JPH09104659A - アミンの製法 - Google Patents

アミンの製法

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JPH09104659A
JPH09104659A JP8173996A JP17399696A JPH09104659A JP H09104659 A JPH09104659 A JP H09104659A JP 8173996 A JP8173996 A JP 8173996A JP 17399696 A JP17399696 A JP 17399696A JP H09104659 A JPH09104659 A JP H09104659A
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/02Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of hydrogen atoms by amino groups
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オレフィンを純粋な形または精製された混合
物で使用する先行技術による方法の欠点を避けて、鉱油
留分のクラッキングにおいて得られる混合物をアンモニ
アまたは一般式I 【化1】 の第一級アミンまたは第二級アミンと、不均一触媒の存
在で200〜350℃および100〜300barで反
応させることによりアミンを製造する。 【解決手段】 不均一触媒として次の部類の1種または
数種の物質を使用する: a)ゼオライト b)アルミノ珪酸塩 c)水熱処理により製造されたリン酸塩 d)大きい表面積を有する中間細孔性酸化物 e)中間層ピラード粘土 f)ゾル−ゲル法により製造された無定形酸化物 g)酸処理した板状珪酸塩

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉱油留分のクラッ
キングにおいて得られる混合物を、アンモニアまたは第
一級アミンまたは第二級アミンと、ゼオライト、アルミ
ノ珪酸塩、水熱処理で製造されたリン酸塩、大きい表面
積を有する酸化物、ピラード粘土ないしはピラー挿入粘
土(pillared clay)または酸処理した板
状珪酸塩の存在で、高めた温度および圧力で反応させる
ことによりアミンを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】オレフィンのアミノ化法の概観は、論文
アルケンの官能化:モノオレフィンの接触的アミノ化
(J.J.Brunet等、“J.Mol.Cata
l”.,49(1989),235〜259)に記載さ
れている。
【0003】原則として、2つの触媒作用機構が存在す
る。オレフィンは金属錯体を介して配位される。この活
性化されたものは、求核性アミンにより攻撃され、より
高度にアミノ化された生成物を形成することができる。
このアミンは、酸中心または金属中心(金属アミドを介
して)に化学吸着することができ、この活性化された形
でオレフィンと反応することができる。
【0004】適当な触媒はゼオライトである。これらは
大きい表面積と結合して多数の触媒活性中心を有する。
記載されたゼオライトは、型および後処理(たとえば熱
処理、脱アルミニウム、酸処理、金属イオン交換等)が
異なる。この例は、米国特許(US−A)437500
2号、米国特許(US−A)4536602号、ヨーロ
ッパ特許(EP−A)305564号、ヨーロッパ特許
(EP−A)101921号およびドイツ国特許(DE
−A)4206992号に見える。
【0005】ヨーロッパ特許(EP−A)133938
号、ヨーロッパ特許(EP−A)431451号および
ヨーロッパ特許(EP−A)132736号は、オレフ
ィンからアミンを製造するためにホウ珪酸塩、ガロ珪酸
塩、アルミノ珪酸塩およびフェロ珪酸塩を使用し、これ
らのゼオライトをアルカリ金属、アルカリ土類金属およ
び遷移金属でドーピングする可能性を指示する方法を記
載する。
【0006】カナダ国特許(CA−A)2092964
号は、5Åより大きい孔径を有する、特定組成の結晶性
アルミノ珪酸塩と定義されるBETAゼオライトを使用
する、オレフィンからのアミンの製造方法を記載する。
金属変性またはハロゲン変性β−ゼオライトが有利に使
用される。
【0007】上記方法の欠点は、オレフィンを純粋な形
でまたは予備精製したかまたは簡単な混合物で使用する
ことである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の1つの目的
は、これらの欠点を除去することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的は、鉱油留分の
クラッキングにおいて得られる混合物を、アンモニアま
たは一般式
【0010】
【化2】
【0011】[式中R1およびRはそれぞれ水素、C1
〜C20アルキル、C2〜C20アルケニル、C2〜C20アル
キニル、C3〜C20シクロアルキル、C4〜C20アルキル
シクロアルキル、C4〜C20シクロアルキルアルキル、
アリール、C7〜C20アルキルアリールまたはC7〜C20
アラルキルであるか、または一緒になって飽和または不
飽和のC2〜C12アルキレン鎖である]の第一級アミン
または第二級アミンと、不均一触媒の存在で200〜3
50℃および100〜300barで反応させることに
よりアミンを製造するため、不均一触媒として下記部
類: a)ゼオライト b)アルミノ珪酸塩 c)水熱処理により製造されたリン酸塩 d)大きい表面積を有する中間細孔性酸化物 e)中間層ピラード粘土(PILCs) f)ゾル−ゲル法により製造された無定形酸化物 g)酸処理した板状珪酸塩 の1種または数種の物質を使用する、新規で改善された
方法によって達成されることが判明した。。
【0012】
【発明の実施の形態】新規方法は次のように実施するこ
とができる:鉱油留分のクラッキングにおいて得られる
混合物、たとえば大工業的規模で、たとえばナフサおよ
びの熱または触媒によるクラッキングにおいて得られる
4留分およびアンモニアまたは第一級アミンまたは第
二級アミンIを、たとえば耐圧性反応器中で、不均一触
媒としてゼオライト、アルミノ珪酸塩、水熱処理により
製造されたリン酸塩、大きい表面積を有する酸化物、ピ
ラード粘土または酸処理した板状珪酸塩の存在で、20
0〜350℃、好ましくは220〜330℃、とくに好
ましくは230〜320℃および100〜300ba
r、好ましくは120から300bar,とくに好まし
くは140〜290barで反応させることができ、得
られたアミンは単離し、未変換の出発原料は再循環させ
ることができる。
【0013】ブタジエンを抽出または選択的水素化によ
り除去したC4炭化水素混合物の使用も、とくに重要で
ある。かかる混合物は、たとえば精製した生成物Iとし
て大量に利用できる。精製された生成物Iに含まれてい
るイソブテンを、適当な条件下でアンモニアまたはアミ
ンと選択的に反応させて、tert−ブチルアミンまた
は他のアミンを得ることができ、その際精製された生成
物Iに含まれている他の炭化水素が顕著な変換を示すこ
ともない。こうして、精製された生成物Iからのイソブ
テンの費用のかかる除去(この除去はTBAの製造のた
めに必要であった)を省略することができ、かなりの経
済的利点が存在する。
【0014】本方法は、高い選択率と結合して非常に良
好な収率および高い空時収量を有する。さらに、触媒の
失活は観察されなかった。
【0015】新規方法は、小過剰量のアンモニアまたは
アミンでさえ所望の反応生成物に関し高い選択率が達成
されかつ使用したオレフィンの二量体化および/または
オリゴマー化は避けられるという事実により識別され
る。
【0016】この方法の1実施態様においては、アンモ
ニアおよび/またはアミンIを、1:1〜5:1のモル
比で炭化水素混合物と一緒に混合して、固定層反応器に
供給し、ガス相または超臨界状態で、100〜300b
arおよび200〜350℃で反応させる。
【0017】所望の生成物は、反応混合物から公知方
法、たとえば蒸留または抽出により得、必要な場合には
さらに分離作業により所望純度にもたらすことができ
る。未変換出発原料は、一般に、好ましくは反応器に再
循環させ、未反応の飽和炭化水素はこの点で容易に除去
することができる。
【0018】平衡位置、従って所望アミンへの変換位置
は、選択した反応圧力に大きく依存する。高い圧力は付
加反応に有利であるが、300barまでの圧力が一般
に工業的および経済的理由で最適である。反応の選択率
は、アンモニア/アミン過剰量および触媒のようなパラ
メーターに加え、温度により高度に影響される。付加反
応の速度は、温度の増加につれて急激に増加するが、そ
れと同時に使用した混合物に含まれているオレフィンの
競争クラッキングおよび再結合反応が促進される。さら
に熱力学的理由で、温度の増加は有利でない。変換およ
び選択率に関する最適温度は、オレフィン、使用したア
ミンIおよび触媒の構造に依存し、一般に200〜35
0℃である。
【0019】新規方法の適当な不均一触媒は、ゼオライ
ト、たとえばペンタシル、ホージャサイト、ZSM−1
2、EMT、SSZ−37、CIT−1、SSZ−3
3、SSZ−26、キノプリロライト(chinopl
ilolite)、オフレタイト(offretit
e)、MCM−22、psh−3型またはBETA型の
アルミニウム、ホウ素、ガリウムまたはチタンゼオライ
ト、好ましくはH−ZSM−5、H−ZSM−11、H
−Y、H−アルミニウム−β、H−ホウ素−ZSM−1
1、H−ホウ素−β、H−MCM−22、H−PSH−
3およびUSYまたはアルミノ珪酸塩またはゼオライト
構造を有する水熱反応で製造されたリン酸塩、たとえば
SAPOsまたはAlPOs、好ましくはSAPO−
5、AlPO−5またはSAPO−37である。大きい
表面積を有する中間細孔性酸化物、とくに500m2
-1より大きいBET表面積を有するもの、(中間層)ピ
ラード粘土(PILCs)、ゾル−ゲル法により製造さ
れた無定形酸化物または漂白土のような酸処理した板状
珪酸塩も適当である。
【0020】一般に、本発明による触媒は、好ましくは
H形で使用され、結合剤を98:2〜40:60の重量
比で用いて押出物またはペレットに成形される。適当な
結合剤は、種々のアルミナ、好ましくはベーマイト、S
iO2/Al23の比25:75〜95:5を有する無
定形アルミノ珪酸塩、シリカ、好ましくは微細なSiO
2、微細なSiO2と微細なAl23、微細なTiO2
よび粘土の混合物である。成形作業後、押出物またはペ
レットは有利に110℃で16時間乾燥し、300〜5
00℃で2〜16時間か焼され、か焼は直接アミノ反応
器中で行うことも可能である。
【0021】選択率、寿命および可能な再生回数を増加
するために、本発明による触媒に種々の変性を実施する
ことができる。
【0022】1つの触媒変性方法においては、未成形触
媒または本発明による触媒に、NaおよびKのようなア
ルカリ金属、CaまたはMgのようなアルカリ土類金
属、Tlのような土類金属、遷移金属、たとえばMn、
Fe、Mo、Cu、ZnおよびCr、貴金属および/ま
たは希土類金属、たとえばLa、CeまたはYtとのイ
オン交換またはドーピングを行うことができる。
【0023】有利な実施態様においては、本発明による
成形触媒を、最初に流管に入れ、たとえば上記金属のハ
ロゲン化物、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩または硝
酸塩を溶解した形で20〜100℃で通過させる。この
型のイオン交換は、たとえば本発明による水素、アンモ
ニウムおよびアルカリ金属形の触媒に対し実施すること
ができる。
【0024】本発明による触媒に金属を適用するもう1
つの可能な方法においては、ゼオライト材料を、たとえ
ば上記金属のハロゲン化物、酢酸塩、シュウ酸塩、クエ
ン酸塩、硝酸塩または酸化物の水溶液またはアルコール
溶液で含浸する。
【0025】イオン交換および含浸の双方に続き、乾燥
および所望の場合には、反復か焼を行うことができる。
金属ドーピングした触媒の場合には、水素および/また
は水蒸気での後処理が有利である。
【0026】他の可能な変性方法においては、不均一触
媒の材料を成形または未成形の形で、酸、たとえば塩酸
(HCl)、フッ化水素酸(HF)、リン酸(H3
4)、硫酸(H2SO4)、シュウ酸(HO2C−CO2
H)またはその混合物で処理する。
【0027】特別な実施態様においては、触媒粉末を、
成形する前に、0.001〜2N、好ましくは0.05
〜0.5Nのフッ化水素酸と共に1〜3時間還流させ
る。生成物を濾過し、十分に洗浄した後、通例100〜
160℃で乾燥し、400〜550℃でか焼する。他の
特別な実施態様は、、結合剤を用いて成形した後の不均
一触媒のHCl処理を包含する。この場合には、不均一
触媒を、通例60〜80℃で1〜3時間、濃度3〜25
%、とくに12〜20%の塩酸で処理し、次いで十分に
洗浄し、100〜160℃で乾燥し、400〜550℃
でか焼する。
【0028】もう1つの可能な変性方法は、アンモニウ
ム塩、たとえばNH4Cl、またはモノアミン、ジアミ
ンまたはポリアミンとの交換である。この場合には、結
合剤を用いて成形した不均一触媒を、通例60〜80℃
で連続的に2時間、濃度10〜25%、好ましくは20
%のNH4Cl溶液と、不均一触媒および塩化アンモニ
ウムの重量比1:15の溶液で交換させ、次いで生成物
を100〜120℃で乾燥する。
【0029】本発明による触媒のもう1つの可能な変性
方法は、アルミニウム原子の幾つかをケイ素によって置
換するか、触媒のアルミニウム含量を、たとえば水熱処
理により減少する脱アルミニウムである。有利に、水熱
脱アルミニウムに引き続き、生成した非格子アルミニウ
ムを除去するために、酸または錯生成剤での抽出を行
う。ケイ素によるアルミニウムの置換は、たとえば(N
42SiF6またはSiCl4を用いて行うことができ
る。Y−ゼオライトの脱アルミニウムの例は、Corm
a等のStud.Surf.Sci.Catal.37
(1987),495〜503に記載されている。
【0030】炭化水素混合物のアミノ化に対しては、触
媒をたとえば1〜4mmの直径を有する押出物の形また
はたとえば3〜5mmの直径を有するペレットの形で使
用することができる。
【0031】たとえば押出物に成形した触媒から粉砕お
よびふるい分けによって、0.1〜0.8mmの大きさ
を有する流動化可能材料を得ることができる。
【0032】化合物I中、R1およびR2はそれぞれ −水素 −C1〜C20アルキル、好ましくはC1〜C12アルキル、
とくに好ましくはC1〜C8アルキル、たとえばメチル、
エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イ
ソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペ
ンチル、イソペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、
n−ヘプチル、イソヘプチル、n−オクチルまたはイソ
オクチル、 −C2〜C20アルケニル、好ましくはC2〜C12アルケニ
ル、とくに好ましくはC2〜C8アルケニル、たとえばビ
ニルまたはアリル、 −C2〜C20アルキニル、とくにC2Hまたはプロパルギ
ル、 −C3〜C20シクロアルキル、好ましくはC3〜C12シク
ロアルキル、とくに好ましくはC5〜C8シクロアルキ
ル、たとえばシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロ
ヘプチルまたはシクロオクチル、 −C4〜C20アルキルシクロアルキル、好ましくはC4
12アルキルシクロアルキル、とくに好ましくはC5
10アルキルシクロアルキル、 −C4〜C20シクロアルキルアルキル、好ましくはC4
12シクロアルキルアルキル、とくに好ましくはC5
10シクロアルキルアルキル、 −フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルのような
アリール、好ましくはフェニル、 −C7〜C20アルキルアリール、好ましくはC7〜C16
ルキルアリール、好ましくはC7〜C12アルキルフェニ
ル、たとえば2−メチルフェニル、3−メチルフェニ
ル、4−メチルフェニル、2−エチルフェニル、3−エ
チルフェニルまたは4−エチルフェニル、 −C7〜C20アラルキル、好ましくはC7〜C16アラルキ
ル、好ましくはC7〜C 12フェニルアルキル、たとえば
フェニルメチル、1−フェニルエチルまたは2−フェニ
ルエチルであるか、 −または一緒になって、飽和C2〜C12アルキレン鎖、
好ましくはC3〜C8アルキレン鎖、とくに好ましくは−
(CH23−、−(CH24−、−(CH25−、−
(CH26−または−(CH27−、とくに−(C
23−または−(CH24−であるか、 −または一緒になって、不飽和C2〜C20アルキレン
鎖、とくに好ましくは不飽和C3〜C8アルキレン鎖、と
くに好ましくは−CH=CH−CH=CH−である。
【0033】
【実施例】
触媒の押出 触媒A ベーマイト40ごよびギ酸2gを、β−ゼオライト(U
etikonから)60gに加えた。混合物を混練機中
で圧密し、水(65mlより多くない)を慎重に添加し
て混練した。混練時間は60分であった。押出機中、8
0barの圧力で押出物2mmを製造し、120℃で1
6時間乾燥し、500℃で16時間か焼した。
【0034】触媒B ベーマイト40およびギ酸2gを、ZSM−5ゼオライ
ト(Uetikonから、PZ−2/60)2gに加え
た。混合物を混練機中で圧密し、水(64ml)を慎重
に添加して混練した。混練時間派40分であった。押出
機中、55barの圧力で押出物2mmを製造し、12
0℃で16時間乾燥し、450℃で16時間か焼した。
【0035】アミノ化 例1〜10 長さ2mおよび内径24mmを有する高圧反応器を使用
して連続的製造を実施し、該反応器をアルミニウムブロ
ックにより加熱した。反応器は三重の内温測定装置およ
び圧力安全手段を備えていた。それぞれの場合に、触媒
60mlを装入し、反応管の上部に磁製リングを充填し
た。C4留分およびアンモニアからなるオレフィン含有
混合物を上方から供給した。
【0036】反応した混合物の分析は、ガスクロマトグ
ラフィーにより、必要な場合には、付加的に蒸留により
実施した。
【0037】管形反応器(内径6mm)中で、アンモニ
アおよび精製した生成物I[モル%組成:ブタン12
%、イソブタン4.4%、イソブテン43.6%、1−
ブテン26%、トランス−2−ブテン8.1%およびシ
ス−2−ブテン5.9%]の、NH3対精製した生成物
Iのモル比0.7:1〜1.3:1の混合物を、等温条
件下270〜300℃および280barで反応させ
た。反応生成物をガスクロマトグラフィーで分析した。
【0038】種々の触媒を用いて得られた結果は、表1
に要約されている。結果は、C4炭化水素中のイソブテ
ンをアンモニアで選択的にtert−ブチルアミンに変
換する殊が可能であることを示す。選択された条件下で
は、他のアミンは非常に僅かな程度にsec−ブチルア
ミン(2−アミノブタン)に変換されるにすぎない。し
かし、圧力および温度を変えることにより、この反応も
生起する条件を見出すことは可能である。
【0039】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルステン エラー ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスハー フェン ドイチェ シュトラーセ 19

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉱油留分のクラッキングにおいて得られ
    る混合物を、アンモニアまたは式I 【化1】 [式中R1およびR2は、それぞれ水素、C1〜C20アル
    キル、C2〜C20アルケニル、C2〜C20アルキニル、C
    3〜C20シクロアルキル、C4〜C20アルキルシクロアル
    キル、C4〜C20シクロアルキルアルキル、アリール、
    7〜C20アルキルアリールまたはC7〜C20アラルキ
    ル、または一緒になって飽和または不飽和のC2〜C12
    アルキレン鎖である]の第一アミンまたは第二アミン
    と、不均一触媒の存在で200〜350℃および100
    〜300barで反応させることによるアミンの製造方
    法において、不均一触媒として下記部類: a)ゼオライト b)アルミノ珪酸塩 c)水熱処理により製造されたリン酸塩 d)大きい表面積を有する中間細孔性酸化物 e)中間層ピラード粘度(PILCs) f)ゾル−ゲル法により製造された無定形酸化物 g)酸処理した板状珪酸塩 の1種または数種を使用する、アミンの製造方法。
  2. 【請求項2】 不均一触媒として、ペンタシル、ホージ
    ャサイト、EMTまたはBETA型のアルミニウム、ホ
    ウ素、ガリウムまたはチタンのゼオライトを使用する、
    請求項1記載のアミンIの製造方法。
  3. 【請求項3】 鉱油留分のクラッキングにおいて得られ
    る混合物が、イソブテン、シス−2−ブテン、1−ブテ
    ン、イソブタンおよびn−ブタンを含有する、請求項1
    または2記載のアミンIの製造方法。
  4. 【請求項4】 ゼオライトをH形で使用する、請求項1
    から3までのいずれか1項記載のアミンIの製造方法。
  5. 【請求項5】 塩酸、フッ化水素酸、リン酸、硫酸、シ
    ュウ酸からなる群から選択された酸ないしはその混合物
    で処理した不均一触媒を使用する、請求項1から4まで
    のいずれか1項記載のアミンIの製造方法。
  6. 【請求項6】 1種または数種の遷移金属でドーピング
    した不均一触媒を使用する、請求項1から5までのいず
    れか1項記載のアミンIの製造方法。
  7. 【請求項7】 1種または数種の希土類元素または1種
    または数種の遷移金属でドーピングした不均一触媒を使
    用する、請求項1から6までのいずれか1項記載のアミ
    ンIの製造方法。
  8. 【請求項8】 アルカリ金属、アルカリ土類金属または
    土類金属からなる群から選択された1種または数種の元
    素でドーピングした不均一触媒を使用する、請求項1か
    ら7までのいずれか1項記載のアミンIの製造方法。
  9. 【請求項9】 不均一触媒をアンモニウム形で使用す
    る、請求項1から8までのいずれか1項記載のアミンI
    の製造方法。
  10. 【請求項10】 結合剤を用いて成形し、300〜60
    0℃でか焼した不均一触媒を使用する、請求項1から9
    までのいずれか1項記載のアミンIの製造方法。
JP17399696A 1995-07-04 1996-07-03 アミンの製法 Expired - Lifetime JP3943164B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19524240A DE19524240A1 (de) 1995-07-04 1995-07-04 Verfahren zur Herstellung von Aminen aus Gemischen, die man bei der Spaltung von Erdölfraktionen erhält, an Zeolithen, Alumosilikaten oder hydrothermal hergestellten Phosphaten
DE19524240.8 1995-07-04

Publications (3)

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