JPH11240855A - 反応方法及び反応装置 - Google Patents
反応方法及び反応装置Info
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- JPH11240855A JPH11240855A JP10179853A JP17985398A JPH11240855A JP H11240855 A JPH11240855 A JP H11240855A JP 10179853 A JP10179853 A JP 10179853A JP 17985398 A JP17985398 A JP 17985398A JP H11240855 A JPH11240855 A JP H11240855A
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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】
【課題】 液状原料を懸濁触媒の存在下に加圧下で反応
を行い、懸濁触媒と反応混合物とをクロスフロー式濾過
により分離する反応方法において、濾過器の目詰まりの
少ない反応方法、及びそれに使用するループ型反応装置
を提供する。 【解決手段】 液状原料供給口及び反応混合物取出口を
備えた反応容器、反応混合物を循環するための循環ポン
プ並びに濾過器から構成されたループ型反応装置を使用
し、反応混合物を１〜１０ｍ／秒の線速度で系内を循環
させ、細孔径が０．０１〜１．０μｍの濾過器を使用
し、懸濁触媒を含む反応混合物から懸濁触媒をクロスフ
ロー式で濾過する。また、長時間運転した濾過器に脈動
を与えることにより、濾過器を容易に再生することがで
きる。
を行い、懸濁触媒と反応混合物とをクロスフロー式濾過
により分離する反応方法において、濾過器の目詰まりの
少ない反応方法、及びそれに使用するループ型反応装置
を提供する。 【解決手段】 液状原料供給口及び反応混合物取出口を
備えた反応容器、反応混合物を循環するための循環ポン
プ並びに濾過器から構成されたループ型反応装置を使用
し、反応混合物を１〜１０ｍ／秒の線速度で系内を循環
させ、細孔径が０．０１〜１．０μｍの濾過器を使用
し、懸濁触媒を含む反応混合物から懸濁触媒をクロスフ
ロー式で濾過する。また、長時間運転した濾過器に脈動
を与えることにより、濾過器を容易に再生することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応方法及び反応装置
に関する。さらに詳しくは、少なくとも、液状原料供給
口及び反応混合物取出口を備えた反応容器、反応混合物
を循環するための循環ポンプ並びに濾過器から構成され
るループ型反応装置、及び該反応装置を使用し、液状原
料を懸濁触媒の存在下に加圧下で反応させ、反応混合物
を特定の線速度で反応装置内を循環させながらクロスフ
ロー式濾過で懸濁触媒と反応生成物を分離する反応方法
に関する。
に関する。さらに詳しくは、少なくとも、液状原料供給
口及び反応混合物取出口を備えた反応容器、反応混合物
を循環するための循環ポンプ並びに濾過器から構成され
るループ型反応装置、及び該反応装置を使用し、液状原
料を懸濁触媒の存在下に加圧下で反応させ、反応混合物
を特定の線速度で反応装置内を循環させながらクロスフ
ロー式濾過で懸濁触媒と反応生成物を分離する反応方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体触媒を用いて反応を行う液−
固反応あるいは気−液−固反応が多く知られている。こ
れらの反応において、反応混合物と触媒は通常濾過機又
は遠心分離機などで分離され、分離された触媒は溶媒で
洗浄あるいは調整して循環再使用されている。しかしな
がら、このような操作は極めて煩雑であり、とくに、反
応系が高圧で行われる場合、上述したような既存の分離
装置で触媒を分離しようとすると、分離する前に系を常
圧又は常圧付近にして実施する必要があり、しかも分離
後の触媒を高圧の反応容器にもどすには特殊な供給装置
が必要である。
固反応あるいは気−液−固反応が多く知られている。こ
れらの反応において、反応混合物と触媒は通常濾過機又
は遠心分離機などで分離され、分離された触媒は溶媒で
洗浄あるいは調整して循環再使用されている。しかしな
がら、このような操作は極めて煩雑であり、とくに、反
応系が高圧で行われる場合、上述したような既存の分離
装置で触媒を分離しようとすると、分離する前に系を常
圧又は常圧付近にして実施する必要があり、しかも分離
後の触媒を高圧の反応容器にもどすには特殊な供給装置
が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】煩雑な操作を必要とし
ない合理的なプロセスを構築することは、工業的規模で
生産を実施する場合、不可欠な技術課題であり、これを
解決するものとして、特開平５−７６７７９号公報に、
濾過器をカルボン酸で予備処理して、エーテルカルボン
酸と懸濁触媒を十字流濾過で分離する触媒の分離方法が
開示されている。この方法によれば、従来のように、触
媒を分離するのに濾過機又は遠心分離機などの回分式の
分離手段によらず、固体触媒を含む反応混合物から固体
触媒を連続的に分離することができ、分離した触媒はそ
のまま再使用できるので、合理的な方法であるといえ
る。
ない合理的なプロセスを構築することは、工業的規模で
生産を実施する場合、不可欠な技術課題であり、これを
解決するものとして、特開平５−７６７７９号公報に、
濾過器をカルボン酸で予備処理して、エーテルカルボン
酸と懸濁触媒を十字流濾過で分離する触媒の分離方法が
開示されている。この方法によれば、従来のように、触
媒を分離するのに濾過機又は遠心分離機などの回分式の
分離手段によらず、固体触媒を含む反応混合物から固体
触媒を連続的に分離することができ、分離した触媒はそ
のまま再使用できるので、合理的な方法であるといえ
る。
【０００４】しかしながら、ここに開示された方法で加
圧下に反応を行うと、反応条件によっては濾過器がすぐ
に目詰まりを起こし、連続反応に耐えない場合があるこ
とが判明した。通常、工業規模での化学反応は連続的に
加圧下で行うことが多く、濾過器の目詰まりは工業化の
死命を制するといっても過言ではない。また、懸濁触媒
として貴金属を使用する場合は如何に触媒の回収率をあ
げるかが工業化の分かれ目になることが多い。したがっ
て、本発明の目的は、液状原料を懸濁触媒の存在下に加
圧下で反応を行い、懸濁触媒と反応混合物とを濾過によ
り分離する反応方法において、濾過器の目詰まりの少な
い反応方法及び反応装置を提供することにある。
圧下に反応を行うと、反応条件によっては濾過器がすぐ
に目詰まりを起こし、連続反応に耐えない場合があるこ
とが判明した。通常、工業規模での化学反応は連続的に
加圧下で行うことが多く、濾過器の目詰まりは工業化の
死命を制するといっても過言ではない。また、懸濁触媒
として貴金属を使用する場合は如何に触媒の回収率をあ
げるかが工業化の分かれ目になることが多い。したがっ
て、本発明の目的は、液状原料を懸濁触媒の存在下に加
圧下で反応を行い、懸濁触媒と反応混合物とを濾過によ
り分離する反応方法において、濾過器の目詰まりの少な
い反応方法及び反応装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ね、液状原料を使用して懸濁触媒の存在下で加圧反
応を行う場合、反応装置内を循環する液状混合物の線速
度と濾過器の細孔径を選ぶことにより、上記課題が解決
されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
を重ね、液状原料を使用して懸濁触媒の存在下で加圧反
応を行う場合、反応装置内を循環する液状混合物の線速
度と濾過器の細孔径を選ぶことにより、上記課題が解決
されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】すなわち、本発明は、少なくとも、液状原
料供給口及び反応混合物取出口を備えた反応容器、反応
混合物を循環するための循環ポンプ並びに濾過器から構
成されるループ型反応装置を使用して液状原料を懸濁触
媒の存在下に加圧下で反応させる反応方法において、反
応混合物を線速度１〜１０ｍ／秒で循環させつつ、細孔
径が０．０１〜１．０μｍの濾過器で反応生成物と懸濁
触媒とをクロスフロー式濾過で分離し、反応生成物は系
外へ抜き出すことを特徴とする反応方法である。
料供給口及び反応混合物取出口を備えた反応容器、反応
混合物を循環するための循環ポンプ並びに濾過器から構
成されるループ型反応装置を使用して液状原料を懸濁触
媒の存在下に加圧下で反応させる反応方法において、反
応混合物を線速度１〜１０ｍ／秒で循環させつつ、細孔
径が０．０１〜１．０μｍの濾過器で反応生成物と懸濁
触媒とをクロスフロー式濾過で分離し、反応生成物は系
外へ抜き出すことを特徴とする反応方法である。
【０００７】また、本発明のもう一つの発明は、少なく
とも、液状原料供給口及び反応混合物取出口を備えた反
応容器、反応混合物を循環するための循環ポンプ並びに
濾過器から構成されるループ型反応装置である。
とも、液状原料供給口及び反応混合物取出口を備えた反
応容器、反応混合物を循環するための循環ポンプ並びに
濾過器から構成されるループ型反応装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に使用する反応容器は、液
状原料供給口及び反応混合物取出口を備えていれば如何
なる形状の反応容器でもよく、水添反応、還元アミノ化
反応などガスを使用する反応を行う場合は、別途ガスの
供給口を設ければよい。
状原料供給口及び反応混合物取出口を備えていれば如何
なる形状の反応容器でもよく、水添反応、還元アミノ化
反応などガスを使用する反応を行う場合は、別途ガスの
供給口を設ければよい。
【０００９】ガスが液状原料とよく溶解するように、ま
た混合状態を良好にするために反応容器にパドル翼やタ
ービン翼を備えた撹拌機を設置するのが好ましい。ま
た、液状原料供給口を備えた反応容器にエゼクタを設け
るとガスの分散が良好となり、好ましい。攪拌機及びエ
ゼクタの両方を設けてもよい。反応容器の形状はとくに
限定されるものではないが、環状のものが製作しやす
く、また耐圧にも優れるので好ましい。
た混合状態を良好にするために反応容器にパドル翼やタ
ービン翼を備えた撹拌機を設置するのが好ましい。ま
た、液状原料供給口を備えた反応容器にエゼクタを設け
るとガスの分散が良好となり、好ましい。攪拌機及びエ
ゼクタの両方を設けてもよい。反応容器の形状はとくに
限定されるものではないが、環状のものが製作しやす
く、また耐圧にも優れるので好ましい。
【００１０】本発明において、反応混合物と懸濁触媒と
は濾過器で分離されるが、濾過器の細孔径があまり小さ
いと反応生成物が抜けにくく、またあまり大きいと懸濁
触媒が抜けるので、本発明において濾過器の細孔径は
０．１〜１．０μｍのものを使用する必要がある。濾過
器の材質としては耐腐食性に優れるものが好ましいのは
勿論であるが、耐圧性に優れていることが必要である。
このような観点から、円筒状の濾過器が好ましく、材質
的にはセラミック製のもの、酸化ジルコニウムなどの焼
結金属製のものが好ましい。とくに、耐摩耗性の点でセ
ラミック製の濾過器が好ましい。
は濾過器で分離されるが、濾過器の細孔径があまり小さ
いと反応生成物が抜けにくく、またあまり大きいと懸濁
触媒が抜けるので、本発明において濾過器の細孔径は
０．１〜１．０μｍのものを使用する必要がある。濾過
器の材質としては耐腐食性に優れるものが好ましいのは
勿論であるが、耐圧性に優れていることが必要である。
このような観点から、円筒状の濾過器が好ましく、材質
的にはセラミック製のもの、酸化ジルコニウムなどの焼
結金属製のものが好ましい。とくに、耐摩耗性の点でセ
ラミック製の濾過器が好ましい。
【００１１】本発明の反応方法及び反応装置で対象とす
る反応としては例えば、水素添加反応、アミノ化反応、
アルキル化反応、ニトリル化反応、酸化反応、塩素化反
応、カルボニル化反応などに適用することができる。反
応に用いられる液状原料としては、医薬、農薬、香料、
染料などの化学反応に用いられる有機化合物があげられ
る。一例をあげれば、ヘキセン、ブタジエン、アセト
ン、メチルエチルケトン、ベンゼン、ジクロロベンゼ
ン、トルイジン、フェノール、アニリン、ニトロベンゼ
ン、ニトロベンゼンスルホン酸、ニトロＴ酸、ｐーアミ
ノジフェニルアミン、ｐーニトロフェノール、ゲラニオ
ール、脂肪酸、脂肪酸ニトリル、ラウリルアルコール、
ｐーキシレン、イソプロパノール、ブタノール、２，３
ーブチレングリコール、１，９ーノナンジアール、２ー
メチルー１，８ーオクタンジアール、又はこれらの混合
物を例示することができる。
る反応としては例えば、水素添加反応、アミノ化反応、
アルキル化反応、ニトリル化反応、酸化反応、塩素化反
応、カルボニル化反応などに適用することができる。反
応に用いられる液状原料としては、医薬、農薬、香料、
染料などの化学反応に用いられる有機化合物があげられ
る。一例をあげれば、ヘキセン、ブタジエン、アセト
ン、メチルエチルケトン、ベンゼン、ジクロロベンゼ
ン、トルイジン、フェノール、アニリン、ニトロベンゼ
ン、ニトロベンゼンスルホン酸、ニトロＴ酸、ｐーアミ
ノジフェニルアミン、ｐーニトロフェノール、ゲラニオ
ール、脂肪酸、脂肪酸ニトリル、ラウリルアルコール、
ｐーキシレン、イソプロパノール、ブタノール、２，３
ーブチレングリコール、１，９ーノナンジアール、２ー
メチルー１，８ーオクタンジアール、又はこれらの混合
物を例示することができる。
【００１２】なかでも、１，９ーノナンジアール、２ー
メチルー１，８ーオクタンジアール、又はこれらの混合
物のようなジアルデヒド類は不安定であり、閉鎖系で行
うのが望ましく、貴金属触媒を使用することが多いの
で、本発明の反応方法に好適である。
メチルー１，８ーオクタンジアール、又はこれらの混合
物のようなジアルデヒド類は不安定であり、閉鎖系で行
うのが望ましく、貴金属触媒を使用することが多いの
で、本発明の反応方法に好適である。
【００１３】本発明に使用される触媒は、液状原料と混
合した場合、懸濁状になる固体触媒である。このような
固体触媒を例示すると、ニッケル、コバルト、銅、銀、
白金、クロム、パラジウム、マンガン、鉄、チタン、ト
リウム、マグネシウム、亜鉛、タングステン、モリブデ
ン、レニウム及びジルコニウムなどの金属のうち少なく
とも一種以上の金属触媒またはその変性触媒、ラネ−触
媒及びシリカ、アルミナ、ケイソウ土、マグネシウム、
酸化亜鉛などに担持させた触媒をあげることができる。
合した場合、懸濁状になる固体触媒である。このような
固体触媒を例示すると、ニッケル、コバルト、銅、銀、
白金、クロム、パラジウム、マンガン、鉄、チタン、ト
リウム、マグネシウム、亜鉛、タングステン、モリブデ
ン、レニウム及びジルコニウムなどの金属のうち少なく
とも一種以上の金属触媒またはその変性触媒、ラネ−触
媒及びシリカ、アルミナ、ケイソウ土、マグネシウム、
酸化亜鉛などに担持させた触媒をあげることができる。
【００１４】反応を実施するにあたって、適宜溶媒を使
用してもよい。溶媒は通常種々の反応に一般的に使用さ
れる溶媒であるが、このような例としては、メタノ−
ル、エタノ−ル、プロパノール、ブタノ−ル、アミルア
ルコール、ヘキサノ−ル、２−エチルヘキサノ−ル、オ
クタノ−ル、エチレングリコ−ルなどのアルコ−ル類、
ヘキサン、オクタン、デカン、流動パラフィン、シクロ
ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類などをあげることがで
きる。触媒調製に用いる溶媒と反応に用いる溶媒とが同
じ種類のものであるのが好ましいことはもちろんであ
る。なかでも、水が生成する縮合反応のような場合、溶
媒は水に溶解しないものが望ましく、かかる点ではイソ
アミルアルコール及びブタノールを使用するのが好まし
い。アルコールを生成する縮合反応の場合は低級アルコ
ールを使用するのがよい。
用してもよい。溶媒は通常種々の反応に一般的に使用さ
れる溶媒であるが、このような例としては、メタノ−
ル、エタノ−ル、プロパノール、ブタノ−ル、アミルア
ルコール、ヘキサノ−ル、２−エチルヘキサノ−ル、オ
クタノ−ル、エチレングリコ−ルなどのアルコ−ル類、
ヘキサン、オクタン、デカン、流動パラフィン、シクロ
ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類などをあげることがで
きる。触媒調製に用いる溶媒と反応に用いる溶媒とが同
じ種類のものであるのが好ましいことはもちろんであ
る。なかでも、水が生成する縮合反応のような場合、溶
媒は水に溶解しないものが望ましく、かかる点ではイソ
アミルアルコール及びブタノールを使用するのが好まし
い。アルコールを生成する縮合反応の場合は低級アルコ
ールを使用するのがよい。
【００１５】本発明は、少なくとも、液状原料供給口及
び反応混合物取出口を備えた反応容器、反応混合物を循
環するための循環ポンプ並びに濾過器から構成されたル
ープ型反応装置であり、かかる反応装置を用いて、所定
の操作条件下において反応を行う反応方法である。反応
容器から抜き出された反応混合物は反応装置内で所定の
線速度で循環させつつ、細孔径が０．１〜１．０μｍの
濾過器でクロスフロー式濾過で反応生成物と懸濁触媒と
を分離し、反応生成物は反応系外へ抜き出す。反応方式
は連続式でも回分式でもよいが、とくに連続式の場合に
本発明の効果がよく発揮される。
び反応混合物取出口を備えた反応容器、反応混合物を循
環するための循環ポンプ並びに濾過器から構成されたル
ープ型反応装置であり、かかる反応装置を用いて、所定
の操作条件下において反応を行う反応方法である。反応
容器から抜き出された反応混合物は反応装置内で所定の
線速度で循環させつつ、細孔径が０．１〜１．０μｍの
濾過器でクロスフロー式濾過で反応生成物と懸濁触媒と
を分離し、反応生成物は反応系外へ抜き出す。反応方式
は連続式でも回分式でもよいが、とくに連続式の場合に
本発明の効果がよく発揮される。
【００１６】本発明において、反応は加圧下で行われる
が、圧力としては１０〜２００ｋｇ／ｃｍ2・Ｇから選
ばれる。反応温度は使用する溶媒及び圧力により決めら
れる。反応生成物は懸濁触媒及び未反応物と反応混合物
を形成し、該反応混合物は循環ポンプにより反応系内を
循環するが、本発明においては濾過器の細孔径と関係し
て線速度が重要である。線速度があまり小さいと濾過器
の目詰まりが生じ、線速度があまり大きいと循環ポン
プ、冷却器等に負荷がかかるので、線速度は１〜１０ｍ
／秒、好ましくは１．５〜６ｍ／秒で実施される。反応
容器における液面は適宜調節すればよいが、通常は容器
の６０％〜８０％で実施することが多い。
が、圧力としては１０〜２００ｋｇ／ｃｍ2・Ｇから選
ばれる。反応温度は使用する溶媒及び圧力により決めら
れる。反応生成物は懸濁触媒及び未反応物と反応混合物
を形成し、該反応混合物は循環ポンプにより反応系内を
循環するが、本発明においては濾過器の細孔径と関係し
て線速度が重要である。線速度があまり小さいと濾過器
の目詰まりが生じ、線速度があまり大きいと循環ポン
プ、冷却器等に負荷がかかるので、線速度は１〜１０ｍ
／秒、好ましくは１．５〜６ｍ／秒で実施される。反応
容器における液面は適宜調節すればよいが、通常は容器
の６０％〜８０％で実施することが多い。
【００１７】本発明においては、懸濁触媒を含む反応混
合物から懸濁触媒を分離するのに、クロスフロー式濾過
を行う。したがって、懸濁触媒を含む反応混合物は膜面
に沿って流れ、濾過器を流れる触媒を含まない反応混合
物の流れとはほぼ直角になるので、懸濁触媒が濾過器の
接触面へ沈降するのを防ぐことができ、また、濾過器の
表面孔径よりも小さい触媒粒子が濾過器の細孔内に沈積
し、実質的に濾過器の孔径が小さくなることによる濾過
効果が倍加する。
合物から懸濁触媒を分離するのに、クロスフロー式濾過
を行う。したがって、懸濁触媒を含む反応混合物は膜面
に沿って流れ、濾過器を流れる触媒を含まない反応混合
物の流れとはほぼ直角になるので、懸濁触媒が濾過器の
接触面へ沈降するのを防ぐことができ、また、濾過器の
表面孔径よりも小さい触媒粒子が濾過器の細孔内に沈積
し、実質的に濾過器の孔径が小さくなることによる濾過
効果が倍加する。
【００１８】上述した本発明の、液状原料を懸濁触媒の
存在下に反応を行い、懸濁触媒と反応混合物とをクロス
フロー式濾過で分離する反応方法により、濾過器の目詰
まりの少ない反応方法を提供することができるが、長時
間連続運転する場合、濾過器の目詰まりは皆無ではない
ので、濾過器は適宜再生して使用するのが好ましい。濾
過器の再生時期の目安としては、反応混合物の取出量が
若干低下した時点とすればよい。また、濾過器前後の差
圧を検出して、所定の値に達した後、再生を実施しても
よい。
存在下に反応を行い、懸濁触媒と反応混合物とをクロス
フロー式濾過で分離する反応方法により、濾過器の目詰
まりの少ない反応方法を提供することができるが、長時
間連続運転する場合、濾過器の目詰まりは皆無ではない
ので、濾過器は適宜再生して使用するのが好ましい。濾
過器の再生時期の目安としては、反応混合物の取出量が
若干低下した時点とすればよい。また、濾過器前後の差
圧を検出して、所定の値に達した後、再生を実施しても
よい。
【００１９】濾過器を再生するには、濾過器を複数基準
備しておき、別の濾過器に切り替え、休止中の濾過器を
ガス又は液により、逆洗洗浄を行うのが普通であるが、
本願発明のように、懸濁触媒を使用し、細孔径が０．０
１〜１．０μｍの濾過器で触媒と反応混合液を加圧下で
分離する場合、ガス又は液による逆洗洗浄で濾過器の目
詰まりをなくすのは非常に困難である。しかしながら、
このような場合、濾過器に脈動を与えることにより、濾
過器の目詰まりを容易に解消することができる。
備しておき、別の濾過器に切り替え、休止中の濾過器を
ガス又は液により、逆洗洗浄を行うのが普通であるが、
本願発明のように、懸濁触媒を使用し、細孔径が０．０
１〜１．０μｍの濾過器で触媒と反応混合液を加圧下で
分離する場合、ガス又は液による逆洗洗浄で濾過器の目
詰まりをなくすのは非常に困難である。しかしながら、
このような場合、濾過器に脈動を与えることにより、濾
過器の目詰まりを容易に解消することができる。
【００２０】濾過器に脈動を与えるには、例えば、超音
波などが利用可能であるが、濾過器を切り替え、休止中
の濾過器に、反応系で使用する溶媒をプランジャーポン
プで供給すれば、濾過器に容易に脈動を与えることがで
き、好ましい。プランジャーポンプは液状原料を供給す
るポンプを利用することができるので、かかる点でも好
ましい。プランジャーポンプの種類は限定されず、脈動
の周期もとくに限定されない。
波などが利用可能であるが、濾過器を切り替え、休止中
の濾過器に、反応系で使用する溶媒をプランジャーポン
プで供給すれば、濾過器に容易に脈動を与えることがで
き、好ましい。プランジャーポンプは液状原料を供給す
るポンプを利用することができるので、かかる点でも好
ましい。プランジャーポンプの種類は限定されず、脈動
の周期もとくに限定されない。
【００２１】以下、本発明を図により具体的に説明す
る。図１は本発明の反応方法に使用される反応装置の一
例を示すフローチャートである。１は液状原料を供給す
るためのポンプであり、２は液状原料供給ラインであ
る。３は反応容器、４はエゼクタ、５はガスの分散機で
ある。まず、一次仕込みとして、２から液状原料及び溶
媒に溶解された懸濁状の固体触媒を所定の液面まで反応
容器３に仕込む。所定の圧力及び温度に達した後、循環
ポンプ６を作動し、液状原料及びスラリ−状の固体触媒
からなる液状物を冷却器７を通し、所定の線速度で循環
させる。
る。図１は本発明の反応方法に使用される反応装置の一
例を示すフローチャートである。１は液状原料を供給す
るためのポンプであり、２は液状原料供給ラインであ
る。３は反応容器、４はエゼクタ、５はガスの分散機で
ある。まず、一次仕込みとして、２から液状原料及び溶
媒に溶解された懸濁状の固体触媒を所定の液面まで反応
容器３に仕込む。所定の圧力及び温度に達した後、循環
ポンプ６を作動し、液状原料及びスラリ−状の固体触媒
からなる液状物を冷却器７を通し、所定の線速度で循環
させる。
【００２２】定常に到達したら、水素などのガスをガス
供給ライン５から仕込み、反応を開始する。反応容器に
エゼクタを設けると、循環された液状反応混合物の速度
をあげて反応容器内へガスを吹き込むことができ、供給
されるガスとともに反応容器内の流動状態をさらによく
し、ガスの分散が良好になり、ガスの吸収効率を高くす
ることができるので好ましい。冷却器は図１又は図２の
ように、反応容器の外部に設けてもよいが、ジャケット
形式で反応容器に直接設置してもよい。冷却器７は必要
に応じて加熱器としても使用される。冷却器又は加熱器
は他の媒体と熱交換を行うようにするのが熱的に有利で
あり、効率的である。図２は反応容器３に攪拌機１０を
設けた例である。
供給ライン５から仕込み、反応を開始する。反応容器に
エゼクタを設けると、循環された液状反応混合物の速度
をあげて反応容器内へガスを吹き込むことができ、供給
されるガスとともに反応容器内の流動状態をさらによく
し、ガスの分散が良好になり、ガスの吸収効率を高くす
ることができるので好ましい。冷却器は図１又は図２の
ように、反応容器の外部に設けてもよいが、ジャケット
形式で反応容器に直接設置してもよい。冷却器７は必要
に応じて加熱器としても使用される。冷却器又は加熱器
は他の媒体と熱交換を行うようにするのが熱的に有利で
あり、効率的である。図２は反応容器３に攪拌機１０を
設けた例である。
【００２３】所定の反応率に達した後、液状原料及びガ
スを連続的に供給しながら、濾過器８の濾液が流出する
側のバルブを開き、クロスフロー式に懸濁触媒を濾過し
つつ、反応混合物を系外へ抜き出す。上述したように、
本発明においては懸濁触媒の濾過をクロスフロー式で行
うので、濾過器の接触面へ懸濁触媒が沈降するのを防ぐ
ことができ、効果が倍加する。分離された触媒はそのま
ま反応容器３へ循環される。また、分離された反応混合
物は、反応生成物及び未反応物の他、若干の固体触媒が
含まれることがあるので、必要に応じフィルタ９を通し
て次の工程へ供給する。若干の触媒の損失は反応液の状
態をチェックすることにより、適宜補給すればよい。
スを連続的に供給しながら、濾過器８の濾液が流出する
側のバルブを開き、クロスフロー式に懸濁触媒を濾過し
つつ、反応混合物を系外へ抜き出す。上述したように、
本発明においては懸濁触媒の濾過をクロスフロー式で行
うので、濾過器の接触面へ懸濁触媒が沈降するのを防ぐ
ことができ、効果が倍加する。分離された触媒はそのま
ま反応容器３へ循環される。また、分離された反応混合
物は、反応生成物及び未反応物の他、若干の固体触媒が
含まれることがあるので、必要に応じフィルタ９を通し
て次の工程へ供給する。若干の触媒の損失は反応液の状
態をチェックすることにより、適宜補給すればよい。
【００２４】図１又は図２において、１１は濾過器８を
再生するための溶媒供給ラインである。濾過器を再生す
る場合、別の濾過器に切り替えておき、休止中の濾過器
に液状原料供給ポンプ（プランジャーポンプ）を使用し
て、濾過器の反応混合物の抜き出し側から反応系内側へ
溶媒を供給する。このとき、同時にプランジャーポンプ
から濾過器へ脈動を与えることができ、懸濁触媒が目詰
まりした濾過器は５０％以上再生される。
再生するための溶媒供給ラインである。濾過器を再生す
る場合、別の濾過器に切り替えておき、休止中の濾過器
に液状原料供給ポンプ（プランジャーポンプ）を使用し
て、濾過器の反応混合物の抜き出し側から反応系内側へ
溶媒を供給する。このとき、同時にプランジャーポンプ
から濾過器へ脈動を与えることができ、懸濁触媒が目詰
まりした濾過器は５０％以上再生される。
【００２５】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。 実施例１ エゼクタを備えた反応容器を使用し、図１のようにルー
プ型反応装置を構成し、固体触媒としてニッケルーケイ
ソウ土触媒を使用して、１，９ーノナンジアール及び２
ーメチルー１，８ーオクタンジアールの連続還元アミノ
化反応を行った。反応原料として、１，９ーノナンジア
ール及び２ーメチルー１，８ーオクタンジアールの８：
２の混合物、溶媒としてイソアミルアルコール及び上記
固体触媒を反応容器に仕込み、定常時の反応容器内液状
混合物１２００ｋｇ、触媒濃度１ｗｔ％、反応圧力８０
ａｔｍ、温度１５０℃になるように、１，９ーノナンジ
アール及び２ーメチルー１，８ーオクタンジアールの混
合物を２１７ｋｇ／ｈｒ、イソアミルアルコールを６１
６ｋｇ／ｈｒ、液体アンモニアを３５５ｋｇ／ｈｒ及び
水素を６３Ｎｍ3 ／ｈｒで連続的に供給して反応を行
い、反応混合物を線速度５ｍ／秒で１４０℃に設定した
冷却器を通して循環した。
説明する。 実施例１ エゼクタを備えた反応容器を使用し、図１のようにルー
プ型反応装置を構成し、固体触媒としてニッケルーケイ
ソウ土触媒を使用して、１，９ーノナンジアール及び２
ーメチルー１，８ーオクタンジアールの連続還元アミノ
化反応を行った。反応原料として、１，９ーノナンジア
ール及び２ーメチルー１，８ーオクタンジアールの８：
２の混合物、溶媒としてイソアミルアルコール及び上記
固体触媒を反応容器に仕込み、定常時の反応容器内液状
混合物１２００ｋｇ、触媒濃度１ｗｔ％、反応圧力８０
ａｔｍ、温度１５０℃になるように、１，９ーノナンジ
アール及び２ーメチルー１，８ーオクタンジアールの混
合物を２１７ｋｇ／ｈｒ、イソアミルアルコールを６１
６ｋｇ／ｈｒ、液体アンモニアを３５５ｋｇ／ｈｒ及び
水素を６３Ｎｍ3 ／ｈｒで連続的に供給して反応を行
い、反応混合物を線速度５ｍ／秒で１４０℃に設定した
冷却器を通して循環した。
【００２６】濾過器として、内径１ｃｍ、高さ１０ｃ
ｍ、細孔径０．５μｍのセラミック製の円筒を直列に１
０本、並列に１０本設置したものを使用した。濾過器か
らは、イソアミルアルコール５２ｗｔ％、アンモニア２
６ｗｔ％、Ｈ2 Ｏ４ｗｔ％と、０．０５ｗｔ％の触媒を
含む１，９−ノナンジアミン及び２−メチル−１，８−
オクタンジアミン混合物１７ｗｔ％からなる清澄な液が
２０ｋｇ／ｍｉｎで得られた。３０日間の連続運転を行
ったが、安定に運転可能で濾過器の目詰まりは認められ
なかった。清澄液には、１，９ーノナンジアール及び２
ーメチルー１，８ーオクタンジアールは検出されなかっ
た。該清澄液を２ｍ2 のフィルタ−に通してさらに触媒
を分離したが、反応系外へ流出した触媒は極めてわずか
であった。
ｍ、細孔径０．５μｍのセラミック製の円筒を直列に１
０本、並列に１０本設置したものを使用した。濾過器か
らは、イソアミルアルコール５２ｗｔ％、アンモニア２
６ｗｔ％、Ｈ2 Ｏ４ｗｔ％と、０．０５ｗｔ％の触媒を
含む１，９−ノナンジアミン及び２−メチル−１，８−
オクタンジアミン混合物１７ｗｔ％からなる清澄な液が
２０ｋｇ／ｍｉｎで得られた。３０日間の連続運転を行
ったが、安定に運転可能で濾過器の目詰まりは認められ
なかった。清澄液には、１，９ーノナンジアール及び２
ーメチルー１，８ーオクタンジアールは検出されなかっ
た。該清澄液を２ｍ2 のフィルタ−に通してさらに触媒
を分離したが、反応系外へ流出した触媒は極めてわずか
であった。
【００２７】実施例２ 溶媒をブタノールに換え、反応混合物の線速度を２ｍ／
秒とする以外は実施例１と同様に実施した結果、実施例
１とほぼ同様の結果を得た。
秒とする以外は実施例１と同様に実施した結果、実施例
１とほぼ同様の結果を得た。
【００２８】実施例２ パドル翼を備えた反応容器を使用し、図２のようにルー
プ型反応装置を構成し、固体触媒としてニッケルーケイ
ソウ土触媒を使用して、１，９ーノナンジアール及び２
ーメチルー１，８ーオクタンジアールの連続還元アミノ
化反応を行った。反応原料として、１，９ーノナンジア
ール及び２ーメチルー１，８ーオクタンジアールの８：
２の混合物、溶媒としてメタノール及び上記固体触媒を
反応容器に仕込み、定常時の反応容器内液状混合物１２
００ｋｇ、触媒濃度１ｗｔ％、反応圧力６０ａｔｍ、温
度１５０℃になるように、１，９ーノナンジアール及び
２ーメチルー１，８ーオクタンジアールの混合物を２１
７ｋｇ／ｈｒ、イソアミルアルコールを６１６ｋｇ／ｈ
ｒ、液体アンモニアを３５５ｋｇ／ｈｒ及び水素を６３
Ｎｍ3 ／ｈｒで連続的に供給して反応を行い、反応混合
物を線速度５ｍ／秒で１４０℃に設定した冷却器を通し
て循環した。
プ型反応装置を構成し、固体触媒としてニッケルーケイ
ソウ土触媒を使用して、１，９ーノナンジアール及び２
ーメチルー１，８ーオクタンジアールの連続還元アミノ
化反応を行った。反応原料として、１，９ーノナンジア
ール及び２ーメチルー１，８ーオクタンジアールの８：
２の混合物、溶媒としてメタノール及び上記固体触媒を
反応容器に仕込み、定常時の反応容器内液状混合物１２
００ｋｇ、触媒濃度１ｗｔ％、反応圧力６０ａｔｍ、温
度１５０℃になるように、１，９ーノナンジアール及び
２ーメチルー１，８ーオクタンジアールの混合物を２１
７ｋｇ／ｈｒ、イソアミルアルコールを６１６ｋｇ／ｈ
ｒ、液体アンモニアを３５５ｋｇ／ｈｒ及び水素を６３
Ｎｍ3 ／ｈｒで連続的に供給して反応を行い、反応混合
物を線速度５ｍ／秒で１４０℃に設定した冷却器を通し
て循環した。
【００２９】濾過器として、内径１ｃｍ、高さ１０ｃ
ｍ、細孔径０．５μｍのＳＵＳ３１６製の焼結金属を直
列に１０本、並列に１０本設置したものを使用した。濾
過器からは、メタノール５２ｗｔ％、アンモニア２６ｗ
ｔ％、Ｈ2 Ｏ４ｗｔ％と、０．０５ｗｔ％の触媒を含む
１，９−ノナンジアミン及び２−メチル−１，８−オク
タンジアミン混合物１７ｗｔ％からなる清澄な液が２０
ｋｇ／ｍｉｎで得られた。３０日間の連続運転を行った
が、安定に運転可能で濾過器の目詰まりは認められなか
った。清澄液には、１，９ーノナンジアール及び２ーメ
チルー１，８ーオクタンジアールは検出されなかった。
該清澄液を２ｍ2 のフィルタ−に通してさらに触媒を分
離したが、反応系外へ流出した触媒は極めてわずかであ
った。
ｍ、細孔径０．５μｍのＳＵＳ３１６製の焼結金属を直
列に１０本、並列に１０本設置したものを使用した。濾
過器からは、メタノール５２ｗｔ％、アンモニア２６ｗ
ｔ％、Ｈ2 Ｏ４ｗｔ％と、０．０５ｗｔ％の触媒を含む
１，９−ノナンジアミン及び２−メチル−１，８−オク
タンジアミン混合物１７ｗｔ％からなる清澄な液が２０
ｋｇ／ｍｉｎで得られた。３０日間の連続運転を行った
が、安定に運転可能で濾過器の目詰まりは認められなか
った。清澄液には、１，９ーノナンジアール及び２ーメ
チルー１，８ーオクタンジアールは検出されなかった。
該清澄液を２ｍ2 のフィルタ−に通してさらに触媒を分
離したが、反応系外へ流出した触媒は極めてわずかであ
った。
【００３０】実施例４ 図２に示す２枚のパドル翼を有する撹拌槽を反応容器と
し、図２のように構成された反応装置により、濾過器と
して、内径１ｃｍ、高さ１０ｃｍ、細孔径０．５μｍの
ＳＵＳ３１６製の焼結金属を直列に１０本、並列に１０
本設置したものを使用し、反応混合物の線速度を２ｍ／
秒とした以外は実施例１と同様に操作したところ、同様
に安定運転可能であった。濾過器からは０．０１ｗｔ％
の触媒を含む清澄な液が得られた。
し、図２のように構成された反応装置により、濾過器と
して、内径１ｃｍ、高さ１０ｃｍ、細孔径０．５μｍの
ＳＵＳ３１６製の焼結金属を直列に１０本、並列に１０
本設置したものを使用し、反応混合物の線速度を２ｍ／
秒とした以外は実施例１と同様に操作したところ、同様
に安定運転可能であった。濾過器からは０．０１ｗｔ％
の触媒を含む清澄な液が得られた。
【００３１】実施例５ 実施例１の条件で２４０時間連続運転し、反応混合物の
取出量が運転開始時の３０％に低下した時点で濾過器を
切り替えた。休止中の濾過器にプランジャーポンプ（Ｉ
ＷＡＫＩ製ＣＨＥＭＥＥＤ ＰＵＭＰ）でイソアミルア
ルコールを０．１ｍ3／ｍ2・ｈｒの割合で供給した。１
５分後、該濾過器を反応系に再使用したところ、反応混
合物の取出量は運転開始時の取出量の６０％以上に回復
した。濾過時間と透過速度の回復率の関係を図３に示
す。
取出量が運転開始時の３０％に低下した時点で濾過器を
切り替えた。休止中の濾過器にプランジャーポンプ（Ｉ
ＷＡＫＩ製ＣＨＥＭＥＥＤ ＰＵＭＰ）でイソアミルア
ルコールを０．１ｍ3／ｍ2・ｈｒの割合で供給した。１
５分後、該濾過器を反応系に再使用したところ、反応混
合物の取出量は運転開始時の取出量の６０％以上に回復
した。濾過時間と透過速度の回復率の関係を図３に示
す。
【００３２】比較例１ 線速度を０．５ｍ／秒とする以外は実施例１と同様にし
て操作したところ、短時間で濾過器が目詰まりした。
て操作したところ、短時間で濾過器が目詰まりした。
【００３３】
【発明の効果】本発明により、液状原料を懸濁触媒の存
在下で加圧反応を行う場合、反応装置内を循環する液状
混合物の線速度と濾過器の細孔径を選び、クロスフロー
式濾過を行うことにより、濾過器の目詰まりを少なくす
ることができ、煩雑な触媒分離回収操作を必要とせず、
連続的に効率よく反応を実施することができる。また、
濾過器に脈動を与えることにより、容易に濾過器を再生
することができる。
在下で加圧反応を行う場合、反応装置内を循環する液状
混合物の線速度と濾過器の細孔径を選び、クロスフロー
式濾過を行うことにより、濾過器の目詰まりを少なくす
ることができ、煩雑な触媒分離回収操作を必要とせず、
連続的に効率よく反応を実施することができる。また、
濾過器に脈動を与えることにより、容易に濾過器を再生
することができる。
【図１】本発明の反応方法の一例を示すフローチャート
である。
である。
【図２】本発明の反応方法の別の例を示すフローチャー
トである。
トである。
【図３】濾過時間と透過速度の回復率の関係を示す運転
経過図である。
経過図である。
１ 液状原料供給ポンプ ２ 液状原料供給ライン ３ 反応容器 ４ エゼクタ ５ ガス供給ライン ６ 循環ポンプ ７ 加熱器又は冷却器 ８ 濾過器 ９ フィルタ− １０ 撹拌機 １１ 再生用溶媒供給ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 23/755 Ｂ０１Ｄ 29/30 ５２０Ｚ Ｃ０７Ｃ 209/16 29/38 ５１０Ｃ // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ ５２０Ｄ Ｂ０１Ｊ 23/74 ３２１Ｘ
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも、液状原料供給口及び反応混
合物取出口を備えた反応容器、反応混合物を循環するた
めの循環ポンプ並びに濾過器から構成されるループ型反
応装置を使用して液状原料を懸濁触媒の存在下に加圧下
で反応させる反応方法において、反応混合物を線速度１
〜１０ｍ／秒で循環させつつ、細孔径が０．０１〜１．
０μｍの濾過器で反応生成物と懸濁触媒とをクロスフロ
ー式濾過で分離し、反応生成物は系外へ抜き出すことを
特徴とする反応方法。 - 【請求項２】 該濾過器が脈動を与えることにより再生
された濾過器である請求項１の反応方法。 - 【請求項３】 該反応容器が環状の反応容器である請求
項１又は請求項２の反応方法。 - 【請求項４】 該濾過器が円筒状の濾過器である請求項
１〜３いずれかの反応方法。 - 【請求項５】 該濾過器がセラミック製の濾過器である
請求項１〜４いずれかの反応方法。 - 【請求項６】 該液状原料が１，９ーノナンジアール及
び／又は２ーメチルー１，８ーオクタンジアールである
請求項１〜５いずれかの反応方法。 - 【請求項７】 該懸濁触媒が貴金属触媒である請求項１
〜６いずれかの反応方法。 - 【請求項８】 少なくとも、液状原料供給口及び反応混
合物取出口を備えた反応容器、反応混合物を循環するた
めの循環ポンプ並びに濾過器から構成されるループ型反
応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17985398A JP4149039B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-06-26 | 反応方法及び反応装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-359642 | 1997-12-26 | ||
| JP35964297 | 1997-12-26 | ||
| JP17985398A JP4149039B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-06-26 | 反応方法及び反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11240855A true JPH11240855A (ja) | 1999-09-07 |
| JP4149039B2 JP4149039B2 (ja) | 2008-09-10 |
Family
ID=26499582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17985398A Expired - Lifetime JP4149039B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-06-26 | 反応方法及び反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4149039B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101291015B1 (ko) * | 2008-11-25 | 2013-07-30 | 주식회사 엘지화학 | 올레핀의 하이드로포밀화 반응장치 및 이를 이용하는 하이드로포밀화 방법 |
| WO2019106972A1 (ja) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | 昭和電工株式会社 | １，２，３，４－テトラクロロブタンの製造方法 |
| CN114011417A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-02-08 | 甘肃银光聚银化工有限公司 | 一种回收Ni/硅藻土催化剂的方法 |
-
1998
- 1998-06-26 JP JP17985398A patent/JP4149039B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101291015B1 (ko) * | 2008-11-25 | 2013-07-30 | 주식회사 엘지화학 | 올레핀의 하이드로포밀화 반응장치 및 이를 이용하는 하이드로포밀화 방법 |
| WO2019106972A1 (ja) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | 昭和電工株式会社 | １，２，３，４－テトラクロロブタンの製造方法 |
| US10995046B2 (en) | 2017-11-30 | 2021-05-04 | Showa Denko K.K. | Process for producing 1,2,3,4-tetrachlorobutane |
| CN114011417A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-02-08 | 甘肃银光聚银化工有限公司 | 一种回收Ni/硅藻土催化剂的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4149039B2 (ja) | 2008-09-10 |
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