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JP2008174544A - Method for production of acrolein - Google Patents

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JP2008174544A
JP2008174544A JP2007306028A JP2007306028A JP2008174544A JP 2008174544 A JP2008174544 A JP 2008174544A JP 2007306028 A JP2007306028 A JP 2007306028A JP 2007306028 A JP2007306028 A JP 2007306028A JP 2008174544 A JP2008174544 A JP 2008174544A
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Japan
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glycerin
acrolein
gas
reaction
glycerine
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Application number
JP2007306028A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Kasuga
洋人 春日
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for the production of acrolein by a gas-phase dehydration reaction using an unrefined glycerine obtained from the naturally-occurring, recyclable resources such as fat-and-fatty oil without wasting substantial energy cost nor needing many processes for refining. <P>SOLUTION: The method for producing acrolein from glycerine is characterized by separating a glycerine composition containing at least glycerine into (A) a glycerine-containing gas including at least glycerine and (B) a non-gasified component including that having at least a boiling point higher than that of glycerine, and bringing at least a part of glycerine included in the component (A) into contact with a solid acid catalyst without liquefying. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、グリセリン組成物を用いたグリセリンの気相脱水反応によるよるアクロレイン製造に関するものである。   The present invention relates to acrolein production by gas phase dehydration reaction of glycerin using a glycerin composition.

植物油から製造されるバイオディーゼルは、化石燃料の代替燃料としてだけではなく、二酸化炭素の排出量が少ない点でも注目され、需要の増大が見込まれている。このバイオディーゼルを製造するとグリセリンが副生するため、その有効利用を図る必要がある。グ
リセリンの利用の一態様としては、グリセリンをアクロレインの原料に使用することが挙げられる。
Biodiesel produced from vegetable oil is attracting attention not only as a substitute for fossil fuels but also because it emits less carbon dioxide, and demand is expected to increase. When this biodiesel is produced, glycerin is produced as a by-product, so it is necessary to make effective use of it. One embodiment of the use of glycerin includes the use of glycerin as a raw material for acrolein.

グリセリンから脱水反応によりアクロレインを製造するに際して、固体酸触媒を用いることは古くから知られている。   In the production of acrolein from glycerin by a dehydration reaction, it has long been known to use a solid acid catalyst.

酸強度関数H0が−9〜−18の範囲の固体強酸性触媒を用いてグリセリンの気相脱水反応によるアクロレインの製造方法について開示されている(特許文献1参考)。   A method for producing acrolein by gas phase dehydration reaction of glycerol using a solid strong acid catalyst having an acid strength function H0 in the range of −9 to −18 is disclosed (see Patent Document 1).

上記特許文献において、原料であるグリセリンは、バイオディーゼル燃料の製造方法である油脂のエステル交換に反応において生成する再生可能原料であり、環境にやさしい天然由来化合物であり、そのグリセリンを用いて有用な化学品であるアクロレインを製造することが記載されている。   In the above patent document, glycerin, which is a raw material, is a renewable raw material that is produced in a reaction for transesterification of fats and oils, which is a method for producing biodiesel fuel, and is an environmentally friendly naturally-derived compound that is useful using the glycerin. It describes the production of the chemical acrolein.

国際公開WO2006−087084号公報International Publication WO2006-070884

天然原料である油脂を原料とするグリセリンは、油脂由来の脂肪酸等の不純物やエステル交換等の製造工程で使用または発生する脂肪酸ナトリウム塩や脂肪酸エステル、アルコール等の有機物や、水酸化ナトリウムや塩化ナトリウム等の無機金属塩等が含まれる粗製グリセリンとして得られる。通常は、中和・水洗あるいはイオン交換等によりナトリウム等のアルカリ金属を除去後、さらに蒸留等による精製工程を経て精製グリセリンとして一般的に入手することができる。   Glycerin made from fats and oils, which are natural raw materials, is an organic substance such as fatty acid sodium salts, fatty acid esters, alcohols, and other organic substances such as fatty acids derived from fats and oils, production processes such as transesterification, sodium hydroxide and sodium chloride. It is obtained as a crude glycerin containing an inorganic metal salt or the like. Usually, after removing an alkali metal such as sodium by neutralization, washing with water or ion exchange, it can be generally obtained as purified glycerin through a purification step such as distillation.

つまり、天然原料である油脂を原料としてグリセリンを経由したアクロレインの製造のためには、グリセリンの精製に多数の工程を必要としている。さらに前記精製グリセリンを用いた気相脱水反応によりアクロレインを製造するためには、得られた精製グリセリンを加熱気化する必要があるので、粗製グリセリンを精製せずに用いた場合に対して、グリセリンの気化・凝縮による精製と、気相脱水反応における気化と、多量のエネルギーが必要となる等の問題がある。   In other words, in order to produce acrolein via glycerin using fats and oils that are natural raw materials, many steps are required for purification of glycerin. Furthermore, in order to produce acrolein by vapor phase dehydration reaction using the purified glycerin, it is necessary to heat and vaporize the obtained purified glycerin. There are problems such as purification by vaporization / condensation, vaporization in a gas phase dehydration reaction, and a large amount of energy required.

一方、粗製グリセリンをアクロレイン製造用原料としてそのまま用いると、含まれているアルカリ金属化合物や高沸点成分により、反応管内への炭素質物質の蓄積や触媒性能低下などを引き起こすことがあるため、好ましくない。   On the other hand, if crude glycerin is used as a raw material for acrolein production as it is, it is not preferable because the contained alkali metal compound or high boiling point component may cause accumulation of carbonaceous substances in the reaction tube or decrease in catalyst performance. .

つまり、天然由来のグリセリンを用いて気相脱水反応によりアクロレインを製造するには、精製のための多数の工程と多大なエネルギーコストがかかるため、より効率的で経済的な方法が望まれている。   That is, in order to produce acrolein by gas-phase dehydration reaction using naturally derived glycerin, it requires many steps for purification and enormous energy costs, so a more efficient and economical method is desired. .

本発明者らは、粗製グリセリンを用いたアクロレインの製造方法を鋭意検討した結果、グリセリンを含む混合物を蒸留により精製し、その際に気化したグリセリン含有ガスを液化させることなく気相脱水反応によるアクロレインの製造用原料に用いることで、より効率的に製造できることを発見し、以下の本発明の完成に至った。   As a result of intensive studies on a method for producing acrolein using crude glycerin, the present inventors have purified a mixture containing glycerin by distillation, and acrolein by vapor phase dehydration reaction without liquefying the glycerin-containing gas vaporized at that time It was discovered that it can be produced more efficiently by using it as a raw material for production of the present invention, and the following invention was completed.

(1)少なくともグリセリンを含むグリセリン組成物を、(A)少なくともグリセリンを含むグリセリン含有ガスと(B)少なくともグリセリンよりも高沸点の成分を含む非ガス化成分とに分離し、該(A)に含まれるグリセリンの少なくとも一部は液化することなく固体酸触媒と接触させて、アクロレインを製造することを特徴とするグリセリンからのアクロレインの製造方法。   (1) A glycerin composition containing at least glycerin is separated into (A) a glycerin-containing gas containing at least glycerin and (B) a non-gasification component containing a component having a boiling point higher than that of glycerin. A method for producing acrolein from glycerin, comprising producing acrolein by contacting at least a part of glycerin contained with a solid acid catalyst without liquefying.

(2)前記(A)に含有されるグリセリンの比率が、前記(A)に含まれる全有機化合物に対して、80質量%以上であることを特徴とする(1)記載のアクロレインの製造方法。   (2) The method for producing acrolein according to (1), wherein the ratio of glycerin contained in (A) is 80% by mass or more based on the total organic compounds contained in (A). .

(3)前記(B)に含まれるグリセリンよりも高沸点の成分を含む非ガス化成分が、炭素数が12以上の直鎖または分岐を有する脂肪酸及び/又は脂肪酸アルカリ金属塩、無機アルカリ金属塩、から選ばれる1以上の成分を含有することを特徴とする(1)〜(2)記載のアクロレインの製造方法。   (3) The non-gasification component containing a component having a boiling point higher than that of glycerin contained in the (B) is a linear or branched fatty acid and / or fatty acid alkali metal salt or inorganic alkali metal salt having 12 or more carbon atoms. One or more components chosen from these are contained, The manufacturing method of acrolein as described in (1)-(2) characterized by the above-mentioned.

(4)気相脱水反応器入口における反応原料ガス中のグリセリン分圧が30kPa以下であることを特徴とする(1)〜(3)記載のアクロレインの製造方法。   (4) The method for producing acrolein according to (1) to (3), wherein the partial pressure of glycerin in the reaction raw material gas at the gas phase dehydration reactor inlet is 30 kPa or less.

本発明の方法によれば、粗製グリセリンを用いても問題なくアクロレインの気相脱水反応の原料として用いることが出来るので、油脂などの天然由来資源から得られたグリセリンを原料として経済的により高効率でアクロレインが製造できる。   According to the method of the present invention, even if crude glycerin is used, it can be used as a raw material for the gas phase dehydration reaction of acrolein, so that it is economically more efficient using glycerin obtained from natural resources such as fats and oils as a raw material. Can produce acrolein.

本発明に係るグリセリンの脱水反応によるアクロレイン製造の方法を実施形態に基づき説明する。   A method for producing acrolein by dehydration reaction of glycerin according to the present invention will be described based on an embodiment.

本発明は、少なくともグリセリンを含むグリセリン組成物を、(A)少なくともグリセリンを含むグリセリン含有ガスと(B)少なくともグリセリンよりも高沸点の成分を含む非ガス化成分とに分離し、該(A)に含まれるグリセリンの少なくとも一部は液化することなく固体酸触媒と接触させて、アクロレインを製造することを特徴とするグリセリンからのアクロレインの製造方法であるが、用いる粗製グリセリンに含有されるグリセリン以外の成分の量や種類に応じた前処理工程や、前記(A)のグリセリン含有ガスに希釈ガス等を追加して気相脱水反応に好適な反応ガス組成に調整する工程を含んでいてもよい。
以下、気相脱水反応によるアクロレインの製造工程から逆順に説明する。
The present invention separates a glycerin composition containing at least glycerin into (A) a glycerin-containing gas containing at least glycerin and (B) a non-gasification component containing at least a component having a boiling point higher than that of glycerin. Is a method for producing acrolein from glycerin, wherein at least part of the glycerin contained in the product is brought into contact with a solid acid catalyst without being liquefied to produce acrolein, but other than glycerin contained in the crude glycerin used A pretreatment step according to the amount and type of the component, and a step of adjusting the reaction gas composition suitable for the gas phase dehydration reaction by adding a dilution gas or the like to the glycerin-containing gas of (A). .
Hereinafter, the manufacturing process of acrolein by vapor phase dehydration reaction will be described in reverse order.

(α)気相脱水反応によるアクロレインの製造工程
本実施形態における気相脱水反応によるアクロレインの製造工程は、固定床反応器、移動床反応器、流動層反応器等から任意に選択した反応器内でグリセリンを含んだ原料ガスと触媒を接触させる気相脱水反応によりアクロレインを製造するものである。
(Α) Process for producing acrolein by gas phase dehydration reaction The process for producing acrolein by gas phase dehydration reaction in this embodiment is carried out in a reactor arbitrarily selected from a fixed bed reactor, a moving bed reactor, a fluidized bed reactor and the like. Acrolein is produced by vapor phase dehydration reaction in which a raw material gas containing glycerin is brought into contact with a catalyst.

固体酸触媒としては、固体酸性を有する化合物であれば良く、(a)結晶性メタロシリケート、(b)金属酸化物、(c)粘土鉱物、(d)鉱酸をα−アルミナやシリカ、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の無機担体に担持したもの、(e)リン酸や硫酸の金属塩およびそれらをα−アルミナやシリカ、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の無機担体に担持したもの、等が上げられる。   As the solid acid catalyst, any compound having solid acidity may be used. (A) Crystalline metallosilicate, (b) metal oxide, (c) clay mineral, (d) mineral acid is converted to α-alumina, silica, oxidation Examples include those supported on an inorganic carrier such as zirconium and titanium oxide, (e) metal salts of phosphoric acid and sulfuric acid, and those supported on an inorganic carrier such as α-alumina, silica, zirconium oxide, and titanium oxide. .

(a)結晶性メタロシリケートとしては、Al、B、Fe、Ga等から選ばれる1種または2種以上の元素をT原子とし、その結晶構造としては、LTA、CHA、FER、MFI、MOR、BEA、MTW等があり、(b)金属酸化物としては、Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、V2O5、などの単独金属酸化物以外に、SiO2−Al2O3、SiO2−TiO2、TiO2−WO3、WO3−ZrO2等の複合酸化物があり、(c)粘土鉱物としては、ベントナイト、カオリン、モンモリロナイトなどがあり、(d)鉱酸を無機担体に担持したものとして、リン酸や硫酸をアルミナやシリカ、ジルコニアなどに担持したもの等があり、(e)リン酸や硫酸の金属塩としては、MgSO4、Al2(SO4)3、K2SO4、AlPO4、YPO4、BPO4、Zr3(PO4)4等が例示される。   (A) As a crystalline metallosilicate, one or more elements selected from Al, B, Fe, Ga and the like are T atoms, and the crystal structure thereof is LTA, CHA, FER, MFI, MOR, There are BEA, MTW, etc. (b) As the metal oxide, in addition to single metal oxides such as Al2O3, TiO2, ZrO2, SnO2, V2O5, SiO2-Al2O3, SiO2-TiO2, TiO2-WO3, WO3-ZrO2 (C) As clay minerals, there are bentonite, kaolin, montmorillonite, etc. (d) As mineral acid is supported on an inorganic carrier, phosphoric acid and sulfuric acid are alumina, silica, zirconia, etc. (E) Metal salts of phosphoric acid and sulfuric acid include MgSO4, Al2 (SO4) 3, K2SO4 AlPO4, YPO4, BPO4, Zr3 (PO4) 4 and the like.

具体的には、国際公開WO2006/087083号公報およびWO2006/087084号公報に開示されている固体酸(リン酸、硫酸または酸化タングステンを担持している酸化ジルコニウムなど)を使用することも出来る。   Specifically, solid acids (such as zirconium oxide carrying phosphoric acid, sulfuric acid, or tungsten oxide) disclosed in International Publication Nos. WO2006 / 087083 and WO2006 / 087084 can also be used.

好ましくは、当業者において知られている中程度以上の酸強度を有する固体酸(例えば、化学総説 No.34 P78〜89 (1982) 田部浩三他著、表1および表2記載の、ハメットの酸度関数H0が+1.5以下の酸性を有する固体酸)である。   Preferably, solid acids having a medium or higher acid strength known to those skilled in the art (for example, Chemical Review No. 34 P78-89 (1982) Kobe Tabe et al., Tables 1 and 2 described in Tables 1 and 2). The function H0 is a solid acid having an acidity of +1.5 or less.

これらの中で、脱水反応時や再生処理時において高温で、酸化や還元雰囲気に曝される事から、安定性の良い固体触媒が好ましく、結晶性メタロシリケート、金属酸化物および粘土鉱物等が好適であり、結晶性メタロシリケートとしてはT原子がAlでMFI構造のZSM5が、金属酸化物としては結晶性リン酸アルミニウムが特に好適である。   Among these, since they are exposed to an oxidizing or reducing atmosphere at a high temperature during dehydration or regeneration, a solid catalyst having good stability is preferable, and crystalline metallosilicates, metal oxides, clay minerals, and the like are preferable. As the crystalline metallosilicate, ZSM5 having an MFI structure with T atom as Al is particularly suitable, and as the metal oxide, crystalline aluminum phosphate is particularly suitable.

本反応においては、活性の低下した触媒を、酸素などの酸化性のガスを含む気体と高温で接触させる事により再生することができる。接触させる形態は特に問わず、触媒を反応器から取り出して行っても良いし、脱水反応と同じ反応器内で流通させるガスを切換えることで行っても構わない。脱水反応を固定床で行っている場合には、触媒の抜出し・再充填などの手間がかからない後者の方が簡便であり、推奨される。   In this reaction, the catalyst with reduced activity can be regenerated by bringing it into contact with a gas containing an oxidizing gas such as oxygen at a high temperature. The form of contact is not particularly limited, and the catalyst may be removed from the reactor, or may be switched by switching the gas to be circulated in the same reactor as the dehydration reaction. When the dehydration reaction is carried out in a fixed bed, the latter method, which does not require the trouble of extracting and refilling the catalyst, is simpler and recommended.

再生で使用する酸化性ガスとして酸素を用いる場合は空気中の酸素を用いるのが安価であるが、窒素や二酸化炭素、水蒸気等の不活性ガスを同伴させても良い。特に、空気中には酸素を約20容量%含んでいるために急激な発熱が懸念される場合には、酸素濃度を調整するために不活性ガスを用いる事が推奨される。再生処理の前後において、系内に残存する余分な有機物や、再生処理後の残存酸素などを除去または削減する目的で、窒素等の不活性ガスでパージしても良い。   When oxygen is used as the oxidizing gas used for regeneration, it is inexpensive to use oxygen in the air, but an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, or water vapor may be accompanied. In particular, it is recommended to use an inert gas in order to adjust the oxygen concentration when there is a concern about sudden heat generation because the air contains about 20% by volume of oxygen. Before and after the regeneration treatment, purging with an inert gas such as nitrogen may be performed for the purpose of removing or reducing excess organic matter remaining in the system and residual oxygen after the regeneration treatment.

再生した触媒は、反応原料ガスと接触させる事で、再度アクロレイン合成用触媒として用いる事ができる。   The regenerated catalyst can be used again as a catalyst for acrolein synthesis by contacting with the reaction raw material gas.

反応器入口部における反応原料ガス中のグリセリン分圧は、30kPa以下であると良く、好ましくは25kPa以下、より好ましくは20kPa以下、更に好ましくは15kPa以下である。グリセリン分圧は低いほうが好ましいが、一定の生産性を確保するためには、(I)反応圧力を下げる、(II)大量の希釈成分を同伴させる、等の方法が必要となる。工業的観点から鑑みると、(I)では気密性の高い高耐圧製の反応装置や大型の減圧装置が必要となり、(II)では生成したアクロレインの捕集や大量の希釈成分のコストおよび圧力損失に伴う動力費の増加が問題となるため、工業上の観点から0.01kPa以上が好ましく、0.1kPa以上がより好ましく、1kPa以上が更に好ましい。   The glycerin partial pressure in the reaction raw material gas at the reactor inlet is preferably 30 kPa or less, preferably 25 kPa or less, more preferably 20 kPa or less, and even more preferably 15 kPa or less. The glycerin partial pressure is preferably low, but in order to ensure a certain productivity, methods such as (I) lowering the reaction pressure and (II) entraining a large amount of diluted components are required. From an industrial point of view, (I) requires a highly airtight and high pressure resistant reactor and a large pressure reducing device, and (II) collects the generated acrolein and costs and pressure loss of a large amount of diluted components. From the industrial viewpoint, 0.01 kPa or more is preferable, 0.1 kPa or more is more preferable, and 1 kPa or more is even more preferable.

前記グリセリン分圧とは反応器入口における反応原料ガス中のグリセリンガスの分圧を指す。例えば、反応原料ガス中のグリセリンガス容量比(vol%)が100vol%であれば、グリセリン分圧は反応器入口部における原料ガスの圧力であり、グリセリン以外のガス成分を含む場合には、反応器入口部における原料ガスの全圧力のうち、反応原料ガス中のグリセリンガス容量比(vol%)に応じた値である。   The glycerin partial pressure refers to the partial pressure of glycerin gas in the reaction raw material gas at the reactor inlet. For example, if the glycerin gas volume ratio (vol%) in the reaction raw material gas is 100 vol%, the glycerin partial pressure is the pressure of the raw material gas at the inlet of the reactor, and if a gas component other than glycerin is included, the reaction It is a value corresponding to the glycerin gas volume ratio (vol%) in the reaction raw material gas out of the total pressure of the raw material gas at the inlet of the vessel.

反応器入口における反応原料ガスの全圧力は、0.01kPa以上であればよく、より好ましくは0.1kPa以上であり、更に好ましくは1kPa以上である。圧力の上限は、反応器入口部における反応原料ガスが気体で存在しうる限りにおいて制限は無いが、通常、500kPa以下、より好ましくは300kPa以下、更に好ましくは200kPa以下である。後述するグリセリン組成物を前記(A)と前記(B)とに分離するに際して、蒸留などの沸点差を利用する分離方法を用いる場合には、グリセリンの沸点が290℃と高いために減圧条件下で行う場合には、脱水反応工程も減圧条件下で行うのが簡便であり、好ましい。   The total pressure of the reaction raw material gas at the reactor inlet may be 0.01 kPa or more, more preferably 0.1 kPa or more, and further preferably 1 kPa or more. The upper limit of the pressure is not limited as long as the reaction raw material gas at the inlet of the reactor can exist as a gas, but is usually 500 kPa or less, more preferably 300 kPa or less, and still more preferably 200 kPa or less. When separating a glycerin composition to be described later into (A) and (B), when using a separation method utilizing a boiling point difference such as distillation, the boiling point of glycerin is as high as 290 ° C. In the case of carrying out the process, the dehydration reaction step is also preferably carried out under reduced pressure conditions.

好適なグリセリンの分圧は30kPa以下であるので、反応器入口の反応原料ガスの圧力が30kPa以上であれば、必ずグリセリン以外の希釈成分が原料ガス中に含まれることになる。また、反応器入口の反応原料ガスの圧力が30kPa以下であっても、希釈成分が含まれていても構わない。   Since the preferred partial pressure of glycerin is 30 kPa or less, if the pressure of the reaction raw material gas at the reactor inlet is 30 kPa or higher, a diluting component other than glycerin is always included in the raw material gas. Moreover, even if the pressure of the reaction raw material gas at the reactor inlet is 30 kPa or less, a dilution component may be contained.

希釈成分として、水蒸気や窒素ガス、空気を例示することができ、特に水蒸気を添加すると触媒の寿命やアクロレインの収率に対して有利な効果が見られ、好適である。また、グリセリンの気相脱水反応により得られたアクロレイン組成物から、アクロレインを溶剤等で吸収、あるいは凝縮させてアクロレインを取り出した後の希釈成分の一部をリサイクルすることも出来る。更に、得られたアクロレインを用いてアクロレインの誘導体、例えばアクリル酸を合成し、得られたアクロレイン誘導体を吸収あるいは凝縮により取り出した後の希釈成分の一部を脱水反応の希釈成分としてリサイクルしても構わない。   Examples of the diluting component include water vapor, nitrogen gas, and air. Particularly, when water vapor is added, advantageous effects are seen with respect to the life of the catalyst and the yield of acrolein. Further, from the acrolein composition obtained by the vapor phase dehydration reaction of glycerin, a part of the diluted components after the acrolein is taken out by absorbing or condensing the acrolein with a solvent or the like can be recycled. Further, acrolein derivatives such as acrylic acid can be synthesized using the obtained acrolein, and a part of the diluted component after the obtained acrolein derivative is taken out by absorption or condensation can be recycled as a diluted component of the dehydration reaction. I do not care.

希釈成分として水蒸気を用いる場合、水蒸気は精製工程からグリセリンに同伴されても構わないし、新たに追加しても、また両者が混合していても構わない。好ましい水蒸気の量は、脱水反応器入口における原料ガス中のグリセリン分圧に対して、水の分圧が、5倍以下である。より好ましくは3倍以下であり、更に好ましくは2倍以下になるように調整しておくと、触媒寿命や収率に好適な効果を得られ、かつ脱水反応生成物の精製工程に大きな負担がかからず、好適である。   When water vapor is used as a diluting component, the water vapor may be accompanied by glycerin from the purification step, may be newly added, or both may be mixed. A preferable amount of water vapor is such that the partial pressure of water is 5 times or less of the glycerin partial pressure in the raw material gas at the inlet of the dehydration reactor. More preferably 3 times or less, and even more preferably 2 times or less, a suitable effect on catalyst life and yield can be obtained, and a large burden is imposed on the purification process of the dehydration reaction product. It does not take, and is suitable.

脱水反応を常圧若しくは加圧下で実施する場合には、水蒸気以外の希釈成分として窒素等、常温常圧下で液化しない非凝縮性で非酸化性ガスを用いることが出来る。但し、脱水反応にて生成したアクロレインの捕集を行う場合には、該アクロレイン捕集工程における捕集効率を鑑みる必要があり、通常はグリセリン分圧の20倍以下、より好ましくは15倍以下、更に好ましくは12倍以下である。   When the dehydration reaction is carried out at normal pressure or under pressure, a non-condensable and non-oxidizing gas that does not liquefy at normal temperature and normal pressure, such as nitrogen, can be used as a diluent component other than water vapor. However, when collecting acrolein produced by the dehydration reaction, it is necessary to consider the collection efficiency in the acrolein collection step, usually 20 times or less of the glycerin partial pressure, more preferably 15 times or less, More preferably, it is 12 times or less.

グリセリンおよび希釈ガス全量を含めた反応器入口部における反応原料ガスの空間速度(以下、反応ガスGHSVと称することがある)は、通常、70〜50000hr−1であり、好ましくは70〜25000hr−1であり、より好ましくは100〜12000hr−1であり、更に好ましくは125〜12000hr−1である。   The space velocity of the reaction raw material gas at the reactor inlet including the total amount of glycerin and dilution gas (hereinafter sometimes referred to as reaction gas GHSV) is usually 70 to 50000 hr-1, preferably 70 to 25000 hr-1. More preferably, it is 100-12000hr-1, More preferably, it is 125-12000hr-1.

気相脱水反応温度は、250〜500℃が好ましく、より好ましくは、300〜450℃であり、更に好ましくは330〜440℃である。反応温度が低いと、グリセリンの転化率が低くなり実質的にアクロレインの生産量が低下するので好ましくない。また反応温度が高すぎると、アクロレインの収率が大幅に低下し、好ましくない。   The gas phase dehydration reaction temperature is preferably 250 to 500 ° C, more preferably 300 to 450 ° C, and still more preferably 330 to 440 ° C. A low reaction temperature is not preferable because the conversion rate of glycerin is low and the production of acrolein is substantially reduced. On the other hand, if the reaction temperature is too high, the yield of acrolein is greatly reduced, which is not preferable.

前記希釈成分以外に、グリセリン以外の有機化合物が反応原料ガス中に少量含まれていると、反応開始直後のアクロレインの収率が低い、いわゆる誘導期を短縮する効果が得られる事があり、好ましい。好ましい有機化合物しては、アクロレイン、アセトアルデヒド、酢酸、アクリル酸、メタノール、エタノール、脂肪酸、脂肪酸エステルなどが挙げられる。   In addition to the diluting component, when a small amount of an organic compound other than glycerin is contained in the reaction raw material gas, the yield of acrolein immediately after the start of the reaction is low. . Preferred organic compounds include acrolein, acetaldehyde, acetic acid, acrylic acid, methanol, ethanol, fatty acid, fatty acid ester and the like.

前記有機化合物は、その量が多すぎると触媒活性の低下を早めることがあるので、反応原料ガスに含まれる全有機化合物中の20質量%以下であるのが好ましく、より好ましくは10質量%以下であり、更に好ましくは5質量%以下である。   The amount of the organic compound is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total organic compound contained in the reaction raw material gas, because the amount of the organic compound may accelerate the decrease in catalytic activity. More preferably, it is 5 mass% or less.

また、脱水反応を常圧若しくは加圧下で実施する場合には、水蒸気以外の希釈成分として酸素などの酸化性ガスを希釈成分に含ませる事が出来る。酸化性ガスが含まれていると、触媒上への炭素質物質の蓄積が軽減され、また触媒の活性低下を抑制する効果が得られる事がある。但し、酸化性ガスの量が多すぎると、燃焼反応によりアクロレインの収率低下が見られるため、好ましくない。酸化性ガスとして酸素を用いた場合の好ましい範囲は、反応器入口における反応原料ガス中の酸素分圧比で15%以下および/またはグリセリン分圧の3.5倍以下の酸素分圧のいずれかの低い値以下であると好ましい。   Further, when the dehydration reaction is carried out at normal pressure or under pressure, an oxidizing gas such as oxygen can be included in the diluted component as a diluted component other than water vapor. If an oxidizing gas is contained, the accumulation of carbonaceous material on the catalyst may be reduced, and an effect of suppressing a decrease in the activity of the catalyst may be obtained. However, if the amount of the oxidizing gas is too large, the yield of acrolein is reduced by the combustion reaction, which is not preferable. A preferable range when oxygen is used as the oxidizing gas is any of oxygen partial pressure ratio of 15% or less and / or oxygen partial pressure of 3.5 times or less of glycerin partial pressure in the reaction raw material gas at the reactor inlet. It is preferable that it is below a low value.

減圧条件下で希釈成分を用いて脱水反応を行う場合には、減圧装置への負荷を抑制するために、グリセリンよりも低沸点で常温・常圧下で凝縮する水蒸気等を用いるのが好ましい。   When the dehydration reaction is carried out using the dilute component under reduced pressure conditions, it is preferable to use water vapor or the like that condenses at room temperature and normal pressure at a lower boiling point than glycerin in order to suppress the load on the reduced pressure apparatus.

前記グリセリン以外の希釈成分として、該反応で生成したアクロレインを含む反応生成ガスまたは該アクロレインを原料としたアクロレイン誘導体(例えば、アクリル酸)の反応生成ガスから、アクロレインやアクロレイン誘導体などの目的生成物を除去した残りの成分の一部または全量を用いても良い。   As a diluting component other than the glycerin, a target product such as acrolein or an acrolein derivative is obtained from a reaction product gas containing acrolein generated by the reaction or a reaction product gas of an acrolein derivative (for example, acrylic acid) using the acrolein as a raw material. Some or all of the remaining components removed may be used.

(β)グリセリン組成物を(A)グリセリン含有ガスと(B)非ガス化成分とに分離する分離工程
本工程では、グリセリン組成物から(A)少なくともグリセリンを含むグリセリン含有ガスと、(B)少なくともグリセリンより高沸点の成分を含む非ガス化成分とに分離する分離工程できればよく、公知の方法を用いることができ、例えば蒸留や蒸発などの加熱によりグリセリンを気化させる方法が簡便であり適している。
(Β) Separation step of separating the glycerin composition into (A) a glycerin-containing gas and (B) a non-gasification component In this step, (A) a glycerin-containing gas containing at least glycerin from the glycerin composition, and (B) A separation process that separates into at least a non-gasification component containing a component having a higher boiling point than glycerin may be used, and a known method can be used. For example, a method of vaporizing glycerin by heating such as distillation or evaporation is simple and suitable. Yes.

蒸留など加熱によりグリセリンを気化させる方法では、グリセリンの沸点が290℃と高いために、グリセリン組成物に含まれている不純物が重合・変質などにより操作上好ましくない影響を及ぼす場合には、減圧条件下で実施することが出来る。   In the method of vaporizing glycerin by heating such as distillation, since the boiling point of glycerin is as high as 290 ° C., if impurities contained in the glycerin composition have undesirable effects on the operation due to polymerization, alteration, etc., the decompression condition Can be implemented below.

前記(A)には前記脱水反応条件において記載したように、含有する全有機化合物中のグリセリン含有量が80質量%以上であればよく、残余にグリセリン以外の有機化合物が含有されていてもよい。但し、前記(A)にアルカリ金属化合物が含まれると、固体酸触媒を不可逆に失活させることがあるため、少なくともアルカリ金属化合物が含まれない分離方法であることが好ましい。   In (A), as described in the dehydration reaction conditions, the glycerin content in the total organic compound contained may be 80% by mass or more, and the remainder may contain an organic compound other than glycerin. . However, when an alkali metal compound is contained in (A), the solid acid catalyst may be irreversibly deactivated. Therefore, it is preferable that the separation method does not contain at least an alkali metal compound.

前記(B)には少なくともグリセリンよりも高沸点の成分が含まれており、特にグリセリン混合物中のアルカリ金属は全て含まれているのが好ましい。また、前記(B)にはグリセリンが含まれていないのが好ましいが、前記(A)の組成を調整するために(例えば含まれる高沸点化合物の量の調整やアルカリ金属化合物が含まれないような調整)、あるいはグリセリンを少量含有させることで粘度低下などにより(B)を排出する操作を簡便にするためにグリセリンが含まれていても良い。グリセリン組成物中にアルカリ金属化合物を含む場合には、強制撹拌型薄膜降下蒸発缶等を用いて、グリセリンを気化させると同時に該金属塩などを除去する方法を用いることも出来る。   The component (B) contains at least a component having a boiling point higher than that of glycerin, and particularly preferably contains all alkali metals in the glycerin mixture. In addition, it is preferable that (B) does not contain glycerin. However, in order to adjust the composition of (A) (for example, adjustment of the amount of high-boiling compounds contained and alkali metal compounds are not included). Glycerin may be included in order to simplify the operation of discharging (B) due to a decrease in viscosity or the like by adding a small amount of glycerin. When an alkali metal compound is contained in the glycerin composition, a method of removing the metal salt and the like at the same time as vaporizing glycerin using a forced stirring type thin film dropping evaporator can be used.

また、蒸発器を用いて加熱されたグリセリン組成物中に窒素や空気などのガスを吹き込むことにより気化したグリセリンを上部から抜出し、下部からグリセリンよりも高沸点の成分、例えば油脂や、グリセリンの製造過程で用いられ、または発生するアルカリ金属化合物等を抜き出すことでも実施することが出来る。   In addition, glycerin vaporized by blowing a gas such as nitrogen or air into the glycerin composition heated using an evaporator is extracted from the upper part, and components having higher boiling points than glycerin, such as fats and oils, glycerin are produced from the lower part. It can also be carried out by extracting an alkali metal compound used or generated in the process.

気相脱水反応に適したグリセリン原料ガスを得るために、用いる原料グリセリン組成物に含有されるグリセリン以外の成分の量や種類に応じてグリセリンを含む組成物を調製する工程を施すのが好ましい。   In order to obtain a glycerin raw material gas suitable for the gas phase dehydration reaction, it is preferable to perform a step of preparing a composition containing glycerin according to the amount and type of components other than glycerin contained in the raw material glycerin composition to be used.

例えば、前記(A)に含まれる全有機化合物中のグリセリン含有量が80質量%以下となるを防ぐために、原料グリセリン組成物に含有されるグリセリンよりも低沸点の有機化合物を蒸留や蒸発など公知の技術により適当な量になるまで取除くなどして、その量を調整しておくことが好ましい。   For example, in order to prevent the glycerin content in the total organic compound contained in the above (A) from being 80% by mass or less, an organic compound having a boiling point lower than that of glycerin contained in the raw glycerin composition is known, such as distillation or evaporation. It is preferable to adjust the amount by removing it until an appropriate amount is obtained by this technique.

また、原料グリセリン組成物中に水が大量に含まれているために、反応原料ガス中の水蒸気量が該反応原料ガス中のグリセリンの質量よりも多くなるを防ぐためにも、蒸留や蒸発など公知の技術により適当な量になるまで取除くなどして、水の含有量を調整しておくことが好ましい。   In addition, since a large amount of water is contained in the raw material glycerin composition, in order to prevent the amount of water vapor in the reaction raw material gas from becoming larger than the mass of glycerin in the reaction raw material gas, known methods such as distillation and evaporation It is preferable to adjust the water content, for example, by removing until an appropriate amount is obtained by this technique.

本発明に用いられる原料グリセリン組成物は、油脂のエステル交換や石鹸の製造工程より生成する天然資源由来のグリセリンを含むグリセリン組成物が好適であるが、該グリセリン組成物中には、不純物として塩化ナトリウム等のアルカリ金属塩、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物が多量に含まれていることがある。前記アルカリ金属化合物を大量に含んでいると、分離工程での操作に支障をきたす場合や装置の腐食等の影響がある場合には、イオン交換や水洗浄および中和、濾過等の公知技術による前処理により、含有量などを調整しておくのが好ましい。   The raw material glycerin composition used in the present invention is preferably a glycerin composition containing glycerin derived from natural resources produced by transesterification of fats and oils or a soap manufacturing process. There may be a large amount of alkali metal salts such as sodium and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide. If the alkali metal compound is contained in a large amount, the operation in the separation process is hindered or there is an influence such as corrosion of the apparatus. It is preferable to adjust the content and the like by pretreatment.

該分離工程で得られる前記(A)グリセリン含有ガスは、含有するグリセリンを全量液化させること無く気相脱水反応に用いることができるが、反応原料ガス中のグリセリンの分圧を調整する目的や気相脱水反応に供するグリセリンの供給量を調整するために一部のグリセリンを液化させてもよい。   The (A) glycerin-containing gas obtained in the separation step can be used for a gas phase dehydration reaction without liquefying the entire amount of glycerin contained, but the purpose and gas for adjusting the partial pressure of glycerin in the reaction raw material gas can be used. A part of glycerin may be liquefied in order to adjust the amount of glycerin supplied to the phase dehydration reaction.

本発明の実施態様としては、既存のグリセリン製造装置の一部を改良してグリセリンの蒸留工程から得られるグリセリンを含むガスを前記(A)グリセリン含有ガスとしてアクロレイン製造工程に送ることで実施してもよい。本発明にけるグリセリン製造装置とは、油脂と苛性ソーダ等を用いて石鹸を製造する装置や、油脂とアルコールのエステル交換により脂肪酸のメチルエステル等を製造する装置等、油脂を原料としてグリセリンを併産する装置も含まれる。   As an embodiment of the present invention, a part of an existing glycerin production apparatus is improved and a gas containing glycerin obtained from a glycerin distillation process is sent to the acrolein production process as the (A) glycerin-containing gas. Also good. The glycerin production apparatus in the present invention is an apparatus for producing soap using fats and oils, caustic soda, etc., an apparatus for producing methyl esters of fatty acids by transesterification of fats and oils, etc. Also included is a device to perform.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、グリセリン転化率、アクロレイン収率、SV(空間速度)は次の式で算出される値である。
グリセリン転化率 =(1−(捕集流出物中のグリセリンのモル数)/(30分問で反応器に流入させたグリセリンのモル数))×100
アクロレインの収率 =((捕集流出物中のアクロレインのモル数)/(30分間に反応器に流入させたグリセリンのモル数))×100
SV(空間速度)=(標準条件で換算したガス供給量、L/hr)/(触媒量、L)
(触媒調製例1)
次の担持工程、結晶化工程、およびイオン交換工程を実行することにより、各実施例および比較例のH型MFI触媒(T原子がAlであるメタノシリケート成形体)を作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, the scope of the present invention is not limited only to these Examples. The glycerin conversion rate, acrolein yield, and SV (space velocity) are values calculated by the following formula.
Glycerin conversion rate = (1− (number of moles of glycerin in the collected effluent) / (number of moles of glycerin introduced into the reactor in 30 minutes)) × 100
Yield of acrolein = ((number of moles of acrolein in the collected effluent) / (number of moles of glycerin introduced into the reactor in 30 minutes)) × 100
SV (space velocity) = (gas supply amount converted under standard conditions, L / hr) / (catalyst amount, L)
(Catalyst Preparation Example 1)
By executing the following supporting process, crystallization process, and ion exchange process, H-type MFI catalysts (methanosilicate molded bodies in which T atoms are Al) of each Example and Comparative Example were produced.

(担持工程)
1.40gのNaOHと0.47gのNaAlO2を蒸留水15.00gに順次溶解し、更に、10.15gの40質量%水酸化テトラ−n−プロピノレアンモニウム水溶液を蒸留水に添加した。そして、この溶液に蒸留水を加えて、全量が30mlの含浸液を調整した。
(Supporting process)
1.40 g of NaOH and 0.47 g of NaAlO 2 were sequentially dissolved in 15.00 g of distilled water, and 10.15 g of 40 mass% tetra-n-propinoleammonium hydroxide aqueous solution was added to the distilled water. Then, distilled water was added to this solution to prepare an impregnating solution having a total amount of 30 ml.

次に、シリカ成形体にシリカビーズ(富士シリシア化学社製「キャリアクトQ50」、10 〜20メッシュ、平均細孔径50nm)を使用し、120℃で1日間乾燥した30gのシリカビーズを含浸液に1時間含浸させた。その後、シリカビーズを100℃の湯浴上に設置した蒸発皿上で乾燥させた後、更に80℃、窒素気流下で7時間乾燥して、結晶化に必要なNa、Al結晶化剤をシリカビーズに担持させ、結晶性メタノシリケート前駆体を得た。   Next, silica beads (“CARTIACT Q50” manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., 10 to 20 mesh, average pore diameter of 50 nm) are used for the silica compact, and 30 g of silica beads dried at 120 ° C. for 1 day is used as the impregnation liquid. Impregnation for 1 hour. Thereafter, the silica beads were dried on an evaporating dish placed on a 100 ° C. hot water bath, and further dried at 80 ° C. under a nitrogen stream for 7 hours to obtain Na and Al crystallizing agents necessary for crystallization. A crystalline methanosilicate precursor was obtained by supporting it on beads.

(結晶化工程)
担持工程で得た前駆体を容積100mlのテトラフルオロエチレン製のジャケット付坩堝の中空部に配置し、坩堝の底部に1.00gの蒸留水を入れ、この坩堝を180℃の電気炉に8時間静置した。
(Crystallization process)
The precursor obtained in the supporting step is placed in the hollow part of a tetrafluoroethylene jacketed crucible having a volume of 100 ml, and 1.00 g of distilled water is placed at the bottom of the crucible, and this crucible is placed in an electric furnace at 180 ° C. for 8 hours. Left to stand.

(イオン交換工程)
結晶化工程を経た固形物を、60℃の1モル/L硝酸アンモニウム水溶液300gに浸漬して1時間攪拌した後、上澄み液を廃棄した。この操作を複数回繰り返した。その後、固形物を水洗した。
(Ion exchange process)
The solid after the crystallization process was immersed in 300 g of a 1 mol / L ammonium nitrate aqueous solution at 60 ° C. and stirred for 1 hour, and then the supernatant was discarded. This operation was repeated several times. Thereafter, the solid was washed with water.

(焼成工程)
イオン交換工程後の固形物を、空気気流中において540℃で3.5時間焼成した。この焼成により、H型MFIである触媒Aを得た。
(触媒調製例2)
硝酸アルミニウム9水和物160gとイオン交換水800gとの溶液に、85質量%オルトリン酸49gを混合した。この混合溶液に28質量%アンモニア水96.7gを約50分間かけて滴下した後(当該滴下当初から、白色の沈殿物が生じた)、混合液を1時間撹拌した。次に、吸引濾過により混合液から分離した固形物(沈殿物)を洗浄した。洗浄は、固形物とイオン交換水800gとを混合した後、これを1時間撹拌し、次に1時間静置した後、吸引濾過により固形分を分離した。前記洗浄操作を3回繰り返した固形物を、120℃で空気雰囲気下で一晩乾燥した後、1200℃で3時間、空気雰囲気下で焼成した。得られた固形物を破砕して、0.7〜1.4mmに分級することにより、触媒Bを得た。
(Baking process)
The solid after the ion exchange step was baked at 540 ° C. for 3.5 hours in an air stream. By this calcination, catalyst A which is H-type MFI was obtained.
(Catalyst preparation example 2)
To a solution of 160 g of aluminum nitrate nonahydrate and 800 g of ion-exchanged water, 49 g of 85% by mass orthophosphoric acid was mixed. To this mixed solution, 96.7 g of 28% by mass aqueous ammonia was added dropwise over about 50 minutes (a white precipitate was formed from the beginning of the addition), and the mixed solution was stirred for 1 hour. Next, the solid (precipitate) separated from the mixed solution by suction filtration was washed. For washing, a solid and 800 g of ion-exchanged water were mixed, stirred for 1 hour, and then allowed to stand for 1 hour, after which the solid content was separated by suction filtration. The solid obtained by repeating the washing operation three times was dried overnight at 120 ° C. in an air atmosphere, and then fired at 1200 ° C. for 3 hours in an air atmosphere. The obtained solid was crushed and classified to 0.7 to 1.4 mm to obtain Catalyst B.

(実施例1)
80質量%のグリセリン、10質量%の水、3質量%のメタノール、2質量%のステアリン酸、5質量%の塩化ナトリウムからなるグリセリン組成物Mを10g/hrの流量で、窒素を100ml/minの流量で、230℃に保持した蒸発器に供給し、グリセリン20.1vol%、水15vol%、メタノール2.4vol%、窒素62.5vol%からなる反応原料ガスを調整した。
(Example 1)
A glycerin composition M consisting of 80% by mass glycerin, 10% by mass water, 3% by mass methanol, 2% by mass stearic acid, 5% by mass sodium chloride at a flow rate of 10 g / hr and nitrogen at 100 ml / min The reaction raw material gas consisting of 20.1 vol% glycerin, 15 vol% water, 2.4 vol% methanol, and 62.5 vol% nitrogen was prepared.

15mlの触媒Aをステンレス製反応管(内径10mm、長さ500mm)に充填し、この反応器を360℃の溶融塩浴に浸漬し、上記反応原料ガスを反応器に流通させた。反応器入口部における反応原料ガスの圧力は104.3kPaであった。
反応器内に反応器入口ガスを流通させてから0.5〜1時間、6.5〜7.0時間の間で30分間における流出ガスを冷却捕集し、ガスクロマトグラフィ(GC)により、流出物の定性および定量分析を行った。GCによる定性分析の結果、グリセリン、アクロレインと共に1−ヒドロキシアセトンなどの副生成物が検出された。また、定量分析結果から、転化率、アクロレイン収率、およびアクロレイン収率を算出した。
15 ml of catalyst A was filled in a stainless steel reaction tube (inner diameter 10 mm, length 500 mm), this reactor was immersed in a molten salt bath at 360 ° C., and the reaction raw material gas was circulated through the reactor. The pressure of the reaction raw material gas at the reactor inlet was 104.3 kPa.
After flowing the reactor inlet gas through the reactor, the effluent gas was cooled and collected for 0.5 to 1 hour and 6.5 to 7.0 hours for 30 minutes, and the effluent was discharged by gas chromatography (GC). Qualitative and quantitative analysis of the product was performed. As a result of qualitative analysis by GC, by-products such as 1-hydroxyacetone were detected together with glycerin and acrolein. Further, the conversion rate, acrolein yield, and acrolein yield were calculated from the quantitative analysis results.

得られた反応結果については表1に示した。   The obtained reaction results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1において触媒Aを触媒Bに変更した以外は、同様の操作を行った。反応結果を表1に示した。
(Example 2)
The same operation was performed except that the catalyst A was changed to the catalyst B in Example 1. The reaction results are shown in Table 1.

(実施例3)
実施例1において、窒素を供給せず、反応器出口側に減圧装置を接続して反応器入口部の反応原料ガスの圧力を37kPaに制御しながら反応を行った以外は、同様の操作を行った。反応結果を表1に示した。
(Example 3)
In Example 1, the same operation was carried out except that nitrogen was not supplied, a pressure reduction device was connected to the reactor outlet side, and the reaction was performed while controlling the pressure of the reaction raw material gas at the reactor inlet to 37 kPa. It was. The reaction results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1において、グリセリン組成物Mと窒素とを、蒸発器を通さずに直接反応器に導入した以外は、同様の操作を行ったが、反応器入口部の圧力が上昇して反応を継続するのが困難になったため、5時間後に反応を停止した。抜き出した反応管を開けて、触媒層の反応ガス入口部分を点検したところ、黒色の炭素質物質と共に白色固体がたまって、閉塞していた。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the same operation was performed except that the glycerin composition M and nitrogen were directly introduced into the reactor without passing through the evaporator, but the reaction continued with the pressure at the reactor inlet rising. The reaction was stopped after 5 hours because it became difficult to do. When the extracted reaction tube was opened and the reaction gas inlet portion of the catalyst layer was inspected, a white solid was accumulated together with the black carbonaceous material and was blocked.

(比較例2)
比較例1における、グリセリン混合物Mのかわりに80質量%のグリセリン、14質量%の水、3質量%のメタノール、2質量%のステアリン酸、1質量%の塩化ナトリウムからなるグリセリン組成物Nを用いた以外は、同様の操作を行った。反応中に圧力の上昇は見られず、7時間の反応を継続できた。反応結果を表1に示した。
(Comparative Example 2)
Instead of the glycerin mixture M in Comparative Example 1, a glycerin composition N comprising 80% by mass of glycerin, 14% by mass of water, 3% by mass of methanol, 2% by mass of stearic acid, and 1% by mass of sodium chloride is used. The same operation was performed except that. No pressure increase was observed during the reaction, and the reaction could be continued for 7 hours. The reaction results are shown in Table 1.

(参考例1)
実施例1において、グリセリン組成物Mのかわりに80質量%のグリセリン、17質量%の水、3質量%のメタノールからなるグリセリン混合物Lを10g/hrで、窒素を100ml/minで蒸発器を通さずに直接反応器に導入した以外は、同様の操作を行った。反応結果を表1に示した。
(Reference Example 1)
In Example 1, instead of the glycerin composition M, a glycerin mixture L composed of 80% by mass of glycerin, 17% by mass of water and 3% by mass of methanol was passed through an evaporator at 10 g / hr and nitrogen at 100 ml / min. The same operation was performed except that it was introduced directly into the reactor. The reaction results are shown in Table 1.

(参考例2)
実施例1において、市販の精製グリセリンを8g/hrで、イオン交換水を2g/hrで、窒素を100ml/minの流量で蒸発器を通さずに直接反応器に導入した以外は、同様の操作を行った。反応結果を表1に示した。
(Reference Example 2)
In Example 1, the same operation was carried out except that commercially available purified glycerin was introduced at 8 g / hr, ion-exchanged water at 2 g / hr, and nitrogen was introduced directly into the reactor without passing through the evaporator at a flow rate of 100 ml / min. Went. The reaction results are shown in Table 1.

Figure 2008174544
Figure 2008174544

塩化ナトリウムやステアリン酸等の高沸点成分を含むグリセリン混合物Mを直接反応器に供給すると、表1の比較例1に示すように反応管内の閉塞による反応停止や、比較例2に示すように触媒活性の低下など、悪影響を引き起こすが、本発明の方法を用いた実施例1〜3では問題なく反応を継続できる。また本発明を用いた時の触媒性能は、参考例1に示すように高沸点成分を除去したグリセリン組成物Lを用いた場合や、参考例2に示す精製グリセリンを用いた場合と同等の性能が得られることがわかる。   When a glycerin mixture M containing a high-boiling component such as sodium chloride or stearic acid is supplied directly to the reactor, the reaction is stopped due to blockage in the reaction tube as shown in Comparative Example 1 in Table 1, or the catalyst as shown in Comparative Example 2 Although adverse effects such as a decrease in activity are caused, in Examples 1 to 3 using the method of the present invention, the reaction can be continued without any problem. Moreover, the catalyst performance when using the present invention is equivalent to the performance obtained when the glycerin composition L from which the high-boiling components are removed as shown in Reference Example 1 or when the purified glycerin shown in Reference Example 2 is used. It can be seen that

塩化ナトリウム等の触媒性能等に影響するグリセリンよりも高沸点の成分を含むグリセリン混合物を用いてグリセリンの脱水反応によるアクロレインの製造を行っても、精製グリセリンを用いた場合と同等の性能が得られるので、未精製のグリセリンを原料グリセリンとして用いることができ、アクロレインが経済的に効率よく得られる。   Even if acrolein is produced by dehydration reaction of glycerin using a glycerin mixture containing components having a higher boiling point than glycerin that affects catalyst performance such as sodium chloride, the same performance as when purified glycerin is used is obtained. Therefore, unpurified glycerin can be used as the raw material glycerin, and acrolein can be obtained economically and efficiently.

Claims (4)

少なくともグリセリンを含むグリセリン組成物を、(A)少なくともグリセリンを含むグリセリン含有ガスと(B)少なくともグリセリンよりも高沸点の成分を含む非ガス化成分とに分離し、該(A)に含まれるグリセリンの少なくとも一部は液化することなく固体酸触媒と接触させて、アクロレインを製造することを特徴とするグリセリンからのアクロレインの製造方法。 The glycerin composition containing at least glycerin is separated into (A) a glycerin-containing gas containing at least glycerin and (B) a non-gasification component containing at least a component having a higher boiling point than glycerin, and the glycerin contained in (A) A process for producing acrolein from glycerin, wherein acrolein is produced by contacting at least a part of the product with a solid acid catalyst without liquefaction. 前記(A)に含有されるグリセリンの比率が、前記(A)に含まれる全有機化合物に対して、80質量%以上であることを特徴とする請求項1記載のアクロレインの製造方法。 The ratio of glycerol contained in said (A) is 80 mass% or more with respect to all the organic compounds contained in said (A), The manufacturing method of the acrolein of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記(B)に含まれるグリセリンよりも高沸点の成分を含む非ガス化成分が、炭素数が12以上の直鎖または分岐を有する脂肪酸及び/又は脂肪酸アルカリ金属塩、無機アルカリ金属塩、から選ばれる1以上の成分を含有することを特徴とする請求項1〜2記載のアクロレインの製造方法。 The non-gasification component containing a component having a boiling point higher than that of glycerin contained in (B) is selected from linear and branched fatty acids having 12 or more carbon atoms and / or fatty acid alkali metal salts and inorganic alkali metal salts. The method for producing acrolein according to claim 1, comprising one or more components. 気相脱水反応器入口における反応原料ガス中のグリセリン分圧が30kPa以下であることを特徴とする請求項1〜3記載のアクロレインの製造方法。 The method for producing acrolein according to claim 1, wherein the partial pressure of glycerin in the reaction raw material gas at the gas phase dehydration reactor inlet is 30 kPa or less.
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