JP4851998B2 - Method for producing titanosilicate and method for producing oxime - Google Patents
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Description
本発明は、MWW構造を有するチタノシリケートの製造方法と、該製造方法により得られたMWW構造を有するチタノシリケートの存在下に、ケトンを過酸化物及びアンモニアによりアンモキシム化反応させてオキシムを製造する方法とに関する。オキシムは、例えば、アミドやラクタムの原料等として有用である。 The present invention relates to a method for producing a titanosilicate having an MWW structure and an ammoximation reaction of a ketone with a peroxide and ammonia in the presence of the titanosilicate having an MWW structure obtained by the production method. And a method of manufacturing. Oxime is useful, for example, as a raw material for amides and lactams.
従来、ケトンを過酸化物及びアンモニアによりアンモキシム化反応させてオキシムを製造する方法において、MWW構造を有するチタノシリケートが触媒の1つとして用いられている。
かかるチタノシリケートの製造方法としては、ケイ素化合物、ホウ素化合物、チタン化合物、水及び構造規定剤を混合した後、熱処理する方法(非特許文献1)や、ケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤を混合した後、熱処理し、次いで、濾過、洗浄後、得られた結晶とチタン化合物とを混合して、再度熱処理する方法(特許文献1)が提案されている。
Conventionally, a titanosilicate having an MWW structure has been used as one of catalysts in a method for producing an oxime by an ammoximation reaction of a ketone with a peroxide and ammonia.
As a method for producing such titanosilicate, a silicon compound, a boron compound, a titanium compound, water and a structure-directing agent are mixed and then heat-treated (Non-patent Document 1), or a silicon compound, a boron compound, water and a structure-defining agent. A method has been proposed (Patent Document 1) in which a heat treatment is performed after mixing the agent, followed by filtration and washing, and then the resultant crystal and the titanium compound are mixed and heat-treated again.
しかしながら、非特許文献1に記載の方法で得られたチタノシリケートは、チタノシリケートの触媒寿命の点で、必ずしも満足できるものではなかった。また、特許文献1に記載の方法では、1回目の熱処理後、一旦、濾過、洗浄して結晶を取得した後、チタン化合物を混合して、2回目の熱処理を行うため、操作が煩雑で、コスト面などで不利であった。 However, the titanosilicate obtained by the method described in Non-Patent Document 1 is not always satisfactory in terms of the catalyst life of the titanosilicate. In addition, in the method described in Patent Document 1, after the first heat treatment, once filtered and washed to obtain crystals, the titanium compound is mixed and the second heat treatment is performed. It was disadvantageous in terms of cost.
そこで、本発明の目的は、優れた触媒寿命を有するチタノシリケートを簡便に製造する方法を提供し、さらに、高い転化率でケトンをアンモキシム化反応させて、長期間にわたり触媒寿命を維持しつつ、良好な選択率でオキシムを製造する方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for easily producing a titanosilicate having an excellent catalyst lifetime, and further, by carrying out an ammoximation reaction of a ketone at a high conversion rate, while maintaining the catalyst lifetime over a long period of time. An object of the present invention is to provide a method for producing an oxime with good selectivity.
本発明者等は、前記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、ケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤を混合した後、熱処理して得られた懸濁液にチタン化合物を混合し、再度熱処理した後、生じた結晶を分離し、この結晶を焼成することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors mixed a silicon compound, a boron compound, water and a structure directing agent, and then mixed a titanium compound with the suspension obtained by heat treatment. After the heat treatment again, it was found that the above-mentioned object can be achieved by separating the produced crystal and firing the crystal, thereby completing the present invention.
すなわち、本発明のMWW構造を有するチタノシリケートの製造方法は、以下の工程(1)〜工程(5)を含むことを特徴とする。
工程(1):ケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤を混合する工程
工程(2):工程(1)により得られた混合物を熱処理して懸濁液を得る工程
工程(3):工程(2)により得られた懸濁液とチタン化合物とを混合する工程
工程(4):工程(3)により得られた混合物を熱処理した後、生じた結晶を分離する工程
工程(5):工程(4)により得られた結晶を焼成する工程
That is, the method for producing a titanosilicate having an MWW structure according to the present invention includes the following steps (1) to (5).
Step (1): Step of mixing silicon compound, boron compound, water and structure directing agent Step (2): Step of heat-treating the mixture obtained in Step (1) to obtain a suspension Step (3): Step Step (4) for mixing the suspension obtained in (2) and the titanium compound: Step (5): Step for separating the crystals formed after heat-treating the mixture obtained in Step (3) The step of firing the crystal obtained in (4)
また、本発明のオキシムの製造方法は、前記本発明のチタノシリケートの製造方法により得られたMWW構造を有するチタノシリケートの存在下に、ケトンを過酸化物及びアンモニアによりアンモキシム化反応させるものである。 The oxime production method of the present invention is a method in which a ketone is ammoximation-reacted with a peroxide and ammonia in the presence of a titanosilicate having an MWW structure obtained by the method of producing the titanosilicate of the present invention. It is.
本発明によれば、ケトンのアンモキシム化反応における触媒として優れた触媒寿命を有するチタノシリケートを簡便に製造することができる、という効果が得られる。そして、かかるチタノシリケートの存在下に、高い転化率でケトンをアンモキシム化反応させて、長時間にわたり触媒寿命を維持しつつ、良好な選択率でオキシムを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to easily produce a titanosilicate having an excellent catalyst life as a catalyst in a ketone ammoximation reaction. Then, in the presence of such titanosilicate, an oxime can be produced with a good selectivity while maintaining the catalyst life over a long period of time by causing the ketone to undergo an ammoximation reaction at a high conversion rate.
本発明のチタノシリケートの製造方法は、上述した工程(1)〜工程(5)を含む。以下、各工程について説明する。 The manufacturing method of the titanosilicate of this invention includes the process (1)-process (5) mentioned above. Hereinafter, each step will be described.
工程(1)は、ケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤を混合する工程である。
前記ケイ素化合物としては、例えば、テトラエチルオルソシリケートのようなテトラアルキルオルソシリケート、シリカ(ヒュームドシリカ)等が挙げられる。
前記ホウ素化合物としては、例えば、ホウ酸、無水ホウ酸等が挙げられる。
前記構造規定剤は、層状構造を形成するためのテンプレートとして用いられるものであり、例えば、ピペリジン、ヘキサメチレンイミン等の従来公知の構造規定剤が使用できる。
前記各原材料の使用割合は、ケイ素化合物中のケイ素を基準にして、ホウ素化合物はホウ素として0.1〜2モル倍であり、水は3〜50モル倍であり、構造規定剤は0.3〜3モル倍であることが好ましい。
Step (1) is a step of mixing a silicon compound, a boron compound, water, and a structure directing agent.
Examples of the silicon compound include tetraalkyl orthosilicate such as tetraethyl orthosilicate, silica (fumed silica), and the like.
Examples of the boron compound include boric acid and anhydrous boric acid.
The structure directing agent is used as a template for forming a layered structure. For example, conventionally known structure directing agents such as piperidine and hexamethyleneimine can be used.
The proportion of each raw material used is 0.1 to 2 mol times as boron, 3 to 50 mol times as water, 3 to 50 mol times as water, and 0.3 as the structure directing agent based on silicon in the silicon compound. It is preferably ˜3 mole times.
前記各原材料(ケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤)の混合は、50℃以下の温度で行うことが好ましく、より好ましくは0〜50℃、さらに好ましくは10〜50℃の温度で混合するのがよい。前記各原料の混合は、通常は室温で行われる。各原材料の混合時の温度が50℃を超えると、不活性な酸化チタン粒子の生成量が増加するおそれがある。 The raw materials (silicon compound, boron compound, water and structure directing agent) are preferably mixed at a temperature of 50 ° C. or less, more preferably 0 to 50 ° C., and even more preferably 10 to 50 ° C. It is good to do. The mixing of the raw materials is usually performed at room temperature. When the temperature at the time of mixing each raw material exceeds 50 degreeC, there exists a possibility that the production amount of an inactive titanium oxide particle may increase.
前記各原材料(ケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤)の混合方法には、特に制限はなく、例えば、これら全てを一括して混合してもよいし、順次混合していってもよい。とりわけ、液体である原材料を先に混合した後に固体である原材料を混合するのが、均一に攪拌しやすい点で好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in the mixing method of each said raw material (a silicon compound, a boron compound, water, and a structure-directing agent), For example, all of these may be mixed collectively and may be mixed sequentially. . In particular, it is preferable to mix the raw material that is a liquid and then the raw material that is a solid after mixing the liquid raw material in advance because it is easy to uniformly stir.
工程(2)は、工程(1)により得られた混合物を熱処理して懸濁液を得る工程である。この工程において、ケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤の混合物は、熱処理によって水熱合成反応に付され、その結果、懸濁液となる。本発明においては、この工程での熱処理を「第1段階の水熱合成反応」と称することもある。 Step (2) is a step of obtaining a suspension by heat-treating the mixture obtained in step (1). In this step, the mixture of silicon compound, boron compound, water and structure directing agent is subjected to a hydrothermal synthesis reaction by heat treatment, resulting in a suspension. In the present invention, the heat treatment in this step is sometimes referred to as “first-stage hydrothermal synthesis reaction”.
水熱合成とは、高温の水とくに高温高圧の水の存在の下に行われる物質の合成および結晶成長法をいい(「岩波 理化学辞典」、第4版、株式会社岩波書店、1987年、p.647参照)をいい、具体的には、前記各原材料を混合し、オートクレーブ中、自圧下に100〜200℃程度の温度で加熱して、数時間〜数日間、攪拌することにより行われる。水熱合成反応における条件は、特に制限されるものではなく、通常の反応条件を採用することができる。 Hydrothermal synthesis refers to the synthesis and crystal growth method of substances carried out in the presence of high-temperature water, especially high-temperature and high-pressure water ("Iwanami Physical and Chemical Dictionary", 4th edition, Iwanami Shoten, 1987, p. Specifically, the raw materials are mixed, heated in an autoclave at a temperature of about 100 to 200 ° C. under a self-pressure, and stirred for several hours to several days. Conditions in the hydrothermal synthesis reaction are not particularly limited, and normal reaction conditions can be employed.
工程(3)は、工程(2)により得られた懸濁液とチタン化合物とを混合する工程である。
前記チタン化合物としては、例えば、テトラ−n−ブチルオルソチタネートのようなテトラアルキルオルソチタネート、ペルオキシチタン酸テトラ−n−ブチルアンモニウムのようなペルオキシチタン酸塩、ハロゲン化チタン等が挙げられる。
Step (3) is a step of mixing the suspension obtained in step (2) and the titanium compound.
Examples of the titanium compound include tetraalkyl orthotitanates such as tetra-n-butyl orthotitanate, peroxy titanates such as tetra-n-butyl ammonium peroxytitanate, and titanium halides.
前記チタン化合物の使用量は、該チタン化合物中のチタン基準で、ケイ素化合物中のケイ素1モルに対して、通常0.01〜0.10モル、好ましくは0.05〜0.10モルであるのが、触媒性能の点でよい。 The amount of the titanium compound used is usually 0.01 to 0.10 mol, preferably 0.05 to 0.10 mol, based on titanium in the titanium compound, with respect to 1 mol of silicon in the silicon compound. This is good in terms of catalyst performance.
前記懸濁液とチタン化合物との混合は、少なくとも水熱合成反応時の反応温度よりも低い温度で行なわれる。好ましくは100℃以下、より好ましくは50℃以下の温度で混合するのがよい。具体的には、通常、工程(2)で得られた懸濁液の温度を室温程度まで下げた後に、チタン化合物を加える。例えば、工程(2)の水熱合成反応に引き続き、該反応温度と同温度になっている懸濁液にチタン化合物を混合した場合など、懸濁液とチタン化合物との混合時の温度が高すぎると、不活性な酸化チタン粒子の生成量が増加するおそれがある。 Mixing of the suspension and the titanium compound is performed at a temperature lower than at least the reaction temperature during the hydrothermal synthesis reaction. The mixing is preferably performed at a temperature of 100 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower. Specifically, the titanium compound is usually added after the temperature of the suspension obtained in step (2) is lowered to about room temperature. For example, following the hydrothermal synthesis reaction in step (2), when the titanium compound is mixed with the suspension at the same temperature as the reaction temperature, the temperature at the time of mixing the suspension and the titanium compound is high. If the amount is too large, the amount of inactive titanium oxide particles produced may increase.
前記懸濁液とチタン化合物とを混合するに際しては、これらとともに、その他の成分(例えば、工程(1)で混合したケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤のうちのいずれか1種以上)をも加えることもできる。その場合、その他の成分は、チタン化合物とあらかじめ混合し、均一な溶液にしておくことが好ましい。懸濁液とチタン化合物(もしくはチタン化合物とその他の成分との混合物)との混合方法には、特に制限はなく、例えば、両者を一括して混合してもよいし、いずれか一方に他の一方を滴下するか、両者を同時滴下するなどして混合してもよい。 When mixing the suspension and the titanium compound, together with these, other components (for example, any one or more of the silicon compound, boron compound, water, and structure directing agent mixed in step (1)). Can also be added. In that case, the other components are preferably mixed with the titanium compound in advance to form a uniform solution. There is no particular limitation on the method of mixing the suspension and the titanium compound (or a mixture of the titanium compound and other components). For example, both of them may be mixed at one time, You may mix by dripping one side or dropping both simultaneously.
工程(3)の開始時機(すなわち、工程(2)における第1の水熱合成反応を終える時機)は、特に制限されないが、例えば、第1段階の水熱合成反応開始から1日後以降10日後以内、好ましくは3日後以降7日後以内とするのが、生産性の点ではよい。 The start time of the step (3) (that is, the time to finish the first hydrothermal synthesis reaction in the step (2)) is not particularly limited, but for example, 10 days after the first day from the start of the first stage hydrothermal synthesis reaction. Within the range of 3 days and preferably 7 days or less is preferable in terms of productivity.
工程(4)は、工程(3)により得られた混合物を熱処理した後、生じた結晶を分離する工程である。この工程においては、まず、工程(3)で得られた混合物(すなわち、前記懸濁液とチタン化合物との混合物)を熱処理して水熱合成反応に付し、その結果、生じた結晶を分離する。本発明においては、この工程での熱処理を「第2段階の水熱合成反応」と称することもある。
第2段階の水熱合成反応の条件等は、特に制限されるものではなく、第1段階の水熱合成反応の条件として前述した条件等と同様でよい。但し、第1段階および第2段階の水熱合成の反応時間の合計は、生産性を考慮すると、10日間以内とするのが好ましい。
Step (4) is a step of separating the resulting crystals after heat-treating the mixture obtained in step (3). In this step, first, the mixture obtained in step (3) (that is, the mixture of the suspension and the titanium compound) is heat-treated and subjected to a hydrothermal synthesis reaction, and the resulting crystals are separated. To do. In the present invention, the heat treatment in this step is sometimes referred to as “second-stage hydrothermal synthesis reaction”.
The conditions for the second-stage hydrothermal synthesis reaction are not particularly limited, and may be the same as those described above as the conditions for the first-stage hydrothermal synthesis reaction. However, the total reaction time of the hydrothermal synthesis in the first stage and the second stage is preferably within 10 days in consideration of productivity.
前記第2段階の水熱合成反応により生じる結晶は、層状チタノシリケートである。この層状チタノシリケートの層構造は、具体的には、X線回折パターンにおける001面ないし002面のピークの存在により、確認することができる(例えば、前記非特許文献1のほか、第33回石油・石油化学討論会講演要旨;触媒、2001年、第43巻、p158−160;ケミカル・コミュニケーションズ(Chemical Communications)(英国)、2002年、p1026−1027;触媒、2002年、第44巻、p468−470;等参照)。そして、この層状チタノシリケートの層構造は、焼成により、結晶シートの層間脱水縮合が生じて三次元結晶構造が形成されることで、MWW構造に変換される。この構造変換は、具体的には、X線回折パターンにおいて、前記001面ないし002面のピークが消失することにより確認することができる(前記各文献参照)。 Crystals generated by the second-stage hydrothermal synthesis reaction are layered titanosilicates. Specifically, the layer structure of the layered titanosilicate can be confirmed by the presence of a peak on the 001 plane to the 002 plane in the X-ray diffraction pattern (for example, the 33rd in addition to Non-Patent Document 1). Summary of Petroleum and Petrochemical Discussion Meeting; Catalyst, 2001, 43, p158-160; Chemical Communications (UK), 2002, p1026-1027; Catalyst, 2002, 44, p468 -470; etc.). Then, the layer structure of the layered titanosilicate is converted into an MWW structure by firing the interlayer dehydration condensation of the crystal sheet to form a three-dimensional crystal structure. Specifically, this structural conversion can be confirmed by the disappearance of the 001 to 002 plane peaks in the X-ray diffraction pattern (see the above-mentioned documents).
結晶(層状チタノシリケート)を分離するには、例えば、第2段階の水熱合成反応で得られた反応液を濾過し、必要に応じて、得られた濾残を洗浄すればよい。このとき、濾過および洗浄の条件や方法は、特に制限されるものではなく、通常の条件や方法に従い行うことができる。例えば、洗浄は、濾残を水により洗液のpHが4〜10の範囲になる程度まで洗浄すればよい。さらに、濾残として分離した結晶には、必要に応じて、乾燥を施すことができる。乾燥の条件や方法も、特に制限されるものではなく、通常の条件や方法に従い行うことができ、例えば、50〜150℃で1〜24時間程度乾燥すればよい。また、乾燥をスプレードライヤーを用いて行うと、乾燥と同時に、粒径1〜1000μm程度の粒子に成形することができる点で有利である。 In order to separate the crystals (layered titanosilicate), for example, the reaction solution obtained by the second-stage hydrothermal synthesis reaction may be filtered, and the obtained filter residue may be washed as necessary. At this time, the conditions and method of filtration and washing are not particularly limited, and can be performed according to ordinary conditions and methods. For example, the washing may be performed by washing the filter residue with water until the pH of the washing solution is in the range of 4 to 10. Furthermore, the crystals separated as a filter residue can be dried as necessary. The drying conditions and method are not particularly limited, and can be performed according to ordinary conditions and methods. For example, the drying may be performed at 50 to 150 ° C. for about 1 to 24 hours. Further, when drying is performed using a spray dryer, it is advantageous in that it can be formed into particles having a particle diameter of about 1 to 1000 μm simultaneously with drying.
工程(5)は、工程(4)により得られた結晶(層状チタノシリケート)を焼成する工程である。焼成条件は、特に制限されるものではなく、例えば、200〜700℃程度の温度で1〜24時間程度加熱すればよい。 Step (5) is a step of firing the crystal (layered titanosilicate) obtained in step (4). The firing conditions are not particularly limited, and may be heated at a temperature of about 200 to 700 ° C. for about 1 to 24 hours, for example.
なお、工程(4)により得られた結晶(層状チタノシリケート)には、焼成に供する前に、必要に応じて、酸処理を施してもよい。酸処理を行うことにより、チタノシリケート骨格に導入されたホウ素および骨格外のチタンを除去することができ、得られたチタノシリケートの触媒活性を向上させることができる。 In addition, you may give an acid treatment to the crystal | crystallization (layered titanosilicate) obtained by the process (4) as needed, before using for baking. By performing acid treatment, boron introduced into the titanosilicate skeleton and titanium outside the skeleton can be removed, and the catalytic activity of the obtained titanosilicate can be improved.
酸処理に用いることができる酸としては、例えば、硝酸、硫酸、炭酸、リン酸のような無機酸、ギ酸、酢酸のような有機酸が挙げられる。これらの中でも特に、硝酸、硫酸が好ましい。酸の使用量は、特に制限されるものではなく、チタノシリケート骨格に導入されたホウ素および骨格外のチタンを充分に除去できる範囲で適宜設定すればよい。酸処理の処理温度や処理時間は、特に制限されるものではなく、適宜設定すればよい。なお、酸処理を施した場合には、その処理後、工程(4)と同様の分離、洗浄および乾燥等を行うことができる。 Examples of the acid that can be used for the acid treatment include inorganic acids such as nitric acid, sulfuric acid, carbonic acid, and phosphoric acid, and organic acids such as formic acid and acetic acid. Of these, nitric acid and sulfuric acid are particularly preferable. The amount of acid used is not particularly limited, and may be set as appropriate as long as boron introduced into the titanosilicate skeleton and titanium outside the skeleton can be sufficiently removed. The treatment temperature and treatment time for the acid treatment are not particularly limited and may be set as appropriate. In addition, when the acid treatment is performed, separation, washing, drying, and the like similar to the step (4) can be performed after the treatment.
本発明の製造方法で得られるチタノシリケートは、MWW構造を有する結晶性チタノシリケートであり(以下、MWW構造を有する結晶性チタノシリケートを「Ti−MWW」と称することがある)、ここで、MWWとは、国際ゼオライト学会〔International Zeolite Association(IZA)〕が定めるゼオライトの構造コードの1つである。なお、MWW構造を有する化合物の具体例としては、MCM−22、SSZ−25、ITQ−1、ERB−1、PSH−3等が挙げられる。 The titanosilicate obtained by the production method of the present invention is a crystalline titanosilicate having an MWW structure (hereinafter, the crystalline titanosilicate having an MWW structure may be referred to as “Ti-MWW”). MWW is one of the structure codes of zeolite defined by the International Zeolite Association (IZA). Specific examples of the compound having an MWW structure include MCM-22, SSZ-25, ITQ-1, ERB-1, and PSH-3.
ここで言う、チタノシリケートとは、骨格を構成する元素として、チタン、ケイ素及び酸素を含むものであり、実質的にチタン、ケイ素及び酸素のみから骨格が構成されるものであってもよいし、骨格を構成する元素としてさらにホウ素、アルミニウム、ガリウム、鉄、クロム等、チタン、ケイ素及び酸素以外の元素を含むものであってもよい。 As used herein, titanosilicate includes titanium, silicon, and oxygen as elements constituting the skeleton, and the skeleton may be substantially composed of only titanium, silicon, and oxygen. In addition, elements other than titanium, silicon, and oxygen, such as boron, aluminum, gallium, iron, and chromium, may be included as elements constituting the skeleton.
本発明の製造方法で得られるTi−MWWにおける、ケイ素に対するチタンの原子比(Ti/Si)は、通常0.005〜0.1、好ましくは0.01以上である。なお、このチタノシリケートがチタン、ケイ素及び酸素以外の元素を含む場合、ケイ素に対する含有元素の原子比は、通常0.05以下、好ましくは0.02以下である。また、酸素は、酸素以外の各元素の原子比及び酸化数に対応して存在しうる。かかるチタノシリケートの典型的な組成は、ケイ素を基準(=1)として、次式で示すことができる。 In the Ti-MWW obtained by the production method of the present invention, the atomic ratio of titanium to silicon (Ti / Si) is usually 0.005 to 0.1, preferably 0.01 or more. In addition, when this titanosilicate contains elements other than titanium, silicon, and oxygen, the atomic ratio of the contained element with respect to silicon is 0.05 or less normally, Preferably it is 0.02 or less. Moreover, oxygen can exist corresponding to the atomic ratio and oxidation number of each element other than oxygen. A typical composition of such titanosilicate can be represented by the following formula with silicon as the reference (= 1).
SiO2・xTiO2・yMOn/2
(式中、Mはケイ素、チタン及び酸素以外の少なくとも1種の元素を表し、nは該元素の酸化数であり、xは0.005〜0.1であり、yは0〜0.05である。)
SiO 2 xTiO 2 yMO n / 2
(In the formula, M represents at least one element other than silicon, titanium, and oxygen, n is an oxidation number of the element, x is 0.005 to 0.1, and y is 0 to 0.05. .)
本発明の製造方法で得られるTi−MWWに含まれるチタンがチタノシリケートに占める含有比率(Ti含有率)は、通常0.4%以上、好ましくは1%以上である。 The content ratio (Ti content) of titanium contained in Ti-MWW obtained by the production method of the present invention in titanosilicate is usually 0.4% or more, preferably 1% or more.
かくしてMWW構造を有するチタノシリケートを得ることができる。そして、このチタノシリケートの存在下に、ケトンを過酸化物及びアンモニアによりアンモキシム化反応させることにより、長時間にわたり触媒寿命を維持しつつ、高い転化率でケトンをアンモキシム化反応させて良好な選択率でオキシムを製造することができる。なお、かかるチタノシリケートは、該反応以外のエポキシ化やオキシム化等の酸化反応における触媒としても長期間にわたり高い活性を発揮することが期待されるものである。 Thus, a titanosilicate having an MWW structure can be obtained. In the presence of this titanosilicate, the ammoximation reaction of the ketone with peroxide and ammonia allows the ketone to be ammoximeated at a high conversion rate while maintaining the catalyst life for a long time. Oxime can be produced at a rate. Such titanosilicate is expected to exhibit high activity over a long period of time as a catalyst in oxidation reactions such as epoxidation and oxime other than the above reaction.
触媒として用いるTi−MWWは、バインダーを用いて又は用いずに、粒状やペレット状等に成形して使用してもよいし、担体に担持して使用してもよい。
触媒として用いるTi−MWWは、反応混合物の液相に懸濁させて固相として存在させるのがよく、その割合は、液相に対して通常0.1〜10重量%程度とするのがよい。また、Ti−MWWの触媒活性の低下を抑制すること等を目的として、シリカゲル、ケイ酸、結晶性シリカ等のチタノシリケート以外のケイ素化合物を共存させてもよい。
Ti-MWW used as a catalyst may be used in the form of particles or pellets with or without a binder, or may be used by being supported on a carrier.
Ti-MWW used as a catalyst is preferably suspended in the liquid phase of the reaction mixture and present as a solid phase, and the ratio is usually about 0.1 to 10% by weight with respect to the liquid phase. . In addition, for the purpose of suppressing a decrease in the catalytic activity of Ti-MWW, silicon compounds other than titanosilicates such as silica gel, silicic acid, and crystalline silica may coexist.
前記ケトンは、脂肪族ケトンであってもよいし、脂環式ケトンであってもよいし、芳香族ケトンであってもよく、必要に応じてそれらの2種以上を用いてもよい。また、前記ケトンは、例えば、アルカンの酸化により得られたものであってもよいし、2級アルコールの酸化(脱水素)により得られたものであってもよいし、アルケンの水和及び酸化(脱水素)により得られたものであってもよい。 The ketone may be an aliphatic ketone, an alicyclic ketone, or an aromatic ketone, and two or more of them may be used as necessary. The ketone may be obtained by, for example, oxidation of alkane, may be obtained by oxidation (dehydrogenation) of secondary alcohol, or hydration and oxidation of alkene. It may be obtained by (dehydrogenation).
前記ケトンの具体例としては、アセトン、エチルメチルケトン、イソブチルメチルケトンのようなジアルキルケトン;メシチルオキシドのようなアルキルアルケニルケトン;アセトフェノンのようなアルキルアリールケトン;ベンゾフェノンのようなジアリールケトン;シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロオクタノン、シクロドデカノンのようなシクロアルカノン;シクロペンテノン、シクロヘキセノンのようなシクロアルケノン等が挙げられる。これら中でも、シクロアルカノンが好ましい。 Specific examples of the ketone include dialkyl ketones such as acetone, ethyl methyl ketone, and isobutyl methyl ketone; alkyl alkenyl ketones such as mesityl oxide; alkyl aryl ketones such as acetophenone; diaryl ketones such as benzophenone; Examples include cycloalkanones such as nonone, cyclohexanone, cyclooctanone and cyclododecanone; cycloalkenones such as cyclopentenone and cyclohexenone. Among these, cycloalkanone is preferable.
前記過酸化物の具体例としては、過酸化水素のほか、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドのような有機過酸化物が挙げられる。これらの中でも、過酸化水素が反応性の点で好ましい。
過酸化水素は、通常、いわゆるアントラキノン法により製造され、一般に濃度10〜70重量%の水溶液として市販されているので、この過酸化水素水溶液を用いることができる。また、過酸化水素は、金属パラジウムを担持した固体触媒の存在下に有機溶媒中で水素と酸素を反応させることにより製造することもでき、この方法による過酸化水素を使用する場合には、反応混合物から触媒を分離して得られる過酸化水素の有機溶媒溶液を使用することができる。
Specific examples of the peroxide include hydrogen peroxide, and organic peroxides such as t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, and cumene hydroperoxide. Among these, hydrogen peroxide is preferable in terms of reactivity.
Hydrogen peroxide is usually produced by the so-called anthraquinone method, and is generally marketed as an aqueous solution having a concentration of 10 to 70% by weight. Therefore, this aqueous hydrogen peroxide solution can be used. Hydrogen peroxide can also be produced by reacting hydrogen and oxygen in an organic solvent in the presence of a solid catalyst supporting metal palladium. An organic solvent solution of hydrogen peroxide obtained by separating the catalyst from the mixture can be used.
前記過酸化物の使用量は、ケトン1モルに対して、通常0.5〜3モル、好ましくは0.5〜1.5モルとするのがよい。なお、前記過酸化物には、例えば、リン酸ナトリウムのようなリン酸塩、ピロリン酸ナトリウムやトリポリリン酸ナトリウムのようなポリリン酸塩、ピロリン酸、アスコルビン酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ニトロトリ酢酸、アミノトリ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸等が添加されていてもよい。 The amount of the peroxide used is usually 0.5 to 3 moles, preferably 0.5 to 1.5 moles per mole of ketone. Examples of the peroxide include phosphates such as sodium phosphate, polyphosphates such as sodium pyrophosphate and sodium tripolyphosphate, pyrophosphate, ascorbic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, nitrotriacetic acid, aminotriacetic acid. Diethylenetriaminepentaacetic acid or the like may be added.
前記アンモニアは、ガス状のものを用いてもよいし、液状のものを用いてもよく、また、水や有機溶媒の溶液として用いてもよい。 The ammonia may be a gaseous one, a liquid one, or a solution of water or an organic solvent.
前記アンモニアの使用量は、反応混合物の液相におけるアンモニア濃度が1重量%以上となるように調整するのがよい。このように、反応混合物の液相中のアンモニア濃度を1重量%以上とすることにより、原料のケトンの転化率と目的物のオキシムの選択率を高めることができ、ひいては目的物のオキシムの収率を高めることができる。反応混合物の液相におけるアンモニア濃度は、好ましくは1.5重量%以上となるようにするのがよく、一方、その上限は、通常10重量%以下、好ましくは5重量%以下となるようにするのがよい。なお、アンモニア使用量の目安は、ケトン1モルに対して、通常1モル以上、好ましくは1.5モル以上である。 The amount of ammonia used is preferably adjusted so that the ammonia concentration in the liquid phase of the reaction mixture is 1% by weight or more. Thus, by setting the ammonia concentration in the liquid phase of the reaction mixture to 1% by weight or more, it is possible to increase the conversion rate of the raw material ketone and the selectivity of the target oxime, and thus the yield of the target oxime. The rate can be increased. The ammonia concentration in the liquid phase of the reaction mixture is preferably 1.5% by weight or more, while the upper limit is usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less. It is good. In addition, the standard of the usage-amount of ammonia is 1 mol or more normally with respect to 1 mol of ketone, Preferably it is 1.5 mol or more.
前記アンモキシム化反応は、溶媒中で行うこともできる。このときの反応溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエンのような芳香族化合物、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、s−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、t−アミルアルコールのようなアルコール、水等が挙げられる。これらの中でも、アルコールや水が好ましく、特に、アルコールと水の混合溶媒が反応性の点でより好ましい。 The ammoximation reaction can also be performed in a solvent. Examples of the reaction solvent at this time include aromatic compounds such as benzene and toluene, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, t-butyl alcohol, t -Alcohols such as amyl alcohol, water and the like. Among these, alcohol and water are preferable, and a mixed solvent of alcohol and water is more preferable in terms of reactivity.
前記アンモキシム化反応は、回分式で行ってもよいし、連続式で行ってもよい。特に、反応系内に、ケトン、過酸化物及びアンモニアを供給しながら、反応系内から反応混合物を抜き出すことにより連続式で行うことが、生産性および操作性の点からは、望ましい。 The ammoximation reaction may be performed batchwise or continuously. In particular, it is desirable from the viewpoint of productivity and operability that the reaction system is continuously extracted by supplying a reaction mixture from the reaction system while supplying ketone, peroxide and ammonia into the reaction system.
回分式反応は、例えば、反応器にケトン、アンモニア、触媒及び溶媒を入れ、攪拌下、この中に過酸化物を供給することにより行ってもよいし、反応器にケトン、触媒及び溶媒を入れ、攪拌下、この中に過酸化物及びアンモニアを供給することにより行ってもよいし、反応器に触媒及び溶媒を入れ、攪拌下、この中にケトン、過酸化物及びアンモニアを供給することにより行ってもよい。 The batch reaction may be performed, for example, by adding a ketone, ammonia, a catalyst, and a solvent to a reactor, and supplying a peroxide to the reactor with stirring, or by adding a ketone, a catalyst, and a solvent to the reactor. It may be carried out by supplying peroxide and ammonia into this under stirring, or by adding a catalyst and solvent into the reactor and supplying ketone, peroxide and ammonia into this under stirring. You may go.
連続式反応は、例えば、反応器内に触媒が懸濁した反応混合物を存在させるようにして、この中にケトン、過酸化物、アンモニア及び溶媒を供給しながら、反応器からフィルター等を介して反応混合物の液相を抜き出すことにより、好適に行うことができる。
なお、回分式、連続式のいずれの場合も、反応器には、過酸化物の分解を防ぐ観点から、グラスライニングされたものやステンレススチール製のものが好ましく用いられる。
In the continuous reaction, for example, a reaction mixture in which a catalyst is suspended is present in the reactor, and a ketone, peroxide, ammonia and a solvent are supplied to the reaction mixture through a filter or the like from the reactor. It can be suitably carried out by extracting the liquid phase of the reaction mixture.
In either case of batch type or continuous type, the reactor is preferably glass-lined or stainless steel from the viewpoint of preventing decomposition of peroxide.
前記アンモキシム化反応の反応温度は、通常50〜120℃、好ましくは70〜100℃とするのがよい。また、反応圧力は常圧でもよいが、反応混合物の液相にアンモニアを溶解させ易くするためには、通常、絶対圧で0.2〜1MPa、好ましくは0.2〜0.5MPaの加圧下に反応を行うのが好ましい。加圧下で行なう場合、窒素やヘリウム等の不活性ガスを用いて、圧力を調整してもよい。 The reaction temperature of the ammoximation reaction is usually 50 to 120 ° C, preferably 70 to 100 ° C. The reaction pressure may be normal pressure, but in order to easily dissolve ammonia in the liquid phase of the reaction mixture, the absolute pressure is usually 0.2 to 1 MPa, preferably 0.2 to 0.5 MPa. It is preferable to carry out the reaction. When performed under pressure, the pressure may be adjusted using an inert gas such as nitrogen or helium.
前記アンモキシム化反応で得られた反応混合物からオキシムを回収する際の後処理操作については、特に制限はなく、通常の方法に従って適宜行えばよい。例えば、反応混合物から触媒を濾過やデカンテーション等により分離した後、液相を蒸留に付すことにより、オキシムを分離、回収することができる。 The post-treatment operation for recovering the oxime from the reaction mixture obtained by the ammoximation reaction is not particularly limited and may be appropriately performed according to a normal method. For example, after separating the catalyst from the reaction mixture by filtration or decantation, the oxime can be separated and recovered by subjecting the liquid phase to distillation.
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例により限定されるものではない。
ここで、各実施例および比較例で得られたチタノシリケート(Ti−MWW)のTi含有率(Ti−MWW中に占めるチタン総量の含有比率)はICP分析により測定した。また、オキシムの製造における液相の分析はガスクロマトグラフィーにより行った。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by this Example.
Here, the Ti content (content ratio of the total amount of titanium in Ti-MWW) of the titanosilicate (Ti-MWW) obtained in each Example and Comparative Example was measured by ICP analysis. In addition, analysis of the liquid phase in the production of oxime was performed by gas chromatography.
なお、オキシムの製造におけるTi−MWWの触媒寿命は、オートクレーブ内の酸素濃度を目安に判断した。つまり、過酸化物として過酸化水素を使用した場合、触媒活性が低下してくると、過酸化水素の熱分解に伴う酸素生成量が増大し、系内の酸素濃度が急激に上昇するので、酸素濃度が急激に上昇する時点までの反応時間が長いほど、触媒寿命が長いと言える。 The catalyst life of Ti-MWW in oxime production was judged based on the oxygen concentration in the autoclave. In other words, when hydrogen peroxide is used as a peroxide, if the catalytic activity decreases, the amount of oxygen generated due to thermal decomposition of hydrogen peroxide increases, and the oxygen concentration in the system increases rapidly. It can be said that the longer the reaction time until the oxygen concentration rapidly increases, the longer the catalyst life.
<ICP分析>
試料を白金皿に秤り取り、フッ化水素酸および硝酸を加え、加温して蒸発乾固させた後、炭酸ナトリウムおよびホウ酸を加えてバーナーで融解させ、得られた融解物に希塩酸を加えて加温し、定容として供試液を得た。この供試液中のTiをICP発光分析装置(セイコー電子工業製「SPS4000」)にてICP分析し、試料中のTi含有率を求めた。
<ICP analysis>
Weigh the sample in a platinum dish, add hydrofluoric acid and nitric acid, heat and evaporate to dryness, add sodium carbonate and boric acid, melt with a burner, and add diluted hydrochloric acid to the resulting melt. In addition, the mixture was heated to obtain a test solution as a constant volume. The Ti in this test solution was subjected to ICP analysis with an ICP emission analyzer (“SPS4000” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.), and the Ti content in the sample was determined.
(参考例−種晶の調製)
ビーカーに、純水445.87g、ピペリジン77.53g、テトラ−n−ブチルオルソチタネート11.07gを入れ、空気雰囲気下、室温で均一になるまで攪拌した後、ホウ酸53.93gを加えて均一になるまで攪拌した。得られた水溶液にヒュームドシリカ(CABOT社製「CAB−O−SIL M−7D」)39.20gを加えて室温で1時間攪拌した後、混合液をオートクレーブに移してオートクレーブを密閉した。この混合液を、攪拌しながら、オートクレーブをヒータで加熱することにより、5時間かけて室温から170℃まで昇温した後、同温度で7.5日間加熱して水熱合成を行った。得られた懸濁液を濾過し、濾残を洗液のpHが10以下になるまで洗浄した後、110℃で16時間乾燥し、白色粉末44.40gを得た。この白色粉末30gを2M硝酸900g中で16時間加熱還流した後、濾過し、濾残を洗液のpHが4以上になるまで洗浄した。得られた白色粉末を乾燥後、530℃で10時間焼成して、Ti含有率は2.1%のTi−MWWを得た。
(Reference Example-Preparation of seed crystal)
In a beaker, 445.87 g of pure water, 77.53 g of piperidine, and 11.07 g of tetra-n-butyl orthotitanate were added and stirred in an air atmosphere until it was uniform at room temperature, and then 53.93 g of boric acid was added to be uniform. Stir until. After adding 39.20 g of fumed silica (“CAB-O-SIL M-7D” manufactured by CABOT) to the obtained aqueous solution and stirring at room temperature for 1 hour, the mixture was transferred to an autoclave and the autoclave was sealed. While heating the autoclave with a heater while stirring this mixed liquid, the temperature was raised from room temperature to 170 ° C. over 5 hours, and then heated at the same temperature for 7.5 days for hydrothermal synthesis. The obtained suspension was filtered, and the residue was washed until the pH of the washing solution became 10 or less, and then dried at 110 ° C. for 16 hours to obtain 44.40 g of a white powder. 30 g of this white powder was heated to reflux in 900 g of 2M nitric acid for 16 hours and then filtered, and the residue was washed until the pH of the washing solution reached 4 or higher. The obtained white powder was dried and then calcined at 530 ° C. for 10 hours to obtain Ti-MWW having a Ti content of 2.1%.
(実施例1)
[チタノシリケートの製造]
ビーカーに、純水343g、ピペリジン78g、及びホウ酸54gを入れ、空気雰囲気下、室温で均一になるまで攪拌した。得られた水溶液に、ヒュームドシリカ(CABOT社製「CAB−O−SIL M−7D」)39gを加えて1時間攪拌した後、種晶として参考例で得たTi−MWWを0.4g加えた。得られた混合液をオートクレーブに移してオートクレーブを密閉し、攪拌しながらこの混合液を170℃まで昇温した後に同温度で5日間加熱して第1段階の水熱合成反応を行った。
Example 1
[Manufacture of titanosilicate]
A beaker was charged with 343 g of pure water, 78 g of piperidine, and 54 g of boric acid, and the mixture was stirred in an air atmosphere at room temperature until uniform. After adding 39 g of fumed silica (“CAB-O-SIL M-7D” manufactured by CABOT) to the obtained aqueous solution and stirring for 1 hour, 0.4 g of Ti-MWW obtained in the reference example was added as a seed crystal. It was. The obtained mixed liquid was transferred to an autoclave, the autoclave was sealed, and this mixed liquid was heated to 170 ° C. with stirring, and then heated at the same temperature for 5 days to carry out a first-stage hydrothermal synthesis reaction.
次に、一旦加熱を中断してオートクレーブを室温まで冷却した後、オートクレーブ内の反応液に、あらかじめテトラ−n−ブチルオルソチタネート9g、ピペリジン19g及び純水114gを混合して均一になるまで室温で1時間攪拌した溶液を加えた。次いで、再度オートクレーブを密閉し、第1段階の水熱合成反応と同様に170℃まで昇温した後に同温度で2日間加熱して第2段階の水熱合成反応を行った。 Next, after heating is temporarily interrupted and the autoclave is cooled to room temperature, 9 g of tetra-n-butyl orthotitanate, 19 g of piperidine and 114 g of pure water are mixed in advance with the reaction solution in the autoclave at room temperature until uniform. The solution stirred for 1 hour was added. Next, the autoclave was sealed again, and the temperature was raised to 170 ° C. as in the first stage hydrothermal synthesis reaction, followed by heating at the same temperature for 2 days to perform the second stage hydrothermal synthesis reaction.
得られた懸濁液を濾過し、濾残を洗液のpHが10以下になるまで洗浄した後、110℃で16時間乾燥し、白色粉末46gを得た。この白色粉末30gを2M硝酸900g中で8時間加熱還流した後、濾過し、濾残を洗液のpHが4以上になるまで洗浄した。得られた白色粉末を110℃で乾燥後、530℃で10時間焼成して、Ti含有率が1.2%のTi−MWW(1)を得た。 The obtained suspension was filtered, and the residue was washed until the pH of the wash became 10 or less, and then dried at 110 ° C. for 16 hours to obtain 46 g of a white powder. 30 g of this white powder was heated and refluxed in 900 g of 2M nitric acid for 8 hours and then filtered, and the residue was washed until the pH of the washing solution became 4 or higher. The obtained white powder was dried at 110 ° C. and then calcined at 530 ° C. for 10 hours to obtain Ti-MWW (1) having a Ti content of 1.2%.
[オキシムの製造]
容量1Lのオートクレーブを反応器として用い、この中に、シクロヘキサノンを19.63g/時間、含水t−ブチルアルコール(水12重量%)を34g/時間、及び50重量%過酸化水素水を15.64g/時間の速度で供給し、かつアンモニアを、反応混合物の液相中に2重量%の濃度で存在するように供給しながら、反応器からフィルターを介して反応混合物の液相を抜き出すことにより、温度95℃、圧力0.35MPa(絶対圧)、滞留時間6時間の条件で連続式反応を行った。この間、反応器内の反応混合物中には、液相に対し0.2重量%の割合で上記Ti−MWW(1)を存在させた。
[Oxime production]
A 1 liter autoclave was used as a reactor, in which cyclohexanone was 19.63 g / hour, hydrous t-butyl alcohol (water 12 wt%) was 34 g / hour, and 50 wt% hydrogen peroxide was 15.64 g. By pulling out the liquid phase of the reaction mixture from the reactor through a filter while feeding at a rate of / hour and supplying ammonia to be present at a concentration of 2% by weight in the liquid phase of the reaction mixture, The continuous reaction was performed under the conditions of a temperature of 95 ° C., a pressure of 0.35 MPa (absolute pressure), and a residence time of 6 hours. During this period, the Ti-MWW (1) was present in the reaction mixture in the reactor at a ratio of 0.2 wt% with respect to the liquid phase.
反応開始から5.5時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.3%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.5%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は98.9%であった。また、反応開始から129時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.9%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.5%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は99.4%であった。さらに、反応を継続したところ、反応開始から148時間後にオートクレーブ内の酸素濃度が急激に上昇したため、この時点で反応を終了した。 As a result of analyzing the liquid phase extracted 5.5 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.3%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.5%, and the yield of cyclohexanone oxime was 98.9%. Met. As a result of analyzing the liquid phase extracted after 129 hours from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.9%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.5%, and the yield of cyclohexanone oxime was 99.4%. Met. Further, when the reaction was continued, the oxygen concentration in the autoclave increased rapidly after 148 hours from the start of the reaction, so the reaction was terminated at this point.
(実施例2)
[チタノシリケートの製造]
テトラ−n−ブチルオルソチタネートの使用量を11gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、Ti含有率が1.8%のTi−MWW(2)を得た。
(Example 2)
[Manufacture of titanosilicate]
Ti-MWW (2) having a Ti content of 1.8% was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetra-n-butyl orthotitanate was changed to 11 g.
[オキシムの製造]
Ti−MWW(1)に変えて上記のTi−MWW(2)を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で連続式反応を行った。
反応開始から5.5時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.6%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.7%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は99.3%であった。また、反応開始から68時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.9%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.7%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は99.6%であった。さらに、反応を継続したところ、反応開始から136時間後にオートクレーブ内の酸素濃度が急激に上昇したため、反応を終了した。
[Oxime production]
A continuous reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the above Ti-MWW (2) was used instead of Ti-MWW (1).
As a result of analyzing the liquid phase extracted 5.5 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.6%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.7%, and the yield of cyclohexanone oxime was 99.3%. Met. As a result of analyzing the liquid phase extracted 68 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.9%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.7%, and the yield of cyclohexanone oxime was 99.6%. Met. Furthermore, when the reaction was continued, the reaction was terminated because the oxygen concentration in the autoclave rapidly increased 136 hours after the start of the reaction.
(実施例3)
[チタノシリケートの製造]
テトラ−n−ブチルオルソチタネートの使用量を13gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、Ti含有率が2.6%のTi−MWW(3)を得た。
(Example 3)
[Manufacture of titanosilicate]
Ti-MWW (3) having a Ti content of 2.6% was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetra-n-butyl orthotitanate was changed to 13 g.
[オキシムの製造]
Ti−MWW(1)に変えて上記のTi−MWW(3)を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で連続式反応を行った。
反応開始から5.5時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.5%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.7%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は99.2%であった。また、反応開始から142時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.9%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.6%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は99.5%であった。さらに、反応を継続したところ、反応開始から154時間後にオートクレーブ内の酸素濃度が急激に上昇したため、反応を終了した。
[Oxime production]
A continuous reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the above Ti-MWW (3) was used instead of Ti-MWW (1).
As a result of analyzing the liquid phase extracted 5.5 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.5%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.7%, and the yield of cyclohexanone oxime was 99.2%. Met. As a result of analyzing the liquid phase extracted after 142 hours from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.9%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.6%, and the yield of cyclohexanone oxime was 99.5%. Met. Further, when the reaction was continued, the reaction was terminated because the oxygen concentration in the autoclave rapidly increased 154 hours after the start of the reaction.
(比較例1)
[チタノシリケートの製造]
ビーカーに、純水446g、ピペリジン77g、及びテトラ−n−ブチルオルソチタネート9gを入れ、空気雰囲気下、室温で均一になるまで攪拌した後、ホウ酸54gを加えて室温で均一になるまで攪拌した。得られた水溶液に、ヒュームドシリカ(CABOT社製「CAB−O−SIL M−7D」)40gを加えて1時間攪拌した後、種晶として参考例で得たTi−MWWを0.5g加えた。得られた混合液をオートクレーブに移してオートクレーブを密閉した後、攪拌しながらこの混合液を170℃まで昇温した後に同温度で7日間加熱して水熱合成反応を行った。
(Comparative Example 1)
[Manufacture of titanosilicate]
In a beaker, 446 g of pure water, 77 g of piperidine, and 9 g of tetra-n-butyl orthotitanate were added and stirred in an air atmosphere until uniform at room temperature, and then 54 g of boric acid was added and stirred until uniform at room temperature. . After adding 40 g of fumed silica (“CAB-O-SIL M-7D” manufactured by CABOT) to the obtained aqueous solution and stirring for 1 hour, 0.5 g of Ti-MWW obtained in the reference example was added as a seed crystal. It was. The obtained mixed solution was transferred to an autoclave and the autoclave was sealed. Then, the mixed solution was heated to 170 ° C. with stirring and then heated at the same temperature for 7 days to perform a hydrothermal synthesis reaction.
得られた懸濁液を濾過し、濾残を洗液のpHが10以下になるまで洗浄した後、110℃で16時間乾燥し、白色粉末77gを得た。この白色粉末30gを2M硝酸900g中で16時間加熱還流した後、濾過し、濾残を洗液のpHが4以上になるまで洗浄した。得られた白色粉末を110℃で乾燥後、530℃で10時間焼成して、Ti含有率が1.1%のTi−MWW(C1)を得た。 The obtained suspension was filtered, and the residue was washed until the pH of the washing solution became 10 or less, and then dried at 110 ° C. for 16 hours to obtain 77 g of a white powder. 30 g of this white powder was heated to reflux in 900 g of 2M nitric acid for 16 hours and then filtered, and the residue was washed until the pH of the washing solution reached 4 or higher. The obtained white powder was dried at 110 ° C. and then calcined at 530 ° C. for 10 hours to obtain Ti-MWW (C1) having a Ti content of 1.1%.
[オキシムの製造]
Ti−MWW(1)に変えて上記のTi−MWW(C1)を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で連続式反応を行った。
反応開始から5.5時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.2%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.5%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は98.7%であった。また、反応開始から127時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は95.9%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は98.1%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は94.1%であった。さらに、反応を継続したところ、反応開始から131時間後にオートクレーブ内の酸素濃度が急激に上昇したため、反応を終了した。
[Oxime production]
A continuous reaction was performed under the same conditions as in Example 1 except that the above Ti-MWW (C1) was used instead of Ti-MWW (1).
As a result of analyzing the liquid phase extracted 5.5 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.2%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.5%, and the yield of cyclohexanone oxime was 98.7%. Met. As a result of analyzing the liquid phase extracted 127 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 95.9%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 98.1%, and the yield of cyclohexanone oxime was 94.1%. Met. Furthermore, when the reaction was continued, 131 hours after the start of the reaction, the oxygen concentration in the autoclave rapidly increased, so the reaction was terminated.
(比較例2)
[チタノシリケートの製造]
テトラ−n−ブチルオルソチタネートの使用量を11gに変更したこと以外は、比較例1と同様にして、Ti含有率が2.1%のTi−MWW(C2)を得た。
(Comparative Example 2)
[Manufacture of titanosilicate]
Ti-MWW (C2) having a Ti content of 2.1% was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount of tetra-n-butyl orthotitanate was changed to 11 g.
[オキシムの製造]
Ti−MWW(1)に変えて上記のTi−MWW(C2)を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で連続式反応を行った。
反応開始から5.5時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.3%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.5%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は98.7%であった。また、反応開始から117時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.1%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.3%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は98.3%であった。さらに、反応を継続したところ、反応開始から126時間後にオートクレーブ内の酸素濃度が急激に上昇したため、反応を終了した。
[Oxime production]
A continuous reaction was performed under the same conditions as in Example 1 except that the above Ti-MWW (C2) was used instead of Ti-MWW (1).
As a result of analyzing the liquid phase extracted 5.5 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.3%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.5%, and the yield of cyclohexanone oxime was 98.7%. Met. As a result of analyzing the liquid phase extracted after 117 hours from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.1%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.3%, and the yield of cyclohexanone oxime was 98.3%. Met. Furthermore, when the reaction was continued, 126 hours after the start of the reaction, the oxygen concentration in the autoclave rapidly increased, so the reaction was terminated.
(比較例3)
[チタノシリケートの製造]
テトラ−n−ブチルオルソチタネートの使用量を13gに変更したこと以外は、比較例1と同様にして、Ti含有率が2.4%のTi−MWW(C3)を得た。
(Comparative Example 3)
[Manufacture of titanosilicate]
Ti-MWW (C3) having a Ti content of 2.4% was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount of tetra-n-butyl orthotitanate was changed to 13 g.
[オキシムの製造]
Ti−MWW(1)に変えて上記のTi−MWW(C3)を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で連続式反応を行った。
反応開始から5.5時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.4%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.6%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は99.0%であった。また、反応開始から106時間後に抜き出した液相を分析した結果、シクロヘキサノンの転化率は99.3%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.4%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は98.7%であった。さらに、反応を継続したところ、反応開始から116時間後にオートクレーブ内の酸素濃度が急激に上昇したため、反応を終了した。
[Oxime production]
A continuous reaction was performed under the same conditions as in Example 1 except that the above Ti-MWW (C3) was used instead of Ti-MWW (1).
As a result of analyzing the liquid phase extracted 5.5 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.4%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.6%, and the yield of cyclohexanone oxime was 99.0%. Met. As a result of analyzing the liquid phase extracted 106 hours after the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 99.3%, the selectivity of cyclohexanone oxime was 99.4%, and the yield of cyclohexanone oxime was 98.7%. Met. Furthermore, when the reaction was continued, the reaction was terminated because the oxygen concentration in the autoclave rapidly increased 116 hours after the start of the reaction.
Claims (7)
工程(1):ケイ素化合物、ホウ素化合物、水及び構造規定剤を混合する工程
工程(2):工程(1)により得られた混合物を熱処理して懸濁液を得る工程
工程(3):工程(2)により得られた懸濁液とチタン化合物とを混合する工程
工程(4):工程(3)により得られた混合物を熱処理した後、生じた結晶を分離する工程
工程(5):工程(4)により得られた結晶を焼成する工程 The manufacturing method of the titanosilicate which has the MWW structure characterized by including the following processes (1) -process (5).
Step (1): Step of mixing silicon compound, boron compound, water and structure directing agent Step (2): Step of heat-treating the mixture obtained in Step (1) to obtain a suspension Step (3): Step Step (4) for mixing the suspension obtained in (2) and the titanium compound: Step (5): Step for separating the crystals formed after heat-treating the mixture obtained in Step (3) The step of firing the crystal obtained in (4)
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