JPH0333135B2 - - Google Patents
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- JPH0333135B2 JPH0333135B2 JP59202995A JP20299584A JPH0333135B2 JP H0333135 B2 JPH0333135 B2 JP H0333135B2 JP 59202995 A JP59202995 A JP 59202995A JP 20299584 A JP20299584 A JP 20299584A JP H0333135 B2 JPH0333135 B2 JP H0333135B2
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- propylene
- catalyst
- reaction
- methyl
- pentene
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プロピレンを二量化させて、4−メ
チル−1−ペンテンを製造する新規な方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a novel method for producing 4-methyl-1-pentene by dimerizing propylene.
4−メチル−1−ペンテンは、これを重合させ
ることにより透明度が高く、耐熱性、機械的およ
び電気的性質、耐薬品性の優れたポリマーが得ら
れ、また、エチレン、プロピレンなどのα−オレ
フインを重合させてポリオレフインを製造する際
に、ポリオレフイン製品の透明性、耐環境応力亀
裂性などの諸物性を改善するためのコモノマーと
しても、特に優れた性能を示す化合物である。 By polymerizing 4-methyl-1-pentene, a polymer with high transparency and excellent heat resistance, mechanical and electrical properties, and chemical resistance can be obtained. It is a compound that shows particularly excellent performance as a comonomer for improving various physical properties of polyolefin products, such as transparency and environmental stress cracking resistance, when producing polyolefins by polymerizing them.
従来より、ナトリウム、カリウムなどのアルカ
リ金属の存在下に、プロピレンを二量化させて4
−メチル−1−ペンテンが得られることは知られ
ている(例えばJ.Org.Chem.,30,3286(1965)
に於けるA.W.Shawらの報告)。
Traditionally, propylene has been dimerized in the presence of alkali metals such as sodium and potassium.
It is known that -methyl-1-pentene can be obtained (e.g. J.Org.Chem., 30, 3286 (1965)).
(reported by AWShow et al.).
さらに、アルカリ金属を担体に坦持させた触媒
を用いてプロピレンを二量化して4−メチル−1
−ペンテンを得ることが可能であることも知られ
ている。この場合の担体としては、グラフアイ
ト、炭酸カリウム、アルカリ金属ケイ酸塩、アル
カリ金属ハロゲン化物、硫酸マグネシウムおよび
タルクなどが用いられている。 Furthermore, propylene was dimerized using a catalyst in which an alkali metal was supported on a carrier, and 4-methyl-1
- It is also known that it is possible to obtain pentene. In this case, graphite, potassium carbonate, alkali metal silicate, alkali metal halide, magnesium sulfate, talc, and the like are used as the carrier.
しかしながら、これらおよびその他の既知の方
法は、プロピレン二量体の収率および4−メチル
−1−ペンテンの選択率が比較的低く、目的とす
る4−メチル−1−ペンテンの他に、cisおよび
transの4−メチル−2−ペンテン、2−メチル
−1−ペンテン、2−メチル−2−ペンテン、1
−ヘキセン、cisおよびtransの2−ヘキセン並び
にcisおよびtransの3−ヘキセンが多量に副生す
るといつた欠点を有していた。さらにこれらの異
性体は互いに沸点が近く、目的とする4−メチル
−1−ペンテンを十分な純度で得るためには精密
な蒸留操作が必要であり、精製のためのコストが
多大となるという欠点も併せて有していた。 However, these and other known methods have relatively low yields of propylene dimer and selectivity for 4-methyl-1-pentene, and in addition to the desired 4-methyl-1-pentene, cis and
trans 4-methyl-2-pentene, 2-methyl-1-pentene, 2-methyl-2-pentene, 1
-hexene, cis and trans 2-hexene, and cis and trans 3-hexene were produced in large quantities as by-products. Furthermore, these isomers have close boiling points to each other, and in order to obtain the desired 4-methyl-1-pentene with sufficient purity, a precise distillation operation is required, resulting in a large cost for purification. It also had.
また、これら公知の方法における触媒は、その
最高活性の出現までに長時間を要する誘導期の長
いものが多く、反応が定常化するのに長時間を要
し、経済性、安定操業性の面でも劣るものが多か
つた。加えてこれらの公知の二量化触媒は、二量
化能だけでなく重合能をも併せもつているものも
多く、二量化反応と共に重合反応も進行し、生成
した重合体が触媒表面を覆い徐々に活性を失なわ
せることがあつた。特にこのような触媒を用いる
と、活性の低下とともに選択率も低下していく傾
向がしばしば認められた。このようにして活性の
なくなつた触媒は、反応器内では樹脂状ポリマー
によつて固化してしまつてはいるが、その内部に
はまだ十分に高い活性の触媒が残存しており、触
媒交換のためにこの廃触媒の抜出しを行なう際
に、大気中の酸素、水分等との接触による発火、
火災といつた危険が伴なうために取扱いが不便で
あるという欠点もあつた。 In addition, many of the catalysts used in these known methods have a long induction period, which requires a long time to reach their maximum activity, and it takes a long time for the reaction to stabilize, resulting in poor economic efficiency and stable operation. But there were many things that were inferior. In addition, many of these known dimerization catalysts have not only dimerization ability but also polymerization ability, and the polymerization reaction proceeds along with the dimerization reaction, and the generated polymer covers the catalyst surface and gradually dissolves. There were cases where the activity was lost. In particular, when such a catalyst is used, it has often been observed that the selectivity tends to decrease as the activity decreases. The catalyst that has lost its activity in this way has been solidified by the resinous polymer inside the reactor, but there is still a sufficiently highly active catalyst remaining inside the reactor, and catalyst replacement is possible. Therefore, when extracting this waste catalyst, there is a risk of ignition due to contact with atmospheric oxygen, moisture, etc.
Another disadvantage was that it was inconvenient to handle due to the danger of fire.
更に、従来の4−メチル−1−ペンテン製造用
の触媒に於いては、担体へのナトリウムあるいは
カリウムの坦持量は、担体自体が不活性であつた
り空隙率が小さいことなどのために5wt%以下、
通常は1〜3wt%程度であつた。もしこれらの担
体へ5wt%以上のナトリウム若しくはカリウムを
坦持させようとすると、これらのアルカリ金属が
担体表面上に泥状に付着してしまい、そのために
触媒が凝集して塊状となり工業的に取扱うことが
困難となつてもまうばかりか、二量化の活性が極
端に低下してしまうことが多かつた。さらにま
た、二量化反応の方法として固定床連続流通方式
を採用するためには触媒の形状をペレツト状にす
ることが必要であるが、従来、4−メチル−1−
ペンテン製造用の触媒の担体として用いられてい
る炭酸カリウムは、それ自身に粘結性がないため
これをペレツト化することはできなかつた。そこ
で公知の触媒の多くはグラフアイトなどをバイン
ダーとして用いてペレツトを製造し、これにナト
リウムあるいはカリウムを坦持させて使用してい
た。しかし、このようなペレツトは機械的強度が
小さく使用中に崩解しやすいため触媒寿命が短か
いという欠点も有していた。 Furthermore, in conventional catalysts for producing 4-methyl-1-pentene, the amount of sodium or potassium supported on the carrier is less than 5wt because the carrier itself is inert or has a small porosity. %below,
Usually it was about 1 to 3 wt%. If you try to support 5wt% or more of sodium or potassium on these carriers, these alkali metals will adhere to the carrier surface in a muddy form, causing the catalyst to coagulate into lumps and be difficult to handle industrially. Not only was this difficult, but the dimerization activity was often extremely reduced. Furthermore, in order to adopt a fixed bed continuous flow method as a dimerization reaction method, it is necessary to make the catalyst into a pellet shape, but conventionally, 4-methyl-1-
Potassium carbonate, which is used as a catalyst carrier for the production of pentene, does not have caking properties, so it has not been possible to pelletize it. Therefore, in many of the known catalysts, pellets are manufactured using graphite or the like as a binder, and sodium or potassium is supported on the pellets. However, such pellets also have the disadvantage of short catalyst life because they have low mechanical strength and tend to disintegrate during use.
本発明者らは上述のような従来公知の方法およ
び触媒における欠点を改善すべく鋭意研究を行な
つた結果、特開昭57−126426に開示したような新
たな触媒系を使用する方法を見いだした。この方
法は、反応触媒の担体として
K2O・xAl2O3 ……(1)
で示される化合物(ただし、上式に於いてxは
0.5≦x≦11、好ましくは1≦x≦5なる範囲の
値をとる)にナトリウムおよび/またはナトリウ
ムアミドを坦持させたもの、さらには、これを予
め水素処理したものを触媒として使用してプロピ
レンを二量化させるものである。この方法による
と、従来の各種の触媒を使用する方法に於る欠点
を改善することができるのみならず、担体へのナ
トリウムの坦持量を高くすることが可能となり、
反応速度および4−メチル−1−ペンテンの選択
率を著しく高くすることができるとともに、この
活性および選択率を非常に長時間高い値に保つこ
とができることが明らかになつた。 The present inventors conducted intensive research to improve the drawbacks of conventionally known methods and catalysts as described above, and as a result, discovered a method using a new catalyst system as disclosed in JP-A-57-126426. Ta. This method uses a compound represented by K 2 O・xAl 2 O 3 (1) as a support for the reaction catalyst (in the above formula, x is
0.5≦x≦11, preferably 1≦x≦5) on which sodium and/or sodium amide is supported, and furthermore, this which has been subjected to hydrogen treatment in advance is used as a catalyst. It dimerizes propylene. According to this method, it is not only possible to improve the drawbacks of conventional methods using various catalysts, but also it is possible to increase the amount of sodium supported on the carrier,
It has been found that the reaction rate and the selectivity for 4-methyl-1-pentene can be increased significantly and that this activity and selectivity can be kept at high values for a very long time.
しかしながら、本発明者らは上記方法について
さらに鋭意検討を続けた結果、全く予想もされな
いような方法によりプロピレンの二量化による4
−メチル−1−ペンテンの製造方法が選択性の点
でさらに改良できることを見いだし本発明を完成
するに至つた。 However, as a result of further intensive studies on the above method, the present inventors found that 4-by-4 dimerization of propylene was achieved by an entirely unexpected method.
The present inventors have discovered that the method for producing -methyl-1-pentene can be further improved in terms of selectivity, and have completed the present invention.
アルカリ金属あるいは有機アルカリ金属化合物
は、通常、水、酸素およびアルコール、エステル
等の含酸素化合物と反応し、その触媒活性は失な
われるものとして、これらの物質との接触は忌避
されている。ところが本発明者らは反応触媒の担
体として前記(1)式で示される化合物、および場合
によつては該化合物中に担体の製造原料として用
いた過剰量の炭酸カリウムが未反応のまま混在し
ているものに、ナトリウム、カリウム、ナトリウ
ムアマイド、カリウムアマイドの群より選ばれた
少なくとも1種以上の元素若しくは化合物を坦持
させたもの、あるいはこれらを予め水素処理した
もの、さらにはこれらを特願昭58−203508号に開
示した方法により酸素を接触処理したものに、特
定のエステルを接触させると、全く驚くべきこと
には、その触媒活性が失活するどころか、接触さ
せるエステルの量によつては、二量化の活性およ
び4−メチル−1−ペンテンの選択性が向上した
り、あるいは活性は若干低下するものの、4−メ
チル−1−ペンテンの選択性が著しく向上するこ
とを見いだした。
Alkali metals or organic alkali metal compounds usually react with water, oxygen, and oxygen-containing compounds such as alcohols and esters, and their catalytic activity is lost, so contact with these substances is avoided. However, the present inventors found that the compound represented by formula (1) above was used as a carrier for the reaction catalyst, and in some cases, an excessive amount of potassium carbonate, which was used as a raw material for producing the carrier, was mixed in the compound without reacting. A material in which at least one element or compound selected from the group of sodium, potassium, sodium amide, and potassium amide is supported on the material, or a material that has been hydrogen-treated in advance, and a patent application for these Surprisingly, when a specific ester is brought into contact with a substance that has been catalytically treated with oxygen by the method disclosed in No. 58-203508, its catalytic activity is not deactivated, but rather changes depending on the amount of ester brought into contact with it. found that the dimerization activity and selectivity for 4-methyl-1-pentene were improved, or that the selectivity for 4-methyl-1-pentene was significantly improved, although the activity was slightly decreased.
本発明の目的は、前述したような従来公知の方
法および触媒に於ける欠点を改善し、プロピレン
の二量化活性および4−メチル−1−ペンテンの
選択率の改善された触媒を使用する4−メチル−
1−ペンテンの製造方法を提供することにある。
The object of the present invention is to improve the drawbacks of the previously known methods and catalysts as described above, and to use a catalyst with improved propylene dimerization activity and 4-methyl-1-pentene selectivity. Methyl-
An object of the present invention is to provide a method for producing 1-pentene.
すなわち本発明の4−メチル−1−ペンテンの
製造方法は、プロピレンの二量化反応によつて、
4−メチル−1−ペンテンを製造する方法に於い
て、下記式(1)
K2O・xAl2O3 ……(1)
で示される化合物(ただし、上式に於いて、xは
0.5≦x≦11なる範囲の値をとる)を主成分とす
る担体に、ナトリウム、カリウム、ナトリウムア
マイドおよびカリウムアマイドから成る群より選
ばれた少なくとも1種以上の元素若しくは化合物
を坦持させてなるものに、所望により水素処理お
よび/または酸素処理させた後、下記式(2)で示さ
れるエステル
R1COOR2 ……(2)
(ただし、R1はC1〜C15の鎖状若しくは環状の
脂肪族炭化水素残基またはC6〜C20のアリール基
若しくはアラルキル基、R2はC1〜C6の鎖状若し
くは環状の脂肪族炭化水素残基を表わす)を接触
させたものを触媒として使用することを特徴とす
る。
That is, the method for producing 4-methyl-1-pentene of the present invention involves a dimerization reaction of propylene,
In the method for producing 4-methyl-1-pentene, a compound represented by the following formula (1) K 2 O・xAl 2 O 3 ...(1) (However, in the above formula, x is
At least one element or compound selected from the group consisting of sodium, potassium, sodium amide, and potassium amide is supported on a carrier whose main component is 0.5≦x≦11). After hydrogen treatment and/or oxygen treatment as desired, the ester represented by the following formula (2) R 1 COOR 2 ... (2) (However, R 1 is a C 1 to C 15 chain or cyclic aliphatic hydrocarbon residue or a C 6 to C 20 aryl group or aralkyl group, R 2 represents a C 1 to C 6 chain or cyclic aliphatic hydrocarbon residue). It is characterized by being used as
本発明の方法に於いて担体の主成分として用い
る上記式(1)で示される化合物は、例えば以下の方
法によつて得られるものである。すなわち、
KOH、KOR3(R3はC1〜C20の直鎖若しくは分岐
の脂肪族炭化水素残基またはC6〜C30のアリール
基若しくはアラルキル基を表わす)、KHCO3、
K2CO3(結晶水を含有するものも含む)、KH、
KR4(R4はC1〜C20の直鎖若しくは分岐の脂肪族
炭化水素残基またはC6〜C30のアリール基若しく
はアラルキル基を表わす)などのカリウム含有化
合物の少なくとも1種と、ハイドロギライト、バ
イアライト、ベーマイト、ダイアスポールなどの
アルミナ水和物、α−およびγ−アルミナ、Al
(OR5)3(R5はC1〜C20の直鎖状若しくは分岐の脂
肪族炭化水素残基およびC6〜C30のアリール基若
しくはアラルキル基より選ばれた少なくとも1種
以上を表わす)などのアルミニウム含有化合物の
少なくとも1種とを、K/Al比が前記の所定の
xとなるように混合し、通常400〜2000℃、好ま
しくは500〜1500℃の温度において空気、窒素等
の存在下又は不存在下に1〜20時間反応させるこ
とによつて得られるものである。式(1)で示される
化合物に於いて、xは1≦x≦5なる範囲の値を
とることが好ましい。
The compound represented by the above formula (1) used as the main component of the carrier in the method of the present invention can be obtained, for example, by the following method. That is,
KOH, KOR 3 (R 3 represents a C 1 to C 20 linear or branched aliphatic hydrocarbon residue or a C 6 to C 30 aryl group or aralkyl group), KHCO 3 ,
K 2 CO 3 (including those containing water of crystallization), KH,
at least one potassium-containing compound such as KR 4 (R 4 represents a C 1 to C 20 linear or branched aliphatic hydrocarbon residue or a C 6 to C 30 aryl group or aralkyl group); Alumina hydrates such as gillite, vialite, boehmite, diaspor, α- and γ-alumina, Al
(OR 5 ) 3 (R 5 represents at least one selected from a C 1 to C 20 linear or branched aliphatic hydrocarbon residue and a C 6 to C 30 aryl group or aralkyl group) and at least one aluminum-containing compound, such as K/Al ratio, is mixed with the predetermined K/Al ratio of It can be obtained by reacting for 1 to 20 hours in the presence or absence of the compound. In the compound represented by formula (1), x preferably takes a value in the range of 1≦x≦5.
本担体を構成する化合物は、K2OとAl2O3とを
構成要素とするものであるが、これは原料試薬の
仕込み組成が変化した場合に生成した担体の組成
を便宜的に表わしたものであつて、これら構成要
素の化合物がそのままの形で存在しているもので
はなく、主に複酸化物として存在するものであ
る。したがつて、単にK2OとAl2O3とを混合して
も、それは全く別種の担体であつて、上記担体を
用いたときに期待される活性、選択性の向上を発
現させることはできない。 The compound constituting this carrier is composed of K 2 O and Al 2 O 3 , but this is a convenient representation of the composition of the carrier produced when the charging composition of the raw reagent changes. However, the compounds of these constituent elements do not exist as they are, but mainly as a double oxide. Therefore, simply mixing K 2 O and Al 2 O 3 is a completely different type of carrier, and it is unlikely that the improvement in activity and selectivity expected when using the above carrier will be achieved. Can not.
本発明の方法に用いる触媒の担体の原料となる
カリウム含有化合物として炭酸カリウムを用いる
場合には、前記xがx<0.5となるように炭酸カ
リウム用いても、前記式(1)で示される化合物に於
けるxが0.5≦x≦11の場合と同様の改善効果を
有する担体を得ることができる。すなわち炭酸カ
リウムを用いた場合には、過剰量の炭酸カリウム
は未反応のままこの担体中に残つているが、前記
式(1)で示される化合物と炭酸カリウムとを全く同
様に取扱うことができるものである。いいかえれ
ば、本発明の方法に用いる触媒の担体としては、
前記式(1)で示される化合物単独であつてもよい
し、あるいは前記式(1)で示される化合物を主成分
とし、担体の製造原料として用いた未反応の炭酸
カリウムが少量混在するものであつてもよい。こ
の場合、炭酸カリウムの残存量は、前記式(1)で示
される化合物の30重量%以下であることが好まし
い。 When potassium carbonate is used as a potassium-containing compound that is a raw material for the catalyst support used in the method of the present invention, even if potassium carbonate is used so that x < 0.5, the compound represented by formula (1) A carrier having the same improvement effect as when x in 0.5≦x≦11 can be obtained. That is, when potassium carbonate is used, an excess amount of potassium carbonate remains unreacted in the carrier, but the compound represented by formula (1) above and potassium carbonate can be handled in exactly the same way. It is something. In other words, as a carrier for the catalyst used in the method of the present invention,
The compound represented by the above formula (1) may be used alone, or the compound represented by the above formula (1) may be the main component, with a small amount of unreacted potassium carbonate used as a raw material for manufacturing the carrier mixed in. It's okay to be hot. In this case, the residual amount of potassium carbonate is preferably 30% by weight or less of the compound represented by formula (1) above.
本発明の方法に於いて用いる担体である前記式
(1)で示される化合物は、多量のナトリウムやカリ
ウムおよびその水素化物、アマイドなどを非常に
速く吸収坦持することができるため、非常に良好
な分散状態を保つており、そのままでも、あるい
は所望により水素処理や酸素処理を施こしたもの
も非常に優れた触媒先駆体であり、後述する本発
明の方法により前記式(2)で示されるエステルと接
触処理することによつて、より高い活性と選択性
をプロピレンの二量化反応に於いて与える触媒を
形成することができる。 The above formula which is a carrier used in the method of the present invention
The compound shown in (1) can absorb and support large amounts of sodium, potassium, their hydrides, amides, etc. very quickly, so it maintains a very good dispersion state and can be used as is or as desired. Those subjected to hydrogen treatment or oxygen treatment are also very excellent catalyst precursors. and selectivity in the propylene dimerization reaction.
上述のように触媒の分散性が良くて凝集しない
こと、また活性、選択性がともに高いこと、また
反応開始時における誘導期がほとんど認められな
いことなどの特徴を合せもつている本触媒系は、
触媒をプロピレンとともに連続的に槽型反応器に
導入する完全混合様式の反応に対して非常に適し
たものである。 As mentioned above, this catalyst system has the following characteristics: the catalyst has good dispersibility and does not aggregate, has high activity and selectivity, and has almost no induction period at the start of the reaction. ,
It is very suitable for fully mixed mode reactions in which the catalyst is introduced continuously with the propylene into a tank reactor.
また、本発明の方法において用いる担体の主成
分である前記式(1)で示される化合物は、炭酸カリ
ウムとは異なつて前述した原料の混練物を押し出
し成形あるいは圧縮成形などの公知の方法で成形
したのち焼成することによつて非常に強度の大き
いペレツトとすることができる。このようにペレ
ツト状で得られた前記式(1)の化合物を主成分とす
る担体は、本発明の方法により前記式(2)で示され
るエステルと接触処理することによつてもペレツ
ト強度が低下することなく、プロピレンの二量化
反応において高い活性と選択性が達成されるので
固定床連続流通式による4−メチル−1−ペンテ
ンの製造に最適である。 In addition, unlike potassium carbonate, the compound represented by formula (1), which is the main component of the carrier used in the method of the present invention, is formed by molding a kneaded product of the above-mentioned raw materials by a known method such as extrusion molding or compression molding. By then firing it, it is possible to make pellets with very high strength. The pellet strength of the carrier mainly composed of the compound of the formula (1) obtained in the form of pellets can also be improved by contact treatment with the ester of the formula (2) according to the method of the present invention. Since high activity and selectivity are achieved in the dimerization reaction of propylene without deterioration, it is optimal for the production of 4-methyl-1-pentene by a fixed bed continuous flow system.
本発明の方法で使用する担体の形状は、反応様
式、反応器の形状、容量などに応じて、微粉末か
ら10mm程度の球状、柱状などの任意の形状のもの
を選ぶことができる。これらは担体原料を焼成し
た後得られる前記式(1)で示される化合物の塊状物
を破砕、分級する方法や、原料を混練し、押し出
し成形や圧縮形などの方法でペレツト化したのち
焼成し、所望の形状、サイズのものとして製造す
ることができる。 The shape of the carrier used in the method of the present invention can be selected from any shape, such as a fine powder, a sphere of about 10 mm, or a columnar shape, depending on the reaction mode, the shape and capacity of the reactor, and the like. These can be produced by crushing and classifying the lumps of the compound represented by formula (1) obtained after firing the carrier raw material, or by kneading the raw materials and pelletizing them by extrusion molding, compression molding, etc., and then firing them. , can be manufactured in any desired shape and size.
上記担体へのナトリウムおよび/またはカリウ
ムの坦持の方法は、担体が粉末であつてもペレツ
トであつても全く同様にして実施でき、無溶媒の
まま120〜400℃の温度で担体とナトリウムおよ
び/またはカリウムとを攪拌混合させる方法、担
体にナトリウムおよび/またはカリウムの蒸気を
沈積せる方法などが採用できる。また、ナトリウ
ムアマイドやカリウムアマイドの坦持方法として
は、ナトリウムやカリウムを液化アンモニアに溶
解しナトリウムアマイドあるいはカリウムアマイ
ドのアンモニア溶液としたものに担体を浸漬し、
十分に含浸させたのちアンモニアを蒸発させて坦
持させる方法が一般的である。 The method for supporting sodium and/or potassium on the carrier described above can be carried out in exactly the same manner whether the carrier is a powder or a pellet. A method of stirring and mixing the sodium and/or potassium, a method of depositing sodium and/or potassium vapor on the carrier, etc. can be adopted. In addition, as a method for supporting sodium amide or potassium amide, the carrier is immersed in an ammonia solution of sodium amide or potassium amide by dissolving sodium or potassium in liquefied ammonia.
A common method is to evaporate and support ammonia after sufficient impregnation.
担体への触媒活性種であるナトリウム、カリウ
ム、ナトリウムアマイド、カリウムアマイド(以
下、これらをアルカリ金属類と略称する)の坦持
量は、アルカリ金属類のナトリウム原子および/
またはカリウム原子に換算して0.1〜20wt%が好
ましい。坦持量が20wt%という非常に高い値で
あつてもタールや樹脂状物の副性もほとんど認め
られず、さらに坦持量を多くすることもできるた
め、反応系に混入してくる水分やその他の不純物
に対しても強い抵抗性を示し、非常に長期間にわ
たつて高い活性と選択性を維持することができ
る。勿論0.1〜1wt%といつた低い坦持量に於いて
も活性が若干低下するだけで、本発明の方法の実
施に対しては格別な支障は生じない。一般的に
は、1〜15wt%程度の量を坦持させたものを好
ましく使用することができる。 The amount of catalytically active species sodium, potassium, sodium amide, and potassium amide (hereinafter referred to as alkali metals) supported on the carrier is determined by the amount of sodium atoms and/or potassium amide of the alkali metals.
Alternatively, it is preferably 0.1 to 20 wt% in terms of potassium atoms. Even at a very high supported amount of 20wt%, there are almost no side effects of tar or resinous substances, and since the supported amount can be increased further, there is no need to worry about moisture entering the reaction system. It also shows strong resistance to other impurities and can maintain high activity and selectivity for a very long period of time. Of course, even if the supported amount is as low as 0.1 to 1 wt%, the activity will only decrease slightly, and no particular problem will occur to the implementation of the method of the present invention. Generally, it is preferable to use one supported in an amount of about 1 to 15 wt%.
このようにして得られたものは、前述した特開
昭57−126426の方法に於いて用いられる触媒を包
含するものであり、それ自体で既にプロピレンの
二量化反応に対する触媒活性を有している。しか
し、本発明の方法に於いては、これらは触媒先駆
体として扱われる。該触媒先駆体は、後述するエ
ステルによる処理に先立ち、所望により例えば
150〜400℃の温度範囲で100Kg/cm2までの圧力で
0.5〜10時間水素処理することによつても良好な
触媒先駆体とすることができる。さらには水素処
理を行わないもの、あるいは水素処理を行つたも
のを、特願昭58−203508号に開示した方法により
酸素と接触させたものも良好な触媒先駆体として
用いることができる。 The product obtained in this way includes the catalyst used in the method of JP-A-57-126426 mentioned above, and it already has catalytic activity for the dimerization reaction of propylene. . However, in the method of the present invention, these are treated as catalyst precursors. The catalyst precursor may optionally be treated with e.g.
At pressures up to 100Kg/ cm2 at temperatures ranging from 150 to 400℃
A good catalyst precursor can also be obtained by hydrogen treatment for 0.5 to 10 hours. Furthermore, those without hydrogen treatment or those subjected to hydrogen treatment and brought into contact with oxygen by the method disclosed in Japanese Patent Application No. 58-203508 can also be used as good catalyst precursors.
このようにして得られた触媒先駆体へ作用させ
る前記式(2)で表されるエステルは、飽和エステル
でも不飽和エステルでもよく、その具体例として
は、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸
イソプロピル、酢酸ペンチル、プロピオン酸メチ
ル、プロピオン酸エチル、酪酸ブチル、アクリル
酸エチル、メタクリル酸エチル、安息香酸メチ
ル、安息香酸エチルなどが挙げられる。 The ester represented by the formula (2) that is applied to the catalyst precursor thus obtained may be a saturated ester or an unsaturated ester, and specific examples thereof include methyl formate, ethyl formate, ethyl acetate, and acetic acid. Examples include isopropyl, pentyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl butyrate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, methyl benzoate, and ethyl benzoate.
触媒先駆体に対して上記のエステル類を作用さ
せる方法としては、触媒先駆体の形状が粉末状で
あるかペレツト状であるかのいかんを問わず、ア
ルカリ金属類と反応しない脂肪族炭化水素のよう
な液体や不活性ガスなどの気体でエステルを希釈
して接触させる方法により実施できる。しかし、
この方法は担体に坦持されたアルカリ金属類の反
応性が非常に高いため、局部的に過度のエステル
と反応することがないように、エステル濃度を十
分低くしたり、十分な攪拌を行うなどの処置を施
し、均一なエステル処理ができるよう注意するこ
とが必要である。この際に用いる希釈剤として
は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ドデカンな
どの炭素原子数が6以上の飽和脂肪族炭化水素、
あるいは窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性
ガスが好ましい。その際のエステルの濃度として
は、0.005〜20容量%が適当であり、また処理温
度は0〜300℃、好ましくは20〜200℃の範囲が適
当である。 Regardless of whether the catalyst precursor is in the form of powder or pellets, the method of applying the above-mentioned esters to the catalyst precursor is to use an aliphatic hydrocarbon that does not react with alkali metals. This can be carried out by diluting the ester with a liquid such as this or a gas such as an inert gas and bringing it into contact with the diluted ester. but,
Since the reactivity of the alkali metals supported on the carrier is very high in this method, the ester concentration must be kept sufficiently low and sufficient stirring must be carried out to prevent local reaction with excessive amounts of ester. Care must be taken to ensure uniform ester treatment. Diluents used in this case include saturated aliphatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms such as hexane, heptane, octane, and dodecane;
Alternatively, an inert gas such as nitrogen, helium, or argon is preferable. The concentration of ester in this case is suitably 0.005 to 20% by volume, and the treatment temperature is suitably in the range of 0 to 300°C, preferably 20 to 200°C.
本発明の方法に於いて触媒を調整するために触
媒先駆体に対して接触させるエステルの量は、前
記式(1)で示される化合物を主成分とする担体に坦
持されたアルカリ金属類に対して、0.5〜80モル
%、好ましくは1〜50モル%の範囲である。エス
テルの処理量が0.5モル%未満の場合には、本発
明によるエステルとの接触処理効果が十分発揮で
きない。一方、エステルとの接触量が80モル%を
超える場合には、二量化反応に於いて選択性は高
いまま維持されてはいるが、活性が低下し、かつ
触媒寿命が短くなり、不経済なものとなる。 In the method of the present invention, the amount of ester to be brought into contact with the catalyst precursor in order to prepare the catalyst is determined by the amount of the ester that is brought into contact with the catalyst precursor. In contrast, the amount is in the range of 0.5 to 80 mol%, preferably 1 to 50 mol%. When the amount of ester treated is less than 0.5 mol %, the effect of the contact treatment with ester according to the present invention cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, when the amount of contact with the ester exceeds 80 mol%, the selectivity remains high in the dimerization reaction, but the activity decreases and the catalyst life becomes short, resulting in an uneconomical effect. Become something.
上記のようにしてエステル処理された触媒を用
いる本発明の方法によれば、処理エステル量によ
つてはプロピレンの二量化の活性および4−メチ
ル−1−ペンテンの選択性が著しく向上する。こ
の理由は今までのところ明確ではないが、おそら
くエステル処理により、担体上のアルカリ金属類
よりなる活性点のまわりに電子状態が変化し、プ
ロピレンの配位が規制され二量化が起りやすくな
り、また異性化が起りにくくなつているためと推
定され。 According to the method of the present invention using a catalyst treated with ester as described above, the propylene dimerization activity and the selectivity of 4-methyl-1-pentene can be significantly improved depending on the amount of ester treated. The reason for this is not clear so far, but perhaps the ester treatment changes the electronic state around the active sites made of alkali metals on the carrier, restricting the coordination of propylene and making it easier to dimerize. It is also assumed that this is because isomerization is becoming less likely to occur.
本発明の方法に於けるもう一つの重要な特徴
は、反応器に新しい触媒を充填したのちプロピレ
ンを導入して反応を開始させる際に、反応開始ま
での誘導期が殆ど認られなくなる点である。これ
までに公知の触媒系では、誘導期が短い場合でも
10〜15時間、長い場合には数日以上になることが
知られていた。 Another important feature of the method of the present invention is that when the reactor is charged with fresh catalyst and propylene is introduced to start the reaction, there is almost no induction period before the reaction starts. . In the catalyst systems known so far, even when the induction period is short,
It was known to last for 10 to 15 hours, or even several days or more.
本発明の方法によるプロピレンの二量化反応を
実施するにあたつては、種々の接触反応様式が考
えられるが、オートクレーブを用いたバツチ式、
セミバツチ式あるいはオートクレーブに触媒と原
料プロピレンを連続的に供給する完全混合槽型連
続反応法、触媒を反応器に充填し、そこへ原料プ
ロピレンを流通させる固定床型連続反応法等が採
用され得る。 In carrying out the propylene dimerization reaction by the method of the present invention, various catalytic reaction modes are possible, including batch type using an autoclave,
A semi-batch type or a complete mixing tank type continuous reaction method in which the catalyst and the raw material propylene are continuously supplied to an autoclave, a fixed bed type continuous reaction method in which the catalyst is packed in a reactor and the raw material propylene is circulated therein, etc. can be adopted.
これらの反応様式のいずれに於いても、ヘプタ
ン、オクタン、ドデカンのような脂肪族炭化水
素、またはこれらの混合物さらには本反応におい
て副反応を起さない化合物を溶媒に用いて反応を
行なうことは可能である。 In any of these reaction modes, it is not possible to carry out the reaction using an aliphatic hydrocarbon such as heptane, octane, dodecane, a mixture thereof, or a compound that does not cause a side reaction in this reaction as a solvent. It is possible.
また、本発明のプロピレンの二量化反応に適当
な反応条件は、温度範囲としては100〜250℃、好
ましくは140〜180℃であり、適当な圧力範囲は20
〜200Kg/cm2である。 Further, suitable reaction conditions for the propylene dimerization reaction of the present invention are a temperature range of 100 to 250°C, preferably 140 to 180°C, and a suitable pressure range of 20 to 250°C.
~200Kg/ cm2 .
オートクレーブを用いる場合には、原料プロピ
レンに対する触媒使用量は特に制限はないが、実
用的には0.5〜20重量%の範囲が好ましい。なお、
触媒使用量とは、担体と坦持させたアルカリ金属
類との合計量をいう。 When an autoclave is used, there is no particular restriction on the amount of catalyst used relative to the raw material propylene, but a range of 0.5 to 20% by weight is practically preferred. In addition,
The amount of catalyst used refers to the total amount of the carrier and supported alkali metals.
また、反応時間(バツチ式あるいはセミバツチ
式の場合)あるいは滞留時間(連続式の場合)
は、1〜10時間の範囲が好ましい。固定床型連続
法に於いては液体空間速度(LHSV)は0.1〜10
(V/V・hr)の範囲が好ましい。 In addition, the reaction time (in the case of batch type or semi-batch type) or residence time (in the case of continuous type)
is preferably in the range of 1 to 10 hours. In fixed bed continuous process, liquid hourly space velocity (LHSV) is 0.1 to 10.
A range of (V/V·hr) is preferable.
反応に用いる原料プロピレンは、必らずしも高
純度のものである必要はないが、他のオレフイ
ン、ジオレフイン、水、空気、炭酸ガス等を通常
の工業的に可能な範囲で除去したものを用いるこ
とが好ましい。なお、エタン、プロパン、ブタン
などの飽和の炭化水素類は含まれない方が良い
が、含有されていても支障はない。 The raw material propylene used in the reaction does not necessarily have to be of high purity, but it should be one from which other olefins, diolefins, water, air, carbon dioxide, etc. have been removed to the extent that is normally industrially possible. It is preferable to use Although it is better not to include saturated hydrocarbons such as ethane, propane, and butane, there is no problem if they are included.
本発明の4−メチル−1−ペンテンの製造方法
によれば、誘導期が短く、プロピレンの二量化活
性が高く、4−メチル−1−ペンテンの選択率が
高く、触媒寿命が長いという良好な結果が得られ
る。
According to the method for producing 4-methyl-1-pentene of the present invention, the induction period is short, the propylene dimerization activity is high, the selectivity for 4-methyl-1-pentene is high, and the catalyst life is long. Get results.
以下に、実施例によつて本発明をさらに具体的
に説明する。
The present invention will be explained in more detail below using Examples.
実施例 1
KOH+ベーマイト→K2O・xAl2O(x=0.98)
Na
――→
Na坦持K2O・xAl2O3
酢酸エチル
――――――→
Cat.−1
水酸化カリウムペレツト66g(水分15%を含
む)を粉砕し、微粉末としたものとベーマイト80
gとをよく混合し、アルミナ製ルツボに入れ、空
気雰囲気下、1200℃で5時間焼成を行つた。放冷
後、この焼成物を取り出し、アルミナ製ポツトに
入れ、遠心ボールミルで2時間粉砕を行ない、
60meshより細かいものを担体として用いた。本
担体のK/Al比を原子吸光分析で求めたところ、
K/Al=0.98であつた。Example 1 KOH + boehmite → K 2 O・xAl 2 O (x=0.98) Na --→ Na-supported K 2 O・xAl 2 O 3 ethyl acetate --------→ Cat.-1 66g of potassium hydroxide pellets (containing 15% moisture) are crushed into fine powder and boehmite 80g
g was mixed well, placed in an alumina crucible, and fired at 1200° C. for 5 hours in an air atmosphere. After cooling, the fired product was taken out, placed in an alumina pot, and ground in a centrifugal ball mill for 2 hours.
A material finer than 60 mesh was used as a carrier. The K/Al ratio of this support was determined by atomic absorption spectrometry.
K/Al=0.98.
この担体60gを300ml容量の三つ口フラスコ中、
窒素ガス雰囲気下で150℃に加熱し、攪拌しなが
らナトリウム6gを添加した。添加後温度を200
℃にあげ、1時間攪拌を続け均一に坦持させ触媒
先駆体を得た。 60g of this carrier was placed in a 300ml three-necked flask.
The mixture was heated to 150° C. under a nitrogen gas atmosphere, and 6 g of sodium was added while stirring. After addition, increase the temperature to 200
℃ and continued stirring for 1 hour to uniformly support the catalyst precursor.
このようにして得られた触媒先駆体16gを充分
に乾燥させ窒素置換してある内容量1000mlのステ
ンレス製オートクレーブに入れ、これに0.83重量
%の酢酸エチルを含むn−ヘプタン100mlを加え
た後、100℃で1時間攪拌した。オートクレーブ
を冷却後、液の一部をサンプリングし、ガスクロ
マトグラフイーによる分析を行つたところ、仕込
んだ酢酸エチルの殆ど全部が消費されており、こ
の操作により坦持されたナトリウムの10モル%に
相当する量の酢酸エチルが接触処理された。 16 g of the catalyst precursor thus obtained was thoroughly dried and placed in a 1000 ml stainless steel autoclave that had been purged with nitrogen, and 100 ml of n-heptane containing 0.83% by weight of ethyl acetate was added thereto. The mixture was stirred at 100°C for 1 hour. After cooling the autoclave, a portion of the liquid was sampled and analyzed by gas chromatography, and it was found that almost all of the charged ethyl acetate had been consumed, equivalent to 10 mol% of the sodium supported by this operation. of ethyl acetate was contacted.
このようにして得られた触媒を用いてプロピレ
ンの二量化反応を行つた。すなわち、上記オート
クレーブにプロピレン150gを入れ、160℃で5時
間反応を行なつた。反応終了後オートクレーブを
水道水で急冷し、反応を停止させ、未反応プロピ
レンをドライアイス−メタノール浴中のトラツプ
に捕集した。さらに、反応器内に残つている溶
媒、反応生成物等を減圧蒸留によつて回収した。
回収反応液に先にトラツプに補集したプロピレン
を蒸発させた後、残つた二量体以上の沸点を有す
る部分を合わせ、スクアランをコーテイグした50
m長のガラスキヤピラリーカラムを用いてガスク
ロマトグラフイーによる分析を行なつたところ、
プロピレンの反応率は37%であり、4−メチル−
1−ペンテンの選択率は93%であつた。したがつ
て、この触媒1g・1時間当りの活性は、0.694
(g−二量体/g−触媒・hr)(以下の例に於いて
は単位の記載を省略する)であつた。 A propylene dimerization reaction was carried out using the catalyst thus obtained. That is, 150 g of propylene was placed in the autoclave and a reaction was carried out at 160° C. for 5 hours. After the reaction was completed, the autoclave was quenched with tap water to stop the reaction, and unreacted propylene was collected in a trap in a dry ice-methanol bath. Furthermore, the solvent, reaction products, etc. remaining in the reactor were recovered by vacuum distillation.
After evaporating the propylene previously collected in the trap, the recovered reaction solution was combined with the remaining portion having a boiling point higher than that of the dimer, and was coated with squalane.
Analysis by gas chromatography using a m-long glass capillary column revealed that
The propylene reaction rate was 37%, and the 4-methyl-
The selectivity for 1-pentene was 93%. Therefore, the activity per gram of this catalyst per hour is 0.694
(g-dimer/g-catalyst/hr) (description of units will be omitted in the following examples).
実施例 2
0.17重量%の酢酸エチルを含むn−ヘプタン
100mlを用い、触媒先駆体の酢酸エチル処理量を
ナトリウムの2モル%としたことを除き、実施例
1と全く同様の条件でプロピレンの二量化反応を
行つた。分析の結果、プロピレンの反応率は35
%、4−メチル−1−ペンテンの選択率は93%で
あり、この触媒の活性は、0.656であつた。Example 2 n-heptane with 0.17% ethyl acetate by weight
A propylene dimerization reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1, except that 100 ml was used and the amount of ethyl acetate treated as a catalyst precursor was 2 mol % of sodium. As a result of analysis, the reaction rate of propylene is 35
%, the selectivity for 4-methyl-1-pentene was 93%, and the activity of this catalyst was 0.656.
実施例 3
4.13重量%の酢酸エチルを含むn−ヘプタン
100mlを用い、触媒先駆体の酢酸エチル処理量を
ナトリウムの50モル%としたことを除き、実施例
1と全く同様の条件でプロピレンの二量化反応を
行つた。分析の結果、プロピレンの反応率は32
%、4−メチル−1−ペンテンの選択率は92%で
あり、この触媒の活性は、0.600であつた。Example 3 n-heptane with 4.13% ethyl acetate by weight
A propylene dimerization reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1, except that 100 ml was used and the amount of ethyl acetate treated as a catalyst precursor was 50 mol% of sodium. As a result of the analysis, the reaction rate of propylene was 32
%, the selectivity for 4-methyl-1-pentene was 92%, and the activity of this catalyst was 0.600.
比較例 1
触媒先駆体に酢酸エチル処理を実施せずにその
まま触媒として使用したことを除き、実施例1と
全く同様の条件でプロピレンの二量化反応を行つ
た。分析の結果、プロピレンの反応率は34%、4
−メチル−1−ペンテンの選択率は89%であり、
この触媒の活性は、0.638であつた。Comparative Example 1 A propylene dimerization reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1, except that the catalyst precursor was used as a catalyst without being subjected to ethyl acetate treatment. As a result of the analysis, the reaction rate of propylene was 34%, 4
-Selectivity for methyl-1-pentene is 89%,
The activity of this catalyst was 0.638.
実施例 4
(化学反応式は実施例1参照)
実施例1で用いた担体に、ナトリウムの代りに
カリウムを5wt%坦持させた触媒先駆体16gを用
いて実施例1と同様にして酢酸エチル処理を実施
した。接触処理された酢酸エチル量は、坦持され
たカリウムの5モル%に相当した。次いで実施例
1と同様にしてプロピレンの二量化反応を行つ
た。分析の結果、プロピレンの反応率36%、4−
メチル−1−ペンテンの選択率は92%、活性は
0.675であつた。Example 4 (See Example 1 for the chemical reaction formula) Ethyl acetate was prepared in the same manner as in Example 1 using 16 g of a catalyst precursor in which 5 wt% of potassium was supported instead of sodium on the carrier used in Example 1. Processing was carried out. The amount of ethyl acetate contacted corresponded to 5 mol% of the supported potassium. Next, a propylene dimerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1. As a result of the analysis, the reaction rate of propylene was 36%, 4-
The selectivity for methyl-1-pentene is 92%, and the activity is
It was 0.675.
実施例 5
実施例1で用いた酢酸エチルを含むn−ヘプタ
ンの代りに0.46重量%の酢酸メチルを含むn−ヘ
プタン300mlを用い触媒先駆体の処理を実施した
こと、および反応時間を3時間としたことを除
き、実施例1と全く同様の条件でプロピレンの二
量化反応を行つた。酢酸メチルの接触処理量は、
坦持されたナトリウムの20モル%に相当した。分
析の結果、プロピレンの反応率は42%、4−メチ
ル−1−ペンテンの選択率は91%であり、この触
媒の活性は、1.313であつた。Example 5 The catalyst precursor was treated using 300 ml of n-heptane containing 0.46% by weight of methyl acetate instead of the n-heptane containing ethyl acetate used in Example 1, and the reaction time was 3 hours. A propylene dimerization reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1, except for the following. The contact processing amount of methyl acetate is
This corresponded to 20 mol% of the supported sodium. As a result of analysis, the conversion rate of propylene was 42%, the selectivity of 4-methyl-1-pentene was 91%, and the activity of this catalyst was 1.313.
実施例 6
実施例1で用いた酢酸エチルを含むn−ヘプタ
ンの代りに0.64重量%の酢酸シクロヘキシルを含
むn−ヘプタン100mlを用いて触媒先駆体の処理
を実施したことを除き、実施例1と全く同様の条
件でプロピレンの二量化反応を行つた。酢酸シク
ロヘキシルの接触処理量は、坦持されたナトリウ
ムの5モル%に相当した。分析の結果、プロピレ
ンの反応率は40%、4−メチル−1−ペンテンの
選択率は92%であり、この触媒の活性は、0.750
であつた。Example 6 Example 1 was repeated, except that the treatment of the catalyst precursor was carried out using 100 ml of n-heptane containing 0.64% by weight of cyclohexyl acetate instead of the n-heptane containing ethyl acetate used in Example 1. A propylene dimerization reaction was carried out under exactly the same conditions. The contact throughput of cyclohexyl acetate corresponded to 5 mol% of the supported sodium. As a result of analysis, the reaction rate of propylene was 40%, the selectivity of 4-methyl-1-pentene was 92%, and the activity of this catalyst was 0.750.
It was hot.
実施例 7
実施例1で用いた酢酸エチルを含むn−ヘプタ
ンの代りに1.41重量%の安息香酸エチルを含むn
−ヘプタン100mlを用い触媒先駆体の処理を実施
したことを除き、実施例1と全く同様の条件でプ
ロピレンの二量化反応を行つた。安息香酸エチル
の接触処理量は、坦持されたナトリウムの10モル
%に相当した。分析の結果、プロピレンの反応率
は31%、4−メチル−1−ペンテンの選択率は90
%であり、この触媒の活性は、0.581であつた。Example 7 N-heptane containing ethyl acetate used in Example 1 was replaced with n-heptane containing 1.41% by weight of ethyl benzoate.
- A propylene dimerization reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1, except that the catalyst precursor was treated with 100 ml of heptane. The catalytic treatment amount of ethyl benzoate corresponded to 10 mol% of the supported sodium. As a result of the analysis, the reaction rate of propylene was 31%, and the selectivity of 4-methyl-1-pentene was 90.
%, and the activity of this catalyst was 0.581.
比較例 2
実施例1で用いた酢酸エチルを含むn−ヘプタ
ンの代りに1.62重量%の酢酸n−オクチルを含む
n−ヘプタン100mlを用いて触媒先駆体の処理を
実施したことを除き、実施例1と全く同様の条件
でプロピレンの二量化反応を行つた。酢酸n−オ
クチルの接触処理量は、坦持されたナトリウムの
10モル%に相当した。分析の結果、プロピレンの
反応率は20%、4−メチル−1−ペンテンの選択
率は44%であり、この触媒の活性は、0.400であ
つた。この結果は実施例1〜7と比べ活性と選択
性が著しく劣つていた。Comparative Example 2 Example 2, except that instead of the n-heptane containing ethyl acetate used in Example 1, the treatment of the catalyst precursor was carried out using 100 ml of n-heptane containing 1.62% by weight of n-octyl acetate. A propylene dimerization reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1. The contact throughput of n-octyl acetate is
It corresponded to 10 mol%. As a result of analysis, the reaction rate of propylene was 20%, the selectivity of 4-methyl-1-pentene was 44%, and the activity of this catalyst was 0.400. This result showed that the activity and selectivity were significantly inferior compared to Examples 1 to 7.
実施例 8
KHCO3+Al2O3→K2O・xAl2O3(x=1.0)
Na
――→
Na坦持K2O・xAl2O3
H2
――→
水素処理物酢酸エチル
――――――→
Cat.−8
炭酸水素カリウム200gとγ−アルミナ202gと
を十分混合し、1000℃で7時間焼成し、担体を製
造した。この担体15gにナトリウム1.5gを加え、
200℃で1時間激しく攪拌して坦持させた。得ら
れたナトリウムの坦持物を全量、内容量1のス
テンレス製オートクレーブに入れ、溶媒としてn
−ヘプタン100mlを加え、160℃に昇温した後、水
素で70Kg/cm2Gに加圧し、3時間攪拌した。放冷
後残存水素を放出したのち、2.25重量%の酢酸エ
チルを含むn−ヘプタン50mlを加え、100℃で1
時間攪拌した。この操作により坦持されたナトリ
ウムの10モル%に相当する量の酢酸エチルが接触
処理された。Example 8 KHCO 3 +Al 2 O 3 →K 2 O・xAl 2 O 3 (x=1.0) Na --→ Na-supported K 2 O・xAl 2 O 3 H 2 --→ Hydrogenated product ethyl acetate -- ――――→ Cat.-8 200 g of potassium hydrogen carbonate and 202 g of γ-alumina were thoroughly mixed and fired at 1000° C. for 7 hours to produce a carrier. Add 1.5 g of sodium to 15 g of this carrier,
The mixture was vigorously stirred at 200° C. for 1 hour to support it. The entire amount of the obtained sodium carrier was placed in a stainless steel autoclave with an internal capacity of 1, and n was added as a solvent.
- After adding 100 ml of heptane and raising the temperature to 160°C, the mixture was pressurized to 70 kg/cm 2 G with hydrogen and stirred for 3 hours. After cooling and releasing residual hydrogen, 50 ml of n-heptane containing 2.25% by weight of ethyl acetate was added, and the mixture was heated at 100℃ for 1 hour.
Stir for hours. Through this operation, an amount of ethyl acetate corresponding to 10 mol% of the supported sodium was contacted.
このオートクレーブにプロピレン150gを加え、
再び160℃に昇温し5時間反応を行つた。分析の
結果、プロピレンの反応率は37%、4−メチル−
1−ペンテンの選択率は93%であり、この触媒の
活性は、0.673であつた。 Add 150g of propylene to this autoclave,
The temperature was raised to 160°C again and reaction was carried out for 5 hours. As a result of analysis, the reaction rate of propylene was 37%, 4-methyl-
The selectivity for 1-pentene was 93% and the activity of this catalyst was 0.673.
実施例 9
t−BuOK+(sec−BuOK)3Al
→K〔Al(OBut)(OBusec)3〕
2K〔Al(OBut)(OBusec)3〕
△
―→
K2O・Al2O3+4BuOBu
K2O・Al2O3Na
――→
Na坦持K2O・Al2O3
O2
――→
酢酸エチル
――――――→
Cat.−9
t−ブトキシカリウム112gとアルミニウム−
sec−ブトキシド246gとを200mlのt−ブタノー
ル中、窒素雰囲気下で70℃で混合すると、アート
コンプレツクスであるK〔Al(OBut)(OBusec)3〕
が白い沈殿として析出した。溶媒のt−ブタノー
ルを減圧で留去した後、この析出物を窒素気流中
500℃で4時間予備焼成し、有機残基を全て分解
させた。その後温度を1200℃に上昇させ、さらに
3時間焼成した。Example 9 t-BuOK+(sec-BuOK) 3 Al →K[Al(OBu t )(OBu sec ) 3 ] 2K[Al(OBu t )(OBu sec ) 3 ] △ ―→ K 2 O・Al 2 O 3 +4BuOBu K 2 O・Al 2 O 3 Na ――→ Na-carrying K 2 O・Al 2 O 3 O 2 ――→ Ethyl acetate――――――→ Cat.−9 112g of potassium t-butoxy and aluminum
When 246 g of sec-butoxide is mixed in 200 ml of t-butanol at 70°C under a nitrogen atmosphere, the art complex K [Al(OBu t ) (OBu sec ) 3 ] is obtained.
was deposited as a white precipitate. After distilling off the solvent t-butanol under reduced pressure, the precipitate was dissolved in a nitrogen stream.
Preliminary firing was performed at 500°C for 4 hours to decompose all organic residues. Thereafter, the temperature was raised to 1200°C and baking was continued for an additional 3 hours.
このようにして得られた担体60gに窒素気流下
でナトリウムを6g加え、200℃で2時間激しく
攪拌し、ナトリウムを坦持させた。 6 g of sodium was added to 60 g of the carrier thus obtained under a nitrogen stream, and the mixture was vigorously stirred at 200° C. for 2 hours to support sodium.
このようにして得られた触媒先駆体16gを十分
に乾燥させ窒素置換してある内容量1000mlのステ
ンレス製オートクレーブに入れ、これに分散媒と
してn−ヘプタン100mlを加えた。このオートク
レーブのバルブをU字管式水銀マノメーターにつ
なぎ、モレキユラーシーブ3Aで乾燥させた空気
を水銀柱150mmHgに下るまで圧入した。攪拌機を
まわしながらマノメーターの指示が130mmHgに下
がるまで酸素処理し、その時点でオートクレーブ
内の空気を放出し、さらに窒素ガスで置換した。
この操作により、坦持されたナトリウムの1.5モ
ル%に相当する量の酸素が接触処理された。次に
0.83重量%の酢酸エチルを含むn−ヘプタン50ml
を加え、100℃で1時間攪拌した。この操作によ
り坦持されたナトリウムの5モル%に相当する量
の酢酸エチルが接触処理された。 16 g of the catalyst precursor thus obtained was thoroughly dried and placed in a stainless steel autoclave with an internal capacity of 1000 ml which had been purged with nitrogen, and 100 ml of n-heptane was added thereto as a dispersion medium. The valve of this autoclave was connected to a U-shaped mercury manometer, and air dried with a molecular sieve 3A was forced into the autoclave until the mercury column reached 150 mmHg. The autoclave was treated with oxygen while rotating the stirrer until the manometer reading fell to 130 mmHg, at which point the air inside the autoclave was released and replaced with nitrogen gas.
Through this operation, an amount of oxygen corresponding to 1.5 mol% of the supported sodium was contacted. next
50 ml of n-heptane containing 0.83% by weight of ethyl acetate
was added and stirred at 100°C for 1 hour. Through this operation, an amount of ethyl acetate corresponding to 5 mol % of the supported sodium was contacted.
このオートクレーブにプロピレン150gを加え、
160℃で5時間反応を行なつた。分析の結果、プ
ロピレンの反応率は40%、4−メチル−1−ペン
テンの選択率は93%であり、活性は0.750であつ
た。 Add 150g of propylene to this autoclave,
The reaction was carried out at 160°C for 5 hours. As a result of analysis, the propylene reaction rate was 40%, the 4-methyl-1-pentene selectivity was 93%, and the activity was 0.750.
実施例 10
K2CO3+Al(OH)3→K2O・xAl2O3(x=0.98)
2Na+2NH3→2NaNH2+H2
K2O・xAl2O3NaNH2
――――――→
NaNH2
坦持K2O・xAl2O3
ギ酸イソプロピル
――――――――――→
Cat.−10
無水炭酸カリウム100gと水酸化アルミニウム
78.0gとを、各々16meshより小さい粒度にそろ
え、十分に均一となるよう混合したのち、1100℃
の温度で5時間焼成し担体を調整した。本担体の
K/Al比を原子吸光分析で求めたところ、K/
Al=1.45であつた。また生成した担体の酸分解に
より発生した炭酸ガス量より計算すると、未反応
の炭酸カリウムが32g残存しており、K2O・
xAl2O3はx=0.98であることがわかつた。Example 10 K 2 CO 3 +Al(OH) 3 →K 2 O・xAl 2 O 3 (x=0.98) 2Na+2NH 3 →2NaNH 2 +H 2 K 2 O・xAl 2 O 3 NaNH 2 ――――――→ NaNH 2 supported K 2 O・xAl 2 O 3 Isopropyl formate――――――――――→ Cat.−10 100g of anhydrous potassium carbonate and aluminum hydroxide
78.0g, each with a particle size smaller than 16mesh, mixed to be sufficiently uniform, and heated to 1100℃.
The carrier was prepared by firing at a temperature of 5 hours. The K/Al ratio of this support was determined by atomic absorption spectrometry.
Al=1.45. Calculating from the amount of carbon dioxide gas generated by acid decomposition of the formed carrier, 32g of unreacted potassium carbonate remained, and K 2 O.
It was found that x=0.98 for xAl 2 O 3 .
この担体15.0gおよびナトリウム1.0gをステ
ンレス製オートクレーブに入れ、これに液化アン
モニア30gを圧入し、室温で2時間攪拌を行つた
後、アンモニアおよび反応によつて生じた水素を
放出した。次いで、このオートクレーブに0.28重
量%のギ酸イソプロピルを含むn−ヘプタン100
mlを加え、100℃で1時間攪拌した。この操作に
より坦持されたナトリウムアマイド5モル%に相
当する量のギ酸イソプロピルが接触処理されたこ
とになる。 15.0 g of this carrier and 1.0 g of sodium were placed in a stainless steel autoclave, and 30 g of liquefied ammonia was pressurized into the autoclave. After stirring at room temperature for 2 hours, ammonia and hydrogen produced by the reaction were released. The autoclave was then charged with 100% n-heptane containing 0.28% by weight of isopropyl formate.
ml and stirred at 100°C for 1 hour. By this operation, an amount of isopropyl formate corresponding to 5 mol % of the supported sodium amide was subjected to contact treatment.
このようにして得られた触媒を用いてプロピレ
ンの二量化反応を行つた。すなわち、上記オート
クレーブにプロピレン150gを入れ、150℃で5時
間反応を行つた。分析の結果、プロピレンの反応
率は21%、4−メチル−1−ペンテンの選択率は
93%、活性は0.394であつた。 A propylene dimerization reaction was carried out using the catalyst thus obtained. That is, 150 g of propylene was placed in the autoclave and a reaction was carried out at 150° C. for 5 hours. As a result of the analysis, the reaction rate of propylene was 21%, and the selectivity of 4-methyl-1-pentene was
The activity was 93% and 0.394.
実施例 11
(化学反応式は実施例10参照)
実施例10で得られた担体に、ナトリウムの代り
にカリウムを用いてカリウムアマイドを坦持させ
た。カリウムの使用量、アマイド化の条件などは
実施例10と全く同じであつた。このようにして得
られたカリウムアマイド坦持物を使用して、実施
例10と同様にして酢酸エチル処理し、坦持された
カリウムアマイド20モル%に相当する量の酢酸エ
チルが接触処理された。Example 11 (See Example 10 for chemical reaction formula) Potassium amide was supported on the carrier obtained in Example 10 by using potassium instead of sodium. The amount of potassium used, the conditions for amide formation, etc. were exactly the same as in Example 10. Using the thus obtained potassium amide-supported product, it was treated with ethyl acetate in the same manner as in Example 10, and an amount of ethyl acetate corresponding to 20 mol % of the supported potassium amide was contacted with the product.
この触媒を用いて実施例1と同様にして160℃
で5時間プロピレンの二量化反応を行つた。分析
の結果、プロピレンの反応率は34%、4−メチル
−1−ペンテンの選択率は93%、活性は0.638で
あつた。 Using this catalyst, the temperature was 160°C in the same manner as in Example 1.
A propylene dimerization reaction was carried out for 5 hours. As a result of the analysis, the propylene reaction rate was 34%, the 4-methyl-1-pentene selectivity was 93%, and the activity was 0.638.
比較例 3
500℃で5時間乾燥させた炭酸カリウム100gに
ナトリウム2gを窒素ガス雰囲気下加えて200℃
で激しく攪拌し、ナトリウムを坦持させた。Comparative Example 3 2g of sodium was added to 100g of potassium carbonate that had been dried at 500°C for 5 hours under a nitrogen gas atmosphere, and the mixture was heated to 200°C.
The mixture was stirred vigorously to support the sodium.
この触媒36gを窒素ガス雰囲気下で内容量1
のステンレス製オートクレーブに入れ、プロピレ
ン150gを溶媒としてのn−ヘプタン100mlと共に
加え、160℃で20時間の反応を行なつた。分析の
結果、プロピレンの反応率は43%、4−メチル−
1−ペンテンの選択率は75%であり、この触媒の
活性は0.090であつた。 36g of this catalyst was heated to 1% in content under a nitrogen gas atmosphere.
The mixture was placed in a stainless steel autoclave, 150 g of propylene was added together with 100 ml of n-heptane as a solvent, and the reaction was carried out at 160°C for 20 hours. As a result of analysis, the reaction rate of propylene was 43%, 4-methyl-
The selectivity for 1-pentene was 75% and the activity of this catalyst was 0.090.
比較例 4
比較例3で得た炭酸カリウムにナトリウム2重
量%坦持させたものを触媒先駆体として用い、こ
の先駆体28gを十分に乾燥させ、窒素置換してあ
る内容量1のステンレス製オートクレーブに入
れ、これに0.06重量%の酢酸エチルを含むn−ヘ
プタン100mlを加え、100で℃で1時間攪拌した。
この操作により、坦持されたナトリウムの2モル
%に相当する量の酢酸エチルが接触処理された。
このようにして得られた触媒を用いてプロピレン
の二量化反応を行つた。すなわち、上記オートク
レーブにプロピレン150gを入れ、160℃で30時間
反応を行つた。分析の結果、プロピレンの反応率
は32%、4−メチル−1−ペンテンの選択率は77
%、活性は0.057であつた。Comparative Example 4 The potassium carbonate obtained in Comparative Example 3 with 2% by weight of sodium supported was used as a catalyst precursor, and 28 g of this precursor was thoroughly dried and placed in a stainless steel autoclave with an internal capacity of 1, which was purged with nitrogen. 100 ml of n-heptane containing 0.06% by weight of ethyl acetate was added thereto, and the mixture was stirred at 100° C. for 1 hour.
Through this operation, an amount of ethyl acetate corresponding to 2 mol % of the supported sodium was contacted.
A propylene dimerization reaction was carried out using the catalyst thus obtained. That is, 150 g of propylene was placed in the autoclave and a reaction was carried out at 160° C. for 30 hours. As a result of the analysis, the reaction rate of propylene was 32%, and the selectivity of 4-methyl-1-pentene was 77%.
%, and the activity was 0.057.
比較例3と比較すると明らかなように、担体を
炭酸カリウムへ変えると、酢酸エチルの接触処理
効果が全く認められず、むしろ活性が低下するこ
とが解る。 As is clear from comparison with Comparative Example 3, when the carrier is changed to potassium carbonate, no effect of contact treatment with ethyl acetate is observed, and rather the activity is reduced.
実施例 12
K2CO2+Al(OH)3→K2O・xAl2O3(x=1.0)
Na
――→
Na坦持K2O・xAl2O3
酢酸エチル
――――――→
Cat.−12
無水炭酸カリウム138gと水酸化アルミニウム
156gに少量の水を加えてよく混練し、押し出し
形成機で直径1.6mm長さ5〜8mmの大きさのペレ
ツトに成形した。これをアルミナ製ルツボに入
れ、空気雰囲気下で1000℃で5時間焼成し、担体
を得た。この担体全量に窒素ガス雰囲気下200℃
でナトリウムを10重量%となるよう添加し、さら
に400℃に温度をあげ2時間加熱を続けた。Example 12 K 2 CO 2 +Al(OH) 3 →K 2 O・xAl 2 O 3 (x=1.0) Na --→ Na-supported K 2 O・xAl 2 O 3 Ethyl acetate --------→ Cat.−12 138g of anhydrous potassium carbonate and aluminum hydroxide
A small amount of water was added to 156 g, and the mixture was thoroughly kneaded and formed into pellets with a diameter of 1.6 mm and a length of 5 to 8 mm using an extruder. This was placed in an alumina crucible and fired at 1000°C for 5 hours in an air atmosphere to obtain a carrier. The entire amount of this carrier was heated to 200°C in a nitrogen gas atmosphere.
Sodium was added to the solution to give a concentration of 10% by weight, and the temperature was further raised to 400°C and heating continued for 2 hours.
このようにして得られたナトリウム坦持ペレツ
ト100gを500ml容量のガラス製フラスコに入れ、
1.89重量%の酢酸エチルを含むn−ヘプタン300
mlを加え、100℃で1時間攪拌し、酢酸エチル処
理を行つた。酢酸エチル処理量はナトリウムの10
モル%であつた。このようにして得られた触媒を
用いて固定床連続流通式反応法によりプロピレン
の二量化反応を行つた。すなわち、反応温度150
℃、圧力90Kg/cm2に保ちながら、プロピレンを液
空間速度(LHSV)2.0hr-1導入しながら反応を
行なつた。プロピレンの反応率は、20時間で定常
となり、41%に達した。生成物中の4−メチル−
1−ペンテンの含有率は93%であつた。反応を継
続して行つたが、活性の半減期、すなわちプロピ
レンの転化率が最高の値から半減する迄の時間は
1500時間を超えていた。 Put 100 g of the sodium-supported pellets obtained in this way into a 500 ml glass flask,
n-heptane 300 containing 1.89% by weight ethyl acetate
ml was added, stirred at 100°C for 1 hour, and treated with ethyl acetate. Ethyl acetate processing amount is 10% of sodium
It was mol%. Using the catalyst thus obtained, a dimerization reaction of propylene was carried out by a fixed bed continuous flow reaction method. i.e. reaction temperature 150
The reaction was carried out while maintaining the temperature and pressure at 90 Kg/cm 2 and introducing propylene at a liquid hourly space velocity (LHSV) of 2.0 hr -1 . The propylene reaction rate reached a steady state in 20 hours, reaching 41%. 4-methyl- in the product
The content of 1-pentene was 93%. Although the reaction was continued, the half-life of the activity, that is, the time it takes for the conversion rate of propylene to decrease by half from its highest value, was
It was over 1500 hours.
Claims (1)
ル−1−ペンテンを製造する方法に於いて、下記
式(1) K2O・xAl2O3 ……(1) で示される化合物(ただし、上式に於いて、xは
0.5≦x≦11なる範囲の値をとる)を主成分とす
る担体に、ナトリウム、カリウム、ナトリウムア
マイドおよびカリウムアマイドから成る群より選
ばれた少なくとも1種以上の元素若しくは化合物
を坦持させてなるものに、所望により水素処理お
よび/または酸素処理させた後、下記式(2)で示さ
れるエステル R1COOR2 ……(2) (ただし、R1はC1〜C15の鎖状若しくは環状の
脂肪族炭化水素残基またはC6〜C20のアリール基
若しくはアラルキル基、R2はC1〜C6の鎖状若し
くは環状の脂肪族炭化水素残基を表わす)を接触
させたものを触媒として使用することを特徴とす
る4−メチル−1−ペンテンの製造方法。 2 前記担体が、実質的に前記式(1)で示される化
合物のみから成るものである特許請求の範囲第1
項記載の方法。 3 前記担体が、前記式(1)で示される化合物と少
量の炭酸カリウムとの混合物から成るものである
特許請求の範囲第1項記載の方法。[Claims] 1. In a method for producing 4-methyl-1-pentene by dimerization reaction of propylene, the following formula (1) K 2 O.xAl 2 O 3 ...(1) The compound shown (however, in the above formula, x is
At least one element or compound selected from the group consisting of sodium, potassium, sodium amide, and potassium amide is supported on a carrier whose main component is 0.5≦x≦11). After hydrogen treatment and/or oxygen treatment as desired, the ester represented by the following formula (2) R 1 COOR 2 ... (2) (However, R 1 is a C 1 to C 15 chain or cyclic aliphatic hydrocarbon residue or a C 6 to C 20 aryl group or aralkyl group, R 2 represents a C 1 to C 6 chain or cyclic aliphatic hydrocarbon residue). A method for producing 4-methyl-1-pentene, characterized in that it is used as 4-methyl-1-pentene. 2. Claim 1, wherein the carrier consists essentially only of the compound represented by the formula (1).
The method described in section. 3. The method according to claim 1, wherein the carrier comprises a mixture of the compound represented by formula (1) and a small amount of potassium carbonate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59202995A JPS6183135A (en) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | Method for producing 4-methyl-1-pentene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59202995A JPS6183135A (en) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | Method for producing 4-methyl-1-pentene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183135A JPS6183135A (en) | 1986-04-26 |
| JPH0333135B2 true JPH0333135B2 (en) | 1991-05-16 |
Family
ID=16466586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59202995A Granted JPS6183135A (en) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | Method for producing 4-methyl-1-pentene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6183135A (en) |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59202995A patent/JPS6183135A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6183135A (en) | 1986-04-26 |
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