2−ブロモプロパン、1−フルオロプロパン、2−フルオロプロパン等のモノハロゲン化プロパン、1,2−ジクロロプロパン、1,1−ジクロロプロパン、1,3−ジクロロプロパン、2,2−ジクロロプロパン、1,2−ジブロモプロパン、1,1−ジブロモプロパン、1,3−ジブロモプロパン、2,2−ジブロモプロパン、1,2−ジフルオロプロパン、1,1−ジフルオロプロパン、1,3−ジフルオロプロパン、2,2−ジフルオロプロパン等のジハロゲン化プロパン、1,2,3−トリクロロプロパン、1,1,2−トリクロロプロパン、1,1,3−トリクロロプロパン、1,2,2−トリクロロプロパン、1,2,3−トリブロモプロパン、1,1,2−トリブロモプロパン、1,1,3−トリブロモプロパン、1,2,2−トリブロモプロパン、1,2,3−トリフルオロプロパン、1,1,2−トリフルオロプロパン、1,1,3−トリフルオロプロパン、1,2,2−トリフルオロプロパン等のトリハロゲン化プロパンを挙げることができる。また、ハロゲン化プロペンとしては、1−クロロ−1−プロぺン、2−クロロ−1−プロぺン、3−クロロ−1−プロぺン、1−ブロモ−1−プロぺン、2−ブロモ−1−プロぺン、3−ブロモ−1−プロぺン、1−フルオロ−1−プロぺン、2−フルオロ−1−プロぺン、3−フルオロ−1−プロペン等のモノハロゲン化プロペンや、ジハロゲン化プロペン等を挙げることができる。好ましくは、メチルアセチレンおよびプロパジエンが高収率で得られるという点で、ハロゲン化プロパンとしてはジハロゲン化プロパンであり、ハロゲン化プロペンとしてはモノハロゲン化プロペンである。さらに好ましくは、ハロゲン化プロパンとしてはジクロロプロパンであり、ハロゲン化プロペンとしてはモノクロロプロペンである。 Here, specific examples of the halogenated propane and / or halogenated propene, which are the products of the halogenation process, include the following compounds. That is, as the halogenated propane, monohalogenated propane such as 1-chloropropane, 2-chloropropane, 1-bromopropane, 2-bromopropane, 1-fluoropropane, 2-fluoropropane, 1,2-dichloropropane, 1 , 1-dichloropropane, 1,3-dichloropropane, 2,2-dichloropropane, 1,2-dibromopropane, 1,1-dibromopropane, 1,3-dibromopropane, 2,2-dibromopropane, 1, Dihalogenated propane such as 2-difluoropropane, 1,1-difluoropropane, 1,3-difluoropropane, 2,2-difluoropropane, 1,2,3-trichloropropane, 1,1,2-trichloropropane, 1 , 1,3-Trichloropropane, 1,2,2-trichloropropane, 1,2 3-tribromopropane, 1,1,2-tribromopropane, 1,1,3-tribromopropane, 1,2,2-tribromopropane, 1,2,3-trifluoropropane, 1,1, Examples thereof include trihalogenated propane such as 2-trifluoropropane, 1,1,3-trifluoropropane, and 1,2,2-trifluoropropane. Examples of the halogenated propene include 1-chloro-1-propene, 2-chloro-1-propene, 3-chloro-1-propene, 1-bromo-1-propene, 2- Monohalogenation of bromo-1-propene, 3-bromo-1-propene, 1-fluoro-1-propene, 2-fluoro-1-propene, 3-fluoro-1-propene, etc. Examples include propene and dihalogenated propene. Preferably, the halogenated propane is a dihalogenated propane and the halogenated propene is a monohalogenated propene in that methylacetylene and propadiene are obtained in high yield. More preferably, the halogenated propane is dichloropropane, and the halogenated propene is monochloropropene.
本工程に用いる原料であるプロパンは、例えば、天然ガス、石油の分留、石油精製、アルカンのクラッキング等から得られるプロパンを用いることができる。本工程に用いる原料であるプロピレンは、例えば、天然ガス、石油の分留、石油精製、プロパンの脱水素反応、オレフィンのメタセシス反応、アルコールやエーテルの転化等から得られるプロピレンを用いることができる。また、プロパンおよび/またはプロピレンはプロパンおよび/またはプロピレンを主成分とするガスであってもよく、該ガス中にメタン、エタン、エチレン、ブタン、ブテン等の炭化水素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気などのガスが含まれていても構わない。反応の効率性の観点から、プロパンおよび/またはプロピレンを主成分とするガス中のプロパンおよび/またはプロピレンの含有率は、50体積%以上、好ましくは60体積%以上、より好ましくは70体積%以上である。なお、プロパンおよびプロピレンを主成分とするガスを使用する場合、該ガス中のプロパンおよびプロピレンの合計含有率が上記範囲であればよい。 Propane, which is a raw material used in this step, can be, for example, propane obtained from natural gas, petroleum fractionation, petroleum refining, alkane cracking, or the like. Propylene, which is a raw material used in this step, can be, for example, propylene obtained from natural gas, petroleum fractionation, petroleum refining, propane dehydrogenation, olefin metathesis reaction, alcohol or ether conversion, and the like. Propane and / or propylene may be a gas mainly composed of propane and / or propylene, in which hydrocarbon such as methane, ethane, ethylene, butane, butene, nitrogen, carbon dioxide, monoxide Gases such as carbon and water vapor may be contained. From the viewpoint of reaction efficiency, the content of propane and / or propylene in the gas mainly composed of propane and / or propylene is 50% by volume or more, preferably 60% by volume or more, more preferably 70% by volume or more. It is. When a gas mainly composed of propane and propylene is used, the total content of propane and propylene in the gas may be in the above range.
なお、プロパンおよび/またはプロピレンとして、後述する精製工程より回収されるものを使用することができる。 In addition, what is collect | recovered from the refinement | purification process mentioned later can be used as propane and / or propylene.
また、ハロゲン化水素としては、塩化水素、臭化水素、フッ化水素またはそれらの混合物を用いることができる。好ましくは、塩化水素または臭化水素、より好ましくは塩化水素である。塩化水素を用いる場合、水素と塩素との反応により生成する塩化水素や、塩酸を加熱して発生する塩化水素や、塩素化合物の熱分解反応や燃焼反応、ホスゲンによる有機化合物のカルボニル化反応、塩素による有機化合物の塩素化反応、クロロフルオロアルカンの製造等により発生する副生塩化水素や、塩化水素の塩素への酸化反応や塩化水素とアルケンの反応による塩素化アルカンの製造等から回収される塩化水素や、焼却炉から発生する燃焼排ガスから回収される塩化水素等を用いることができる。塩化水素を用いる場合、塩化水素は前記の各反応により塩化水素とともに回収されうる未反応原料や反応生成物との混合物として使用してもよい。また、ハロゲン化水素として、後述する精製工程より回収されるハロゲン化水素を使用することができる。さらにハロゲン化水素は、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気等のガスにより希釈された、ハロゲン化水素を含むガスとして使用してもよい。 As the hydrogen halide, hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen fluoride, or a mixture thereof can be used. Hydrogen chloride or hydrogen bromide is preferable, and hydrogen chloride is more preferable. When using hydrogen chloride, hydrogen chloride produced by the reaction of hydrogen and chlorine, hydrogen chloride generated by heating hydrochloric acid, pyrolysis reaction and combustion reaction of chlorine compounds, carbonylation reaction of organic compounds with phosgene, chlorine Chlorine recovered from by-product hydrogen chloride generated by the chlorination reaction of organic compounds, production of chlorofluoroalkane, oxidation of hydrogen chloride to chlorine, and production of chlorinated alkane by reaction of hydrogen chloride and alkene Hydrogen, hydrogen chloride recovered from combustion exhaust gas generated from an incinerator, or the like can be used. When hydrogen chloride is used, hydrogen chloride may be used as a mixture with unreacted raw materials and reaction products that can be recovered together with hydrogen chloride by the above reactions. Moreover, the hydrogen halide collect | recovered from the refinement | purification process mentioned later can be used as a hydrogen halide. Further, the hydrogen halide may be used as a gas containing hydrogen halide diluted with a gas such as nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, or water vapor.
ハロゲン分子としては、塩素分子、臭素分子、ヨウ素分子またはそれらの混合物を挙げることができる。好ましくは、塩素分子、臭素分子であり、より好ましくは塩素分子である。塩素分子を用いる場合、塩化水素の酸化反応、塩酸や塩化ナトリウムの電気分解等から回収される塩素分子を用いることができ、また、後述するリサイクル工程より得られる塩素分子を使用することができる。塩素分子を用いる場合、塩素分子は、前記の各反応により塩素分子とともに回収されうる未反応原料や反応生成物との混合物として使用してもよい。また、ハロゲン分子として、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気等のガスにより希釈された、ハロゲン分子を含むガスを使用してもよい。 Examples of the halogen molecule include a chlorine molecule, a bromine molecule, an iodine molecule, or a mixture thereof. Preferred are a chlorine molecule and a bromine molecule, and more preferred is a chlorine molecule. When chlorine molecules are used, chlorine molecules recovered from hydrogen chloride oxidation reaction, electrolysis of hydrochloric acid or sodium chloride or the like can be used, and chlorine molecules obtained from a recycling step described later can be used. When chlorine molecules are used, the chlorine molecules may be used as a mixture with unreacted raw materials and reaction products that can be recovered together with the chlorine molecules by the above reactions. Further, as the halogen molecule, a gas containing a halogen molecule diluted with a gas such as nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, or water vapor may be used.
また、酸素としては、酸素含有ガスを使用することができ、酸素含有ガスとしては、純酸素や、純酸素を窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気等のガスで希釈したものや、空気を使用することができる。純酸素は、空気の圧力スイング法や深冷分離などの通常の工業的な方法によって得ることができる。 As oxygen, an oxygen-containing gas can be used. As the oxygen-containing gas, pure oxygen, pure oxygen diluted with nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, water vapor, or the like, or air Can be used. Pure oxygen can be obtained by ordinary industrial methods such as air pressure swing method or cryogenic separation.
本工程に用いる触媒は、金属成分として、第7族金属、第8族金属、第11族金属およびそれら金属の化合物からなる群から選択された少なくとも1種を含むものであり、良好な触媒活性および触媒寿命を有するという点から、第11族金属および該金属の化合物からなる群から選択された少なくとも1種が好ましく、より好ましくは第11族金属の化合物である。以下、これらの金属成分を触媒金属成分という。
なお、上記の触媒は、上記の(1)のオキシハロゲン化反応および上記の(2)のハロゲン化反応のいずれにも用いることができる。上記の(2)のハロゲン化反応は、無触媒でも進行しうる。
The catalyst used in this step contains, as a metal component, at least one selected from the group consisting of
The catalyst can be used for both the oxyhalogenation reaction (1) and the halogenation reaction (2). The halogenation reaction (2) can proceed even without a catalyst.
第7族金属としては、マンガンとレニウムを挙げることができる。好ましくはマンガンである。マンガンとしては、金属マンガン、無機系マンガン化合物または有機系マンガン化合物を用いることができる。無機系マンガン化合物としては酸化マンガン、ハロゲン化マンガン、硝酸マンガン、硫酸マンガンおよび水酸化マンガン等を挙げることができる。また、有機系マンガン化合物としては、酢酸マンガン等を挙げることができる。なお、それらの化合物の水和物を用いてもよい。酸化マンガンの具体例としては、MnOやMnO2を挙げることができる。また、ハロゲン化マンガンの具体例としてはMnCl2を挙げることができる。また、硝酸マンガンの具体例としてはMn(NO3)2を挙げることができる。また、硫酸マンガンの具体例としてはMnSO4を挙げることができる。
第8属金属としては、鉄、ルテニウムおよびオスニウムを挙げることができる。好ましくは鉄またはルテニウムである。鉄としては、金属鉄、無機系鉄化合物または有機系鉄化合物を用いることができる。無機系鉄化合物としては、酸化鉄、ハロゲン化鉄、硝酸鉄、硫酸鉄および酸化鉄等を挙げることができる。また、有機系鉄化合物としては、酢酸鉄を挙げることができる。なお、それらの化合物の水和物を用いてもよい。酸化鉄の具体例としては、FeOやFe2O3を挙げることができる。また、ハロゲン化鉄の具体例としては、FeCl2やFeCl3を挙げることができる。また、硝酸鉄の具体例としてはFe(NO3)3を挙げることができる。また、硫酸鉄の具体例としては、FeSO4やFe2(SO4)3を挙げることができる。 Examples of Group 8 metals include iron, ruthenium, and osmium. Iron or ruthenium is preferable. As iron, metallic iron, inorganic iron compound, or organic iron compound can be used. Examples of the inorganic iron compound include iron oxide, iron halide, iron nitrate, iron sulfate, and iron oxide. Moreover, iron acetate can be mentioned as an organic iron compound. In addition, you may use the hydrate of those compounds. Specific examples of iron oxide include FeO and Fe 2 O 3 . Specific examples of the iron halide include FeCl 2 and FeCl 3 . A specific example of iron nitrate is Fe (NO 3 ) 3 . Specific examples of iron sulfate include FeSO 4 and Fe 2 (SO 4 ) 3 .
ルテニウムとしては、金属ルテニウム、無機系ルテニウム化合物または有機系ルテニウム化合物を用いることができる。無機系ルテニウム化合物としては、酸化ルテニウム、ルテニウム塩化物、クロロルテニウム酸塩、クロロルテニウム酸塩水和物、ルテニウム酸塩、ルテニウムオキシ塩化物、ルテニウムオキシ塩化物の塩、ルテニウムアンミン錯体、ルテニウムアンミン錯体の塩化物および臭化物、ルテニウム臭化物、ルテニウムカルボニル錯体、ルテニウムニトロシル錯体およびルテニウムホスフィン錯体を挙げることができる。有機系ルテニウム化合物としては、ルテニウム有機アミン錯体、ルテニウムアセチルアセトナート錯体およびルテニウム有機酸塩を挙げることができる。酸化ルテニウムの具体例としてはRuO2を挙げることができる。ルテニウム塩化物の具体例としては、RuCl3やRuCl3水和物を挙げることができる。また、クロロルテニウム酸塩の具体例としては、K3RuCl6およびK2RuCl6を挙げることができる。また、クロロルテニウム酸塩水和物の具体例としては、K2RuCl5(H2O)4やKRuCl2(H2O)4を挙げることができる。また、ルテニウム酸塩の具体例としてはK2RuO4を挙げることができる。また、ルテニウムオキシ塩化物の具体例としては、Ru2OCl4、Ru2OCl5およびRu2OCl6を挙げることができる。ルテニウムオキシ塩化物の塩の具体例としては、K2Ru2OCl10やCs2Ru2OCl4を挙げることができる。また、ルテニウムアンミン錯体の具体例としては、〔Ru(NH3)6〕2+、〔Ru(NH3)6〕3+および〔Ru(NH3)5H2O〕2+を挙げることができる。ルテニウムアンミン錯体の塩化物や臭化物の具体例としては、〔Ru(NH3)5Cl〕2+、〔Ru(NH3)6〕Cl2、〔Ru(NH3)6〕Cl3および〔Ru(NH3)6〕Br3を挙げることができる。また、ルテニウム臭化物の具体例としては、RuBr3やRuBr3水和物を挙げることができる。また、ルテニウムカルボニル錯体の具体例としては、Ru(CO)5やRu3(CO)12を挙げることができる。また、ルテニウムニトロシル錯体の具体例としては、K2〔RuCl5(NO)〕、〔Ru(NH3)5(NO)〕Cl3、〔Ru(OH)(NH3)4(NO)〕(NO3)2およびRu(NO)(NO3)3を挙げることができる。また、ルテニウム有機酸塩の具体例としては[Ru3O(OCOCH3)6(H2O)3] OCOCH3水和物、Ru2(RCOO)4Cl(Rは炭素数1−3のアルキル基)を挙げることができる。好ましくは、金属ルテニウム、酸化ルテニウム、ルテニウム塩化物およびルテニウム臭化物等のハロゲン化ルテニウム化合物を挙げることができる。 As ruthenium, metallic ruthenium, inorganic ruthenium compound, or organic ruthenium compound can be used. Examples of inorganic ruthenium compounds include ruthenium oxide, ruthenium chloride, chlororuthenate, chlororuthenate hydrate, ruthenate, ruthenium oxychloride, ruthenium oxychloride salt, ruthenium ammine complex, ruthenium ammine complex. Mention may be made of chlorides and bromides, ruthenium bromides, ruthenium carbonyl complexes, ruthenium nitrosyl complexes and ruthenium phosphine complexes. Examples of the organic ruthenium compound include a ruthenium organic amine complex, a ruthenium acetylacetonate complex, and a ruthenium organic acid salt. Specific examples of ruthenium oxide include RuO 2 . Specific examples of the ruthenium chloride can be exemplified RuCl 3 and RuCl 3 hydrate. Specific examples of the chlororuthenate include K 3 RuCl 6 and K 2 RuCl 6 . Specific examples of the chlororuthenate hydrate include K 2 RuCl 5 (H 2 O) 4 and KRuCl 2 (H 2 O) 4 . A specific example of ruthenate is K 2 RuO 4 . Specific examples of ruthenium oxychloride include Ru 2 OCl 4 , Ru 2 OCl 5 and Ru 2 OCl 6 . Specific examples of the ruthenium oxychloride salt include K 2 Ru 2 OCl 10 and Cs 2 Ru 2 OCl 4 . Specific examples of the ruthenium ammine complex include [Ru (NH 3 ) 6 ] 2+ , [Ru (NH 3 ) 6 ] 3+ and [Ru (NH 3 ) 5 H 2 O] 2+ . Specific examples of the ruthenium ammine complex chloride and bromide include [Ru (NH 3 ) 5 Cl] 2+ , [Ru (NH 3 ) 6 ] Cl 2 , [Ru (NH 3 ) 6 ] Cl 3 and [Ru ( NH 3 ) 6 ] Br 3 can be mentioned. Specific examples of the ruthenium bromide, may be mentioned RuBr 3 and RuBr 3 hydrate. Specific examples of the ruthenium carbonyl complex include Ru (CO) 5 and Ru 3 (CO) 12 . Specific examples of the ruthenium nitrosyl complex include K 2 [RuCl 5 (NO)], [Ru (NH 3 ) 5 (NO)] Cl 3 , [Ru (OH) (NH 3 ) 4 (NO)] ( NO 3 ) 2 and Ru (NO) (NO 3 ) 3 may be mentioned. Further, specific examples of the ruthenium organic acid salt [Ru 3 O (OCOCH 3) 6 (H 2 O) 3] OCOCH 3 hydrate, Ru 2 (RCOO) 4 Cl (R is alkyl of 1-3 carbon atoms Group). Preferable examples include ruthenium halide compounds such as metal ruthenium, ruthenium oxide, ruthenium chloride and ruthenium bromide.
第11族金属としては、銅、金および銀を挙げることができる。好ましくは銅である。銅としては、金属銅、無機系銅化合物または有機系銅化合物を用いることができ、中でも、金属銅または無機系銅化合物が好ましく、無機系銅化合物がより好ましい。無機系銅化合物としては、ハロゲン化銅、酸化銅、リン酸銅、チオシアン酸銅、硝酸銅および硫酸銅等を挙げることができ、中でもハロゲン化銅または酸化銅が好ましく、酸化銅がより好ましい。また、有機系銅化合物としては、ギ酸銅、酢酸銅、シュウ酸銅およびテレフタル酸銅等を挙げることができる。なお、それらの化合物の水和物を用いてもよい。ハロゲン化銅の具体例としては、CuCl、CuCl2、CuBr、CuF2およびCuIを挙げることができる。また、酸化銅の具体例としては、CuOやCu2Oを挙げることができる。また、リン酸銅の具体例としてはCu2P2O7を挙げることができる。また、硝酸銅の具体例としては、Cu(NO3)2を挙げることができる。また、硫酸銅の具体例としてはCuSO4を挙げることができる。好ましくは、金属銅、CuO、Cu2O、CuClまたはCuCl2、より好ましくはCuOである。
Examples of
本工程に用いる触媒は、上記の触媒金属成分に加え、第2成分として、アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物を含むことが好ましい。アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物を含むことにより触媒活性およびオキシハロゲン化反応におけるハロゲン化プロパンの選択性が向上すると共に、触媒金属成分の蒸発が抑制され触媒の長寿命化が可能となる。中でもアルカリ金属化合物が好ましい。アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩および酸化物等を挙げることができ、中でもアルカリ金属ハロゲン化物が好ましい。アルカリ金属ハロゲン化物の具体例としては、NaCl、NaBr、KCl、KBr、CsCl、CsBr、RbClおよびRbBrを挙げることができ、NaCl、KClまたはCsClが好ましく、KClまたはCsClがより好ましく、KClがさらに好ましい。また、アルカリ土類金属化合物としては、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩および酸化物等を挙げることができ、中でも、アルカリ土類金属ハロゲン化物が好ましい。アルカリ土類金属ハロゲン化物の具体例としては、MgCl2、MgBr2、CaCl2、CaBr2、SrCl2、SrBr2、BaCl2およびBaBr2を挙げることができる。
The catalyst used in this step preferably contains an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound as the second component in addition to the above catalyst metal component. By including an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound, the catalytic activity and the selectivity of the halogenated propane in the oxyhalogenation reaction are improved, and the catalyst metal component is prevented from evaporating and the life of the catalyst can be extended. Become. Of these, alkali metal compounds are preferred. Examples of the alkali metal compound include alkali metal halides, alkali metal carbonates, sulfates, nitrates and oxides. Among these, alkali metal halides are preferable. Specific examples of the alkali metal halide include NaCl, NaBr, KCl, KBr, CsCl, CsBr, RbCl and RbBr, preferably NaCl, KCl or CsCl, more preferably KCl or CsCl, and further preferably KCl. . Examples of the alkaline earth metal compound include alkaline earth metal halides, alkaline earth metal carbonates, sulfates, nitrates and oxides. Among these, alkaline earth metal halides are preferable. Examples of the alkaline earth metal halide can include MgCl 2, MgBr 2, CaCl 2 ,
触媒金属成分と第2成分との好ましい組み合わせとしては、銅化合物と、アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物との組み合わせを挙げることができ、銅化合物とアルカリ金属化合物との組み合わせがより好ましい。銅化合物とは、上記のハロゲン化銅、酸化銅、リン酸銅、チオシアン酸銅、硝酸銅、硫酸銅等の無機系銅化合物、およびギ酸銅、酢酸銅、シュウ酸銅、テレフタル酸銅等の有機系銅化合物である。より好ましい組み合わせとしては、銅化合物とアルカリ金属ハロゲン化物である。さらに好ましくは、塩化銅CuCl2または酸化銅CuOとアルカリ金属ハロゲン化物との組み合わせである。 As a preferable combination of the catalytic metal component and the second component, a combination of a copper compound and an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound can be exemplified, and a combination of a copper compound and an alkali metal compound is more preferable. . Copper compounds are inorganic copper compounds such as copper halide, copper oxide, copper phosphate, copper thiocyanate, copper nitrate, copper sulfate, and copper formate, copper acetate, copper oxalate, copper terephthalate, etc. It is an organic copper compound. A more preferred combination is a copper compound and an alkali metal halide. More preferably, it is a combination of copper chloride CuCl 2 or copper oxide CuO and an alkali metal halide.
また、触媒金属成分と第2成分との比率は、触媒金属成分:第2成分がモル比で、1:0.1〜1:10、好ましくは1:0.1〜1:3である。第2成分のモル比が0.1より小さいとハロゲン化プロパンの選択率が向上せず、モル比が10よりも大きいと触媒の活性が低下するからである。 The ratio of the catalyst metal component to the second component is 1: 0.1 to 1:10, preferably 1: 0.1 to 1: 3, in terms of a molar ratio of catalyst metal component: second component. This is because if the molar ratio of the second component is less than 0.1, the selectivity for the halogenated propane is not improved, and if the molar ratio is greater than 10, the activity of the catalyst decreases.
触媒金属成分および含まれる場合の第2成分は、担体に担持させて触媒として使用することが好ましい。触媒金属成分および含まれる場合の第2成分を担体に担持させるには、含浸法、共沈法または混練り法等を用いることができる。例えば、触媒金属成分および含まれる場合の第2成分を含浸法、共沈法または混練り法等により担体に担持させ、例えば50℃〜700℃に加熱して乾燥させることにより調製することができる。また、担持した触媒金属成分を酸化して担持酸化物として用いることもできる。また、担持した触媒金属成分を還元して担持金属触媒として用いることもできる。酸化は、例えば、担体に触媒金属成分を担持した後、酸化性ガスの雰囲気下で焼成することにより行われる。酸化性ガスとは、酸化性物質を含むガスであり、例えば、酸素含有ガスが挙げられる。その酸素濃度は通常1〜30容量%程度である。この酸素源としては、通常、空気や純酸素が用いられ、必要に応じて不活性ガスで希釈される。酸化性ガスは、中でも、空気が好ましい。焼成温度は、通常100〜1000℃、好ましくは200〜650℃である。還元は、例えば、担体に触媒金属成分を担持した後、還元性ガスの雰囲気下で焼成することにより行われる。還元性ガスとは、還元性物質を含むガスであり、例えば、水素含有ガス、一酸化炭素含有ガス、炭化水素含有ガス等が挙げられる。その濃度としては、通常、1〜30容量%程度であり、例えば、不活性ガスや水蒸気で濃度調整される。還元性ガスは、中でも、水素含有ガス、一酸化炭素含有ガスが好ましい。また、焼成温度は、通常、100〜1000℃、好ましくは200〜500℃である。 The catalytic metal component and the second component, if included, are preferably supported on a carrier and used as a catalyst. An impregnation method, a coprecipitation method, a kneading method, or the like can be used to support the catalyst metal component and the second component, if included, on the support. For example, it can be prepared by supporting the catalyst metal component and the second component, if included, on a support by an impregnation method, a coprecipitation method, a kneading method, or the like, for example, heating to 50 ° C. to 700 ° C. and drying. . Further, the supported catalytic metal component can be oxidized and used as a supported oxide. Further, the supported catalytic metal component can be reduced and used as a supported metal catalyst. Oxidation is performed, for example, by carrying a catalytic metal component on a carrier and firing in an atmosphere of an oxidizing gas. The oxidizing gas is a gas containing an oxidizing substance, and examples thereof include an oxygen-containing gas. The oxygen concentration is usually about 1 to 30% by volume. As the oxygen source, air or pure oxygen is usually used, and diluted with an inert gas as necessary. Of these, air is preferable as the oxidizing gas. A calcination temperature is 100-1000 degreeC normally, Preferably it is 200-650 degreeC. The reduction is performed, for example, by carrying a catalytic metal component on a carrier and then firing in a reducing gas atmosphere. The reducing gas is a gas containing a reducing substance, and examples thereof include a hydrogen-containing gas, a carbon monoxide-containing gas, and a hydrocarbon-containing gas. The concentration is usually about 1 to 30% by volume, and the concentration is adjusted with, for example, an inert gas or water vapor. Among them, the reducing gas is preferably a hydrogen-containing gas or a carbon monoxide-containing gas. Moreover, a calcination temperature is 100-1000 degreeC normally, Preferably it is 200-500 degreeC.
担体としては、γアルミナ、θアルミナ、αアルミナ等のアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、酸化ニオブ、酸化スズ、活性炭等を用いることができる。また、シリカアルミナ等のそれらの複合酸化物またはそれぞれの混合物を用いることもできる。好ましくは、アルミナまたはシリカである。 As the carrier, alumina such as γ-alumina, θ-alumina, and α-alumina, silica, titania, zirconia, zeolite, niobium oxide, tin oxide, activated carbon, and the like can be used. Moreover, those composite oxides, such as a silica alumina, or each mixture can also be used. Alumina or silica is preferred.
触媒金属成分を担体に担持させる場合、触媒金属成分の担持濃度は、担体に対して金属重量として0.1〜30重量%、好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.1〜15重量%が担持されていることが好ましい。 When the catalytic metal component is supported on the support, the supported concentration of the catalytic metal component is 0.1 to 30% by weight, preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight as the metal weight with respect to the support. It is preferable that 15% by weight is supported.
担持触媒(触媒金属成分を担体に担持させたものを指し、担体と触媒金属成分を含む。)のBET比表面積は、1〜400m2/g、好ましくは5〜100m2/gである。BET比表面積が1m2/gより小さいと、担持した触媒金属成分の分散度が低下するからである。また、BET比表面積が400m2/gより大きいと、担持触媒の熱安定性が低下するからである。ここで、BET比表面積は、窒素吸着法を原理とする比表面積測定装置を用いて測定して得られる値である。なお、触媒に金属酸化物を用いる場合であって、担体を用いない場合のBET比表面積とは、該金属酸化物のBET比表面積をいう。 The BET specific surface area of the supported catalyst (referring to a catalyst metal component supported on a carrier, including the carrier and the catalyst metal component) is 1 to 400 m 2 / g, preferably 5 to 100 m 2 / g. This is because when the BET specific surface area is smaller than 1 m 2 / g, the degree of dispersion of the supported catalytic metal component is lowered. Moreover, it is because the thermal stability of a supported catalyst will fall when a BET specific surface area is larger than 400 m < 2 > / g. Here, the BET specific surface area is a value obtained by measurement using a specific surface area measuring apparatus based on the nitrogen adsorption method. In addition, it is a case where a metal oxide is used for a catalyst, Comprising: The BET specific surface area when not using a support | carrier means the BET specific surface area of this metal oxide.
担持触媒の細孔容積としては、0.05〜1.5ml/g、好ましくは0.1〜1.0ml/gである。細孔容積が0.05ml/gより小さいと、細孔径が小さくなりすぎて活性が低くなる場合があるからである。また、細孔容積が1.5ml/gより大きいと、担体の強度が低下して触媒が劣化し易くなるからである。なお、細孔容積は、Hg圧入法で測定して得られる値である。 The pore volume of the supported catalyst is 0.05 to 1.5 ml / g, preferably 0.1 to 1.0 ml / g. This is because if the pore volume is smaller than 0.05 ml / g, the pore diameter becomes too small and the activity may be lowered. Further, if the pore volume is larger than 1.5 ml / g, the strength of the carrier is lowered and the catalyst is likely to be deteriorated. The pore volume is a value obtained by measurement by the Hg intrusion method.
本工程に用いる触媒は、好ましくは成形体として使用される。その形状としては、例えば、球形粒状、円柱状、ペレット状、押出形状、リング形状、ハニカム状あるいは成形後に破砕した適度の大きさの顆粒状等が挙げられる。この際、成形体の直径としては5mm以下が好ましい。成形体の直径が大きすぎると、プロパンおよび/またはプロピレンの転化率が低くなることがある。成形体の直径の下限は特に制限はないが、過度に小さくなると、触媒層での圧力損失が大きくなるため、通常は0.5mm以上のものが用いられる。なお、ここでいう成形体の直径とは、球形粒状では球の直径、円柱状では円形断面の直径、その他の形状では断面の最大直径を意味する。 The catalyst used in this step is preferably used as a molded body. Examples of the shape include a spherical particle shape, a columnar shape, a pellet shape, an extruded shape, a ring shape, a honeycomb shape, and a granule shape having an appropriate size crushed after forming. At this time, the diameter of the molded body is preferably 5 mm or less. If the diameter of the molded body is too large, the conversion rate of propane and / or propylene may be lowered. The lower limit of the diameter of the molded body is not particularly limited, but if it becomes excessively small, pressure loss in the catalyst layer increases, so that a diameter of 0.5 mm or more is usually used. In addition, the diameter of a molded object here means the diameter of a sphere for spherical particles, the diameter of a circular cross section for a cylindrical shape, and the maximum diameter of the cross section for other shapes.
本工程においては、反応温度は200〜1200℃で、好ましくは250〜500℃であり、より好ましくは300〜450℃である。反応温度が200℃よりも低いと触媒の活性が低下するからである。一方、反応温度が1200℃よりも高いと触媒の活性劣化を引き起こすからである。 In this step, the reaction temperature is 200 to 1200 ° C, preferably 250 to 500 ° C, more preferably 300 to 450 ° C. This is because when the reaction temperature is lower than 200 ° C., the activity of the catalyst decreases. On the other hand, when the reaction temperature is higher than 1200 ° C., the activity of the catalyst is deteriorated.
反応圧力は、好ましくは0.01〜5MPa、より好ましくは0.01〜2MPa、さらに好ましくは0.05〜0.3MPa、最も好ましくは0.1〜0.2MPaの範囲で反応可能である。反応圧力が0.01MPaより低いと生産性が低くなり、5MPaより高いと高耐圧の反応容器が必要となり設備コストの上昇を招くからである。また、反応圧力が高い程COやCO2の生成を引き起こす傾向を生じるからである。 The reaction pressure is preferably 0.01 to 5 MPa, more preferably 0.01 to 2 MPa, still more preferably 0.05 to 0.3 MPa, and most preferably 0.1 to 0.2 MPa. This is because if the reaction pressure is lower than 0.01 MPa, the productivity is lowered, and if it is higher than 5 MPa, a high pressure resistant reaction vessel is required, resulting in an increase in equipment cost. Further, the reaction pressure is because results tend to cause generation of a high enough CO and CO 2.
本工程の反応方式としては、固定床方式、流動床方式、移動床方式等の各種の方式で実施することができるが、固定床または流動床方式が好ましい。原料であるプロパンおよび/またはプロピレン、ハロゲン化水素および酸素の反応器への供給は、プロパンおよび/またはプロピレンを主成分とするガス、ハロゲン化水素を含むガスおよび酸素含有ガスをそれぞれ供給(いわゆる共フィード)することにより行ってもよいし、プロパンおよび/またはプロピレンと、ハロゲン化水素と、酸素とを含む混合ガスを供給することにより行ってもよい。尚、共フィードする場合には、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気等の不活性ガスをさらに共フィードしてもよい。また、前記混合ガスには、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気等の不活性ガスが含まれていてもよい。 The reaction method in this step can be carried out by various methods such as a fixed bed method, a fluidized bed method, and a moving bed method, but a fixed bed or a fluidized bed method is preferable. The raw materials propane and / or propylene, hydrogen halide and oxygen are supplied to the reactor by supplying propane and / or propylene-based gas, hydrogen halide-containing gas and oxygen-containing gas, respectively (so-called common use). Feeding), or by supplying a mixed gas containing propane and / or propylene, hydrogen halide, and oxygen. In the case of co-feeding, an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and water vapor may be further co-feeded. Further, the mixed gas may contain an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and water vapor.
なお、反応を固定床方式で行う場合、プロパンおよび/またはプロピレンの供給速度(L/h;0℃、0.1MPa換算)は、触媒1Lあたりのガス供給速度、すなわちGHSV(Gas Hourly Space Velocity)で表して、10〜20000hr−1、好ましくは100〜10000hr−1である。原料のプロパンおよび/またはプロピレンに対するハロゲン化水素の使用割合は、生産性の観点から、モル比で、プロパンおよび/またはプロピレン:ハロゲン化水素が1:0.1〜1:10、好ましくは1:1〜1:3である。また、原料のプロパンおよび/またはプロピレンに対する酸素の使用割合は、生産性の観点から、モル比で、プロパンおよび/またはプロピレン:酸素が1:0.1〜1:10、好ましくは1:0.5〜1:5である。 When the reaction is performed in a fixed bed system, the supply rate of propane and / or propylene (L / h; 0 ° C., 0.1 MPa conversion) is the gas supply rate per 1 L of catalyst, that is, GHSV (Gas Hourly Space Velocity). expressed in, 10~20000hr -1, preferably 100~10000hr -1. From the viewpoint of productivity, the proportion of hydrogen halide used relative to the raw material propane and / or propylene is 1: 0.1 to 1:10, preferably 1: 1, in terms of molar ratio, propane and / or propylene: hydrogen halide. 1-1: 3. Further, the ratio of oxygen to the raw material propane and / or propylene is, as a molar ratio, propane and / or propylene: oxygen is 1: 0.1 to 1:10, preferably 1: 0. 5 to 1: 5.
(脱ハロゲン化水素工程)
本発明の脱ハロゲン化水素工程では、触媒の存在下、上述のハロゲン化工程で得られたハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンから、脱ハロゲン化水素反応によりメチルアセチレンおよびプロパジエンを製造する。脱ハロゲン化水素工程において使用する上述のハロゲン化工程で得られたハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンは、上述のハロゲン化工程でハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンとともに回収されうる未反応原料や、反応生成物や、希釈ガスとの混合物であってもよく、上述のハロゲン化工程で得られたハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンを後述の精製工程により精製して得られるハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンであってもよい。脱ハロゲン化水素工程に供給されるハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンに含まれる他の成分としては、塩化水素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、エタン、メタン、プロパン、プロピレン、窒素、水蒸気等が挙げられるが、酸素は除去してから供給されるのが好ましい。また、上述のハロゲン化工程で得られたハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンは窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気等のガスや、溶媒で希釈して使用してもよい。
脱ハロゲン化水素工程に用いる触媒は、第4族金属の化合物を含む触媒、第7族金属および/または該金属の化合物を含む触媒、および第13族金属の化合物を含む触媒からなる群から選択された少なくとも1種の触媒である。
(Dehydrohalogenation process)
In the dehydrohalogenation step of the present invention, methylacetylene and propadiene are produced by a dehydrohalogenation reaction from the halogenated propane and / or halogenated propene obtained in the above halogenation step in the presence of a catalyst. The halogenated propane and / or halogenated propene obtained in the halogenation step used in the dehydrohalogenation step is an unreacted raw material that can be recovered together with the halogenated propane and / or halogenated propene in the halogenation step. Or a reaction product or a mixture with a diluent gas, and the halogenated propane obtained by purifying the halogenated propane and / or halogenated propene obtained in the halogenation step described above by the purification step described later. And / or a halogenated propene. Other components contained in the halogenated propane and / or halogenated propene supplied to the dehydrohalogenation process include hydrogen chloride, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, ethane, methane, propane, propylene, nitrogen, and water vapor. However, it is preferable to supply oxygen after removing it. Further, the halogenated propane and / or halogenated propene obtained in the above-described halogenation step may be used after being diluted with a gas such as nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, water vapor, or a solvent.
The catalyst used in the dehydrohalogenation step is selected from the group consisting of a catalyst containing a
第4族金属としては、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムを挙げることができる。好ましくはチタンである。チタン化合物としては、酸化チタンを用いることができる。
Examples of
第7族金属としては、マンガンおよびレニウムを挙げることができる。好ましくはマンガンである。マンガンとしては、金属マンガンまたはマンガン化合物を用いることができる。マンガン化合物としては、MnOやMnO2等の酸化マンガン、MnCl2等のハロゲン化マンガン、Mn(NO3)2等の硝酸マンガン、MnSO4等の硫酸マンガン、酢酸マンガン、水酸化マンガン、またはそれらの水和物を用いることができる。
また、第13族金属としては、アルミニウム、ガリウムおよびインジウムを挙げることができる。好ましくはアルミニウムである。アルミニウム化合物としては、酸化アルミニウム(アルミナ)を用いることができる。
Examples of the
脱ハロゲン化水素工程においては、触媒が、第4族金属の酸化物、第7族金属のハロゲン化物、第7族金属の酸化物、および第13族金属の酸化物からなる群から選択された少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。具体的には、酸化チタン、酸化マンガン、ハロゲン化マンガンおよびアルミナを挙げることができる。好ましくは、酸化マンガンまたはアルミナである。酸化マンガンとしてはMnO2が好ましい。アルミナとしては、γアルミナ、θアルミナ、αアルミナやベーマイトを挙げることができるが、好ましくはγアルミナまたはθアルミナである。なお、酸化チタンまたはアルミナを用いる場合には、それらは担体も兼ねることができる。
In the dehydrohalogenation step, the catalyst was selected from the group consisting of
前記触媒は、担体に担持させて使用することができる。触媒を担体に担持させるには、含浸法、共沈法または混練り法等を用いることができる。例えば、金属化合物を含浸法、共沈法または混練り法等により担体に担持させ、例えば50℃〜700℃に加熱して乾燥させることにより調製することができる。また、担持した化合物を酸化して担持酸化物として用いることもできる。また、担持した化合物を還元して担持金属として用いることもできる。 The catalyst can be used by being supported on a carrier. An impregnation method, a coprecipitation method, a kneading method, or the like can be used to support the catalyst on the carrier. For example, it can be prepared by supporting a metal compound on a support by an impregnation method, a coprecipitation method, a kneading method, or the like, and heating and drying at 50 ° C. to 700 ° C., for example. Further, the supported compound can be oxidized to be used as a supported oxide. Further, the supported compound can be reduced and used as a supported metal.
担体としては、γアルミナ、θアルミナ、αアルミナ等のアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、酸化ニオブ、酸化スズ、活性炭等を用いることができる。また、シリカアルミナ等のそれらの複合酸化物またはそれぞれの混合物を用いることもできる。好ましくは、アルミナ、シリカ、チタニアであり、より好ましくはアルミナである。 As the carrier, alumina such as γ-alumina, θ-alumina, and α-alumina, silica, titania, zirconia, zeolite, niobium oxide, tin oxide, activated carbon, and the like can be used. Moreover, those composite oxides, such as a silica alumina, or each mixture can also be used. Alumina, silica and titania are preferable, and alumina is more preferable.
触媒を担体に担持させる場合、触媒は担体に対して金属重量として0.1〜30重量%、好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.1〜15重量%が担持されていることが好ましい。 When the catalyst is supported on the support, the catalyst is supported by 0.1 to 30% by weight, preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 15% by weight as the metal weight with respect to the support. It is preferable.
また、第7族元素から選択された少なくとも1種の金属および/または該金属の化合物を触媒として用いる場合、触媒にアルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物を添加してもよい。
When at least one metal selected from
担持触媒(触媒を担体に担持させたものを指し、担体と触媒を含む。)のBET比表面積は、1〜400m2/g、好ましくは5〜300m2/gである。BET比表面積が1m2/gより小さいと、担持した触媒の分散度が低下するからである。また、BET比表面積が400m2/gより大きいと、触媒の熱安定性が低下するからである。ここで、BET比表面積は、窒素吸着法を原理とする比表面積測定装置を用いて測定して得られる値である。なお、触媒に金属酸化物を用いる場合であって、担体を用いない場合のBET比表面積とは、該金属酸化物のBET比表面積をいう。 The BET specific surface area of a supported catalyst (referring to a catalyst supported on a carrier, including a carrier and a catalyst) is 1 to 400 m 2 / g, preferably 5 to 300 m 2 / g. This is because when the BET specific surface area is smaller than 1 m 2 / g, the degree of dispersion of the supported catalyst is lowered. Moreover, it is because the thermal stability of a catalyst will fall when a BET specific surface area is larger than 400 m < 2 > / g. Here, the BET specific surface area is a value obtained by measurement using a specific surface area measuring apparatus based on the nitrogen adsorption method. In addition, it is a case where a metal oxide is used for a catalyst, Comprising: The BET specific surface area when not using a support | carrier means the BET specific surface area of this metal oxide.
担持触媒の細孔容積としては、0.05〜1.5ml/g、好ましくは0.1〜1.0ml/gである。細孔容積が0.05ml/gより小さいと、細孔径が小さくなりすぎて活性が低くなる場合があるからである。また、細孔容積が1.5ml/gより大きいと、担体の強度が低下して触媒が劣化し易くなるからである。なお、細孔容積は、Hg圧入法で測定して得られる値である。 The pore volume of the supported catalyst is 0.05 to 1.5 ml / g, preferably 0.1 to 1.0 ml / g. This is because if the pore volume is smaller than 0.05 ml / g, the pore diameter becomes too small and the activity may be lowered. Further, if the pore volume is larger than 1.5 ml / g, the strength of the carrier is lowered and the catalyst is likely to be deteriorated. The pore volume is a value obtained by measurement by the Hg intrusion method.
本工程に用いる触媒は、好ましくは成形体として使用される。その形状としては、例えば、球形粒状、円柱状、ペレット状、押出形状、リング形状、ハニカム状あるいは成形後に破砕した適度の大きさの顆粒状等が挙げられる。この際、成形体の直径としては5mm以下が好ましい。成形体の直径が大きすぎると、ハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンの転化率が低くなることがある。成形体の直径の下限は特に制限はないが、過度に小さくなると、触媒層での圧力損失が大きくなるため、通常は0.5mm以上のものが用いられる。なお、ここでいう成形体の直径とは、球形粒状では球の直径、円柱状では円形断面の直径、その他の形状では断面の最大直径を意味する。 The catalyst used in this step is preferably used as a molded body. Examples of the shape include a spherical particle shape, a columnar shape, a pellet shape, an extruded shape, a ring shape, a honeycomb shape, and a granule shape having an appropriate size crushed after forming. At this time, the diameter of the molded body is preferably 5 mm or less. If the diameter of the molded body is too large, the conversion rate of halogenated propane and / or halogenated propene may be lowered. The lower limit of the diameter of the molded body is not particularly limited, but if it becomes excessively small, pressure loss in the catalyst layer increases, so that a diameter of 0.5 mm or more is usually used. In addition, the diameter of a molded object here means the diameter of a sphere for spherical particles, the diameter of a circular cross section for a cylindrical shape, and the maximum diameter of the cross section for other shapes.
脱ハロゲン化水素工程の反応温度は200〜1200℃、好ましくは250〜800℃、より好ましくは300〜600℃である。反応温度が200℃よりも低いと触媒の活性が低下するからである。一方、反応温度が1200℃よりも高いと触媒の活性劣化を引き起こすからである。 The reaction temperature in the dehydrohalogenation step is 200 to 1200 ° C, preferably 250 to 800 ° C, more preferably 300 to 600 ° C. This is because when the reaction temperature is lower than 200 ° C., the activity of the catalyst decreases. On the other hand, when the reaction temperature is higher than 1200 ° C., the activity of the catalyst is deteriorated.
反応圧力は、0.01〜5MPa、好ましくは0.01〜0.5MPaである。反応圧力が0.01MPaより低いと生産性が低くなり、5MPaより高いと反応における平衡転化率が低くなるからである。 The reaction pressure is 0.01 to 5 MPa, preferably 0.01 to 0.5 MPa. This is because if the reaction pressure is lower than 0.01 MPa, the productivity is low, and if it is higher than 5 MPa, the equilibrium conversion rate in the reaction is low.
脱ハロゲン化水素工程の反応方式としては、固定床方式、流動床方式、移動床方式等の各種の方式で実施することができるが、固定床または流動床方式が好ましい。 The reaction system of the dehydrohalogenation process can be carried out by various systems such as a fixed bed system, a fluidized bed system, and a moving bed system, but a fixed bed or fluidized bed system is preferred.
なお、反応を固定床方式で行う場合、ハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンの供給速度は、触媒1Lあたりのガス供給速度(L/h;0℃、1気圧換算)、すなわちGHSV(Gas Hourly Space Velocity)で表して、1〜20000hr−1、好ましくは10〜10000hr−1である。 When the reaction is carried out in a fixed bed system, the supply rate of halogenated propane and / or propylene halide is the gas supply rate per liter of catalyst (L / h; 0 ° C., converted to 1 atm), that is, GHSV (Gas Hourly Space Velocity), which is 1 to 20000 hr −1 , preferably 10 to 10000 hr −1 .
本発明は、必要に応じて、反応ガスから目的物を精製する精製工程や、反応ガス中の未反応成分等を回収して再利用するリサイクル工程を含んでもよい。 The present invention may include a purification step for purifying the target product from the reaction gas and a recycling step for collecting and reusing unreacted components in the reaction gas, if necessary.
精製工程には、例えば、ハロゲン化工程で得られたガスから、ハロゲン化水素、酸素、プロパンおよび/またはプロピレンを分離するハロゲン化物精製工程や、脱ハロゲン化水素工程で得られたガスから、モノハロゲン化プロペンおよびジハロゲン化プロパンを主成分とするガスや、プロパンおよび/またはプロピレン、並びにハロゲン化水素を主成分とするガスや、モノハロゲン化プロピンおよびジハロゲン化プロペンを主成分とするガス等を分離するメチルアセチレンおよびプロパジエン精製工程を挙げることができる。 The purification step includes, for example, a halide purification step for separating hydrogen halide, oxygen, propane and / or propylene from a gas obtained in the halogenation step, and a gas obtained in the dehydrohalogenation step. Separating gases mainly composed of halogenated propene and dihalogenated propane, gas mainly composed of propane and / or propylene and hydrogen halide, and gas mainly composed of monohalogenated propyne and dihalogenated propene And methylacetylene and propadiene purification steps.
リサイクル工程には、例えば、ハロゲン化工程からの反応ガスからの回収物の利用に関し、ハロゲン化工程からの反応ガスから分離された未反応プロパンおよび/またはプロピレン、酸素、イナートガス等の軽沸分の一部を回収し、ハロゲン化工程へ供給する工程や、ハロゲン化工程からの反応ガスから回収した未反応ハロゲン化水素をハロゲン化工程へ供給する工程を挙げることができる。また、メチルアセチレンおよびプロパジエン精製工程から回収物の利用に関し、モノハロゲン化プロペンおよびジハロゲン化プロパンを主成分とするガスを脱ハロゲン水素工程へ供給する工程や、プロパンおよび/またはプロピレン並びにハロゲン化水素を主成分とするガスをハロゲン化工程に供給する工程や、モノハロゲン化プロピンおよびジハロゲン化プロペンを主成分とするガス中のモノハロゲン化プロピンおよびジハロゲン化プロペンを水添し、得られたモノハロゲン化プロペンおよびジハロゲン化プロパンを主成分とするガスを、脱ハロゲン化工程へ供給する工程等を挙げることができる。 In the recycling process, for example, regarding the use of the recovered material from the reaction gas from the halogenation process, unreacted propane and / or light boiling components such as propylene, oxygen, inert gas, etc. separated from the reaction gas from the halogenation process. Examples thereof include a step of recovering a part and supplying it to the halogenation step, and a step of supplying unreacted hydrogen halide recovered from the reaction gas from the halogenation step to the halogenation step. In addition, regarding the utilization of the recovered product from the purification process of methylacetylene and propadiene, a process of supplying a gas mainly composed of monohalogenated propene and dihalogenated propane to the dehydrohalogenation process, propane and / or propylene and hydrogen halide Monohalogenation obtained by hydrogenating monohalogenated propyne and dihalogenated propene in a gas mainly containing monohalogenated propyne and dihalogenated propene. Examples include a step of supplying a gas mainly composed of propene and dihalogenated propane to the dehalogenation step.
(製造フロー例1)
図1は、ハロゲン化工程にハロゲン化水素および酸素を用いて反応を行った場合の製造フローの一例を示す図である。
(Production flow example 1)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a production flow when a reaction is carried out using hydrogen halide and oxygen in the halogenation step.
1.ハロゲン化工程
プロパンおよび/またはプロピレンを含むガス1、ハロゲン化水素を含むガス2および酸素を含むガス3を混合しオキシハロゲン化反応装置4にてプロパンおよび/またはプロピレンをオキシハロゲン化反応に付す。
1. Halogenation Step A
2.第1精製工程(ハロゲン化物精製工程)
得られた反応ガス10は第1精製装置(ハロゲン化物精製装置)5に送られる。第1精製装置5は、反応ガス10を精製して、ハロゲン化プロパン類(モノハロゲン化プロパン、ジハロゲン化プロパンおよびトリハロゲン化プロパン)およびハロゲン化プロペン類(モノハロゲン化プロペンおよびジハロゲン化プロペン)を主成分とするガス11を得る。
反応ガス10の精製により、未反応ハロゲン化水素、未反応酸素、未反応プロパンおよび/またはプロピレンが分離される。
2. First purification step (halide purification step)
The obtained
By purifying the
3.第1リサイクル工程
第1精製装置5において反応ガス10から分離された未反応プロパンおよび/またはプロピレン、未反応酸素、イナートガス等の軽沸分15の一部を回収し、オキシハロゲン化反応装置4へ供給する。上記の軽沸分の残部21は排出する。
また、第1精製装置5において、反応ガスの水洗浄により回収した未反応ハロゲン化水素水17をハロゲン化水素放散装置8へ供給する。ハロゲン化水素放散装置8では、得られたハロゲン化水素19を放散によりオキシハロゲン化反応装置4へ供給すると同時に、脱水により生成した水18を除去する。
3. First Recycling Step A part of the light boiling
In the
4.脱ハロゲン化水素工程
脱ハロゲン化水素反応装置6は、第1精製装置5から供給されたハロゲン化プロパン類およびハロゲン化プロペン類を主成分とするガス11に対し脱ハロゲン化水素反応を行う。
4). Dehydrohalogenation Step The dehydrohalogenation reaction device 6 performs a dehydrohalogenation reaction on the
5.第2精製工程(メチルアセチレンおよびプロパジエン精製工程)
第2精製装置7は、脱ハロゲン化水素反応装置6からの反応ガス12を精製して、メチルアセチレンおよびプロパジエンを主成分とするガス13を得る。反応ガス12の精製により、モノハロゲン化プロペン、ジハロゲン化プロパン、プロパンおよび/またはプロピレン、ハロゲン化水素、モノハロゲン化プロピン、ジハロゲン化プロペンが分離される。
5. Second purification step (methylacetylene and propadiene purification step)
The
6.第2リサイクル工程
第2精製装置7から回収したモノハロゲン化プロペンおよびジハロゲン化プロパンを主成分とするガス15は脱ハロゲン水素反応装置6へ供給する。また、第2精製装置から回収したプロパンおよび/またはプロピレン並びにハロゲン化水素を主成分とするガス20をオキシハロゲン化反応装置4へ供給する。また、第2精製装置で回収したモノハロゲン化プロピンおよびジハロゲン化プロペンを主成分とするガス16は、水素22と混合し水添反応装置9へ供給する。水添反応装置9で得られたモノハロゲン化プロペンおよびジハロゲン化プロパンを主成分とするガス23を、第1精製装置5へ供給する。
なお、第2精製装置7で分離した重質分14は廃油として回収する。
6). Second Recycling Step The
The
(製造フロー例2)
図2は、ハロゲン化工程にハロゲン分子として塩素分子を用いて反応を行った場合の製造フローの一例を示す図である。
(Manufacturing flow example 2)
FIG. 2 is a diagram showing an example of a production flow when a reaction is performed using chlorine molecules as halogen molecules in the halogenation step.
1.ハロゲン化工程
プロパンおよび/またはプロピレンを含むガス31、塩素分子を含むガス32を混合し、ハロゲン化反応装置34にてプロパンおよび/またはプロピレンを塩素化する。
1. Halogenation
2.第1精製工程
得られた反応ガス41は、第1精製装置35に送られる。第1精製装置35は、反応ガス41を精製し、クロロプロパン類(上述のハロゲン化工程の生成物質として、例示の1−クロロプロパン、1,2−ジクロロプロパン、1,2,3−トリクロロプロパン等のクロロプロパン)およびクロロプロペン類(上述のハロゲン化工程の生成物質として、例示の1−クロロ−1−プロペンやジクロロプロペン等のクロロプロペン)を主成分とするガス42を次工程に供給する。
2. First Purification Step The obtained
3.第1リサイクル工程
第1精製装置35において反応ガスから分離された未反応プロパンおよび/またはプロピレン、塩素分子、イナートガスなどの軽沸分54の一部を回収し、ハロゲン化反応装置34に供給する。
また、第1精製装置35において反応ガスの水洗浄により回収した塩酸水53を、後述のハロゲン化水素吸収放散装置38へ供給する。
3. First Recycling Step A part of light boiling
In addition, the
4.脱ハロゲン化水素工程
脱ハロゲン化水素反応装置36は、第1精製装置35から供給されたクロロプロパン類およびクロロプロペン類を主成分とするガス42に対し、脱塩化水素反応を行う。
4). Dehydrohalogenation Step The
5.第2精製工程(メチルアセチレンおよびプロパジエン精製工程)
第2精製装置37は、脱ハロゲン化水素反応装置36からの反応ガス43を精製して、メチルアセチレンおよびプロパジエンを主成分とするガス44を得る。
5. Second purification step (methylacetylene and propadiene purification step)
The
6.第2リサイクル工程
第2精製装置37から回収したプロパンおよび/またはプロピレンを主成分とするガス54をハロゲン化反応装置34に供給する。
また、第2精製装置37から回収したモノクロロプロペンおよびジクロロプロパンを主成分とするガス52は、脱ハロゲン化水素反応装置35に供給する。
6). Second Recycling
The gas 52 mainly composed of monochloropropene and dichloropropane recovered from the
7.第3リサイクル工程
第1精製装置35から回収した塩酸水53および第2精製装置37から回収した塩化水素を主成分とするガス46をハロゲン化水素吸収放散装置38へ供給する。ハロゲン化水素吸収放散装置38では得られた塩酸水から放散により塩化水素47を得て塩化水素酸化装置39へ供給すると同時に、脱水により水55を除去する。また、塩化水素酸化装置39では酸素51を用いて塩化水素47を塩素48へ変換し塩素精製装置40へ供給する。
また、塩素精製装置40では未反応酸素50を塩化水素酸化装置39へ供給すると同時に、未反応塩化水素の水洗浄により回収した塩酸水56をハロゲン化水素吸収放散装置38へ供給する。精製された塩素49をハロゲン化反応装置34へ供給する。
なお、第2精製装置37で分離した重質分45は廃油として回収する。
7). Third Recycling
Further, in the
The
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited only to a following example.
以下、ハロゲン化工程についての実施例を実施例1〜37に示し、脱ハロゲン化水素工程についての実施例を実施例38〜49に示す。また、脱ハロゲン化水素工程についての比較例を比較例1〜6に示す。なお、以下の実施例中、含有量ないし使用量を表す部および%は、特記ない限り、重量基準である。また、以下の実施例中、ガスの供給速度である(ml/分)は、特別に断らない限り、0℃、0.1MPaの換算値である。 Examples of the halogenation step are shown in Examples 1 to 37, and examples of the dehydrohalogenation step are shown in Examples 38 to 49. Moreover, the comparative example about a dehydrohalogenation process is shown to Comparative Examples 1-6. In the following examples, the parts and% representing the content or amount used are based on weight unless otherwise specified. In the following examples, the gas supply rate (ml / min) is a converted value of 0 ° C. and 0.1 MPa unless otherwise specified.
実施例1.
(担体の調製)
チタニア粉末〔昭和タイタニウム社製の「F−1R」、ルチル型チタニア比率93%〕100部と、有機バインダー2部〔ユケン工業社製の「YB−152A」〕とを混合し、次いで純水29部と、チタニアゾル〔堺化学工業社製の「CSB」、チタニア含有量40%〕12.5部とを加えて混練し、混合物を得た。
Example 1.
(Preparation of carrier)
100 parts of titania powder (“F-1R” manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., rutile-type titania ratio 93%) and 2 parts of organic binder (“YB-152A” manufactured by Yuken Industry Co., Ltd.) were mixed, and then purified water 29 And 12.5 parts of titania sol [“CSB” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.,
この混合物を直径3.0mmφのヌードル状に押出し、60℃で2時間乾燥した後、回転式ノンバブリングニーダー〔日本精機製作所製の「NBK−1」〕を破砕機として使用し、長さ3〜5mm程度に破砕して成形体を得た。得られた成形体を、空気中で室温から600℃まで1.7時間かけて昇温した後、同温度で3時間保持して焼成した。得られた焼成物の内900.0gに、オルトケイ酸テトラエチル〔和光純薬工業社製の「Si(OC2H5)4」〕31.9gをエタノール137.7gに溶解して調製した溶液を含浸させた。 This mixture was extruded into a noodle shape having a diameter of 3.0 mmφ, dried at 60 ° C. for 2 hours, and then a rotary non-bubbling kneader (“NBK-1” manufactured by Nippon Seiki Seisakusho) was used as a crusher, The compact was obtained by crushing to about 5 mm. The obtained molded body was heated in air from room temperature to 600 ° C. over 1.7 hours and then calcined by holding at the same temperature for 3 hours. A solution prepared by dissolving 31.9 g of tetraethyl orthosilicate (“Si (OC 2 H 5 ) 4 ” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 137.7 g of ethanol in 900.0 g of the obtained fired product. Impregnated.
この白色固体を容器に入れ、水分2.3vol%、エタノール0.3vol%を含有する窒素8L/minの流通下、容器を回転させながら、25℃、2.3時間乾燥を行った。得られた固体946.9gを、空気雰囲気下、室温から300℃まで0.8時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成し、シリカの含有量が1.0%である白色のチタニア担体を得た。 This white solid was put into a container, and dried at 25 ° C. for 2.3 hours while rotating the container under a flow of nitrogen 8 L / min containing 2.3 vol% of water and 0.3 vol% of ethanol. The obtained solid (946.9 g) was heated from room temperature to 300 ° C. in an air atmosphere over 0.8 hours and then calcined by holding at the same temperature for 2 hours, so that the silica content was 1.0%. A white titania carrier was obtained.
(触媒の製造)
得られたチタニア担体90.0gに、塩化ルテニウム水和物〔NEケムキャット社製の「RuCl3・nH2O」、Ru含有量40.0%〕2.16gを純水20.5gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、得られた固体を容器に入れ、2L/minの空気流通下、35℃で6.2時間容器を回転させながら乾燥を行った。得られた乾燥物92.7gを、空気流通下、室温から250℃まで1.3時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化ルテニウムの含有量が1.25%(金属重量換算では、0.95%)である青灰色の触媒を得た。
(Manufacture of catalyst)
In 90.0 g of the obtained titania carrier, 2.16 g of ruthenium chloride hydrate [“RuCl 3 · nH 2 O” manufactured by NE Chemcat, Ru content 40.0%] was dissolved in 20.5 g of pure water. The obtained solid solution was impregnated, and the obtained solid was put into a container and dried while rotating the container at 35 ° C. for 6.2 hours under an air flow of 2 L / min. 92.7 g of the obtained dried product was heated from room temperature to 250 ° C. over 1.3 hours under air flow, and then held at the same temperature for 2 hours and calcined. As a result, a blue-gray catalyst having a ruthenium oxide content of 1.25% (0.95% in terms of metal weight) was obtained.
(触媒充填)
外径4mmの温度計鞘管が設けられた内径14mmの石英製の反応管の下部に石英ウールを仕切り剤として充填し、ついで得られた触媒5.4gを2mmφのα−アルミナボール〔ニッカトー社製の「SSA995」]18gで希釈し、反応管上部より充填した。
(Catalyst filling)
A quartz reaction tube with an inner diameter of 14 mm provided with a thermometer sheath tube with an outer diameter of 4 mm was filled with quartz wool as a partitioning agent, and then 5.4 g of the obtained catalyst was added to a 2 mmφ α-alumina ball [Nikkato Corporation. “SSA995” manufactured by the manufacturer was diluted with 18 g and filled from the top of the reaction tube.
(ハロゲン化プロパンの製造)
充填済みの反応器を電気炉で加熱し、反応管入口から窒素ガスを120ml/分の速度で反応管内に供給しながら、反応管を昇温した。
(Production of halogenated propane)
The filled reactor was heated in an electric furnace, and the temperature of the reaction tube was increased while supplying nitrogen gas from the reaction tube inlet at a rate of 120 ml / min.
そして、窒素ガスの供給を78.5ml/分とし、反応管内に塩化水素ガス(鶴見曹達社製)を42ml/分(0.11モル/時間)、およびプロパン(住友精化社製、純度>99%)を20ml/分(0.054モル/時間、GHSV=300hr−1)流通させた後、酸素ガスを56ml/分(0.15モル/時間)供給し、反応圧力0.1MPaでハロゲン化プロパンの製造を開始した。 Then, the supply of nitrogen gas was 78.5 ml / min, hydrogen chloride gas (manufactured by Tsurumi Soda Co., Ltd.) was 42 ml / min (0.11 mol / hr), and propane (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., purity> 99%) was circulated at 20 ml / min (0.054 mol / hour, GHSV = 300 hr −1 ), then oxygen gas was supplied at 56 ml / min (0.15 mol / hour), and halogen was reacted at a reaction pressure of 0.1 MPa. Production of propane was started.
反応開始後、触媒層のホットスポット温度は発熱により250℃±2℃に維持された。反応開始から60分経過した時点で、反応器出口ガスを30%KI水に吸収させ、未吸収ガスについてはTCD検出器を有するガスクロマトグラフィーにて分析し、各生成物を定量した。吸収液は中和滴定、酸化還元滴定により未反応塩化水素を分析し、定量した。一旦サンプリングを終了した後、次いで、10%苛性ソーダ、四塩化炭素、四塩化炭素に接いだ3段トラップにて、ハロゲン化プロパン類を吸収し、1段目10%苛性ソーダは四塩化炭素による抽出、2段目、3段目はそのまま吸収液をFID検出器を有するガスクロマトグラフィーにて分析し、ハロゲン化プロパン類を定量した。結果を表1に示す。 After the start of the reaction, the hot spot temperature of the catalyst layer was maintained at 250 ° C. ± 2 ° C. due to heat generation. When 60 minutes passed from the start of the reaction, the reactor outlet gas was absorbed in 30% KI water, and the unabsorbed gas was analyzed by gas chromatography having a TCD detector to quantify each product. The absorbing solution was quantified by analyzing unreacted hydrogen chloride by neutralization titration and oxidation-reduction titration. Once sampling is completed, 10% caustic soda, carbon tetrachloride, and carbon tetrachloride are absorbed in a 3-stage trap in contact with 10% caustic soda, carbon tetrachloride, and carbon tetrachloride. The first 10% caustic soda is extracted with carbon tetrachloride. In the second and third stages, the absorbing solution was directly analyzed by gas chromatography having an FID detector to quantify the halogenated propanes. The results are shown in Table 1.
なお、塩化水素の転化率(%)は、以下の式(I)を用いて算出した。
塩化水素の転化率(%)=[(a−b)/a]×100 (I)
a:塩化水素の供給流量(mol/h)
b:反応管出口ガス中の塩化水素流量(mol/h)
The conversion rate (%) of hydrogen chloride was calculated using the following formula (I).
Conversion rate of hydrogen chloride (%) = [(ab) / a] × 100 (I)
a: Supply flow rate of hydrogen chloride (mol / h)
b: Hydrogen chloride flow rate in the reaction tube outlet gas (mol / h)
また、各生成物の選択率(%)は、以下の式(II)を用いて算出した。
各生成物の選択率(%)=〔各生成物の生成速度(mol/h)÷全生成物の合計生成速度(mol/h)〕×100 (II)
Moreover, the selectivity (%) of each product was calculated using the following formula (II).
Selectivity of each product (%) = [Production rate of each product (mol / h) ÷ Total production rate of all products (mol / h)] × 100 (II)
実施例2.
(担体の調製)
チタニア粉末〔昭和タイタニウム社製の「F−1R」、ルチル型チタニア比率93%〕100部と、有機バインダー2部〔ユケン工業社製の「YB−152A」〕とを混合し、次いで純水29部と、チタニアゾル〔堺化学工業社製の「CSB」、チタニア含有量40%〕12.5部とを加えて混練し、混合物を得た。
Example 2
(Preparation of carrier)
100 parts of titania powder (“F-1R” manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., rutile-type titania ratio 93%) and 2 parts of organic binder (“YB-152A” manufactured by Yuken Industry Co., Ltd.) were mixed, and then purified water 29 And 12.5 parts of titania sol [“CSB” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.,
この混合物を直径3.0mmφのヌードル状に押出し、60℃で2時間乾燥した後、回転式ノンバブリングニーダー〔日本精機製作所製の「NBK−1」〕を破砕機として使用し、長さ3〜5mm程度に破砕して成形体を得た。得られた成形体を、空気中で室温から600℃まで1.7時間かけて昇温した後、同温度で3時間保持して焼成した。 This mixture was extruded into a noodle shape having a diameter of 3.0 mmφ, dried at 60 ° C. for 2 hours, and then a rotary non-bubbling kneader (“NBK-1” manufactured by Nippon Seiki Seisakusho) was used as a crusher, The compact was obtained by crushing to about 5 mm. The obtained molded body was heated in air from room temperature to 600 ° C. over 1.7 hours and then calcined by holding at the same temperature for 3 hours.
(触媒の製造)
得られたチタニア担体20.0gに、塩化ルテニウム水和物〔NEケムキャット社製の「RuCl3・nH2O」、Ru含有量40.0%〕0.48gを純水4.6gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から250℃まで1.3時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化ルテニウムの含有量が1.25%(金属重量換算では、0.95%)である青灰色の触媒を得た。
(Manufacture of catalyst)
In 20.0 g of the obtained titania carrier, 0.48 g of ruthenium chloride hydrate (“RuCl 3 · nH 2 O” manufactured by NE Chemcat, Ru content 40.0%) was dissolved in 4.6 g of pure water. The aqueous solution prepared above was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 250 ° C. over 1.3 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a blue-gray catalyst having a ruthenium oxide content of 1.25% (0.95% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例1と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例1と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=300hr−1)。結果を表1に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor filled in the same manner as in Example 1 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 1 (propane GHSV = 300 hr −1 ). The results are shown in Table 1.
実施例3.
(担体の調製)
ジルコニア粉末〔第一稀元素化学工業社製の「RC−100」〕60部と、有機バインダー1.2部〔信越化学工業社製の「65SH−4000」〕とを混合し、次いで純水21部と、硝酸ジルコニル〔第一稀元素化学工業社製の「ジルコゾールZN」、酸化ジルコニウム含有量25%〕11.9部とを加えて混練し、混合物を得た。
Example 3
(Preparation of carrier)
60 parts of zirconia powder ("RC-100" manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industry Co., Ltd.) and 1.2 parts of organic binder ("65SH-4000" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were mixed, and then purified
この混合物を直径3.0mmφのヌードル状に押出し、60℃で2時間乾燥した後、回転式ノンバブリングニーダー〔日本精機製作所製の「NBK−1」〕を破砕機として使用し、長さ3〜5mm程度に破砕して62.5gの成形体を得た。得られた成形体の内、25.1gを空気中で室温から600℃まで1.7時間かけて昇温した後、同温度で3時間保持して焼成し、22.8gの酸化ジルコニウム担体を得た。 This mixture was extruded into a noodle shape having a diameter of 3.0 mmφ, dried at 60 ° C. for 2 hours, and then a rotary non-bubbling kneader (“NBK-1” manufactured by Nippon Seiki Seisakusho) was used as a crusher, By crushing to about 5 mm, a molded body of 62.5 g was obtained. 25.1 g of the obtained molded body was heated from room temperature to 600 ° C. in air over 1.7 hours and then calcined by holding at that temperature for 3 hours to obtain 22.8 g of zirconium oxide support. Obtained.
(触媒の製造)
得られた酸化ジルコニウム担体10.0gに、塩化ルテニウム水和物〔NEケムキャット社製の「RuCl3・nH2O」、Ru含有量40.0%〕0.24gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から350℃まで1時間かけて昇温した後、同温度で3時間保持して焼成した。これにより、酸化ルテニウムの含有量が1.25%(金属重量換算で、0.95%)である灰色の触媒を得た。
(Manufacture of catalyst)
Prepared by dissolving 0.24 g of ruthenium chloride hydrate (“RuCl 3 · nH 2 O” manufactured by NE Chemcat, Ru content 40.0%) in pure water in 10.0 g of the obtained zirconium oxide support. The obtained aqueous solution was impregnated and air-dried at 20-30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 350 ° C. over 1 hour under air flow, and then held at the same temperature for 3 hours and calcined. As a result, a gray catalyst having a ruthenium oxide content of 1.25% (0.95% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例1と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例1と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=300hr−1)。結果を表1に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor filled in the same manner as in Example 1 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 1 (propane GHSV = 300 hr −1 ). The results are shown in Table 1.
実施例4.
(触媒の製造)
5%Ru/TiO2 (1〜2mm球)〔NEケムキャット社製〕50gに2mol/lのKCl水溶液22gを含浸して蒸発乾固後60℃で乾燥、次に350℃、3時間空気雰囲気下で焼成を行い、1lの純水で余分なKClを水洗して60℃、4時間の乾燥を行い黒色の酸化ルテニウム触媒を得た。酸化ルテニウムの含有量は6.6%(金属重量換算で、5%)であった。
Example 4
(Manufacture of catalyst)
5% Ru / TiO 2 (1-2 mm sphere) (manufactured by NE Chemcat) impregnated with 22 g of 2 mol / l KCl aqueous solution in 50 g, evaporated to dryness, dried at 60 ° C., then 350 ° C. for 3 hours in air The excess KCl was washed with 1 l of pure water and dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a black ruthenium oxide catalyst. The content of ruthenium oxide was 6.6% (5% in terms of metal weight).
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例1と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例1と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=300hr−1)。結果を表1に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor filled in the same manner as in Example 1 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 1 (propane GHSV = 300 hr −1 ). The results are shown in Table 1.
実施例5.
(触媒の製造)
γアルミナ球(2〜4mm球)〔住友化学社製、NKHD−24〕10gに塩化ルテニウム水和物〔NEケムキャット社製の「RuCl3・nH2O」、Ru含有量40.0%〕0.24gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から350℃まで1時間かけて昇温した後、同温度で3時間保持して焼成した。これにより、酸化ルテニウムの含有量が1.25%(金属重量換算で、0.95%)である青灰色の触媒を得た。
Example 5 FIG.
(Manufacture of catalyst)
γ-alumina sphere (2-4 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., NKHD-24] 10 g ruthenium chloride hydrate [NE Chemcat “RuCl 3 · nH 2 O”, Ru content 40.0%] 0 An aqueous solution prepared by dissolving .24 g in pure water was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 350 ° C. over 1 hour under air flow, and then held at the same temperature for 3 hours and calcined. As a result, a blue-gray catalyst having a ruthenium oxide content of 1.25% (0.95% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例1と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例1と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=222hr−1)。結果を表1に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 1 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 1 (propane GHSV = 222 hr −1 ). The results are shown in Table 1.
実施例6.
(触媒の製造)
シリカ粉末〔日本シリカ工業社製、Nipsil E−200A〕20gに塩化ルテニウム水和物〔NEケムキャット社製の「RuCl3・nH2O」、Ru含有量40.0%〕0.48gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から250℃まで1.3時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化ルテニウムの含有量が1.25%(金属重量換算で、0.95%)である灰色の触媒を得た。得られた粉末を、打錠成型器にて成型した後、破砕し目開き1.4および2mmのふるいにて1.4〜2mmに分級した。
Example 6
(Manufacture of catalyst)
20 g of silica powder [Nippil E-200A, manufactured by Nippon Silica Kogyo Co., Ltd.] 0.48 g of ruthenium chloride hydrate [“RuCl 3 · nH 2 O” manufactured by NE Chemcat, Ru content 40.0%] It was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving it in 20 to 30 ° C. and air-dried for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 250 ° C. over 1.3 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a gray catalyst having a ruthenium oxide content of 1.25% (0.95% in terms of metal weight) was obtained. The obtained powder was molded by a tableting machine, and then crushed and classified into 1.4 to 2 mm with a sieve having an opening of 1.4 and 2 mm.
(ハロゲン化プロパンの製造)
希釈用アルミナを6gとした以外は実施例1と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例1と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した。結果を表1に示す。
(Production of halogenated propane)
A reactor filled with the same method as in Example 1 except that the amount of alumina for dilution was changed to 6 g was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 1.
実施例7.
(触媒の製造)
実施例2で使用した担体20gに塩化ルテニウム水和物〔NEケムキャット社製の「RuCl3・nH2O」、Ru含有量40.0%〕0.48gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、窒素流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、塩化ルテニウムの含有量が1.95%(金属重量換算で、0.95%)である灰色の触媒を得た。
Example 7
(Manufacture of catalyst)
An aqueous solution prepared by dissolving 0.48 g of ruthenium chloride hydrate (“RuCl 3 · nH 2 O” manufactured by NE Chemcat, Ru content 40.0%) in 20 g of the carrier used in Example 2 in pure water. Was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under a nitrogen stream, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a gray catalyst having a ruthenium chloride content of 1.95% (0.95% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例1と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例1と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=300hr−1)。結果を表1に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor filled in the same manner as in Example 1 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 1 (propane GHSV = 300 hr −1 ). The results are shown in Table 1.
実施例8.
(触媒の製造)
αアルミナ球(2〜4mm球)〔住友化学社製、HA−24〕10gに塩化ルテニウム水和物〔NEケムキャット社製の「RuCl3・nH2O」、Ru含有量40.0%〕0.24gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から350℃まで1時間かけて昇温した後、同温度で3時間保持して焼成した。これにより、酸化ルテニウムの含有量が1.25%(金属重量換算で、0.95%)である青灰色の触媒を得た。
Example 8 FIG.
(Manufacture of catalyst)
α alumina sphere (2-4 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., HA-24] 10 g ruthenium chloride hydrate [NE Chemcat “RuCl 3 · nH 2 O”, Ru content 40.0%] 0 An aqueous solution prepared by dissolving .24 g in pure water was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 350 ° C. over 1 hour under air flow, and then held at the same temperature for 3 hours and calcined. As a result, a blue-gray catalyst having a ruthenium oxide content of 1.25% (0.95% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例1と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例1と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=198hr−1)。結果を表1に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 1 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 1 (propane GHSV = 198 hr −1 ). The results are shown in Table 1.
表1中、略号のCPは1−クロロプロパンおよび2−クロロプロパンからなるモノクロロプロパン類を、DCPは1,2−ジクロロプロパン、1,1−ジクロロプロパン、2,2−ジクロロプロパン、1,3−ジクロロプロパンからなるジクロロプロパン類を、TCPは1,2,3−トリクロロプロパン、1,1,2−トリクロロプロパン、1,1,3−トリクロロプロパンからなるトリクロロプロパン類を、CP’は1−クロロ−1−プロペン、2−クロロ−1−プロペンおよび3−クロロ−1−プロペンからなるクロロプロペン類を、COXはCOおよびCO2を表す。また、表1および以下の表においては、担持濃度は、担体に対する金属化合物重量の割合を示している。また、第2成分を用いる場合には、担体に対する第2成分重量の割合を示している。 In Table 1, the abbreviation CP is monochloropropane composed of 1-chloropropane and 2-chloropropane, and DCP is 1,2-dichloropropane, 1,1-dichloropropane, 2,2-dichloropropane, 1,3-diphenyl. Dichloropropanes composed of chloropropane, TCP represents trichloropropanes composed of 1,2,3-trichloropropane, 1,1,2-trichloropropane and 1,1,3-trichloropropane, CP ′ represents 1-chloro- In the chloropropenes composed of 1-propene, 2-chloro-1-propene and 3-chloro-1-propene, COX represents CO and CO 2 . In Table 1 and the following table, the supported concentration indicates the ratio of the weight of the metal compound to the support. Moreover, when using a 2nd component, the ratio of the 2nd component weight with respect to a support | carrier is shown.
実施例1から8は担体の影響を調べたものである。担体には、チタニア、ジルコニア、アルミナ、シリカを用いた。いずれの担体を用いた場合でも、クロロプロパン類が生成した。COX成分が多いことはプロパンが完全酸化され易いことを示している。担体にシリカまたはアルミナを用いた場合、プロパンの完全酸化が抑制されることがわかった。 In Examples 1 to 8, the influence of the carrier was examined. Titania, zirconia, alumina, and silica were used as the carrier. Regardless of which carrier was used, chloropropanes were produced. A large amount of COX component indicates that propane is easily oxidized. It was found that when silica or alumina was used as the support, complete oxidation of propane was suppressed.
実施例9.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕20.0gに、塩化ルテニウム水和物〔NEケムキャット社製の「RuCl3・nH2O」、Ru含有量40.0%〕0.48gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から380℃まで1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化ルテニウムの含有量が1.25%(金属重量換算で、0.95%)である灰色の触媒を得た。
Example 9
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7 to 4.0 mm spheres) (Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Q-50) 20.0 g, ruthenium chloride hydrate [NE Chemcat Co., Ltd. “RuCl 3 · nH 2 O”, Ru contained (Amount 40.0%) An aqueous solution prepared by dissolving 0.48 g in pure water was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 380 ° C. over 1 hour under air flow, and then held at the same temperature for 2 hours and calcined. As a result, a gray catalyst having a ruthenium oxide content of 1.25% (0.95% in terms of metal weight) was obtained.
(触媒充填)
外径4mmの温度計鞘管が設けられた内径14mmの石英製の反応管の下部に石英ウールを仕切り剤として充填し、ついで得られた触媒1.0gを2mmφのα−アルミナボール3g〔ニッカトー社製の「SSA995」で希釈し、反応管上部より充填した。
(Catalyst filling)
At the bottom of a quartz reaction tube with an inner diameter of 14 mm provided with a thermometer sheath tube with an outer diameter of 4 mm, quartz wool is filled as a partitioning agent, and then 1.0 g of the obtained catalyst is added with 3 g of 2 mmφ α-alumina balls [Nikkato It diluted with "SSA995" made from a company, and filled from the upper part of the reaction tube.
(ハロゲン化プロパンの製造)
充填済みの反応器を電気炉で加熱し、反応管入口から窒素ガスを42ml/分の速度で反応管内に供給しながら、反応管を昇温した。
(Production of halogenated propane)
The filled reactor was heated in an electric furnace, and the temperature of the reaction tube was increased while supplying nitrogen gas from the reaction tube inlet to the reaction tube at a rate of 42 ml / min.
そして、窒素ガスの供給を停止し、反応管内に塩化水素ガス(鶴見曹達社製)を42ml/分(0.11モル/時間)、およびプロパン(住友精化社製、純度>99%)を20ml/分(0.054モル/時間、GHSV=540hr−1)流通させた後、酸素ガスを14ml/分(0.0375モル/時間)供給し、反応圧力0.1MPaでハロゲン化プロパンの製造を開始した。 Then, the supply of nitrogen gas was stopped, and hydrogen chloride gas (manufactured by Tsurumi Soda Co., Ltd.) was added to the reaction tube at 42 ml / min (0.11 mol / hour), and propane (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., purity> 99%). After flowing 20 ml / min (0.054 mol / hour, GHSV = 540 hr −1 ), oxygen gas was supplied at 14 ml / min (0.0375 mol / hour) to produce a halogenated propane at a reaction pressure of 0.1 MPa. Started.
反応開始後、触媒層のホットスポット温度は発熱により400℃±2℃に維持された。反応開始から60分経過した時点で、実施例1と同様に分析を行った。結果を表2に示す。 After the start of the reaction, the hot spot temperature of the catalyst layer was maintained at 400 ° C. ± 2 ° C. due to heat generation. When 60 minutes passed from the start of the reaction, analysis was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
実施例10.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕20.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕1.55gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化マンガンの含有量が3.0%(金属重量換算で、1.9%)である黒色の触媒を得た。
Example 10
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7 to 4.0 mm spheres) [Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Q-50] 20.0 g, manganese chloride tetrahydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “MnCl 2 .4H 2 O” An aqueous solution prepared by dissolving 1.55 g in pure water was impregnated and air-dried at 20-30 ° C. for 15 hours or longer. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a black catalyst having a manganese oxide content of 3.0% (1.9% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表2に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 2.
実施例11.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕20.0gに、塩化鉄6水和物〔和光純薬工業社製の「FeCl3・6H2O」〕2.09gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化鉄の含有量が3.0%(金属重量換算で、2.1%)である赤褐色の触媒を得た。
Example 11
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7~4.0Mm sphere) [Fuji Silysia Chemical Ltd., Q-50] to 20.0 g, iron chloride hexahydrate [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. of "FeCl 3 · 6H 2 O" It was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 2.09 g in pure water and air-dried at 20-30 ° C. for 15 hours or longer. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a reddish brown catalyst having an iron oxide content of 3.0% (2.1% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表2に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 2.
実施例12.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕20.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕1.33gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅の含有量が3.0%(金属重量換算で、2.4%)である薄緑色の触媒を得た。
Example 12
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7-4.0 mm spheres) [Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Q-50] 20.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. "CuCl 2 · 2H 2 O" It was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 1.33 g in pure water and air-dried at 20-30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a light green catalyst having a copper oxide content of 3.0% (2.4% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表2に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 2.
実施例13.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕0.68gと塩化カリウム〔和光純薬(株)製の「KCl」〕0.30gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、薄緑色の酸化銅/塩化カリウム触媒を得た。酸化銅と塩化カリウムの含有量は、それぞれ、3.0%(金属重量換算で、2.4%)と2.8%である。なお、酸化銅と塩化カリウムのモル比は、酸化銅:塩化カリウム=1:1である。
Example 13
(Manufacture of catalyst)
Silica sphere (1.7-4.0 mm sphere) [Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Q-50] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 .2H 2 O” ] An aqueous solution prepared by dissolving 0.68 g and 0.30 g of potassium chloride (“KCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in pure water was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a light green copper oxide / potassium chloride catalyst was obtained. The contents of copper oxide and potassium chloride are 3.0% (2.4% in terms of metal weight) and 2.8%, respectively. The molar ratio of copper oxide to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表2に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 2.
実施例9から13は、触媒の金属種の影響を調べたものである。酸化銅CuOを用いた場合、プロパン転化率、HCl転化率およびクロロプロパン類選択率のいずれについても、最も高い値が得られた。さらに、第2成分に塩化カリウムを用いた実施例15では、プロパン転化率、HCl転化率およびクロロプロパン類選択率のいずれもがさらに向上した。 In Examples 9 to 13, the influence of the metal species of the catalyst was examined. When copper oxide CuO was used, the highest value was obtained for any of propane conversion, HCl conversion, and chloropropane selectivity. Furthermore, in Example 15 using potassium chloride as the second component, all of propane conversion, HCl conversion, and chloropropane selectivity were further improved.
実施例14.
(触媒の製造)
γアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕2.38gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅の含有量が10.0%(金属重量換算で、8.0%)である薄緑色の触媒を得た。
Example 14
(Manufacture of catalyst)
To gamma alumina sphere (2.0-4.0 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., GO-24] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 .2H 2 O” It was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 2.38 g in pure water and air-dried at 20-30 ° C. for 15 hours or longer. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a light green catalyst having a copper oxide content of 10.0% (8.0% in terms of metal weight) was obtained.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=960hr−1)。結果を表3に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 960 hr −1 ). The results are shown in Table 3.
実施例15.
(触媒の製造)
γアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕20.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕5.19gと塩化ナトリウム〔和光純薬工業社製の「NaCl」〕1.78gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化ナトリウムの含有量がそれぞれ、10.0%(金属重量換算で、8.0%)と7.36%である薄緑色の触媒を得た。なお、酸化銅と塩化カリウムのモル比は、酸化銅:塩化カリウム=1:1である。
Example 15.
(Manufacture of catalyst)
20.0 g of γ-alumina sphere (2.0-4.0 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., Ltd., GO-24] was added to copper chloride dihydrate [“CuCl 2 · 2H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. It was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 5.19 g and 1.78 g of sodium chloride (“NaCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in pure water, and air-dried at 20-30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. This obtained the light green catalyst whose content of copper oxide and sodium chloride is 10.0% (8.0% in metal weight conversion) and 7.36%, respectively. The molar ratio of copper oxide to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=960hr−1)。結果を表3に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 960 hr −1 ). The results are shown in Table 3.
実施例16.
(触媒の製造)
γアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕20.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕5.32gと塩化カリウム〔和光純薬工業社製の「KCl」〕2.32gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化カリウムの含有量がそれぞれ10.0%(金属重量換算で、8.0%)と9.36%である薄茶緑色の触媒を得た。なお、酸化銅と塩化カリウムのモル比は、酸化銅:塩化カリウム=1:1である。
Example 16
(Manufacture of catalyst)
20.0 g of γ-alumina sphere (2.0-4.0 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., Ltd., GO-24] was added to copper chloride dihydrate [“CuCl 2 · 2H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ] 5.32 g and potassium chloride (“KCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 2.32 g dissolved in pure water were impregnated, and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a light brown green catalyst in which the contents of copper oxide and potassium chloride were 10.0% (8.0% in terms of metal weight) and 9.36%, respectively, was obtained. The molar ratio of copper oxide to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=960hr−1)。結果を表3に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 960 hr −1 ). The results are shown in Table 3.
実施例17.
(触媒の製造)
γアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕2.70gと塩化セシウム〔和光純薬工業社製の「CsCl」〕1.35gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化セシウムの含有量がそれぞれ10.0%(金属重量換算で、8.0%)と10.68%である黄緑色の触媒を得た。なお、酸化銅と塩化セシウムのモル比は、酸化銅:塩化セシウム=1:0.5である。
Example 17.
(Manufacture of catalyst)
To gamma alumina sphere (2.0-4.0 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., GO-24] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 .2H 2 O” ] 2.70 g and cesium chloride [“CsCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] 1.35 g dissolved in pure water were impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, yellow-green catalysts having copper oxide and cesium chloride contents of 10.0% (8.0% in terms of metal weight) and 10.68%, respectively, were obtained. The molar ratio of copper oxide to cesium chloride is copper oxide: cesium chloride = 1: 0.5.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=960hr−1)。結果を表3に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 960 hr −1 ). The results are shown in Table 3.
実施例18.
(触媒の製造)
γアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕2.74gと塩化マグネシウム〔和光純薬工業社製の「MgCl2・6H2O」〕3.26gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化マグネシウムの含有量がそれぞれ10.0%(金属重量換算で、8.0%)と11.91%である触媒を得た。なお、酸化銅と塩化マグネシウムのモル比は、酸化銅:塩化マグネシウム=1:1である。
Example 18
(Manufacture of catalyst)
To gamma alumina sphere (2.0-4.0 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., GO-24] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 .2H 2 O” ] 2.74 g and magnesium chloride (“MgCl 2 · 6H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 3.26 g in pure water and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more did. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. This obtained the catalyst whose content of copper oxide and magnesium chloride is 10.0% (8.0% in metal weight conversion) and 11.91%, respectively. The molar ratio of copper oxide to magnesium chloride is copper oxide: magnesium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=960hr−1)。結果を表3に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 960 hr −1 ). The results are shown in Table 3.
実施例19.
(触媒の製造)
γアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕2.82gと塩化カルシウム〔和光純薬工業社製の「CaCl2・2H2O」〕2.42gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化層と塩化カルシウムの含有量がそれぞれ10.0%(金属重量換算で、8.0%)と13.9%である緑色の触媒を得た。なお、酸化銅と塩化カルシウムのモル比は、酸化銅:塩化カルシウム=1:1である。
Example 19.
(Manufacture of catalyst)
To gamma alumina sphere (2.0-4.0 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., GO-24] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 .2H 2 O” ] 2.82 g and calcium chloride (“CaCl 2 · 2H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 2.42 g in pure water and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more did. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, green catalysts in which the contents of the oxide layer and calcium chloride were 10.0% (8.0% in terms of metal weight) and 13.9%, respectively, were obtained. The molar ratio of copper oxide to calcium chloride is copper oxide: calcium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=960hr−1)。結果を表3に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 960 hr −1 ). The results are shown in Table 3.
実施例14から19は第2成分の影響を調べたものである。第2成分にアルカリ金属化合物である塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは塩化セシウムを用いると、プロパン転化率、HCl転化率およびクロロプロパン類選択率のいずれについても、高い値が得られることがわかった。 Examples 14 to 19 examine the influence of the second component. It was found that when sodium chloride, potassium chloride, or cesium chloride, which is an alkali metal compound, was used as the second component, high values were obtained for any of the propane conversion, HCl conversion, and chloropropane selectivity.
実施例20.
(触媒の製造)
θアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、HT−24〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕0.68gと塩化カリウム〔和光純薬工業社製の「KCl」〕0.30gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化カリウムの含有量がそれぞれ3.0%(金属重量換算で、2.4%)と2.8%である薄緑色の触媒を得た。なお、酸化銅と塩化カリウムのモル比は、酸化銅:塩化カリウム=1:1である。
Example 20.
(Manufacture of catalyst)
θ alumina sphere (2.0-4.0 mm sphere) [Sumitomo Chemical Co., Ltd., HT-24] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 .2H 2 O” An aqueous solution prepared by dissolving 0.68 g and 0.30 g of potassium chloride (“KCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in pure water was impregnated, and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. Thereby, the light green catalyst whose content of copper oxide and potassium chloride is 3.0% (2.4% in metal weight conversion) and 2.8%, respectively was obtained. The molar ratio of copper oxide to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=912hr−1)。結果を表4に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 912 hr −1 ). The results are shown in Table 4.
実施例21.
(触媒の製造)
αアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、HA−24〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕0.22gと塩化カリウム〔和光純薬工業社製の「KCl」〕0.10gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化カリウムの含有量がそれぞれ1.0%(金属重量換算で、0.8%)と0.94%である薄緑色の触媒を得た。なお、酸化銅と塩化カリウムのモル比は、酸化銅:塩化カリウム=1:1である。
Example 21.
(Manufacture of catalyst)
Alpha alumina spheres (2.0-4.0 mm spheres) (Sumitomo Chemical Co., Ltd., HA-24) 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 · 2H 2 O” ] An aqueous solution prepared by dissolving 0.22 g and potassium chloride [“KCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] in 0.10 g in pure water was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. Thereby, the light green catalyst whose content of copper oxide and potassium chloride is 1.0% (0.8% in terms of metal weight) and 0.94%, respectively, was obtained. The molar ratio of copper oxide to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=996hr−1)。結果を表4に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and the production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 996 hr −1 ). The results are shown in Table 4.
実施例20と21は、担体にθアルミナとαアルミナを用いた場合を比較したものである。θアルミナとαアルミナでは、生成種の割合が異なり、θアルミナを用いると、αアルミナを用いた場合に比べ、トリクロロプロパン類の選択率が増加し、モノクロロプロパン類の選択率が減少することがわかった。 Examples 20 and 21 compare the cases where θ alumina and α alumina are used for the carrier. The proportions of the produced species are different between θ alumina and α alumina, and the use of θ alumina increases the selectivity for trichloropropanes and decreases the selectivity for monochloropropanes compared to when α alumina is used. all right.
実施例22.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例13の触媒を用いて実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、反応圧力を0.2MPa、反応管をNi製とした以外は実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表5に示す。
Example 22.
(Production of halogenated propane)
The same conditions as in Example 9 except that the reactor filled in the same manner as in Example 9 using the catalyst of Example 13 was heated in an electric furnace, the reaction pressure was 0.2 MPa, and the reaction tube was made of Ni. Then, the production of halogenated propane was started (GHSV of propane = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 5.
実施例23.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例13の触媒を用いて実施例9と同様の方法で充填した反応器を電気炉で加熱し、反応圧力を0.4MPa、反応管をNi製とした以外は実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表5に示す。反応圧力が低い方がCOXの生成を抑制できることがわかった。
Example 23.
(Production of halogenated propane)
The same conditions as in Example 9 except that the reactor filled in the same manner as in Example 9 using the catalyst of Example 13 was heated in an electric furnace, the reaction pressure was 0.4 MPa, and the reaction tube was made of Ni. Then, the production of halogenated propane was started (GHSV of propane = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 5. It was found that the lower the reaction pressure, the more COX formation can be suppressed.
実施例24.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例13の触媒を実施例9の方法で充填し、充填済みの反応器を電気炉で加熱し、反応管入口から窒素ガスを42ml/分の速度で反応管内に供給しながら、反応管を昇温した。
Example 24.
(Production of halogenated propane)
The catalyst of Example 13 was charged by the method of Example 9, the charged reactor was heated in an electric furnace, and nitrogen gas was supplied from the inlet of the reaction tube into the reaction tube at a rate of 42 ml / min. The temperature rose.
そして、窒素ガスの供給を停止し、反応管内に塩化水素ガス(鶴見曹達社製)を42ml/分(0.11モル/時間)、およびプロパン(住友精化社製、純度>99%)を20ml/分(0.054モル/時間、GHSV=540hr−1)流通させた後、酸素ガスを14ml/分(0.0375モル/時間)供給し、反応圧力0.1MPaでハロゲン化プロパンの製造を開始した。 Then, the supply of nitrogen gas was stopped, and hydrogen chloride gas (manufactured by Tsurumi Soda Co., Ltd.) was added to the reaction tube at 42 ml / min (0.11 mol / hour), and propane (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., purity> 99%). After flowing 20 ml / min (0.054 mol / hour, GHSV = 540 hr −1 ), oxygen gas was supplied at 14 ml / min (0.0375 mol / hour) to produce a halogenated propane at a reaction pressure of 0.1 MPa. Started.
反応開始後、触媒層のホットスポット温度は発熱により400℃±10℃に維持された。反応開始から80時間、236時間、653時間経過した時点における、反応器出口ガスの分析結果を表6に示す。 After the start of the reaction, the hot spot temperature of the catalyst layer was maintained at 400 ° C. ± 10 ° C. due to heat generation. Table 6 shows the analysis results of the reactor outlet gas when 80 hours, 236 hours, and 653 hours had elapsed from the start of the reaction.
実施例25.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例13の触媒を実施例9の方法で充填し、充填済みの反応器を電気炉で加熱し、反応管入口から窒素ガスを42ml/分の速度で反応管内に供給しながら、反応管を昇温した。
Example 25.
(Production of halogenated propane)
The catalyst of Example 13 was charged by the method of Example 9, the charged reactor was heated in an electric furnace, and nitrogen gas was supplied from the inlet of the reaction tube into the reaction tube at a rate of 42 ml / min. The temperature rose.
そして、窒素ガスの供給を停止し、反応管内に臭化水素ガス(住友精化社製、純度>99%)を42ml/分(0.11モル/時間)、およびプロパン(住友精化社製、純度>99%)を20ml/分(0.054モル/時間、GHSV=540hr−1)流通させた後、酸素ガスを14ml/分(0.0375モル/時間)供給し、反応圧力0.1MPaでハロゲン化プロパンの製造を開始した。 Then, the supply of nitrogen gas was stopped, hydrogen bromide gas (Sumitomo Seika Co., Ltd., purity> 99%) 42 ml / min (0.11 mol / hr), and propane (Sumitomo Seika Co., Ltd.) in the reaction tube. , Purity> 99%) was allowed to flow through 20 ml / min (0.054 mol / hour, GHSV = 540 hr −1 ), oxygen gas was then supplied at 14 ml / min (0.0375 mol / hour), and the reaction pressure was adjusted to 0. Production of halogenated propane was started at 1 MPa.
反応開始後、触媒層のホットスポット温度は発熱により300℃±2℃に維持された。反応開始から60分経過した時点で、実施例1と同様に分析を行った。結果を表7に示す。なお、臭化水素の転化率(%)は、以下の式(III)を用いて算出した。
臭化水素の転化率(%)=[(c−d)/c]×100 (III)
c:臭化水素の供給流量(mol/h)
d:反応管出口ガスにおける臭化水素流量(mol/h)
After the start of the reaction, the hot spot temperature of the catalyst layer was maintained at 300 ° C. ± 2 ° C. due to heat generation. When 60 minutes passed from the start of the reaction, analysis was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 7. The conversion rate (%) of hydrogen bromide was calculated using the following formula (III).
Conversion rate of hydrogen bromide (%) = [(cd) / c] × 100 (III)
c: Supply flow rate of hydrogen bromide (mol / h)
d: Hydrogen bromide flow rate in the reaction tube outlet gas (mol / h)
表7中、略号のBPは1−ブロモプロパンおよび2−ブロモプロパンからなるモノブロモプロパン類を、DBPは1,2−ジブロモプロパン、1,1−ジブロモプロパン、2,2−ジブロモプロパン、1,3−ジブロモプロパンからなるジブロモプロパン類を、TBPは1,2,3−トリブロモプロパン、1,1,2−トリブロモプロパン、1,1,3−トリブロモプロパンからなるトリブロモプロパン類を、BP’は1−ブロモ−1−プロペン、2−ブロモ−1−プロペンおよび3−ブロモ−1−プロペンからなるブロモプロペン類を表す。 In Table 7, the abbreviation BP represents monobromopropanes composed of 1-bromopropane and 2-bromopropane, DBP represents 1,2-dibromopropane, 1,1-dibromopropane, 2,2-dibromopropane, 1, Dibromopropanes consisting of 3-dibromopropane, TBP is tribromopropanes consisting of 1,2,3-tribromopropane, 1,1,2-tribromopropane, 1,1,3-tribromopropane, BP ′ represents bromopropenes composed of 1-bromo-1-propene, 2-bromo-1-propene and 3-bromo-1-propene.
実施例26.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕2.66gと塩化カリウム〔和光純薬工業社製の「KCl」〕1.16gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化カリウムの含有量がそれぞれ10.0%(金属重量換算8.0%)と9.4%である薄緑色の触媒を得た。なお、塩化銅と塩化カリウムのモル比は酸化銅:塩化カリウム=1:1である。
Example 26.
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7-4.0 mm spheres) [Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Q-50] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 · 2H 2 O” ] 2.66 g and 1.16 g of potassium chloride (“KCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) dissolved in pure water were impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. Thereby, the light green catalyst whose content of copper oxide and potassium chloride is 10.0% (metal weight conversion 8.0%) and 9.4%, respectively was obtained. The molar ratio of copper chloride to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表8に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 8.
実施例27.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕0.22gと塩化カリウム〔和光純薬工業社製の「KCl」〕0.096gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化カリウムの含有量がそれぞれ1.0%(金属重量換算0.8%)と0.94%である薄緑色の触媒を得た。なお、塩化銅と塩化カリウムのモル比は酸化銅:塩化カリウム=1:1である。
Example 27.
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7-4.0 mm spheres) [Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Q-50] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 · 2H 2 O” An aqueous solution prepared by dissolving 0.22 g and 0.096 g of potassium chloride (“KCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in pure water was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a light green catalyst having copper oxide and potassium chloride contents of 1.0% (0.8% in terms of metal weight) and 0.94%, respectively, was obtained. The molar ratio of copper chloride to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 1.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表8に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 8.
実施例28.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕0.73gと塩化カリウム〔和光純薬工業社製の「KCl」〕1.07gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化カリウムの含有量がそれぞれ3.0%(金属重量換算2.4%)と9.4%である薄緑色の触媒を得た。なお、塩化銅と塩化カリウムのモル比は酸化銅:塩化カリウム=1:3.3である。
Example 28.
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7-4.0 mm spheres) [Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Q-50] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 · 2H 2 O” It was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.73 g and potassium chloride (“KCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1.07 g in pure water, and air-dried at 20-30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. Thereby, the light green catalyst whose content of copper oxide and potassium chloride is 3.0% (2.4% of metal weight conversion) and 9.4%, respectively was obtained. The molar ratio of copper chloride to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 3.3.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表8に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 8.
実施例29.
(触媒の製造)
シリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア化学社製、Q−50〕10.0gに、塩化銅2水和物〔和光純薬工業社製の「CuCl2・2H2O」〕0.67gと塩化カリウム〔和光純薬工業社製の「KCl」〕0.10gを純水に溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。これにより、酸化銅と塩化カリウムの含有量がそれぞれ3.0%(金属重量換算2.4%)と0.94%である薄緑色の触媒を得た。なお、塩化銅と塩化カリウムのモル比は酸化銅:塩化カリウム=1:0.3である。
Example 29.
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7-4.0 mm spheres) [Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Q-50] 10.0 g, copper chloride dihydrate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “CuCl 2 · 2H 2 O” An aqueous solution prepared by dissolving 0.67 g and potassium chloride (“KCl” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in an amount of 0.10 g in impure water was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours. As a result, a light green catalyst having a content of copper oxide and potassium chloride of 3.0% (2.4% in terms of metal weight) and 0.94%, respectively, was obtained. The molar ratio of copper chloride to potassium chloride is copper oxide: potassium chloride = 1: 0.3.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=540hr−1)。結果を表8に示す。
(Production of halogenated propane)
The reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 540 hr −1 ). The results are shown in Table 8.
実施例30.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例8で製造した触媒の触媒量を5.4gとした以外は、実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=198hr−1)。結果を表9に示す。
Example 30. FIG.
(Production of halogenated propane)
Except that the catalyst amount of the catalyst produced in Example 8 was changed to 5.4 g, the reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace to produce a halogenated propane under the same conditions as in Example 9. Started (propane GHSV = 198 hr −1 ). The results are shown in Table 9.
実施例31.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例8で製造した触媒の触媒量を5.4gとした以外は、実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、反応温度を350℃とした以外は実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=198hr−1)。結果を表9に示す。
Example 31.
(Production of halogenated propane)
Except that the catalyst amount of the catalyst produced in Example 8 was changed to 5.4 g, the reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and the reaction temperature was changed to 350 ° C., as in Example 9. Production of halogenated propane was started under the conditions (GHSV of propane = 198 hr −1 ). The results are shown in Table 9.
実施例32.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例8で製造した触媒の触媒量を5.4gとした以外は、実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、反応温度を300℃とした以外は実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=198hr−1)。結果を表9に示す。
Example 32.
(Production of halogenated propane)
Except that the catalyst amount of the catalyst produced in Example 8 was changed to 5.4 g, the reactor charged in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and the reaction temperature was changed to 300 ° C., as in Example 9. Production of halogenated propane was started under the conditions (GHSV of propane = 198 hr −1 ). The results are shown in Table 9.
実施例33.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例8で製造した触媒を実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、酸素流量を7ml/分(0.0188モル/時間)とした以外は実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=1067hr−1)。結果を表10に示す。
Example 33.
(Production of halogenated propane)
The same conditions as in Example 9 except that the reactor filled with the catalyst produced in Example 8 was heated in an electric furnace in the same manner as in Example 9 and the oxygen flow rate was 7 ml / min (0.0188 mol / hour). Started production of halogenated propane (GHSV of propane = 1067 hr −1 ). The results are shown in Table 10.
実施例34.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例8で製造した触媒を実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=1067hr−1)。結果を表10に示す。
Example 34.
(Production of halogenated propane)
A reactor charged with the catalyst produced in Example 8 in the same manner as in Example 9 was heated in an electric furnace, and production of a halogenated propane was started under the same conditions as in Example 9 (propane GHSV = 1067 hr −1 ). . The results are shown in Table 10.
実施例35.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例8で製造した触媒を実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、酸素流量を19ml/分(0.0509モル/時間)とした以外は実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した(プロパンのGHSV=1067hr−1)。結果を表10に示す。
Example 35.
(Production of halogenated propane)
The same conditions as in Example 9 except that the reactor filled with the catalyst produced in Example 8 was heated in an electric furnace in the same manner as in Example 9 and the oxygen flow rate was 19 ml / min (0.0509 mol / hour). Started production of halogenated propane (GHSV of propane = 1067 hr −1 ). The results are shown in Table 10.
実施例36.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例1と同様の触媒を実施例1と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、プロパンをプロピレン、反応温度を280℃とした以外は実施例1と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した。結果を表11に示す。
Example 36.
(Production of halogenated propane)
A reactor filled with the same catalyst as in Example 1 was heated in an electric furnace in the same manner as in Example 1, except that propane was propylene and the reaction temperature was 280 ° C. Production started. The results are shown in Table 11.
実施例37.
(ハロゲン化プロパンの製造)
実施例1と同様の触媒を実施例9と同様に充填した反応器を電気炉で加熱し、塩化水素と酸素の代わりに塩素を21ml/分とした以外は実施例9と同様の条件でハロゲン化プロパンの製造を開始した。結果を表12に示す。
Example 37.
(Production of halogenated propane)
A reactor filled with the same catalyst as in Example 1 was heated in an electric furnace in the same manner as in Example 9, and the halogen was changed under the same conditions as in Example 9 except that chlorine was replaced with 21 ml / min instead of hydrogen chloride and oxygen. Production of propane was started. The results are shown in Table 12.
実施例38.
(触媒の製造)
担体にアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕を用いた。担体を室温から800℃まで2.2時間かけて昇温した後、同温度に3時間保持して焼成した。その担体10.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕0.79gを純水5.87gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。
Example 38.
(Manufacture of catalyst)
Alumina spheres (2.0-4.0 mm spheres) [manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., GO-24] were used as the carrier. The support was heated from room temperature to 800 ° C. over 2.2 hours, and then calcined while maintaining the same temperature for 3 hours. 10.0 g of the carrier was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.79 g of manganese chloride tetrahydrate (“MnCl 2 .4H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 5.87 g of pure water, It air-dried at 20-30 degreeC for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours.
(触媒充填)
外径4mmの温度計鞘管が設けられた内径14mmの石英製の反応管の下部に石英ウールを仕切り剤として充填し、ついで得られた触媒1.0gを反応管上部より充填した。
(Catalyst filling)
Quartz wool was filled as a partitioning agent in a lower part of a quartz reaction tube having an inner diameter of 14 mm provided with a thermometer sheath tube having an outer diameter of 4 mm, and then 1.0 g of the obtained catalyst was charged from the upper part of the reaction tube.
(脱塩化水素反応)
充填済みの反応器を電気炉で加熱し、反応管入口から窒素ガスを50ml/分の速度で反応管内に供給しながら、反応管を昇温した。
(Dehydrochlorination reaction)
The filled reactor was heated in an electric furnace, and the temperature of the reaction tube was increased while supplying nitrogen gas from the reaction tube inlet at a rate of 50 ml / min.
そして、1,2−ジクロロプロパン(和光純薬工業社製)をガス吸収ビンに仕込み、0℃に冷却した後、該ガス吸収ビンに50ml/分の速度で窒素ガスを供給して、窒素ガスを1,2−ジクロロプロパンに流通させることにより得られる1,2−ジクロロプロパンを同伴させた窒素ガスを、昇温時の供給窒素ガスに代えて反応管入口から供給し(1,2−ジクロロプロパン供給速度:0.002mol/h、GHSV=46)、反応圧力0.1MPaにて反応を開始した。 Then, 1,2-dichloropropane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is charged into a gas absorption bottle and cooled to 0 ° C., and then nitrogen gas is supplied to the gas absorption bottle at a rate of 50 ml / min. Is supplied from the reaction tube inlet in place of the supply nitrogen gas at the time of temperature rise (1,2-diethylene). Chloropropane supply rate: 0.002 mol / h, GHSV = 46), and the reaction was started at a reaction pressure of 0.1 MPa.
反応開始後、触媒層の温度を500℃±2℃に維持し、反応開始から90分経過した時点で、反応器出口ガスを30%KI水に吸収させ、未吸収ガスについて、TCD検出器を有するガスクロマトグラフィーにて分析し、各生成物を定量した。一旦サンプリングを終了した後、次いで、10%苛性ソーダ、四塩化炭素、四塩化炭素に接いだ3段トラップにて、ハロゲン化プロパン類を吸収し、1段目10%苛性ソーダは四塩化炭素による抽出液、2段目、3段目はそのまま吸収液をFID検出器を有するガスクロマトグラフィーにて分析し、ハロゲン化プロパン類を定量した。結果を表13に示す。 After the start of the reaction, the temperature of the catalyst layer is maintained at 500 ° C. ± 2 ° C. When 90 minutes have elapsed from the start of the reaction, the reactor outlet gas is absorbed in 30% KI water, Each product was quantified by analysis by gas chromatography. Once sampling is completed, 10% caustic soda, carbon tetrachloride, and carbon tetrachloride are absorbed in a 3-stage trap in contact with 10% caustic soda, carbon tetrachloride, and carbon tetrachloride. The first 10% caustic soda is extracted with carbon tetrachloride. In the liquid, the second stage, and the third stage, the absorption liquid was directly analyzed by gas chromatography having an FID detector to quantify the halogenated propanes. The results are shown in Table 13.
ここで、1,2−ジクロロプロパンの転化率(%)は、以下の式(IV)を用いて算出した。
1,2−ジクロロプロパンの転化率(%)=[(e−f)/e]×100 (IV)
e:1,2−ジクロロプロパンの供給速度(mol/h)
f:反応管出口ガスにおける1,2−ジクロロプロパン流量(mol/h)
なお、1,2−ジクロロプロパンの供給速度は供給開始から終了までのガス吸収ビンの重量変化から計算した。
Here, the conversion rate (%) of 1,2-dichloropropane was calculated using the following formula (IV).
Conversion of 1,2-dichloropropane (%) = [(e−f) / e] × 100 (IV)
e: Feed rate of 1,2-dichloropropane (mol / h)
f: 1,2-dichloropropane flow rate (mol / h) in the reaction tube outlet gas
The supply rate of 1,2-dichloropropane was calculated from the change in the weight of the gas absorption bottle from the start to the end of supply.
また、各生成物の選択率(%)は、以下の式(V)を用いて算出した。
各生成物の選択率(%)=〔各生成物の生成速度(mol/h)÷全生成物の合計生成速度(mol/h)〕×100 (V)
ここで、生成物とは、メチルアセチレン;プロパジエン;プロピレン;1−クロロ−1−プロペン、2−クロロ−1−プロペンおよび3−クロロ−1−プロペンからなるクロロプロペン類;および1−クロロプロパンおよび2−クロロプロパンからなるクロロプロパン類をいう。
Moreover, the selectivity (%) of each product was calculated using the following formula (V).
Selectivity of each product (%) = [Production rate of each product (mol / h) ÷ Total production rate of all products (mol / h)] × 100 (V)
Here, the product means methylacetylene; propadiene; propylene; chloropropenes composed of 1-chloro-1-propene, 2-chloro-1-propene and 3-chloro-1-propene; and 1-chloropropane and 2 -Refers to chloropropanes composed of chloropropane.
実施例39.
(触媒の製造)
担体にチタニア球(1.0〜2.0mm球)〔堺化学社製、SC300S−12〕
を用いた。担体10.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕0.79gを純水4.24gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。
Example 39.
(Manufacture of catalyst)
Titania sphere (1.0-2.0 mm sphere) [manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., SC300S-12]
Was used. 10.0 g of a carrier was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.79 g of manganese chloride tetrahydrate (“MnCl 2 .4H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 4.24 g of pure water, Air-dried at ~ 30 ° C for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that the produced catalyst was used. The analysis results are shown in Table 13.
実施例40.
(触媒の製造)
担体にシリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア社製、Q−50〕を用いた。担体10.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕0.79gを純水9.56gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。
Example 40.
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7-4.0 mm spheres) [manufactured by Fuji Silysia, Q-50] were used as the carrier. 10.0 g of carrier was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.79 g of manganese chloride tetrahydrate (“MnCl 2 .4H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 9.56 g of pure water, Air-dried at ~ 30 ° C for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that the produced catalyst was used. The analysis results are shown in Table 13.
実施例41.
(触媒の製造)
担体に活性炭(顆粒状)〔日本エンバイロケミカルズ社製、WH2C〕を用いた。担体10.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕0.79gを純水5.02gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、窒素流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成し塩化マンガン担持活性炭触媒を得た。
Example 41.
(Manufacture of catalyst)
Activated carbon (granular) [manufactured by Nippon Enviro Chemicals, WH2C] was used as a carrier. 10.0 g of a carrier is impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.79 g of manganese chloride tetrahydrate (“MnCl 2 .4H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 5.02 g of pure water, Air-dried at ~ 30 ° C for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under a nitrogen flow, then held at the same temperature for 2 hours and calcined to obtain a manganese chloride-supported activated carbon catalyst.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that the produced catalyst was used. The analysis results are shown in Table 13.
実施例42.
(触媒の製造)
アルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕を、室温から800℃まで2.2時間かけて昇温した後、同温度に3時間保持して焼成し、γアルミナ触媒を得た。
Example 42.
(Manufacture of catalyst)
Alumina spheres (2.0-4.0 mm spheres) (GO-24 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) were heated from room temperature to 800 ° C. over 2.2 hours, then held at the same temperature for 3 hours and fired. A γ alumina catalyst was obtained.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that the produced catalyst was used. The analysis results are shown in Table 13.
実施例43.
(脱塩化水素反応)
触媒にチタニア球(1.0〜2.0mm球)〔堺化学社製、SC300S−12〕を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
Example 43.
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that titania spheres (1.0 to 2.0 mm spheres) [manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd., SC300S-12] were used as the catalyst. The analysis results are shown in Table 13.
実施例44.
(触媒の製造)
担体にアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕を用いた。担体を800℃で焼成せず、担体10.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕0.78gを純水10.6gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。
Example 44.
(Manufacture of catalyst)
Alumina spheres (2.0-4.0 mm spheres) [manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., GO-24] were used as the carrier. Without baking the carrier at 800 ° C., 0.78 g of manganese chloride tetrahydrate (“MnCl 2 .4H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 10.0 g of the carrier in 10.6 g of pure water. The aqueous solution prepared above was impregnated and air-dried at 20 to 30 ° C. for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that the produced catalyst was used. The analysis results are shown in Table 13.
実施例45.
(触媒の製造)
担体にアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕を用いた。その担体10.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕4.28gを純水9.8gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。
Example 45.
(Manufacture of catalyst)
Alumina spheres (2.0-4.0 mm spheres) [manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., GO-24] were used as the carrier. 10.0 g of the carrier was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 4.28 g of manganese chloride tetrahydrate (“MnCl 2 .4H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 9.8 g of pure water, It air-dried at 20-30 degreeC for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用い、触媒充填量を0.2g(GHSV=230)とした以外は、実施例38と同様の方法で反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 38, except that the catalyst produced above was used and the catalyst filling amount was 0.2 g (GHSV = 230). The analysis results are shown in Table 13.
実施例46.
(脱塩化水素反応)
実施例38で製造した触媒を用い、触媒充填量を0.2g(GHSV=230)とした以外は、実施例38と同様の方法で反応を行った。分析結果を表13に示す。
Example 46.
(Dehydrochlorination reaction)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 38 except that the catalyst produced in Example 38 was used and the catalyst filling amount was 0.2 g (GHSV = 230). The analysis results are shown in Table 13.
実施例47.
(触媒の製造)
担体にアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕を用いた。その担体10.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕0.18gを純水7.1gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。
Example 47.
(Manufacture of catalyst)
Alumina spheres (2.0-4.0 mm spheres) [manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., GO-24] were used as the carrier. 10.0 g of the carrier was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.18 g of manganese chloride tetrahydrate (“MnCl 2 .4H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 7.1 g of pure water, It air-dried at 20-30 degreeC for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用い、触媒充填量を0.2g(GHSV=230)とした以外は、実施例38と同様の方法で反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 38, except that the catalyst produced above was used and the catalyst filling amount was 0.2 g (GHSV = 230). The analysis results are shown in Table 13.
実施例48.
(触媒の製造)
担体にアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕を用いた。その担体10.0gに、塩化マンガン4水和物〔和光純薬工業社製の「MnCl2・4H2O」〕0.036gを純水8.1gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。
Example 48.
(Manufacture of catalyst)
Alumina spheres (2.0-4.0 mm spheres) [manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., GO-24] were used as the carrier. 10.0 g of the carrier was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.036 g of manganese chloride tetrahydrate (“MnCl 2 .4H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 8.1 g of pure water, It air-dried at 20-30 degreeC for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用い、触媒充填量を0.2g(GHSV=230)とした以外は、実施例38と同様の方法で反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 38, except that the catalyst produced above was used and the catalyst filling amount was 0.2 g (GHSV = 230). The analysis results are shown in Table 13.
実施例49.
(触媒充填)
外径4mmの温度計鞘管が設けられた内径14mmの石英製の反応管の下部に石英ウールを仕切り剤として充填し、ついでアルミナ球(2.0〜4.0mm球)〔住友化学社製、GO−24〕0.2gを反応管上部より充填した。
Example 49.
(Catalyst filling)
A quartz reaction tube with an inner diameter of 14 mm provided with a thermometer sheath tube with an outer diameter of 4 mm is filled with quartz wool as a partitioning agent, and then alumina spheres (2.0 to 4.0 mm spheres) [Sumitomo Chemical Co., Ltd. , GO-24] 0.2 g was charged from the top of the reaction tube.
(脱塩化水素反応)
充填済みの反応器を電気炉で加熱し、反応管入口から窒素ガスを50ml/分の速度で反応管内に供給しながら、反応管を昇温した。
(Dehydrochlorination reaction)
The filled reactor was heated in an electric furnace, and the temperature of the reaction tube was increased while supplying nitrogen gas from the reaction tube inlet at a rate of 50 ml / min.
そして、1−クロロ−1−プロペン(東京化成社製)をガス吸収ビンに仕込み、0℃に冷却した後、該ガス吸収ビンに50ml/分の速度で窒素ガスを供給して、窒素ガスを1−クロロ−1−プロペンに流通させることにより得られる1−クロロ−1−プロペンを同伴させた窒素ガスを、昇温時の供給窒素ガスに代えて反応管入口から供給し(1−クロロ−1−プロペン供給速度:0.041mol/h、GHSV=914)、反応圧力0.1MPaにて反応を開始した。 Then, 1-chloro-1-propene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is charged into a gas absorption bottle and cooled to 0 ° C., and then nitrogen gas is supplied to the gas absorption bottle at a rate of 50 ml / min. Nitrogen gas entrained with 1-chloro-1-propene obtained by flowing through 1-chloro-1-propene is supplied from the reaction tube inlet instead of the supply nitrogen gas at the time of temperature rise (1-chloro- 1-propene supply rate: 0.041 mol / h, GHSV = 914), reaction was started at a reaction pressure of 0.1 MPa.
反応開始後、触媒層の温度を500℃±2℃に維持し、反応開始から90分経過した時点で、反応器出口ガスを30%KI水に吸収させ、未吸収ガスについて、TCD検出器を有するガスクロマトグラフィーにて分析し、各生成物を定量した。一旦サンプリングを終了した後、次いで、10%苛性ソーダ、四塩化炭素、四塩化炭素に接いだ3段トラップにて、ハロゲン化プロパン類を吸収し、1段目10%苛性ソーダは四塩化炭素による抽出液、2段目、3段目はそのまま吸収液をFID検出器を有するガスクロマトグラフィーにて分析し、ハロゲン化プロパン類を定量した。結果を表14に示す。 After the start of the reaction, the temperature of the catalyst layer is maintained at 500 ° C. ± 2 ° C. When 90 minutes have elapsed from the start of the reaction, the reactor outlet gas is absorbed in 30% KI water, Each product was quantified by analysis by gas chromatography. Once sampling is completed, 10% caustic soda, carbon tetrachloride, and carbon tetrachloride are absorbed in a 3-stage trap in contact with 10% caustic soda, carbon tetrachloride, and carbon tetrachloride. The first 10% caustic soda is extracted with carbon tetrachloride. In the liquid, the second stage, and the third stage, the absorption liquid was directly analyzed by gas chromatography having an FID detector to quantify the halogenated propanes. The results are shown in Table 14.
ここで、1−クロロ−1−プロペンの転化率(%)は、以下の式(VI)を用いて算出した。
1−クロロ−1−プロペンの転化率(%)=[i/j]×100 (VI)
i:1−クロロ−1−プロペンの供給速度(mol/h)
j:全生成物の合計生成速度(mol/h)
Here, the conversion rate (%) of 1-chloro-1-propene was calculated using the following formula (VI).
Conversion of 1-chloro-1-propene (%) = [i / j] × 100 (VI)
i: Feed rate of 1-chloro-1-propene (mol / h)
j: Total production rate of all products (mol / h)
また、各生成物の選択率(%)は、以下の式(VII)を用いて算出した。
各生成物の選択率(%)=〔各生成物の生成速度(mol/h)÷全生成物の合計生成速度(mol/h)〕×100 (VII)
ここで、生成物とは、メチルアセチレン;プロパジエン;プロピレン;2−クロロ−1−プロペンおよび3−クロロ−1−プロペンからなるクロロプロペン類;および1−クロロプロパンおよび2−クロロプロパンからなるクロロプロパン類をいう。
Moreover, the selectivity (%) of each product was calculated using the following formula (VII).
Selectivity of each product (%) = [Production rate of each product (mol / h) ÷ Total production rate of all products (mol / h)] × 100 (VII)
Here, the product refers to methylacetylene; propadiene; propylene; chloropropenes composed of 2-chloro-1-propene and 3-chloro-1-propene; and chloropropanes composed of 1-chloropropane and 2-chloropropane. .
比較例1.
(触媒の製造)
担体に活性炭(顆粒状)〔日本エンバイロケミカルズ社製、WH2C〕を用いた。担体30.0gを、硫酸鉄7水和物〔和光純薬工業社製の「FeSO4・7H2O」〕22.40gと純水500mlに溶解して調製した水溶液中に投入し、尿素14.65gを溶解させ活性炭上に硫酸鉄の加水分解物である水酸化鉄を沈殿担持した。得られた固体を、ろ過、純水洗浄後、乾燥させた。乾燥したものを窒素流通下、室温から500℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成し酸化鉄担持活性炭触媒を得た。
Comparative Example 1
(Manufacture of catalyst)
Activated carbon (granular) [manufactured by Nippon Enviro Chemicals, WH2C] was used as a carrier. 30.0 g of the carrier was put into an aqueous solution prepared by dissolving 22.40 g of iron sulfate heptahydrate [“FeSO 4 · 7H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] and 500 ml of pure water. .65 g was dissolved, and iron hydroxide, which is a hydrolyzate of iron sulfate, was precipitated and supported on activated carbon. The obtained solid was dried after filtration and washing with pure water. The dried product was heated from room temperature to 500 ° C. over 1.1 hours under a nitrogen flow, then held at the same temperature for 2 hours and calcined to obtain an iron oxide-supported activated carbon catalyst.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that the produced catalyst was used. The analysis results are shown in Table 13.
比較例2.
(触媒の製造)
担体に活性炭(顆粒状)〔日本エンバイロケミカルズ社製、WH2C〕を用いた。担体10.0gを、塩化鉄6水和物〔和光純薬工業社製の「FeCl3・6H2O」〕1.08gと純水5.22gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、窒素流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成し塩化鉄担持活性炭触媒を得た。
Comparative Example 2
(Manufacture of catalyst)
Activated carbon (granular) [manufactured by Nippon Enviro Chemicals, WH2C] was used as a carrier. 10.0 g of the carrier was impregnated with 1.08 g of iron chloride hexahydrate (“FeCl 3 · 6H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 5.22 g of pure water and impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 20 g Air-dried at ~ 30 ° C for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under nitrogen flow, and then calcined by holding at the same temperature for 2 hours to obtain an iron chloride-supported activated carbon catalyst.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用いた以外は、実施例38と同様の方法で媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The medium was charged and reacted in the same manner as in Example 38 except that the produced catalyst was used. The analysis results are shown in Table 13.
比較例3.
(触媒の製造)
担体にシリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア社製、Q−50〕を用いた。担体10.0gに、塩化ニッケル6水和物〔和光純薬工業社製の「NiCl2・6H2O」〕0.95gを純水9.57gに溶解して調製した水溶液を含浸させ、20〜30℃で15時間以上風乾した。得られた固体を、空気流通下、室温から400℃まで1.1時間かけて昇温した後、同温度で2時間保持して焼成した。
Comparative Example 3
(Manufacture of catalyst)
Silica spheres (1.7-4.0 mm spheres) [manufactured by Fuji Silysia, Q-50] were used as the carrier. 10.0 g of carrier was impregnated with an aqueous solution prepared by dissolving 0.95 g of nickel chloride hexahydrate (“NiCl 2 .6H 2 O” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 9.57 g of pure water, Air-dried at ~ 30 ° C for 15 hours or more. The obtained solid was heated from room temperature to 400 ° C. over 1.1 hours under air flow, and then calcined by maintaining at the same temperature for 2 hours.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that the produced catalyst was used. The analysis results are shown in Table 13.
比較例4.
(脱塩化水素反応)
触媒にシリカ球(1.7〜4.0mm球)〔富士シリシア社製、Q−50〕を用いた以外は、実施例38と同様の方法で触媒の充填および反応を行った。分析結果を表13に示す。
Comparative Example 4
(Dehydrochlorination reaction)
The catalyst was charged and reacted in the same manner as in Example 38, except that silica spheres (1.7 to 4.0 mm spheres) (Fuji Silysia, Q-50) were used as the catalyst. The analysis results are shown in Table 13.
比較例5.
(触媒の製造)
酸化クロム(アルドリッチ社製、Cr2O3、ナノパウダー)を油圧式ジャッキでプレスし、粒度を1〜2mmメッシュに揃えた。
Comparative Example 5
(Manufacture of catalyst)
Chromium oxide (manufactured by Aldrich, Cr 2 O 3 , nanopowder) was pressed with a hydraulic jack, and the particle size was adjusted to 1 to 2 mm mesh.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用い、触媒充填量を0.2gとした以外は、実施例38と同様の方法で反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 38, except that the above prepared catalyst was used and the catalyst filling amount was 0.2 g. The analysis results are shown in Table 13.
比較例6.
(触媒の製造)
酸化ニオブ(Nb2O3)を油圧式ジャッキでプレスし、粒度を1〜2mmメッシュに揃えた。
Comparative Example 6
(Manufacture of catalyst)
Niobium oxide (Nb 2 O 3 ) was pressed with a hydraulic jack, and the particle size was adjusted to 1 to 2 mm mesh.
(脱塩化水素反応)
上記の製造した触媒を用い、触媒充填量を0.2gとした以外は、実施例38と同様の方法で反応を行った。分析結果を表13に示す。
(Dehydrochlorination reaction)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 38, except that the above prepared catalyst was used and the catalyst filling amount was 0.2 g. The analysis results are shown in Table 13.
表13中、略号の1,2−DCPは1,2−ジクロロプロパンを、MAはメチルアセチレンを、PDはプロパジエンを、C3’はプロピレンを、CP’は1−クロロ−1−プロペン、2−クロロ−1−プロペンおよび3−クロロ−1−プロペンからなるクロロプロペン類を、CPは1−クロロプロパンおよび2−クロロプロパンからなるクロロプロパン類を表す。
In Table 13, the
表13に示すように、ジクロロプロパンの転化率としては、すべての実施例および比較例で、概ね90%を越える高い値が得られた。比較例1から3では、プロピレンの選択率が90%以上であるのに対し、メチルアセチレンの選択率は1.9%以下、プロパジエンの選択率は0.5%以下であった。また、比較例4ではクロロプロペン類の選択率が高く、メチルアセチレンとプロパジエンの選択率は0.1%であった。これに対し、実施例38から48は、メチルアセチレンの選択率は2.0%以上、プロパジエンの選択率は0.5%以上であり、比較例に比し高い選択率が得られた。特に、触媒にMnO2を用いアルミナに担持させた実施例38および実施例44並びにアルミナを触媒に用いた実施例42では、メチルアセチレンの選択率が約20%、プロパジエンの選択率が約6%となり、比較例1の従来の酸化鉄担持活性炭触媒に比し非常に高い選択率が得られた。 As shown in Table 13, as the conversion rate of dichloropropane, high values exceeding about 90% were obtained in all Examples and Comparative Examples. In Comparative Examples 1 to 3, the selectivity for propylene was 90% or more, while the selectivity for methylacetylene was 1.9% or less, and the selectivity for propadiene was 0.5% or less. In Comparative Example 4, the selectivity for chloropropenes was high, and the selectivity for methylacetylene and propadiene was 0.1%. On the other hand, in Examples 38 to 48, the selectivity of methylacetylene was 2.0% or more and the selectivity of propadiene was 0.5% or more, and a high selectivity was obtained as compared with the comparative example. In particular, in Examples 38 and 44 in which MnO 2 was used as a catalyst and supported on alumina, and Example 42 in which alumina was used as a catalyst, the selectivity for methylacetylene was about 20% and the selectivity for propadiene was about 6%. Thus, a very high selectivity was obtained as compared with the conventional iron oxide-supported activated carbon catalyst of Comparative Example 1.
また、6族金属の酸化物Cr2O3や5族金属の酸化物Nb2O3を触媒に用いた場合には、メチルアセチレンやプロパジエンは検出されなかった。
Further, when a group 6 metal oxide Cr 2 O 3 or a
表14中、略号の1CP’は1−クロロ−1−プロペンを、MAはメチルアセチレンを、PDはプロパジエンを、C3’はプロピレンを、CP’は2−クロロ−1−プロペンおよび3−クロロ−1−プロペンからなるクロロプロペン類を、CPは1−クロロプロパンおよび2−クロロプロパンからなるクロロプロパン類を表す。 In Table 14, the abbreviation 1CP ′ is 1-chloro-1-propene, MA is methylacetylene, PD is propadiene, C3 ′ is propylene, CP ′ is 2-chloro-1-propene and 3-chloro- CP represents chloropropenes composed of 1-propene, and CP represents chloropropanes composed of 1-chloropropane and 2-chloropropane.
表14に示すように、原料に1−クロロ−1−プロペン、触媒にアルミナのみを用いた場合に、メチルアセチレンとプロパジエンが生成し、特にメチルアセチレンについては19.3%という高い選択率が得られた。 As shown in Table 14, when 1-chloro-1-propene is used as the raw material and only alumina is used as the catalyst, methylacetylene and propadiene are produced, and particularly high selectivity of 19.3% is obtained for methylacetylene. It was.
以上の通り、本発明によれば、ハロゲン化工程により、プロパンおよび/またはプロピレンからハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンを高収率で製造することができる。また、脱ハロゲン化水素工程では、ハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンからメチルアセチレンおよびプロパジエンを高収率で製造することができる。 As described above, according to the present invention, a halogenated propane and / or a halogenated propene can be produced from propane and / or propylene in a high yield by a halogenation step. In the dehydrohalogenation step, methylacetylene and propadiene can be produced in high yield from halogenated propane and / or halogenated propene.
本発明は、プロパンおよび/またはプロピレンから、メチルアセチレンおよびプロパジエンを高収率で製造できるので、メチルアセチレンおよびプロパジエンの工業的な製造方法として有用である。 The present invention is useful as an industrial process for producing methylacetylene and propadiene because methylacetylene and propadiene can be produced from propane and / or propylene in high yield.
1 プロパンおよび/またはプロピレンを含むガス、2 ハロゲン化水素を含むガス、3 酸素を含むガス、4 オキシハロゲン化反応装置、5 第1精製装置、6 脱ハロゲン化水素反応装置、7 第2精製装置、8 ハロゲン化水素放散装置、9 水添反応装置、10 オキシハロゲン化反応装置からの反応ガス、11 ハロゲン化プロパン類およびハロゲン化プロペン類を主成分とするガス、12 脱ハロゲン化水素反応装置からの反応ガス、13 メチルアセチレンおよびプロパジエンを主成分とするガス、14 重質分、15 軽沸分、16 モノハロゲン化プロピンおよびジハロゲン化プロペンを主成分とするガス、17 未反応ハロゲン化水素水、18 水、19 ハロゲン化水素、20 プロパンおよび/またはプロピレン並びにハロゲン化水素を主成分とするガス、21 軽沸分残部、22 水素、23 モノハロゲン化プロペンおよびジハロゲン化プロパンを主成分とするガス、31 プロパンおよび/またはプロピレンを含むガス、32 塩素分子を含むガス、34 ハロゲン化反応装置、35 第1精製装置、36 脱ハロゲン化水素反応装置、37 第2精製装置、38 ハロゲン化水素吸収放散装置、39 塩化水素酸化装置、40 塩素精製装置、41 ハロゲン化反応装置からの反応ガス、42 クロロプロパン類およびクロロプロペン類を主成分とするガス、43 脱ハロゲン化水素反応装置からの反応ガス、44メチルアセチレンおよびプロパジエンを主成分とするガス、45 重質分、46 塩化水素を主成分とするガス、47 塩化水素、48 塩素、49 精製された塩素、50 未反応酸素、51 酸素、52 モノクロロプロペンおよびジクロロプロパンを主成分とするガス、53 第1精製装置から回収した塩酸水、54 軽沸分、55 水、56 塩酸水。 1 Gas containing propane and / or propylene, 2 Gas containing hydrogen halide, 3 Gas containing oxygen, 4 Oxyhalogenation reaction apparatus, 5 First purification apparatus, 6 Dehydrohalogenation reaction apparatus, 7 Second purification apparatus , 8 Hydrogen halide diffusion apparatus, 9 Hydrogenation reaction apparatus, 10 Reactive gas from oxyhalogenation reaction apparatus, 11 Gas mainly composed of halogenated propanes and halogenated propenes, 12 From dehydrohalogenation reaction apparatus Reaction gas, 13 gas mainly composed of methylacetylene and propadiene, 14 heavy component, 15 light boiling component, 16 gas composed mainly of monohalogenated propyne and dihalogenated propene, 17 unreacted hydrogen halide water, 18 water, 19 hydrogen halide, 20 propane and / or propylene and halogen Gas mainly containing hydrogen halide, 21 Light-boiling residue, 22 Hydrogen, 23 Gas mainly containing monohalogenated propene and dihalogenated propane, 31 Gas containing propane and / or propylene, Gas containing 32 chlorine molecules 34 Halogenation reaction device, 35 First purification device, 36 Dehydrohalogenation reaction device, 37 Second purification device, 38 Hydrogen halide absorption and emission device, 39 Hydrochloric acid oxidation device, 40 Chlorine purification device, 41 Halogenation reaction Reaction gas from the apparatus, gas mainly composed of 42 chloropropanes and chloropropenes, 43 Reaction gas from the dehydrohalogenation reactor, gas mainly composed of 44 methylacetylene and propadiene, 45 heavy fraction, 46 Gas mainly composed of hydrogen chloride, 47 hydrogen chloride, 48 chlorine, 49 Chlorine, 50 unreacted oxygen, 51 oxygen, 52 Gas mainly composed of monochloropropene and dichloropropane, 53 Hydrochloric acid recovered from the first purifier, 54 Light boiling point, 55 Water, 56 Hydrochloric acid.
Claims (8)
第4族金属の化合物を含む触媒、第7族金属および/または該金属の化合物を含む触媒、および第13族金属の化合物を含む触媒からなる群から選択された少なくとも1種の触媒の存在下、脱ハロゲン化水素反応により、上記ハロゲン化工程で得られたハロゲン化プロパンおよび/またはハロゲン化プロペンからメチルアセチレンおよびプロパジエンを製造する脱ハロゲン化水素工程とを含むメチルアセチレンおよびプロパジエンの製造方法。 Reacting propane and / or propylene with hydrogen halide and oxygen in the presence of a catalyst comprising at least one selected from the group consisting of Group 7 metals, Group 8 metals, Group 11 metals and compounds of these metals Or reacting with a halogen molecule to produce a halogenated propane and / or a halogenated propene,
In the presence of at least one catalyst selected from the group consisting of a catalyst comprising a Group 4 metal compound, a Group 7 metal and / or a catalyst comprising the metal compound, and a catalyst comprising a Group 13 metal compound. A process for producing methylacetylene and propadiene, which comprises a dehydrohalogenation process for producing methylacetylene and propadiene from the halogenated propane and / or halogenated propene obtained in the halogenation process by a dehydrohalogenation reaction.
ハロゲン化物精製工程で分離したハロゲン化水素、酸素、プロパンおよび/またはプロピレンをハロゲン化工程に戻すリサイクル工程とを含む請求項1記載の製造方法。 A halide purification step for separating hydrogen halide, oxygen, propane and / or propylene from the gas obtained in the halogenation step;
The manufacturing method of Claim 1 including the recycling process which returns the hydrogen halide, oxygen, propane, and / or propylene isolate | separated at the halide refinement | purification process to a halogenation process.
メチルアセチレンおよびプロパジエン精製工程で分離したプロパンおよび/またはプロピレン並びにハロゲン化水素をハロゲン化工程に戻すリサイクル工程とを含む請求項1記載の製造方法。 A methylacetylene and propadiene purification step for separating propane and / or propylene and hydrogen halide from the gas obtained in the dehydrohalogenation step;
The process according to claim 1, further comprising a recycling step of returning the propane and / or propylene and the hydrogen halide separated in the methylacetylene and propadiene purification step to the halogenation step.
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