JPH0564954B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0564954B2 JPH0564954B2 JP60209446A JP20944685A JPH0564954B2 JP H0564954 B2 JPH0564954 B2 JP H0564954B2 JP 60209446 A JP60209446 A JP 60209446A JP 20944685 A JP20944685 A JP 20944685A JP H0564954 B2 JPH0564954 B2 JP H0564954B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystalline
- zsm
- dioxane
- type
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、オキシエチレン基を基本単位として
構成される二価アルコール類から、1,4−ジオ
キサンを製造する分野に利用され、触媒と反応生
成物との分離が容易で、触媒の繰返し使用が可能
で高収率で1,4−ジオキサンを製造することが
できる方法に関する。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention is applicable to the field of producing 1,4-dioxane from dihydric alcohols having an oxyethylene group as a basic unit. The present invention relates to a method capable of producing 1,4-dioxane in high yield, with easy separation from products, and repeated use of a catalyst.
[従来の技術およびその問題点]
従来、1,4−ジオキサンを製造する方法とし
ては、たとえばジエチレングリコール等のポリエ
チレングリコールを硫酸触媒に接触させる方法、
硫酸、三フツ化ホウ素などの酸触媒を用いて、エ
チレンオキサイドを環化二量化する方法が知られ
ている。[Prior art and its problems] Conventionally, methods for producing 1,4-dioxane include, for example, a method in which polyethylene glycol such as diethylene glycol is brought into contact with a sulfuric acid catalyst;
A method is known in which ethylene oxide is cyclized and dimerized using an acid catalyst such as sulfuric acid or boron trifluoride.
しかしながら硫酸などの鉱酸やハロゲン酸を触
媒として使用すると装置などへの腐食作用が大き
いため、装置に高価な金属材料を用いる必要があ
るという問題があり、さらに、反応によつて生成
する水などが反応系へ混入することによつて、触
媒作用が低下し、触媒の再生や使用済み触媒の廃
棄などの後処理にも問題がある。 However, when mineral acids such as sulfuric acid or halogen acids are used as catalysts, they have a strong corrosive effect on equipment, so there is a problem in that the equipment needs to be made of expensive metal materials. If the catalyst is mixed into the reaction system, the catalytic action is reduced, and there are also problems in post-processing such as regenerating the catalyst and disposing of the used catalyst.
このような問題点を解決する方法として、特開
昭49−95981号公報には、酸性イオン交換樹脂を
触媒として用い、140〜170℃の温度でジエチレン
グリコールから1,4−ジオキサンを製造する方
法が開示されている。 As a method to solve these problems, JP-A-49-95981 discloses a method for producing 1,4-dioxane from diethylene glycol at a temperature of 140 to 170°C using an acidic ion exchange resin as a catalyst. Disclosed.
しかし、この方法で用いられる酸性イオン交換
樹脂は、一般に120℃以上の温度ではスルホン酸
基などの脱酸反応が起こり易くなつて、触媒作用
が損なわれるために、反応温度の調節によつて反
応速度を十分に高く保つことが困難であり、さら
に失活した触媒の再生も困難であるという重大な
欠点を有している。 However, the acidic ion exchange resin used in this method generally tends to deoxidize sulfonic acid groups at temperatures above 120°C, impairing the catalytic effect, so it is difficult to react by adjusting the reaction temperature. It has serious disadvantages in that it is difficult to maintain a sufficiently high speed and it is also difficult to regenerate a deactivated catalyst.
さらに、上記の欠点を解決した方法として、特
開昭52−83472号公報には、無機質固体酸を触媒
として用いる2価アルコール類から1,4−ジオ
キサンを製造する方法が開示されている。 Furthermore, as a method for solving the above-mentioned drawbacks, JP-A-52-83472 discloses a method for producing 1,4-dioxane from dihydric alcohols using an inorganic solid acid as a catalyst.
しかしながら、この方法においては触媒である
無機質固体酸として、シリカアルミナ、アルミナ
ボリアなどのいわゆる非結晶性固体酸触媒、モル
デナイト−H型固体酸、X型ゼオライトなどのい
わゆるゼオライト系固体酸、天然粘土類を使用し
ており、1,4−ジオキサンの収率が70%前後と
未だ十分ではないという欠点を有している。 However, in this method, the inorganic solid acids used as catalysts include so-called non-crystalline solid acid catalysts such as silica alumina and alumina boria, so-called zeolite solid acids such as mordenite-H type solid acids and X type zeolites, and natural clays. The disadvantage is that the yield of 1,4-dioxane is around 70%, which is still not sufficient.
本発明は前記事情に基いてなされたものであ
る。 The present invention has been made based on the above circumstances.
すなわち、本発明の目的は、前記問題点を解決
し、装置等の腐食および触媒の後処理などの問題
がなく、触媒の再生が容易であり、目的生成物で
ある1,4−ジオキサンの収率が十分に高い新規
な触媒を用いて行なう工業上有利な2価アルコー
ル類から1,4−ジオキサンを製造する方法を提
供することにある。 That is, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, eliminate problems such as corrosion of equipment and catalyst post-treatment, facilitate regeneration of the catalyst, and improve the yield of 1,4-dioxane, which is the target product. The object of the present invention is to provide an industrially advantageous method for producing 1,4-dioxane from dihydric alcohols using a novel catalyst with a sufficiently high yield.
本発明者らは、前記の目的を達成すべく、鋭意
検討を重ねた結果、特定の金属元素を特定の組成
比で含有する結晶性金属シリケートを触媒として
用いることによつて上記の目的を達成しうること
を見い出し、本発明の到達した。 In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have made extensive studies, and as a result, the above-mentioned object has been achieved by using a crystalline metal silicate containing a specific metal element in a specific composition ratio as a catalyst. We have discovered that this is possible, and have arrived at the present invention.
[前記問題点を解決するための手段]
前記問題点を解決するための本発明の要旨は、
オキシエチレン基を基本単位として構成される2
価アルコール類を、100〜500℃の反応温度下に、
けい素酸化物(SiO2)と3価金属の酸化物との
モル比(SiO2/M2O3)が12〜3000の範囲内にあ
る結晶性金属シリケートに接触させることを特徴
とする1,4−ジオキサンの製造方法である。[Means for solving the above problems] The gist of the present invention for solving the above problems is as follows:
Constructed with oxyethylene group as the basic unit 2
Hydrolic alcohols are heated to a reaction temperature of 100 to 500℃,
1, characterized in that it is brought into contact with a crystalline metal silicate in which the molar ratio (SiO 2 /M 2 O 3 ) of silicon oxide (SiO 2 ) and trivalent metal oxide is within the range of 12 to 3000. , 4-dioxane.
本発明におけるオキシエチレン基を基本単位と
して構成される2価アルコール類は、一般式が
HO−(CH2CH2O−)H(nは1以上の整数であ
る。)で表される化合物であり、具体的には、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、テトラエチレングリコー
ル、および平均分子量が238以上のポリエチレン
グリコールである。こられの2価アルコール類は
それぞれ単独でも、また混合物としても使用する
ことができる。これらのうち、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコールおよびトリエチレング
リコールがもっとも好ましい。 The dihydric alcohols composed of oxyethylene groups as basic units in the present invention have the general formula:
A compound represented by HO-(CH 2 CH 2 O-)H (n is an integer of 1 or more), specifically ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and average Polyethylene glycol with a molecular weight of 238 or more. These dihydric alcohols can be used alone or as a mixture. Of these, ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol are most preferred.
本発明において触媒として使用する結晶性金属
シリケートは、一般式がM2O3・XSiO2・mH2O
(mH2Oは結晶の構造水で、その1部はH+とし
て使用する、mはMの種類、Xの価などによつて
変化する。)で表される3価の金属酸化物とケイ
素酸化物とから構成され、Mが、Al,Ga,B,
Fe,In,La,Sc,Y,Cr,Tiの中から選ばれる
1種もしくは2種以上の金属元素であり、かつ、
Xすなわち、モル比(SiO2/M2O3)が12〜
3000、好ましくは40〜3000の範囲である結晶性の
空洞構造を持ち、かつ陽イオン交換能を有する結
晶性の金属シリケートである。ここでモル比
(SiO2/M2O3)が12未満であると1,4−ジオ
キサンの収率が低い場合があるので好ましくな
く、一方、3000を超えると原料である2価アルコ
ールの転化率が低くなるので好ましくない。これ
らのうち、酸素10員環の主空洞を有するゼオライ
ト特にペンタシル型構造の金属シリケートに属す
る結晶性金属シリケートが好ましい。このような
結晶性金属シリケートとして、たとえば、Mが
Alの場合について特公昭46−10064号、米国特許
第3790471号などの公報に記載されているZSM−
5、特開昭47−25097号公報に記載されている
ZSM−8、特公昭53−23280号公報に記載されて
いるZSM−11がある。その他、特開昭52−
139029号公報などに記載されているZSM−35、
米国特許第4001346号などの公報に記載されてい
るZSM−21などの結晶性アルミノシリケートで
あつて、SiO2/M2O3が12以上のものも使用する
ことができる。 The crystalline metal silicate used as a catalyst in the present invention has a general formula of M2O3.XSiO2.mH2O .
(mH 2 O is crystalline water, part of which is used as H+, m varies depending on the type of M, the valence of X, etc.) and silicon oxide. M is composed of Al, Ga, B,
One or more metal elements selected from Fe, In, La, Sc, Y, Cr, and Ti, and
X, that is, the molar ratio (SiO 2 /M 2 O 3 ) is 12 to
3000, preferably in the range of 40 to 3000, and is a crystalline metal silicate having a cation exchange ability. If the molar ratio (SiO 2 /M 2 O 3 ) is less than 12, the yield of 1,4-dioxane may be low, which is undesirable. On the other hand, if it exceeds 3000, the conversion of the raw material dihydric alcohol is This is not preferable because the rate will be low. Among these, zeolites having a main cavity of a 10-membered oxygen ring, particularly crystalline metal silicates belonging to metal silicates having a pentasil type structure, are preferred. As such a crystalline metal silicate, for example, M is
Regarding the case of Al, ZSM-
5. Described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-25097
There are ZSM-8 and ZSM-11 described in Japanese Patent Publication No. 53-23280. Others, JP-A-52-
ZSM-35 described in Publication No. 139029 etc.
A crystalline aluminosilicate such as ZSM-21 described in publications such as US Pat. No. 4,001,346 and having a SiO 2 /M 2 O 3 ratio of 12 or more can also be used.
また、MがBの例として、特開昭53−55500号
あるいは特開昭55−7598号に記載されている
ZSM−5型構造もしくはZSM−11型構造を有す
る結晶性ボロシリケートがある。MがFeの例と
して、ジヤーナル・オブ・キヤタリシス
(Journal of Catalysis)第35巻、256頁〜272頁
(1974年)、特開昭50−127898号あるいは特開昭55
−85415号などに記載されているフエリエライト
などの結晶性鉄シリケートがある。MがGaの例
としては、後記参考例3などに記載のZSM−5
型構造を有するがガロシリケートなどの結晶性ガ
ロシリケートがある。Mが、In,La,Sc,Y,
Cr,Tiである例としては、前記結晶性アルミノ
シリケート中の骨格に組込まれた3価のAlがそ
れぞれ3価のIn,La,Sc,Y,Crで置き換わつ
た構造を有する結晶性金属シリケートがある。 Also, as an example where M is B, it is described in JP-A-53-55500 or JP-A-55-7598.
There are crystalline borosilicates having a ZSM-5 type structure or a ZSM-11 type structure. As an example where M is Fe, see Journal of Catalysis, Vol. 35, pp. 256-272 (1974), JP-A No. 127898-1974, or JP-A No. 127898/1973.
There are crystalline iron silicates such as ferrierite described in No.-85415. An example where M is Ga is ZSM-5 described in Reference Example 3 below.
There are crystalline gallosilicates, such as gallosilicate, which have a type structure. M is In, La, Sc, Y,
Examples of Cr and Ti include crystalline metals having a structure in which trivalent Al incorporated in the skeleton of the crystalline aluminosilicate is replaced with trivalent In, La, Sc, Y, and Cr, respectively. There are silicates.
これらのうち、前記一般式中のMがAl,Ga,
Bであるものが好ましく、Al,Gaであるものが
特に好ましい。 Among these, M in the general formula is Al, Ga,
B is preferred, and Al and Ga are particularly preferred.
本発明の方法において用いられる前記結晶性金
属シリケートは、公知の方法によつて調製するこ
とができる。 The crystalline metal silicate used in the method of the present invention can be prepared by a known method.
たとえば、前記ZSM−5型ゼオライトを代表
とするペンタシル型の結晶性金属シリケートを合
成する方法としては、C2からC5のテトラアルキ
ルアンモニウムハライド、その他のアミン類の存
在下もしくは不存在下において、シリカ源として
コロイド状シリカまたは水ガラスなどのケイ酸ま
たはその縮合物、あるいはケイ酸塩、金属酸化物
(M2O3)源として、たとえば、硫酸アルミニウ
ム、硝酸ガリウム、ホウ酸、硫酸第2鉄、硫酸ク
ロム、アルミン酸ナトリウムなどの金属元素Mの
硫酸塩、硝酸塩などの塩あるいは酸素酸塩などの
主成分とする混合物を用いて水熱合成によつて調
製できることが知られている。 For example, a method for synthesizing a pentasil type crystalline metal silicate represented by the ZSM-5 type zeolite is as follows: in the presence or absence of a C2 to C5 tetraalkylammonium halide or other amines. Silicic acid or its condensates, such as colloidal silica or water glass, as a silica source, or silicates, as a metal oxide (M 2 O 3 ) source, e.g. aluminum sulfate, gallium nitrate, boric acid, ferric sulfate. It is known that it can be prepared by hydrothermal synthesis using a mixture mainly consisting of sulfates, nitrates, or oxyacids of the metal element M such as chromium sulfate and sodium aluminate.
また、前記の水熱合成の際に、ナトリウムなど
のアルカリ金属水酸化物、ハライドなどのアルカ
リ金属化合物を共存させて調製する方法も知られ
ている。 Also known is a method in which an alkali metal hydroxide such as sodium or an alkali metal compound such as a halide is allowed to coexist during the hydrothermal synthesis.
これらの方法によつて得られる結晶性金属シリ
ケートは一般にH+型ではなく、H+の代わりに
4級アンモニウムイオンおよび/またはNa+な
どのアルカリ金属イオンが置換されているので、
これを、H+型に変えるのが好ましい。この変換
は公知の方法によつて容易に達成できる。 The crystalline metal silicates obtained by these methods are generally not of the H+ type, and H+ is replaced with quaternary ammonium ions and/or alkali metal ions such as Na+.
It is preferable to change this to the H+ type. This conversion can be easily accomplished by known methods.
たとえば、4級アンモニウムイオンをH+に変
えるには、空気中約500〜600℃の温度で焼成する
ことによつて達成できることが知られており、一
方、Na+などのアルカリ金属イオンをH+に代
えるには、たとえば、アルカリ金属塩型結晶性金
属シリケートを、硝酸アンモニウム、塩化アンモ
ニウムなどのアンモニウム塩の水溶液で処理して
アンモニウム塩型結晶性金属シリケートとし、し
かる後、300〜600℃で空気中で焼成し、H+型結
晶性金属シリケートを得る方法がよく用いられ
る。 For example, it is known that converting a quaternary ammonium ion to H+ can be achieved by firing it in air at a temperature of about 500 to 600°C; on the other hand, replacing an alkali metal ion such as Na+ with H+ For example, an alkali metal salt type crystalline metal silicate is treated with an aqueous solution of an ammonium salt such as ammonium nitrate or ammonium chloride to obtain an ammonium salt type crystalline metal silicate, and then calcined in air at 300 to 600°C. , a method of obtaining H+ type crystalline metal silicate is often used.
これらのほか、直接、希塩酸などの稀薄な酸で
処理する方式を用いることもできる。 In addition to these methods, a method of directly treating with dilute acid such as dilute hydrochloric acid can also be used.
結晶性金属シリケートの合成法としては、これ
ら以外にも種々の方法が知られている。 Various methods other than these are known as methods for synthesizing crystalline metal silicates.
本発明の方法において触媒として用いる結晶性
金属シリケートはこれらのいずれの方法によつて
も合成することができ、本発明は、特定の調製法
による触媒の使用に限定されるものではない。 The crystalline metal silicate used as a catalyst in the method of the invention can be synthesized by any of these methods, and the invention is not limited to the use of a catalyst by a particular method of preparation.
なお、本発明では、結晶性金属シリケートは、
H+型であるのが好ましいが、この発明の目的を
阻害しない限り、触媒中のH+の一部もしくは全
部が他の陽イオンたとえばマグネシウムイオン、
カルシウムイオン、ランタンイオン等で置代わつ
ていても良い。 In addition, in the present invention, the crystalline metal silicate is
Although the H+ type is preferable, unless the purpose of the present invention is hindered, some or all of the H+ in the catalyst may be in the form of other cations such as magnesium ions,
Calcium ions, lanthanum ions, etc. may be substituted.
本発明における固体触媒の形状は、粉末状、粒
状、細片状、球状、ペレツト状などのいずれの形
状でも使用することができる。 The solid catalyst in the present invention may be in any shape such as powder, granules, strips, spheres, or pellets.
本発明においては、第4級アミンなどの有機化
合物を配合してゼオライトを水密合成する場合に
は、触媒活性を向上させるために反応前に空気お
よび/または窒素などの不活性ガス気流中で、前
記結晶性金属シリケートを焼成することが好まし
い。 In the present invention, when zeolite is watertightly synthesized by blending an organic compound such as a quaternary amine, in order to improve the catalytic activity, it is necessary to synthesize the zeolite in a stream of air and/or an inert gas such as nitrogen before the reaction. Preferably, the crystalline metal silicate is fired.
この場合、焼成条件は前記結晶性金属シリケー
トの種類、4級アンモニウムイオンおよび構造水
の残存の度合などにより異なるが通常、400〜600
℃、好ましくは450〜550℃の温度で1時間以上、
好ましくは3時間以上加熱することによつてゼオ
ライト中の有機化合物が除去される。 In this case, the firing conditions vary depending on the type of crystalline metal silicate, the degree of residual quaternary ammonium ion and structural water, etc., but usually 400 to 600
℃, preferably at a temperature of 450 to 550℃ for 1 hour or more,
Organic compounds in the zeolite are preferably removed by heating for 3 hours or more.
本発明において、反応原料である2価アルコー
ル類と触媒である結晶性金属シリケートとを接触
させるにあたつて、通常、2価アルコール類を液
相の状態で接触させるのが好ましい。 In the present invention, when bringing the dihydric alcohol as a reaction raw material into contact with the crystalline metal silicate as a catalyst, it is usually preferable to bring the dihydric alcohol into contact in a liquid phase.
反応方式は流通法、回分法などのいずれの方式
を用いてもよい。 As the reaction method, any method such as a flow method or a batch method may be used.
この発明に係る1,4−ジオキサンの製造方法
においては、2価アルコールと前記触媒との接触
は、100〜500℃、好ましくは150〜350℃、もつと
も好ましくは200〜250℃で実施される。低温にな
るほど反応速度が遅くなつて不利であり、高温に
なるほど反応原料および生成物の分解反応が起こ
り易い。 In the method for producing 1,4-dioxane according to the present invention, the contact between the dihydric alcohol and the catalyst is carried out at a temperature of 100 to 500°C, preferably 150 to 350°C, most preferably 200 to 250°C. The lower the temperature, the slower the reaction rate, which is disadvantageous, and the higher the temperature, the more likely decomposition reactions of reaction materials and products occur.
反応に要する時間は、反応温度、触媒の種類な
どによつて一様ではないが、通常、回分法の場合
1〜48時間、好ましくは、5〜24時間であり、流
通法で行なう場合には、回分法の反応時間に該当
するLHSVで操作する。 The time required for the reaction varies depending on the reaction temperature, type of catalyst, etc., but it is usually 1 to 48 hours in the case of a batch method, preferably 5 to 24 hours, and 5 to 24 hours in the case of a flow method. , operate at LHSV corresponding to the reaction time of the batch method.
この反応は特に溶媒の存在下に行なう必要はな
いが、不活性炭化水素やこの反応に不利な影響を
およぼさない溶媒の存在下に行なうことができ
る。 This reaction does not particularly need to be carried out in the presence of a solvent, but can be carried out in the presence of an inert hydrocarbon or a solvent that does not adversely affect this reaction.
また、いずれの場合にも反応は反応温度におけ
る自圧もしくは加圧下で行なうことができ、回分
法で行なう場合には、生成物である1,4−ジオ
キサンを留去させつつ反応を行なう方式も有効で
ある。 In either case, the reaction can be carried out under autogenous pressure or pressure at the reaction temperature, and in the case of a batch process, the reaction may be carried out while distilling off the product 1,4-dioxane. It is valid.
本発明において触媒として使用する結晶性金属
シリケートの使用量は、触媒の種類、反応原料で
ある2価アルコール類の種類および他の反応条件
によつて異なるが、回分法の場合、2価アルコー
ル類に対して通常0.1〜30重量%、好ましくは1
〜10重量%である。 The amount of crystalline metal silicate used as a catalyst in the present invention varies depending on the type of catalyst, the type of dihydric alcohol as a reaction raw material, and other reaction conditions. Usually 0.1 to 30% by weight, preferably 1
~10% by weight.
反応終了後、触媒を固液分離操作で分離除去し
たのち、1,4−ジオキサンを蒸留によつて単離
精製することもできるが、回分法では、通常、触
媒を固液分離操作で特に分離除去する必要はな
く、生成した1,4−ジオキサンを生成水と共に
蒸留によつて系外に留去する。また、流通法で
は、触媒を固定層にすれば固液分離操作の必要は
ない。蒸留操作によつて回収された未反応2価ア
ルコール類は出発原料として再使用することがで
きる。 After the reaction is completed, the catalyst can be separated and removed by a solid-liquid separation operation, and then 1,4-dioxane can be isolated and purified by distillation, but in the batch method, the catalyst is usually separated and removed by a solid-liquid separation operation. There is no need to remove the produced 1,4-dioxane, and the produced 1,4-dioxane is distilled out of the system together with the produced water. In addition, in the flow method, if the catalyst is a fixed bed, there is no need for solid-liquid separation operation. Unreacted dihydric alcohols recovered by the distillation operation can be reused as starting materials.
本発明においては、触媒として使用される結晶
性金属シリケートは、適時、コークスを除去する
ための焼成操作を行なうことにより破壊損失する
まで繰り返し触媒として有効に使用することがで
きる。 In the present invention, the crystalline metal silicate used as a catalyst can be effectively used as a catalyst repeatedly until it is destroyed and lost by appropriately performing a calcination operation to remove coke.
[発明の効果]
本発明によると次のような効果を奏することが
できる。[Effects of the Invention] According to the present invention, the following effects can be achieved.
(1) 本発明においては、2価アルコール類から
1,4−ジオキサンを製造するにあたつて、限
定されたモル比を有すると共にケイ素酸化物と
3価金属酸化物とからなる特定の結晶性金属シ
リケート触媒を用いるので、本発明によると、
従来のシリカアルミナ、モルデナイト−H,X
型ゼオライトなどを使用する場合に比較して高
収率で1,4−ジオキサンを得ることができ、
本発明は工業上著しく有利である。(1) In the present invention, when producing 1,4-dioxane from dihydric alcohols, a specific crystalline product having a limited molar ratio and consisting of a silicon oxide and a trivalent metal oxide is used. According to the invention, since a metal silicate catalyst is used,
Conventional silica alumina, mordenite-H,X
1,4-dioxane can be obtained in a higher yield than when using type zeolite etc.
The present invention has significant industrial advantages.
(2) 本発明の方法は、金属に対する結晶性金属シ
リケート触媒の腐食作用がないので、従来の硫
酸などの鉱酸、ハロゲン酸などに比較して実用
上著しく有利である。(2) The method of the present invention is extremely advantageous in practice compared to conventional mineral acids such as sulfuric acid, halogen acids, etc., since the crystalline metal silicate catalyst does not have a corrosive effect on metals.
(3) 本発明の方法は、結晶性金属シリケート触媒
の熱安定性等が高く、比較的高温で用いること
もでき、したがつて、反応速度を十分に高く保
つことができ、かつ、活性が長時間持続し、さ
らに焼成操作を施すことによつて何回でも触媒
として有効に利用することができるので、従来
の酸触媒、イオン交換樹脂触媒に比べて、触媒
当りの製造コストを低減することができ工業上
著しく有利である。(3) In the method of the present invention, the crystalline metal silicate catalyst has high thermal stability and can be used at relatively high temperatures. Therefore, the reaction rate can be kept sufficiently high and the activity can be maintained. It lasts for a long time and can be effectively used as a catalyst many times by further firing, reducing the manufacturing cost per catalyst compared to conventional acid catalysts and ion exchange resin catalysts. This is extremely advantageous industrially.
[実施例]
次に本発明の実施例、参考例および比較例を示
す。[Example] Next, Examples, Reference Examples, and Comparative Examples of the present invention will be shown.
(参考例1;結晶性アルミノシリケート()の
調製)
硫酸アルミニウム7.5gを水250mlに溶解させ、
さらにこれに濃硫酸17.6gおよびテトラーn−プ
ロピルアンモニウムブロマイド26.3gを溶解させ
てこれをA液とし、水ガラス[Jケイ酸ソーダ3
号:日本化学工業(株)製]211.0gを水250mlに溶解
させてB液とし、さらに塩化ナトリウム79.0gを
水122mlに溶解させてC液とした。(Reference Example 1; Preparation of crystalline aluminosilicate ()) 7.5 g of aluminum sulfate was dissolved in 250 ml of water,
Further, 17.6 g of concentrated sulfuric acid and 26.3 g of tetra n-propylammonium bromide were dissolved in this to prepare liquid A, and water glass [J sodium silicate 3
No.: Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd.] 211.0 g was dissolved in 250 ml of water to obtain liquid B, and 79.0 g of sodium chloride was further dissolved in 122 ml of water to form liquid C.
次いで、上記のA液とB液とを、室温にて10分
間にわたり同時にC液に滴下した。得られた混合
液をオートクレーブに入れ、170℃で20時間加熱
処理した。冷却後、内容物を濾過水洗し、120℃
で12時間乾燥させた。生成物をX線回折分析した
ところZSM−5であることが確認された。得ら
れたZSM−5を550℃で6時間焼成することによ
りナトリウム型ZSM−5を56.5g得た。このナト
リウム型ZSM−5を5倍重量の1規定硝酸アン
モニウム水溶液に加えて、8時間還流した。その
後、冷却して静置し上澄みをデカンテーシヨンに
より除去した。更に、還流・デンカテーシヨンの
操作を3回繰り返したのち、内容物を濾過・水洗
し、120℃で12時間乾燥し、アンモニウム型ZSM
−5を得た。このもののSiO2/Al2O3=90(モル
比)であつた。このアンモニウム型ZSM−5を
空気中550℃、5時間焼成し、H型ZSM−5すな
わち結晶性アルミノシリケート()を得た。 Next, the above solutions A and B were simultaneously added dropwise to solution C at room temperature for 10 minutes. The resulting mixture was placed in an autoclave and heat-treated at 170°C for 20 hours. After cooling, the contents were filtered and washed with water at 120℃.
and dried for 12 hours. X-ray diffraction analysis of the product confirmed that it was ZSM-5. The obtained ZSM-5 was calcined at 550°C for 6 hours to obtain 56.5 g of sodium type ZSM-5. This sodium form ZSM-5 was added to a 1N ammonium nitrate aqueous solution weighing 5 times its weight, and the mixture was refluxed for 8 hours. Thereafter, the mixture was cooled and left to stand, and the supernatant was removed by decantation. Furthermore, after repeating the reflux and dencation operations three times, the contents were filtered and washed with water, dried at 120°C for 12 hours, and ammonium-type ZSM
-5 was obtained. The SiO 2 /Al 2 O 3 ratio of this product was 90 (molar ratio). This ammonium type ZSM-5 was calcined in air at 550°C for 5 hours to obtain H type ZSM-5, that is, crystalline aluminosilicate ().
(参考例2;結晶性アルミノシリケート()の
調製)
参考例1に記載した結晶性アルミノシリケート
()の調製において、硫酸アルミニウムの配合
量を7.5gから15gに代えて、その他の調製条件
を全く同様にして結晶性アルミノシリケート
()を調製した。このもののSiO2/Al2O3=45
(モル比)であつた。(Reference Example 2; Preparation of crystalline aluminosilicate ()) In the preparation of crystalline aluminosilicate () described in Reference Example 1, the amount of aluminum sulfate was changed from 7.5 g to 15 g, and the other preparation conditions were completely changed. Crystalline aluminosilicate () was prepared in the same manner. SiO 2 /Al 2 O 3 of this = 45
(molar ratio).
(参考例3;結晶性ガロシリケートの調製)
硝酸ガリウム2.34g、濃硫酸4.42gおよびテト
ラ−n−プロピルアンモニウムブロマイド6.58g
を水62mlに溶解させた溶液A、水ガラス[Jケイ
酸ソーダ3号;日本化学工業(株)製]52.78gを水
62mlの溶解した溶液Bおよび塩化ナトリウム
19.75gを水30mlに溶解させた溶液Cを調製した。
ついで、溶液AおよびBを同時に溶液Cに滴下し
た。得られた混合液をオートクレーブに入れて、
反応温度170℃で24時間反応させた。冷却後、オ
ートクレーブの内容物を濾過水洗し、120℃で12
時間乾燥後、さらに600℃で6時間焼成してナト
リウム型結晶性ガロシリケート9.6gを得た。(Reference Example 3; Preparation of crystalline gallosilicate) 2.34 g of gallium nitrate, 4.42 g of concentrated sulfuric acid, and 6.58 g of tetra-n-propylammonium bromide
Solution A, which is obtained by dissolving 52.78 g of water glass [J Sodium Silicate No. 3; manufactured by Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd.] in 62 ml of water, was added to the water.
62 ml of dissolved solution B and sodium chloride
Solution C was prepared by dissolving 19.75 g in 30 ml of water.
Solutions A and B were then added dropwise to solution C at the same time. Put the resulting mixture into an autoclave,
The reaction was carried out at a reaction temperature of 170°C for 24 hours. After cooling, the contents of the autoclave were filtered and washed with water and incubated at 120°C for 12
After drying for an hour, it was further calcined at 600°C for 6 hours to obtain 9.6 g of sodium type crystalline gallosilicate.
次に得られたガロシリケートを5倍重量の1規
定硝酸アンモニウム溶液に加え、80℃で8時間加
熱処理し、冷却後、濾過した。さらに固形物に加
熱、濾過の操作を3回繰り返した後、水洗し120
℃で16時間乾燥してアンモニウム型結晶性ガロシ
リケートのSiO2とGa2O3の組成比はSiO2/Ga2O3
=75.5(モル比)であつた。また、このガロシリ
ケートはX線回折により、ZSM−5構造を有す
るものであることがわかつた。このアンモニウム
型結晶性ガロシリケートを空気中550℃、4時間
焼成することによつてH型結晶性ガロシリケート
を得た。 Next, the obtained gallosilicate was added to 5 times the weight of 1N ammonium nitrate solution, heated at 80° C. for 8 hours, cooled, and filtered. Furthermore, after repeating the heating and filtration operation three times, the solid material was washed with water and
After drying at ℃ for 16 hours, the composition ratio of SiO 2 and Ga 2 O 3 of ammonium type crystalline gallosilicate is SiO 2 /Ga 2 O 3
=75.5 (molar ratio). Moreover, this gallosilicate was found to have a ZSM-5 structure by X-ray diffraction. This ammonium type crystalline gallosilicate was calcined in air at 550°C for 4 hours to obtain H type crystalline gallosilicate.
(実施例 1)
生成物を留出させることができる蒸留装置をつ
けた三ツ口フラスコに、ジエチレングリコール
50.0gと参考例1で調製した結晶性アルミノシリ
ケート()1.0gを入れ、反応温度200℃に保
ち、10時間撹拌を続けた。その間に留出した生成
物の全量は47.2gであつた。生成物をガスクロ分
析し、1,4−ジオキサンを92%の収率で得た。
副生成物はアセトアルデヒドおよびエチレングリ
コール(各1%)であつた。(Example 1) Diethylene glycol was added to a three-necked flask equipped with a distillation device capable of distilling the product.
50.0g and 1.0g of the crystalline aluminosilicate () prepared in Reference Example 1 were added, the reaction temperature was kept at 200°C, and stirring was continued for 10 hours. The total amount of product distilled during this period was 47.2 g. The product was analyzed by gas chromatography, and 1,4-dioxane was obtained with a yield of 92%.
By-products were acetaldehyde and ethylene glycol (1% each).
(実施例 2)
実施例1の反応残渣物に、さらにジエチレング
リコール50.0gを加え、同一の反応装置で、反応
温度200℃に保ち、12時間撹拌を続けた。その間
に留出した生成物の全量は48.5gであつた。ガス
クロ分析した結果、1.4−ジオキサンの収率は95
%であつた。(Example 2) 50.0 g of diethylene glycol was further added to the reaction residue of Example 1, and stirring was continued for 12 hours in the same reaction apparatus while maintaining the reaction temperature at 200°C. The total amount of product distilled during this period was 48.5 g. As a result of gas chromatography analysis, the yield of 1.4-dioxane was 95
It was %.
(実施例 3)
実施例1において、ジエチレングリコールの代
わりにエチレングリコールを用い、攪拌時間を20
時間に代えた以外は同様に実施した。生成物の留
出量は46.2gであり、このときの1,4−ジオキ
サンの収率は90%であつた。生成物の留出物中に
は原料のエチレングリコールが2%回収されてい
た。(Example 3) In Example 1, ethylene glycol was used instead of diethylene glycol, and the stirring time was 20
The same procedure was carried out except that the time was changed. The amount of product distilled out was 46.2 g, and the yield of 1,4-dioxane at this time was 90%. 2% of the raw material ethylene glycol was recovered in the product distillate.
(実施例 4)
実施例1においてジエチレングリコールに代え
て、トリエチレングリコールを用いた以外は同様
に反応を行なつた。生成物の全留出量は48.9gで
あり、1,4−ジオキサンの収率は86%であつ
た。(Example 4) The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that triethylene glycol was used instead of diethylene glycol. The total distilled amount of product was 48.9 g, and the yield of 1,4-dioxane was 86%.
(実施例 5)
実施例1において、結晶性アルミノシリケート
()に変えて参考例3で調製した結晶性ガロシ
リケートを用いた以外は同様に反応を行なつた。
生成物の全留出量は46.1gであり、1,4−ジオ
キサンの収率は90%であつた。(Example 5) The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the crystalline gallosilicate prepared in Reference Example 3 was used instead of the crystalline aluminosilicate ().
The total distilled amount of product was 46.1 g, and the yield of 1,4-dioxane was 90%.
(実施例 6)
実施例1において、参考例1の結晶性アルミノ
シリケート()に代えて、参考例2の結晶性ア
ルミノシリケート()を使用した以外は実施例
1と同様にして反応を行なつた。生成物の全留出
量は46.8gであり、1,4−ジオキサンの収率は
87%であつた。(Example 6) In Example 1, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the crystalline aluminosilicate () of Reference Example 2 was used instead of the crystalline aluminosilicate () of Reference Example 1. Ta. The total distillate amount of product was 46.8 g, and the yield of 1,4-dioxane was
It was 87%.
(比較例 1)
実施例1において、参考例1の結晶性アルミノ
シリケート()に変えて、合成モルデナイト
(東洋曹達TSZ−600)SiO2/Al2O3=10(モル比)
を使用して、実施例1と同様にして反応を行なつ
た。生成物の全留出量は35.4gで、1,4−ジオ
キサンの収率は58%であつた。(Comparative Example 1) In Example 1, synthetic mordenite (Toyo Soda TSZ-600) SiO 2 /Al 2 O 3 = 10 (molar ratio) was used instead of the crystalline aluminosilicate ( ) of Reference Example 1.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using . The total distilled amount of product was 35.4 g, and the yield of 1,4-dioxane was 58%.
Claims (1)
る2価アルコール類を、100〜500℃の反応温度下
に、けい素酸化物(SiO2)と3価金属の酸化物
とのモル比(SiO2/M2O3)が12〜3000の範囲内
になる結晶性金属シリケートに接触させることを
特徴とする1,4−ジオキサンの製造方法。 2 前記2価アルコール類が、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコールおよびトリエチレング
リコールよりなる群から選択される少なくとも一
種である前記特許請求の範囲第1項に記載の1,
4−ジオキサンの製造方法。 3 結晶性金属シリケートが酸素10員環の主空洞
を有するゼオライトである前記特許請求の範囲第
1項または第2項に記載の1,4−ジオキサンの
製造方法。 4 前記結晶性金属シリケートが、ZSM−5型
もしくはZSM−11型構造を有する結晶性アルミ
ノシリケート、ZSM−5型もしくはZSM−11型
構造を有する結晶性ガロシリケートおよびZSM
−5型もしくはZSM−11型構造を有する結晶性
ボロシリケートよりなる群から選択される少なく
とも一種である前記特許請求の範囲第1項、第2
項または第3項に記載の1,4−ジオキサンの製
造方法。[Claims] 1. A dihydric alcohol composed of an oxyethylene group as a basic unit is reacted with silicon oxide (SiO 2 ) and a trivalent metal oxide at a reaction temperature of 100 to 500°C. 1. A method for producing 1,4-dioxane, which comprises bringing it into contact with a crystalline metal silicate having a molar ratio (SiO 2 /M 2 O 3 ) in the range of 12 to 3000. 2. 1 according to claim 1, wherein the dihydric alcohol is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol.
Method for producing 4-dioxane. 3. The method for producing 1,4-dioxane according to claim 1 or 2, wherein the crystalline metal silicate is a zeolite having a main cavity of 10-membered oxygen rings. 4. The crystalline metal silicate is a crystalline aluminosilicate having a ZSM-5 type or ZSM-11 type structure, a crystalline gallosilicate having a ZSM-5 type or ZSM-11 type structure, and a ZSM
Claims 1 and 2 are at least one selected from the group consisting of crystalline borosilicate having -5 type or ZSM-11 type structure.
The method for producing 1,4-dioxane according to item 1 or 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60209446A JPS6270369A (en) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | Production of 1,4-dioxane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60209446A JPS6270369A (en) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | Production of 1,4-dioxane |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270369A JPS6270369A (en) | 1987-03-31 |
| JPH0564954B2 true JPH0564954B2 (en) | 1993-09-16 |
Family
ID=16572995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60209446A Granted JPS6270369A (en) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | Production of 1,4-dioxane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6270369A (en) |
-
1985
- 1985-09-21 JP JP60209446A patent/JPS6270369A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6270369A (en) | 1987-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH056536B2 (en) | ||
| JP3182383B2 (en) | Production of triethylenediamine using surface acidity deactivated zeolite catalyst | |
| JPH0686451B2 (en) | Method for producing triethylenediamines | |
| US4966969A (en) | Process for the preparation of triethylenediamines | |
| JP3049602B2 (en) | Synthesis of triethylenediamine using base-treated zeolite as catalyst | |
| US4777322A (en) | Obtaining but-2-enes from C4 -hydrocarbon mixtures which contain but-1-ene and may or may not contain but-2-enes | |
| JPH01163149A (en) | Production of 1, 4-bis (4-phenoxybenzoyl) using zeolite catalyst | |
| JPH04243843A (en) | Process for producing 2- and 3-phenylalkanes by using catalyst based on special mordenite | |
| EP0887310A1 (en) | Synthesis process for faujasite family zeolites using mother liquor recycle | |
| JPS61200943A (en) | Esterification by zeolite catalyst | |
| JPS646816B2 (en) | ||
| JPS61221164A (en) | Manufacture of fatty dinitrile | |
| JPH0564954B2 (en) | ||
| HU208516B (en) | Process for producing phenyl-acetaldehyde derivatives | |
| JP2640605B2 (en) | Method for producing triethylenediamines | |
| CA1263872A (en) | Preparation of ketones by isomerization of aldehydes | |
| JP2002530363A (en) | Method for producing methylamine using acidic molecular sieve catalyst | |
| EP1552883B1 (en) | Alkylation of benzene with propylene using a zeolite catalyst | |
| JPH0529211B2 (en) | ||
| JPH0248535B2 (en) | ||
| US4806679A (en) | Isomerization of diacyloxybutenes | |
| JPH0380137B2 (en) | ||
| JP2000309546A (en) | Production of alkylated aromatic compound and catalyst for the same | |
| JPH0725706B2 (en) | Method for producing dimethylnaphthalene | |
| JPH1160531A (en) | Production of polyhydric alcohol adduct of alicyclic hydrocarbon and catalyst using in the production |