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JP2008260756A - Process for producing alkenyl aryl - Google Patents

Process for producing alkenyl aryl Download PDF

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JP2008260756A
JP2008260756A JP2008053043A JP2008053043A JP2008260756A JP 2008260756 A JP2008260756 A JP 2008260756A JP 2008053043 A JP2008053043 A JP 2008053043A JP 2008053043 A JP2008053043 A JP 2008053043A JP 2008260756 A JP2008260756 A JP 2008260756A
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JP
Japan
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alumina
aryl
raw material
titanium
material liquid
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Pending
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JP2008053043A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yoshii
政之 吉井
Kenji Ito
賢治 伊東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

【課題】アルミナ系脱水触媒の存在下、不純物としてのチタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応することによりアルケニルアリールを製造する方法であって、低コストで効率的にアルケニルアリールを得ることができるという優れた効果を有するアルケニルアリールの製造方法を提供する。
【解決手段】アリールアルコール原料液中のチタン濃度が0.01〜0.5(重量ppm)であることを特徴とするアルケニルアリールの製造方法。アルミナ系脱水触媒の例としては、アルミナを含有するものならばいかなるものでもよく、活性アルミナ、銅、亜鉛、パラジウム等の金属を含有する活性アルミナ、シリカ−アルミナ、銅、亜鉛、パラジウム等の金属を含有するシリカ−アルミナ等をあげることができ、触媒寿命、選択性の観点から活性アルミナが好ましい。
【選択図】なし
A method for producing alkenyl aryl by subjecting an aryl alcohol raw material liquid containing titanium as an impurity to a dehydration reaction in the presence of an alumina-based dehydration catalyst, which can efficiently obtain alkenyl aryl at low cost. Provided is a method for producing alkenylaryl having an excellent effect of being able to be produced.
A method for producing alkenyl aryl, wherein a titanium concentration in an aryl alcohol raw material liquid is 0.01 to 0.5 (weight ppm). Examples of the alumina-based dehydration catalyst include any alumina-containing dehydration catalyst, activated alumina containing a metal such as activated alumina, copper, zinc and palladium, and a metal such as silica-alumina, copper, zinc and palladium. In view of catalyst life and selectivity, activated alumina is preferred.
[Selection figure] None

Description

本発明は、アルケニルアリールの製造方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、アルミナ系脱水触媒の存在下、不純物としてのチタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応することによりアルケニルアリールを製造する方法であって、低コストで効率的にアルケニルアリールを得ることができるという優れた効果を有するアルケニルアリールの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing alkenylaryl. More specifically, the present invention relates to a method for producing alkenyl aryl by dehydrating an aryl alcohol raw material liquid containing titanium as an impurity in the presence of an alumina-based dehydration catalyst. The present invention relates to a method for producing alkenyl aryl having an excellent effect that aryl can be obtained.

アルミナ系脱水触媒の存在下、アリールアルコール原料液を脱水反応することによりアルケニルアリールを製造する方法は公知である(たとえば特許文献1参照。)。しかしながら、不純物としてのチタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応することによりアルケニルアリールを製造する方法については記載がない。   A method for producing alkenyl aryl by subjecting an aryl alcohol raw material liquid to a dehydration reaction in the presence of an alumina-based dehydration catalyst is known (see, for example, Patent Document 1). However, there is no description of a method for producing alkenyl aryl by dehydrating an aryl alcohol raw material liquid containing titanium as an impurity.

従来の方法においては、高い収率を得るために相当の高温を要し、低コストで効率的に高いアルケニルアリールを得るという観点において問題点があった。   The conventional method requires a considerably high temperature in order to obtain a high yield, and has a problem in terms of efficiently obtaining a high alkenyl aryl at a low cost.

特公昭52−39017号公報Japanese Patent Publication No.52-39017

かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、アルミナ系脱水触媒の存在下、不純物としてのチタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応することによりアルケニルアリールを製造する方法であって、低コストで効率的にアルケニルアリールを得ることができるという優れた効果を有するアルケニルアリールの製造方法を提供する点にある。   In such a situation, the problem to be solved by the present invention is a method for producing alkenyl aryl by dehydrating an aryl alcohol raw material liquid containing titanium as an impurity in the presence of an alumina-based dehydration catalyst. An object of the present invention is to provide a method for producing alkenyl aryl having an excellent effect that alkenyl aryl can be efficiently obtained at low cost.

すなわち、本発明は、アルミナ系脱水触媒の存在下、不純物としてのチタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応することによりアルケニルアリールを製造する方法であって、該アリールアルコール原料液中のチタン濃度が0.01〜0.5(重量ppm)であることを特徴とするアルケニルアリールの製造方法に係るものである。   That is, the present invention is a method for producing alkenyl aryl by dehydrating an aryl alcohol raw material liquid containing titanium as an impurity in the presence of an alumina-based dehydration catalyst, wherein the concentration of titanium in the aryl alcohol raw material liquid is Is related to the method for producing alkenylaryl, characterized in that it is 0.01 to 0.5 (weight ppm).

本発明により、アルミナ系脱水触媒の存在下、不純物としてのチタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応することによりアルケニルアリールを製造する方法であって、低コストで効率的にアルケニルアリールを得ることができるという優れた効果を有するアルケニルアリールの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a method for producing alkenyl aryl by dehydrating an aryl alcohol raw material liquid containing titanium as an impurity in the presence of an alumina-based dehydration catalyst, and efficiently obtaining alkenyl aryl at low cost. It is possible to provide a method for producing alkenylaryl having the excellent effect of being able to

本発明のアルミナ系脱水触媒の例としては、アルミナを含有するものならばいかなるものでもよく、活性アルミナ、銅、亜鉛、パラジウム等の金属を含有する活性アルミナ、シリカ−アルミナ、銅、亜鉛、パラジウム等の金属を含有するシリカ−アルミナ等をあげることができ、触媒寿命、選択性の観点から活性アルミナが好ましい。   Examples of the alumina-based dehydration catalyst of the present invention may be any alumina-containing dehydration catalyst, and include activated alumina, silica-alumina, copper, zinc, palladium containing metals such as activated alumina, copper, zinc, and palladium. Examples thereof include silica-alumina containing a metal such as activated alumina is preferred from the viewpoint of catalyst life and selectivity.

本発明のアリールアルコールとしては、水酸基と芳香族基とを共に含む化合物であり、たとえば、クミルアルコール、1−フェニルエチルアルコール等を例示することができ、脱水反応により、クミルアルコールからはα−メチルスチレンが得られ、1−フェニルエチルアルコールからはスチレンが得られる。   The aryl alcohol of the present invention is a compound containing both a hydroxyl group and an aromatic group, and examples thereof include cumyl alcohol, 1-phenylethyl alcohol and the like. -Methylstyrene is obtained, and styrene is obtained from 1-phenylethyl alcohol.

本発明の脱水反応に付す原料液は、不純物としてのチタンを含有するものであり、かつ該原料液中のチタン濃度が0.01〜0.5(重量ppm)のものである。該濃度を低くするには除去設備等が必要でコスト高となり、一方該濃度が高すぎるとアリールアルコールの転化率低下が著しくなり、いずれも不都合である。なお、一層好ましいチタン濃度は0.05〜0.3(重量ppm)である。   The raw material liquid subjected to the dehydration reaction of the present invention contains titanium as an impurity, and has a titanium concentration in the raw material liquid of 0.01 to 0.5 (weight ppm). In order to reduce the concentration, removal equipment or the like is required and the cost is high. On the other hand, if the concentration is too high, the conversion rate of the aryl alcohol is remarkably lowered, both of which are disadvantageous. A more preferable titanium concentration is 0.05 to 0.3 (weight ppm).

原料液中のチタン濃度は、試料を乾式灰化後、誘導結合高周波プラズマ(ICP)分光分析により分析することによって測定することができる。   The titanium concentration in the raw material liquid can be measured by analyzing the sample by inductively coupled radio frequency plasma (ICP) spectroscopy after dry ashing.

本発明のアリールアルコール原料液としては、チタン系エポキシ化触媒の存在下、アルキルアリールハイドロパーオキサイドとプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドとアリールアルコールに変換して得られたものを用いることができる。ここで、チタン系エポキシ化触媒の存在下、アルキルアリールハイドロパーオキサイドとプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドとアリールアルコールに変換する方法としては、次の方法をあげることができる。   As the aryl alcohol raw material liquid of the present invention, a liquid obtained by converting alkylaryl hydroperoxide and propylene by reacting them with propylene oxide in the presence of a titanium-based epoxidation catalyst can be used. Here, the following method can be given as a method for converting alkylaryl hydroperoxide and propylene by reacting them with propylene oxide and aryl alcohol in the presence of a titanium-based epoxidation catalyst.

エポキシ化反応は、溶媒を用いて液相中で実施される。溶媒は、反応時の温度及び圧力のもとで液体であり、かつ反応体及び生成物に対して実質的に不活性なものでなければならない。溶媒は、使用されるアルキルアリールハイドロパーオキサイド溶液中に存在する物質からなるものであってよい。たとえば、クメンハイドロパーオキサイドがその原料であるクメンとからなる混合物である場合には、特に溶媒を添加することなく、これを溶媒の代用とすることも可能である。その他、有用な溶媒としては、芳香族の単環式化合物(たとえば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、クロロベンゼン)及びアルカン(たとえば、オクタン、デカン、ドデカン)等があげられる。   The epoxidation reaction is performed in a liquid phase using a solvent. The solvent must be liquid under the temperature and pressure during the reaction and be substantially inert to the reactants and products. The solvent may consist of substances present in the alkylaryl hydroperoxide solution used. For example, when cumene hydroperoxide is a mixture comprising cumene as a raw material, it can be used as a substitute for a solvent without adding a solvent. Other useful solvents include aromatic monocyclic compounds (eg benzene, toluene, ethylbenzene, chlorobenzene) and alkanes (eg octane, decane, dodecane).

エポキシ化触媒は、目的物を高収率及び高選択率下に得る観点から、チタン系エポキシ化触媒が用いられる。チタン系エポキシ化触媒としては、珪素酸化物と化学的に結合したチタンを含有する、いわゆるチタン−シリカ触媒が好ましい。たとえば、チタン化合物をシリカ担体に担持したもの、共沈法やゾルゲル法で珪素酸化物と複合したもの、あるいはチタンを含むゼオライト化合物等をあげることができる。固体触媒は、スラリー状又は固定床の形で有利に実施できる。大規模な工業的操作の場合には、固定床を用いるのが好ましい。また、回分法、半連続法、連続法等によって実施できる。   As the epoxidation catalyst, a titanium-based epoxidation catalyst is used from the viewpoint of obtaining a target product with high yield and high selectivity. As the titanium-based epoxidation catalyst, a so-called titanium-silica catalyst containing titanium chemically bonded to silicon oxide is preferable. For example, a titanium compound supported on a silica carrier, a compound compounded with silicon oxide by a coprecipitation method or a sol-gel method, a zeolite compound containing titanium, and the like can be given. The solid catalyst can be advantageously carried out in the form of a slurry or a fixed bed. For large scale industrial operations, it is preferred to use a fixed bed. Moreover, it can implement by a batch method, a semi-continuous method, a continuous method, etc.

エポキシ化反応温度は、一般に0〜200℃であるが、25〜200℃の温度が好ましい。圧力は、反応混合物を液相の状態に保つのに充分な圧力でよい。一般に圧力は100〜10,000kPaであることが有利である。   The epoxidation reaction temperature is generally 0 to 200 ° C, but a temperature of 25 to 200 ° C is preferable. The pressure may be sufficient to keep the reaction mixture in a liquid phase. In general, the pressure is advantageously from 100 to 10,000 kPa.

エポキシ化工程へ供給されるプロピレン/アルキルアリールハイドロパーオキサイドのモル比は2/1〜50/1であることが好ましい。該モル比が過少であると反応速度が低下して効率が悪く、一方、該モル比が過多であるとリサイクルされるプロピレンの量が多くなり、プロピレン回収工程において多大なエネルギーを必要とする。   The molar ratio of propylene / alkylaryl hydroperoxide supplied to the epoxidation step is preferably 2/1 to 50/1. If the molar ratio is too low, the reaction rate decreases and the efficiency is poor. On the other hand, if the molar ratio is excessive, the amount of propylene that is recycled increases, and a large amount of energy is required in the propylene recovery step.

脱水反応は、アリールアルコールを触媒に接触させることによって行われる。反応は気相中あるいは溶媒を用いて液相中で実施できる。生産性や省エネルギーの観点から反応は液相で実施することが好ましい。溶媒は使用してもよく、使用しなくてもよい。溶媒を使用する場合は、反応体及び生成物に対して実質的に不活性なものでなければならない。
溶媒は、使用されるアリールアルコール溶液中に存在する物質からなるものであってよい。たとえば、クミルアルコールがその原料であるクメンとからなる混合物である場合には、特に溶媒を添加することなく、これを溶媒の代用とすることも可能である。その他、有用な溶媒としては、芳香族の単環式化合物(たとえば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、クロロベンゼン)及びアルカン(たとえば、オクタン、デカン、ドデカン)等があげられる。
The dehydration reaction is performed by contacting aryl alcohol with a catalyst. The reaction can be carried out in the gas phase or in the liquid phase using a solvent. The reaction is preferably carried out in the liquid phase from the viewpoint of productivity and energy saving. A solvent may or may not be used. If a solvent is used, it must be substantially inert to the reactants and products.
The solvent may consist of a substance present in the aryl alcohol solution used. For example, when cumyl alcohol is a mixture composed of cumene, which is the raw material, it can be used as a substitute for a solvent without adding a solvent. Other useful solvents include aromatic monocyclic compounds (eg benzene, toluene, ethylbenzene, chlorobenzene) and alkanes (eg octane, decane, dodecane).

脱水反応温度は、一般に50〜450℃であるが、150〜300℃の温度が好ましい。圧力は、一般に100〜10,000kPaであるが、平衡反応であることを考えた場合、できるだけ低圧で実施することが有利である。   The dehydration reaction temperature is generally 50 to 450 ° C, but a temperature of 150 to 300 ° C is preferable. The pressure is generally 100 to 10,000 kPa, but it is advantageous to carry out at a pressure as low as possible in view of the equilibrium reaction.

脱水反応は、スラリー状又は固定床の形の触媒を使用して行うことができる。   The dehydration reaction can be carried out using a catalyst in the form of a slurry or fixed bed.

不純物としてのチタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応に供給した場合、脱水触媒の活性低下が促進されることがわかった。原料液中に含まれるチタンは脱水触媒に悪影響を及ぼしており、チタン濃度を0.01〜0.5(重量ppm)の範囲に維持することで、脱水触媒の活性低下を抑制することができる。   It was found that when an aryl alcohol raw material liquid containing titanium as an impurity was supplied to the dehydration reaction, the activity of the dehydration catalyst was reduced. Titanium contained in the raw material liquid has an adverse effect on the dehydration catalyst. By maintaining the titanium concentration in the range of 0.01 to 0.5 (weight ppm), it is possible to suppress a decrease in the activity of the dehydration catalyst. .

原料液中のチタン濃度を本発明の範囲に維持する方法としては、フラッシュ蒸留法、吸着法、洗浄法等をあげることができる。好ましい方法としては、吸着法をあげることができる。チタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応に供給する前に、吸着剤処理してチタン濃度を本発明の範囲に調整することが望ましい。吸着剤としては、活性アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライト等の金属酸化物があげられ、これらを単独又は混合物として用いることができる。吸着剤の設置個所としては、アルミナ系脱水触媒が充填された脱水反応器の上流部に単独に設けられた吸着床に充填するか、またはアルミナ系脱水触媒が充填された脱水反応器内の入口部に充填することがあげられる。   Examples of a method for maintaining the titanium concentration in the raw material liquid within the range of the present invention include a flash distillation method, an adsorption method, and a cleaning method. An example of a preferable method is an adsorption method. Before supplying the aryl alcohol raw material liquid containing titanium to the dehydration reaction, it is desirable to adjust the titanium concentration within the range of the present invention by adsorbent treatment. Examples of the adsorbent include metal oxides such as activated alumina, silica-alumina, and zeolite, and these can be used alone or as a mixture. The adsorbent can be installed in an adsorbent bed provided upstream of the dehydration reactor filled with the alumina-based dehydration catalyst, or at the inlet of the dehydration reactor filled with the alumina-based dehydration catalyst. Filling the part.

以下、実施例において本発明を説明する。
実施例1
金属製反応器に活性アルミナを819g充填し、活性アルミナ層の温度を233〜253℃の条件下、チタンを含有する30重量%クミルアルコール原料液(チタン0.15重量ppm)を5.7kg/hで供給した。この時の反応器出口でのα−メチルスチレンの収率は98.5%であった。
Hereinafter, the present invention will be described in Examples.
Example 1
A metal reactor was charged with 819 g of activated alumina, and the temperature of the activated alumina layer was 233 to 253 ° C., and 30 wt% cumyl alcohol raw material liquid containing titanium (0.15 wt ppm of titanium) was 5.7 kg. / H. At this time, the yield of α-methylstyrene at the outlet of the reactor was 98.5%.

Claims (4)

アルミナ系脱水触媒の存在下、不純物としてのチタンを含有するアリールアルコール原料液を脱水反応することによりアルケニルアリールを製造する方法であって、該アリールアルコール原料液中のチタン濃度が0.01〜0.5(重量ppm)であることを特徴とするアルケニルアリールの製造方法。 A process for producing alkenyl aryl by dehydrating an aryl alcohol raw material liquid containing titanium as an impurity in the presence of an alumina-based dehydration catalyst, wherein the titanium concentration in the aryl alcohol raw material liquid is 0.01 to 0 .5 (weight ppm), The manufacturing method of the alkenyl aryl characterized by the above-mentioned. アリールアルコールがクミルアルコール及び/又は1−フェニルエチルアルコールであり、アルケニルアリールがα−メチルスチレン及び/又はスチレンである請求項1記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the aryl alcohol is cumyl alcohol and / or 1-phenylethyl alcohol, and the alkenyl aryl is α-methylstyrene and / or styrene. アルミナ系脱水触媒が活性アルミナである請求項1記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the alumina-based dehydration catalyst is activated alumina. アリールアルコール原料液が、チタン系エポキシ化触媒の存在下、アルキルアリールハイドロパーオキサイドとプロピレンを反応させることによりプロピレンオキサイドとアリールアルコールに変換して得られたものである請求項1記載の製造方法。 The process according to claim 1, wherein the aryl alcohol raw material liquid is obtained by converting alkylaryl hydroperoxide and propylene by reacting them with propylene oxide in the presence of a titanium-based epoxidation catalyst.
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