JPH0424339B2 - - Google Patents

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JPH0424339B2
JPH0424339B2 JP56205053A JP20505381A JPH0424339B2 JP H0424339 B2 JPH0424339 B2 JP H0424339B2 JP 56205053 A JP56205053 A JP 56205053A JP 20505381 A JP20505381 A JP 20505381A JP H0424339 B2 JPH0424339 B2 JP H0424339B2
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olefin
alcohol
catalysts
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明はエーテル類、殊にt−アルキルエーテ
ル類の製造に関する。 適当な触媒の存在下にオレフインとアルコール
とを反応させることによりエーテルを製造するこ
とは公知である。例えば、t−アルキルエーテル
はt−オレフインとアルコールとを、鉱酸例えば
硫酸のような触媒およびある範囲の固体触媒(例
えば、燐または硼素でドープしたヘテロポリタン
グステン酸もしくはヘテロポリモリブデン酸;酸
性化アルミナ;種々の酸性化したイオン交換樹
脂)の存在下で反応させることにより製造でき、
例えばイソブデンとメタノールとからメチルt−
ブチルエーテルが製造できる。 鉱酸触媒の使用によつて、腐食の問題が起こる
ことがあり、このような問題によつてそのような
触媒を商業的規模で応用するのが困難になる。酸
性化イオン交換触媒を用いる(殊にメチルt−ブ
チルエーテルを製造するための)商業的方法は、
公知であるが、そのような触媒はしばしば熱安定
性が劣るものであるので、これによつて使用しう
る反応温度が限定されることになる。例えば多く
の場合に反応温度が80℃を越えることがない(な
おメチルt−ブチルエーテルはハイオクタン性を
もつガソリン添加剤として特に有用である)。低
い反応温度を用いれば、反応時間が長くなり、ま
た反応容器の単位容積当りの生産量が低くなる。 公知方法で生ずる別の問題は、使用されるアル
コールから派生するジアルキルエーテル副生物の
生成である。 ポーランド特許第103379号明細書には、ゼオラ
イトXもしくはY、またはそれらの部分的脱アル
ミン酸処理もしくは改質もしくはイオン交換した
型のものからなる触媒の存在下に、メタノールと
イソブデンとを気相または液相で反応させること
によりメチルt−ブチルエーテルを製造する方法
が記載されている。120℃での気相法においてゼ
オライトYを用いると、8.1%のメチルt−ブチ
ルエーテルと91.8%のメタノールからなる液体生
成物が得られる。同じゼオライトは160℃および
31気圧での液相法で使用され、部分的に脱アルミ
ン酸処理したゼオライトYは125℃および28気圧
で使用されている。 米国特許第2882244号明細書によればゼオライ
トXは2〜3の範囲のシリカ/アルミナ比を有
し、また米国特許第3130007号明細書によればゼ
オライトYは3〜6の範囲のシリカ/アルミナ比
を有する。 我々は、ある種のゼオライト触媒の存在下で、
前記ポーランド特許の方法よりも温和な条件下で
t−オレフインとアルコールとからt−アルキル
エーテルが製造できることを見出した。その使用
条件ではt−アルキルエーテルを高選択率および
良好な収率で、しかも望ましくない副生物のジア
ルキルエーテルやオレフインのオリゴマーの低収
率で、製造可能である。 本発明によれば、XO2/Y2O3の比(ただしX
はケイ素および/またはゲルマニウムであり、Y
はアルミニウム、鉄、クロム、バナジウム、モリ
ブデン、砒素、マンガン、カリウムまたは硼素の
一種または二種以上である)が10に等しいか10よ
りも大であり、かつ主に水素型であるゼオライト
からなる触媒の存在下に、オレフインとアルコー
ルとを触媒させることからなるエーテルの製法が
提供される。 上記ゼオライトは、t−アルキルエーテル生成
の触媒において活性のゼオライト細孔系内に酸性
サイト(部位)を有する。かかる好ましいゼオラ
イトにおける入口細孔寸法は、反応剤および生成
物が細孔系に侵入し、退出できるような寸法であ
る。すなわち約5.0〜8.0ÅのLennard Jones直径
σ(A)を有する。このLennard Jones直径σ(A)は、
ウイリー・インターサイエンス社1947年発行
「Zeolite Molecular Sieves」636頁においてD.
W.ブレツクによつて定義されている。 触媒として使用するのに好ましい触媒は、シリ
カ(SiO2)としてのXO2およびアルミナ
(Al2O3)としてのY2O3を基本成分としている。
本発明方法において触媒として使用しうる適当な
ゼオライトの例としては下記のものがある。 ゼオライトベータ (米国特許第3308069号) ZSM−5 (米国特許第3702886号EPA
0011362) ZSM−8 (西独OLS2049755) ZSM−11 (米国特許第3709979号) ZSM−12 (米国特許第4086186号)EPA
0013630) ZSM−23 (米国特許第4076842号) ZSM−35 (米国特許第4016245号) ZSM−43 (EPA 0001695) ZSM−48 (EPA 0015132) Fu−1 (英国特許第1563346号) Fu−9 (英国特許出願第8040781号) Nu−2 (英国特許出願第8040782号) Nu−4 (英国特許出願第8115407号) Nu−5 (英国特許出願第8040395号) Nu−6(2) (英国特許出願第8039685号) Nu−10 (英国特許出願第8115410号) Eu−1 (欧州特許出願第81302343.9) Eu−2 (英国特許第2077709号) ゼオライトオメガ (英国特許第1178186号) ゼオライトphi (西独OLS2513682) これらのゼオライトは、先行文献に充分に記載
されている方法によつて水素型に変えることがで
き、例えば製造した状態のゼオライトを〓焼し、
次いで酸で交換処理すればよい。所望ならば、ゼ
オライトをイオン交換または含浸処理して、Cu、
Ag、Mg、Ca、Sr、Zu、Cd、B、Al、Sn、Pb、
V、P、Sb、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、
Ni、貴金属およびランタニドから選択されるも
ののカチオンまたは酸化物含むようにしてもよ
い。オレフインオリゴマーの生成は、ゼオライト
を嵩高の有機塩基で処理することにより(例えば
フエナントリジン)、さらに抑制できる。そのよ
うな塩基は表面の酸性サイトを中和するけれど
も、その嵩が大きいので、ゼオライトの細孔系に
入れないと考えられる。 本発明方法で使用するのに適当なオレフインと
しては、4〜16個、殊に4〜9個の炭素原子を含
むモノーまたはジーオレフインがあり、例えばイ
ソブテン、2−メチルブテン−1、2−メチルブ
テン−2、2−メチルペンテン−1、2−メチル
ペンテン−2、3−メチルペンテン−2、2−メ
チルヘキセン−1、2−メチルヘプテン−1およ
び2−メチルオクテン−1またはそれらの混合物
である。 本発明方法に使用するのに適当なアルコールと
しては、1〜12個、好しくは1〜4個の炭素原子
を含む第1および第2アルカノールがあり、例え
ばメタノール、エタノール、n−プロパノール、
イソ−プロパノールおよびn−ブタノールであ
る。またエーテルアルコール、例えば RO(CH2CH2O)oH (RはHまたは炭化水素基、nは1〜20)のエー
テルアルコール(例えば2−メトキシエタノー
ル)も使用できる。 本発明方法は合計で5〜10個の炭素原子を含む
t−アルキルエーテルを対応するt−オレフイン
およびアルコールから製造するのに特に応用する
ことができ、殊にイソブデンおよびメタノールか
らメチルt−ブチルエーテルを製造するのに応用
できる。メチルt−ブチルエーテル(MTBE)
の製造において好ましいゼオライト触媒はゼオラ
イトNu−2、Nu−4、Nu−10およびベータで
ある。 本発明のエーテル化反応は気相または液相で実
施しうる。液相反応は典型的には0〜200℃、好
ましくは50〜110℃、例えば70〜100℃で実施され
る。この反応は通常大気圧下または加圧下、例え
ば1〜100バールの範囲の圧力で実施される。 オレフインとアルコールとのモル比は、広範囲
に変わりうるが、適当にオレフイン1モル当り
0.5〜5.0モルの範囲のアルカノールである。 液相反応については、反応混合物中の触媒の割
合は極めて広範囲に変わりうるが、適当には約
0.1〜約5重量%の範囲である。 t−アルキルエーテルを選択的に生成するため
のアルカノールとオレフインとの反応に適当な条
件下では、ゼオライト触媒は著しく安定であり、
従つて劣つた触媒活性を有する物質を与えるよう
な分解反応による損傷を受けない。その性質の故
にゼオライトは液相法における反応混合物から迅
速に回収することができ、また別の回分反応操作
において再使用できる。 本発明方法において使用するためのゼオライト
ならびにその製造方法は、前述の諸特許文献に記
載されている。それらの特許明細書のうちいくつ
かについて、未公開のものがあるので、ゼオライ
トNu−2、Nu−4、Nu−5、Nu−6、Nu−
10、Eu−1、Eu−2およびFu−9についての詳
細を次下に述べる。 ゼオライトNu−2は下記の式で表わされるモ
ル組成を有する: 0.5〜1.8R2O:Y2O3:≧10XO2:0〜100H2O (ここに、Rは一価のカチオンまたはn価のカチ
オンの1/nであり、Xはケイ素および/または
ゲルマニウムであり、Yはアルミニウム、鉄、ク
ロム、バナジウム、モリブデン、砒素、マンガ
ン、カリウムまたは硼素の一種または二種以上で
あり、H2OはRがHであるときに理論的に存在
する水以外の水和水であり)、また表1および2
に示すようなX線回折パターンを実質的に有する
(X線回折パターンは、銅Kα線を用いる標準的な
方法で測定した)。表1は製造されたままの状態
のゼオライトNu−2についてのX線データを示
し、表2は〓焼されたNa−H型のゼオライトNu
−2についてのX線データを示している。 上記の化学組成の定義の中でXO2のモル数は典
型的には10〜100の範囲であり、XO2のモル数が
25〜50であるときにゼオライトNu−2は最も容
易に高純度状態で生成されるようである。 ゼオライトNu−2は、少なくとも1種の酸化
物XO2、少なくとも1種の酸化物Y2O3、および
少なくとも1種のアルキル化もしくは部分アルキ
ル化第四級アンモニウムもしくはホスホニウムま
たは第三級スルホニウム化合物すなわち
(R1R2R3R4N)+または(R1R2R3R4P)+または
(R1R2R3S)+である(以下Qと称する)。R1、R2
R3およびR4は2〜4個のエチル基であつてよく、
残りはH、CH3またはC3H7であつてよい。ある
いは第四級化合物の前駆体を用いることができ
(例えばトリエチルアミンとエタノール、または
エチルハライドもしくはエチルサルフエートとを
使用できる)、このような場合にそのような前駆
体は溶媒、例えばエチルエチルケトン中で予熱し
てからその他の反応剤を添加するのが好ましい。 反応混合物は好ましくは下記のモル組成を有す
る。 XO2/Y2O3≧10、好ましくは10〜3000 Ak+/Q+=0.15〜2.0 H2O/QZ=30〜75 OH-/XO2=0.1〜2.0 H2O/Ak+≧15 QZ/XO2=0.02〜0.4 ここにXおよびYは前記定義の通りであり、
Ak+はアルカリ金属イオンまたはそのようなイオ
ンの混合物であり(このものはアンモニウムを含
むことができ、遊離アルカリを指す)、OH-は遊
離アルカリおよび遊離第四級アンモニウム水酸化
物を包含し、そしてZはOH-または任意の酸ラ
ジカルである。Zが酸ラジカルであるときには、
等量の過剰の遊離Ak-を水酸化物として加えて反
応混合物のアルカリ性を維持しなければならな
い。Q+はN、PまたはSの第四級イオンである。 好ましい第四級化合物はテトラエチルアンモニ
ウム水酸化物である。 ゼオライトNu−4は下記式で表わされるモル
組成: 5〜15 M1 2O 0〜10 Y2O3 100 XO2 0〜50 H2O (ここにM1は一価のカチオンであるかn価のカ
チオンの1/nであり、Xはケイ素またはゲルマ
ニウムであり、Yはアルミニウム、鉄、クロム、
バナジウム、モリブデン、砒素、アンチモン、マ
ンガン、ガリウムまたは硼素であり、そして
H2OはM1が水素であるときに論理的に存在する
水以外の水和水である)、を有すと共に、表3に
示される如きX線回折パターンを実質的に有する
(X線回折は銅Kα線を用いての標準的な方法で測
定)。表3には、製造したままの状態のゼオライ
トNu−4および〓焼して水素型としてゼオライ
トNu−4についてのX線データが示されている。
【表】
【表】
【表】 〓焼ナトリウム水
素Nu−2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 SiO2/Al2O3の比が10に等しいか10よりも大
    であり、かつ主に水素型であるゼオライトからな
    る触媒の存在下に、オレフインとアルコールとを
    接触させることからなるエーテルの製造方法。 2 ゼオライトは嵩高有機塩基で予め処理された
    ものである特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 オレフインは4〜16個の炭素原子を含むモノ
    オレフインもしくはジオレフインである特許請求
    の範囲第1または2項に記載の方法。 4 オレフインは4〜9個の炭素原子を含む特許
    請求の範囲第3項に記載の方法。 5 アルコールは1〜12個の炭素原子を含む第1
    または第2アルカノールである特許請求の範囲第
    1〜4項のいずれかに記載の方法。 6 アルコールは1〜4個の炭素原子を含む特許
    請求の範囲第5項に記載の方法。 7 アルコールは式 RO(CH2CH2O)oH (ただしRはHまたは炭化水素基であり、nは1
    〜20である) のエーテルアルコールである特許請求の範囲第1
    〜4項のいずれかに記載の方法。 8 イソブテンとメタノールとを反応させてメチ
    ルt−ブチルエーテルを生成させる特許請求の範
    囲第1〜6項のいずれかに記載の方法。 9 ゼオライトはNu−2ゼオライト、Nu−4ゼ
    オライト、Nu−10ゼオライトおよびベータゼオ
    ライトから選択される特許請求の範囲第1〜8項
    のいずれかに記載の方法。
JP56205053A 1980-12-19 1981-12-18 Manufacture of ether Granted JPS57131733A (en)

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