JPH01279854A - メチル―t―ブチルエーテルの一段階合成方法 - Google Patents
メチル―t―ブチルエーテルの一段階合成方法Info
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- JPH01279854A JPH01279854A JP1059884A JP5988489A JPH01279854A JP H01279854 A JPH01279854 A JP H01279854A JP 1059884 A JP1059884 A JP 1059884A JP 5988489 A JP5988489 A JP 5988489A JP H01279854 A JPH01279854 A JP H01279854A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/188—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
- C07C41/01—Preparation of ethers
- C07C41/09—Preparation of ethers by dehydration of compounds containing hydroxy groups
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、好ましくは不活性担体上のへテロポリ酸を含
む触媒の存在下におけるt−ブタノールとメタノールと
の反応によるメチル−t−ブチルエーテルの改良された
製造方法に関する0本発明は、反応が一段階で起こり、
触媒が所望のエーテル生成物への優れた選択性を示し、
高レベルのt−ブタノール転化率が達成されるという点
で特に有利である。
む触媒の存在下におけるt−ブタノールとメタノールと
の反応によるメチル−t−ブチルエーテルの改良された
製造方法に関する0本発明は、反応が一段階で起こり、
触媒が所望のエーテル生成物への優れた選択性を示し、
高レベルのt−ブタノール転化率が達成されるという点
で特に有利である。
アルコールと他のアルコールとを反応させて所望の生成
物を生成させることによって、非対称エーテルをはじめ
とするエーテル類を製造することができることが当業者
に公知である。触媒及び/又は縮合剤を含む反応混合物
を分離し、更に処理して、所望の生成物を得ることがで
きる。かかる更なる処理としては、通常、−以上の蒸留
操作が挙げられる。
物を生成させることによって、非対称エーテルをはじめ
とするエーテル類を製造することができることが当業者
に公知である。触媒及び/又は縮合剤を含む反応混合物
を分離し、更に処理して、所望の生成物を得ることがで
きる。かかる更なる処理としては、通常、−以上の蒸留
操作が挙げられる。
メチル−t−ブチルエーテルは、高オクタンガソリンに
おける配合成分としての用途が高まっており、鉛及びマ
ンガンをベースとした現在のガソリン添加剤にとってか
わっている。現在において、メチル−t−ブチルエーテ
ル(MTBE)の商業的な製造方法は全て、陽イオン交
換樹脂を触媒として用いるイソブチレンとメタノールと
の液相反応(下式II照)に基づくものである(例えば
、hydrocarbon processing、
Oct、 1984゜p、 63 ;Oil and
Gas J、 Jan、 1,1979. p、76
; Chem。
おける配合成分としての用途が高まっており、鉛及びマ
ンガンをベースとした現在のガソリン添加剤にとってか
わっている。現在において、メチル−t−ブチルエーテ
ル(MTBE)の商業的な製造方法は全て、陽イオン交
換樹脂を触媒として用いるイソブチレンとメタノールと
の液相反応(下式II照)に基づくものである(例えば
、hydrocarbon processing、
Oct、 1984゜p、 63 ;Oil and
Gas J、 Jan、 1,1979. p、76
; Chem。
Economics Handbook−3RI、 S
ep、 1986. p、 543−705:Pを参照
)、MTBE合成において用いられている陽イオン交換
樹脂は、通常、スルホン酸官能基を有するものである(
J、 Tejero、 J、 Mol。
ep、 1986. p、 543−705:Pを参照
)、MTBE合成において用いられている陽イオン交換
樹脂は、通常、スルホン酸官能基を有するものである(
J、 Tejero、 J、 Mol。
Catal、、 42(1987)257; C,S
ubramamamら、 Can。
ubramamamら、 Can。
J、 Chem、 Eng、、 65(1987)61
3を参照)。
3を参照)。
CHs CH3CHs
CHlしかしながら、
許容しつるガソリン添加剤としてMTBEの使用が広ま
るにつれて、原料物質の入手性という問題が増大する。
CHlしかしながら、
許容しつるガソリン添加剤としてMTBEの使用が広ま
るにつれて、原料物質の入手性という問題が増大する。
歴史的にインブチレンは量の少ない原料物質である(O
il and Ga5J、、 Jun 8.1987.
p、55参照)。したがって、原料物質としてインブ
チレンを必要としないMTBEの製造方法を得られれば
有利である。
il and Ga5J、、 Jun 8.1987.
p、55参照)。したがって、原料物質としてインブ
チレンを必要としないMTBEの製造方法を得られれば
有利である。
t−ブタノール(tBA)はイソブタンの酸化によって
商業的に容易に入手しつるので、メタノールとt−ブチ
ルアルコールとの反応によってMTBEを製造する効率
的な方法を得られれば有利である。
商業的に容易に入手しつるので、メタノールとt−ブチ
ルアルコールとの反応によってMTBEを製造する効率
的な方法を得られれば有利である。
Raoらに与えられた米国特許筒4,144゜138号
(1979年)においては、共沸蒸留を行なってメタノ
ール−エーテル共沸塔頂物を回収し、これを水で洗浄し
て純粋なエーテルラフィネートを得、これを共沸蒸留し
てエーテル−メタノール塔頂物を得てこれを水洗浄に再
循環させることによって、エーテル化反応流出物からメ
チル−t−ブチルエーテルを回収する方法が開示されて
いる。
(1979年)においては、共沸蒸留を行なってメタノ
ール−エーテル共沸塔頂物を回収し、これを水で洗浄し
て純粋なエーテルラフィネートを得、これを共沸蒸留し
てエーテル−メタノール塔頂物を得てこれを水洗浄に再
循環させることによって、エーテル化反応流出物からメ
チル−t−ブチルエーテルを回収する方法が開示されて
いる。
メチルアルコール及びt−ブチルアルコールからのメチ
ル−t−ブチルエーテルの製造が、S、 V、 Roz
hkovらの Prevrashch Uglevod
orodov。
ル−t−ブチルエーテルの製造が、S、 V、 Roz
hkovらの Prevrashch Uglevod
orodov。
K15lotno−Osnovn、 Geteroge
nnykh Katal、 TezisyDokl、
Vses Konf、、 1977、150 (C,A
、92:58165y)において論じられている。ここ
では、KU−2強酸性スルホポリスチレン陽イオン交換
剤上、温和な条件下において、tBA及びメタノールを
エーテル化反応にかけている。この文献には、かかる方
法の基本的パラメーターに関するデータも記載されてい
る。また、陽イオン交換剤上のエーテル化反応のプラン
トに関しては何の問題も存在しないが、大量のt−ブチ
ルアルコール及びメタノール並びにインブチレンを再循
環させることによって装置が幾分高価になるということ
をはじめとする考慮すべき点があることを指摘している
。また、通常、種々の吸着及び拡散因子、膨潤現象、並
びに、溶液相及びイオン交換剤相との間の成分の分布が
変化しうることによって、陽イオン交換剤上の反応の進
行が複雑化している。更に、有機(ポリスチレン又はポ
リメタクリレート)骨格を有するかかる酸性陽イオン交
換剤は、概して、操作温度に関する安定範囲が極めて制
限されており、120℃を超える温度においては、樹脂
の非可逆的な分解及び触媒活性の損失が起こる。
nnykh Katal、 TezisyDokl、
Vses Konf、、 1977、150 (C,A
、92:58165y)において論じられている。ここ
では、KU−2強酸性スルホポリスチレン陽イオン交換
剤上、温和な条件下において、tBA及びメタノールを
エーテル化反応にかけている。この文献には、かかる方
法の基本的パラメーターに関するデータも記載されてい
る。また、陽イオン交換剤上のエーテル化反応のプラン
トに関しては何の問題も存在しないが、大量のt−ブチ
ルアルコール及びメタノール並びにインブチレンを再循
環させることによって装置が幾分高価になるということ
をはじめとする考慮すべき点があることを指摘している
。また、通常、種々の吸着及び拡散因子、膨潤現象、並
びに、溶液相及びイオン交換剤相との間の成分の分布が
変化しうることによって、陽イオン交換剤上の反応の進
行が複雑化している。更に、有機(ポリスチレン又はポ
リメタクリレート)骨格を有するかかる酸性陽イオン交
換剤は、概して、操作温度に関する安定範囲が極めて制
限されており、120℃を超える温度においては、樹脂
の非可逆的な分解及び触媒活性の損失が起こる。
120℃を超λる温度、好ましくは200℃以下の温度
に至るまで熱的に安定な無機不均質触媒を用いた一段階
工程で、t−ブチルアルコール及びメタノールからメチ
ル−t−ブチルエーテルを選択的に合成することができ
れば、当該技術における大きな進歩である。
に至るまで熱的に安定な無機不均質触媒を用いた一段階
工程で、t−ブチルアルコール及びメタノールからメチ
ル−t−ブチルエーテルを選択的に合成することができ
れば、当該技術における大きな進歩である。
そのある態様によれば、−段階工程でt−ブチルアルコ
ール及びメタノールからメチル−t−ブチルエーテルを
製造する新規な本発明方法は、好ましくは不活性の高表
面積担体上のへテロポリ酸を含む触媒の存在下において
、昇温下及び適当な圧で、t−ブチルアルコールとメタ
ノールとを反応させることを含む。
ール及びメタノールからメチル−t−ブチルエーテルを
製造する新規な本発明方法は、好ましくは不活性の高表
面積担体上のへテロポリ酸を含む触媒の存在下において
、昇温下及び適当な圧で、t−ブチルアルコールとメタ
ノールとを反応させることを含む。
本発明の生成物の製造方法は、具体的には、不活性担体
上に配置されたエーテル化触媒の存在下でt−ブチルア
ルコールとメタノールとを反応させることによって行な
うことができる。エーテル化は一段階で行なわれ、触媒
は、好ましくは、ヘテロポリ酸担持チタニア含有化合物
を含む。
上に配置されたエーテル化触媒の存在下でt−ブチルア
ルコールとメタノールとを反応させることによって行な
うことができる。エーテル化は一段階で行なわれ、触媒
は、好ましくは、ヘテロポリ酸担持チタニア含有化合物
を含む。
かかる反応は、次式1■:
0H3CH。
によって示すことができる。
通常、メタノール及びt−ブタノール共反応物質は、所
望のメチル−t−ブチルエーテルを生成させるためにい
かなる割合で混合することもできるが、所望のMTBE
の収率を最大にするならば、供給混合物中のt−ブタノ
ールに対するメタノールのモル比は、10:1〜1:1
0であることが好ましい、MTBEへの最大の選択率及
び−反応あたり(per pass)の最適の転化率を
達成するためには、液体供給物中に過剰のメタノールを
存在させることが望ましい、t−ブタノールに対するメ
タノールの最も好ましいモル比は1:l〜5:1である
。
望のメチル−t−ブチルエーテルを生成させるためにい
かなる割合で混合することもできるが、所望のMTBE
の収率を最大にするならば、供給混合物中のt−ブタノ
ールに対するメタノールのモル比は、10:1〜1:1
0であることが好ましい、MTBEへの最大の選択率及
び−反応あたり(per pass)の最適の転化率を
達成するためには、液体供給物中に過剰のメタノールを
存在させることが望ましい、t−ブタノールに対するメ
タノールの最も好ましいモル比は1:l〜5:1である
。
本反応における触媒であるヘテロポリ酸は、2以上の無
機オキシ酸の縮合によって生成するある種類の酸を含む
0例えば、ホスフェートとタングステートイオンとは、
酸性媒体中において反応させると、次式III : P04′−÷12W04”−+271(”→HsPW+
tO−0÷12H,0(III ’)にしたがって縮合
して、典型的なヘテロポリ酸(HPA)である12−タ
ングストリン酸を生成する。
機オキシ酸の縮合によって生成するある種類の酸を含む
0例えば、ホスフェートとタングステートイオンとは、
酸性媒体中において反応させると、次式III : P04′−÷12W04”−+271(”→HsPW+
tO−0÷12H,0(III ’)にしたがって縮合
して、典型的なヘテロポリ酸(HPA)である12−タ
ングストリン酸を生成する。
第1族〜第■族に含まれる広範囲の元素が、HPA陰イ
オンの中心原子又は所謂ヘテロ原子(式II+の場合に
おけるP)になることができる。
オンの中心原子又は所謂ヘテロ原子(式II+の場合に
おけるP)になることができる。
ヘテロ原子の役割は、HPAの縮合構造及び物理特性の
両方を決定する調速因子である。
両方を決定する調速因子である。
酸素を介してヘテロ原子に配位する原子はポリ原子(式
IIIの場合におけるW)と称され、はとんどの場合、
モリブデン、タングステン、ニオブ及びバナジウムのよ
うな限定された種のいずれかである。ポリ原子がモリブ
デン(Mo)である場合の、ヘテロ原子の性質、縮合比
及び対応するHPA陰イオンの化学式を表1に示す。
IIIの場合におけるW)と称され、はとんどの場合、
モリブデン、タングステン、ニオブ及びバナジウムのよ
うな限定された種のいずれかである。ポリ原子がモリブ
デン(Mo)である場合の、ヘテロ原子の性質、縮合比
及び対応するHPA陰イオンの化学式を表1に示す。
いわゆるKeggin構造を有する陰イオンは、l:1
2の縮合比を有し、全てのHPA陰イオンの最も典型的
なものである。 Keggin構造を有するヘテロポリ
酸及びその同族体は、概して最も容易に入手しうるHP
Aであり、触媒化学において最も通常的に用いられてい
るものである。これらHPA類の合成は文献において詳
細に報告されている(例えば、米国特許筒3,947.
332号(1976年)を参照)。
2の縮合比を有し、全てのHPA陰イオンの最も典型的
なものである。 Keggin構造を有するヘテロポリ
酸及びその同族体は、概して最も容易に入手しうるHP
Aであり、触媒化学において最も通常的に用いられてい
るものである。これらHPA類の合成は文献において詳
細に報告されている(例えば、米国特許筒3,947.
332号(1976年)を参照)。
表1
エーテル化でMTBEを生成させる場合において、好適
なヘテロポリ酸は、モリブデン、タングステン、ニオブ
及びバナジウムの群から選択されるポリ原子を含んでい
てよく、ヘテロ原子は、リン、珪素、ゲルマニウム及び
砒素であってよい、ヘテロ原子はリン又は珪素であるこ
とが好ましい、これらのへテロポリ酸は、Keggin
構造:H,−0[XM1104゜] (ここで1、Xは
P又はSiであり、MはMo又はWであり、nは4又は
5の整数である)を有していると考えられる。
なヘテロポリ酸は、モリブデン、タングステン、ニオブ
及びバナジウムの群から選択されるポリ原子を含んでい
てよく、ヘテロ原子は、リン、珪素、ゲルマニウム及び
砒素であってよい、ヘテロ原子はリン又は珪素であるこ
とが好ましい、これらのへテロポリ酸は、Keggin
構造:H,−0[XM1104゜] (ここで1、Xは
P又はSiであり、MはMo又はWであり、nは4又は
5の整数である)を有していると考えられる。
本発明を実施するための好ましいヘテロポリ酸としては
、12−モリブドリン酸:M 3P M O+2040
.12−タングストリン酸、モリブド珪酸: H4S
iMo+io4゜及びタングスト珪酸が挙げられる。−
前約にはかかる酸はその水和物として用いられるが、メ
タノール/l−ブタノール供給流中に部分的に又は完全
に溶解してそれ自身として用いてもよ(、あるいは、好
適な担体に結合した不均質触媒として用いることもでき
る。
、12−モリブドリン酸:M 3P M O+2040
.12−タングストリン酸、モリブド珪酸: H4S
iMo+io4゜及びタングスト珪酸が挙げられる。−
前約にはかかる酸はその水和物として用いられるが、メ
タノール/l−ブタノール供給流中に部分的に又は完全
に溶解してそれ自身として用いてもよ(、あるいは、好
適な担体に結合した不均質触媒として用いることもでき
る。
担体は、好ましくは不活性化合物から構成される。用い
ることのできる化合物は、周期律表第n[族及び第1V
族の元素を含むものである。好適な化合物としては、A
l、Si、Ti及びZrの酸化物、例えば、アルミナ、
シリカ(二酸化珪素)、チタニア(二酸化チタン)及び
ジルコニア並びにこれらの混合物が挙げられる。炭素、
イオン交換樹脂及び炭素含有担体もまた好適である。ア
ルミナ(酸化アルミニウム=A2□03)の使用を実施
例7において示し、シリカを実施例6及び9において示
した。また、S iO2及びAl2203の混合担体も
示した。担体としてT i O2を用いると良好な結果
が観察された。
ることのできる化合物は、周期律表第n[族及び第1V
族の元素を含むものである。好適な化合物としては、A
l、Si、Ti及びZrの酸化物、例えば、アルミナ、
シリカ(二酸化珪素)、チタニア(二酸化チタン)及び
ジルコニア並びにこれらの混合物が挙げられる。炭素、
イオン交換樹脂及び炭素含有担体もまた好適である。ア
ルミナ(酸化アルミニウム=A2□03)の使用を実施
例7において示し、シリカを実施例6及び9において示
した。また、S iO2及びAl2203の混合担体も
示した。担体としてT i O2を用いると良好な結果
が観察された。
不活性担体は、粉末、ペレット、球体、成形物及び押出
物の形態であってよい、以下に示す実施例においては、
ペレット及び押出物を用いた場合の有利性が示されてい
る。良好に作用する押出物は、表面積51m”7gを有
するNorton CompanyからのH3Aチクニ
ア1/8インチ担体押出物である。実施例2において用
いた他のチタニア押出物は、表面積60m2/gを有す
るNorton companyがらの1/8インチ押
出物である。
物の形態であってよい、以下に示す実施例においては、
ペレット及び押出物を用いた場合の有利性が示されてい
る。良好に作用する押出物は、表面積51m”7gを有
するNorton CompanyからのH3Aチクニ
ア1/8インチ担体押出物である。実施例2において用
いた他のチタニア押出物は、表面積60m2/gを有す
るNorton companyがらの1/8インチ押
出物である。
実施例によって示されるように、担体は高い多孔度及び
高い表面積のものが好ましい。本発明方法において、担
体の表面積が概して10m2/gを超えると、より大き
なt−ブタノール及びメタノールの転化率が得られるこ
とが分かった。
高い表面積のものが好ましい。本発明方法において、担
体の表面積が概して10m2/gを超えると、より大き
なt−ブタノール及びメタノールの転化率が得られるこ
とが分かった。
反応は、攪拌スラリー反応器中か又は固定床連続流反応
器中のいずれでも行なうことができる。
器中のいずれでも行なうことができる。
触媒の温度は、所望の触媒効果を与えるのに十分なもの
でなければならない。
でなければならない。
第1II族/第1V族担体に対するヘテロポリ酸の重量
%は、配合触媒中のポリ原子(Mo、W、Nb又はV)
の濃度が001〜30重量%となるようなものであるべ
きである。しかしながら、この範囲外の濃度を用いるこ
ともできる0例えばヘテロポリ酸が12−モリブドリン
酸担持チタニアである場合には、モリブデンの好適な量
は1〜10重量%である。タングストリン酸担持チタニ
ア触媒の製造においては、タングステン含量は1〜30
重量%であってよい。
%は、配合触媒中のポリ原子(Mo、W、Nb又はV)
の濃度が001〜30重量%となるようなものであるべ
きである。しかしながら、この範囲外の濃度を用いるこ
ともできる0例えばヘテロポリ酸が12−モリブドリン
酸担持チタニアである場合には、モリブデンの好適な量
は1〜10重量%である。タングストリン酸担持チタニ
ア触媒の製造においては、タングステン含量は1〜30
重量%であってよい。
エーテル化は、概して、20〜200℃の温度で行なう
ことができ、好ましい範囲は100〜180℃である。
ことができ、好ましい範囲は100〜180℃である。
全体的な操作圧はO〜11000psi又はこれ以上で
あってよい、好ましい圧の範囲は50〜500psig
である。
あってよい、好ましい圧の範囲は50〜500psig
である。
通常、MTBEは、8以下の時間当り全液体空間速度(
total 1iquid hourly 5pace
velocitiesl(LHSV)及び比較的温和
な条件下において、粗液体生成物中に約40重量%以下
の濃度で連続的に生成する。
total 1iquid hourly 5pace
velocitiesl(LHSV)及び比較的温和
な条件下において、粗液体生成物中に約40重量%以下
の濃度で連続的に生成する。
ここで、
反応器中の触媒の容量
触媒の典型的な製造方法は、以下に示す方法のような初
期湿潤方法(incipient wetness t
ech−niquelを用いてヘテロポリ酸を不活性担
体上に含浸することを包含する。
期湿潤方法(incipient wetness t
ech−niquelを用いてヘテロポリ酸を不活性担
体上に含浸することを包含する。
(1) 12−モリブドリン酸をチタニア上に含浸
させる場合には、水(5C1−)中の12−モリブドリ
ン酸(10,0g)の溶液を、攪拌しながら、HSAチ
タニア担体押出物(Norton Company製、
178インチ押出物、表面積51m”7g)125cc
に加えた。攪拌しながら、液体を押出物中に1〜2時間
吸収させた0次に、混合物をロータリーエバポレーター
にかけて過剰の液体を除去し、減圧下、100〜150
°Cで焼成した。
させる場合には、水(5C1−)中の12−モリブドリ
ン酸(10,0g)の溶液を、攪拌しながら、HSAチ
タニア担体押出物(Norton Company製、
178インチ押出物、表面積51m”7g)125cc
に加えた。攪拌しながら、液体を押出物中に1〜2時間
吸収させた0次に、混合物をロータリーエバポレーター
にかけて過剰の液体を除去し、減圧下、100〜150
°Cで焼成した。
回収された黄色の押出物の重量は116gであった(試
料No、 5972−57Rz)。
料No、 5972−57Rz)。
分析によって、Mo=2.2%、P=0.08%の存在
が示された。
が示された。
(2112−タングストリン酸をチタニア上で用いる場
合には、水(150ml’)中の12−タングストリン
酸(40,0g)の溶液を、攪拌しながら、H3Aチタ
ニア担体押出物(NortonCompany製、1/
8インチ押出物、表面積60m27 g) 125c
cに加えた。撹拌しながら、液体を押出物中に1〜2時
間吸収させた6次に、混合物をロータリーエバポレータ
ーにかけて過剰の液体を除去し、低速の窒素流条件下、
150〜350℃で焼成した。
合には、水(150ml’)中の12−タングストリン
酸(40,0g)の溶液を、攪拌しながら、H3Aチタ
ニア担体押出物(NortonCompany製、1/
8インチ押出物、表面積60m27 g) 125c
cに加えた。撹拌しながら、液体を押出物中に1〜2時
間吸収させた6次に、混合物をロータリーエバポレータ
ーにかけて過剰の液体を除去し、低速の窒素流条件下、
150〜350℃で焼成した。
回収された灰色の押出物の重量は151gであった(試
料No、 5972−83R1゜分析によって、W=1
7.0%、P=0.33%の存在が示された。
料No、 5972−83R1゜分析によって、W=1
7.0%、P=0.33%の存在が示された。
以下の実施例によって、ヘテロポリ酸、特に、12−モ
リブドリン酸及び12−タングストリン酸を担持した高
表面積チクニアを用いて、t−ブタノール(TBA)及
びメタノール(MeOH)からメチル−t−ブチルエー
テル(MTBE)を−段階で合成する方法(式If )
を示す、実施例は、例示の手段としてのみ意図されたも
のであり、これによって本発明が制限されるものではな
いと理解される。
リブドリン酸及び12−タングストリン酸を担持した高
表面積チクニアを用いて、t−ブタノール(TBA)及
びメタノール(MeOH)からメチル−t−ブチルエー
テル(MTBE)を−段階で合成する方法(式If )
を示す、実施例は、例示の手段としてのみ意図されたも
のであり、これによって本発明が制限されるものではな
いと理解される。
tBAの転化率(重量%)は、以下の実施例において、
下式: を用いて計算した。
下式: を用いて計算した。
メチル−t−ブチルエーテルの収率(モル%)は、次式
: 転化したtBAのモル数 から計算した。
: 転化したtBAのモル数 から計算した。
夫血旦ユ
本実施例は、12−モリブドリン酸担持チタニア触媒を
用いた、t−ブタノール及びメタノールからのメチル−
t−ブチルエーテルの合成を示す。
用いた、t−ブタノール及びメタノールからのメチル−
t−ブチルエーテルの合成を示す。
合成は、316ステンレススチールによって構成され、
上昇流で操作され、±1.0℃に制御可能な炉中に配置
され、流量を±1 cc/時未満に制御しつるポンプが
備えられた管状反応器(内径0.563インチ、長さ1
2インチ)中で行なった6反応器には、また、圧調節器
具、並びに、温度、圧及び流速を監視するための装置を
取り付けた。
上昇流で操作され、±1.0℃に制御可能な炉中に配置
され、流量を±1 cc/時未満に制御しつるポンプが
備えられた管状反応器(内径0.563インチ、長さ1
2インチ)中で行なった6反応器には、また、圧調節器
具、並びに、温度、圧及び流速を監視するための装置を
取り付けた。
実験の開始時に、12−モリブドリン酸担持チタニア押
出物(上記記載のようにして製造した)25ccを反応
器に充填した。ガラスピーズの膜を反応器の頂部及び底
部に配置して、押出物が中間部分に保持されるようにし
た。100°C1背圧300 psi及び液体流速25
cc/時でメタノール/l−ブタノール(2:1混合物
)によって洗浄することにより、触媒床を一晩コンディ
ショニングした。次に、反応器を100°C1全圧30
0 psiに保持しながら、メタノール(1281,6
g、40.0モル)及びt−ブタノール(1482,4
g、20.0モル)の同様の溶液を、25cc/時で触
媒床を通してポンプ移送した。乾燥水冷容器中にトラッ
プするか、又は、316ステンレススチール製のボンベ
に流れから(on−1inel採取することによって生
成物の試料を周期的に採取した。これらの条件下におい
て採取した試料の典型的な分析結果を表2に示す。
出物(上記記載のようにして製造した)25ccを反応
器に充填した。ガラスピーズの膜を反応器の頂部及び底
部に配置して、押出物が中間部分に保持されるようにし
た。100°C1背圧300 psi及び液体流速25
cc/時でメタノール/l−ブタノール(2:1混合物
)によって洗浄することにより、触媒床を一晩コンディ
ショニングした。次に、反応器を100°C1全圧30
0 psiに保持しながら、メタノール(1281,6
g、40.0モル)及びt−ブタノール(1482,4
g、20.0モル)の同様の溶液を、25cc/時で触
媒床を通してポンプ移送した。乾燥水冷容器中にトラッ
プするか、又は、316ステンレススチール製のボンベ
に流れから(on−1inel採取することによって生
成物の試料を周期的に採取した。これらの条件下におい
て採取した試料の典型的な分析結果を表2に示す。
−晩平衡条件に到達させた後、他の操作温度及び液体流
速における触媒特性を同様に測定した。これらの実験の
結果を同様に表2に示す。
速における触媒特性を同様に測定した。これらの実験の
結果を同様に表2に示す。
この実験において、12−モリブドリン酸担持チタニア
触媒によって、LH3V= 1で操作すると(例えば試
料No、 18)粗液体生成物中において約36%の濃
度(7)MTBEが得られ、LH3V= 4 テ操作す
ると(例えばNo、 231約34%の濃度が得られた
。どちらの場合においても操作条件は温和なものであっ
た(150℃、300 psig) 、この触媒を10
0〜150℃の温度範囲にわたって試験した、150℃
、LH5V= 4、試料No、21においては、 一反応あたりの算出tBA転化率=73%MTBE収率
(転化したtBA基準)=77モル%が示された。
触媒によって、LH3V= 1で操作すると(例えば試
料No、 18)粗液体生成物中において約36%の濃
度(7)MTBEが得られ、LH3V= 4 テ操作す
ると(例えばNo、 231約34%の濃度が得られた
。どちらの場合においても操作条件は温和なものであっ
た(150℃、300 psig) 、この触媒を10
0〜150℃の温度範囲にわたって試験した、150℃
、LH5V= 4、試料No、21においては、 一反応あたりの算出tBA転化率=73%MTBE収率
(転化したtBA基準)=77モル%が示された。
叉10虹仏旦
これらの実施例においては、12−タングストリン酸担
持チタニア触媒を用いたt−ブタノール及びメタノール
からのメチル−t−ブチルエーテルの合成を示す。
持チタニア触媒を用いたt−ブタノール及びメタノール
からのメチル−t−ブチルエーテルの合成を示す。
実施例1の装置、供給流及び手順を用いて合成を行なっ
た0反応器に、上記記載のようにして製造した17.0
%のWを含む12−タングストモリブドリン酸担持チタ
ニア25ccを入れた。結果を表3及び4に示す。
た0反応器に、上記記載のようにして製造した17.0
%のWを含む12−タングストモリブドリン酸担持チタ
ニア25ccを入れた。結果を表3及び4に示す。
実施例2においては、LH3V= 1及び温和な条件(
例えば150℃、300 psig、試料No、12、
表3)で操作すると粗液体生成物中約37%の濃度でM
TBEが生成した。
例えば150℃、300 psig、試料No、12、
表3)で操作すると粗液体生成物中約37%の濃度でM
TBEが生成した。
この触媒を100〜180℃の温度範囲にわたって試験
した6 150°C1試料No、12においては、 一反応あたりの算出tBA転化率=77%MTBE収率
(転化したtBA基準)=77モル%が示された。
した6 150°C1試料No、12においては、 一反応あたりの算出tBA転化率=77%MTBE収率
(転化したtBA基準)=77モル%が示された。
実施例3、表4においては、8以下のLHSVで数日間
にわたってMTBEを生成させた。供給流速200 c
c/時(LHSV = 8) 、 150°Cで操作
した試料No、13の場合においては、粗液体生成物は
約26%のMTBEを含んでいた。
にわたってMTBEを生成させた。供給流速200 c
c/時(LHSV = 8) 、 150°Cで操作
した試料No、13の場合においては、粗液体生成物は
約26%のMTBEを含んでいた。
実JLf凱丘
本実施例においては、実施例1と同一の12−モリブド
リン酸担持チクニア触媒の第2の試料を用いた、より高
い液体流速(例えば200 cc/時、LHSV= 8
)及びより高い操作温度(160°C以下)における
メチル−t−ブチルエーテルの合成を示す、結果を表5
に示す。
リン酸担持チクニア触媒の第2の試料を用いた、より高
い液体流速(例えば200 cc/時、LHSV= 8
)及びより高い操作温度(160°C以下)における
メチル−t−ブチルエーテルの合成を示す、結果を表5
に示す。
t−ツクノール/メタノール(モル比1:2)の供給流
速200 cc/時(LH3V = 8 )及び操作温
度160°Cにおいて、試料No、25は、粗液体生成
物中のMTBE濃度約35%を示した。この場合におい
ては、 一反応あたりの算出tBA転化率=70%MTBE収率
(転化したtBA基準)=80モル%であった。
速200 cc/時(LH3V = 8 )及び操作温
度160°Cにおいて、試料No、25は、粗液体生成
物中のMTBE濃度約35%を示した。この場合におい
ては、 一反応あたりの算出tBA転化率=70%MTBE収率
(転化したtBA基準)=80モル%であった。
一22只−
実JLf匣旦
本実施例においては、12−タングストリン酸担持チタ
ニア触媒の第2の試料を用いたメチル−t−ブチルエー
テルの合成を示す、この12−タングストリン酸担持チ
タニア触媒は、実施例2の触媒を製造するのに用いたも
のと同様の方法によって製造され、6.0重量%のWを
含むものであった。
ニア触媒の第2の試料を用いたメチル−t−ブチルエー
テルの合成を示す、この12−タングストリン酸担持チ
タニア触媒は、実施例2の触媒を製造するのに用いたも
のと同様の方法によって製造され、6.0重量%のWを
含むものであった。
t−ブタノール/メタノール(モル比1:2)の供給流
速25cc/時fLH3V = 1 )及び操作温度1
60°Cにおいて、試料No、 18は、粗液体生成物
中のMTBE濃度約39%を示した。この実験の結果を
表6に示す。
速25cc/時fLH3V = 1 )及び操作温度1
60°Cにおいて、試料No、 18は、粗液体生成物
中のMTBE濃度約39%を示した。この実験の結果を
表6に示す。
去1j1トヱユ
本実施例においては、一連の12−タングストリン酸担
持チタニア触媒を用いたメチル−t−ブチルエーテルの
合成を示す、これらの触媒は、12−タングストリン酸
が担持されたシリカ(表7)、酸性アルミナ(表8)、
シリカ/アルミナ(表9)及びシリカゲル(表10)を
含むものであった。これらの触媒は、それぞれ、実施例
2の触媒を製造するのに用いたものと同様の初期湿潤方
法によって製造した。タングステン添加量は5〜20重
量%の範囲であった。結果を表7〜10に示す。
持チタニア触媒を用いたメチル−t−ブチルエーテルの
合成を示す、これらの触媒は、12−タングストリン酸
が担持されたシリカ(表7)、酸性アルミナ(表8)、
シリカ/アルミナ(表9)及びシリカゲル(表10)を
含むものであった。これらの触媒は、それぞれ、実施例
2の触媒を製造するのに用いたものと同様の初期湿潤方
法によって製造した。タングステン添加量は5〜20重
量%の範囲であった。結果を表7〜10に示す。
ここで、
(a) 表7において、タングストリン酸担持シリカ
触媒を用いて、150℃、供給流速25CC/時で操作
すると、MTBEが約46重量%の濃度で生成した(試
料No、17を参照)。ここで、算出tBA転化率は8
1%であり、MTBE収率(転化したtBA基準)は8
9モル%であった。
触媒を用いて、150℃、供給流速25CC/時で操作
すると、MTBEが約46重量%の濃度で生成した(試
料No、17を参照)。ここで、算出tBA転化率は8
1%であり、MTBE収率(転化したtBA基準)は8
9モル%であった。
ibl 表8において、タングストリン酸担持アルミ
ナ触媒を用いて、150°C1供給流速25cc/時で
操作すると、MTBEが約40重量%の濃度で生成した
(試料No、15を参照)。ここで、算出tBA転化率
は76%であり、MTBE収率(転化したtBA基準〕
は81モル%であった。
ナ触媒を用いて、150°C1供給流速25cc/時で
操作すると、MTBEが約40重量%の濃度で生成した
(試料No、15を参照)。ここで、算出tBA転化率
は76%であり、MTBE収率(転化したtBA基準〕
は81モル%であった。
fCl 表9において、タングストリン酸担持シリカ
/アルミナによって、120〜160℃の範囲の温度に
わたってMTBEの生成が示された。
/アルミナによって、120〜160℃の範囲の温度に
わたってMTBEの生成が示された。
fdl 表1Oにおいては、12−タングストリン酸
担持シリカゲル触媒に関して、異なる操作温度(120
〜150℃)及び供給流速(25〜100 cc/時)
において行なった2種類の評価を示す、この場合におい
て、シリカゲル担体は、表面積600m”/g、気孔容
量1cc/gを有していた。
担持シリカゲル触媒に関して、異なる操作温度(120
〜150℃)及び供給流速(25〜100 cc/時)
において行なった2種類の評価を示す、この場合におい
て、シリカゲル担体は、表面積600m”/g、気孔容
量1cc/gを有していた。
実五N9111旦
本実施例においては、実施例1及び2の装置及び手順を
用い、タングステン添加量4.1%を有する12−タン
グストリン酸担持チタニア触媒を用いたメチル−t−ブ
チルエーテルの合成を示す。この触媒は上記記載の初期
湿潤方法によって製造されたものであり、担体は、表面
積51m”/ gを有するNortonのチタニア押出
物であった。
用い、タングステン添加量4.1%を有する12−タン
グストリン酸担持チタニア触媒を用いたメチル−t−ブ
チルエーテルの合成を示す。この触媒は上記記載の初期
湿潤方法によって製造されたものであり、担体は、表面
積51m”/ gを有するNortonのチタニア押出
物であった。
生成物の組成の結果を結果を表11に示す。
実1」LL上
本実施例においては、実施例1の装置及び手順を用い、
12−モリブドリン酸担持チタニア触媒を用いたメチル
−t−ブチルエーテルの合成を示す、この触媒は上記記
載の初期湿潤方法によって製造されたものであり、担体
は、表面積51、.2/gを有するNortonのチタ
ニア押出物であった。
12−モリブドリン酸担持チタニア触媒を用いたメチル
−t−ブチルエーテルの合成を示す、この触媒は上記記
載の初期湿潤方法によって製造されたものであり、担体
は、表面積51、.2/gを有するNortonのチタ
ニア押出物であった。
生成物の組成の結果を結果を表12に示す。
支血五1ユ
本実施例においては、実施例1の装置及び手順を用い、
12−タングスト珪酸担持チタニア触媒を用いたメチル
−t−ブチルエーテルの合成を示す、この触媒は上記記
載の初期湿潤方法によって製造されたものであり、担体
は、表面積51m2/gを有するNortonのチタニ
ア押出物であった。
12−タングスト珪酸担持チタニア触媒を用いたメチル
−t−ブチルエーテルの合成を示す、この触媒は上記記
載の初期湿潤方法によって製造されたものであり、担体
は、表面積51m2/gを有するNortonのチタニ
ア押出物であった。
生成物の組成の結果を結果を表13に示す。
120℃で行なった試料No、4に関しては、算出tB
A転化率は76%であり、MTBE収率(転化したtB
A基準)は88モル%であった。
A転化率は76%であり、MTBE収率(転化したtB
A基準)は88モル%であった。
Claims (4)
- (1)触媒の存在下においてt−ブチルアルコールとメ
タノールとを反応させるメチル−t−ブチルエーテルの
製造方法であって、該触媒がヘテロポリ酸(ここで、ポ
リ原子は、モリブデン、ニオブ又はバナジウムであり、
ヘテロ原子は、リン、珪素、ゲルマニウム又は砒素であ
る)であり、該反応が、20〜200℃の温度及び0〜
1000psig(100〜6995kPa)の圧にお
いて単一工程で行なわれることを特徴とする方法。 - (2)該ヘテロポリ酸が、Keggin構造:H_8_
−_n[XM_1_2O_4_0](ここで、XはP又
はSiであり、MはMo又はWであり、nは4又は5で
ある請求項1記載の方法。 - (3)該ヘテロポリ酸が、12−タングストリン酸、1
2−モリブドリン酸、12−タングスト珪酸又は12−
モリブド珪酸である請求項1記載の方法。 - (4)該ヘテロポリ酸が不活性担体上に担持されている
請求項1〜3のいずれか一に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US168022 | 1988-03-14 | ||
| US07/168,022 US4827048A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Method for one-step synthesis of methyl t-butyl ether |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01279854A true JPH01279854A (ja) | 1989-11-10 |
| JP2694177B2 JP2694177B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=22609764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1059884A Expired - Lifetime JP2694177B2 (ja) | 1988-03-14 | 1989-03-14 | メチル―t―ブチルエーテルの一段階合成方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4827048A (ja) |
| EP (1) | EP0333076B1 (ja) |
| JP (1) | JP2694177B2 (ja) |
| DE (1) | DE68907959T2 (ja) |
| ES (1) | ES2058366T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019085359A (ja) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | アリル化合物の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5003112A (en) * | 1990-01-02 | 1991-03-26 | Texaco Chemical Company | Tertiary amyl methyl ether from C-5 olefin streams |
| US5081318A (en) * | 1991-03-04 | 1992-01-14 | Texaco Chemical Company | One step synthesis of methyl t-butyl ether from t-butanol using fluorosulfonic acid-modified zeolite catalysts |
| GB9114127D0 (en) * | 1991-06-29 | 1991-08-14 | Laporte Industries Ltd | Epoxidation |
| KR940009255B1 (ko) * | 1991-08-12 | 1994-10-06 | 한국과학기술연구원 | 헤테로폴리산 촉매와 폴리술폰막으로 구성된 촉매막 반응기 |
| CA2069396A1 (en) * | 1991-08-16 | 1993-02-17 | Huntsman Specialty Chemicals Corporation | One step synthesis of methyl t-butyl ether from t-butanol using hydrogen fluoride-modified zeolite catalysts |
| US5157162A (en) * | 1991-10-25 | 1992-10-20 | Texaco Chemical Company | One step synthesis of methyl t-butyl ether from t-butanol using fluorosulfonic acid-modified clay catalysts |
| US5231234A (en) * | 1992-03-30 | 1993-07-27 | Chemical Research & Licensing Company | Two stage production of ether from tertiary alcohol |
| US5183947A (en) * | 1992-06-19 | 1993-02-02 | Texaco Chemical Company | One step synthesis of methyl t-butyl ether from t-butanol using fluorophosphoric acid-modified clay catalysts |
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| GB9419387D0 (en) * | 1994-09-26 | 1994-11-09 | Bp Chem Int Ltd | Olefin hydration process |
| US5563301A (en) | 1994-11-28 | 1996-10-08 | Texaco Development Corp. | Sequential reaction of TBA and isobutylene with methanol |
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| JP2006226172A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Honda Motor Co Ltd | 圧縮着火内燃機関の制御方法 |
| CN102909075B (zh) * | 2011-08-01 | 2014-09-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种制备甲基仲丁基醚的催化剂和工艺方法 |
| CN114394913B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-02-03 | 山东农业大学 | 一种肟醚衍生物的合成方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3816550A (en) * | 1972-10-02 | 1974-06-11 | Union Carbide Corp | Catalytic process for hydration of olefins |
| US3947332A (en) * | 1974-06-07 | 1976-03-30 | Gte Sylvania Incorporated | Preparation of heteropoly acids of tungsten and molybdenum |
| US4058576A (en) * | 1974-08-09 | 1977-11-15 | Mobil Oil Corporation | Conversion of methanol to gasoline components |
| US4259533A (en) * | 1975-07-23 | 1981-03-31 | The Standard Oil Company | Liquid phase process for the manufacture of methyl tertiary ethers |
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-
1988
- 1988-03-14 US US07/168,022 patent/US4827048A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-03-11 EP EP89104331A patent/EP0333076B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-11 DE DE89104331T patent/DE68907959T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-11 ES ES89104331T patent/ES2058366T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-14 JP JP1059884A patent/JP2694177B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0333076B1 (en) | 1993-08-04 |
| EP0333076A1 (en) | 1989-09-20 |
| US4827048A (en) | 1989-05-02 |
| DE68907959T2 (de) | 1994-02-24 |
| ES2058366T3 (es) | 1994-11-01 |
| DE68907959D1 (de) | 1993-09-09 |
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