JPS5810384B2 - ヘキサメチレンイミンの製造法 - Google Patents
ヘキサメチレンイミンの製造法Info
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- JPS5810384B2 JPS5810384B2 JP57060711A JP6071182A JPS5810384B2 JP S5810384 B2 JPS5810384 B2 JP S5810384B2 JP 57060711 A JP57060711 A JP 57060711A JP 6071182 A JP6071182 A JP 6071182A JP S5810384 B2 JPS5810384 B2 JP S5810384B2
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- hexamethyleneimine
- caprolactam
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Description
【発明の詳細な説明】
CI) 発明の背景
本発明はε−カプロラクタムの接触水素化反応によりヘ
キサメチレンイミンの製造に関するものである。
キサメチレンイミンの製造に関するものである。
ヘキサメチレンイミンは、生物生理活性物質、特に農薬
の中間原料等として有用な化合物である。
の中間原料等として有用な化合物である。
この化合物の製造法としては、これまでε−カプロラク
タムを金属水素化物(例えばLiAlH4、NaBH4
等)で還元する方法〔例えばHe l 、 Ch im
。
タムを金属水素化物(例えばLiAlH4、NaBH4
等)で還元する方法〔例えばHe l 、 Ch im
。
Acta 、 32.544(49)、Tetrahe
dronLetters 、1968(1)61 、)
あるいはへキサメチレンジアミンの脱アンモニアによる
方法〔例えばBer、96.924(1963)、日化
誌82゜1700(1961)等〕等が提案されている
。
dronLetters 、1968(1)61 、)
あるいはへキサメチレンジアミンの脱アンモニアによる
方法〔例えばBer、96.924(1963)、日化
誌82゜1700(1961)等〕等が提案されている
。
しかしながら、これまでに提案されている方法は収率が
低いとか原材料が高価であるとか等の問題点を有してい
ると思われ、決して工業的に有用な方法であるとは云い
難い。
低いとか原材料が高価であるとか等の問題点を有してい
ると思われ、決して工業的に有用な方法であるとは云い
難い。
また、アミドの接触水素化反応によるアミンの製造触媒
としては銅−クロム触媒〔例えばHomerAdkin
s、J、A、C,S、56.2419(1934))及
びレニウム触媒〔例えばH、Smi th Broad
lent 。
としては銅−クロム触媒〔例えばHomerAdkin
s、J、A、C,S、56.2419(1934))及
びレニウム触媒〔例えばH、Smi th Broad
lent 。
J、0.C024,1847(1959)]が良好であ
ることが知られている。
ることが知られている。
しかしながら、上記触媒の使用条件夕みてみると、前者
では反応温度200〜300℃、反応圧力200〜30
0kg/crriGで触媒使用量が10〜20%または
それ以上と多量の触媒を使用している。
では反応温度200〜300℃、反応圧力200〜30
0kg/crriGで触媒使用量が10〜20%または
それ以上と多量の触媒を使用している。
このように高圧下に多量の触媒を使用するのは、反応生
成する水がアミドを分解して酸を生成させ、それによっ
て触媒が被毒されるため反応を出来るだけ速やかに終了
させる必要があるからであると解される。
成する水がアミドを分解して酸を生成させ、それによっ
て触媒が被毒されるため反応を出来るだけ速やかに終了
させる必要があるからであると解される。
一方、後者のレニウム触媒の場合は、触媒の使用量は1
〜2%(反応物質に対し)であるが、反応温度150〜
250℃、反応圧力200〜300kg/crtiGと
高圧下で反応を実施している。
〜2%(反応物質に対し)であるが、反応温度150〜
250℃、反応圧力200〜300kg/crtiGと
高圧下で反応を実施している。
事実、本発明者らが上記既知触媒をε−カプロラクタム
の接触水素化反応に適用したところ、予想通り活性が低
く、工業的実用には供し難いことが明らかとなり、新規
触媒ないし水素化方式の開発が必要であることを知らさ
れた。
の接触水素化反応に適用したところ、予想通り活性が低
く、工業的実用には供し難いことが明らかとなり、新規
触媒ないし水素化方式の開発が必要であることを知らさ
れた。
一方、ニッケルあるいはコバルトが水素化触媒として有
効であることは周知である。
効であることは周知である。
しかしながら、それらをε−カプロラクタムの接触水素
化に使用したところ活性は低く、しかも反応中生成する
酸によって被毒されて、活性低下が著しかった。
化に使用したところ活性は低く、しかも反応中生成する
酸によって被毒されて、活性低下が著しかった。
工業的にε−カプロラクタムの接触水素化によりヘキサ
メチレンイミンを製造する場合には、下記の三点が主要
な問題点である。
メチレンイミンを製造する場合には、下記の三点が主要
な問題点である。
(イ)副成の水によりε−カプロラクタムが開裂してア
ミノ酸が生成することによる触媒の被毒。
ミノ酸が生成することによる触媒の被毒。
(ロ) ε−カプロラクタムの開裂重合による反応速度
の低下。
の低下。
(ハ)ヘキサメチレンイミンの開裂、その他の逐次反応
。
。
これらの知見は本発明者らが最初に見出したものと解さ
れるところ、特に(ロ)はへキサメチレンイミンの反応
速度低下の原因としては特に思いがけなかったものとい
うべきである。
れるところ、特に(ロ)はへキサメチレンイミンの反応
速度低下の原因としては特に思いがけなかったものとい
うべきである。
ε−カプロラクタムが重合すると、ヘキサメチレンイミ
ンが生成される速度が極端に低下する。
ンが生成される速度が極端に低下する。
すなわち、ε−カプロラクタム重合物とへキサメチレン
イミンとの共存系ではへキサメチレンイミンの接触水素
化による逐次反応が優先してその速さはへキサメチレン
イミンの濃度にはg比例する。
イミンとの共存系ではへキサメチレンイミンの接触水素
化による逐次反応が優先してその速さはへキサメチレン
イミンの濃度にはg比例する。
またε−カプロラクタムの重合反応速度は共存する水の
量が少ない方が抑制されるのである。
量が少ない方が抑制されるのである。
これらの問題を解決するために、沸点差を利用して目的
生成物であるヘキサメチレンイミンや副生成物である水
を蒸気相を抜出すという運転態様が考えられるかも知れ
ない。
生成物であるヘキサメチレンイミンや副生成物である水
を蒸気相を抜出すという運転態様が考えられるかも知れ
ない。
しかし、そのような運転態様によって上記の諸問題が解
決されるが否かについては大きな疑問が存在するといわ
なければならない。
決されるが否かについては大きな疑問が存在するといわ
なければならない。
すなわち、この反応では反応液相中に高沸点の副成物が
著るしく蓄積して触媒が急激に劣化するので、水素化反
応自身が抑制されてしまう可能性が太きいからである。
著るしく蓄積して触媒が急激に劣化するので、水素化反
応自身が抑制されてしまう可能性が太きいからである。
事実、たとえばNi−ケイソウ士触媒を使用した場合(
あるいは溶媒が低級アルコールである場合)等では、側
底実際的とはいえなX、時間で反応を中止せざるを得な
かったのである。
あるいは溶媒が低級アルコールである場合)等では、側
底実際的とはいえなX、時間で反応を中止せざるを得な
かったのである。
圓 発明の概要
この発明は上記の点に解決を与えてε−カプロラクタム
の接触水素化を効率よ〈実施することを目的とし、特定
の水素化態様の採用によってこの目的を達成しようとす
るものである。
の接触水素化を効率よ〈実施することを目的とし、特定
の水素化態様の採用によってこの目的を達成しようとす
るものである。
従って、この発明によるヘキサメチレンイミンの製造法
は、ε−カプロラクタムを接触水素化してヘキサメチレ
ンイミンを製造する方法において、実質的に一定の温度
に保持した接触反応帯域液相に原料ε−カプロラクタム
を液相で供給し、反応生成物を水素ガス過剰分と共に蒸
気相で反応帯域から取出すこと、を特徴とするものであ
る。
は、ε−カプロラクタムを接触水素化してヘキサメチレ
ンイミンを製造する方法において、実質的に一定の温度
に保持した接触反応帯域液相に原料ε−カプロラクタム
を液相で供給し、反応生成物を水素ガス過剰分と共に蒸
気相で反応帯域から取出すこと、を特徴とするものであ
る。
このように、この発明はε−カプロラクタムの接触水素
化の進行による反応帯域の酸性化あるいは生成物の分解
に基因する問題を、特定の水素化態様の採用によって解
決したもの・であって、この特定の運転態様によれば反
応温度の制御が容易である上、生成したヘキサメチレン
イミンの分解を最小限に留めることができる。
化の進行による反応帯域の酸性化あるいは生成物の分解
に基因する問題を、特定の水素化態様の採用によって解
決したもの・であって、この特定の運転態様によれば反
応温度の制御が容易である上、生成したヘキサメチレン
イミンの分解を最小限に留めることができる。
すなわち、本発明による蒸気相抜出によれば、下記の諸
効果が達成される。
効果が達成される。
@)反応帯域の酸性化が抑制されるので、触媒の被毒が
抑制される。
抑制される。
(ロ)触媒の分離工程なしに水およびヘキサメチレンイ
ミンを同時にかつ速かに反応帯域から取出せる。
ミンを同時にかつ速かに反応帯域から取出せる。
その結果、収率の向上が実現される。(ハ)高沸点物が
接触水素化を受けた結果生成した低沸点物も除去するこ
とができる。
接触水素化を受けた結果生成した低沸点物も除去するこ
とができる。
すなわち、高沸点物は蒸気相抜出の条件で接触水素化分
解を受けて低級炭化水素、アンモニアおよび低級アミン
等の低沸点物となって、反応系外に抜出される。
解を受けて低級炭化水素、アンモニアおよび低級アミン
等の低沸点物となって、反応系外に抜出される。
に)未反応ε・−カプロラクタムが回収できる。
すなわち、ε−カプロラクタムと水やヘキサメチレンイ
ミンとは沸点差は大幅に異なるとはいえ、供給されたε
−カプロラクタムの一部は水素化されずに水、ヘキサメ
チレンイミン、低級アミン、アンモニアその他の副生成
物と共に系外に抜出されてしまうのであるが、これらの
副生成物の共存する混合物から有利にε−カプロラクタ
ムを回収しうるかどうかは、既知事実のつなぎ合わせで
は予測のつかないことであって、本発明によってはじめ
て確認されたものである。
ミンとは沸点差は大幅に異なるとはいえ、供給されたε
−カプロラクタムの一部は水素化されずに水、ヘキサメ
チレンイミン、低級アミン、アンモニアその他の副生成
物と共に系外に抜出されてしまうのであるが、これらの
副生成物の共存する混合物から有利にε−カプロラクタ
ムを回収しうるかどうかは、既知事実のつなぎ合わせで
は予測のつかないことであって、本発明によってはじめ
て確認されたものである。
(ホ)反応温度の制御が容易となる。
〔■〕発明の詳細な説明
■、触媒
この発明の方法は、ε−カプロラムタムを接触水素化し
てヘキサメチレンを製造することができる任意の触媒を
使用して実施することができる。
てヘキサメチレンを製造することができる任意の触媒を
使用して実施することができる。
触媒金属成分としては、Ni 、 Co 、 Ni −
Co 。
Co 。
Ni−Re、Co−Re、Ni−Co−Re、その他が
ある。
ある。
これらのうちでは、耐酸性の良好なRe含有触媒が本発
明においても好ましい。
明においても好ましい。
Re含有触媒のうちでも、(1)Niまたは(および)
Coと(2)Reとの緊密な複合体からなるもの(特願
昭47−129583号(特願昭49−86385号)
)が特に好ましい。
Coと(2)Reとの緊密な複合体からなるもの(特願
昭47−129583号(特願昭49−86385号)
)が特に好ましい。
これらの触媒、たとえば上記の特に好ましいRe含有触
媒、は担体の有無及び担体導入態様をも含めて種々の方
法により製造可能であるが、下記のようにして担体に担
持した形に調製するのが好ましい。
媒、は担体の有無及び担体導入態様をも含めて種々の方
法により製造可能であるが、下記のようにして担体に担
持した形に調製するのが好ましい。
その方法は、還元性雰囲気中で加熱することによす金属
ニッケルあるいは金属コバルトあるいはその両者を含む
金属に分解する化合物と還元性雰囲気中で加熱すること
により金属レニウムに分解するレニウム化合物とを担体
上で緊密に合体させ、生ずる集体を前記化合物が分解し
てニッケルーレニウム、コバルト−レニウムあるいはニ
ッケルーコバルト−レニウムの合金が形成されるまで還
元性雰囲気中で加熱すること、からなるものである。
ニッケルあるいは金属コバルトあるいはその両者を含む
金属に分解する化合物と還元性雰囲気中で加熱すること
により金属レニウムに分解するレニウム化合物とを担体
上で緊密に合体させ、生ずる集体を前記化合物が分解し
てニッケルーレニウム、コバルト−レニウムあるいはニ
ッケルーコバルト−レニウムの合金が形成されるまで還
元性雰囲気中で加熱すること、からなるものである。
この方法は種々の態様によって実施することが出来るが
、前記の2種あるいは3種の化合物を緊密に合体させる
には溶液含浸過程を含む手段によるのが好ましい。
、前記の2種あるいは3種の化合物を緊密に合体させる
には溶液含浸過程を含む手段によるのが好ましい。
即ち、合体させるべき化合物そのものあるいはその前駆
体ないし誘導体を溶液、特に水溶液の形で担体上に導入
することが望ましい。
体ないし誘導体を溶液、特に水溶液の形で担体上に導入
することが望ましい。
このような場合には、2種あるいは3種の化合物の夫々
の溶液あるいは混合溶液を担体に含浸させる方法、これ
らの化合物を溶液から沈澱剤で同時に担体に沈澱させる
方法、あるいは2種あるいは3種の化合物のうちのいず
れか1種もしくは2種を最初に沈澱させ、その後に残り
の他の成分を含浸させる方法など、いずれの方法も利用
出来る。
の溶液あるいは混合溶液を担体に含浸させる方法、これ
らの化合物を溶液から沈澱剤で同時に担体に沈澱させる
方法、あるいは2種あるいは3種の化合物のうちのいず
れか1種もしくは2種を最初に沈澱させ、その後に残り
の他の成分を含浸させる方法など、いずれの方法も利用
出来る。
具体的には、例えば、可溶性の塩の形態でニッケル化合
物あるいはコバルト化合物あるいはその混合物とレニウ
ム化合物とを水溶液状態から担体上に含浸させる方法、
担体を分散したニッケル化合物あるいはコバルト化合物
あるいはその混合水溶液中に沈殿剤を満願してニッケル
あるいはコバルトあるいはその二成分な担体上に沈着さ
せ、得られる担体付金属塩を乾燥後、これに可溶性のレ
ニウム化合物を水溶液状態で含浸させる方法、沈殿剤を
用いてニッケル化合物あるいは(および)コバルト化合
物から生じたニッケル塩ケーキあるいは(および)コバ
ルト塩ケーキにレニウム化合物を水溶液状態で均一に練
り込み、これを担体上に混練付着させる方法などが実施
可能である。
物あるいはコバルト化合物あるいはその混合物とレニウ
ム化合物とを水溶液状態から担体上に含浸させる方法、
担体を分散したニッケル化合物あるいはコバルト化合物
あるいはその混合水溶液中に沈殿剤を満願してニッケル
あるいはコバルトあるいはその二成分な担体上に沈着さ
せ、得られる担体付金属塩を乾燥後、これに可溶性のレ
ニウム化合物を水溶液状態で含浸させる方法、沈殿剤を
用いてニッケル化合物あるいは(および)コバルト化合
物から生じたニッケル塩ケーキあるいは(および)コバ
ルト塩ケーキにレニウム化合物を水溶液状態で均一に練
り込み、これを担体上に混練付着させる方法などが実施
可能である。
ニッケルおよびコバルト化合物としては硝酸塩、硫酸塩
、塩化物、各種有機酸ニッケルなど、沈殿剤としては炭
酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム
、水酸化ナトリウムなど、レニウム化合物としてはレニ
ウムへブトオキサイド、過レニウム酸アンモニウムなど
が一般的である。
、塩化物、各種有機酸ニッケルなど、沈殿剤としては炭
酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム
、水酸化ナトリウムなど、レニウム化合物としてはレニ
ウムへブトオキサイド、過レニウム酸アンモニウムなど
が一般的である。
担体を使用する場合には、一般に多孔性担体として知ら
れるものが好ましく、シリカ、アルミナ、ケイソウ土、
シリカ−アルミナ、活性炭、マグネシア、ジルコニア、
炭酸バリウムなど触媒担体として用いられるものはいず
れも使用可能である。
れるものが好ましく、シリカ、アルミナ、ケイソウ土、
シリカ−アルミナ、活性炭、マグネシア、ジルコニア、
炭酸バリウムなど触媒担体として用いられるものはいず
れも使用可能である。
上記の態様に従って製造されたニッケル化合物あるいは
(および)コバルト化合物とレニウム化合物の担体付混
合物を80〜120℃の温度で充分に乾燥後、還元雰囲
気中で300〜800℃、好ましくは350〜600℃
の温度域で数時間以上還元すれば、この発明で使用する
のに好ましい触媒が得られる。
(および)コバルト化合物とレニウム化合物の担体付混
合物を80〜120℃の温度で充分に乾燥後、還元雰囲
気中で300〜800℃、好ましくは350〜600℃
の温度域で数時間以上還元すれば、この発明で使用する
のに好ましい触媒が得られる。
また、この還元操作を行なう前に、空気あるいは窒素気
流中でこれら金属化合物を分解する工程を組み込むこと
も可能である。
流中でこれら金属化合物を分解する工程を組み込むこと
も可能である。
上記の製造過程のいずれかの段階で、必要に応じて適当
なバインダーを添加して適当な形成に賦形した触媒とす
ることも出来る。
なバインダーを添加して適当な形成に賦形した触媒とす
ることも出来る。
このようにして作られた触媒は空気との急激な触媒によ
って発火する性質を有するので、炭酸ガスあるいは不活
性ガスで稀釈した空気などで処理することによって、取
扱い上便利な触媒とすることもできる。
って発火する性質を有するので、炭酸ガスあるいは不活
性ガスで稀釈した空気などで処理することによって、取
扱い上便利な触媒とすることもできる。
このように安定化された触媒は、使用に際して水素雰囲
気中で100〜200℃で予備還元することが普通であ
る。
気中で100〜200℃で予備還元することが普通であ
る。
この発明による新規な触媒の組成のうち、レニウム含量
については特に制限はないが、レニウムはニッケルある
いはコバルトに比較して価格の高い成分であるから、そ
の含量の決定には触媒価格からの配慮も必要である。
については特に制限はないが、レニウムはニッケルある
いはコバルトに比較して価格の高い成分であるから、そ
の含量の決定には触媒価格からの配慮も必要である。
従って、レニウム含量としてはレニウム対ニッケルある
いはコバルトあるいはその二成分系との原子比(Re/
NiまたはRe/Co1またはRe/Ni+Co)とし
て0.2以下、特に0.005以上0.1以下で使用す
るのが適当である。
いはコバルトあるいはその二成分系との原子比(Re/
NiまたはRe/Co1またはRe/Ni+Co)とし
て0.2以下、特に0.005以上0.1以下で使用す
るのが適当である。
一方、ニッケルーコバルト−レニウムの3成分系に於け
るニッケルとコバルトの組成比は、全く制限がなく任意
に選ぶことが出来る。
るニッケルとコバルトの組成比は、全く制限がなく任意
に選ぶことが出来る。
前記のようにして製造される触媒中でNi、Co、およ
びReがどのような形態で存在するかは必ずしも明らか
ではないが、これらはいずれも金属として、しかも固溶
体をなして存在するものと推定される。
びReがどのような形態で存在するかは必ずしも明らか
ではないが、これらはいずれも金属として、しかも固溶
体をなして存在するものと推定される。
2、水素化
ε−カプロラクタムの接触水素化が従来充分な成功をみ
なかったのは、一つには副生アミノ酸による触媒の被毒
が著るしかったからであり、また苛酷な反応条件のため
で生成したヘキサメチレンイミンの分解およびε−カプ
ロラクタムの重合が生じ、その結果へキサメチレンイミ
ンの収率が低下するからであることは前記した通りであ
る。
なかったのは、一つには副生アミノ酸による触媒の被毒
が著るしかったからであり、また苛酷な反応条件のため
で生成したヘキサメチレンイミンの分解およびε−カプ
ロラクタムの重合が生じ、その結果へキサメチレンイミ
ンの収率が低下するからであることは前記した通りであ
る。
この問題は、生成へキサメチレンイミンの蒸気相抜出し
を含むこの発明の運転態様によって解決することができ
る。
を含むこの発明の運転態様によって解決することができ
る。
この運転態様によれば副生ずる水もヘキサメチレンイミ
ンと共に留去されるので、反応帯域中では水によってひ
き起されるε−カプロラクタムの加水分解により生じる
アミノ酸の副生が少なくなり、従って前記のような特に
好ましいRe含有触媒はどは耐酸性が良好でない触媒の
使用も可能となる。
ンと共に留去されるので、反応帯域中では水によってひ
き起されるε−カプロラクタムの加水分解により生じる
アミノ酸の副生が少なくなり、従って前記のような特に
好ましいRe含有触媒はどは耐酸性が良好でない触媒の
使用も可能となる。
さて、一般に、ε−カプロラクタムの水素化反応を実施
する場合は、反応によって生成する水が触媒作用をなし
てポリカプロラクタムが生成するため、反応は事実上ポ
リカプロラクタムの水素化反応となって著しく反応速度
の低下を起す。
する場合は、反応によって生成する水が触媒作用をなし
てポリカプロラクタムが生成するため、反応は事実上ポ
リカプロラクタムの水素化反応となって著しく反応速度
の低下を起す。
従って、水素化反応を実施するに当っては適当な溶媒を
使用するのが好ましい。
使用するのが好ましい。
反応に適した溶媒は、エーテル類、例えばジオキサン、
ジエチレングリコールジアルキルエーテル等、炭化水素
類、例えばシクロヘキサン、デリカン等または第三級ア
ミン類、例えばトリーn−ブチルアミン等である。
ジエチレングリコールジアルキルエーテル等、炭化水素
類、例えばシクロヘキサン、デリカン等または第三級ア
ミン類、例えばトリーn−ブチルアミン等である。
この水素化反応実施条件である温度及び圧力は使用する
触媒量によって異なるが、通常反応温度は100〜35
0℃、好ましくは150〜300℃の範囲で行なわれる
。
触媒量によって異なるが、通常反応温度は100〜35
0℃、好ましくは150〜300℃の範囲で行なわれる
。
反応圧力は特に制限はないが一般に30〜500気圧が
使用される。
使用される。
本発明の方法によれば、反応阻害物質である副生水及び
目的生成物であるヘキサメチレンイミンを同時に、しか
も触媒との分離という工業的に極めて不利な工程を経ず
して、反応帯域から速やかに取出すことが可能である。
目的生成物であるヘキサメチレンイミンを同時に、しか
も触媒との分離という工業的に極めて不利な工程を経ず
して、反応帯域から速やかに取出すことが可能である。
かくして、この実施態様によれば、副生ずる水が速やか
に反応帯域から取出されるため、その水及びその水によ
って分解生成する酸による触媒被毒は低減され、水素化
能をより長く維持することができる。
に反応帯域から取出されるため、その水及びその水によ
って分解生成する酸による触媒被毒は低減され、水素化
能をより長く維持することができる。
また、ヘキサメチレンイミンは速やかに反応帯域から取
出されるため、逐次的副反応は低減され、従ってヘキサ
メチレンイミンの収率を向上させることができる。
出されるため、逐次的副反応は低減され、従ってヘキサ
メチレンイミンの収率を向上させることができる。
本発明の方法のもう一つの利点は、反応生成物を蒸気相
で取出せば、反応温度の制御が容易になるという効果が
得られることである。
で取出せば、反応温度の制御が容易になるという効果が
得られることである。
ε−カプロラクタムの水素化反応でヘキサメチレンイミ
ンと水の生成する反応は、約22Kca11モルの発熱
反応である。
ンと水の生成する反応は、約22Kca11モルの発熱
反応である。
この発熱を、生成物の蒸発潜熱でもって除去することが
可能である。
可能である。
この発明による方法を更に有利に実施するための好まし
い実施態様は、この水素化反応を添加された溶媒の存在
下に行ない、反応生成物の蒸気相抜出しをこの溶媒と共
に行なうことからなるものである。
い実施態様は、この水素化反応を添加された溶媒の存在
下に行ない、反応生成物の蒸気相抜出しをこの溶媒と共
に行なうことからなるものである。
このようにすれば、溶媒はε−カプロラクタムの重合を
抑制して反応を速やかに進行させる働きをなすのみなら
ず、反応熱制御剤として働いてその蒸発潜熱をも反応熱
制御に利用することができる。
抑制して反応を速やかに進行させる働きをなすのみなら
ず、反応熱制御剤として働いてその蒸発潜熱をも反応熱
制御に利用することができる。
従って、反応器内に高価な冷却装置を設けることなく反
応温度を設定値に維持することができる。
応温度を設定値に維持することができる。
但し、この場合使用する溶媒の沸点が目的生成物である
ヘキサメチレンイミンの沸点、138℃(常圧)より高
い方がより好ましいことは自明である。
ヘキサメチレンイミンの沸点、138℃(常圧)より高
い方がより好ましいことは自明である。
この好ましい実施態様に於いては、反応帯域に溶媒を供
給するには任意の態様によることができる。
給するには任意の態様によることができる。
その一つは、原料ε−カプロラクタムと共に反応帯域に
導入する方法である。
導入する方法である。
他の一つは、反応器に取付けた凝縮器によって蒸発した
溶媒を反応器に還流させる方法である。
溶媒を反応器に還流させる方法である。
これらのうちでは溶媒を原料ε−カプロラクタムと共に
反応帯域に導入する態様が好ましい。
反応帯域に導入する態様が好ましい。
その理由の一つは、原料のε−カプロラクタムは通常の
状態では固体であり、固体の状態では高圧下の反応器に
連続的に供給するのはほとんど不可能であるので、あら
かじめ加熱して融解させて液状として供給することにな
るが、溶媒を共に供給する場合には溶液として供給する
ことができるということである。
状態では固体であり、固体の状態では高圧下の反応器に
連続的に供給するのはほとんど不可能であるので、あら
かじめ加熱して融解させて液状として供給することにな
るが、溶媒を共に供給する場合には溶液として供給する
ことができるということである。
この発明による方法は反応生成物が蒸気相で取出される
ような条件で実施するが、この好ましい実施態様に従う
場合は添加溶媒も蒸気相で取出されるような条件で実施
する。
ような条件で実施するが、この好ましい実施態様に従う
場合は添加溶媒も蒸気相で取出されるような条件で実施
する。
従って使用される溶媒は沸点が他の関連水素化生成物、
例えば水(沸点100℃)、ヘキサメチレンイミン(1
38℃)、n−ヘキシルアミン(130℃)の沸点より
高い方が、それらの水素化生成物を優先的に取出すこと
が容易となると共に、この好ましい実施態様に従って溶
媒をも蒸気相で取出す場合には、この溶媒の蒸発を計れ
ばこれより低沸点の水及びヘキサメチレンイミンも共に
蒸気相で取出されるのである。
例えば水(沸点100℃)、ヘキサメチレンイミン(1
38℃)、n−ヘキシルアミン(130℃)の沸点より
高い方が、それらの水素化生成物を優先的に取出すこと
が容易となると共に、この好ましい実施態様に従って溶
媒をも蒸気相で取出す場合には、この溶媒の蒸発を計れ
ばこれより低沸点の水及びヘキサメチレンイミンも共に
蒸気相で取出されるのである。
しかして反応生成物及び溶媒の蒸発は、反応器に過剰に
供給する水素ガスによって促進、制御される。
供給する水素ガスによって促進、制御される。
即ち、反応器に供給する水素ガス量の増大に伴い、蒸発
する溶媒量も増大する。
する溶媒量も増大する。
従って、反応帯域液相より蒸発する溶媒の量は、反応器
に供給する水素ガスの量によって決定される。
に供給する水素ガスの量によって決定される。
液相供給物および蒸気相抜出物の反応帯域への供給およ
び反応帯域からの抜出しは、それぞれ完全な連続式にあ
るいは間欠的に行なうことができる。
び反応帯域からの抜出しは、それぞれ完全な連続式にあ
るいは間欠的に行なうことができる。
3、フローシート
上記の生成へキサメチレンイミンの蒸気相取出しを含む
連続水素化法は、たとえば添付の図面に示すようにして
実施することができる。
連続水素化法は、たとえば添付の図面に示すようにして
実施することができる。
この装置は、水素化反応器1と凝縮器2と気液分離器3
と溶媒分離器4と、溶媒貯蔵器5と予熱器6及び7とか
らなるものである。
と溶媒分離器4と、溶媒貯蔵器5と予熱器6及び7とか
らなるものである。
適当な触媒、特に本発明による触媒、を懸濁含有する反
応帯域液相を収容している反応器1に、管18より原料
ε−カプロラクタムを管16より溶媒を予熱器7で予熱
してから管9を経て供給する。
応帯域液相を収容している反応器1に、管18より原料
ε−カプロラクタムを管16より溶媒を予熱器7で予熱
してから管9を経て供給する。
ε−カプロラクタムの溶媒への溶解は予熱器7に於いて
行なうことができるが、また別の装置(図示せず)で行
なうこともできる。
行なうことができるが、また別の装置(図示せず)で行
なうこともできる。
水素ガスは、予熱器6で予熱してから管8を経て反応器
1に供給する。
1に供給する。
反応器1は、適当な攪拌装置を取付けたものであること
ができる。
ができる。
反応器1より流出する蒸気相は、管10を経て凝縮器2
に供給して油分を凝縮させ、更に管11を経て気液分離
器3に送って、気相と液相とを分離する。
に供給して油分を凝縮させ、更に管11を経て気液分離
器3に送って、気相と液相とを分離する。
主として水素から成るこの気相は、その一部を管19に
より糸外に放出し、残部を管12により反応器1に再循
環する。
より糸外に放出し、残部を管12により反応器1に再循
環する。
一方液相は、管13を経て溶媒分離器4に送って溶媒と
反応生成物とを分離し、反応生成物は管14を経て更に
精製系に送る。
反応生成物とを分離し、反応生成物は管14を経て更に
精製系に送る。
分離した溶媒は、管15を経て貯蔵装置5に送る。
これは、管16を経て再び反応器1に送ることができる
。
。
図示の装置は、種々改変することができる。
例えば、図示の装置では、反応器からの蒸気相の油分を
凝縮器(全縮器)で完全に凝縮させ、溶媒分離器で溶媒
を分離してから反応器に再循環しているが、この蒸気相
を部分凝縮器で部分的に凝縮させて高沸点の溶媒を液化
させで反応器に環流させ、酵媒分離後の蒸気相について
冷却、分離、精製操作を行なうことができる。
凝縮器(全縮器)で完全に凝縮させ、溶媒分離器で溶媒
を分離してから反応器に再循環しているが、この蒸気相
を部分凝縮器で部分的に凝縮させて高沸点の溶媒を液化
させで反応器に環流させ、酵媒分離後の蒸気相について
冷却、分離、精製操作を行なうことができる。
4、実施例
以下に参考例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する
。
。
なお、この発明はその要旨を越えない限り、これらの参
考例によって制約されるものではない。
考例によって制約されるものではない。
参考例 1
硝酸コバルト(Co (NO3) 2 ・6H20)
3001を2401の蒸留水に溶かした水溶液に、重炭
酸アンモニウム(NH4HCO3)240gを1200
1の蒸留水に溶かしてなる水溶液を攪拌状態で滴下する
と、赤紫色の塩基性炭酸コバルトの沈殿を生ずる。
3001を2401の蒸留水に溶かした水溶液に、重炭
酸アンモニウム(NH4HCO3)240gを1200
1の蒸留水に溶かしてなる水溶液を攪拌状態で滴下する
と、赤紫色の塩基性炭酸コバルトの沈殿を生ずる。
この沈殿物を沢過し、ケーキを蒸留水で洗浄して、塩基
性炭酸コバルト塩ケーキを得る。
性炭酸コバルト塩ケーキを得る。
このケーキ中のコバルト含有量は12.5重量%であっ
た。
た。
このケーキ23.6rにof?(触媒−1)、0.18
2f(触媒−2)、0.363(触媒−3)、0.72
79C触媒−4)、1.211S’(触媒−5)、1.
817 t (触媒−6,)のレニウムへブトオキシド
(Re 20□)を水溶液の形態で夫々加え、十分に混
練した後、粉末状炭酸バリウム5.91を添加する。
2f(触媒−2)、0.363(触媒−3)、0.72
79C触媒−4)、1.211S’(触媒−5)、1.
817 t (触媒−6,)のレニウムへブトオキシド
(Re 20□)を水溶液の形態で夫々加え、十分に混
練した後、粉末状炭酸バリウム5.91を添加する。
得られた泥状物を、80℃前後に加温しなから混練乾燥
した後、80〜120℃で12時間乾燥する。
した後、80〜120℃で12時間乾燥する。
このようにして得られた粉末を、水素気流中に於いて4
50℃で3時間還元する。
50℃で3時間還元する。
水素還元を受けた触媒は、150℃まで冷却した後、水
素気流を炭酸ガス気流に切り変えて一夜放置する。
素気流を炭酸ガス気流に切り変えて一夜放置する。
炭酸ガス処理液、窒素で稀釈した空気を徐々に接触させ
ていく。
ていく。
この場合、触媒層は発熱するが、この温度を50℃以上
にならないようにした。
にならないようにした。
このようにして調製した触媒のコバルトと炭酸バリウム
との重量比は1対2であり、レニウムとコバルトとの原
子比は表−1に示す通りである。
との重量比は1対2であり、レニウムとコバルトとの原
子比は表−1に示す通りである。
容量100ccの電磁攪拌式オートクレーブに、この触
媒−1〜−6をIf?、 ε−カプロラクタムをIO
f、溶媒としてジエチレングリコールジブチルエーテル
を301夫々仕込み、攪拌速度1100rpに保持しな
がら、反応圧力120気圧、反応温度250℃で1時間
水素と接触させて反応を行なった。
媒−1〜−6をIf?、 ε−カプロラクタムをIO
f、溶媒としてジエチレングリコールジブチルエーテル
を301夫々仕込み、攪拌速度1100rpに保持しな
がら、反応圧力120気圧、反応温度250℃で1時間
水素と接触させて反応を行なった。
反応終了後、反応物を触媒と分離し、内部標準法による
ガスクロマトグラフ分析を行なった。
ガスクロマトグラフ分析を行なった。
その結果を表−1に示した。
参考例 2
硝酸ニッケル(Ni(NO3)2・6 H20) 30
0gを24ofの蒸留水に溶かした水溶液中に、重炭酸
アンモニウム(MH4HCO3) 240 S’を12
001の蒸留水に溶かしてなる水溶液を攪拌状態で滴下
すると、水に溶かしてなる水溶液を攪拌状態で滴下する
と、緑白色の塩基性炭酸ニッケルの沈殿を生ずる。
0gを24ofの蒸留水に溶かした水溶液中に、重炭酸
アンモニウム(MH4HCO3) 240 S’を12
001の蒸留水に溶かしてなる水溶液を攪拌状態で滴下
すると、水に溶かしてなる水溶液を攪拌状態で滴下する
と、緑白色の塩基性炭酸ニッケルの沈殿を生ずる。
この沈殿物を沢過し、ケーキを蒸留水で洗浄して、塩基
性炭酸ニッケル塩ケーキを得る。
性炭酸ニッケル塩ケーキを得る。
このケーキ中のニッケル含有量は12.2重量%であっ
た。
た。
このケーキ24.6S’にOグ(触媒−7)、0.72
7f(触媒−8)のレニウムヘプトオキサイドを水溶液
の形態で加え、充分に混練した後、粉末状ケイソウ土3
1を添加する。
7f(触媒−8)のレニウムヘプトオキサイドを水溶液
の形態で加え、充分に混練した後、粉末状ケイソウ土3
1を添加する。
得られた泥状物を、80℃前後に加温しながら混線乾燥
した後、80〜120℃で12時間乾燥する。
した後、80〜120℃で12時間乾燥する。
このように、して得られた粉末から、以下参考例1に示
した操作でニッケルに対する一レニウムの原子比が表−
2に示す通りで、ニッケルとケイソー土の重量比が1対
1なる触媒を得た。
した操作でニッケルに対する一レニウムの原子比が表−
2に示す通りで、ニッケルとケイソー土の重量比が1対
1なる触媒を得た。
このようにしてびられた触媒を用い、ε−カプロラクタ
ムを原料として参考例1と同一条件下で反応を行なって
、表−2に示す結果を得た。
ムを原料として参考例1と同一条件下で反応を行なって
、表−2に示す結果を得た。
実施例 1
電磁誘導攪拌付300ccオートクレーブに、参考例1
に示した操作で得られた触媒−4を3g、ε−カプロラ
クタムを30g及び溶媒としてジエチレングリコールジ
エチルエーテルを150g仕込み、反応圧力120気圧
、反応温度25 ’O’C及び攪拌速度1000 rp
mの条件下で接触水素化反応を開始した。
に示した操作で得られた触媒−4を3g、ε−カプロラ
クタムを30g及び溶媒としてジエチレングリコールジ
エチルエーテルを150g仕込み、反応圧力120気圧
、反応温度25 ’O’C及び攪拌速度1000 rp
mの条件下で接触水素化反応を開始した。
反応開始30分後、蒸気相から水素ガスと共に反応生成
物及び溶媒を反応圧力が80気圧になるまで抜出し、冷
却凝縮させて液状で捕集した。
物及び溶媒を反応圧力が80気圧になるまで抜出し、冷
却凝縮させて液状で捕集した。
反応圧力が低下した分は水素を補充して、反応圧力を所
定の120気圧として反応を継続した。
定の120気圧として反応を継続した。
このような操作を30分毎に、計6回行なったところ、
捕集して得られた液状生成物は165gであった。
捕集して得られた液状生成物は165gであった。
この生成物をガスクロマトグラフで分析したところ、1
3,1重量%のヘキサメチレンイミンを含んでおり、こ
れは仕込んだε−カプロラクタムに対して75モル%の
収率に相当する。
3,1重量%のヘキサメチレンイミンを含んでおり、こ
れは仕込んだε−カプロラクタムに対して75モル%の
収率に相当する。
実施例 2
図示の装置に於いて、部分凝縮器で溶媒を凝縮還流する
ようにした反応器系を用いた。
ようにした反応器系を用いた。
反応器は、内径110mm、高さ230mmの誘導回転
によって攪拌を行なう形式のものであり、この反応器に
直結されている部分凝縮器は内径30mm、長さ550
mmのものである。
によって攪拌を行なう形式のものであり、この反応器に
直結されている部分凝縮器は内径30mm、長さ550
mmのものである。
反応を120気圧の圧力で実施する。
反応器1に30gの触媒−4と1000gの溶剤ジエチ
レングリコールジエチルエーテルをあらかじめ仕込み、
反応温度は210℃に一定に保つようにし、回転速度8
00 rpmで攪拌を行なう。
レングリコールジエチルエーテルをあらかじめ仕込み、
反応温度は210℃に一定に保つようにし、回転速度8
00 rpmで攪拌を行なう。
次いで、水素ガスを管8から170ONL/時間の速度
で、また管9から100℃に予熱されたε−カプロラク
タムを15g/時間及び溶媒のジエチレングリコール7
5g/時間の速度で反応器−1に供給する。
で、また管9から100℃に予熱されたε−カプロラク
タムを15g/時間及び溶媒のジエチレングリコール7
5g/時間の速度で反応器−1に供給する。
反応器1より流出する蒸気を凝縮器2で冷却して凝縮さ
せ、気液分離器3にて未反応水素ガスを分離する。
せ、気液分離器3にて未反応水素ガスを分離する。
気液分離器3からは100g/時間の速度で液が生成し
てくる。
てくる。
管13の液組成と分析した結果、ヘキサメチレンイミン
12重量%、n−ヘキシルアミン0.5重量%、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル83重量%、水3.5
重量%及びその他側生物1重量%であり、ε−カプロラ
クタムからのへキサメチレンイミン収率は85モル%で
あった。
12重量%、n−ヘキシルアミン0.5重量%、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル83重量%、水3.5
重量%及びその他側生物1重量%であり、ε−カプロラ
クタムからのへキサメチレンイミン収率は85モル%で
あった。
図面は、この発明による方法を実施するのに適した反応
系の一例を示すフローシートである。 1・・・・・・水素化反応器、8・・・・・・水素ガス
供給管、9・・・・・・液相供給物(ε−カグロラクタ
ム+溶媒)供給管、10・・・・・・蒸気相抜出物(ヘ
キサメチレンイミン+水(+溶媒))抜出管。
系の一例を示すフローシートである。 1・・・・・・水素化反応器、8・・・・・・水素ガス
供給管、9・・・・・・液相供給物(ε−カグロラクタ
ム+溶媒)供給管、10・・・・・・蒸気相抜出物(ヘ
キサメチレンイミン+水(+溶媒))抜出管。
Claims (1)
- 1 ε−カプロラクタムを接触水素化してヘキサメチレ
ンイミンを製造する方法において、実質的に一定の温度
に保持した反応帯域液相に原料ε−カプロラクタムを液
相で供給し、反応生成物を水素ガス過剰分と共に蒸気相
で反応帯域から取出すことを特徴とするヘキサメチレン
イミンの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060711A JPS5810384B2 (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | ヘキサメチレンイミンの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060711A JPS5810384B2 (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | ヘキサメチレンイミンの製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP47129583A Division JPS589107B2 (ja) | 1972-12-26 | 1972-12-26 | ヘキサメチレンイミン ノ セイゾウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57183771A JPS57183771A (en) | 1982-11-12 |
| JPS5810384B2 true JPS5810384B2 (ja) | 1983-02-25 |
Family
ID=13150139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57060711A Expired JPS5810384B2 (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | ヘキサメチレンイミンの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5810384B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2553049B2 (ja) * | 1986-07-18 | 1996-11-13 | 三菱化学株式会社 | ピロリジン類の製造方法 |
-
1982
- 1982-04-12 JP JP57060711A patent/JPS5810384B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57183771A (en) | 1982-11-12 |
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