JP2017538757A - 両末端封止エチレングリコールエーテルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
反応温度が50〜300℃であり、反応圧力が0.1〜15MPaであり、
前記原料においてエチレングリコールモノエーテルの重量空間速度が0.01〜15.0h−1であり、
前記原料において一価アルコールエーテルとエチレングリコールモノエーテルとのモル比が、一価アルコールエーテル:エチレングリコールモノエーテル=1:1〜100:1であることを特徴とする。
R1-O-CH2-CH2-OH 「式I」
前記一価アルコールエーテルが、式IIで示される構造式を有する化合物から選出した少なくとも1つであり、
R2-O-R2 「式II」
前記両末端封止エチレングリコールエーテルが、式IIIで示される構造式を有する化合物から選出した少なくとも1つである。
R1-O-CH2-CH2-O-R2 「式III」
[式中、R1は、炭素数1〜20のアルキル基から選出した1つであり、R2は、炭素数1〜20のアルキル基から選出した1つである。ここで、R1とR2は同一であるか、異なる。]
R1-O-CH2-CH2-OH+R2-O-R2=R1-O-CH2-CH2-O-R2+R2-OH 「式IV」
a) 本発明が提供する方法は、酸性分子篩触媒を用い、シングルパス寿命が長く、繰 り返し再生して再利用できるメリットを有する。
b) 本発明が提供する方法は、従来技術と比べて、目標生成物の收率、選出率のいず れも明らかに向上している。
c) 本発明が提供する方法は、生成物において水の生成がなく、生成物の精留純化を 大幅に簡単化し、エネルギー消耗を節約している。
d) 本発明が提供する方法は、副生物は主に経済的価値が非常に高い両末端封止ジエ チレングリコールエーテル、ジエチレングリコールモノエーテル及びエチレング リコールであり、経済的価値が低い1,4−ジオキサンなどの副生物が非常に少 ないため、高い経済性を有する。
e) 本発明が提供する方法は、投資規模範囲が広く、中小企業の小投資や小規模生産 に適用可能であり、その応用が柔軟である。
特に説明がない限り、実施例における原料と触媒がいずれも商業ルートにより購入されるものである。
実施例における分析方法及び転化率、選出率は下記のように算出される。
シリカアルミナ比(Si:Al)=45:1である水素型MCM−22分子篩触媒50gを、マッフル炉の空気雰囲気下で550℃で5時間焼成し、その中の一部の粉末試料を20〜40メッシュとなるように圧延、粉砕し、活性測定のために用いる。該水素型MCM−22分子篩触媒試料を10g秤り取り、内径8.5mmのステンレス反応管内に入れて、常圧、550℃で窒素ガスを用いて4時間活性化させ、その後、反応温度(Tと略記)=50℃に降温し、導入する原料のモル比をCH3OCH3:CH3OCH2CH2OH=1:1、反応圧力(Pと略記)=0.1MPa、原料中のエチレングリコールモノエーテルの重量空間速度(WHSVと略記)=0.01h−1にし、キャリアガスがなく、ガスクロマトグラフィーィーを用いて生成物を分析し、反応安定後、エチレングリコールモノエーテルの転化率及び生成物の選択性を算出し、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における反応条件をT=90℃、P=0.9MPa、導入する原料のモル比をCH3CH2OCH3CH2:CH3CH2OCH2CH2OH=2:1、WHSV=0.5h−1、キャリアガスである窒素ガスの体積空間速度(GHSVと略記)=100h−1に変更し、その他の実験ステップが実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型フェリエライト分子篩、Si:Al=15:1、T=300℃、P=15MPa、導入する原料のモル比をCH3OCH3:CH3OCH2CH2OH=100:1、WHSV=15h−1、キャリアガスを窒素ガス、GHSV=10,000h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型フェリエライト分子篩、Si:Al=15:1、T=250℃、P=10MPa、導入する原料のモル比がCH3CH2CH2OCH2CH2CH3:CH3CH2CH2OCH2CH2OH=50:1、WHSV=10h−1、キャリアガスをアルゴンガス、GHSV=5000h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型ZSM−5分子篩、Si:Al=140:1、T=100℃、P=3.5MPa、導入する原料のモル比をCH3OCH3:CH3OCH2CH2OH=1:1、WHSV=0.5h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型ZSM−5分子篩、Si:Al=140:1、T=150℃、P=5MPa、導入する原料のモル比を(CH3)2CHOCH(CH3)2:(CH3)2CHOCH2CH2OH=3:1、WHSV=2.5h−1、キャリアガスを窒素ガス、GHSV=1,000h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型モルデナイト分子篩、Si:Al=4:1、T=200℃、P=8MPa、導入する原料のモル比をCH3OCH3:CH3OCH2CH2OH=5:1、WHSV=5h−1、キャリアガスをヘリウムガス、GHSV=2000h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型モルデナイト分子篩、Si:Al=4:1、T=180℃、P=7MPa、導入する原料のモル比をCH3(CH2)3O(CH2)3CH3:CH3(CH2)3OCH2CH2OH=4:1、WHSV=4 h−1、キャリアガスをヘリウムガス、GHSV=1500h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型Y分子篩、Si:Al=25:1、T=130℃、P=5MPa、導入する原料のモル比をCH3OCH3:CH3OCH2CH2OH=2:1、WHSV=2h−1、キャリアガスがないように変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型Y分子篩、Si:Al=25:1、T=140℃、P=6MPa、導入する原料のモル比をCH3CH2OCH2CH3:CH3CH2OCH2CH2OH=2.5:1、WHSV=2.5h−1、キャリアガスを窒素ガス、GHSV=500h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型Beta分子篩、Si:Al=20:1、T=230℃、P=2MPa、導入する原料のモル比をCH3OCH3:CH3OCH2CH2OH=15:1、WHSV=9h−1、キャリアガスを窒素ガス、GHSV=3000h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
実施例1における触媒を水素型Beta分子篩、Si:Al=20:1、T=220℃、P=3MPa、導入する原料のモル比をCH3CH2OCH2CH3:CH3CH2OCH2CH2OH=25:1、WHSV=6h−1、キャリアガスを窒素ガス、GHSV=1,000h−1に変更し、その他の実験ステップは実施例1と同様であり、反応条件及び結果が表1に示されている。
デュポン社から購入されたパーフルオロスルホン酸樹脂(Nafion−H)50gを熱風乾燥機中、空気雰囲気下で105℃で12時間乾燥させ、冷却後、10gを取って内径8.5mmのステンレス反応管内に入れて、活性測定のために用い、常圧、100℃で窒素ガスを用いて1時間活性化させ、その後、反応温度(T)=130℃、導入する原料のモル比をCH3OCH3:CH3OCH2CH2OH=2:1、反応圧力(P)=5MPa、メチラールの重量空間速度(WHSV)=2h−1にし、キャリアガスがなく、ガスクロマトグラフィーィーを用いて生成物を分析し、反応安定後、エチレングリコールモノエーテルの転化率及び生成物の選択性を算出し、反応条件及び結果が表2に示されている。
比較例1における反応条件を、T=140℃、P=6MPa、導入する原料のモル比をCH3CH2OCH2CH3:CH3CH2OCH2CH2OH=2.5:1、WHSV=2.5h−1、キャリアガスを窒素ガス、GHSV=500h−1に変更し、その他の実験ステップは比較例1と同様であり、反応条件及び結果が表2に示されている。
比較例1における触媒をローム・アンド・ハース社から購入されたスルホン化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体(Amberlyst−15)樹脂に変更し、その他の実験ステップは比較例1と同様であり、反応条件及び結果が表2に示されている。
比較例2における触媒をローム・アンド・ハース社から購入されたスルホン化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体(Amberlyst−15)に変更し、その他の実験ステップは比較例2と同様であり、反応条件及び結果が表2に示されている。
比較例1における触媒を丹東明珠特種樹脂有限公司から購入されたスルホン化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体強酸性カチオン交換樹脂(D005)に変更し、その他の実験ステップは比較例1と同様であり、反応条件及び結果が表2に示されている。
比較例2における触媒を丹東明珠特種樹脂有限公司から購入されたスルホン化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体強酸性カチオン交換樹脂(D005)に変更し、その他の実験ステップは比較例2と同様であり、反応条件及び結果が表2に示されている。
実施例1、3、5、7、9、11におけるシングルパス反応失活した後の触媒をそれぞれ取り出して再生させ、再生条件がいずれも空気雰囲気下で550℃で4時間焼成することであり、再生後の触媒をそれぞれ元の実施例の反応条件に従って繰り返して反応させた。反応結果が表3に示されている。
Claims (10)
- 両末端封止エチレングリコールエーテルの製造方法であって、
エチレングリコールモノエーテルと一価アルコールエーテルとを含有する原料を反応器に導入して、酸性分子篩を含有する触媒と接触させて反応させ、両末端封止エチレングリコールエーテルを製造し、
反応温度が50〜300℃であり、反応圧力が0.1〜15MPaであり、
前記原料においてエチレングリコールモノエーテルの重量空間速度が0.01〜15.0h−1であり、
前記原料において一価アルコールエーテルとエチレングリコールモノエーテルとのモル比が、一価アルコールエーテル:エチレングリコールモノエーテル=1:1〜100:1である、方法。 - 前記エチレングリコールモノエーテルが、式Iで示される構造式を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1つであり、
R1-O-CH2-CH2-OH 式I;
前記一価アルコールエーテルが、式IIで示される構造式を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1つであり、
R2-O-R2 式II;
前記両末端封止エチレングリコールエーテルが、式IIIで示される構造式を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1つである
R1-O-CH2-CH2-O-R2 式III;
[式中、R1は、炭素数1〜20のアルキル基からなる群より選択され、R2は、炭素数1〜20のアルキル基からなる群より選択される]、
請求項1に記載の方法。 - 前記R1は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、及びn−ブチル基からなる群より選択される1種であり、前記R2は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、及びn−ブチル基からなる群より選択される1種である、請求項2に記載の方法。
- 前記酸性分子篩は、構造種類がMWW、FER、MFI、MOR、FAU、及びBEAの分子篩からなる群より選択される1種又は2種以上である、請求項1に記載の方法。
- 前記酸性分子篩は、水素型MCM−22分子篩、水素型フェリエライト、水素型ZSM−5分子篩、水素型モルデナイト、水素型Yゼオライト、及び水素型Beta分子篩からなる群より選択される1種又は2種以上を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記酸性分子篩においてケイ素とアルミニウムとの原子比が、Si:Al=4:1〜140:1である、請求項1、4又は5に記載の方法。
- 前記反応温度が100〜200℃であり、前記反応圧力が3.5〜8MPaであり、
前記原料においてエチレングリコールモノエーテルの重量空間速度が0.5〜5.0h−1であり、
前記原料において一価アルコールエーテルとエチレングリコールモノエーテルとのモル比が、一価アルコールエーテル:エチレングリコールモノエーテル=1:1〜5:1である、請求項1に記載の方法。 - 前記原料がキャリアガスを含有し、前記キャリアガスの体積空間速度が0〜10,000h−1であり、前記キャリアガスが、窒素ガス、ヘリウムガス、及びアルゴンガスからなる群より選択される1種又は2種以上である、請求項1に記載の方法。
- 前記キャリアガスの体積空間速度が100〜2,000h−1である、請求項8に記載の方法。
- 前記反応器が1個又は複数個の固定床反応器を含む、請求項1に記載の方法。
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