JPH05201965A - ε−カプロラクタムの製法 - Google Patents
ε−カプロラクタムの製法Info
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Abstract
収率が向上したε−カプロラクタムの製法を提供する。 【構成】 アルコールおよび/またはエーチル化合物存
在下にゼオライト触媒を用い、さらに反応系に水をシク
ロヘキサノンオキシム1モルに対して0.06〜2.5モル
の範囲で共存させて気相でシクロへキサノンオキシムを
接触反応させることを特徴とするε−カプロラクタムの
製法。
Description
応条件下にシクロヘキサノンオキシムからε−カプロラ
クタムを製造する方法に関する。
プロラクタムはナイロン等の原料として用いられている
重要な基幹化学原料である。
条件下にシクロヘキサノンオキシムを転位(ベックマン
転位)させることによるε−カプロラクタムの製造方法
を提案している(特開平2−275850号公報及び特
開平2−250866号公報)。
キサノンオキシムの転位反応についてその後さらに鋭意
検討を重ねた結果、アルコールおよび/またはエーテル
化合物存在下にゼオライト触媒を用い、さらに反応系に
水を共存させることによって、触媒の寿命が改良され、
且つε−カプロラクタムの収率が向上することを見出
し、本発明を完成するに至った。
コールおよび/またはエーテル化合物存在下にゼオライ
ト触媒を用い、さらに反応系に水を共存させて気相でシ
クロヘキサノンオキシムを接触反応させることを特徴と
する工業的に優れたε−カプロラクタムの製法を提供す
るものである。
使用するゼオライト触媒としては、例えば結晶性シリ
カ、結晶性メタロシリケート等が挙げられる。
にケイ素と酸素とからなるものであり、また、結晶性メ
タロシリケートとは、ケイ素と酸素の他に金属を含むも
のであり、例えば金属原子数に対するケイ素原子数の比
(Si/Me原子比)が5以上、好ましくは500以上
のものが挙げられる。ここで金属としてはAl、Ga、
Fe、B、Zn、Cr、Be、Co、La、Ge、T
i、Zr、Hf、V、Ni、Sb、Bi、Cu、Nb等
から選ばれる1種以上の金属が挙げられる。Si/Me
原子比は通常の分析手段、例えば原子吸光法、螢光X線
法等により求めることができる。
することができる。これらの結晶性シリカ及び結晶性メ
タロシリケートには種々の結晶型が知られているが、い
わゆるペンタシル型構造に属するものが好ましい。
徴とするが、かかる水の使用量はシクロヘキサノンオキ
シム1モルに対してモル比で0.06〜2.5倍であり、好
ましくは0.18〜1.9倍、より好ましくは0.18〜0.6
5倍である。水がシクロヘキサノンオキシムに対して0.
06倍未満でも、また2.5倍を超えても触媒の活性低下
が大きくなり好ましくない。
コールやエーテル化合物を共存させる。かかるアルコー
ルやエーテル化合物は下記一般式(1)で示される化合
物が挙げられる。 R1 −O−R2 (1) (式中、R1 はフッ素原子が置換していてもよい低級ア
ルキル基を表し、R2 は水素原子、フッ素原子が置換し
ていてもよい低級アルキル基またはフェニル基を表
す。)アルコールの具体例としては、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、n−ブタノール、sec−ブタノール、イソブタノ
ール、n−アミルアルコール、n−ヘキサノール、2,
2,2−トリフルオロエタノール等の炭素数6以下の低
級アルコールが挙げられ、中でもメタノールおよびエタ
ノールが好ましい。また共存させるエーテル化合物とし
ては、R1 がメチル基またはエチル基のものが好まし
く、例えばジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、
ジエチルエーテル、メチル−n−プロピルエーテル、メ
チルイソプロピルエーテル、メチル−tert−ブチル
エーテル、アニソール等の炭素数8以下のエーテル化合
物が挙げられる。これらのアルコールおよびエーテル化
合物は2種以上を併用することもでき、またアルコール
とエーテル化合物を併用することも可能である。
てベンゼン、シクロヘキサン、トルエン等のような反応
に不活性な化合物の蒸気あるいは窒素、二酸化炭素等の
不活性ガスを共存させることもできる。
て述べる。原料のシクロヘキサノンオキシムは気体状態
で接触反応させるが、反応は固定床方式、流動床方式の
いずれの方式で実施してもよい。水、アルコール、エー
テル化合物等は、予めシクロヘキサノンオキシムと混合
して反応器に供給してもよいし、シクロヘキサノンオキ
シムとは別々に供給してもよい。後者の場合には水等を
分割して供給することもできる。固定床方式の場合はシ
クロヘキサノンオキシムが水、アルコール、エーテル化
合物等と十分に混合された状態で触媒層を通過させるの
が好ましいため、通常前者の方法が採用される。
度は、通常WHSV=0.1〜40hr -1(すなわち触媒1
kg当たりのシクロヘキサノンオキシム供給速度が0.1〜
40kg/hr)であり、好ましくは0.2〜20hr-1、より
好ましくは0.5〜10hr-1の範囲から選ばれる。
であるが、好ましくは300〜450℃であり、より好
ましくは300〜400℃である。250℃未満の温度
では反応速度が十分でなく、またε−カプロラクタムの
選択率も低下する傾向があり、一方500℃を越えても
ε−カプロラクタムの選択率が低下する傾向がある。
ずれでも実施することができるが、例えば通常0.05〜
10kg/cm2 の反応条件下で実施する。
離精製は、例えば反応生成ガスを冷却して凝縮させ、次
いで抽出、蒸留あるいは晶析等をすることにより行うこ
とができる。
触媒は、分子状酸素含有ガス中、例えば空気気流中で焼
成するか、またはアルコールを加えた分子状酸素含有ガ
ス中で焼成することにより容易に元の性能に賦活でき、
繰り返し使用できる。
され、ε−カプロラクタムの収率が向上する。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ルソシリケート (Si(OC2 H5 )4 、Al含有量10ppm 以下)1
00g、10%水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウ
ム水溶液224.0g、エタノール214gを仕込み、3
0分間激しく攪拌した。混合溶液のpHは13であっ
た。オートクレーブの蓋を締めた後、油浴に浸して内温
を105℃に保ち、400rpm 以上の回転数で攪拌を行
いながら120時間水熱合成を行った。この間オートク
レーブ内の圧力は2〜3kg/cm2 に達した。水熱合成終
了時のpHは11.8であった。白色の固体生成物を濾別
し、次いで洗液のpHが7付近になるまで蒸留水で連続
的に洗浄した。白色固体を乾燥後、空気流通下に530
℃で4時間焼成し、27gの粉末状白色結晶を得た。該
結晶を粉末X線回折で分析した結果、ペンタシル型ゼオ
ライトと同定された。また、原子吸光法による元素分析
の結果、Alの含有量は3ppm であった。この結晶10
gに5%塩化アンモニウム水溶液100gを加え、50
〜60℃で1時間イオン交換処理を行った後、結晶を濾
別した。このイオン交換処理操作を4回行った後、洗液
中にCl- イオンが検出されなくなるまで結晶を蒸留水
で洗浄した。続いて該結晶を120℃で16時間乾燥
し、得られたアンモニウム塩型の結晶を加圧成形後、2
4〜48メッシュに篩分けした。さらに該結晶を窒素ガ
ス流通下に500℃で1時間焼成し、触媒を得た。
触媒を0.375g(0.6ml)充填し、窒素気流下(4.2
l/hr)に350℃で1時間予熱処理した。次いでシク
ロヘキサノンオキシム/メタノール/水のモル比が1/
6.4/0.31の混合液を8.58g/hrの速度で反応管に
供給して反応させた。このときキャリアーガスとしてア
ンモニアガスを0.21l/hr、および窒素ガスを3.99
l/hrの速度で供給した。このときのシクロヘキサノン
オキシムの空間速度WHSVは8hr-1であり、触媒層の
温度(反応温度)は380℃であった。反応生成物は水
冷下に捕集し、ガスクロマトグラフで分析した。反応結
果を表1に示す。
間速度WHSVは次式で算出し、またシクロヘキサノン
オキシムの転化率およびε−カプロラクタムの選択率も
それぞれ次式で算出した。 WHSV(hr-1)=O/C シクロヘキサノンオキシムの転化率(%)=〔(X−Y)/X〕×100 ε−カプロラクタムの選択率(%)=〔Z/(X−Y)〕×100 また、O、C、X、YおよびZはそれぞれ次のとおり
である。 O=シクロヘキサノンオキシム供給速度(kg/hr) C=触媒重量(kg) X=供給した原料シクロヘキサノンオキシムのモル数 Y=未反応のシクロヘキサノンオキシムのモル数 Z=生成物中のε−カプロラクタムのモル数
1/6.4/0.1の混合溶液を8.48g/hrの速度(WH
SV=8hr-1)で反応管に供給した以外は実施例1と同
じ条件で反応を行った。反応結果を表2に示す。
1/6.4/0.63の混合溶液を8.73g/hrの速度(W
HSV=8hr-1)で反応管に供給した以外は実施例1と
同じ条件で反応を行った。反応結果を表3に示す。
1/6.4/1.89の混合溶液を9.33g/hrの速度(W
HSV=8hr-1)で反応管に供給した以外は実施例1と
同じ条件で反応を行った。反応結果を表4に示す。
1.8の混合溶液を8.44g/hrの速度(WHSV=8hr
-1)で反応管に供給した以外は実施例1と同じ条件で反
応を行った。反応結果を表5に示す。なお、反応原料と
して使用したシクロヘキサノンオキシム中の水分量を分
析したところ0.3重量%であり、これはシクロヘキサノ
ンオキシム1モルに対して0.019モルに相当した。
75gに変更した以外は実施例1と同じ条件で反応させ
た。反応開始後直ちにホウ酸が溶出し、実質的に反応は
行えなかった。
Claims (1)
- 【請求項1】アルコールおよび/またはエーテル化合物
存在下にゼオライト触媒を用い、さらに反応系に水をシ
クロヘキサノンオキシム1モルに対して0.06〜2.5モ
ルの範囲で共存させて気相でシクロヘキサノンオキシム
を接触反応させることを特徴とするε−カプロラクタム
の製法。
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-
1992
- 1992-10-01 JP JP26358092A patent/JP3254752B2/ja not_active Expired - Fee Related
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