JPH08119896A - ジイソプロピルエーテルの製法 - Google Patents

ジイソプロピルエーテルの製法

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JPH08119896A
JPH08119896A JP6260045A JP26004594A JPH08119896A JP H08119896 A JPH08119896 A JP H08119896A JP 6260045 A JP6260045 A JP 6260045A JP 26004594 A JP26004594 A JP 26004594A JP H08119896 A JPH08119896 A JP H08119896A
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JP
Japan
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propylene
catalyst
water
exchange resin
reaction
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JP6260045A
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English (en)
Inventor
Akira Yokomizo
晃 横溝
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COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Cosmo Oil Co Ltd
Cosmo Research Institute
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COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Cosmo Oil Co Ltd
Cosmo Research Institute
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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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】 【構成】 水とプロピレンを反応せしめてジイソプロピ
ルエーテル(DIPE)を製造する方法において、水に
対するプロピレンのモル比を0.5〜50とし、反応を
水飽和型酸性イオン交換樹脂触媒及び乾燥型酸性イオン
交換樹脂触媒からなる触媒の存在下で行うジイソプロピ
ルエーテルの製法。 【効果】 本発明によれば、簡略化された方法で効率良
く、しかも低コストでガソリン基材として有用なDIP
Eを製造することができ、この製造方法はDIPEの工
業的製造方法として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高オクタン価ガソリン
基材として有用なジイソプロピルエーテル(DIPE)
を水とプロピレンとから簡単かつ効率的に製造する方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】DIPEは発熱量が高く、蒸気圧が低
く、密度が比較的小さく、また、リサーチ法オクタン価
(RON)が110程度であるが、モーター法オクタン
価(MON)が99と他のガソリン基材と比較しても遜
色なく、またセンシティビティーが小さいという特徴を
有している。これらの物性からみると、DIPEは含酸
素ガソリン基材として有用であり、また今後、含酸素ガ
ソリン基材の需要が伸びることを考慮すると、DIPE
の需要が更に増大するものと予想される。
【0003】従来、DIPEの合成法としては、三通り
の製造方法が知られている。すなわち、ゼオライトβ等
のゼオライト触媒の存在下、気液相下で水とプロピレン
とを直接水和させる方法(特開平1−246233号公
報)、イソプロピルアルコールとプロピレンとを反応さ
せる方法(特開昭52−131508号公報)、触媒と
して酸性イオン交換樹脂を用いる(ドイツ・テキサコA
G)か又は硫酸を用い(米国特許第4471142号、
エクソン)、水とプロピレンとからイソプロピルアルコ
ールを製造する過程において、副生成物として生成され
たDIPEを得る方法である。
【0004】しかしながら、ゼオライト触媒を用いた合
成法は、液空間速度(LHSV)を小さくしなければな
らないため、触媒量に対して原料量を少なくしなければ
ならず、その結果、運転コストが高くなるという難点を
有する。
【0005】イソプロピルアルコールとプロピレンとを
反応させる合成法の場合、原料のイソプロピルアルコー
ルはプロピレンの水和によって得られたものを用いるた
め、製造の全プロセスは実質上二段反応となり、一段反
応と比較すると製造プロセスが煩雑となり、このため製
造コストが高くなるという問題が生じる。
【0006】イソプロピルアルコールの製造過程で、副
生成物としてDIPEを生成させる方法のうち、上記酸
性イオン交換樹脂を触媒として用いた方法ではDIPE
の収率は4%程度であり、DIPEの工業的製造方法と
しての技術価値は乏しい。一方、上記硫酸を触媒として
用いる方法ではDIPEの収率は3%程度であり、また
反応回収液からの触媒を除去するなどのための分離精製
工程が複雑であると共に、上記回収液が腐食性であるた
め、反応装置を形成する材料が高価なものになるという
問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、ガ
ソリン基材として有用なDIPEを簡略化された一段法
で、従来より一層効率良く製造し得る方法を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような実情におい
て、本発明者は鋭意検討した結果、DIPEの製造方法
において、水飽和型酸性イオン交換樹脂と乾燥型酸性イ
オン交換樹脂を触媒として用い、かつ水とプロピレンを
特定の割合で反応させることにより、一段法でDIPE
を簡単にかつ従来より効率良く製造し得ることを見出
し、本発明を完成した。
【0009】すなわち、本発明は、水とプロピレンを反
応せしめて、ジイソプロピルエーテルを製造する方法に
おいて、水に対するプロピレンのモル比を0.5〜50
とし、反応を水飽和型酸性イオン交換樹脂触媒及び乾燥
型酸性イオン交換樹脂触媒からなる触媒の存在下で行う
ことを特徴とするジイソプロピルエーテルの製法を提供
するものである。
【0010】本発明において、原料として用いる水及び
プロピレンは反応装置の腐食の原因となる酸性物質や触
媒毒となる塩基性物質を含まないことが好ましい。
【0011】ここで、原料のプロピレンとしては、プロ
ピレンのみの他、プロピレン混合物も使用することがで
きる。プロピレン混合物とは、プロピレンを主成分と
し、これに例えば、プロパン、エタン、エチレン、イソ
ブタン、ノルマルブタン、ブテン、ペンタン等の炭化水
素化合物が混合された混合物をいう。この混合物におい
て、プロピレン濃度は30mol%以上、特に75mol%以
上とすることが好ましい。
【0012】プロピレン及びプロピレン混合物は、エチ
レンプラント、接触改質装置、接触分解装置等において
生成したものなどを使用することができるが、その製造
方法に何ら限定されるものではない。
【0013】本発明で用いる触媒は、水飽和型酸性イオ
ン交換樹脂触媒と乾燥型酸性イオン交換樹脂触媒とから
なるものである。ここで、酸性イオン交換樹脂触媒とし
ては、三次元的な網目構造を有する高分子に酸性イオン
交換基を導入したものが挙げられる。例えば、スチレン
とジビニルベンゼンを共重合して、架橋したマトリック
スをつくり、この重合体に、例えば濃硫酸を反応させ
て、ベンゼン核にスルホン基を導入したスルホン酸型の
イオン交換樹脂等を使用することができる。
【0014】本発明で用いる酸性イオン交換樹脂触媒
は、強酸性スルホン酸型酸性イオン交換樹触媒が好まし
い。弱酸性のカルボン酸型酸性イオン交換樹脂触媒は、
本反応において、高い活性が得られないので、好ましく
ない。
【0015】本発明においては、このような酸性イオン
交換樹脂触媒のうち、水飽和型と乾燥型の2種のものが
用いられる。ここで、水飽和型酸性イオン交換樹脂触媒
とは、樹脂の官能基に水和(又は溶媒和)及びイオンに
水和(又は溶媒和)されて膨潤状態にあるものをいい、
例えば前記のようなスルホン酸型のイオン交換樹脂の場
合、一般にジビニルベンゼンの架橋度が大きくなるほ
ど、含水量が小さくなるが、本発明においては含水率が
30%以上、特に50%以上、更に55%以上のものが
好ましい。また、乾燥型酸性イオン交換樹脂触媒とは、
樹脂の官能基に水和(又は溶媒和)及びイオンに水和
(又は溶媒和)されていない乾燥樹脂をいい、含水率が
10%以下、特に3%以下、更に1.5%以下のものが
好ましい。
【0016】また、酸性イオン交換樹脂触媒の酸基濃度
は、特に制限されないが、水飽和型酸性イオン交換樹脂
の場合、2.0〜4.0meq./gの範囲であるのが好ま
しく、特に2.2〜3.0meq./g、更に2.3〜2.
6meq./gが好ましい。酸基濃度が低すぎると、プロピ
レン転化率が低くなり、また高すぎると、プロピレンの
重合反応が促進され、コーキングにより触媒の失活を引
き起こす原因となり好ましくない。また、乾燥型酸性イ
オン交換樹脂の酸基濃度は4.0〜6.0meq./gの範
囲であるのが好ましく、特に4.5〜5.0meq./g、
更に4.7〜5.0meq./gが好ましい。酸基濃度が低
すぎると、DIPEの収率が低下し、また、高すぎる
と、プロピレンの重合反応が促進され、コーキングによ
り触媒の失活を引き起こす原因となり好ましくない。
【0017】なお、ここで、「meq./g」は、「Milli
equivalent/gram」の略であり、単位乾燥重量当りの交
換能を表わす。
【0018】更に、酸性イオン交換樹脂触媒の比表面
積、平均細孔径は特に制限されないが、以下の範囲とす
ることにより、より効率的にDIPEの収率を向上させ
ることができる。水飽和型酸性イオン交換樹脂の比表面
積は25〜38m2/g、特に30〜38m2/gが好まし
く、乾燥型酸性イオン交換樹脂の比表面積は30〜50
m2/g、特に35〜50m2/gが好ましい。この比表面
積範囲より小さすぎたり、大きすぎるとDIPEの収率
が低下する傾向がある。
【0019】水飽和型酸性イオン交換樹脂の平均孔径は
50〜170Å、特に100〜170Åが好ましく、、
乾燥型酸性イオン交換樹脂の平均孔径は150〜300
Å、特に150〜250Åが好ましい。この平均孔径範
囲より小さすぎたり、また大きすぎるとDIPEの収率
が低下する傾向がある。
【0020】水飽和型と乾燥型の酸性イオン交換樹脂触
媒の混合比は特に制限されないが、体積比で2:8〜
8:2、特に3:7〜7:3であるのが好ましい。水飽
和型触媒の体積比が大きすぎると、水和活性が大きく、
反応中間体のイソプロピルアルコールの選択率が高くな
り、エーテル化反応が進行せず、DIPEの収率が小さ
くなる傾向がある。また乾燥型触媒の体積比が大きすぎ
ると、水和活性が小さくなるため、全体のDIPE収率
が低下する傾向がある。
【0021】これらの触媒の充填方法は特に制限され
ず、例えば上部に水飽和型酸性イオン交換樹脂触媒、下
部に乾燥型酸性イオン交換樹脂触媒を充填させた状態で
も、また水飽和型と乾燥型酸性イオン交換樹脂を均一に
混合させた状態で充填してもよい。また、水飽和型、乾
燥型の酸性イオン交換樹脂触媒は、それぞれ2種以上用
いてもよい。
【0022】本発明方法でDIPEを製造するには、上
記のような酸性イオン交換樹脂触媒の存在下、水とプロ
ピレンとを反応させるが、この際水とプロピレンのモル
比はDIPEの収率向上に関し、特に重要である。すな
わち、本発明においては、水に対するプロピレンのモル
比を0.5〜50の範囲にすることが必要であり、特に
1を超え20以下、更に2〜10とすることが好まし
い。このモル比が0.5未満であると、水和反応により
生成されたイソプロピルアルコールのエーテル化反応へ
の逐次反応が進行せず、イソプロピルアルコールの選択
率が高くなり、DIPEの選択率が低下する。またこの
モル比が50を超えると、プロピレンの重合反応による
副生成物の選択率が高くなり、DIPEの生成が抑制さ
れ、プロピレンの重合反応によりコークが生成して、触
媒の失活を引き起こす。
【0023】反応温度は30〜200℃、特に70〜1
50℃、更に90〜140℃とすることが好ましい。反
応温度が低いと、未反応原料が多くなるため、リサイク
ルコストが高くなり、反応温度が高いと、プロピレンの
重合反応による副生成物の選択率が高くなり、DIPE
の生成が抑制されるだけでなく、スルホン酸基の脱離に
より触媒の失活をもたらすことになる。
【0024】反応圧力は常圧〜150kg/cm2 、特に5
〜120kg/cm2 、更に10〜100kg/cm2 とするこ
とが好ましい。反応圧力が低いと、活性が低く、また反
応圧力が高すぎると高価な材質からなる反応装置を用い
なければならなくなる。
【0025】更にまた、原料の供給速度(LHSV(hr
-1))は、プロピレンを基準として、0.01〜30、
特に0.1〜20、更に0.1〜10とすることが好ま
しい。LHSVが小さすぎると、触媒量に対する原料量
を少なくしなければならないため、運転コストが高くな
る。また、LHSVが大きすぎると、未反応原料が多く
なるため、リサイクルコストが高くなる。
【0026】反応終了後、生成したDIPEを回収する
方法としては種々の方法があるが、例えば以下の方法が
挙げられる。プロピレンの水和反応塔から流出した反応
回収成分から、まず未反応プロピレンを分離し、分離し
たプロピレンを該反応塔へリサイクルする。次いで、反
応回収残余をガソリン留分とブレンドし、得られた油層
を高オクタン価ガソリンとして回収し、水層成分を水和
反応塔へリサイクルすることにより、DIPEをガソリ
ン基材として回収することができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、簡略化された方法で効
率良く、しかも低コストで、ガソリン基材として有用な
DIPEを製造することができ、この製法はDIPEの
工業的製法として好適なものである。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、これは単に例示であって本発明を制限するも
のではない。
【0029】なお、実施例1〜4及び比較例1〜2で用
いた酸性イオン交換樹脂触媒の物性は表1に示すとおり
である。
【0030】
【表1】
【0031】実施例1 固定床流通式反応装置を用いて触媒層上部に水飽和型ス
ルホン酸型酸性イオン交換樹脂触媒A(Amberlyst-16 W
ET オルガノ社製)、下部に乾燥型スルホン酸型酸性イ
オン交換樹脂触媒B(Amberlyst-15 オルガノ社製)を
充填させ、触媒Aと触媒Bの体積比を1:1とし、反応
温度120℃、反応圧力70kg/cm2 、水に対するプロ
ピレンのモル比を2とし、LHSV(プロピレン基準)
が1hr-1の条件で反応させた。反応開始から2時間後の
反応回収成分をGC(ガスクロマトグラフィー)分析し
たところ、プロピレン転化率38.3mol%、全生成物
に対するイソプロピルアルコール(IPA)の選択率3
9.6%、DIPE選択率50.5%、その他炭化水素
化合物の選択率9.9%であった。
【0032】実施例2 実施例1と同様の触媒の存在下、反応温度120℃、反
応圧力70kg/cm2 、水に対するプロピレンのモル比を
6とし、LHSV(プロピレン基準)が1hr-1の条件で
反応させた。反応開始から2時間後の反応回収成分をG
C(ガスクロマトグラフィー)分析したところ、プロピ
レン転化率47.6mol%、全生成物に対するイソプロ
ピルアルコール(IPA)の選択率33.5%、DIP
E選択率41.4%、その他炭化水素化合物の選択率2
5.1%であった。
【0033】実施例3 触媒層上部に水飽和型スルホン酸型酸性イオン交換樹脂
触媒A(Amberlyst-16WET オルガノ社製)、下部に乾
燥型スルホン酸型酸性イオン交換樹脂触媒B(Amberlys
t-15 オルガノ社製)を充填させ、触媒Aと触媒Bの体
積比を2:1とし、反応温度125℃、反応圧力70kg
/cm2 、水に対するプロピレンのモル比を5とし、LH
SV(プロピレン基準)が1hr-1の条件で反応させた。
反応開始から2時間後の反応回収成分をGC(ガスクロ
マトグラフィー)分析したところ、プロピレン転化率2
4.4mol%、全生成物に対するイソプロピルアルコー
ル(IPA)の選択率36.9%、DIPE選択率5
6.0%、その他炭化水素化合物の選択率7.1%であ
った。
【0034】実施例4 実施例3と同様の触媒の存在下、反応温度120℃、反
応圧力70kg/cm2 、水に対するプロピレンのモル比を
6とし、LHSV(プロピレン基準)が1hr-1の条件で
反応させた。反応開始から2時間後の反応回収成分をG
C(ガスクロマトグラフィー)分析したところ、プロピ
レン転化率29.1mol%、全生成物に対するイソプロ
ピルアルコール(IPA)の選択率47.1%、DIP
E選択率51.5%、その他炭化水素化合物の選択率
1.4%であった。
【0035】比較例1 固定床流通式反応装置を用いて、水飽和型スルホン酸型
酸性イオン交換樹脂触媒Aの存在下、反応温度130
℃、反応圧力70kg/cm2 、水に対するプロピレンのモ
ル比を1とし、LHSV(プロピレン基準)が2hr-1
条件で反応させた。反応開始から2時間後の回収成分を
GC(ガスクロマトグラフィー)分析したところ、プロ
ピレン転化率17.2mol%、全生成物に対するイソプ
ロピルアルコール(IPA)の選択率96.1%、DI
PE選択率3.6%、その他炭化水素化合物の選択率
0.3%であった。
【0036】比較例2 固定床流通式反応装置を用いて、水飽和型スルホン酸型
酸性イオン交換樹脂触媒Aの存在下、反応温度110
℃、反応圧力70kg/cm2 、水に対するプロピレンのモ
ル比を4とし、LHSV(プロピレン基準)が2hr-1
条件で反応させた。反応開始から2時間後の回収成分を
GC(ガスクロマトグラフィー)分析したところ、プロ
ピレン転化率9.3mol%、全生成物に対するイソプロ
ピルアルコール(IPA)の選択率73.1%、DIP
E選択率25.3%、その他炭化水素化合物の選択率
1.6%であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水とプロピレンを反応せしめて、ジイソ
    プロピルエーテルを製造する方法において、水に対する
    プロピレンのモル比を0.5〜50とし、反応を水飽和
    型酸性イオン交換樹脂触媒及び乾燥型酸性イオン交換樹
    脂触媒からなる触媒の存在下で行うことを特徴とするジ
    イソプロピルエーテルの製法。
JP6260045A 1994-10-25 1994-10-25 ジイソプロピルエーテルの製法 Pending JPH08119896A (ja)

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