JP2003176125A - METHOD FOR MANUFACTURING PENTASIL ZEOLITE AND METHOD FOR MANUFACTURING epsilon-CAPROLACTAM - Google Patents
METHOD FOR MANUFACTURING PENTASIL ZEOLITE AND METHOD FOR MANUFACTURING epsilon-CAPROLACTAMInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ペンタシル型ゼオ
ライトを製造する方法に関するものである。また本発明
は、ペンタシル型ゼオライトを触媒として用いて、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
る方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a pentasil-type zeolite. The present invention also relates to a method for producing ε-caprolactam from cyclohexanone oxime using pentasil-type zeolite as a catalyst.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ペンタシル型ゼオライトの製造方
法として、アルキルアンモニウム化合物をいわゆる鋳型
剤として用いて、ケイ素化合物を水熱合成反応させる方
法が提案されている(例えば、特公昭46−10064
号公報、特開昭54−72795号公報、特開昭59−
164617号公報等)。そして、このペンタシル型ゼ
オライトを触媒として用いる有機合成反応の例として、
シクロヘキサノンオキシムを気相にてベックマン転位反
応させることにより、ε−カプロラクタムを製造する方
法が提案されている(例えば、特開平2−250866
号公報、特開平2−275850号公報等)。2. Description of the Related Art Heretofore, as a method for producing a pentasil-type zeolite, a method has been proposed in which an alkylammonium compound is used as a so-called templating agent to carry out a hydrothermal synthesis reaction of a silicon compound (for example, JP-B-46-10064).
JP-A-54-72795, JP-A-59-
164617, etc.). And as an example of an organic synthesis reaction using this pentasil-type zeolite as a catalyst,
A method for producing ε-caprolactam by subjecting cyclohexanone oxime to a Beckmann rearrangement reaction in a gas phase has been proposed (for example, JP-A-2-250866).
Japanese Patent Laid-Open No. 2-275850).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、ペンタ
シル型ゼオライトを主にε−カプロラクタム製造用触媒
として用いる観点から、鋳型剤として水酸化テトラ−n
−プロピルアンモニウムを用いたペンタシル型ゼオライ
トの製造方法について検討を行ったところ、従来の方法
では、得られたペンタシル型ゼオライトの触媒活性や反
応選択性が十分でないことがあり、またこれらの再現性
の点でも満足できるものではなかった。DISCLOSURE OF THE INVENTION From the viewpoint of using pentasil-type zeolite mainly as a catalyst for producing ε-caprolactam, the present inventors have proposed tetra-n hydroxide hydroxide as a template agent.
When a method for producing a pentasil-type zeolite using -propylammonium was examined, the conventional method may not have sufficient catalytic activity or reaction selectivity of the obtained pentasil-type zeolite, and the reproducibility I was not satisfied with the points.
【0004】そこで本発明の目的は、上記問題点を解決
し、優れた触媒活性と反応選択性を有するペンタシル型
ゼオライトを再現性良く製造する方法を提供することに
ある。また、本発明のもう一つの目的は、こうして得ら
れるペンタシル型ゼオライトを触媒として、シクロヘキ
サノンオキシムからε−カプロラクタムを高収率で再現
性良く製造する方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method for producing a pentasil-type zeolite having excellent catalytic activity and reaction selectivity with good reproducibility. Another object of the present invention is to provide a method for producing ε-caprolactam from cyclohexanone oxime in high yield with good reproducibility, using the pentasil-type zeolite thus obtained as a catalyst.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究を
行った結果、一般に入手できる水酸化テトラ−n−プロ
ピルアンモニウム中には、不純物としてギ酸イオン、酢
酸イオン、プロピオン酸イオンのようなカルボン酸イオ
ンが含まれており、このカルボン酸イオンが得られるペ
ンタシル型ゼオライトの触媒活性や反応選択性に影響を
与えることを見出した。そしてさらに研究を進めた結
果、原料混合液中の水酸化物イオンとカルボン酸イオン
の量を特定範囲に管理し、この混合液を水熱合成反応に
付した後、さらに特定の工程に供することにより、上記
目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至
った。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies conducted by the present inventors, tetra-n-propylammonium hydroxide, which is commonly available, contains impurities such as formate ion, acetate ion and propionate ion. It was found that carboxylate ions are contained, and these carboxylate ions affect the catalytic activity and reaction selectivity of the pentasil-type zeolite obtained. As a result of further research, the amount of hydroxide ion and carboxylate ion in the raw material mixture was controlled within a specific range, and the mixture was subjected to a hydrothermal synthesis reaction and then subjected to a specific step. As a result, they have found that the above object can be achieved, and completed the present invention.
【0006】すなわち、本発明は、
(1):ケイ素化合物、水および水酸化テトラ−n−プ
ロピルアンモニウムを混合して、ケイ素に対する水酸化
物イオンのモル比が0.1〜0.6であり、ケイ素に対
するカルボン酸イオンのモル比が0.3以下である混合
液を調製する工程、
(2):工程(1)で調製された混合液を水熱合成反応
に付する工程、
(3):工程(2)で得られた反応混合物から結晶を分
離する工程、
(4):工程(3)で分離された結晶を焼成する工程、
および
(5):工程(4)で焼成された結晶をアンモニアおよ
び/またはアンモニウム塩を含む水溶液で接触処理する
工程により、ペンタシル型ゼオライトを製造する方法に
係るものである。That is, according to the present invention, (1): a silicon compound, water and tetra-n-propylammonium hydroxide are mixed, and the molar ratio of hydroxide ion to silicon is 0.1 to 0.6. A step of preparing a mixed solution having a molar ratio of carboxylate ion to silicon of 0.3 or less, (2): a step of subjecting the mixed solution prepared in the step (1) to a hydrothermal synthesis reaction, (3) : A step of separating crystals from the reaction mixture obtained in the step (2), (4): a step of firing the crystals separated in the step (3),
And (5): a method for producing a pentasil-type zeolite by a step of subjecting the crystal fired in the step (4) to a contact treatment with an aqueous solution containing ammonia and / or an ammonium salt.
【0007】また本発明は、
(1):ケイ素化合物、水および水酸化テトラ−n−プ
ロピルアンモニウムを混合して、ケイ素に対する水酸化
物イオンのモル比が0.1〜0.6であり、ケイ素に対
するカルボン酸イオンのモル比が0.3以下である混合
液を調製する工程、
(2):工程(1)で調製された混合液を水熱合成反応
に付する工程、
(3):工程(2)で得られた反応混合物から結晶を分
離する工程、
(4):工程(3)で分離された結晶を焼成する工程、
および
(5):工程(4)で焼成された結晶をアンモニアおよ
び/またはアンモニウム塩を含む水溶液で接触処理する
工程
からなる一連の工程により得られたペンタシル型ゼオラ
イトを触媒として用い、この触媒の存在下に、シクロヘ
キサノンオキシムを気相にてベックマン転位反応させる
ことにより、ε−カプロラクタムを製造する方法に係る
ものである。In the present invention, (1): a silicon compound, water and tetra-n-propylammonium hydroxide are mixed, and the molar ratio of hydroxide ion to silicon is 0.1 to 0.6. A step of preparing a mixed solution having a molar ratio of carboxylate ion to silicon of 0.3 or less, (2): a step of subjecting the mixed solution prepared in the step (1) to a hydrothermal synthesis reaction, (3): Separating the crystals from the reaction mixture obtained in step (2), (4): firing the crystals separated in step (3),
And (5): the pentasil-type zeolite obtained by a series of steps of contact-treating the crystal calcined in step (4) with an aqueous solution containing ammonia and / or ammonium salt is used as a catalyst, and the presence of this catalyst Below, it relates to a method for producing ε-caprolactam by subjecting cyclohexanone oxime to a Beckmann rearrangement reaction in a gas phase.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においては、工程(1)として、ケイ素化合物、
水、水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウムおよび必
要に応じて他の化合物を混合することにより、水熱合成
の原料液として用いる混合液を調製する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
In the present invention, as the step (1), a silicon compound,
By mixing water, tetra-n-propylammonium hydroxide and other compounds as necessary, a mixed solution used as a raw material solution for hydrothermal synthesis is prepared.
【0009】ケイ素化合物としては、オルトケイ酸テト
ラメチル、オルトケイ酸テトラエチル、オルトケイ酸テ
トラプロピル、オルトケイ酸テトラブチル等のオルトケ
イ酸テトラアルキルが好ましく、必要に応じてそれらの
2種以上を用いることもできる。中でもオルトケイ酸テ
トラエチルが特に好ましい。また、水酸化テトラ−n−
プロピルアンモニウムとしては、通常、その水溶液が用
いられる。As the silicon compound, tetraalkyl orthosilicates such as tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, tetrapropyl orthosilicate, tetrabutyl orthosilicate and the like are preferable, and if necessary, two or more kinds thereof may be used. Among them, tetraethyl orthosilicate is particularly preferable. Also, tetra-n-hydroxide
As propylammonium, an aqueous solution thereof is usually used.
【0010】上記混合液中のケイ素に対する水酸化物イ
オンのモル比は、0.1〜0.6に調整する必要があ
り、好ましくは0.2〜0.5である。このモル比が
0.1未満であると、得られるゼオライトの粒径が大き
くなりその外表面積が減少するため、触媒活性が十分で
ないことがある。また、このモル比が0.6を越える
と、得られるゼオライトの粒径が小さくなり、濾過性等
の取り扱い性が良好でないことがある。The molar ratio of hydroxide ion to silicon in the above mixture must be adjusted to 0.1 to 0.6, preferably 0.2 to 0.5. When this molar ratio is less than 0.1, the particle size of the obtained zeolite becomes large and the outer surface area thereof decreases, so that the catalytic activity may not be sufficient. On the other hand, if this molar ratio exceeds 0.6, the particle size of the obtained zeolite will be small and the handling properties such as filterability may not be good.
【0011】また、上記混合液中のケイ素に対するカル
ボン酸イオンのモル比は、0.3以下に調整する必要が
あり、好ましくは0.2以下、さらに好ましくは0.1
以下である。このモル比が0.3を越えると、得られる
ゼオライトの触媒活性や反応選択性が十分でない。The molar ratio of carboxylate ion to silicon in the above mixture should be adjusted to 0.3 or less, preferably 0.2 or less, more preferably 0.1 or less.
It is the following. If this molar ratio exceeds 0.3, the catalytic activity and reaction selectivity of the obtained zeolite will be insufficient.
【0012】さらに、上記混合液中のケイ素に対する水
のモル比は、5〜100に調整するのが好ましく、さら
に好ましくは10〜60である。またケイ素に対するテ
トラ−n−プロピルアンモニウムイオンのモル比は、
0.1〜0.6に調整するのが好ましく、さらに好まし
くは0.2〜0.5である。Further, the molar ratio of water to silicon in the above mixed solution is preferably adjusted to 5 to 100, more preferably 10 to 60. The molar ratio of tetra-n-propylammonium ion to silicon is
It is preferably adjusted to 0.1 to 0.6, and more preferably 0.2 to 0.5.
【0013】上記混合液中のケイ素に対する水酸化物イ
オンのモル比やケイ素に対するテトラ−n−プロピルア
ンモニウムイオンのモル比は、ケイ素化合物に対する水
酸化テトラ−n−プロピルアンモニウムの使用量を調節
することにより、調整することができるが、水酸化物イ
オンのモル比については、必要に応じてさらに水酸化ナ
トリウムおよび/または水酸化カリウムを混合原料とし
て所定量用いることにより調整してもよく、またテトラ
−n−プロピルアンモニウムイオンのモル比について
は、必要に応じてさらに臭化テトラ−n−プロピルアン
モニウムのようなテトラ−n−プロピルアンモニウム塩
を混合原料として所定量用いることにより調整してもよ
い。水酸化ナトリウムおよび/または水酸化カリウムを
混合原料として用いる場合、混合液中のケイ素に対する
ナトリウムおよび/またはカリウムのモル比は、0.0
1〜0.1に調整するのが好ましい。The molar ratio of the hydroxide ion to silicon and the molar ratio of tetra-n-propylammonium ion to silicon in the above mixture should be adjusted by adjusting the amount of tetra-n-propylammonium hydroxide used to the silicon compound. The molar ratio of hydroxide ions may be adjusted by further using sodium hydroxide and / or potassium hydroxide as a mixed raw material in a predetermined amount, if necessary. The molar ratio of -n-propylammonium ion may be adjusted, if necessary, by further using a predetermined amount of a tetra-n-propylammonium salt such as tetra-n-propylammonium bromide as a mixed raw material. When sodium hydroxide and / or potassium hydroxide is used as a mixed raw material, the molar ratio of sodium and / or potassium to silicon in the mixed solution is 0.0
It is preferably adjusted to 1 to 0.1.
【0014】また、上記混合液中のケイ素に対するカル
ボン酸イオンのモル比は、各原料、特に水酸化テトラ−
n−プロピルアンモニウムに含まれるカルボン酸イオン
の含有量を管理することにより調整することができ、こ
のためには、各原料として、市販品や調製品の中から、
カルボン酸イオンの含有量が所定量以下のものを選択す
る必要がある。一方、上記混合液中のケイ素に対するカ
ルボン酸イオンのモル比が所定値以下となる範囲であれ
ば、必要に応じて、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸の
ようなカルボン酸またはその塩を混合原料として所定量
用いてもよい。Further, the molar ratio of carboxylate ion to silicon in the above mixture is such that each raw material, particularly tetrahydroxide
It can be adjusted by controlling the content of carboxylate ion contained in n-propylammonium. For this purpose, as each raw material, from among commercially available products and prepared products,
It is necessary to select one having a carboxylate ion content of not more than a predetermined amount. On the other hand, if the molar ratio of the carboxylate ion to silicon in the mixed solution is within a predetermined value or less, if necessary, for example, formic acid, acetic acid, carboxylic acid such as propionic acid or a salt thereof is used as a mixed raw material. You may use a predetermined amount.
【0015】上記混合液中に含まれる各成分の含有量に
ついては、例えば、ケイ素は誘導結合プラズマ(IC
P)発光分析により、テトラ−n−プロピルアンモニウ
ムイオン、カルボン酸イオン、炭酸イオンおよび臭化物
イオンはイオンクロマトグラフィーにより、ナトリウム
イオンおよびカリウムイオンは原子吸光分析により、そ
れぞれ求めることができる。また、上記混合液中の水酸
化物イオンの含有量は、酸(例えば0.2N塩酸)によ
る中和滴定により求められる塩基性イオンの合計含有量
から、カルボン酸イオンや炭酸イオンのような水酸化物
イオン以外の塩基性イオンの含有量を差し引くことによ
り、求めることができる。Regarding the content of each component contained in the above mixed solution, for example, silicon is an inductively coupled plasma (IC).
P) By emission analysis, tetra-n-propylammonium ion, carboxylate ion, carbonate ion and bromide ion can be determined by ion chromatography, and sodium ion and potassium ion can be determined by atomic absorption spectrometry. Further, the content of hydroxide ions in the above mixed solution is calculated from the total content of basic ions obtained by neutralization titration with an acid (for example, 0.2N hydrochloric acid), It can be determined by subtracting the content of basic ions other than oxide ions.
【0016】なお、工程(1)においては、必要に応じ
て、アルミニウム化合物、ガリウム化合物、ホウ素化合
物、チタン化合物、ジルコニウム化合物および亜鉛化合
物から選ばれる少なくとも1種を混合してもよく、該化
合物としては、例えば、硝酸塩やイソプロポキシドのよ
うなアルコキシドが挙げられる。これらの化合物の使用
量については、得られるゼオライトの耐熱性や触媒とし
ての反応選択性の観点から、上記混合液中のアルミニウ
ム、ガリウム、ホウ素、チタン、ジルコニウムおよび亜
鉛の合計に対するケイ素のモル比が通常50以上、好ま
しくは500以上となるように定めるのがよい。In the step (1), if necessary, at least one selected from aluminum compounds, gallium compounds, boron compounds, titanium compounds, zirconium compounds and zinc compounds may be mixed. Examples include alkoxides such as nitrates and isopropoxide. Regarding the amount of these compounds used, the molar ratio of silicon to the total of aluminum, gallium, boron, titanium, zirconium and zinc in the mixed solution is from the viewpoint of heat resistance of the obtained zeolite and reaction selectivity as a catalyst. It is usually set to 50 or more, preferably 500 or more.
【0017】工程(1)で調製された混合液を、工程
(2)として、水熱合成反応に付することにより、結晶
を含む反応混合物を得ることができる。この水熱合成反
応の条件については、通常、温度は80〜160℃の範
囲であり、時間は1〜200時間の範囲である。The reaction mixture containing crystals can be obtained by subjecting the mixed solution prepared in step (1) to a hydrothermal synthesis reaction in step (2). Regarding the conditions of this hydrothermal synthesis reaction, the temperature is usually in the range of 80 to 160 ° C., and the time is in the range of 1 to 200 hours.
【0018】工程(2)で得られた反応混合物から、工
程(3)として、結晶を分離する。この分離は、例え
ば、濾過により行ってもよいし、デカンテーションによ
り行ってもよいが、濾過により行うのが好ましい。Crystals are separated from the reaction mixture obtained in step (2) as step (3). This separation may be carried out by filtration or decantation, for example, but filtration is preferred.
【0019】一方、工程(3)において生じる、工程
(2)で得られた反応混合物から結晶を分離した後の残
液中には、通常、有効成分となるケイ酸やそのオリゴマ
ー、テトラ−n−プロピルアンモニウムイオン等が含ま
れることから、この残液の少なくとも一部は、工程
(1)に循環することにより、リサイクル使用できる。On the other hand, in the residual liquid generated in step (3) after separating the crystals from the reaction mixture obtained in step (2), silicic acid or its oligomer, tetra-n, which is an active ingredient, is usually contained. -Since it contains propylammonium ion and the like, at least a part of this residual liquid can be recycled by circulating it to the step (1).
【0020】原料のケイ素化合物としてオルトケイ酸テ
トラエチル等のオルトケイ酸テトラアルキルを用いた場
合、通常、上記残液中にはエタノール等のアルコール類
が含まれる。このような残液をリサイクル使用する場合
は、該残液からアルコール類の全部または一部を蒸留等
により除去した後、工程(1)に循環するのが好まし
い。When tetraalkyl orthosilicate such as tetraethyl orthosilicate is used as a silicon compound as a raw material, alcohol such as ethanol is usually contained in the residual liquid. When such a residual liquid is recycled, it is preferable to remove all or part of the alcohols from the residual liquid by distillation or the like, and then circulate it in step (1).
【0021】また上記残液をリサイクル使用する場合、
二酸化炭素が溶け込んで水酸化物イオンの量が減少しな
いように、窒素ガス雰囲気下や二酸化炭素を除去した空
気雰囲気下で保存するのが好ましい。さらに上記残液中
にアルコール類が含まれる場合、酸素によりアルコール
類が酸化を受けてカルボン酸イオンの量が増加しないよ
うに、窒素ガス雰囲気下で保存や蒸留を行うのが好まし
い。When the above residual liquid is recycled,
It is preferable to store under a nitrogen gas atmosphere or an air atmosphere from which carbon dioxide is removed so that the amount of hydroxide ions does not decrease due to the dissolution of carbon dioxide. Further, when the residual liquid contains alcohols, it is preferable to carry out storage and distillation under a nitrogen gas atmosphere so that the alcohols are not oxidized by oxygen and the amount of carboxylate ions is not increased.
【0022】工程(3)で分離された結晶を、必要に応
じて乾燥した後、工程(4)として、焼成に供する。こ
の焼成は、通常、空気、窒素またはこれらの混合ガス中
で、400〜600℃の温度範囲で行われる。The crystal separated in step (3) is dried if necessary, and then subjected to firing in step (4). This firing is usually performed in air, nitrogen or a mixed gas thereof in the temperature range of 400 to 600 ° C.
【0023】工程(4)で焼成された結晶を、工程
(5)として、アンモニアおよび/またはアンモニウム
塩を含む水溶液で接触処理する。このアンモニウム塩と
しては、例えば、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、硫酸アンモニウム等が挙げられ、中でも硝酸アンモ
ニウムが好ましい。The crystal calcined in step (4) is contact-treated with an aqueous solution containing ammonia and / or ammonium salt in step (5). Examples of the ammonium salt include ammonium nitrate, ammonium chloride, ammonium sulfate, etc. Among them, ammonium nitrate is preferable.
【0024】この接触処理の条件については、通常、温
度は50〜100℃の範囲であり、時間は0.1〜12
時間の範囲である。上記水溶液として、アンモニアを含
む水溶液またはアンモニアとアンモニウム塩を含む水溶
液を使用する場合は、該水溶液のpHを9〜13の範囲
とするのが好ましい。この接触処理により、得られるゼ
オライトの触媒活性をさらに向上させることができる。
この接触処理後の結晶は、必要に応じて、乾燥後、再度
焼成してもよい。Regarding the conditions of this contact treatment, the temperature is usually in the range of 50 to 100 ° C., and the time is in the range of 0.1 to 12.
It is a range of time. When an aqueous solution containing ammonia or an aqueous solution containing ammonia and an ammonium salt is used as the aqueous solution, the pH of the aqueous solution is preferably in the range of 9 to 13. By this contact treatment, the catalytic activity of the obtained zeolite can be further improved.
The crystal after the contact treatment may be dried and then fired again, if necessary.
【0025】こうして得られるペンタシル型ゼオライト
は、有機合成反応用触媒をはじめ各種用途に用いること
ができるが、中でも、シクロヘキサノンオキシムを気相
にてベックマン転位反応させることによりε−カプロラ
クタムを製造する際の触媒として、好適に用いることが
できる。The pentasil-type zeolite thus obtained can be used for various purposes such as a catalyst for organic synthesis reaction. Above all, when producing ε-caprolactam by subjecting cyclohexanone oxime to a Beckmann rearrangement reaction in a gas phase. It can be suitably used as a catalyst.
【0026】上記シクロヘキサノンオキシムとしては、
例えば、シクロヘキサノンをヒドロキシルアミンまたは
その硫酸塩等の塩と反応させることにより製造したもの
であってもよいし、シクロヘキサノンをチタノシリケー
ト等の触媒の存在下にアンモニアおよび過酸化水素と混
合して反応させることにより製造したものであってもよ
い。またこのシクロヘキサノンとしては、例えば、ベン
ゼンの水素添加等により得られたシクロヘキサンを酸素
酸化反応させることにより製造したものであってもよい
し、ベンゼンの部分水素添加等により得られたシクロヘ
キサノールを酸化(脱水素)反応させることにより製造
したものであってもよい。As the above-mentioned cyclohexanone oxime,
For example, it may be produced by reacting cyclohexanone with a salt such as hydroxylamine or a sulfate thereof, or by reacting cyclohexanone with ammonia and hydrogen peroxide in the presence of a catalyst such as titanosilicate. It may be manufactured by The cyclohexanone may be, for example, one produced by subjecting cyclohexane obtained by hydrogenation of benzene to an oxygen oxidation reaction, or by oxidizing cyclohexanol obtained by partial hydrogenation of benzene ( It may be one produced by a (dehydrogenation) reaction.
【0027】上記ベックマン転位反応は、固定床方式で
行ってもよいし、流動床方式で行ってもよく、反応温度
は、通常250〜500℃、好ましくは300〜450
℃、さらに好ましくは300〜400℃の範囲であり、
反応圧力は、通常10kPa〜0.5MPaの範囲であ
る。また、ゼオライト触媒1kgあたりの原料シクロヘ
キサノンオキシムの供給速度(kg/h)、すなわち原
料シクロヘキサノンオキシムの空間速度WHSV
(h-1)は、通常0.1〜40h-1、好ましくは0.2
〜20h-1、さらに好ましくは0.5〜10h-1の範囲
である。The Beckmann rearrangement reaction may be carried out in a fixed bed system or a fluidized bed system, and the reaction temperature is usually 250 to 500 ° C., preferably 300 to 450.
℃, more preferably in the range of 300 ~ 400 ℃,
The reaction pressure is usually in the range of 10 kPa to 0.5 MPa. Further, the feed rate (kg / h) of the starting material cyclohexanone oxime per 1 kg of the zeolite catalyst, that is, the space velocity WHSV of the starting material cyclohexanone oxime
(H -1) is usually 0.1~40H -1, preferably 0.2
˜20 h −1 , more preferably 0.5 to 10 h −1 .
【0028】上記ベックマン転位反応により得られた反
応混合物からε−カプロラクタムを分離、精製する方法
としては、公知の方法を適宜採用することができ、例え
ば、反応生成ガスを冷却して凝縮させた後、該凝縮液
を、液液分配、蒸留、晶析、水素添加処理、イオン交
換、活性炭処理等に供することにより、精製されたε−
カプロラクタムを得ることができる。As a method for separating and purifying ε-caprolactam from the reaction mixture obtained by the Beckmann rearrangement reaction, a known method can be appropriately adopted, for example, after the reaction product gas is cooled and condensed. , Ε-purified by subjecting the condensate to liquid-liquid distribution, distillation, crystallization, hydrogenation treatment, ion exchange, activated carbon treatment, etc.
Caprolactam can be obtained.
【0029】[0029]
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。なお、空間速度WHS
V(h-1)は、シクロヘキサノンオキシムの供給速度
(kg/h)を触媒重量(kg)で除することにより算
出した。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は、供給したシクロヘキ
サノンオキシムのモル数をX、未反応のシクロヘキサノ
ンオキシムのモル数をY、生成したε−カプロラクタム
のモル数をZとして、それぞれ以下の式により算出し
た。
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)]×100EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto. The space velocity WHS
V (h -1 ) was calculated by dividing the supply rate (kg / h) of cyclohexanone oxime by the catalyst weight (kg). Further, the conversion of cyclohexanone oxime and the selectivity of ε-caprolactam are respectively represented by the number of moles of supplied cyclohexanone oxime is X, the number of moles of unreacted cyclohexanone oxime is Y, and the number of moles of produced ε-caprolactam is Z. It was calculated by the following formula. Conversion of cyclohexanone oxime (%) = [(X-
Y) / X] × 100 ε-caprolactam selectivity (%) = [Z / (X−
Y)] × 100
【0030】実施例1
容量1.5リットルのステンレス製オートクレーブに、
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)115g、3
8.8重量%水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウム
水溶液(ギ酸イオン、酢酸イオンおよびプロピオン酸イ
オンの含有量の合計:0.045重量%、炭酸イオン含
有量:0.055重量%、カリウムイオン含有量:0.
52重量%)72g、85重量%水酸化カリウム1.1
2gおよび水316gを入れ、120分間激しく攪拌し
た。得られた混合液中のケイ素に対する、水、テトラ−
n−プロピルアンモニウムイオン、水酸化物イオン、カ
ルボン酸イオン(ギ酸イオン、酢酸イオンおよびプロピ
オン酸イオンの合計)、炭酸イオンおよびカリウムイオ
ンのモル比は、それぞれ36、0.25、0.28、
0.001、0.0012および0.048であった。Example 1 In a stainless steel autoclave having a volume of 1.5 liter,
Tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) 115 g, 3
8.8 wt% tetra-n-propylammonium hydroxide aqueous solution (total content of formate ion, acetate ion and propionate ion: 0.045 wt%, carbonate ion content: 0.055 wt%, containing potassium ion Amount: 0.
52 wt%) 72 g, 85 wt% potassium hydroxide 1.1
2 g and 316 g of water were added, and the mixture was vigorously stirred for 120 minutes. To the silicon in the obtained mixed liquid, water, tetra-
The molar ratios of n-propylammonium ion, hydroxide ion, carboxylate ion (total of formate ion, acetate ion and propionate ion), carbonate ion and potassium ion are 36, 0.25 and 0.28, respectively.
It was 0.001, 0.0012 and 0.048.
【0031】この混合液を105℃にて48時間、30
0rpm以上の回転数で攪拌し、水熱合成を行った。得
られた反応混合物を濾過し、濾残の結晶を、洗液のpH
が7.5〜8になるまでイオン交換水で連続的に洗浄
し、白色結晶を得た。この白色結晶を110℃にて16
時間乾燥した後、530℃にて1時間窒素流通下に焼成
し、次いで530℃にて1時間空気流通下に焼成し、粉
末状白色結晶を得た。この粉末状白色結晶を粉末X線回
折で分析した結果、ペンタシル型ゼオライトと同定され
た。This mixed solution was kept at 105 ° C. for 48 hours for 30 hours.
Hydrothermal synthesis was performed by stirring at a rotation speed of 0 rpm or more. The resulting reaction mixture is filtered, and the crystals remaining on the filter are washed with
Was continuously washed with ion-exchanged water until it became 7.5 to 8, to obtain white crystals. This white crystal was heated at 110 ° C for 16
After drying for an hour, it was calcined at 530 ° C for 1 hour under nitrogen flow, and then at 530 ° C for 1 hour under air flow to obtain powdery white crystals. As a result of powder X-ray diffraction analysis of this powdery white crystal, it was identified as a pentasil-type zeolite.
【0032】得られた粉末状白色結晶のうち7gをオー
トクレーブに入れ、この中に7.5重量%硝酸アンモニ
ウム水溶液77gと25重量%アンモニア水溶液118
gとの混合液195gを加え、90℃にて1時間攪拌し
た後、濾過により結晶を分離した。この結晶に対し、上
記と同様の硝酸アンモニウム水溶液とアンモニア水溶液
との混合液による処理をさらに2回繰り返した後、得ら
れた結晶を水洗、乾燥した。7 g of the obtained powdery white crystal was placed in an autoclave, and 77 g of a 7.5 wt% ammonium nitrate aqueous solution and a 25 wt% ammonia aqueous solution 118 were placed therein.
195 g of a mixed solution with g was added, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 1 hour, and then crystals were separated by filtration. The same treatment as described above with a mixed solution of an aqueous ammonium nitrate solution and an aqueous ammonia solution was repeated twice more, and the obtained crystals were washed with water and dried.
【0033】この乾燥した結晶を24〜48メッシュの
篩を用いて篩分けし、その0.375gを触媒として、
内径1cmの石英ガラス製反応管中に充填して触媒層を
形成させ、窒素4.2L/hの流通下、350℃にて1
時間予熱処理した。次いで、窒素4.2L/hの流通
下、触媒層の温度を325℃に下げた後、シクロヘキサ
ノンオキシム/メタノール=1/1.8(重量比)の混
合物を8.4g/hの供給速度で反応管に供給し、シク
ロヘキサノンオキシムを反応させた。このときの空間速
度WHSVは8h-1である。反応開始後0.5〜5.5
時間の間、反応ガスを捕集し、ガスクロマトグラフィー
により分析した。その結果、シクロヘキサノンオキシム
の転化率は99.3%、ε−カプロラクタムの選択率は
96.5%であった。The dried crystals were sieved using a 24-48 mesh sieve, 0.375 g of which was used as a catalyst.
A quartz glass reaction tube having an inner diameter of 1 cm was filled to form a catalyst layer, and the catalyst layer was formed at 350 ° C. under a nitrogen flow of 4.2 L / h.
Preheated for an hour. Then, under a flow of 4.2 L / h of nitrogen, the temperature of the catalyst layer was lowered to 325 ° C., and then a mixture of cyclohexanone oxime / methanol = 1 / 1.8 (weight ratio) was supplied at a supply rate of 8.4 g / h. It was supplied to a reaction tube and reacted with cyclohexanone oxime. The space velocity WHSV at this time is 8 h −1 . 0.5 to 5.5 after starting the reaction
The reaction gas was collected over time and analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of cyclohexanone oxime was 99.3% and the selectivity of ε-caprolactam was 96.5%.
【0034】実施例2
容量1.5リットルのステンレス製オートクレーブに、
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)115g、2
1.4重量%水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウム
水溶液(ギ酸イオン、酢酸イオンおよびプロピオン酸イ
オンの含有量の合計:0.029重量%、炭酸イオン含
有量:0.824重量%、カリウムイオン含有量:0.
308重量%)135g、ギ酸0.234g、酢酸0.
889g、プロピオン酸0.047g、臭化テトラ−n
−プロピルアンモニウム8.8g、85重量%水酸化カ
リウム1.047gおよび水254gを入れ、120分
間激しく攪拌した。得られた混合液中のケイ素に対す
る、水、テトラ−n−プロピルアンモニウムイオン、水
酸化物イオン、カルボン酸イオン(ギ酸イオン、酢酸イ
オンおよびプロピオン酸イオンの合計)、炭酸イオンお
よびカリウムイオンのモル比は、それぞれ、36、0.
32、0.29、0.038、0.034および0.0
48であった。Example 2 In a stainless steel autoclave having a volume of 1.5 liter,
Tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5) 4) 115g, 2
1.4 wt% tetra-n-propylammonium hydroxide aqueous solution (total of formate ion, acetate ion and propionate ion content: 0.029 wt%, carbonate ion content: 0.824 wt%, containing potassium ion Amount: 0.
308 wt%) 135 g, formic acid 0.234 g, acetic acid 0.
889 g, propionic acid 0.047 g, tetra-n bromide
-Propyl ammonium 8.8g, 85 weight% potassium hydroxide 1.047g and water 254g were put, and it stirred violently for 120 minutes. Molar ratio of water, tetra-n-propylammonium ion, hydroxide ion, carboxylate ion (total of formate ion, acetate ion and propionate ion), carbonate ion and potassium ion to silicon in the obtained mixed liquid. Are 36, 0.
32, 0.29, 0.038, 0.034 and 0.0
It was 48.
【0035】この混合液に対し、実施例1と同様に、水
熱合成およびそれ以降の操作を行った。その結果、シク
ロヘキサノンオキシムの転化率は99.3%、ε−カプ
ロラクタムの選択率は96.8%であった。Hydrothermal synthesis and subsequent operations were carried out on this mixed solution in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion of cyclohexanone oxime was 99.3% and the selectivity of ε-caprolactam was 96.8%.
【0036】実施例3
容量1.5リットルのステンレス製オートクレーブに、
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)115g、1
8.5重量%水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウム
水溶液(ギ酸イオン、酢酸イオンおよびプロピオン酸イ
オンの含有量の合計:0.026重量%、炭酸イオン含
有量:0.951重量%、カリウムイオン含有量:0.
273重量%)186g、ギ酸0.376g、酢酸1.
409g、プロピオン酸0.071g、臭化テトラ−n
−プロピルアンモニウム8.2g、85重量%水酸化カ
リウム0.891gおよび水209gを入れ、120分
間激しく攪拌した。得られた混合液中のケイ素に対す
る、水、テトラ−n−プロピルアンモニウムイオン、水
酸化物イオン、カルボン酸イオン(ギ酸イオン、酢酸イ
オンおよびプロピオン酸イオンの合計)、炭酸イオンお
よびカリウムイオンのモル比は、それぞれ、36、0.
36、0.33、0.06、0.054および0.04
8であった。Example 3 In a stainless steel autoclave having a volume of 1.5 liter,
Tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5) 4) 115g, 1
8.5 wt% tetra-n-propylammonium hydroxide aqueous solution (total content of formate ion, acetate ion and propionate ion: 0.026 wt%, carbonate ion content: 0.951 wt%, containing potassium ion Amount: 0.
273% by weight) 186 g, formic acid 0.376 g, acetic acid 1.
409 g, propionic acid 0.071 g, tetra-n bromide
-Propyl ammonium 8.2g, 85 weight% potassium hydroxide 0.891g and water 209g were put, and it stirred violently for 120 minutes. Molar ratio of water, tetra-n-propylammonium ion, hydroxide ion, carboxylate ion (total of formate ion, acetate ion and propionate ion), carbonate ion and potassium ion to silicon in the obtained mixed liquid. Are 36, 0.
36, 0.33, 0.06, 0.054 and 0.04
It was 8.
【0037】この混合液に対し、実施例1と同様に、水
熱合成およびそれ以降の操作を行った。その結果、シク
ロヘキサノンオキシムの転化率は99.5%、ε−カプ
ロラクタムの選択率は97.0%であった。Hydrothermal synthesis and subsequent operations were performed on this mixed solution in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion of cyclohexanone oxime was 99.5% and the selectivity of ε-caprolactam was 97.0%.
【0038】実施例4
容量1.5リットルのステンレス製オートクレーブに、
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)115g、3
8.8重量%水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウム
水溶液(ギ酸イオン、酢酸イオンおよびプロピオン酸イ
オンの含有量の合計:0.045重量%、炭酸イオン含
有量:0.055重量%、カリウムイオン含有量:0.
520重量%)106g、酢酸5.35g、臭化テトラ
−n−プロピルアンモニウム7.4g、85重量%水酸
化カリウム0.816gおよび水295gを入れ、12
0分間激しく攪拌した。得られた混合液中のケイ素に対
する、水、テトラ−n−プロピルアンモニウムイオン、
水酸化物イオン、カルボン酸イオン(ギ酸イオン、酢酸
イオンおよびプロピオン酸イオンの合計)、炭酸イオン
およびカリウムイオンのモル比は、それぞれ、36、
0.42、0.39、0.16、0.002および0.
048であった。Example 4 In a stainless steel autoclave having a capacity of 1.5 liters,
Tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) 115 g, 3
8.8 wt% tetra-n-propylammonium hydroxide aqueous solution (total content of formate ion, acetate ion and propionate ion: 0.045 wt%, carbonate ion content: 0.055 wt%, containing potassium ion Amount: 0.
(520 wt%) 106 g, acetic acid 5.35 g, tetra-n-propylammonium bromide 7.4 g, 85 wt% potassium hydroxide 0.816 g and water 295 g
Stir vigorously for 0 minutes. Water, tetra-n-propylammonium ion, with respect to silicon in the obtained mixed liquid,
The molar ratio of hydroxide ion, carboxylate ion (total of formate ion, acetate ion and propionate ion), carbonate ion and potassium ion is 36, respectively.
0.42, 0.39, 0.16, 0.002 and 0.
It was 048.
【0039】この混合液に対し、実施例1と同様に、水
熱合成およびそれ以降の操作を行った。その結果、シク
ロヘキサノンオキシムの転化率は99.6%、ε−カプ
ロラクタムの選択率は96.3%であった。Hydrothermal synthesis and the subsequent operations were performed on this mixed solution in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion of cyclohexanone oxime was 99.6% and the selectivity of ε-caprolactam was 96.3%.
【0040】実施例5
容量1.5リットルのステンレス製オートクレーブに、
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)115g、3
8.8重量%水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウム
水溶液(ギ酸イオン、酢酸イオンおよびプロピオン酸イ
オンの含有量の合計:0.045重量%、炭酸イオン含
有量:0.055重量%、カリウムイオン含有量:0.
520重量%)144g、酢酸7.96g、臭化テトラ
−n−プロピルアンモニウム5.9g、85重量%水酸
化カリウム0.488gおよび水273gを入れ、12
0分間激しく攪拌した。得られた混合液中のケイ素に対
する、水、テトラ−n−プロピルアンモニウムイオン、
水酸化物イオン、カルボン酸イオン(ギ酸イオン、酢酸
イオンおよびプロピオン酸イオンの合計)、炭酸イオン
およびカリウムイオンのモル比は、それぞれ、36、
0.54、0.51、0.24、0.002および0.
048であった。Example 5 In a stainless steel autoclave having a volume of 1.5 liters,
Tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) 115 g, 3
8.8 wt% tetra-n-propylammonium hydroxide aqueous solution (total content of formate ion, acetate ion and propionate ion: 0.045 wt%, carbonate ion content: 0.055 wt%, containing potassium ion Amount: 0.
(520 wt%) 144 g, acetic acid 7.96 g, tetra-n-propylammonium bromide 5.9 g, 85 wt% potassium hydroxide 0.488 g and water 273 g
Stir vigorously for 0 minutes. Water, tetra-n-propylammonium ion, with respect to silicon in the obtained mixed liquid,
The molar ratio of hydroxide ion, carboxylate ion (total of formate ion, acetate ion and propionate ion), carbonate ion and potassium ion is 36, respectively.
0.54, 0.51, 0.24, 0.002 and 0.
It was 048.
【0041】この混合液に対し、実施例1と同様に、水
熱合成およびそれ以降の操作を行った。その結果、シク
ロヘキサノンオキシムの転化率は99.5%、ε−カプ
ロラクタムの選択率は96.1%であった。Hydrothermal synthesis and subsequent operations were performed on this mixed solution in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion of cyclohexanone oxime was 99.5% and the selectivity of ε-caprolactam was 96.1%.
【0042】実施例6
容量30m3の反応釜に、オルトケイ酸テトラエチル(S
i(OC2H5)4)2311kg、40.0重量%水酸化テト
ラ−n−プロピルアンモニウム水溶液(ギ酸イオン、酢
酸イオンおよびプロピオン酸イオンの含有量の合計:
0.025重量%、炭酸イオン含有量:0.05重量
%、カリウムイオン含有量:0.63重量%)1400
kg、85重量%水酸化カリウム20.28kgおよび
水6518kgを入れ、120分間激しく攪拌した。得
られた混合液中のケイ素に対する、水、テトラ−n−プ
ロピルアンモニウムイオン、水酸化物イオン、カルボン
酸イオン(ギ酸イオン、酢酸イオンおよびプロピオン酸
イオンの合計)、炭酸イオン、およびカリウムイオンの
モル比は、それぞれ、36、0.25、0.28、0.
0005、0.0011および0.048であった。The reaction kettle of Example 6 volume 30 m 3, tetraethyl orthosilicate (S
i (OC 2 H 5 ) 4 ) 2311 kg, 40.0 wt% tetra-n-propylammonium hydroxide aqueous solution (total content of formate ion, acetate ion and propionate ion:
0.025 wt%, carbonate ion content: 0.05 wt%, potassium ion content: 0.63 wt%) 1400
kg, 85% by weight potassium hydroxide (20.28 kg) and water (6518 kg) were added, and the mixture was vigorously stirred for 120 minutes. Molar amounts of water, tetra-n-propylammonium ion, hydroxide ion, carboxylate ion (total of formate ion, acetate ion and propionate ion), carbonate ion, and potassium ion relative to silicon in the obtained mixed liquid. The ratios are 36, 0.25, 0.28, 0.
It was 0005, 0.0011 and 0.048.
【0043】この混合液を105℃にて48時間、30
0rpm以上の回転数で攪拌し、水熱合成を行った。得
られた反応混合物を濾過し、濾残と濾液とに分離した。
濾残の結晶を、洗液のpHが7.5〜8になるまでイオ
ン交換水で連続的に洗浄し、白色結晶を得た。この白色
結晶を110℃にて16時間乾燥した後、530℃にて
1時間窒素流通下に焼成し、次いで530℃にて1時間
空気流通下に焼成し、粉末状白色結晶を得た。この粉末
状白色結晶を粉末X線回折で分析した結果、ペンタシル
型ゼオライトと同定された。This mixed solution was kept at 105 ° C. for 48 hours for 30 hours.
Hydrothermal synthesis was performed by stirring at a rotation speed of 0 rpm or more. The obtained reaction mixture was filtered, and a filter residue and a filtrate were separated.
The filter residue crystals were continuously washed with ion-exchanged water until the pH of the washing liquid reached 7.5 to 8 to obtain white crystals. The white crystals were dried at 110 ° C. for 16 hours, calcined at 530 ° C. for 1 hour under nitrogen flow, and then at 530 ° C. for 1 hour under air flow to obtain powdery white crystals. As a result of powder X-ray diffraction analysis of this powdery white crystal, it was identified as a pentasil-type zeolite.
【0044】得られた粉末状白色結晶のうち7gに対
し、実施例1と同様に、硝酸アンモニウム水溶液とアン
モニア水溶液との混合液による処理およびそれ以降の操
作を行った。その結果、シクロヘキサノンオキシムの転
化率は99.6%、ε−カプロラクタムの選択率は9
6.6%であった。In the same manner as in Example 1, 7 g of the obtained powdery white crystal was treated with a mixed solution of an aqueous ammonium nitrate solution and an aqueous ammonia solution and the subsequent operations. As a result, the conversion of cyclohexanone oxime was 99.6% and the selectivity of ε-caprolactam was 9%.
It was 6.6%.
【0045】実施例7
実施例6で濾過により分離された濾液に0.2重量倍の
水を添加し、これを理論段数5〜7段の精留塔を用い
て、300Torr(40kPa)、釜温68〜90
℃、還流比1の条件で蒸留に付し、エタノールを留去し
た。得られた釜液中の、テトラ−n−プロピルアンモニ
ウムイオン含有量は8.24重量%であり、水酸化物イ
オンの含有量は0.773重量%であり、ギ酸イオン、
酢酸イオンおよびプロピオン酸イオンの含有量の合計は
0.002重量%であり、炭酸イオン含有量は0.01
9重量%であり、カリウムイオン含有量は0.224重
量%であり、ケイ素の含有量は1.18重量%であっ
た。Example 7 To the filtrate separated by filtration in Example 6, 0.2 weight times of water was added, and this was added to a rectification column having 5 to 7 theoretical plates to obtain 300 Torr (40 kPa) and a kettle. Temperature 68-90
Distillation was carried out under the conditions of ℃ and reflux ratio of 1, and ethanol was distilled off. The content of tetra-n-propylammonium ion in the obtained kettle liquid was 8.24% by weight, the content of hydroxide ion was 0.773% by weight, formate ion,
The total content of acetate ion and propionate ion is 0.002% by weight, and the content of carbonate ion is 0.01
9% by weight, the potassium ion content was 0.224% by weight, and the silicon content was 1.18% by weight.
【0046】容量1.5リットルのステンレス製オート
クレーブに、オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)
100g、上記の濾液の蒸留により得られた釜液350
g、85重量%水酸化カリウム0.66gおよび水99
gを入れ、120分間激しく攪拌した。得られた混合液
中のケイ素に対する、水、テトラ−n−プロピルアンモ
ニウムイオン、水酸化物イオン、カルボン酸イオン(ギ
酸イオン、酢酸イオンおよびプロピオン酸イオンの合
計)、炭酸イオンおよびカリウムイオンのモル比は、そ
れぞれ、36、0.25、0.26、0.0002、
0.0025および0.048であった。Tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) was placed in a stainless steel autoclave having a capacity of 1.5 liters.
100 g, kettle liquid 350 obtained by distillation of the above filtrate
g, 85 wt% potassium hydroxide 0.66 g and water 99
g, and stirred vigorously for 120 minutes. Molar ratio of water, tetra-n-propylammonium ion, hydroxide ion, carboxylate ion (total of formate ion, acetate ion and propionate ion), carbonate ion and potassium ion to silicon in the obtained mixed liquid. Are 36, 0.25, 0.26, 0.0002,
It was 0.0025 and 0.048.
【0047】この混合液に対し、実施例1と同様に、水
熱合成およびそれ以降の操作を行った。その結果、シク
ロヘキサノンオキシムの転化率は99.5%、ε−カプ
ロラクタムの選択率は96.8%であった。Hydrothermal synthesis and the subsequent operations were performed on this mixed solution in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion of cyclohexanone oxime was 99.5% and the selectivity of ε-caprolactam was 96.8%.
【0048】比較例1
容量1.5リットルのステンレス製オートクレーブに、
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4)115g、3
8.8重量%水酸化テトラ−n−プロピルアンモニウム
水溶液(ギ酸イオン、酢酸イオンおよびプロピオン酸イ
オンの含有量の合計:0.045重量%、炭酸イオン含
有量:0.055重量%、カリウムイオン含有量:0.
52重量%)144g、酢酸16.58g、臭化テトラ
−n−プロピルアンモニウム5.9g、85重量%水酸
化カリウム0.488gおよび水273gを入れ、12
0分間激しく攪拌した。得られた混合液中のケイ素に対
する、水、テトラ−n−プロピルアンモニウムイオン、
水酸化物イオン、カルボン酸イオン(ギ酸イオン、酢酸
イオンおよびプロピオン酸イオンの合計)、炭酸イオン
およびカリウムイオンのモル比は、それぞれ、36、
0.54、0.51、0.5、0.002および0.0
48であった。Comparative Example 1 In a stainless steel autoclave having a capacity of 1.5 liter,
Tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) 115 g, 3
8.8 wt% tetra-n-propylammonium hydroxide aqueous solution (total content of formate ion, acetate ion and propionate ion: 0.045 wt%, carbonate ion content: 0.055 wt%, containing potassium ion Amount: 0.
52 wt%) 144 g, acetic acid 16.58 g, tetra-n-propylammonium bromide 5.9 g, 85 wt% potassium hydroxide 0.488 g and water 273 g
Stir vigorously for 0 minutes. Water, tetra-n-propylammonium ion, with respect to silicon in the obtained mixed liquid,
The molar ratio of hydroxide ion, carboxylate ion (total of formate ion, acetate ion and propionate ion), carbonate ion and potassium ion is 36, respectively.
0.54, 0.51, 0.5, 0.002 and 0.0
It was 48.
【0049】この混合液に対し、実施例1と同様に、水
熱合成およびそれ以降の操作を行った。その結果、得ら
れた結晶はペンタシル型ゼオライトではなく、シクロヘ
キサノンオキシムの転化率は0.6%、ε−カプロラク
タムの選択率は29.7%であった。Hydrothermal synthesis and subsequent operations were performed on this mixed solution in the same manner as in Example 1. As a result, the obtained crystal was not a pentasil-type zeolite, but the conversion of cyclohexanone oxime was 0.6% and the selectivity of ε-caprolactam was 29.7%.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明によれば、優れた触媒活性と反応
選択性を有するペンタシル型ゼオライトを再現性良く製
造することができる。そして得られたペンタシル型ゼオ
ライトを触媒として用い、シクロヘキサノンオキシムを
気相にてベックマン転位反応させることにより、ε−カ
プロラクタムを高収率で再現性良く製造することができ
る。According to the present invention, a pentasil-type zeolite having excellent catalytic activity and reaction selectivity can be produced with good reproducibility. Then, by using the obtained pentasil-type zeolite as a catalyst and subjecting cyclohexanone oxime to a Beckmann rearrangement reaction in a gas phase, ε-caprolactam can be produced in high yield with good reproducibility.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 Fターム(参考) 4C034 DE03 4G069 AA08 BA07A BA07B BD01A BD01B BD06A BD06B BE08C BE17C CB41 CB59 ZA10A ZA10B ZB03 ZB05 ZB08 ZD01 4G073 BA04 BA05 BB05 BB48 BB66 BB69 CZ12 FB01 FB19 FB42 FC01 FD05 FD23 UA01 4H039 CA42 CJ90 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hiroshi Ichihashi Sumitomo Chemical 5-1, Soukai-cho, Niihama-shi, Ehime Industry Co., Ltd. F-term (reference) 4C034 DE03 4G069 AA08 BA07A BA07B BD01A BD01B BD06A BD06B BE08C BE17C CB41 CB59 ZA10A ZA10B ZB03 ZB05 ZB08 ZD01 4G073 BA04 BA05 BB05 BB48 BB66 BB69 CZ12 FB01 FB19 FB42 FC01 FD05 FD23 UA01 4H039 CA42 CJ90
Claims (5)
トラ−n−プロピルアンモニウムを混合して、ケイ素に
対する水酸化物イオンのモル比が0.1〜0.6であ
り、ケイ素に対するカルボン酸イオンのモル比が0.3
以下である混合液を調製する工程、 (2):工程(1)で調製された混合液を水熱合成反応
に付する工程、 (3):工程(2)で得られた反応混合物から結晶を分
離する工程、 (4):工程(3)で分離された結晶を焼成する工程、
および (5):工程(4)で焼成された結晶をアンモニアおよ
び/またはアンモニウム塩を含む水溶液で接触処理する
工程からなることを特徴とするペンタシル型ゼオライト
の製造方法。(1) A silicon compound, water and tetra-n-propylammonium hydroxide are mixed to give a hydroxide ion to silicon molar ratio of 0.1 to 0.6, and a carbon to silicon atom. The molar ratio of acid ions is 0.3
The step of preparing a mixed solution which is the following: (2): the step of subjecting the mixed solution prepared in the step (1) to a hydrothermal synthesis reaction, (3): crystallized from the reaction mixture obtained in the step (2) (4): a step of firing the crystal separated in step (3),
And (5): a process for producing a pentasil-type zeolite, which comprises a step of subjecting the crystal calcined in step (4) to a contact treatment with an aqueous solution containing ammonia and / or an ammonium salt.
ケイ酸テトラアルキルである請求項1記載の製造方法。2. The production method according to claim 1, wherein the silicon compound used in the step (1) is tetraalkyl orthosilicate.
ウムおよび/または水酸化カリウムを混合する請求項1
または2に記載の製造方法。3. The step (1) further comprises mixing sodium hydroxide and / or potassium hydroxide.
Or the manufacturing method according to 2.
を分離した後の残液の少なくとも一部を、工程(1)に
循環させる請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein at least a part of the residual liquid after separating the crystals from the reaction mixture obtained in step (2) is circulated in step (1). .
トラ−n−プロピルアンモニウムを混合して、ケイ素に
対する水酸化物イオンのモル比が0.1〜0.6であ
り、ケイ素に対するカルボン酸イオンのモル比が0.3
以下である混合液を調製する工程、 (2):工程(1)で調製された混合液を水熱合成反応
に付する工程、 (3):工程(2)で得られた反応混合物から結晶を分
離する工程、 (4):工程(3)で分離された結晶を焼成する工程、
および (5):工程(4)で焼成された結晶をアンモニアおよ
び/またはアンモニウム塩を含む水溶液で接触処理する
工程 からなる一連の工程により得られたペンタシル型ゼオラ
イトを触媒として用い、この触媒の存在下に、シクロヘ
キサノンオキシムを気相にてベックマン転位反応させる
ことを特徴とするε−カプロラクタムの製造方法。(1) (1): A silicon compound, water and tetra-n-propylammonium hydroxide are mixed, and the molar ratio of hydroxide ion to silicon is 0.1 to 0.6, and the carboxyl group to silicon is The molar ratio of acid ions is 0.3
The step of preparing a mixed solution which is the following: (2): the step of subjecting the mixed solution prepared in the step (1) to a hydrothermal synthesis reaction, (3): crystallized from the reaction mixture obtained in the step (2) (4): a step of firing the crystal separated in step (3),
And (5): the pentasil-type zeolite obtained by a series of steps of contact-treating the crystal calcined in step (4) with an aqueous solution containing ammonia and / or ammonium salt is used as a catalyst, and the presence of this catalyst Below, a method for producing ε-caprolactam, which comprises subjecting cyclohexanone oxime to a Beckmann rearrangement reaction in a gas phase.
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