JPS58183635A - アルキル化反応方法 - Google Patents
アルキル化反応方法Info
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- JPS58183635A JPS58183635A JP57064670A JP6467082A JPS58183635A JP S58183635 A JPS58183635 A JP S58183635A JP 57064670 A JP57064670 A JP 57064670A JP 6467082 A JP6467082 A JP 6467082A JP S58183635 A JPS58183635 A JP S58183635A
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- 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
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
るフェノール類およびアニソール類の飽和脂肪族アルコ
ールとの気相接触反応によるアルキル化における改良さ
れた反応方法に関する〇 本出願人らは、少くも1個のオルト位水素原子を有する
フェノール類ま1こはアニソール類と飽和脂肪族アルコ
ール類を、金属酸化物含有触媒の存在下に気相接触反応
させ、アルキル化フェノール類を得る研究を長年行って
来た結果、優れ1こ触媒を特公昭47−18739、特
開昭54−32425、同54−66628,同54−
79237.同56−110634等で提案した。
ールとの気相接触反応によるアルキル化における改良さ
れた反応方法に関する〇 本出願人らは、少くも1個のオルト位水素原子を有する
フェノール類ま1こはアニソール類と飽和脂肪族アルコ
ール類を、金属酸化物含有触媒の存在下に気相接触反応
させ、アルキル化フェノール類を得る研究を長年行って
来た結果、優れ1こ触媒を特公昭47−18739、特
開昭54−32425、同54−66628,同54−
79237.同56−110634等で提案した。
これらの触媒は酸化マンカンを主成分さし、ケイ素、マ
ク不シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム中
の少くも1成分の酸化物を含有する触媒(特開昭54−
32425、同54−8] 23] )、あるいは酸化
マク不シウムと酸化スズを含有する触媒(特公昭47−
18739)、酸化クロムと酸化ススを含有する触媒、
ま1こはこれにさらに酸化鉄を添加し1こ触媒(特開昭
54−66628、同54−79237 )、酸化鉄を
主成分とし、カリウム、ゲルマニウム、アルミニウム等
のうちの少くも1成分の酸化物を含有する触媒(特開昭
56−110634)であり・従来の触媒に比較して活
性、選択性および耐久性において著しく優れている。
ク不シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム中
の少くも1成分の酸化物を含有する触媒(特開昭54−
32425、同54−8] 23] )、あるいは酸化
マク不シウムと酸化スズを含有する触媒(特公昭47−
18739)、酸化クロムと酸化ススを含有する触媒、
ま1こはこれにさらに酸化鉄を添加し1こ触媒(特開昭
54−66628、同54−79237 )、酸化鉄を
主成分とし、カリウム、ゲルマニウム、アルミニウム等
のうちの少くも1成分の酸化物を含有する触媒(特開昭
56−110634)であり・従来の触媒に比較して活
性、選択性および耐久性において著しく優れている。
一方、本発明の方法を適用する反応と同様の反応に使用
する1こめの触媒、例えばフェノールをメクノールでア
ルキル化して2,6−キシレノールを製造する1こめの
公知の触媒が特開昭49−14432、同49−723
5.同57−14544、同52−125135、特公
昭43−8255等に開示されている。ずなイつぢ、前
述のような気固接触反応によるアルキル化反応の実施方
法は、まず出発物質を蒸発器(どおいて加熱蒸発させ、
気相状態とし1こ後、必要に応じ過熱器を用いてこの反
応用原料(気相);8i−反応温度付近まで昇温してか
ら、250°〜600℃に維持された触媒層へ供給して
反応させ、得られたアルキル化フェノール生成物を凝縮
器において冷却するのが一般的である。
する1こめの触媒、例えばフェノールをメクノールでア
ルキル化して2,6−キシレノールを製造する1こめの
公知の触媒が特開昭49−14432、同49−723
5.同57−14544、同52−125135、特公
昭43−8255等に開示されている。ずなイつぢ、前
述のような気固接触反応によるアルキル化反応の実施方
法は、まず出発物質を蒸発器(どおいて加熱蒸発させ、
気相状態とし1こ後、必要に応じ過熱器を用いてこの反
応用原料(気相);8i−反応温度付近まで昇温してか
ら、250°〜600℃に維持された触媒層へ供給して
反応させ、得られたアルキル化フェノール生成物を凝縮
器において冷却するのが一般的である。
しかしながら、これらの触媒を使用して2,6−キシレ
ノールを製造する場合、いずれも活性の低下および選択
性の変化が著しく、本発明者らの追試によれば実質上の
連続反応可能時間は、いずれの触媒も数時間から約60
0時間程度であつ1こ。
ノールを製造する場合、いずれも活性の低下および選択
性の変化が著しく、本発明者らの追試によれば実質上の
連続反応可能時間は、いずれの触媒も数時間から約60
0時間程度であつ1こ。
こレラの触媒を用いてアルキル化フェノール類を工業的
に製造しようとする場合、目的とするアルキル化フェノ
ール類の種類にもよるが、1ことえ触媒の再生使用が可
能であつ1ことしても実質」二の連続反応可能時間は1
か月収上でないと、工業的な使用には不適当であり、こ
れらの触媒の工業的使用は実質的に断念せさるを得ない
。
に製造しようとする場合、目的とするアルキル化フェノ
ール類の種類にもよるが、1ことえ触媒の再生使用が可
能であつ1ことしても実質」二の連続反応可能時間は1
か月収上でないと、工業的な使用には不適当であり、こ
れらの触媒の工業的使用は実質的に断念せさるを得ない
。
本発明の目的は長期間反応を継続して行なうことができ
るフェノール類もしくはアニソール類の飽和脂肪族アル
コールによるアルギル化反応方法を提供することにある
。
るフェノール類もしくはアニソール類の飽和脂肪族アル
コールによるアルギル化反応方法を提供することにある
。
本発明のアルキル化反応方法は少なくとも1個のオルト
位水素を有するフェノール類およびアニソール類から選
ばれ1こ少なくとも1種の化合物と飽和脂肪族アルコー
ルとを触媒の存在下に気相反応させて該化合物をアルキ
ル化するに当り、触媒層の入口側から最大限、その長さ
の2/3 を過ぎてからは流通方向を重力方向と水平方
向との間に設定することを特徴とするものである。
位水素を有するフェノール類およびアニソール類から選
ばれ1こ少なくとも1種の化合物と飽和脂肪族アルコー
ルとを触媒の存在下に気相反応させて該化合物をアルキ
ル化するに当り、触媒層の入口側から最大限、その長さ
の2/3 を過ぎてからは流通方向を重力方向と水平方
向との間に設定することを特徴とするものである。
本発明者らは前述の触媒の全てが有している欠点として
の短期間での活性低下およO;反応選択i生の変化を改
善する1こめに検討を重ねて来1こが、このような諸欠
点が触媒粒子表面への炭化物の付着 3− が最大の原因であるという結論に達した。この炭化物の
生成は高温での反応による原料アルコール類の分解物と
フェノール類および/またはアニソール類の多分子縮合
によって生成するタール状高分子化合物の生成に起因す
ることが判明しTこ0分析結果によれば・上記炭化物の
水素原子数/炭素原子数の値は1.0〜1.5の範囲で
あることから・この炭化物の主成分は鎖式炭化水素では
なく、ベンゼン環を主体とするものと推定される。実際
、高沸点生成物の中には、キサンチンを主骨格とし、ベ
ンゼン頂上水素を複数のメチル基で置換した構造の多項
式化合物が検出されている0触媒層の入口付近でもすで
に極微量の前記高分子化合物の生成が起るが、主として
反応の後半、特に触媒層の出口側のAにおいて顕著であ
ること・またこれらの高分子化合物の常圧における沸点
は300℃以上であることが明らかになった。
の短期間での活性低下およO;反応選択i生の変化を改
善する1こめに検討を重ねて来1こが、このような諸欠
点が触媒粒子表面への炭化物の付着 3− が最大の原因であるという結論に達した。この炭化物の
生成は高温での反応による原料アルコール類の分解物と
フェノール類および/またはアニソール類の多分子縮合
によって生成するタール状高分子化合物の生成に起因す
ることが判明しTこ0分析結果によれば・上記炭化物の
水素原子数/炭素原子数の値は1.0〜1.5の範囲で
あることから・この炭化物の主成分は鎖式炭化水素では
なく、ベンゼン環を主体とするものと推定される。実際
、高沸点生成物の中には、キサンチンを主骨格とし、ベ
ンゼン頂上水素を複数のメチル基で置換した構造の多項
式化合物が検出されている0触媒層の入口付近でもすで
に極微量の前記高分子化合物の生成が起るが、主として
反応の後半、特に触媒層の出口側のAにおいて顕著であ
ること・またこれらの高分子化合物の常圧における沸点
は300℃以上であることが明らかになった。
通常、このアルキル化反応は出発物質が触媒層を上昇し
ながら反応する形式の反応器で行われるが、驚くべきこ
とには、下降流形式に比べ上昇流 4− 形式の場合は触媒活性の低下および反応選択性の変化が
著しいことが判った。この事実と上記高分子化合物生成
の関連とをさらに追求した結果、(11反応生成物中に
は、流路壁温度が300℃以上でも凝縮を起すものが微
量存在すること、(2)これが反応器中へ逆流するよう
な反応器構造であると、蒸発凝縮を繰返し急速に高沸点
化が進行するため・最終的には熱分解によって炭化に至
ること、(3)アルキル化反応は発熱反応であり(個々
の反応の種類によっては吸熱反応も存在するが、反応全
体としては発熱状態となる)・反応の起る触媒表面上の
方が反応器壁温度より高温となる1こめ、高沸点成分は
反応器壁で特に凝縮を起しやすくなる結果、この凝縮物
を速かに除去しないと反応器壁からの除熱量が低下し、
触媒表面温度が上昇し高沸点分が生成しやすくなる等の
悪循環が生ずること、および(4)反応開始時には、触
媒層の高温度維持部分から離れた部分が低温である1こ
め・この部分を別途300℃以上に加熱しておかないと
・生成物の小の比較的高沸点の成分が凝縮し、上記と同
様に反応器構造によっては高沸点物化は特に著しくなる
こ吉が明らかとなつ1こ。
ながら反応する形式の反応器で行われるが、驚くべきこ
とには、下降流形式に比べ上昇流 4− 形式の場合は触媒活性の低下および反応選択性の変化が
著しいことが判った。この事実と上記高分子化合物生成
の関連とをさらに追求した結果、(11反応生成物中に
は、流路壁温度が300℃以上でも凝縮を起すものが微
量存在すること、(2)これが反応器中へ逆流するよう
な反応器構造であると、蒸発凝縮を繰返し急速に高沸点
化が進行するため・最終的には熱分解によって炭化に至
ること、(3)アルキル化反応は発熱反応であり(個々
の反応の種類によっては吸熱反応も存在するが、反応全
体としては発熱状態となる)・反応の起る触媒表面上の
方が反応器壁温度より高温となる1こめ、高沸点成分は
反応器壁で特に凝縮を起しやすくなる結果、この凝縮物
を速かに除去しないと反応器壁からの除熱量が低下し、
触媒表面温度が上昇し高沸点分が生成しやすくなる等の
悪循環が生ずること、および(4)反応開始時には、触
媒層の高温度維持部分から離れた部分が低温である1こ
め・この部分を別途300℃以上に加熱しておかないと
・生成物の小の比較的高沸点の成分が凝縮し、上記と同
様に反応器構造によっては高沸点物化は特に著しくなる
こ吉が明らかとなつ1こ。
触媒層の入口からV3を過ぎた上昇部に低温部がある場
合でも、小型の反応器であれば」二連の如く別途加熱し
ておくことが可能であるが、工業的に長期間用い、ある
周期で使用済み触媒の抜出しと新触媒の再充てん作業が
必要な大型反応器では、経済的には勿論、安全上からも
このような防止策をとることは全く不可能である。又、
反応器出口の付近の構造を工夫しても、触媒層出口から
の生成物の流路方向が上向きであると、上記の凝縮物の
逆流を完全に防止することはできない。
合でも、小型の反応器であれば」二連の如く別途加熱し
ておくことが可能であるが、工業的に長期間用い、ある
周期で使用済み触媒の抜出しと新触媒の再充てん作業が
必要な大型反応器では、経済的には勿論、安全上からも
このような防止策をとることは全く不可能である。又、
反応器出口の付近の構造を工夫しても、触媒層出口から
の生成物の流路方向が上向きであると、上記の凝縮物の
逆流を完全に防止することはできない。
以上の事実に基いて、前記高分子化合物の生成が特に著
しくなる触媒の層の入口側から最大限グ3を過ぎてから
は、上昇流とせずに、すなわち重力方向と水平方向との
間の方向に流通させて生成物を得ることにより、触媒活
性の長期間維持と反応選択性変化の減少とが可能となっ
た。
しくなる触媒の層の入口側から最大限グ3を過ぎてから
は、上昇流とせずに、すなわち重力方向と水平方向との
間の方向に流通させて生成物を得ることにより、触媒活
性の長期間維持と反応選択性変化の減少とが可能となっ
た。
本発明においては、芳香族頂上に少くも1個のオルト位
水素原子を有するフェノール類およびアニソール類は次
式で示されるものを用いるのが好ましい。
水素原子を有するフェノール類およびアニソール類は次
式で示されるものを用いるのが好ましい。
2
(ここで、Roは水素原子あるいは炭素原子数1〜4の
炭化水素基を、R1,R2,R3およびR4は、水素原
子、炭素原子数1〜4の炭化水素基およびフェニル基、
ナフチル基などの芳香族炭化水素基を意味する。) 具体例としては、フェノールおよびアニソール自体、オ
ルト−、メターパラークレソ゛−ル、2−23−24−
メチルアニソール フェノール(およびアニソール)・モノ−〇−まfこは
モノーisoープロピルフェノール類(およびアニソー
ル類)、モノ−〇−、七ノーiso−才fこはモノーt
ertーブチルフェノール類(およびアニソール類)、
2,3−、2,4−、2,5−、3。
炭化水素基を、R1,R2,R3およびR4は、水素原
子、炭素原子数1〜4の炭化水素基およびフェニル基、
ナフチル基などの芳香族炭化水素基を意味する。) 具体例としては、フェノールおよびアニソール自体、オ
ルト−、メターパラークレソ゛−ル、2−23−24−
メチルアニソール フェノール(およびアニソール)・モノ−〇−まfこは
モノーisoープロピルフェノール類(およびアニソー
ル類)、モノ−〇−、七ノーiso−才fこはモノーt
ertーブチルフェノール類(およびアニソール類)、
2,3−、2,4−、2,5−、3。
4−または3,5−ジメチルフェノール(およびアニソ
ール)、同ジエチルフェノール類(およびアニソール類
)、同ジーn sジーiso−プロピルフェノール類
(およびアニソール類)、各種のトリアルキルフェノー
ル類(およびアニソール類)、テトラアルギルフェノー
ル類(およびアニソール類)、ヒドロキシビフェニル類
、フェニルアニソール類、ナフチルフェノール類、ナフ
チルアニソール類、および上記各アニソール類のメトキ
シ基のメチル基をエチル基で置換したフエ不1・−ル類
・その他のアルコキシ誘導体などがある。また、異種の
官能基が芳香族環に二種以上置換してもよい。
ール)、同ジエチルフェノール類(およびアニソール類
)、同ジーn sジーiso−プロピルフェノール類
(およびアニソール類)、各種のトリアルキルフェノー
ル類(およびアニソール類)、テトラアルギルフェノー
ル類(およびアニソール類)、ヒドロキシビフェニル類
、フェニルアニソール類、ナフチルフェノール類、ナフ
チルアニソール類、および上記各アニソール類のメトキ
シ基のメチル基をエチル基で置換したフエ不1・−ル類
・その他のアルコキシ誘導体などがある。また、異種の
官能基が芳香族環に二種以上置換してもよい。
コレラのフェノール類およびアニソール類ノうちで、置
換炭化水素基がメチル基またはエチル基であることが特
に好ましい。
換炭化水素基がメチル基またはエチル基であることが特
に好ましい。
本発明に用いるアルコール類とは、炭素原子数1〜4の
低級飽和脂肪族アルコールであり、メタノール、エタノ
ール、n−およヒiso−プロパツール、n−、iso
−およびtert−ブタノールなどである。
低級飽和脂肪族アルコールであり、メタノール、エタノ
ール、n−およヒiso−プロパツール、n−、iso
−およびtert−ブタノールなどである。
本発明に用いる金属酸化物含有触媒としては、酸化マン
ガンを主成分とし・ケイ素、カルシウム、マク不シウム
、ストロンチウム、バリウム、セリウム、ランタン、亜
鉛、鉄およびコバルi・の酸化物、並びにアルカリ金属
、アルカリ土類金属、スズ、アルミニウムおよび周期律
表第1. 、 2 、 7および8族の遷移金属の硫酸
塩のうちの少くも1族分を含有するもの、あるいは酸化
クロムを主成分とし、酸化スズ、酸化鉄、酸化マンカン
および・硫酸根のうちの少くも1種以上を含有するもの
を例示することができる。ま1こ、酸化鉄を主成分とし
、ケイ素、クロム、ケルマニウム、バナジウムおよびカ
リウムの酸化物のうちの少くとも1族分を含有するもの
、酸化マグネシウムを主成分とし、ケイ素、アルミニウ
ム、マンガン、スズ、ビスマス、銅、亜鉛、ニッケル、
モリブデン、タングステン、ヘリリウム、セリウム、白
金、パラジウム、チタン、ランタンイド、ウランおよび
ホウ素の酸化物および周期律表第1A族金属のリン酸塩
、メタリン酸塩、ピロリン酸塩の中の少くとも1族分を
含有するものも、上記金属酸化物含有触媒に含まれる。
ガンを主成分とし・ケイ素、カルシウム、マク不シウム
、ストロンチウム、バリウム、セリウム、ランタン、亜
鉛、鉄およびコバルi・の酸化物、並びにアルカリ金属
、アルカリ土類金属、スズ、アルミニウムおよび周期律
表第1. 、 2 、 7および8族の遷移金属の硫酸
塩のうちの少くも1族分を含有するもの、あるいは酸化
クロムを主成分とし、酸化スズ、酸化鉄、酸化マンカン
および・硫酸根のうちの少くも1種以上を含有するもの
を例示することができる。ま1こ、酸化鉄を主成分とし
、ケイ素、クロム、ケルマニウム、バナジウムおよびカ
リウムの酸化物のうちの少くとも1族分を含有するもの
、酸化マグネシウムを主成分とし、ケイ素、アルミニウ
ム、マンガン、スズ、ビスマス、銅、亜鉛、ニッケル、
モリブデン、タングステン、ヘリリウム、セリウム、白
金、パラジウム、チタン、ランタンイド、ウランおよび
ホウ素の酸化物および周期律表第1A族金属のリン酸塩
、メタリン酸塩、ピロリン酸塩の中の少くとも1族分を
含有するものも、上記金属酸化物含有触媒に含まれる。
さらに、チクンまfこはツルコニウムを主成分とし、ア
ンチモノを含むこれら金属の酸化物複合体および酸化カ
ルシウム学独あるいはカルシウムの酸化物および炭酸塩
の複合物も上記金属酸化物含有触媒の例である。
ンチモノを含むこれら金属の酸化物複合体および酸化カ
ルシウム学独あるいはカルシウムの酸化物および炭酸塩
の複合物も上記金属酸化物含有触媒の例である。
上記金属酸化物含有触媒の製造方法としては、触媒活性
物質の混合物または複合物を押出機あるいは打錠機等の
通常の成形方法により成形する方法、主成分の成形物中
に残り成分を保持させる方法、実質的には不活性な種々
の担体に前記各成分を担持させる方法など、通常の固体
触媒の製造方法を適用することができる。形状は粉末状
・円柱状、円筒状、球状等が使用可能で、各粉末あるい
は成形物の寸法には分布があってもかまわない。
物質の混合物または複合物を押出機あるいは打錠機等の
通常の成形方法により成形する方法、主成分の成形物中
に残り成分を保持させる方法、実質的には不活性な種々
の担体に前記各成分を担持させる方法など、通常の固体
触媒の製造方法を適用することができる。形状は粉末状
・円柱状、円筒状、球状等が使用可能で、各粉末あるい
は成形物の寸法には分布があってもかまわない。
又、上記形状を得るfこめに、グラファイト・粘結剤等
通常使用される結合助剤を用いることも可能である。
通常使用される結合助剤を用いることも可能である。
本発明の方法における出発物質である前記フェノール類
およびアニソール類から選ばれた少くとも1つの化合物
のモル数の合計とアルコール類から選ばれる化合物のモ
ル数との比は、1:0.5〜1:20が好ましい。特に
好ましいモル比は1:1〜1:10である。また、アニ
ソール類が選はれる場合のアルコール類とのモル数の比
は低くても反応は進行しやすい。上記出発物質の中には
、反応の円滑な進行を促進し1こり、触媒の活性を長期
化させるなどの目的で、水、トルエン等の常温常圧で液
体である物質、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴン等のガス
が含有されていてもよい。これらの含有量は上記フェノ
ール類およびアニソール類の合計1モル当り、0.01
モル〜20モルが適している0ま1こ、これらの出発物
質の反応器への供給は、混合状態であっても、各々独立
であってもよい。反応器中の触媒層に達する前に出発物
質が気化していればよいので、出発物質予熱域を包含す
る反応器を用いる場合は、出発物質を液状で供給しても
よい。
およびアニソール類から選ばれた少くとも1つの化合物
のモル数の合計とアルコール類から選ばれる化合物のモ
ル数との比は、1:0.5〜1:20が好ましい。特に
好ましいモル比は1:1〜1:10である。また、アニ
ソール類が選はれる場合のアルコール類とのモル数の比
は低くても反応は進行しやすい。上記出発物質の中には
、反応の円滑な進行を促進し1こり、触媒の活性を長期
化させるなどの目的で、水、トルエン等の常温常圧で液
体である物質、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴン等のガス
が含有されていてもよい。これらの含有量は上記フェノ
ール類およびアニソール類の合計1モル当り、0.01
モル〜20モルが適している0ま1こ、これらの出発物
質の反応器への供給は、混合状態であっても、各々独立
であってもよい。反応器中の触媒層に達する前に出発物
質が気化していればよいので、出発物質予熱域を包含す
る反応器を用いる場合は、出発物質を液状で供給しても
よい。
本発明の方法において用いられる反応器は固定床形式あ
るいは移動床形式の反応器であって、出発物質がこの反
応器の全体あるいは、触媒層の出口側から1/3以」二
と反応器出口を含む部分で」−昇流とならないものであ
る。
るいは移動床形式の反応器であって、出発物質がこの反
応器の全体あるいは、触媒層の出口側から1/3以」二
と反応器出口を含む部分で」−昇流とならないものであ
る。
固定床形式の気体−同体接触反応器としては、反応温度
の制御や、出発物質の予熱方式、反応熱の回収方式など
の1こめ一般には出発物質(および生成物)の通過経路
には棟々の変法があるが、本発明の方法における固定床
形式は、基本的には牟管及び多管式の管型反応器及び基
型反応器であって(これらの反応器は直列に接続されて
もよい)各反応管あるいは塔について、触媒層がほぼ鉛
直方向に充てんされているものである。ここで触媒層の
全長は、出発物質(および生成物)の通過経路に沿って
測定し1こ有効な触媒層長の合計である。
の制御や、出発物質の予熱方式、反応熱の回収方式など
の1こめ一般には出発物質(および生成物)の通過経路
には棟々の変法があるが、本発明の方法における固定床
形式は、基本的には牟管及び多管式の管型反応器及び基
型反応器であって(これらの反応器は直列に接続されて
もよい)各反応管あるいは塔について、触媒層がほぼ鉛
直方向に充てんされているものである。ここで触媒層の
全長は、出発物質(および生成物)の通過経路に沿って
測定し1こ有効な触媒層長の合計である。
触媒の充てんするには、連続的に充てんしてもよいし、
ま1こは触媒層を複数に分割して充てんして発熱反応に
起因するポットスポット しfこり、あるいは反応活性のない固形物と触媒粒子を
混合光てんするなどの方法をとってもよい。
ま1こは触媒層を複数に分割して充てんして発熱反応に
起因するポットスポット しfこり、あるいは反応活性のない固形物と触媒粒子を
混合光てんするなどの方法をとってもよい。
反応活性のない固形物と触媒粒子の混合光てんの場合の
触媒層の長さは、触媒粒子の充てん体積と、」二記固形
物と触媒粒子の充てん体積のオ[]との比と、経路長さ
との積である。移動床反応器の触媒層の長さの計算方法
は、」−述しムニのと全く同一である。
触媒層の長さは、触媒粒子の充てん体積と、」二記固形
物と触媒粒子の充てん体積のオ[]との比と、経路長さ
との積である。移動床反応器の触媒層の長さの計算方法
は、」−述しムニのと全く同一である。
本発明における反応温度は、好ましくは250℃以上6
00℃以下である○ 本発明においては、出発物質(および生成物)の流路方
向を触媒層の入口側から最大限、触媒層長さのV3を過
ぎてからは上昇流とせすに、重力方向から高々水平方向
の間とする。出発物質の流路方向をこのようにして生成
物を得ることにより、凝縮器に至る経路で凝縮した成分
が反応器内に逆流して炭化することがない。なお、例え
ば液柱ンールを行なったため、上記流路中に」二昇部が
付属することになっても、結果的に液が押し出されて下
降し、反応器へ逆流しない場合は当然に本発明に含まれ
ると理解さるへきである。
00℃以下である○ 本発明においては、出発物質(および生成物)の流路方
向を触媒層の入口側から最大限、触媒層長さのV3を過
ぎてからは上昇流とせすに、重力方向から高々水平方向
の間とする。出発物質の流路方向をこのようにして生成
物を得ることにより、凝縮器に至る経路で凝縮した成分
が反応器内に逆流して炭化することがない。なお、例え
ば液柱ンールを行なったため、上記流路中に」二昇部が
付属することになっても、結果的に液が押し出されて下
降し、反応器へ逆流しない場合は当然に本発明に含まれ
ると理解さるへきである。
出発原料の蒸発器としては一般に用いられているものを
使用することができるが、蒸発に伴なう圧力変動の極力
小さなものが望ましい。出発物質を液状で流下させなか
ら蒸発さぜる形式のものがこの目的に適している。この
場合蒸発後の出発物質が下降流出なって反応器」二部に
供給される形式のものか特に好ましい。
使用することができるが、蒸発に伴なう圧力変動の極力
小さなものが望ましい。出発物質を液状で流下させなか
ら蒸発さぜる形式のものがこの目的に適している。この
場合蒸発後の出発物質が下降流出なって反応器」二部に
供給される形式のものか特に好ましい。
本発明の実施態様を添付図面を参照して以下に説明する
。第1図に示され1こプロセスは反応器を1個用いる例
である。ライン1から出発物質であるフェノール類まf
こはアニソール類から選ばれfこ少なくとも1種とアル
コールとの溶液がポンプ2により出発物質類゛発器3に
送られ、こ5でスチームによって加熱されて蒸発され、
さらに過熱される。過熱されfコ出発物質の混合蒸気は
、加熱により保温されたライン4を経て反応器Aの頂部
に供給され、下向流として触媒層5を通過し、こメで2
50〜600℃において反応が行なイつれる。反応器の
温度はライン6から導入され、ライン7から排出される
熱媒によって上記温度に調節される。
。第1図に示され1こプロセスは反応器を1個用いる例
である。ライン1から出発物質であるフェノール類まf
こはアニソール類から選ばれfこ少なくとも1種とアル
コールとの溶液がポンプ2により出発物質類゛発器3に
送られ、こ5でスチームによって加熱されて蒸発され、
さらに過熱される。過熱されfコ出発物質の混合蒸気は
、加熱により保温されたライン4を経て反応器Aの頂部
に供給され、下向流として触媒層5を通過し、こメで2
50〜600℃において反応が行なイつれる。反応器の
温度はライン6から導入され、ライン7から排出される
熱媒によって上記温度に調節される。
反応器Aを出P反応混合物の中、高沸点生成物液体は生
成物混合ガスから分離して高沸点生成物液シール8を通
って凝縮液タンク10に導かれる。
成物混合ガスから分離して高沸点生成物液シール8を通
って凝縮液タンク10に導かれる。
一方、生成物混合カスは凝縮器12において冷却されて
凝縮し、凝縮した生成物は凝縮液液シール11を経て凝
縮液タンクに導かれる。未凝縮ツ7スはライン13から
排出される0 第2図は反応器1個を使用し、出発物質のフェノール類
もしくはアニソール類とアルコール類とが別々に蒸発過
熱されてから混合される例である0ライン1および1′
から、それぞれ出発物質のフェノール類もしくはアニソ
ール類とアルコール類カポンプ2および2′により、そ
れぞれの出発物質蒸発器3および3′に送られて、蒸発
および過熱される。これらの過熱蒸気は出発物質混合器
J4で混合され、ライン4を経て反応器Aの頂部に導入
され、触媒層5を通過して反応が行なわれる。反応器の
温度調節は第1図に示し1こプロセスと同様に行なわれ
る。
凝縮し、凝縮した生成物は凝縮液液シール11を経て凝
縮液タンクに導かれる。未凝縮ツ7スはライン13から
排出される0 第2図は反応器1個を使用し、出発物質のフェノール類
もしくはアニソール類とアルコール類とが別々に蒸発過
熱されてから混合される例である0ライン1および1′
から、それぞれ出発物質のフェノール類もしくはアニソ
ール類とアルコール類カポンプ2および2′により、そ
れぞれの出発物質蒸発器3および3′に送られて、蒸発
および過熱される。これらの過熱蒸気は出発物質混合器
J4で混合され、ライン4を経て反応器Aの頂部に導入
され、触媒層5を通過して反応が行なわれる。反応器の
温度調節は第1図に示し1こプロセスと同様に行なわれ
る。
反応器Bを出だ反応混合物は凝縮器12で冷却され、凝
縮液がライン13から排出されるガスと分離され凝縮液
タンク10に導入される0第3図に示し1こプロセスは
反応器を3個直列に用いる例である。前述の出発物質の
溶液がライン1からポンプ2により、反応器Aの」二に
設置された出発物質蒸発器3に送られる。蒸発器3には
充填物層が設けられ、ライン6′から導入されライン7
′から排出される熱媒により加熱される構造となってい
る。出発物質の溶液は蒸発器3の頂部から充填物層を流
下しながら蒸発し、過熱される0出発物質の過熱蒸気は
ついで反応器Aに入り、触媒層5を通過して一部の反応
が行なわれる。反応器温度はライン6からの熱媒により
調節される。
縮液がライン13から排出されるガスと分離され凝縮液
タンク10に導入される0第3図に示し1こプロセスは
反応器を3個直列に用いる例である。前述の出発物質の
溶液がライン1からポンプ2により、反応器Aの」二に
設置された出発物質蒸発器3に送られる。蒸発器3には
充填物層が設けられ、ライン6′から導入されライン7
′から排出される熱媒により加熱される構造となってい
る。出発物質の溶液は蒸発器3の頂部から充填物層を流
下しながら蒸発し、過熱される0出発物質の過熱蒸気は
ついで反応器Aに入り、触媒層5を通過して一部の反応
が行なわれる。反応器温度はライン6からの熱媒により
調節される。
反応器Aの底部から出た反応混合物はライン4(加熱保
温されている)を経て反応器B中の触媒層5′ヲ」二向
流として通過してさらに反応が行なイつれる。
温されている)を経て反応器B中の触媒層5′ヲ」二向
流として通過してさらに反応が行なイつれる。
反応器Bの頂部から出1こ反応混合物はライン4′を経
て反応器Cの頂部に入り触媒層5″を下向流として通過
して反応か完結される。反応温度はそれそ゛れ6″およ
び6″′から導入され7″および7″′から排出される
熱媒によって調節される。反応器c4出た反応混合物は
第2図のプロセスにおけると同様に処理される。
て反応器Cの頂部に入り触媒層5″を下向流として通過
して反応か完結される。反応温度はそれそ゛れ6″およ
び6″′から導入され7″および7″′から排出される
熱媒によって調節される。反応器c4出た反応混合物は
第2図のプロセスにおけると同様に処理される。
以下に、実施例および比較例を示して本発明の方法をさ
らに説明する。
らに説明する。
実施例1
多管式固定床触媒反応器中の各反応管は外径34、om
a、内径2Bms、全長3,300yで両端が閉られP
スティンレス鋼管である。反応管中心部には、外径4蛯
、内径3朋、長さ3,600maのスティンレス鋼管が
上下端を貫通しており、内部の熱電対により反応管中心
部の任意点の温度が測定できる。反応管上の上端および
下端から各々100πmの位置に水平に外径21.71
11J内径17.5max長さ500 msの側管が出
ている。反応管の外側は深さ2.900間の熔融塩の熱
媒浴出なっており浴底部は反応管下端より200ma上
方にある0上下の側管部および反応管内の上端から65
0amまでと・下端から上方へ650Mまでの位置には
5龍径×5U高さのスティンレス鋼製ラソヒリンクが充
てんされ、中間の2,000藺には直径4.8藺、高さ
3.2鰭の触媒タブレットが充てんされていて、触媒層
となっている。反応管の上端から上部側管全体を含む部
分と下端から下部側管全体を含む部分には、電熱ヒータ
ーを設け・上部を300℃に加熱し1こ0使用した触媒
は、酸化マンガンを主成分とし、ケイ素およびカルシウ
ムの酸化物を含むものであるOフェノール1モルに対し
メタノール7モルを溶解した出発物質溶液を原料フィー
ト゛ポンプにより、外径10 ms・内径8+IIJ+
のスティンレス鋼管を経て・500c&hrの流量で上
部側管から反応管に供給した。熱媒浴温度は410℃で
、浴内の上下の温度分布は1℃以下であった。供給し1
こ反応用原料を上記ラシヒリング部で蒸発加熱し、触媒
層で反応させたのち、下部側管より反応生成物混合ガス
吉して取り出した。凝縮器で分離した液を流下させ凝縮
液タンクへ貯蔵しfこ。タンク途中の配管にサンプリン
ク端を設け・液中のフェノール類などの分析によって反
応経過を追跡した〇 触媒活性の著しい低下なしに連続的に700時間の反応
を行う事ができた。
a、内径2Bms、全長3,300yで両端が閉られP
スティンレス鋼管である。反応管中心部には、外径4蛯
、内径3朋、長さ3,600maのスティンレス鋼管が
上下端を貫通しており、内部の熱電対により反応管中心
部の任意点の温度が測定できる。反応管上の上端および
下端から各々100πmの位置に水平に外径21.71
11J内径17.5max長さ500 msの側管が出
ている。反応管の外側は深さ2.900間の熔融塩の熱
媒浴出なっており浴底部は反応管下端より200ma上
方にある0上下の側管部および反応管内の上端から65
0amまでと・下端から上方へ650Mまでの位置には
5龍径×5U高さのスティンレス鋼製ラソヒリンクが充
てんされ、中間の2,000藺には直径4.8藺、高さ
3.2鰭の触媒タブレットが充てんされていて、触媒層
となっている。反応管の上端から上部側管全体を含む部
分と下端から下部側管全体を含む部分には、電熱ヒータ
ーを設け・上部を300℃に加熱し1こ0使用した触媒
は、酸化マンガンを主成分とし、ケイ素およびカルシウ
ムの酸化物を含むものであるOフェノール1モルに対し
メタノール7モルを溶解した出発物質溶液を原料フィー
ト゛ポンプにより、外径10 ms・内径8+IIJ+
のスティンレス鋼管を経て・500c&hrの流量で上
部側管から反応管に供給した。熱媒浴温度は410℃で
、浴内の上下の温度分布は1℃以下であった。供給し1
こ反応用原料を上記ラシヒリング部で蒸発加熱し、触媒
層で反応させたのち、下部側管より反応生成物混合ガス
吉して取り出した。凝縮器で分離した液を流下させ凝縮
液タンクへ貯蔵しfこ。タンク途中の配管にサンプリン
ク端を設け・液中のフェノール類などの分析によって反
応経過を追跡した〇 触媒活性の著しい低下なしに連続的に700時間の反応
を行う事ができた。
全生成液中のフェノール類およびアニソール類に対する
2、6−キシレノールの量は、83重世%であった。全
生成液の一部を5昧Hg、150℃で真空蒸発させ1こ
所、黒色のクール状物質が残つfこ。反応生成物中のフ
ェノール類およびアニソール類に対するタール状物質の
生成量は、0,2重量%であつfこ。
2、6−キシレノールの量は、83重世%であった。全
生成液の一部を5昧Hg、150℃で真空蒸発させ1こ
所、黒色のクール状物質が残つfこ。反応生成物中のフ
ェノール類およびアニソール類に対するタール状物質の
生成量は、0,2重量%であつfこ。
反応後の触媒を反応管から抜出し分析を行つ1こ所、付
着炭火物の量は触媒重量当り約3重量%てあつ1こ。
着炭火物の量は触媒重量当り約3重量%てあつ1こ。
比較例1
実施例1に使用した反応管および同一製造ロソトの触媒
を用い、同一条件でアルキル化反応を行つ1こ。ただし
出発物質の供給は下部側管から行い、反応生成物混合ガ
スは上部側管から取り出し1こQ本比較例では、上部電
熱ヒーターは用いず、下部電熱ヒーターを300℃に加
熱した。
を用い、同一条件でアルキル化反応を行つ1こ。ただし
出発物質の供給は下部側管から行い、反応生成物混合ガ
スは上部側管から取り出し1こQ本比較例では、上部電
熱ヒーターは用いず、下部電熱ヒーターを300℃に加
熱した。
連続的に反応を行つfこ所、350時間後には活性低下
が顕著となり、さらに50時間反応を続(づfこが、フ
ェノール転化率は急激に低下した。400時間反応させ
て得1こ全生成液中のフェノール類およびアニソール類
に対する2、6−キシレノールの量は、74重量%であ
つ1こ0実施例1と同様の方法て得1こ高沸点のタール
状物質の生成量は0.8重量%で、実施例1の4倍に達
し1こ。又、反応後の触媒に付着した炭化物量は7重量
%であつ1こ。
が顕著となり、さらに50時間反応を続(づfこが、フ
ェノール転化率は急激に低下した。400時間反応させ
て得1こ全生成液中のフェノール類およびアニソール類
に対する2、6−キシレノールの量は、74重量%であ
つ1こ0実施例1と同様の方法て得1こ高沸点のタール
状物質の生成量は0.8重量%で、実施例1の4倍に達
し1こ。又、反応後の触媒に付着した炭化物量は7重量
%であつ1こ。
実施例1と比較例1から明らかなごとく、反応器中で反
応用原料を下降流として反応させた場合には、触媒活性
は著しく長期間維持され、反応選択率も高くタール状物
質の生成触媒付着炭素分も数分の−に減少する。
応用原料を下降流として反応させた場合には、触媒活性
は著しく長期間維持され、反応選択率も高くタール状物
質の生成触媒付着炭素分も数分の−に減少する。
実施例2,3および比較例2
酸化クロムを主成分とし、スズ、鉄およびカリウムの酸
化物を含有する触媒を調製し、直径4.8朋、高さ3.
2 msの触媒タブレフトとし1こ。同一製造ロソトの
ものを各反応に使用した。
化物を含有する触媒を調製し、直径4.8朋、高さ3.
2 msの触媒タブレフトとし1こ。同一製造ロソトの
ものを各反応に使用した。
実施例1で用い1こ反応管(以下Aと称す)と同一形状
の反応管(Bと称す)を各々の上部側管を介して門型に
連結し6反応系を構成した。1こたし・Aの上部とBの
下部には実施例1で用いたようなラシヒリングの充てん
は行っていない。Aは比較例1と同一構成で下部側管か
ら供給された出発物質は、触媒層で反応しながら上昇す
る。Aの上部側管を出た未反応物及び生成物は、Bの上
部側管を経て反応管B中の触媒層を下降して反応を完了
し、下部側管から凝縮器に入るOAおよびB中の触媒は
、反応管上端より650闘以下の部分に充てんされてお
り、各々の触媒層長は実施例2ではAおよびBのいずれ
も1,500m5、実施例3ではAで2.OOOmaS
Bで1,000朋、比較例2ではAて2.300ma1
Bで700藺とし1こ。
の反応管(Bと称す)を各々の上部側管を介して門型に
連結し6反応系を構成した。1こたし・Aの上部とBの
下部には実施例1で用いたようなラシヒリングの充てん
は行っていない。Aは比較例1と同一構成で下部側管か
ら供給された出発物質は、触媒層で反応しながら上昇す
る。Aの上部側管を出た未反応物及び生成物は、Bの上
部側管を経て反応管B中の触媒層を下降して反応を完了
し、下部側管から凝縮器に入るOAおよびB中の触媒は
、反応管上端より650闘以下の部分に充てんされてお
り、各々の触媒層長は実施例2ではAおよびBのいずれ
も1,500m5、実施例3ではAで2.OOOmaS
Bで1,000朋、比較例2ではAて2.300ma1
Bで700藺とし1こ。
)・
出発物質のモル比は、フェノール:オル゛ツクレゾール
:アニソール:メタノール:水= 1 : 0.5:
0.1 : 5 : 1で、供給量は750 cI7h
rである。
:アニソール:メタノール:水= 1 : 0.5:
0.1 : 5 : 1で、供給量は750 cI7h
rである。
実施例1と同一の分析法によって測定された、反応開始
後24時間および100時間における反応結果を表1に
示した0 表中2,6−キシレノール選択率(Sx) および2
、4 、6−1−リメチルフェノール選択率(STM
P )は次式によつ1こ。
後24時間および100時間における反応結果を表1に
示した0 表中2,6−キシレノール選択率(Sx) および2
、4 、6−1−リメチルフェノール選択率(STM
P )は次式によつ1こ。
5x−xlOO
po−p十oo+ 0.4 A。
ここで、PO+OOおよびA。は反応器供給フェノール
、0−クレゾール、アニソールの〔モル数/時〕、 Pは反応器出口フェノールの〔モル数/時〕、 X 、 TMPは各々生成物中の2,6−キシレノール
、 2 、4 、6−1−リメチルフェノールの〔モル
数/時〕を意味する0 表1の実施例2および3並びに比較例2から、全触媒層
長のうち、入口から殊を過ぎても下降流とせずに反応さ
せた場合、即ち出口側下降部の長さが稀より少い場合に
はフェノール転化率および2,6−キシレノール選択率
が低く、その時間的低下も著しい。比較例2では触媒活
性の低下は明確である。又、2,4.6−)リメチルフ
ェノール選択率および触媒付着炭素量の増加も著しく、
触媒層の入口から3/3を過ぎてからは上昇流とせすに
生成物を得る本発明方法の効果は鋤著である。
、0−クレゾール、アニソールの〔モル数/時〕、 Pは反応器出口フェノールの〔モル数/時〕、 X 、 TMPは各々生成物中の2,6−キシレノール
、 2 、4 、6−1−リメチルフェノールの〔モル
数/時〕を意味する0 表1の実施例2および3並びに比較例2から、全触媒層
長のうち、入口から殊を過ぎても下降流とせずに反応さ
せた場合、即ち出口側下降部の長さが稀より少い場合に
はフェノール転化率および2,6−キシレノール選択率
が低く、その時間的低下も著しい。比較例2では触媒活
性の低下は明確である。又、2,4.6−)リメチルフ
ェノール選択率および触媒付着炭素量の増加も著しく、
触媒層の入口から3/3を過ぎてからは上昇流とせすに
生成物を得る本発明方法の効果は鋤著である。
第1図、第2図および第3図は本発明によるプロセスの
フローシートである。 2.2’:原料フィードポンプ 3.3’:出発物質蒸発器 5 、5/、 5//:触媒層 8:高沸点生成物液シール 9:凝縮液タンク 11:凝縮液液シール 12:凝縮器 14:出発物質(気相)混合器 A、B、C:反応器
フローシートである。 2.2’:原料フィードポンプ 3.3’:出発物質蒸発器 5 、5/、 5//:触媒層 8:高沸点生成物液シール 9:凝縮液タンク 11:凝縮液液シール 12:凝縮器 14:出発物質(気相)混合器 A、B、C:反応器
Claims (1)
- (1) 少なくとも1個のオル)・位水素を有するフ
ェノール類およびアニソール類から選はれ1こ少なくと
も1種の化合物と飽和脂肪族アルコールとを触媒の存在
下に気相反応させて該化合物をアルギル化するに当り、
触媒層の入口側から最大限その長さの′2//3 を過
きてからは流通方向を重力方向と水平方向との間に設定
することを特徴とするアルキル化反応方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064670A JPS58183635A (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | アルキル化反応方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064670A JPS58183635A (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | アルキル化反応方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58183635A true JPS58183635A (ja) | 1983-10-26 |
| JPH0354092B2 JPH0354092B2 (ja) | 1991-08-19 |
Family
ID=13264847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57064670A Granted JPS58183635A (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | アルキル化反応方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58183635A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS541288A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-08 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Method of simultaneously removing nitrogen oxide and sulfur oxide |
-
1982
- 1982-04-20 JP JP57064670A patent/JPS58183635A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS541288A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-08 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Method of simultaneously removing nitrogen oxide and sulfur oxide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0354092B2 (ja) | 1991-08-19 |
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