JP2000256309A - Production of epsilon-caprolactam - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、固体触媒を用いて
気相反応条件下にシクロヘキサノンオキシムからε−カ
プロラクタムを製造方法する方法に関する。The present invention relates to a method for producing ε-caprolactam from cyclohexanone oxime under gas phase reaction conditions using a solid catalyst.
【0002】[0002]
【従来の技術】ε−カプロラクタムはナイロン等の原料
として用いられている重要な基幹化学原料であり、その
製造方法としては、触媒として発煙硫酸或いは濃硫酸を
用いて液相下にシクロヘキサノンオキシムを転位させる
方法(以下、液相ベックマン転位反応と称する)、固体
触媒を用いて気体のシクロヘキサノンオキシムをベック
マン転位させる方法(以下、気相ベックマン転位反応と
称する)等が知られている。2. Description of the Related Art ε-Caprolactam is an important basic chemical raw material used as a raw material for nylon and the like. A method for producing ε-caprolactam is to rearrange cyclohexanone oxime in a liquid phase using fuming sulfuric acid or concentrated sulfuric acid as a catalyst. A known method (hereinafter, referred to as a liquid phase Beckmann rearrangement reaction), a method of performing a Beckmann rearrangement of gaseous cyclohexanone oxime using a solid catalyst (hereinafter, referred to as a gas phase Beckmann rearrangement reaction), and the like are known.
【0003】液相ベックマン転位反応を用いる方法は硫酸を
中和するために多量のアンモニアが必要であり、その結
果ε−カプロラクタム1トン当たり約1.7トンの硫酸ア
ンモニウムが副生成物として発生し、その処理に多大な
費用が必要となるために、中和の必要がなく副生成物の
発生を低減できる気相ベックマン転位反応を用いる方法
が古くから注目されている。The method using the liquid phase Beckmann rearrangement requires a large amount of ammonia to neutralize sulfuric acid, and as a result, about 1.7 tons of ammonium sulfate is generated as a by-product per ton of ε-caprolactam. For this reason, a method using a gas-phase Beckmann rearrangement reaction that does not require neutralization and can reduce the generation of by-products has been attracting attention for a long time.
【0004】前記気相ベックマン転位反応を用いる方法は、
固体触媒(不均一触媒)存在下でシクロヘキサノンオキ
シム蒸気を反応させる方法であり、用いる固体触媒とし
ては、例えば、(1)シリカゲル触媒(米国特許第22
34566号公報)、(2)シリカアルミナ触媒(英国
特許第831972号公報)、(3)ゼオライト触媒
(ジャーナル オブ キャタリシス,6巻,247頁,1
966年発行、米国特許第4359421号公報、米国
特許第5741904号公報)等が提案されている。[0004] The method using the gas phase Beckmann rearrangement reaction is as follows:
This is a method in which cyclohexanone oxime vapor is reacted in the presence of a solid catalyst (heterogeneous catalyst). Examples of the solid catalyst to be used include (1) a silica gel catalyst (US Pat.
No. 34566), (2) silica-alumina catalyst (GB 819772), (3) zeolite catalyst (Journal of Catalysis, Vol. 6, p. 247, 1).
966, U.S. Pat. No. 4,359,421 and U.S. Pat. No. 5,741,904) have been proposed.
【0005】ゼオライト触媒は一般的にはシリカ系触媒等に
比較しε−カプロラクタムへの選択率や触媒寿命に於い
て優れていることより、種々の組成を有する結晶性ゼオ
ライト触媒が開発されており、かなり転化率や選択率の
改良された触媒が紹介されているが、未だ十分ではな
い。また、これら結晶性ゼオライト触媒は、通常、反応
に供した時間に応じてその活性は低下する。触媒の活性
が低下した場合には、該触媒を再生して活性を回復させ
るか、または該触媒を新しい触媒に置き換えるかのいず
れかを行う必要がある。触媒を再生する方法としては、
一般に触媒上に堆積した炭素質含有物質を分子状酸素含
有ガス存在下で燃焼除去する方法が採用されている(例
えば、米国特許第5071802号公報)。また、結晶
性ゼオライト等固体触媒の再生方法として、固体触媒を
アンモニアで処理する、あるいはアンモニアで処理した
後、5N塩酸で酸処理する方法(特開平5−9180号
公報)等も提案されている。[0005] Since zeolite catalysts are generally superior in selectivity to ε-caprolactam and catalyst life as compared with silica-based catalysts and the like, crystalline zeolite catalysts having various compositions have been developed. Although catalysts with considerably improved conversion and selectivity are introduced, they are not yet sufficient. In addition, the activity of these crystalline zeolite catalysts usually decreases according to the time of the reaction. When the activity of the catalyst is reduced, it is necessary to either regenerate the catalyst to recover the activity or replace the catalyst with a new catalyst. As a method of regenerating the catalyst,
Generally, a method of burning and removing a carbonaceous material deposited on a catalyst in the presence of a molecular oxygen-containing gas has been adopted (for example, US Pat. No. 5,071,802). Further, as a method for regenerating a solid catalyst such as a crystalline zeolite, a method of treating the solid catalyst with ammonia, or treating the solid catalyst with ammonia and then treating the solid catalyst with 5N hydrochloric acid (JP-A-5-9180) has been proposed. .
【0006】本発明者等は、先に、結晶性ゼオライトの製造
時、得られた結晶性ゼオライトを水蒸気処理後、更にp
H4〜6の塩酸水溶液で処理することにより、未処理の
結晶性ゼオライトに比較し、これを気相ベックマン転位
反応用の固体触媒として用いる場合には、シクロヘキサ
ノンオキシムの転化率やε―カプロラクタムの選択率が
改良されることを見出し、特開平9―12540号公報
に見られるごとく出願した。しかして本発明者等は、更
に優れた触媒活性を有する結晶性ゼオライト、更には、
操作が簡単で、且つ処理費用が廉価で効果的な劣化触媒
の再活性化法を見出すべく鋭意検討した結果、意外にも
特定の酸濃度を有する酸で触媒として使用する前の結晶
性ゼオライト、更には触媒として使用し、活性の低下し
た結晶性ゼオライト触媒を処理する場合には、シクロヘ
キサノンオキシムの転化率及びε−カプロラクタムの選
択率が改良され、また再活性化された結晶性ゼオライト
触媒が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。[0006] The inventors of the present invention have proposed that during the production of crystalline zeolite, the obtained crystalline zeolite is subjected to steam treatment,
Compared to an untreated crystalline zeolite by treating it with an aqueous solution of hydrochloric acid of H4-6, when this is used as a solid catalyst for the gas phase Beckmann rearrangement reaction, the conversion of cyclohexanone oxime and the selection of ε-caprolactam They found that the rate was improved, and filed an application as seen in JP-A-9-12540. Thus, the present inventors have found that crystalline zeolites having even better catalytic activity,
As a result of intensive studies to find an effective method for reactivating a degraded catalyst that is easy to operate and inexpensive to treat, as a result, a crystalline zeolite before being used as a catalyst with an acid having a specific acid concentration, Furthermore, when a crystalline zeolite catalyst with reduced activity is used as a catalyst, the conversion of cyclohexanone oxime and the selectivity of ε-caprolactam are improved, and a reactivated crystalline zeolite catalyst is obtained. And found that the present invention was completed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、結晶
性ゼオライト触媒を使用して気相反応条件下にシクロヘ
キサノンオキシムからε−カプロラクタムを製造する方
法において、簡便、且つ廉価に、固体触媒として用いる
結晶性ゼオライトのシクロヘキサノンオキシムの転化率
及びε−カプロラクタムの選択率を改良すること、並び
に活性が低下した結晶性ゼオライト触媒を再活性化する
方法の提供にある。An object of the present invention is to provide a method for producing ε-caprolactam from cyclohexanone oxime under a gas phase reaction condition using a crystalline zeolite catalyst, which is simple and inexpensive as a solid catalyst. An object of the present invention is to improve the conversion of cyclohexanone oxime and the selectivity for ε-caprolactam of the crystalline zeolite used, and to provide a method for reactivating a crystalline zeolite catalyst having reduced activity.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第1
は 気相反応条件下に固体触媒として結晶性ゼオライト
を用いてシクロヘキサノンオキシムからε-カプロラク
タムを製造する方法に於いて、触媒としてpHが1〜3
である酸性水溶液で処理した結晶性ゼオライトを用いる
ことを特徴とするε−カプロラクタムの製造方法を提供
するものである。That is, the first aspect of the present invention is as follows.
Is a method for producing ε-caprolactam from cyclohexanone oxime using a crystalline zeolite as a solid catalyst under gas phase reaction conditions.
The present invention provides a method for producing ε-caprolactam, characterized by using a crystalline zeolite treated with an acidic aqueous solution.
【0009】更に本発明の第2は、気相反応条件下に固体触
媒として結晶性ゼオライトを用いてシクロヘキサノンオ
キシムからε-カプロラクタムを製造する方法に於い
て、触媒として活性が低下した結晶性ゼオライトをpH
が1〜3である酸性水溶液で処理してなる結晶性ゼオラ
イトを用いることを特徴とするε−カプロラクタムの製
造方法を提供するものである。A second aspect of the present invention is a method for producing ε-caprolactam from cyclohexanone oxime using a crystalline zeolite as a solid catalyst under gas phase reaction conditions. pH
Is a crystalline zeolite treated with an acidic aqueous solution having a value of 1 to 3, and a method for producing ε-caprolactam.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明が対象とする触媒は結晶性ゼオライト触媒であ
り、結晶性アルミノシリケートや結晶性メタロシリケー
トが挙げられる。本発明で用いる結晶性メタロシリケー
トとしては、例えばSi/Me原子比(ここにMeは
B、Al、Ga、Fe、Ti及びZrからなる郡より選
ばれた少なくとも1種の金属元素を示す)が通常5以
上、好ましくは500以上である。実質的にゼオライト
骨格を構成する金属成分がSiのみからなる所謂高シリカ
ゼオライトあるいは金属成分としてホウ素を含有する
[B]-MFIゼオライトは特に好ましい結晶性ゼオライトの
一つである。Si/Me原子比は、原子吸光分析、蛍光
X線分析及びその他方法により測定することができる。
結晶性ゼオライトは公知の方法により製造される。例え
ばシリカ源、水、有機アミンあるいは第4級アンモニウ
ム化合物、更に必要に応じて金属源の混合物を、オート
クレーブ中で水熱合成反応した後、得られた結晶を乾
燥、焼成し、必要に応じてアンモニウム塩等でイオン交
換し、乾燥することにより得ることができる。これら結
晶性メタロシリケートには種々の構造のものがあるが、
MFI,MEL、BEA型構造に属するものが好まし
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The catalyst targeted by the present invention is a crystalline zeolite catalyst, and examples thereof include crystalline aluminosilicate and crystalline metallosilicate. The crystalline metallosilicate used in the present invention has, for example, an Si / Me atomic ratio (where Me represents at least one metal element selected from the group consisting of B, Al, Ga, Fe, Ti, and Zr). Usually, it is 5 or more, preferably 500 or more. The so-called high-silica zeolite in which the metal component substantially constituting the zeolite framework is only Si or contains boron as the metal component
[B] -MFI zeolite is one of the particularly preferred crystalline zeolites. The Si / Me atomic ratio can be measured by atomic absorption analysis, X-ray fluorescence analysis and other methods.
The crystalline zeolite is produced by a known method. For example, a mixture of a silica source, water, an organic amine or a quaternary ammonium compound and, if necessary, a metal source is subjected to a hydrothermal synthesis reaction in an autoclave. It can be obtained by ion exchange with an ammonium salt or the like and drying. These crystalline metallosilicates have various structures,
Those belonging to the MFI, MEL, BEA type structure are preferred.
【0011】本発明の第2に於いて、酸性水溶液での処理の
対象となる劣化触媒とは、反応または熱損傷によって活
性が低下した結晶性ゼオライト触媒をいい、通常、気相
ベックマン転位反応に使用した上記結晶性ゼオライトが
対象となる。[0011] In the second aspect of the present invention, the degraded catalyst to be treated with an acidic aqueous solution refers to a crystalline zeolite catalyst whose activity has been reduced by reaction or thermal damage, and is usually used in a gas phase Beckmann rearrangement reaction. The crystalline zeolites used are of interest.
【0012】本発明において用いる酸性水溶液は、例えば塩
酸、フッ酸、硫酸又は硝酸等の無機酸、好ましくは塩酸
の水溶液が使用される。これらは結晶性ゼオライトと接
触される。結晶性ゼオライトの酸性水溶液での処理は、
結晶性ゼオライトが十分酸性水溶液中で酸と接触できる
方法であればよく、容器中に結晶性ゼオライトを投入
し、ついでこの容器中に酸性水溶液を注ぎ、攪拌下に浸
漬する方法、あるいはカラム等に充填した状態で酸性水
溶液を通過させる方法等が挙げられる。より具体的な一
方法としては、例えば結晶性ゼオライトを酸性水溶液、
好ましくは無機酸の水溶液と混合し、得られた混合物を
温度約20℃〜約100℃で約1時間〜約50時間リフ
ラックスした後、結晶性ゼオライトを濾過し、脱イオン
水により洗浄し、約100℃で約1〜10時間乾燥する
方法で行えばよい。本発明に於いて、結晶性ゼオライト
を処理する酸の濃度は極めて重要であり、水溶液のpH
は約1〜約3、好ましくは約2での処理を必須とする。
酸性水溶液のpHが約1より低い場合には、気相ベック
マン転位反応に適用したとき、シクロヘキサノンオキシ
ムの転化率が低下する傾向にある。他方、酸のpHが約
3より高い場合には、得られるゼオライト触媒を気相ベ
ックマン転位反応に適用したとき、ε−カプロラクタム
の選択率が低下する傾向にある。As the acidic aqueous solution used in the present invention, for example, an aqueous solution of an inorganic acid such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid or nitric acid, preferably an aqueous solution of hydrochloric acid is used. These are contacted with a crystalline zeolite. Treatment of crystalline zeolites with acidic aqueous solutions
Any method can be used as long as the crystalline zeolite can be sufficiently contacted with an acid in an acidic aqueous solution.A method in which the crystalline zeolite is charged into a container, and then the acidic aqueous solution is poured into the container and immersed under stirring, or in a column or the like A method in which an acidic aqueous solution is allowed to pass in a filled state is exemplified. As a more specific method, for example, a crystalline zeolite is converted to an acidic aqueous solution,
Preferably mixed with an aqueous solution of an inorganic acid and refluxing the resulting mixture at a temperature of about 20 ° C. to about 100 ° C. for about 1 hour to about 50 hours, then filtering the crystalline zeolite, washing with deionized water, It may be carried out by a method of drying at about 100 ° C. for about 1 to 10 hours. In the present invention, the concentration of the acid for treating the crystalline zeolite is extremely important,
Requires treatment at about 1 to about 3, preferably about 2.
When the pH of the acidic aqueous solution is lower than about 1, the conversion of cyclohexanone oxime tends to decrease when applied to a gas phase Beckmann rearrangement reaction. On the other hand, when the pH of the acid is higher than about 3, when the obtained zeolite catalyst is applied to a gas-phase Beckmann rearrangement reaction, the selectivity for ε-caprolactam tends to decrease.
【0013】酸性水溶液での処理に付す結晶性ゼオライト
は、粉末あるいは触媒としての所望形状に成形した成形
体のいずれであってもよい。また、担体上にこれら結晶
性ゼオライトを被覆し触媒として適用してもよい。[0013] The crystalline zeolite subjected to the treatment with the acidic aqueous solution may be either a powder or a molded article formed into a desired shape as a catalyst. Further, these crystalline zeolites may be coated on a carrier and applied as a catalyst.
【0014】このようにして得られた酸処理後の結晶性ゼオ
ライトは、通常の固体触媒と同様に、シクロヘキサノン
オキシムのベックマン転位反応に供される。反応は通常
公知の固定床方式または流動層方式の気相接触反応によ
り行う。原料シクロヘキサノンオキシムは気体状態で触
媒層に導入される。反応温度は通常約250℃〜約45
0℃の範囲である。温度が約250℃未満の場合には、
反応速度が十分ではなく、かつε−カプロラクタムの選
択性も低下する傾向がある。一方、温度が約450℃を
超えるとシクロヘキサノンオキシムの熱分解が無視でき
なくなり、ε−カプロラクタムの選択率が低下する傾向
がある。特に好ましい温度範囲は約300℃〜約400
℃である。また、反応圧力は特に制限されるものではな
いが、通常約5kPa〜約10MPa、好ましくは約5
kPa〜0.5MPaである。The thus obtained crystalline zeolite after the acid treatment is subjected to a Beckmann rearrangement reaction of cyclohexanone oxime in the same manner as a usual solid catalyst. The reaction is usually carried out by a known fixed bed or fluidized bed gas phase catalytic reaction. The raw material cyclohexanone oxime is introduced into the catalyst layer in a gaseous state. The reaction temperature is usually about 250 ° C to about 45 ° C.
It is in the range of 0 ° C. If the temperature is less than about 250 ° C,
The reaction rate is not sufficient, and the selectivity of ε-caprolactam tends to decrease. On the other hand, when the temperature exceeds about 450 ° C., thermal decomposition of cyclohexanone oxime cannot be ignored, and the selectivity for ε-caprolactam tends to decrease. A particularly preferred temperature range is from about 300C to about 400C.
° C. The reaction pressure is not particularly limited, but is usually about 5 kPa to about 10 MPa, preferably about 5 kPa.
kPa to 0.5 MPa.
【0015】原料シクロヘキサノンオキシムの空間速度は、
通常WHSV=約0.1h−1〜約20h−1(すなわ
ち、触媒1kg当たりシクロヘキサノンオキシムの供給
速度が約0.1kg/h〜約20kg/h)、好ましく
は約0.2h−1〜約10h−1の範囲から選ばれる。The space velocity of the starting material cyclohexanone oxime is
Usually WHSV = about 0.1 h -1 to about 20 h -1 (that is, the feed rate of cyclohexanone oxime per kg of catalyst is about 0.1 kg / h to about 20 kg / h), preferably about 0.2 h -1 to about 10 h It is selected from the range of -1 .
【0016】またシクロヘキサノンオキシムの転位反応に際
し、反応系にシクロヘキサノンオキシムとともに炭素数
1〜6の低級アルコールを共存させることも可能であ
る。炭素数1〜6の低級アルコールとしては、例えばメ
タノール、エタノール、n―プロパノール、イソプロパ
ノール、n―ブタノール、sec−ブタノール、イソブ
タノール、n−アミルアルコール、n−ヘキサノール、
等が挙げられ、これらの1種または2種以上が用いられ
る。中でもメタノール、エタノールの使用が推奨され
る。低級アルコールを用いる場合、その存在量はシクロ
ヘキサノンオキシムに対して重量比で、通常約0.1〜
約20倍が適当であり、好ましくは約0.2〜約10倍
の範囲がよい。これら低級アルコールの使用はε―カプ
ロラクタムの選択率および触媒寿命の改善に効果を示
す。In the rearrangement reaction of cyclohexanone oxime, a lower alcohol having 1 to 6 carbon atoms can coexist with cyclohexanone oxime in the reaction system. Examples of the lower alcohol having 1 to 6 carbon atoms include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, n-amyl alcohol, n-hexanol,
And the like, and one or more of these are used. Among them, the use of methanol and ethanol is recommended. When a lower alcohol is used, its abundance is usually about 0.1 to 0.1% by weight relative to cyclohexanone oxime.
About 20 times is suitable, and preferably in the range of about 0.2 to about 10 times. Use of these lower alcohols is effective in improving the selectivity of ε-caprolactam and the catalyst life.
【0017】反応混合物からのε―カプロラクタムの分離
は、通常の方法で実施できる。例えば、反応生成ガスを
冷却して凝縮させ、次いで抽出、蒸留あるいは晶析等に
より精製されたε―カプロラクタムを効率的に製造でき
る。[0017] Separation of ε-caprolactam from the reaction mixture can be carried out by a conventional method. For example, the reaction product gas is cooled and condensed, and then ε-caprolactam purified by extraction, distillation or crystallization can be efficiently produced.
【0018】また、触媒として用いる結晶性ゼオライトは、
使用に伴いその活性が低下するが、活性が低下した触
媒、すなわち劣化触媒も、上記と同様の酸性水溶液によ
る処理を施すことにより再活性化し、繰り返し触媒とし
て使用することが可能である。より具体的には、活性が
低下した結晶性ゼオライト触媒をpHが約1〜約3、好
ましくは約2の酸性水溶液、就中、塩酸水溶液を用い、
温度20〜100℃で酸処理すればよく、上述した結晶
性ゼオライトの酸処理と同様にして行えばよい。本発明
においては、劣化触媒を酸性水溶液と接触させる前に、
予め分子状酸素含有ガス、例えば空気で触媒上に析出し
た炭素物質を燃焼除去するのが好ましい。The crystalline zeolite used as a catalyst is
Although the activity decreases with use, the catalyst whose activity has decreased, ie, the deteriorated catalyst, can be reactivated by treating with the same acidic aqueous solution as described above, and can be used repeatedly as a catalyst. More specifically, a crystalline zeolite catalyst having reduced activity is prepared by using an aqueous acidic solution having a pH of about 1 to about 3, preferably about 2, particularly an aqueous hydrochloric acid solution,
The acid treatment may be performed at a temperature of 20 to 100 ° C., and may be performed in the same manner as the above-described acid treatment of the crystalline zeolite. In the present invention, before contacting the deteriorated catalyst with an acidic aqueous solution,
It is preferable to burn off a carbon substance previously deposited on the catalyst with a molecular oxygen-containing gas, for example, air.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明は特定濃度の
酸性水溶液を用い結晶性ゼオライトを処理するという極
めて簡単な方法で、気相ベックマン転位反応に用いる前
の結晶性ゼオライト、更には触媒として使用後の活性の
低下した結晶性ゼオライト触媒のシクロヘキサノンオキ
シムの転化率及びε−カプロラクタムの選択率を改良す
るもので、その工業的価値は大なるものである。As described in detail above, the present invention is a very simple method of treating a crystalline zeolite using an aqueous acid solution having a specific concentration, and the crystalline zeolite before being used in a gas-phase Beckmann rearrangement reaction, It is intended to improve the conversion of cyclohexanone oxime and the selectivity of ε-caprolactam of a crystalline zeolite catalyst having reduced activity after use, and its industrial value is great.
【0020】[0020]
【実施例】本発明を実施例により更に詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例により制限されるものではな
い。 実施例1 [B]−MFIゼオライトは以下に示す水熱合成法により
調製した。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. Example 1 [B] -MFI zeolite was prepared by the following hydrothermal synthesis method.
【0021】硼酸12.2gを800gのヘキサメチレンジ
アミン水溶液(50重量%)に加え攪拌して溶解した。
得られた混合液に64gのSiO2 [商品名:アエロジル
(Aerosil)]を加えオートクレーブに移して170℃の
温度で攪拌しながら自圧下に14日間水熱合成反応を実
施した。オートクレーブを冷却後結晶を濾別し、次いで
イオン交換水で洗浄した。このようにして得た白色の粉
体を110℃で乾燥し、次いで空気中で550℃で12
時間焼成して[B]-MFIゼオライトを得た。[0021] 12.2 g of boric acid was added to 800 g of an aqueous solution of hexamethylenediamine (50% by weight) and dissolved by stirring.
64 g of SiO 2 (trade name: Aerosil) was added to the obtained mixture, and the mixture was transferred to an autoclave and stirred at a temperature of 170 ° C., and a hydrothermal synthesis reaction was carried out under self-pressure for 14 days. After cooling the autoclave, the crystals were separated by filtration and then washed with ion-exchanged water. The white powder thus obtained is dried at 110 ° C. and then at 550 ° C. in air for 12 hours.
After calcining for an hour, [B] -MFI zeolite was obtained.
【0022】得られた[B]−MFIゼオライト5gを0.01M
濃度の塩酸水溶液(pH2)100gに加え、得られた
混合物を100℃で24時間リフラックスすることによ
って酸処理した後、濾過し、脱イオン水で洗浄し、11
0℃で4時間乾燥して、ゼオライト触媒を得た。5 g of the obtained [B] -MFI zeolite was added to 0.01 M
The mixture was acid-treated by refluxing at 100 ° C. for 24 hours, filtered, washed with deionized water, and added to 100 g of concentrated hydrochloric acid aqueous solution (pH 2).
After drying at 0 ° C. for 4 hours, a zeolite catalyst was obtained.
【0023】このようにして得たゼオライト触媒1.5gを
内径6mmの管型反応器に充填し(触媒層高さ約40m
m)、これにシクロヘキサノンオキシムに対し溶媒とし
てエタノールを9重量倍混合した溶液を予備蒸発器にて
気化し、キャリヤーガスと混合して、反応管に供給して
反応させた。この時のシクロヘキサノンオキシムの空間
速度WHSVは0.33h−1であり、触媒層の温度
(反応温度)は300℃、反応圧力は10kPaであっ
た。反応生成物は液体窒素で冷却した低温トラップに捕
集した後、解凍してガスクロマトグラフィーにより分析
した。その結果、転化率は81.3%であり、選択率は
92.6%であった。[0023] 1.5 g of the zeolite catalyst thus obtained was charged into a tubular reactor having an inner diameter of 6 mm (the height of the catalyst layer was about 40 m).
m) A solution obtained by mixing 9 times by weight of ethanol as a solvent with respect to cyclohexanone oxime was vaporized by a pre-evaporator, mixed with a carrier gas, supplied to a reaction tube, and reacted. At this time, the space velocity WHSV of cyclohexanone oxime was 0.33 h −1 , the temperature of the catalyst layer (reaction temperature) was 300 ° C., and the reaction pressure was 10 kPa. The reaction product was collected in a low-temperature trap cooled with liquid nitrogen, thawed, and analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion was 81.3% and the selectivity was
92.6%.
【0024】尚、ここにシクロヘキサノンオキシムの空間速
度WHSVは次式で算出し、またシクロヘキサノンオキ
シムの転化率およびε−カプロラクタムの選択率もそれ
ぞれ次式で算出した。 WHSV(hr−1)=O/C シクロヘキサノンオキシムの転化率(%)=[(X−
Y)/X]×100 ε−カプロラクタムの選択率(%)=[Z/(X−
Y)]×100 また、O、C、X、YおよびZはそれぞれ次の通りとお
りである。 O=シクロヘキサノンオキシム供給速度(kg/hr) C=触媒重量(kg) X=供給した原料シクロヘキサノンオキシムのモル数 Y=未反応のシクロヘキサノンオキシムのモル数 Z=生成物中のε−カプロラクタムのモル数Here, the space velocity WHSV of cyclohexanone oxime was calculated by the following equation, and the conversion of cyclohexanone oxime and the selectivity of ε-caprolactam were also calculated by the following equations. WHSV (hr- 1 ) = O / C Conversion of cyclohexanone oxime (%) = [(X-
Y) / X] × 100 ε-caprolactam selectivity (%) = [Z / (X−
Y)] × 100 Further, O, C, X, Y and Z are as follows, respectively. O = cyclohexanone oxime supply rate (kg / hr) C = catalyst weight (kg) X = mol number of supplied cyclohexanone oxime Y = mol number of unreacted cyclohexanone oxime Z = mol number of ε-caprolactam in the product
【0025】比較例1 実施例1と同じ条件で調製した[B]-MFIゼオライトを0.
01M濃度の塩酸水溶液(pH2)で処理しなかったこ
と以外は、実施例1と同じ条件でシクロヘキサノンオキ
シムの気相ベックマン転位反応を行った結果、転化率は
72.2%で選択率は91.3%であった。Comparative Example 1 [B] -MFI zeolite prepared under the same conditions as in Example 1
A gas phase Beckmann rearrangement reaction of cyclohexanone oxime was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the treatment was not carried out with an aqueous solution of hydrochloric acid having a concentration of 01M (pH 2). As a result, the conversion was 72.2% and the selectivity was 91.2%. 3%.
フロントページの続き (72)発明者 ゲルト ダールホッフ ドイツ連邦共和国 ベルグハイム ヘルマ ン−ラオツシュトラーセ 2 (72)発明者 市橋 宏 愛媛県新居浜市惣開町5番1号 住友化学 工業株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Gerd Dahlhof, Germany Bergheim Hermann-Laotstraße 2 (72) Inventor Hiroshi Ichihashi 5-1 Sokai-cho, Niihama-shi, Ehime Prefecture Sumitomo Chemical Industries, Ltd.
Claims (9)
ゼオライトを用いてシクロヘキサノンオキシムからε-
カプロラクタムを製造する方法に於いて、触媒としてp
Hが1〜3である酸性水溶液で処理した結晶性ゼオライ
トを用いることを特徴とするε−カプロラクタムの製造
方法。Claims 1. Under the gas phase reaction conditions, cyclohexanone oxime is used to convert ε-
In the process for producing caprolactam, p
A process for producing ε-caprolactam, comprising using a crystalline zeolite treated with an acidic aqueous solution in which H is 1 to 3.
を特徴とする請求項1に記載のε−カプロラクタムの製
造方法。2. The method for producing ε-caprolactam according to claim 1, wherein the acidic aqueous solution is an aqueous solution of an inorganic acid.
らなる群より選ばれた少なくとも1種であることを特徴
とする請求項2に記載のε−カプロラクタムの製造方
法。3. The method for producing ε-caprolactam according to claim 2, wherein the inorganic acid is at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, and nitric acid.
求項2に記載のε−カプロラクタムの製造方法。4. The method for producing ε-caprolactam according to claim 2, wherein the inorganic acid is hydrochloric acid.
ゼオライトを用いてシクロヘキサノンオキシムからε-
カプロラクタムを製造する方法に於いて、触媒として活
性が低下した結晶性ゼオライトをpHが1〜3である酸
性水溶液で処理してなる結晶性ゼオライトを用いること
を特徴とするε−カプロラクタムの製造方法。5. Use of crystalline zeolite as a solid catalyst under gas-phase reaction conditions to convert ε-
A method for producing caprolactam, comprising using a crystalline zeolite obtained by treating a crystalline zeolite having reduced activity as a catalyst with an acidic aqueous solution having a pH of 1 to 3, which is used as a catalyst.
を特徴とする請求項5に記載のε−カプロラクタムの製
造方法。6. The method for producing ε-caprolactam according to claim 5, wherein the acidic aqueous solution is an aqueous solution of an inorganic acid.
らなる群より選ばれた少なくとも1種であることを特徴
とする請求項6に記載のε−カプロラクタムの製造方
法。7. The method for producing ε-caprolactam according to claim 6, wherein the inorganic acid is at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, and nitric acid.
求項7に記載のε−カプロラクタムの製造方法。8. The method for producing ε-caprolactam according to claim 7, wherein the inorganic acid is hydrochloric acid.
ゼオライトを用いてシクロヘキサノンオキシムからε-
カプロラクタムを製造する反応系に炭素数6以下の脂肪
族あるいは脂環族アルコールを共存させることを特徴と
する請求項1〜8のいずれか1項に記載のε−カプロラ
クタムの製造方法。9. Use of crystalline zeolite as a solid catalyst under the gas phase reaction conditions to convert ε-
The method for producing ε-caprolactam according to any one of claims 1 to 8, wherein an aliphatic or alicyclic alcohol having 6 or less carbon atoms coexists in a reaction system for producing caprolactam.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11056980A JP2000256309A (en) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | Production of epsilon-caprolactam |
DE10010189A DE10010189A1 (en) | 1999-03-03 | 2000-03-02 | Production of caprolactam, used in nylon manufacture, comprises gas-phase rearrangement of cyclohexanone oxime on a silica or zeolite catalyst treated or reactivated with acid |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11056980A JP2000256309A (en) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | Production of epsilon-caprolactam |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2000256309A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017030986A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 住友化学株式会社 | PROCESS FOR PRODUCING ZEOLITE AND PROCESS FOR PRODUCING ε-CAPROLACTAM |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP11056980A patent/JP2000256309A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017030986A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 住友化学株式会社 | PROCESS FOR PRODUCING ZEOLITE AND PROCESS FOR PRODUCING ε-CAPROLACTAM |
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