JPH0341036A - エチレンとプロピレンの共二量化による1―ペンテンの製造方法 - Google Patents
エチレンとプロピレンの共二量化による1―ペンテンの製造方法Info
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- JPH0341036A JPH0341036A JP1176901A JP17690189A JPH0341036A JP H0341036 A JPH0341036 A JP H0341036A JP 1176901 A JP1176901 A JP 1176901A JP 17690189 A JP17690189 A JP 17690189A JP H0341036 A JPH0341036 A JP H0341036A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons
- C07C2/04—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation
- C07C2/06—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation of alkenes, i.e. acyclic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C07C2/08—Catalytic processes
- C07C2/10—Catalytic processes with metal oxides
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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】
慶粟≧立程里分立
本発明は、触媒の存在下でのエチレンとプロピレンとの
共二量化による1−ペンテンの製造方法に関し、詳しく
は、エチレンとプロピレンとの共二量化によって、触媒
の単位重量当り、高い生産量にて、且つ高い選択性にて
、■−ペンテンを工業的に有利に製造する方法に関する
。
共二量化による1−ペンテンの製造方法に関し、詳しく
は、エチレンとプロピレンとの共二量化によって、触媒
の単位重量当り、高い生産量にて、且つ高い選択性にて
、■−ペンテンを工業的に有利に製造する方法に関する
。
罠来夏枝光
α−オレフィンの三量化及び共二量化のための塩基性触
媒が従来より種々提案されており、無水炭酸カリウムと
グラファイトとからなる圧縮成形による粒状担体にアル
カリ金属を担持させてなる触媒は、特公昭59−405
03号公報や特公昭59−40506号公報に記載され
ているように、既に知られている。そして、上記公報に
は、担体を構成する無水炭酸カリウムとして、嵩密度が
0゜7g/mlである無水炭酸カリウムを用いて触媒を
調製し、かかる触媒を用いて、プロピレンの共二量化に
よって、4−メチル−1−ペンテンを製造し得ることが
記載されている。
媒が従来より種々提案されており、無水炭酸カリウムと
グラファイトとからなる圧縮成形による粒状担体にアル
カリ金属を担持させてなる触媒は、特公昭59−405
03号公報や特公昭59−40506号公報に記載され
ているように、既に知られている。そして、上記公報に
は、担体を構成する無水炭酸カリウムとして、嵩密度が
0゜7g/mlである無水炭酸カリウムを用いて触媒を
調製し、かかる触媒を用いて、プロピレンの共二量化に
よって、4−メチル−1−ペンテンを製造し得ることが
記載されている。
しかし、かかる従来の触媒によれば、特に、エチレンと
プロピレンとの共二量化によって、lペンテンを製造す
るとき、エチレンの反応性がプロピレンに比べて非常に
高いために、オリゴマーの生成による触媒活性の劣化が
生じやすく、1−ペンテンの選択性が低いうえに、触媒
の重量当りの生産量も低い。
プロピレンとの共二量化によって、lペンテンを製造す
るとき、エチレンの反応性がプロピレンに比べて非常に
高いために、オリゴマーの生成による触媒活性の劣化が
生じやすく、1−ペンテンの選択性が低いうえに、触媒
の重量当りの生産量も低い。
更に、上記したような従来の触媒は、使用中に機械的強
度が低下し、比較的短期間に粉末化するので、特に、固
定床触媒として用いる場合には、反応管における圧力損
失が経時的に速やかに増大し、触媒の交換を余儀なくさ
れる。かかる点からも、従来より知られている触媒を用
いれば、触媒の重量当りの1−ペンテンの生産量が低い
。
度が低下し、比較的短期間に粉末化するので、特に、固
定床触媒として用いる場合には、反応管における圧力損
失が経時的に速やかに増大し、触媒の交換を余儀なくさ
れる。かかる点からも、従来より知られている触媒を用
いれば、触媒の重量当りの1−ペンテンの生産量が低い
。
Iが”しようとするi
本発明は、従来のα−オレフィンの三量化触媒を用いる
エチレンとプロピレンとの共二量化による1−ペンテン
の製造における上記した問題を解決するためになされた
ものであって、高活性及び長寿命を有する改善された触
媒の存在下に反応条件を選択して、エチレンとプロピレ
ンとを共二量化させることによって、高選択性及び高生
産量にて1−ペンテンを工業的に有利に製造する方法を
提供することを目的とする。
エチレンとプロピレンとの共二量化による1−ペンテン
の製造における上記した問題を解決するためになされた
ものであって、高活性及び長寿命を有する改善された触
媒の存在下に反応条件を選択して、エチレンとプロピレ
ンとを共二量化させることによって、高選択性及び高生
産量にて1−ペンテンを工業的に有利に製造する方法を
提供することを目的とする。
ラ を”るための
本発明は、触媒の存在下に固定床方式にてエチレンとプ
ロピレンとを共二量化させて、1−ペンテンを製造する
方法において、 (A)上記触媒がアルカリ金属を無水炭酸カリウムと炭
素とからなる圧縮成形粒状担体に担持させてなる触媒で
あって、 (a) 上記アルカリ金属がナトリウム20〜90g
原子%とカリウム80〜Log原子%とからなり、 (b) 上記圧縮成形粒状担体が無水炭酸カリウムに
対して0.6〜3重量%の炭素を含有し、且つ、22〜
38%の細孔容積比と1.5〜15kg / co!
Gの圧縮強度を有すると共に、(c)上記担体を構成す
る無水炭酸カリウムが圧縮成形前の原粉として、平均粒
径150〜600μmを有し、且つ、粒径100μm未
満の粉体が1〜15重量%の範囲にあり、粒径600μ
mを越える粉体が1〜20重量%の範囲にある粒度分布
を有し、更に、嵩密度が0、50 g /ml以上であ
って、0.70 g /ml未満の範囲にあり、 (B)エチレンとプロピレンとをエチレン/プロピレン
モル比0.30〜0.95の範囲にて供給し、圧力30
kg/cn!以上、温度80〜140℃にて反応させる
ことを特徴とする。
ロピレンとを共二量化させて、1−ペンテンを製造する
方法において、 (A)上記触媒がアルカリ金属を無水炭酸カリウムと炭
素とからなる圧縮成形粒状担体に担持させてなる触媒で
あって、 (a) 上記アルカリ金属がナトリウム20〜90g
原子%とカリウム80〜Log原子%とからなり、 (b) 上記圧縮成形粒状担体が無水炭酸カリウムに
対して0.6〜3重量%の炭素を含有し、且つ、22〜
38%の細孔容積比と1.5〜15kg / co!
Gの圧縮強度を有すると共に、(c)上記担体を構成す
る無水炭酸カリウムが圧縮成形前の原粉として、平均粒
径150〜600μmを有し、且つ、粒径100μm未
満の粉体が1〜15重量%の範囲にあり、粒径600μ
mを越える粉体が1〜20重量%の範囲にある粒度分布
を有し、更に、嵩密度が0、50 g /ml以上であ
って、0.70 g /ml未満の範囲にあり、 (B)エチレンとプロピレンとをエチレン/プロピレン
モル比0.30〜0.95の範囲にて供給し、圧力30
kg/cn!以上、温度80〜140℃にて反応させる
ことを特徴とする。
本発明の方法において用いる触媒は、アルカリ金属が無
水炭酸カリウムと炭素とからなる圧縮成形粒状担体に担
持されてなり、かかる担持アルカリ金属は、ナトリウム
20〜90g原子%とカリウム80〜10g原子%とか
らなり、好ましくは、ナトリウム30〜85g原子%と
カリウム70〜15g原子%とからなる。かかるアルカ
リ金属は、無水炭酸カリウムに対して、0.5〜10重
量%の割合にて担持されていることが好ましく、特に、
1〜5重量%の割合にて担持されていることが好ましい
。
水炭酸カリウムと炭素とからなる圧縮成形粒状担体に担
持されてなり、かかる担持アルカリ金属は、ナトリウム
20〜90g原子%とカリウム80〜10g原子%とか
らなり、好ましくは、ナトリウム30〜85g原子%と
カリウム70〜15g原子%とからなる。かかるアルカ
リ金属は、無水炭酸カリウムに対して、0.5〜10重
量%の割合にて担持されていることが好ましく、特に、
1〜5重量%の割合にて担持されていることが好ましい
。
担持アルカリ金属において、ナトリウムが90g原子%
よりも多く、カリウムがLog原子%よりも少ないとき
は、触媒活性及び目的とする共二量化生成物である1−
ペンテンへの選択性が低く、特に、最高活性を示すに至
るまでの誘導期が著しく長い。他方、担持アルカリ金属
において、ナトリウムが20g原子%よりも少なく、カ
リウムが80g原子%よりも多いときは、得られる触媒
は、初期活性は高いが、経時的な触媒活性の低下が著し
く、触媒寿命が短い。
よりも多く、カリウムがLog原子%よりも少ないとき
は、触媒活性及び目的とする共二量化生成物である1−
ペンテンへの選択性が低く、特に、最高活性を示すに至
るまでの誘導期が著しく長い。他方、担持アルカリ金属
において、ナトリウムが20g原子%よりも少なく、カ
リウムが80g原子%よりも多いときは、得られる触媒
は、初期活性は高いが、経時的な触媒活性の低下が著し
く、触媒寿命が短い。
また、無水炭酸カリウムにおけるアルカリ金属の担持割
合が少なすぎるときは、触媒活性が低く、他方、多すぎ
るときは、無水炭酸カリウムから剥離しやすいので好ま
しくない。
合が少なすぎるときは、触媒活性が低く、他方、多すぎ
るときは、無水炭酸カリウムから剥離しやすいので好ま
しくない。
担体への担持成分として、ナトリウムとカリウムのみを
担持させるときは、通常、液状又は固体状のナトリウム
−カリウム合金が用いられる。しかし、本発明の方法に
おいては、用いる触媒は、アルカリ金属以外の成分が必
要に応じて担体に担持されていてもよく、このような場
合は、例えば、アルカリ金属とその他の成分を含むペー
スト状の混合物が用いられる。
担持させるときは、通常、液状又は固体状のナトリウム
−カリウム合金が用いられる。しかし、本発明の方法に
おいては、用いる触媒は、アルカリ金属以外の成分が必
要に応じて担体に担持されていてもよく、このような場
合は、例えば、アルカリ金属とその他の成分を含むペー
スト状の混合物が用いられる。
本発明の方法にて用いる触媒においては、担体は、無水
炭酸カリウムと炭素との混合物を圧縮成形することによ
って得られる粒状担体である。このような担体における
炭素の含有率は、無水炭酸カリウムに対して、0.6〜
3重量%の範囲である。
炭酸カリウムと炭素との混合物を圧縮成形することによ
って得られる粒状担体である。このような担体における
炭素の含有率は、無水炭酸カリウムに対して、0.6〜
3重量%の範囲である。
担体における炭素の含有率が無水炭酸カリウムに対して
、0.6重量%よりも少ないときは、触媒活性、目的と
する三量化生成物への選択性や触媒寿命等が低い。しか
し、担体における炭素の含有量が3重量%を越えても、
触媒活性や目的とする1ペンテンへの選択性の向上が特
に認められず、しかも、圧縮成形によって、無水炭酸カ
リウムと炭素との混合物を圧縮強度が1.5kg/cJ
AG以上の粒状担体に成形することが困難となり、延い
ては、触媒寿命が短く、実用的な触媒を得ることができ
ない。特に、本発明の方法においては、触媒寿命が長く
、しかも、目的とする1−ペンテンへの選択性の高い触
媒を得るには、炭素の担体における含有量は、0.8〜
2重量%の範囲にあることが好ましい。
、0.6重量%よりも少ないときは、触媒活性、目的と
する三量化生成物への選択性や触媒寿命等が低い。しか
し、担体における炭素の含有量が3重量%を越えても、
触媒活性や目的とする1ペンテンへの選択性の向上が特
に認められず、しかも、圧縮成形によって、無水炭酸カ
リウムと炭素との混合物を圧縮強度が1.5kg/cJ
AG以上の粒状担体に成形することが困難となり、延い
ては、触媒寿命が短く、実用的な触媒を得ることができ
ない。特に、本発明の方法においては、触媒寿命が長く
、しかも、目的とする1−ペンテンへの選択性の高い触
媒を得るには、炭素の担体における含有量は、0.8〜
2重量%の範囲にあることが好ましい。
上記炭素としては、例えば、グラファイトや無定形炭素
等を例示することができるが、特に、グラファイトが好
ましく用いられる。
等を例示することができるが、特に、グラファイトが好
ましく用いられる。
本発明の方法においては、用いる触媒について、上記担
体を構成する無水炭酸カリウムは、圧縮成形前の原物と
して、平均粒径150〜600μmを有し、且つ、粒径
100μm未満の粉体が1〜15重量%の範囲にあり、
粒径600μmを越える粉体が1〜20重量%の範囲に
ある粒度分布を有し、更に、嵩密度が0.50 g 7
m1以上であって、0、70 g 7m1未満の範囲に
あることが必要であり、特に、平均粒径200〜500
μmを有し、且つ、粒径100μm未満の粉体が2〜1
0重量%の範囲にあり、粒径600μmを越える粉体が
2〜15重量%の範囲にある粒度分布を有し、更に、嵩
密度が0.53〜0.69 g /mlの範囲にあるこ
とが好ましい。
体を構成する無水炭酸カリウムは、圧縮成形前の原物と
して、平均粒径150〜600μmを有し、且つ、粒径
100μm未満の粉体が1〜15重量%の範囲にあり、
粒径600μmを越える粉体が1〜20重量%の範囲に
ある粒度分布を有し、更に、嵩密度が0.50 g 7
m1以上であって、0、70 g 7m1未満の範囲に
あることが必要であり、特に、平均粒径200〜500
μmを有し、且つ、粒径100μm未満の粉体が2〜1
0重量%の範囲にあり、粒径600μmを越える粉体が
2〜15重量%の範囲にある粒度分布を有し、更に、嵩
密度が0.53〜0.69 g /mlの範囲にあるこ
とが好ましい。
特に、本発明の方法においては、嵩密度が0.55〜0
.68 g /mlの範囲にある無水炭酸カリウム原物
を用いて、グラファイトと共に圧縮成形粒状担体を調製
し、かかる担体にアルカリ金属を担持させてなる触媒を
用いることによって、触媒の単位重量当りの1−ペンテ
ンの生産量が高く、且つ、高転化率及び高選択性にて、
1−ペンテンを製造することができる。
.68 g /mlの範囲にある無水炭酸カリウム原物
を用いて、グラファイトと共に圧縮成形粒状担体を調製
し、かかる担体にアルカリ金属を担持させてなる触媒を
用いることによって、触媒の単位重量当りの1−ペンテ
ンの生産量が高く、且つ、高転化率及び高選択性にて、
1−ペンテンを製造することができる。
粒度分布の狭い無水炭酸カリウムの原物、例えば、通常
の市販品は、平均粒径350〜800μmの範囲にあり
、粒径100μm未満の粉体及び粒径600μmを越え
る粉体がいずれも1重量%に満たず、かかる無水炭酸カ
リウムを炭素と共に圧縮成形しても、十分な強度を有す
る粒状担体を得ることができず、これに前述したアルカ
リ金属を担持させても、得られる触媒は、触媒寿命及び
目的とする1−ペンテンへの選択性のいずれにも劣る。
の市販品は、平均粒径350〜800μmの範囲にあり
、粒径100μm未満の粉体及び粒径600μmを越え
る粉体がいずれも1重量%に満たず、かかる無水炭酸カ
リウムを炭素と共に圧縮成形しても、十分な強度を有す
る粒状担体を得ることができず、これに前述したアルカ
リ金属を担持させても、得られる触媒は、触媒寿命及び
目的とする1−ペンテンへの選択性のいずれにも劣る。
更に、本発明の方法においては、用いる触媒の調製に際
して、原物の嵩密度が0.50 g 7m1以上であっ
て、0.70 g 7m1未満、好ましくは、0.53
〜0.69g/m+、最も好ましくは、0.55〜0゜
68g/mlの範囲にある無水炭酸カリウムを用いるこ
とによって、機械的強度が著しく改善され、かくして、
触媒寿命が著しく長い触媒を得ることができる。即ち、
このように、多孔度の高い無水炭酸カリウム原物を用い
て、圧縮成形粒状担体を調製することによって、触媒活
性が高く、しかも、特に、固定床方式による連続反応に
おいて、1年を越える長寿命の触媒を得ることができる
。
して、原物の嵩密度が0.50 g 7m1以上であっ
て、0.70 g 7m1未満、好ましくは、0.53
〜0.69g/m+、最も好ましくは、0.55〜0゜
68g/mlの範囲にある無水炭酸カリウムを用いるこ
とによって、機械的強度が著しく改善され、かくして、
触媒寿命が著しく長い触媒を得ることができる。即ち、
このように、多孔度の高い無水炭酸カリウム原物を用い
て、圧縮成形粒状担体を調製することによって、触媒活
性が高く、しかも、特に、固定床方式による連続反応に
おいて、1年を越える長寿命の触媒を得ることができる
。
しかし、無水炭酸カリウム原物の嵩密度が0.50g/
mlより小さいときは、圧縮成形前に炭素と混合する際
に破砕されて、原粉が前記した粒度分布を有しないこと
となって、圧縮成形によって、前記した範囲の強度を有
する粒状担体を得ることができず、得られる触媒は、却
って、寿命が低下する。
mlより小さいときは、圧縮成形前に炭素と混合する際
に破砕されて、原粉が前記した粒度分布を有しないこと
となって、圧縮成形によって、前記した範囲の強度を有
する粒状担体を得ることができず、得られる触媒は、却
って、寿命が低下する。
本発明の方法にて用いる触媒においては、担体は、上述
したような無水炭酸カリウムと炭素とを圧縮成形して得
られる粒状担体であって、細孔容積比が22〜38%の
範囲にあり、且つ、圧縮強度が1.5〜15に+r/c
n!の範囲にあることが必要である。担体の細孔容積比
及び圧縮強度が上記範囲外にあって、細孔容積比が大き
く、圧縮強度が小さいとき、得られる触媒は、初期活性
は比較的高いが、触媒活性が経時的に低下しやすく、更
に、触媒が強度において不十分であるので、使用中に経
時的に崩壊し、粉末化しやすく、触媒寿命が短い。他方
、細孔容積比が小さく、圧縮強度が大きいときは、得ら
れる触媒は、活性が低く、しかも、目的とする1−ペン
テンへの選択性も低い。
したような無水炭酸カリウムと炭素とを圧縮成形して得
られる粒状担体であって、細孔容積比が22〜38%の
範囲にあり、且つ、圧縮強度が1.5〜15に+r/c
n!の範囲にあることが必要である。担体の細孔容積比
及び圧縮強度が上記範囲外にあって、細孔容積比が大き
く、圧縮強度が小さいとき、得られる触媒は、初期活性
は比較的高いが、触媒活性が経時的に低下しやすく、更
に、触媒が強度において不十分であるので、使用中に経
時的に崩壊し、粉末化しやすく、触媒寿命が短い。他方
、細孔容積比が小さく、圧縮強度が大きいときは、得ら
れる触媒は、活性が低く、しかも、目的とする1−ペン
テンへの選択性も低い。
しかしながら、本発明の方法に従って、無水炭酸カリウ
ムと炭素とを圧縮成形して得られる粒状担体において、
細孔容積比を22〜38%、好ましくは、26〜33%
の範囲とし、且つ、圧縮強度を1.5〜15 kg/c
olG、好ましくは、2〜10kg / cn! Gの
範囲とすることによって、触媒活性、触媒寿命及び二量
化生成物への選択性にすぐれる工業上、有用な触媒を得
ることができ、1−ペンテンを工業上、有利に製造する
ことができる。
ムと炭素とを圧縮成形して得られる粒状担体において、
細孔容積比を22〜38%、好ましくは、26〜33%
の範囲とし、且つ、圧縮強度を1.5〜15 kg/c
olG、好ましくは、2〜10kg / cn! Gの
範囲とすることによって、触媒活性、触媒寿命及び二量
化生成物への選択性にすぐれる工業上、有用な触媒を得
ることができ、1−ペンテンを工業上、有利に製造する
ことができる。
本発明の方法において用いる触媒は、種々の方法によっ
て調製することができる。先ず、担体は、通常、次のよ
うな方法にて調製される。炭素と前述したような特性を
有する無水炭酸カリウムの原粉を十分に混合し、この混
合物を打錠成形機、圧縮成形機、ペレタイザー等によっ
て、前述した細孔容積比及び圧縮強度を有するように、
粒状担体に圧縮成形する。このようにして得られる圧縮
成形粒状担体の形状は、特に、限定されるものではない
が、通常、円筒状、錠剤状、ペレット状、球状等であり
、粒径は、通常、0.510以上、好ましくは、1〜1
011、特に、3〜5 +nの範囲が好ましい。
て調製することができる。先ず、担体は、通常、次のよ
うな方法にて調製される。炭素と前述したような特性を
有する無水炭酸カリウムの原粉を十分に混合し、この混
合物を打錠成形機、圧縮成形機、ペレタイザー等によっ
て、前述した細孔容積比及び圧縮強度を有するように、
粒状担体に圧縮成形する。このようにして得られる圧縮
成形粒状担体の形状は、特に、限定されるものではない
が、通常、円筒状、錠剤状、ペレット状、球状等であり
、粒径は、通常、0.510以上、好ましくは、1〜1
011、特に、3〜5 +nの範囲が好ましい。
かかる担体にアルカリ金属を担持させるにも、種々の方
法によることができる。ナトリウムは、無水炭酸カリウ
ムに加熱下に接触されるとき、カリウムとの間にアルカ
リ金属交換反応を起こし、その結果、担体中にカリウム
及び無水炭酸ナトリウムを生しる。従って、本発明によ
る触媒の調製において、上記アルカリ金属交換反応を考
慮して、ナトリウムのみを用いて、担体に必要量のナト
リウムとカリウムを担持させることができる。勿論、ナ
トリウムとカリウム、例えば、前述したようにナトリウ
ム−カリウム合金を用いて、これらを担体に担持させる
こともできる。
法によることができる。ナトリウムは、無水炭酸カリウ
ムに加熱下に接触されるとき、カリウムとの間にアルカ
リ金属交換反応を起こし、その結果、担体中にカリウム
及び無水炭酸ナトリウムを生しる。従って、本発明によ
る触媒の調製において、上記アルカリ金属交換反応を考
慮して、ナトリウムのみを用いて、担体に必要量のナト
リウムとカリウムを担持させることができる。勿論、ナ
トリウムとカリウム、例えば、前述したようにナトリウ
ム−カリウム合金を用いて、これらを担体に担持させる
こともできる。
担体にアルカリ金属を担持させるには、具体的には、例
えば、次の方法によればよい。即ち、ナトリウムと必要
に応じてその他の担持成分との混合物や、或いはナトリ
ウム−カリウム合金と必要に応じてその他の担持成分と
の混合物を前記圧縮成形粒状担体と共に、不活性ガス雰
囲気中にて加熱下に撹拌することによって、ナトリウム
及びカリウム、必要に応じてその他の担持成分を担体に
担持させることができる。
えば、次の方法によればよい。即ち、ナトリウムと必要
に応じてその他の担持成分との混合物や、或いはナトリ
ウム−カリウム合金と必要に応じてその他の担持成分と
の混合物を前記圧縮成形粒状担体と共に、不活性ガス雰
囲気中にて加熱下に撹拌することによって、ナトリウム
及びカリウム、必要に応じてその他の担持成分を担体に
担持させることができる。
上記のように、して、アルカリ金属を担体に担持させる
場合に、上記加熱温度は、通常、150〜450℃の範
囲の温度であるが、触媒活性、触媒寿命及び二量化生底
物への選択性にすぐれる触媒を得るには、特に、200
〜400℃の範囲が好ましい。
場合に、上記加熱温度は、通常、150〜450℃の範
囲の温度であるが、触媒活性、触媒寿命及び二量化生底
物への選択性にすぐれる触媒を得るには、特に、200
〜400℃の範囲が好ましい。
本発明の方法によれば、このようにして得られる触媒の
存在下に、固定床方式にてエチレンとプロピレンとを共
二量化させて、1−ペンテンを製造する方法において、
エチレンとプロピレンとをエチレン/プロピレンモル比
0.30〜0.90の範囲にて供給し、圧力30kg/
cII1以上、温度80〜130℃にて反応させる。
存在下に、固定床方式にてエチレンとプロピレンとを共
二量化させて、1−ペンテンを製造する方法において、
エチレンとプロピレンとをエチレン/プロピレンモル比
0.30〜0.90の範囲にて供給し、圧力30kg/
cII1以上、温度80〜130℃にて反応させる。
反応は、通常、管径25〜80mmの高圧管状反応器を
用い、連続固定床流通法にて行なわれるが、エチレン及
びプロピレンと共に、溶剤又は同伴ガスを用いてもよい
。
用い、連続固定床流通法にて行なわれるが、エチレン及
びプロピレンと共に、溶剤又は同伴ガスを用いてもよい
。
本発明の方法においては、エチレンとプロピレンは、エ
チレン/プロピレンモル比0.30〜0.95の範囲に
て固定床触媒に流通される。このエチレン/プロピレン
モル比が0.30よりも小さいときは、プロピレンの三
量化による4−メチル−I−ペンテンの副生が多く、目
的とする共二量化生成物である1−ペンテンを高選択性
にて得ることができない。他方、エチレン/プロピレン
モル比が0.95よりも大きいときは、3−エチル−1
ペンテンが多量に副生し、同様に、l−ペンテンを高選
択性にて得ることができない。
チレン/プロピレンモル比0.30〜0.95の範囲に
て固定床触媒に流通される。このエチレン/プロピレン
モル比が0.30よりも小さいときは、プロピレンの三
量化による4−メチル−I−ペンテンの副生が多く、目
的とする共二量化生成物である1−ペンテンを高選択性
にて得ることができない。他方、エチレン/プロピレン
モル比が0.95よりも大きいときは、3−エチル−1
ペンテンが多量に副生し、同様に、l−ペンテンを高選
択性にて得ることができない。
反応温度は、80〜140°C1好ましくは90〜12
0℃の範囲である。反応温度が80℃よりも低いときは
、α−オレフィンの反応性が低く、しかも、望ましくな
い副生物の生成が多い。しかし、反応温度が140℃を
越えるときは、2−ペンテンの副生が多くなって、1−
ペンテンを高選択性にて得ることができないのみならず
、触媒の表面に重合体物が付着し、触媒活性の劣化を招
く。
0℃の範囲である。反応温度が80℃よりも低いときは
、α−オレフィンの反応性が低く、しかも、望ましくな
い副生物の生成が多い。しかし、反応温度が140℃を
越えるときは、2−ペンテンの副生が多くなって、1−
ペンテンを高選択性にて得ることができないのみならず
、触媒の表面に重合体物が付着し、触媒活性の劣化を招
く。
反応圧力は、30〜200 kg/adG、好ましくは
、40〜150 kg/colGの範囲である。反応圧
力が30kg/ciGよりも小さいときは、反応速度が
遅く、工業的に1−ペンテンを製造するには、不利であ
る。反応圧力の上限は、特に、限定されるものではない
が、通常、実用上の観点から、200kg/aJGであ
る。更に、エチレンとプロピレンとの混合物の柩空間速
度(L HS V)は、通常、0、1〜15 hr−’
、好ましくは0.5〜10 hr−’の範囲である。
、40〜150 kg/colGの範囲である。反応圧
力が30kg/ciGよりも小さいときは、反応速度が
遅く、工業的に1−ペンテンを製造するには、不利であ
る。反応圧力の上限は、特に、限定されるものではない
が、通常、実用上の観点から、200kg/aJGであ
る。更に、エチレンとプロピレンとの混合物の柩空間速
度(L HS V)は、通常、0、1〜15 hr−’
、好ましくは0.5〜10 hr−’の範囲である。
エチレン及びプロピレンは、かかる条件下に、触媒に5
〜50゛0秒間接触される。
〜50゛0秒間接触される。
前記溶剤又は同伴ガスとしては、例えば、メクン、エタ
ン、プロパン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、
デカン等の飽和炭化水素類を挙げることができ、このよ
うに溶剤又は同伴ガスを用いるときは、エチレン及びプ
ロピレンの合計量の濃度は、30重量%以上であること
が望ましい。
ン、プロパン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、
デカン等の飽和炭化水素類を挙げることができ、このよ
うに溶剤又は同伴ガスを用いるときは、エチレン及びプ
ロピレンの合計量の濃度は、30重量%以上であること
が望ましい。
反応終了後、得られた反応混合物から常法に従って1−
ペンテンと未反応エチレン及びプロピレンとを分離し、
未反応物は反応に循環再使用される。
ペンテンと未反応エチレン及びプロピレンとを分離し、
未反応物は反応に循環再使用される。
1馴しυ■医
以上のように、本発明方法においては、用いる触媒につ
いて、無水炭酸カリウムと炭素とからなる圧縮成形粒状
担体の調製に際して、特に、無水炭酸カリウムとして、
所定の嵩密度のものを用いると共に、反応条件を適正に
選択することによって、エチレンとプロピレンとの共二
量化によって、触媒の単位重量当り、高い生産量にて、
且つ高い選択性にて、■−ペンテンを工業的に有利に製
造することができる。
いて、無水炭酸カリウムと炭素とからなる圧縮成形粒状
担体の調製に際して、特に、無水炭酸カリウムとして、
所定の嵩密度のものを用いると共に、反応条件を適正に
選択することによって、エチレンとプロピレンとの共二
量化によって、触媒の単位重量当り、高い生産量にて、
且つ高い選択性にて、■−ペンテンを工業的に有利に製
造することができる。
尖凰拠
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。
れら実施例により何ら限定されるものではない。
尚、以下において、担体及び触媒の物性の測定方法は、
次のとおりである。
次のとおりである。
缶水 カリウムの の
16メツシユから200メツシユまでのJIS規格の標
準篩を組合わせ、その上部に約150gの無水炭酸カリ
ウム原物の試料を入れ、全体をポリエチレン製袋に入れ
て密封した。この篩をローダツブ型振動篩振とう器に取
り付け、振とう数290回/分、ハンマー数156回/
分の条件にて10分間篩い分けした。
準篩を組合わせ、その上部に約150gの無水炭酸カリ
ウム原物の試料を入れ、全体をポリエチレン製袋に入れ
て密封した。この篩をローダツブ型振動篩振とう器に取
り付け、振とう数290回/分、ハンマー数156回/
分の条件にて10分間篩い分けした。
このようにして篩い分けした後の各篩上の無水炭酸カリ
ウムの重量を測定し、その重量百分率を計算し、RR3
線図から平均粒径を求めた。
ウムの重量を測定し、その重量百分率を計算し、RR3
線図から平均粒径を求めた。
長生旦豊長春抗且
予め300℃で2時間加熱乾燥した約10gの担体試料
の比重を水銀中及び四塩化炭素中にて40℃で測定し、
担体の体積のうち、細孔容積が占める割合を細孔容積比
として、次式によって容量百分率にて求めた。
の比重を水銀中及び四塩化炭素中にて40℃で測定し、
担体の体積のうち、細孔容積が占める割合を細孔容積比
として、次式によって容量百分率にて求めた。
00
ここに、DHg及びD CCI Aはそれぞれ水銀及び
四塩化炭素中にて測定した担体の比重であり、pHg及
びρCCl4はそれぞれ40℃における水銀及び四塩化
炭素の密度である。
四塩化炭素中にて測定した担体の比重であり、pHg及
びρCCl4はそれぞれ40℃における水銀及び四塩化
炭素の密度である。
担体 のグラファイトA 二
予め300℃で2時間加熱乾燥した50gの担体試料に
水1001Ill及びメタノール20m1を加え、20
分間磁気撹拌子にて撹拌した後、更に、超音波洗浄器に
て30分間撹拌した。
水1001Ill及びメタノール20m1を加え、20
分間磁気撹拌子にて撹拌した後、更に、超音波洗浄器に
て30分間撹拌した。
遊離したグラファイトを水で洗浄した後、100℃で2
時間乾燥して、重量を測定し、担体中の無水炭酸カリウ
ムに対する重量百分率を求めた。
時間乾燥して、重量を測定し、担体中の無水炭酸カリウ
ムに対する重量百分率を求めた。
旦 アル−カリ金 ゝ
精秤した触媒約2gに窒素雰囲気中にて水15m1を加
え、発生した水素ガスの量をガスビユレットにて測定し
た。測定時の温度をt(’c)、圧力をP (wmHg
) 、温度t(”c)における水の分圧をP HzO(
mmHg)、発生した気体の量をV (ml) 、触媒
試料M (g)中の担持アルカリ金属量をA (g)及
びグラファイト含有量をC(g)とし、無水炭酸カリウ
ム100gに対する担持アルカリ金属量をB (g原子
)として、A及びBの値を次式から求めた。
え、発生した水素ガスの量をガスビユレットにて測定し
た。測定時の温度をt(’c)、圧力をP (wmHg
) 、温度t(”c)における水の分圧をP HzO(
mmHg)、発生した気体の量をV (ml) 、触媒
試料M (g)中の担持アルカリ金属量をA (g)及
びグラファイト含有量をC(g)とし、無水炭酸カリウ
ム100gに対する担持アルカリ金属量をB (g原子
)として、A及びBの値を次式から求めた。
他方、担持触媒2gに窒素雰囲気中で無水イソプロピル
アルコール50m1を加え、室温で1時間放置した後、
担体及びその他の固形分を遠心分離した。このようにし
て得られたイソプロピルアルコール中に溶出したナトリ
ウムアルコキシドの量及びカリウムアルコキシドの量を
原子吸光法にて測定し、その両方の値からN a /
K比を求めた。
アルコール50m1を加え、室温で1時間放置した後、
担体及びその他の固形分を遠心分離した。このようにし
て得られたイソプロピルアルコール中に溶出したナトリ
ウムアルコキシドの量及びカリウムアルコキシドの量を
原子吸光法にて測定し、その両方の値からN a /
K比を求めた。
また、触媒に担持されたナトリウム及びカリウムの無水
炭酸カリウム100gに対する量は、先に求めた無水炭
酸カリウム100gに対する担持アルカリ金属量B (
g原子)の値及びN a / K比から次式によって求
めた。
炭酸カリウム100gに対する量は、先に求めた無水炭
酸カリウム100gに対する担持アルカリ金属量B (
g原子)の値及びN a / K比から次式によって求
めた。
Na量(g原子/100g無水炭酸カリウム)=に4J
(g原子/100g無水炭酸カリウム)=下端に落と
し口を有し、且つ、その内径が26゜5N、上端の内径
が9.4重量、高さが1100u、内容積が150m1
である漏斗を、その下端の試料落とし口までの高さが1
00mmとなるように垂直に固定した。この漏斗の試料
落とし口の真下に内径39m、高さ81關及び内容積9
8.0mlの円筒型の受器を置いた。
(g原子/100g無水炭酸カリウム)=下端に落と
し口を有し、且つ、その内径が26゜5N、上端の内径
が9.4重量、高さが1100u、内容積が150m1
である漏斗を、その下端の試料落とし口までの高さが1
00mmとなるように垂直に固定した。この漏斗の試料
落とし口の真下に内径39m、高さ81關及び内容積9
8.0mlの円筒型の受器を置いた。
上記漏斗に無水炭酸カリウム試料の粉末を入れ、下端の
試料落とし口を開けて、試料粉末を受器に落下させた。
試料落とし口を開けて、試料粉末を受器に落下させた。
受器上部の盛り上がった試料を水平にすり切り、受器中
の試料粉末の重量を測定し、嵩密度を求めた。
の試料粉末の重量を測定し、嵩密度を求めた。
その他の特性は、常法によって測定した。
実施例1
(触媒の調製)
平均粒径が280μmであって、粒径100μm未満が
6.9重量%、粒径600μmを越え、1000μmま
でが3.4重量%である粒度分布を有し、嵩密度は0.
68 g /ml、細孔容積0.45m1/gである無
水炭酸カリウムに対して、1.1重量%のグラファイト
を加え、十分に混合した後、直径3n、高さ3flの円
筒状の担体に打錠成形した。
6.9重量%、粒径600μmを越え、1000μmま
でが3.4重量%である粒度分布を有し、嵩密度は0.
68 g /ml、細孔容積0.45m1/gである無
水炭酸カリウムに対して、1.1重量%のグラファイト
を加え、十分に混合した後、直径3n、高さ3flの円
筒状の担体に打錠成形した。
この担体の細孔容積比は27%、圧縮強度は6.8kg
/ col Gであった。
/ col Gであった。
この担体97.2 gを窒素気流中にて350℃で乾燥
させた後、窒素雰囲気下に金属ナトリウム2゜8gを加
え、240℃で5時間撹拌して、触媒を調製した。
させた後、窒素雰囲気下に金属ナトリウム2゜8gを加
え、240℃で5時間撹拌して、触媒を調製した。
得られた触媒において、担持アルカリ金属は、ナトリウ
ム48g原子%、カリウム52g原子%であり、無水炭
酸カリウムに対する担持量は、2゜7重量%であった。
ム48g原子%、カリウム52g原子%であり、無水炭
酸カリウムに対する担持量は、2゜7重量%であった。
このようにして調製した触媒161を内径501mの管
状高圧気相反応器に充填し、この反応器の圧力100
kg/ctAG、温度105℃に保持しつつ、エチレン
/プロピレンモル比0.55にてエチレンとプロピレン
とを液空間速度(L HS V) 2.5hr−’にて
供給して、連続反応を行なった。
状高圧気相反応器に充填し、この反応器の圧力100
kg/ctAG、温度105℃に保持しつつ、エチレン
/プロピレンモル比0.55にてエチレンとプロピレン
とを液空間速度(L HS V) 2.5hr−’にて
供給して、連続反応を行なった。
反応の結果は、エチレンの転化率は83モル%であって
、生成物の組成は、■−ペンテンが93゜2モル%、2
−ペンテンが1.4モル%、4−メチル−1−ペンテン
が3.0モル%、3−エチル−I−ペンテンカ1.9モ
ル%、その他0.5モル%であった。
、生成物の組成は、■−ペンテンが93゜2モル%、2
−ペンテンが1.4モル%、4−メチル−1−ペンテン
が3.0モル%、3−エチル−I−ペンテンカ1.9モ
ル%、その他0.5モル%であった。
しかも、エチレンの転化率は、経時変化が少なく、10
日間の総生産量は98 g/g触媒であった。
日間の総生産量は98 g/g触媒であった。
実施例2及び3
反応器に供給するエチレン/プロピレンモル比を第1表
に示すようにそれぞれ0.8及び0.3とした以外は、
実施例1と同様にして、エチレンとプロピレンの共二量
化を行なった。反応結果を第1表に示す。
に示すようにそれぞれ0.8及び0.3とした以外は、
実施例1と同様にして、エチレンとプロピレンの共二量
化を行なった。反応結果を第1表に示す。
比較例1
反応器に供給するエチレン/プロピレンモル比を1.1
とした以外は、実施例1と同様にして、エチレンとプロ
ピレンの共二量化を行なった。反応結果を第1表に示す
。
とした以外は、実施例1と同様にして、エチレンとプロ
ピレンの共二量化を行なった。反応結果を第1表に示す
。
この反応においては、反応開始して10時間後に反応器
からの反応液の排出が極端に減少した。
からの反応液の排出が極端に減少した。
そこで、反応器を開放して調べたところ、触媒の表面に
重合体物質の付着がみられた。
重合体物質の付着がみられた。
比較例2
反応器に供給するエチレン/プロピレンモル比を0.2
とした以外は、実施例1と同様にして、エチレンとプロ
ピレンの共二量化を行なった。反応結果を第1表に示す
。
とした以外は、実施例1と同様にして、エチレンとプロ
ピレンの共二量化を行なった。反応結果を第1表に示す
。
実施例1と比較すれば、4−メチル−1−ペンテンの副
生が多く、目的とする1−ペンテンの選沢率の低下が著
しい。
生が多く、目的とする1−ペンテンの選沢率の低下が著
しい。
比較例3
反応温度を150℃とした以外は、実施例1と同様にし
て、エチレンとプロピレンの共二量化を行なった。反応
結果を第1表に示す。
て、エチレンとプロピレンの共二量化を行なった。反応
結果を第1表に示す。
実施例1と比較すれば、4−メチル−1−ペンテンの副
生が非常に多く、しかも、2−ペンテンの副生も多い。
生が非常に多く、しかも、2−ペンテンの副生も多い。
この結果、目的とする1−ペンテンの選択率が極端に低
い。
い。
比較例4
反応温度を70℃とした以外は、実施例1と同様にして
、エチレンとプロピレンの共二量化を行なった。反応結
果を第1表に示す。
、エチレンとプロピレンの共二量化を行なった。反応結
果を第1表に示す。
実施例1と比較すれば、エチレンの転化率が極めて低い
。
。
Claims (2)
- (1)触媒の存在下に固定床方式にてエチレンとプロピ
レンとを共二量化させて、1−ペンテンを製造する方法
において、 (A)上記触媒がアルカリ金属を無水炭酸カリウムと炭
素とからなる圧縮成形粒状担体に担持させてなる触媒で
あつて、 (a)上記アルカリ金属がナトリウム20〜90g原子
%とカリウム80〜10g原子%とからなり、 (b)上記圧縮成形粒状担体が無水炭酸カリウムに対し
て0.6〜3重量%の炭素を含有し、且つ、22〜38
%の細孔容積比と1.5〜15kg/cm^2Gの圧縮
強度を有すると共に、 (c)上記担体を構成する無水炭酸カリウムが圧縮成形
前の原粉として、平均粒径150〜600μmを有し、
且つ、粒径100μm未満の粉体が1〜15重量%の範
囲にあり、粒径600μmを越える粉体が1〜20重量
%の範囲にある粒度分布を有し、更に、嵩密度が0.5
0g/ml以上であつて、0.70g/ml未満の範囲
にあり、 (B)エチレンとプロピレンとをエチレン/プロピレン
モル比0.30〜0.95の範囲にて供給し、圧力30
kg/cm^2以上、温度80〜140℃にて反応させ
ることを特徴とするエチレンとプロピレンの共二量化に
よる1−ペンテンの製造方法。 - (2)担体を構成する無水炭酸カリウムが圧縮成形前の
原粉として、嵩密度が0.53〜0.69g/mlの範
囲にあることを特徴とする請求項第1項記載の1−ペン
テンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176901A JP2756493B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | エチレンとプロピレンの共二量化による1―ペンテンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176901A JP2756493B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | エチレンとプロピレンの共二量化による1―ペンテンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0341036A true JPH0341036A (ja) | 1991-02-21 |
| JP2756493B2 JP2756493B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=16021737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1176901A Expired - Fee Related JP2756493B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | エチレンとプロピレンの共二量化による1―ペンテンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756493B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP1176901A patent/JP2756493B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2756493B2 (ja) | 1998-05-25 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |