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JPH11158102A - Production of dibutyl ether - Google Patents

Production of dibutyl ether

Info

Publication number
JPH11158102A
JPH11158102A JP9330459A JP33045997A JPH11158102A JP H11158102 A JPH11158102 A JP H11158102A JP 9330459 A JP9330459 A JP 9330459A JP 33045997 A JP33045997 A JP 33045997A JP H11158102 A JPH11158102 A JP H11158102A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
dibutyl ether
reaction
butyl alcohol
hydroxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9330459A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Yokomizo
晃 横溝
Ken Fujita
研 藤田
Shigeyoshi Saito
茂善 斎藤
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.)
Cosmo Oil Co Ltd
Japan Petroleum Energy Center JPEC
Original Assignee
Cosmo Oil Co Ltd
Petroleum Energy Center PEC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cosmo Oil Co Ltd, Petroleum Energy Center PEC filed Critical Cosmo Oil Co Ltd
Priority to JP9330459A priority Critical patent/JPH11158102A/en
Publication of JPH11158102A publication Critical patent/JPH11158102A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrially suitable simple process for the production of dibutyl ether useful as an oxygen-containing fuel base in high efficiency by dehydrative etherification reaction of n-butyl alcohol. SOLUTION: A solid superstrong acid catalyst having an acid strength corresponding to the Hammett acidity function (Ho) of Ho<-11.9 is used as a catalyst for the subject process. The solid superstrong acid catalyst satisfying the formula can be produced by supporting a sulfate radical precursor on the hydroxide or oxide of a metal of the group III, IV or VIII of the periodic table and baking the product.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はジブチルエーテルの
製造方法に関し、n−ブチルアルコールから、その脱水
反応により、簡単かつ効率的にジブチルエーテルを製造
する方法を提供する。
The present invention relates to a method for producing dibutyl ether, and provides a simple and efficient method for producing dibutyl ether from n-butyl alcohol by a dehydration reaction.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジブチルエーテルは溶剤としての用途に
加えて、軽油燃料の基材としての用途もあり、セタン価
の向上および低温特性(くもり点、目詰まり点)の改善
などの効果を有する。 このような特性からみて、ジブ
チルエーテルは一般に含酸素燃料基材として有用であ
り、また今後、含酸素燃料基材の需要が伸びると予想さ
れていることから、ジブチルエーテルの需要はさらに増
加するものと期待される。
2. Description of the Related Art In addition to use as a solvent, dibutyl ether is also used as a base material for gas oil fuel, and has effects such as improvement of cetane number and improvement of low-temperature characteristics (clouding point and clogging point). In view of these characteristics, dibutyl ether is generally useful as an oxygen-containing fuel base material, and the demand for oxygen-containing fuel base material is expected to increase in the future, so that the demand for dibutyl ether will further increase. Is expected.

【0003】ジブチルエーテルの合成法としては、従来
から、いくつかの方法が知られている。 その多くはn
−ブタノールを脱水させる方法であって、脱水反応の触
媒としては、たとえば、Y型ゼオライトのようなゼオラ
イト触媒を使用し液相で反応させる方法(特開昭57−
7432号公報)、触媒としてリンタングステン酸を使
用する方法(特開平5−25076号公報)、層状クレ
ーを使用する方法(特開昭60−215642号公
報)、ベントナイトを使用する方法(EP−A0031
252号公報)などがある。
[0003] As a method for synthesizing dibutyl ether, several methods have hitherto been known. Many are n
-A method for dehydrating butanol, wherein a reaction in the liquid phase is carried out using a zeolite catalyst such as Y-type zeolite as a catalyst for the dehydration reaction (Japanese Patent Laid-Open No.
No. 7432), a method using phosphotungstic acid as a catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-25076), a method using a layered clay (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-215642), and a method using bentonite (EP-A0031).
252).

【0004】しかしながら、既知のジブチルエーテル製
造方法は、いずれも工業的実施には不満足なものであ
る。 すなわち、ゼオライト触媒を用いた合成法は、ジ
ブチルエーテル収率が低いばかりでなく、触媒の酸強度
が小さいので、高温下で反応させなければならない、と
いう難点がある。 その結果、sec−ブチルアルコー
ル、n−ブチル−sec−ブチルエーテル、n−ブチル−t
ert−ブチルエーテル、cis−2−ブテン、trans−2−
ブテン、iso−ブテンなど、多種類の副生成物が生成す
る。 触媒としてリンタングステン酸を用いる方法は、
リンタングステン酸が副生する水に対して容易に溶解す
るため、反応回収液から触媒を除去回収する必要があ
り、この操作を含めて、分離精製工程が複雑になる。
それに加えて、回収液が腐食性であるため、反応装置を
構成する材料に高価なものを使用しなければならないと
いう問題がある。
[0004] However, all of the known methods for producing dibutyl ether are unsatisfactory for industrial practice. That is, the synthesis method using a zeolite catalyst has a drawback that not only the yield of dibutyl ether is low but also the acid strength of the catalyst is low, so that the reaction must be performed at a high temperature. As a result, sec-butyl alcohol, n-butyl-sec-butyl ether, n-butyl-t
ert-butyl ether, cis-2-butene, trans-2-
Many types of by-products are formed, such as butene and iso-butene. The method using phosphotungstic acid as a catalyst,
Since the phosphotungstic acid easily dissolves in water produced as a by-product, it is necessary to remove and recover the catalyst from the reaction and recovery solution, and the separation and purification steps including this operation become complicated.
In addition, since the recovered liquid is corrosive, there is a problem that expensive materials must be used for the material constituting the reactor.

【0005】層状クレー触媒を用いる合成法は、n−ブ
チルアルコールの転化率およびジブチルエーテルの収率
が低いばかりでなく、ゼオライト触媒と同様に触媒の酸
強度が小さいので、やはり高温下で反応させなければな
らず、その結果、上記したような副生成物が生成すると
いう点で、共通の問題がある。 また、ジブチルエーテ
ルの収率を高くするためには、反応器のLHSV(液空
間速度)を小さくしなければならない。
In the synthesis method using a layered clay catalyst, not only the conversion of n-butyl alcohol and the yield of dibutyl ether are low, but also the acid strength of the catalyst is low as in the case of the zeolite catalyst. And there is a common problem in that by-products are formed as a result. Also, in order to increase the yield of dibutyl ether, the LHSV (liquid hourly space velocity) of the reactor must be reduced.

【0006】ベントナイト触媒を用いる合成法は、比較
的高いn−ブチルアルコール転化率とジブチルエーテル
収率とが得られるが、ゼオライト触媒と同様に触媒の酸
強度が小さいので高い温度で反応させなければならず、
この場合も、前記した多種類の副生成物が生成するとい
う難点が伴う。
In the synthesis method using a bentonite catalyst, a relatively high conversion of n-butyl alcohol and a dibutyl ether yield can be obtained. However, since the acid strength of the catalyst is low as in the case of the zeolite catalyst, the reaction must be performed at a high temperature. Not
In this case, too, there is a disadvantage that various types of by-products are generated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
したような技術の現状を一歩進め、含酸素燃料基材とし
て有用なジブチルエーテルを、簡略な一段法で、従来よ
り一層効率よく製造し得る方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to take the above-mentioned state of the art one step further and produce dibutyl ether useful as an oxygen-containing fuel base material more efficiently than in the past by a simple one-step method. It is to provide a method that can do this.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のジブチルエーテ
ルの製造方法は、n−ブチルアルコールの脱水反応によ
るエーテル化を行なってジブチルエーテルを製造する方
法において、触媒として、ハメット関数(Ho)がHo
<−11.9である酸強度を有する固体超強酸触媒を使
用することを特徴とする。
The method for producing dibutyl ether of the present invention is a method for producing dibutyl ether by etherifying n-butyl alcohol by a dehydration reaction, wherein the catalyst has a Hammett function (Ho) of Ho.
It is characterized by using a solid superacid catalyst having an acid strength of <-11.9.

【0009】[0009]

【発明の実施形態】原料として用いるn−ブチルアルコ
ールは、反応装置の腐食の原因となる酸性物質や触媒毒
となる塩基性物質を含んでいないものが好ましい。 n
−ブチルアルコールは、純粋なn−ブチルアルコールの
ほか、n−ブチルアルコール混合物も使用することがで
きる。 n−ブチルアルコール混合物とは、n−ブチル
アルコールを主成分とし、これにイソブチルアルコー
ル、炭素数2〜5の炭化水素を含む混合物をいう。 n
−ブチルアルコール混合物中のn−ブチルアルコールの
濃度は、80モル%以上、とくに95モル%以上である
ことが好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The n-butyl alcohol used as a raw material preferably does not contain an acidic substance causing corrosion of a reactor or a basic substance becoming a catalyst poison. n
As for -butyl alcohol, in addition to pure n-butyl alcohol, a mixture of n-butyl alcohol can be used. The n-butyl alcohol mixture refers to a mixture containing n-butyl alcohol as a main component, isobutyl alcohol, and a hydrocarbon having 2 to 5 carbon atoms. n
The concentration of n-butyl alcohol in the -butyl alcohol mixture is preferably at least 80 mol%, particularly preferably at least 95 mol%.

【0010】n−ブチルアルコールに水が含まれている
ものも、使用できないわけではないが、水が存在すると
それが触媒に配位して活性を低下させてしまうため、水
の含有量はなるべく低いことが望ましい。 この場合
は、n−ブチルアルコール濃度が95モル%以上、とく
に99モル%以上であることが好ましい。
[0010] Even if water is contained in n-butyl alcohol, it is not impossible to use it. However, if water is present, it coordinates with the catalyst and lowers the activity. Low is desirable. In this case, the concentration of n-butyl alcohol is preferably at least 95 mol%, particularly preferably at least 99 mol%.

【0011】n−ブチルアルコールおよびn−ブチルア
ルコール混合物は、Reppe法、オキソ法、アセトア
ルデヒド法などのプロセスにおいて生成したものを使用
することができ、その製造方法に限定されない。
As the n-butyl alcohol and the n-butyl alcohol mixture, those produced in processes such as the Reppe method, the oxo method and the acetaldehyde method can be used, and the production method is not limited.

【0012】本発明で触媒として使用する固体超強酸触
媒は、前記のようにそのハメット関数(Ho)がHo<
−11.9である酸強度を有するものである。 このよ
うな固体超強酸触媒を得るには、周期律表第III族、好
ましくは第IIIB族、第IV族または第VIII族の金属の水
酸化物または酸化物に、硫酸根前駆物質を担持させて燒
成するとよい。 ここで、元素の周期律表は、森北出版
の『化学辞典』(1987年)の表紙裏の見開きに記載
のものに依った。
The solid superacid catalyst used as a catalyst in the present invention has a Hammett function (Ho) of Ho <Ho as described above.
It has an acid strength of -11.9. To obtain such a solid superacid catalyst, a sulfate precursor is supported on a hydroxide or oxide of a metal of Group III, preferably Group IIIB, Group IV or Group VIII of the Periodic Table. And sinter it. Here, the periodic table of the elements was based on the one described in the spread on the back of the cover of "Chemical Dictionary" (1987) by Morikita Publishing.

【0013】担体とする酸化物または水酸化物を形成す
る金属としては、第IIIB族ではアルミニウム、ガリウ
ム、インジウムおよびタリウム、第IV族ではチタン、ジ
ルコニウム、ケイ素、スズ、ハフニウムおよびゲルマニ
ウム、または第VIII、好ましくは鉄族の金属では鉄、コ
バルト、およびニッケルが挙げられ、これらのなかで
は、とくにアルミニウム、にチタン、ジルコニウム、ケ
イ素、スズおよび鉄が好適である。 これら金属の1種
または2種類以上の酸化物、水酸化物、複合酸化物また
は複合水酸化物が使用できる。 とくに複合水酸化物を
用いることが好ましい。 担体の具体例としては、アル
ミナ(Al2O3)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウ
ム(ZrO2)、ジルコニア・アルミナ(ZrO2・Al2O3)、
ジルコニア・酸化第二鉄(ZrO2・Fe2O3)、ジルコニア
・酸化第二ガリウム(ZrO2・Ga2O3)、ジルコニア・チ
タニア(ZrO2・TiO2)、ジルコニア・酸化第一コバルト
(ZrO2・CoO)等が挙げられる。
[0013] The metal forming the oxide or hydroxide serving as a carrier may be aluminum, gallium, indium and thallium in Group IIIB, titanium, zirconium, silicon, tin, hafnium and germanium in Group IV, or Group VIII. Preferred metals of the iron group include iron, cobalt, and nickel, of which aluminum, titanium, zirconium, silicon, tin and iron are particularly preferred. One or more oxides, hydroxides, composite oxides or composite hydroxides of these metals can be used. It is particularly preferable to use a composite hydroxide. Specific examples of the carrier include alumina (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconia-alumina (ZrO 2 .Al 2 O 3 ),
Zirconia ferric oxide (ZrO 2 · Fe 2 O 3 ), zirconia (II) oxide gallium (ZrO 2 · Ga 2 O 3 ), zirconia-titania (ZrO 2 · TiO 2), zirconia oxide of cobalt ( ZrO 2 .CoO) and the like.

【0014】硫酸根前駆物質としては、硫酸、硫酸アン
モニウム、硫酸水素アンモニウム、塩化スルフリル等が
使用できる。 とくに好適なのは、硫酸、硫酸アンモニ
ウムおよび塩化スルフリルである。
As the sulfate precursor, sulfuric acid, ammonium sulfate, ammonium hydrogen sulfate, sulfuryl chloride and the like can be used. Particularly preferred are sulfuric acid, ammonium sulfate and sulfuryl chloride.

【0015】固体超強酸触媒の製造方法の一例を示せ
ば、濃度が0.01〜10mol/L、好ましくは0.1〜
5mol/Lの硫酸根前駆物質の溶液を用意し、担体すなわ
ち前記の酸化物または水酸化物を溶液中に浸漬するか、
または担体中に溶液を通液するかして含浸させ、担体の
1重量部に対して硫酸根前駆物質の溶液1〜10重量部
を含有するものを得、これを温度400〜800℃、好
ましくは450〜700℃で、0.5〜30時間程度焼
成する工程である。 このほかの固体超強酸触媒の製法
に従うことも、もちろん可能であって、本発明で使用す
る触媒の製法に、取り立てて制限はない。
If an example of a method for producing a solid superacid catalyst is shown, the concentration is 0.01 to 10 mol / L, preferably 0.1 to 10 mol / L.
Prepare a solution of 5 mol / L sulfate precursor, and immerse the carrier, that is, the oxide or hydroxide in the solution, or
Alternatively, the solution is passed through or impregnated in a carrier to obtain a solution containing 1 to 10 parts by weight of a solution of a sulfate group precursor with respect to 1 part by weight of the carrier. Is a step of firing at 450 to 700 ° C. for about 0.5 to 30 hours. It is of course possible to follow other methods for producing a solid superacid catalyst, and there is no particular limitation on the method for producing the catalyst used in the present invention.

【0016】本発明において用いる固体超強酸触媒は、
表面積が50〜200m2/gの範囲にあることが好まし
い。 酸強度は、前記のようにハメット関数(H0)が
0<−11.9であることを要し、とくにH0≦−1
2.9であることが好ましい。酸強度を表すハメット関
数は、多くの成書により紹介されているが、ここではと
くに、『新実験化学講座第 16巻 反応と速度』丸善
(株)の第210〜226頁に依った。 ハメット関数
は、ハメット指示薬、ニトロアニリン系指示薬、ニトロ
ベンゼン系指示薬などを用いて測定することができる。
具体的な指示薬は、同書第214頁に示されている。
The solid superacid catalyst used in the present invention comprises:
Preferably, the surface area is in the range from 50 to 200 m2 / g. The acid strength requires that the Hammett function (H 0 ) satisfy H 0 <−11.9 as described above, and particularly, H 0 ≦ −1.
It is preferably 2.9. The Hammett function representing the acid strength has been introduced in many books, but here, in particular, is based on "New Experimental Chemistry Course, Vol. 16, Reaction and Rate", Maruzen Co., Ltd., pp. 210-226. The Hammett function can be measured using a Hammett indicator, a nitroaniline-based indicator, a nitrobenzene-based indicator, or the like.
Specific indicators are shown on page 214 of the same book.

【0017】本発明の方法に従って、特定の固体超強酸
触媒の存在下にn−ブチルアルコールを脱水反応させ、
ジブチルエーテルを製造するに当り、反応方式にとくに
制限はなく、固定床流通式、流動床式、移動床式、バッ
チ式、そのほか任意の方式を採用することができる。
According to the method of the present invention, n-butyl alcohol is dehydrated in the presence of a specific solid superacid catalyst,
In producing dibutyl ether, the reaction system is not particularly limited, and a fixed bed flow system, a fluidized bed system, a moving bed system, a batch system, or any other system can be employed.

【0018】固定床流通式で実施する場合にはキャリヤ
ーガスを用いることができ、キャリヤーガスとしては、
窒素などの不活性ガス、あるいは水素、炭酸ガス、メタ
ンガスなどを使用することができる。
In the case of carrying out with a fixed bed flow system, a carrier gas can be used.
An inert gas such as nitrogen, or hydrogen, carbon dioxide, methane, or the like can be used.

【0019】反応温度は50〜400℃、好ましくは7
0〜300℃、より好ましくは80〜250℃の範囲か
ら選ぶ。 反応温度が低いと、未反応のまま残る原料が
多くなるため、リサイクルコストが高くなる。 反応温
度が高いと、副生成物への選択率が高くなり、ジブチル
エーテルの生成が抑制されるだけでなく、硫酸根の脱離
により触媒の失活を引き起こす。
The reaction temperature is 50-400 ° C., preferably 7
The temperature is selected from the range of 0 to 300 ° C, more preferably 80 to 250 ° C. If the reaction temperature is low, the amount of raw materials remaining unreacted increases, and the recycling cost increases. When the reaction temperature is high, the selectivity to by-products is increased, and not only the production of dibutyl ether is suppressed, but also the deactivation of the catalyst is caused by elimination of sulfate groups.

【0020】反応圧力は、常圧〜100kg/cm2、好ま
しくは常圧〜50kg/cm2、より好ましくは常圧〜20k
g/cm2の範囲から選ぶ。 反応圧力が低いと、気液反応
のためエーテルの反応性が低く、一方、反応圧力を高く
しようとすると、反応装置の耐圧を高めなければなら
ず、高価な材質を用いなければならなくなる。
The reaction pressure is atmospheric pressure to 100 kg / cm 2, preferably atmospheric pressure to 50 kg / cm 2, more preferably atmospheric pressure ~20k
Select from the range of g / cm 2 . If the reaction pressure is low, the reactivity of the ether is low due to the gas-liquid reaction. On the other hand, if the reaction pressure is to be increased, the pressure resistance of the reactor must be increased, and expensive materials must be used.

【0021】固定床流通式の場合、原料の供給速度(L
HSV[/hr])は、0.01〜30、好ましくは0.1
〜20、より好ましくは0.1〜10の範囲から選ぶ。
LHSVが小さ過ぎると、触媒量に対して供給される
原料の量が少ないから、運転コストが高くなる。 LH
SVが大き過ぎると、未反応のまま触媒床を通過する原
料が多くなるため、リサイクルコストが高くなる。
In the case of the fixed bed flow type, the feed rate (L
HSV [/ hr]) is 0.01 to 30, preferably 0.1 to 30.
To 20, more preferably 0.1 to 10.
If the LHSV is too small, the amount of the raw material supplied is small relative to the amount of the catalyst, so that the operating cost increases. LH
If the SV is too large, the amount of the raw material that passes through the catalyst bed without reacting increases, so that the recycling cost increases.

【0022】バッチ式の場合、原料に対する触媒の使用
量は広い範囲で変化させ得るが、一般的にいえば、原料
1重量部に対して0.01〜20重量部、好ましくは
0.05〜10重量部、さらに好ましくは0.1〜5重
量部の範囲である。 反応時間は、1分間〜48時間、
好ましくは10分間〜24時間、さらに好ましくは1時
間〜12時間である。
In the case of the batch type, the amount of the catalyst to be used can be varied in a wide range, but generally speaking, 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.05 to 20 parts by weight, per 1 part by weight of the raw material. 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight. The reaction time is 1 minute to 48 hours,
Preferably it is 10 minutes to 24 hours, more preferably 1 hour to 12 hours.

【0023】反応終了後、生成したジブチルエーテルを
回収するには種々の方法をとることができ、とくに限定
はない。 目的物に望まれる純度や性状、使用目的等に
応じて、適切な方法を採用すればよい。 好適な一例を
示せば、反応塔から流出した反応回収成分を抽出塔で軽
油留分とブレンドし、得られた油層を、高セタン価軽油
として回収するという方法である。
After completion of the reaction, various methods can be used to recover the produced dibutyl ether, and there is no particular limitation. An appropriate method may be employed depending on the purity and properties desired for the target substance, the purpose of use, and the like. A preferred example is a method in which the reaction-recovered component flowing out of the reaction tower is blended with a light oil fraction in an extraction tower, and the obtained oil layer is recovered as a high cetane number light oil.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、n−ブチルアルコール
からジブチルエーテルを製造する方法において、ハメッ
ト関数(H0)がH0<−11.9である固体超強酸触媒
を用いることにより、簡略なプロセスで、従って低いコ
ストで、効率よくジブチルエーテルを製造することがで
きる。 固体超強酸触媒は、周期律表第III族、第IV族
または第VIII族の金属の酸化物または水酸化物に硫酸根
前駆物質を担持させて焼成することにより容易に製造で
きる。 したがって本発明の方法は、含酸素燃料基材と
して有用な、ジブチルエーテルの工業的製造方法として
好適である。
According to the present invention, the method for producing dibutyl ether from n-butyl alcohol can be simplified by using a solid superacid catalyst having a Hammett function (H 0 ) of H 0 <−11.9. Thus, dibutyl ether can be efficiently produced at a low cost and at a low cost. The solid superacid catalyst can be easily produced by carrying a sulfate group precursor on an oxide or hydroxide of a metal belonging to Group III, IV or VIII of the periodic table and calcining it. Therefore, the method of the present invention is suitable as an industrial production method of dibutyl ether, which is useful as an oxygen-containing fuel base material.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、これは例示のためのものであって、発明を
制限するものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, which are for illustrative purposes only and do not limit the present invention.

【0026】[触媒製造例1]オキシ塩化ジルコニウム
2000gを純水に溶解させ、攪拌しながらアンモニア
水をpH10になるまで徐々に滴下して、水酸化ジルコ
ニウムを析出させた。得られた水酸化ジルコニウムを分
離し、これに0.5モル濃度の硫酸7Lを一時に加えて
含浸させた後、濾過、乾燥し、600℃で3時間焼成し
て触媒を調製した。
[Catalyst Production Example 1] Zirconium hydroxide was precipitated by dissolving 2000 g of zirconium oxychloride in pure water and gradually adding aqueous ammonia until the pH reached 10 with stirring. The resulting zirconium hydroxide was separated, impregnated with 7 L of sulfuric acid at a concentration of 0.5 mol at a time, then filtered, dried and calcined at 600 ° C. for 3 hours to prepare a catalyst.

【0027】この触媒の酸強度(ハメット関数H0)を
アントラキノン(変色点:H0=−8.2)、p−ニト
ロトルエン(紫外領域での変色点:H0=−10.5)
およびp−ニトロクロロベンゼン(変色点:H0=−1
2.7)を用いて測定したところ、すべての指示薬が酸
性色または酸性側の最大吸収波長(紫外領域)を示し
た。 したがって、この触媒の酸強度は、ハメット関数
(H0)であらわしたとき、H0≦−12.7であった。
The acid strength (Hammet function H 0 ) of this catalyst was determined by using anthraquinone (discoloration point: H 0 = −8.2) and p-nitrotoluene (discoloration point in the ultraviolet region: H 0 = -10.5).
And p-nitrochlorobenzene (discoloration point: H 0 = −1
As a result of measurement using 2.7), all the indicators showed an acidic color or a maximum absorption wavelength (ultraviolet region) on the acidic side. Therefore, the acid strength of this catalyst was H 0 ≦ −12.7 when expressed by the Hammett function (H 0 ).

【0028】[実施例1]触媒製造例1において製造し
た触媒を使用し、200mlオートクレーブを反応容器と
して、次の条件でジブチルエーテルの製造を行なった。 原料n−ブチルアルコール量: 37.0ml 触媒量: 2.4ml 反応温度: 190℃ 反応圧力: 9kg/cm 反応開始から2時間後の反応混合物を回収してGC(ガ
スクロマトグラフィー)で分析したところ、下記の成績
であった。 n−ブチルアルコールの転化率: 18.1mol% 副生成物に対するジブチルエーテルの選択率: 94.
9%。
Example 1 Using the catalyst produced in Catalyst Production Example 1, dibutyl ether was produced under the following conditions using a 200 ml autoclave as a reaction vessel. Starting material n-butyl alcohol: 37.0 ml Catalyst: 2.4 ml Reaction temperature: 190 ° C. Reaction pressure: 9 kg / cm 2 The reaction mixture 2 hours after the start of the reaction was recovered and analyzed by GC (gas chromatography). However, the following results were obtained. Conversion of n-butyl alcohol: 18.1 mol% Selectivity of dibutyl ether to by-products: 94.
9%.

【0029】[実施例2]やはり触媒製造例1において
製造した触媒を使用し、200mlオートクレーブを反応
容器として、次の条件でジブチルエーテルの製造を行な
った。 原料n−ブチルアルコール量: 37.0ml 触媒量: 2.4ml 反応温度: 190℃ 反応圧力: 12kg/cm2 反応開始から5時間後の反応混合物を回収してGC(ガ
スクロマトグラフィー)で分析したところ、下記の成績
であった。 n−ブチルアルコールの転化率: 25.7mol% 副生成物に対するジブチルエーテルの選択率: 94.
5%。
Example 2 Dibutyl ether was produced under the following conditions using the catalyst produced in Catalyst Production Example 1 and using a 200 ml autoclave as a reaction vessel. Starting material n-butyl alcohol: 37.0 ml Catalyst: 2.4 ml Reaction temperature: 190 ° C. Reaction pressure: 12 kg / cm 2 The reaction mixture 5 hours after the start of the reaction was recovered and analyzed by GC (gas chromatography). However, the following results were obtained. Conversion of n-butyl alcohol: 25.7 mol% Selectivity of dibutyl ether to by-products: 94.
5%.

【0030】[実施例3]同じく触媒製造例1において
製造した触媒を使用し、200mlオートクレーブを反応
容器として、次の条件で、すなわち実施例1にくらべて
反応温度および反応圧力を高めて、ジブチルエーテルの
製造を行なった。 原料n−ブチルアルコール量: 37.0ml 触媒量: 2.4ml 反応温度: 220℃ 反応圧力: 27kg/cm2 反応開始から2時間後の反応混合物を回収してGC(ガ
スクロマトグラフィー)で分析したところ、下記の成績
であった。 n−ブチルアルコールの転化率: 48.9mol% 副生成物に対するジブチルエーテルの選択率: 96.
1%。
[Example 3] Using the catalyst produced in the same manner as in Catalyst Production Example 1, and using a 200 ml autoclave as a reaction vessel under the following conditions, that is, by increasing the reaction temperature and reaction pressure as compared with Example 1, Production of butyl ether was performed. Starting material n-butyl alcohol: 37.0 ml Catalyst: 2.4 ml Reaction temperature: 220 ° C. Reaction pressure: 27 kg / cm 2 The reaction mixture 2 hours after the start of the reaction was recovered and analyzed by GC (gas chromatography). However, the following results were obtained. Conversion of n-butyl alcohol: 48.9 mol% Selectivity of dibutyl ether to by-products: 96.
1%.

【0031】[触媒製造例2]オキシ塩化ジルコニウム
2000gと硝酸アルミニウム290gとを純水に溶解
させ、攪拌しながらアンモニア水をpH10になるまで
徐々に滴下して、水酸化ジルコニウム・水酸化アルミニ
ウムの複合水酸化物を析出させた。 得られた複合水酸
化物を分離し、触媒製造例1と同様に、これに0.5モ
ル濃度の硫酸7Lを一時に加えて含浸させた後、濾過、
乾燥した。 乾燥物を700℃で3時間焼成して、触媒
を調製した。
[Catalyst Production Example 2] A mixture of zirconium hydroxide and aluminum hydroxide was prepared by dissolving 2,000 g of zirconium oxychloride and 290 g of aluminum nitrate in pure water, and gradually dropping ammonia water to pH 10 with stirring. The hydroxide was deposited. The obtained composite hydroxide was separated, and impregnated with 7 L of sulfuric acid at a concentration of 0.5 mol at a time as in the case of Catalyst Production Example 1.
Dried. The dried product was calcined at 700 ° C. for 3 hours to prepare a catalyst.

【0032】この触媒の酸強度を、触媒製造例1におい
て行なった方法と同じ試験法で測定したところ、ハメッ
ト関数(H0)であらわした酸強度が、H0≦−12.7
であることが確認された。
When the acid strength of this catalyst was measured by the same test method as that used in Catalyst Production Example 1, the acid strength expressed by the Hammett function (H 0 ) was H 0 ≦ −12.7.
Was confirmed.

【0033】[実施例4]触媒製造例2において製造し
た触媒を使用し、200mlオートクレーブを反応容器と
して、次の条件でジブチルエーテルの製造を行なった。 原料n−ブチルアルコール量: 37.0ml 触媒量: 2.4ml 反応温度: 220℃ 反応圧力: 31kg/cm2 反応開始から2時間後の反応混合物を回収してGC(ガ
スクロマトグラフィー)で分析したところ、下記の成績
であった。 n−ブチルアルコールの転化率: 68.1mol% 副生成物に対するジブチルエーテルの選択率: 99.
2%。
Example 4 Using the catalyst produced in Catalyst Production Example 2, dibutyl ether was produced under the following conditions using a 200 ml autoclave as a reaction vessel. Starting material n-butyl alcohol: 37.0 ml Catalyst: 2.4 ml Reaction temperature: 220 ° C. Reaction pressure: 31 kg / cm 2 The reaction mixture 2 hours after the start of the reaction was recovered and analyzed by GC (gas chromatography). However, the following results were obtained. Conversion of n-butyl alcohol: 68.1 mol% Selectivity of dibutyl ether to by-products: 99.
2%.

【0034】[比較例1]触媒として、ペレット状に成
形した希土類金属交換Yホージャサイト(ユニオンカー
バイド社製、商品名SK500)を使用して、反応温度
190℃でジブチルエーテルの製造を行なった。 反応
開始から2時間後の反応混合物を回収してGC(ガスク
ロマトグラフィー)で分析したところ、下記の成績であ
った。 n−ブチルアルコールの転化率: 15.5mol% 副生成物に対するジブチルエーテルの選択率: 81.
0%。
Comparative Example 1 Dibutyl ether was produced at a reaction temperature of 190 ° C. using a rare earth metal-exchanged Y faujasite (manufactured by Union Carbide, trade name: SK500) as a catalyst. The reaction mixture 2 hours after the start of the reaction was recovered and analyzed by GC (gas chromatography). The results were as follows. Conversion of n-butyl alcohol: 15.5 mol% Selectivity of dibutyl ether to by-products: 81.
0%.

【0035】[比較例2]触媒としてチタニア交換した
層状クレー触媒を使用し、反応温度220℃でジブチル
エーテルの製造を行なった。 反応開始から2時間後の
反応混合物を回収してGC(ガスクロマトグラフィー)で
分析したところ、下記の成績であった。 n−ブチルアルコールの転化率: 38.0mol% 副生成物に対するジブチルエーテルの選択率: 83.
1%。
Comparative Example 2 Dibutyl ether was produced at a reaction temperature of 220 ° C. using a titania-exchanged layered clay catalyst as a catalyst. The reaction mixture 2 hours after the start of the reaction was recovered and analyzed by GC (gas chromatography). The results were as follows. Conversion of n-butyl alcohol: 38.0 mol% Selectivity of dibutyl ether to by-products: 83.
1%.

【0036】[比較例3]触媒をZSM-5(Si/Al
=40)に変えて、次の条件でジブチルエーテルの製造
を行なった。 原料n−ブチルアルコール量: 37.0ml 触媒量: 2.4ml 反応温度: 190℃ 反応圧力: 8kg/cm2反応開始から2時間後の反応混合
物を回収してGC(ガスクロマトグラフィー) で分析したところ、下記の成績であった。 n−ブチルアルコールの転化率: 0.3mol% 副生成物に対するジブチルエーテルの選択率: 50.
0%。
Comparative Example 3 The catalyst was ZSM-5 (Si / Al
= 40), and dibutyl ether was produced under the following conditions. Starting material n-butyl alcohol: 37.0 ml Catalyst: 2.4 ml Reaction temperature: 190 ° C. Reaction pressure: 8 kg / cm 2 The reaction mixture 2 hours after the start of the reaction was recovered and analyzed by GC (gas chromatography). The following results were obtained. Conversion of n-butyl alcohol: 0.3 mol% Selectivity of dibutyl ether to by-products: 50.
0%.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n−ブチルアルコールの脱水反応による
エーテル化を行なってジブチルエーテルを製造する方法
において、触媒として、ハメット関数(Ho)がHo<
−11.9である酸強度を有する固体超強酸触媒を使用
することを特徴とするジブチルエーテルの製造方法。
1. A method for producing dibutyl ether by etherifying n-butyl alcohol by a dehydration reaction, wherein the catalyst has a Hammett function (Ho) of Ho <
A method for producing dibutyl ether, comprising using a solid superacid catalyst having an acid strength of -11.9.
【請求項2】 固体超強酸触媒として、周期律表第III
族、第IV族または第VIII族の金属の水酸化物または酸化
物に、硫酸根前駆物質を担持させて燒成することにより
得られたものを使用する請求項1に記載のジブチルエ−
テルの製造方法。
2. As a solid superacid catalyst, Periodic Table III
2. The dibutyl ether according to claim 1, which is obtained by supporting a sulfate group precursor on a hydroxide or oxide of a Group IV, IV or VIII metal and sintering it.
Tell manufacturing method.
【請求項3】 反応原料であるn−ブチルアルコールと
して、純度が80%以上であるものを使用する請求項1
または2に記載のジブチルエ−テルの製造方法。
3. An n-butyl alcohol having a purity of 80% or more is used as a reaction raw material.
Or the method for producing dibutyl ether according to 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004094357A1 (en) * 2003-04-23 2004-11-04 Japan Energy Corporation Method for producing ether using solid acid catalyst
US20100251609A1 (en) * 2007-11-13 2010-10-07 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for Making a Composition Comprising at Least Two Different Dialkyl Ethers

Cited By (3)

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JPWO2004094357A1 (en) * 2003-04-23 2006-07-13 株式会社ジャパンエナジー Method for producing ether using solid acid catalyst
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