JP2003335767A - 無水コハク酸の製造方法 - Google Patents
無水コハク酸の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素添加反応による無水コハク酸の製造技術
において、無水マレイン酸の転化率および無水コハク酸
の純度を向上させる。 【解決手段】 原料に無水マレイン酸を用いて触媒の存
在下で水素添加反応により無水コハク酸を製造する方法
において、前記水素添加反応が、メタンが 1〜10容量
%含まれる水素と無水マレイン酸とを原料に用い、反応
器内の気相中におけるメタン濃度が30容量%以下に維
持されるように反応器内のガスを一部パージしながら反
応を行う。
において、無水マレイン酸の転化率および無水コハク酸
の純度を向上させる。 【解決手段】 原料に無水マレイン酸を用いて触媒の存
在下で水素添加反応により無水コハク酸を製造する方法
において、前記水素添加反応が、メタンが 1〜10容量
%含まれる水素と無水マレイン酸とを原料に用い、反応
器内の気相中におけるメタン濃度が30容量%以下に維
持されるように反応器内のガスを一部パージしながら反
応を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無水コハク酸の製
造方法に関し、詳しくは、無水マレイン酸を触媒の存在
下で水素添加反応させて無水コハク酸を製造する方法を
対象にしている。
造方法に関し、詳しくは、無水マレイン酸を触媒の存在
下で水素添加反応させて無水コハク酸を製造する方法を
対象にしている。
【0002】
【従来の技術】無水コハク酸は、例えば、コハク酸、コ
ハク酸のジエステル類、スクシンイミド類、ポリエステ
ル類等の合成原料として有用な化合物である。無水コハ
ク酸の製造方法としては、コハク酸を脱水する方法か、
あるいは無水マレイン酸を水素添加する方法が知られて
いるが、工業的な観点からは後者が好ましく、これまで
に水素添加の際の触媒や反応条件等については種々の検
討がなされてきた。従来、水素添加により無水コハク酸
を得る方法において、水素添加反応を行う反応器には、
溶融状態の無水マレイン酸と触媒とが充填され、そこに
水素ガスを、反応器内の圧力が一定になるようにして供
給するのが一般的である。また、反応開始前に、反応器
の雰囲気を窒素ガスで置換したり、酸素濃度を低下させ
たりしておくことで、水素添加反応が良好に行えるよう
にしたり、得られる無水コハク酸の品質を向上させる技
術も知られている。
ハク酸のジエステル類、スクシンイミド類、ポリエステ
ル類等の合成原料として有用な化合物である。無水コハ
ク酸の製造方法としては、コハク酸を脱水する方法か、
あるいは無水マレイン酸を水素添加する方法が知られて
いるが、工業的な観点からは後者が好ましく、これまで
に水素添加の際の触媒や反応条件等については種々の検
討がなされてきた。従来、水素添加により無水コハク酸
を得る方法において、水素添加反応を行う反応器には、
溶融状態の無水マレイン酸と触媒とが充填され、そこに
水素ガスを、反応器内の圧力が一定になるようにして供
給するのが一般的である。また、反応開始前に、反応器
の雰囲気を窒素ガスで置換したり、酸素濃度を低下させ
たりしておくことで、水素添加反応が良好に行えるよう
にしたり、得られる無水コハク酸の品質を向上させる技
術も知られている。
【0003】一般的な工業的原料となる水素ガスとして
は、石油精製装置(ナフサクラッキング)で得られるも
のや水性ガス化法により得られるものが知られている。
このような水素原料には、メタンなどの不純物が含まれ
ている。不純物を含む水素を、前記した水素添加反応に
よる無水コハク酸の製造に用いると、無水マレイン酸の
転化率が低下したり、無水コハク酸の純度が低下したり
するなどの問題が発生する。そこで、前記水素添加反応
における水素原料として、純粋の水素や高次に精製され
た水素原料が使用される。純水素や高次精製水素原料を
使用することで、水素添加反応に対する不純物の悪影響
をなくし、無水マレイン酸の転化率を高くでき、無水コ
ハク酸の純度も高くできる、とされている。
は、石油精製装置(ナフサクラッキング)で得られるも
のや水性ガス化法により得られるものが知られている。
このような水素原料には、メタンなどの不純物が含まれ
ている。不純物を含む水素を、前記した水素添加反応に
よる無水コハク酸の製造に用いると、無水マレイン酸の
転化率が低下したり、無水コハク酸の純度が低下したり
するなどの問題が発生する。そこで、前記水素添加反応
における水素原料として、純粋の水素や高次に精製され
た水素原料が使用される。純水素や高次精製水素原料を
使用することで、水素添加反応に対する不純物の悪影響
をなくし、無水マレイン酸の転化率を高くでき、無水コ
ハク酸の純度も高くできる、とされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、純水素や高次
精製水素原料は、製造に手間がかかり、原料コストが非
常に高くつく。その結果、無水コハク酸の製造コストが
増大する。折角、純度の高い無水コハク酸が得られて
も、製造コストが大幅に増えてしまうのでは、経済性あ
るいは工業的実用性に劣るものとなる。本発明の課題
は、前記した水素添加反応による無水コハク酸の製造技
術において、経済性を損なうことなく、無水マレイン酸
の転化率および無水コハク酸の純度を向上させることで
ある。
精製水素原料は、製造に手間がかかり、原料コストが非
常に高くつく。その結果、無水コハク酸の製造コストが
増大する。折角、純度の高い無水コハク酸が得られて
も、製造コストが大幅に増えてしまうのでは、経済性あ
るいは工業的実用性に劣るものとなる。本発明の課題
は、前記した水素添加反応による無水コハク酸の製造技
術において、経済性を損なうことなく、無水マレイン酸
の転化率および無水コハク酸の純度を向上させることで
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる無水コハ
ク酸の製造方法は、原料に無水マレイン酸を用いて触媒
の存在下で水素添加反応により無水コハク酸を製造する
方法において、前記水素添加反応が、メタンが1〜10
容量%含まれる水素と無水マレイン酸とを原料に用い、
反応器内の気相中におけるメタン濃度が30容量%以下
に維持されるように反応器内のガスを一部パージしなが
ら反応を行う。
ク酸の製造方法は、原料に無水マレイン酸を用いて触媒
の存在下で水素添加反応により無水コハク酸を製造する
方法において、前記水素添加反応が、メタンが1〜10
容量%含まれる水素と無水マレイン酸とを原料に用い、
反応器内の気相中におけるメタン濃度が30容量%以下
に維持されるように反応器内のガスを一部パージしなが
ら反応を行う。
【0006】
【発明の実施の形態】〔無水マレイン酸〕原料となる無
水マレイン酸としては、特に制限はなく、通常の無水コ
ハク酸製造と同様の無水マレイン酸が使用できる。無水
マレイン酸は、溶融状態で水素添加反応を行う反応器に
供給するか、固体状で反応器に供給された無水マレイン
酸を加熱溶融させて水素添加反応を行わせる。 〔水素〕水素原料の製造方法として、ナフサクラッキン
グ法および水性ガス法などがある。本発明における無水
コハク酸の製造では、コスト面などの理由から、ナフサ
クラッキング法で製造された水素を使用することが好ま
しい。
水マレイン酸としては、特に制限はなく、通常の無水コ
ハク酸製造と同様の無水マレイン酸が使用できる。無水
マレイン酸は、溶融状態で水素添加反応を行う反応器に
供給するか、固体状で反応器に供給された無水マレイン
酸を加熱溶融させて水素添加反応を行わせる。 〔水素〕水素原料の製造方法として、ナフサクラッキン
グ法および水性ガス法などがある。本発明における無水
コハク酸の製造では、コスト面などの理由から、ナフサ
クラッキング法で製造された水素を使用することが好ま
しい。
【0007】このような一般的に入手できる水素原料に
は、通常、メタンが含まれている。水素原料として、メ
タンの含有量が出来るだけ少ないものを選択して使用す
ることが望ましい。水素原料を水素添加反応に供給する
前に、メタン除去処理を行うこともできる。但し、水素
原料におけるメタンの含有量を実質的に無くすことは、
実用的に困難であるか、工業的採算に合わない。メタン
含有量が1〜10容量%程度の水素原料を使用すること
が、無水コハク酸の製造コストの面から、実用的に好ま
しい。 〔触媒〕触媒は、無水マレイン酸から無水コハク酸を得
る水素添加反応に有効な触媒が使用される。
は、通常、メタンが含まれている。水素原料として、メ
タンの含有量が出来るだけ少ないものを選択して使用す
ることが望ましい。水素原料を水素添加反応に供給する
前に、メタン除去処理を行うこともできる。但し、水素
原料におけるメタンの含有量を実質的に無くすことは、
実用的に困難であるか、工業的採算に合わない。メタン
含有量が1〜10容量%程度の水素原料を使用すること
が、無水コハク酸の製造コストの面から、実用的に好ま
しい。 〔触媒〕触媒は、無水マレイン酸から無水コハク酸を得
る水素添加反応に有効な触媒が使用される。
【0008】具体的には、無水マレイン酸の環状構造部
分における炭素−炭素二重結合部分に水素添加できる触
媒を使用することが一般的であり好ましい。このような
触媒具体例として、ラネー触媒や遷移族IおよびVIIIの
金属触媒が挙げられる。ラネー触媒は、Ni、Co、C
u、Feなどの水添活性を示す金属が少なくとも1種類
以上含んでいるラネーであり、骨格を有するいわゆる骨
格触媒である。よって、支持体を必要としない。ラネー
触媒としては、コスト面を考慮すると、好ましくは上記
金属元素の中の1種または2種のみ、より好ましくは上
記金属元素の中の1種のみを含むラネー触媒である。な
かでも、金属元素としてNiを用いることが特に好まし
い。
分における炭素−炭素二重結合部分に水素添加できる触
媒を使用することが一般的であり好ましい。このような
触媒具体例として、ラネー触媒や遷移族IおよびVIIIの
金属触媒が挙げられる。ラネー触媒は、Ni、Co、C
u、Feなどの水添活性を示す金属が少なくとも1種類
以上含んでいるラネーであり、骨格を有するいわゆる骨
格触媒である。よって、支持体を必要としない。ラネー
触媒としては、コスト面を考慮すると、好ましくは上記
金属元素の中の1種または2種のみ、より好ましくは上
記金属元素の中の1種のみを含むラネー触媒である。な
かでも、金属元素としてNiを用いることが特に好まし
い。
【0009】上記遷移族IおよびVIIIの金属触媒は、例
えば、Pd、Rh、Ru、Pt、Ir、Ni、Co、F
eなどの水添活性成分を少なくとも1種類以上含んでい
る金属触媒である。これら金属元素のなかでもPdまた
はPtがより好ましく、Pdが特に好ましい。この金属
触媒の形態としては、特に限定はされないが、金属粉末
や、金属粉末を含むスラリーや、支持体に担持する形態
などが挙げられる。特に、活性炭にPdを担持させた触
媒が好ましい。触媒粒子としては、平均粒径1μm〜1
mmの範囲のものが好ましく使用できる。さらに好まし
くは、平均粒径10〜100μmである。触媒中に含ま
れる1μm以下の粒子の含有量が10%以下であるもの
が好ましい。
えば、Pd、Rh、Ru、Pt、Ir、Ni、Co、F
eなどの水添活性成分を少なくとも1種類以上含んでい
る金属触媒である。これら金属元素のなかでもPdまた
はPtがより好ましく、Pdが特に好ましい。この金属
触媒の形態としては、特に限定はされないが、金属粉末
や、金属粉末を含むスラリーや、支持体に担持する形態
などが挙げられる。特に、活性炭にPdを担持させた触
媒が好ましい。触媒粒子としては、平均粒径1μm〜1
mmの範囲のものが好ましく使用できる。さらに好まし
くは、平均粒径10〜100μmである。触媒中に含ま
れる1μm以下の粒子の含有量が10%以下であるもの
が好ましい。
【0010】〔水素添加反応〕無水マレイン酸から無水
コハク酸を得る水素添加反応は、特に制限されるもので
はなく、従来公知の方法により、加圧下で触媒とともに
水素を反応させればよい。また、水素添加反応はバッチ
式で行ってもよいし、流通式で行ってもよい。水素添加
反応では、反応器内のガスを一部パージしながら反応を
行う。具体的には、反応器の気相部分を外部に連通する
ガスパージ配管やガスパージ口を設けておく。排気用の
ポンプや吸引装置を備えておくこともできる。ガスのパ
ージは、目的とするメタンのみを除去すればよいが、メ
タン以外のガスも合わせて除去しても構わない。
コハク酸を得る水素添加反応は、特に制限されるもので
はなく、従来公知の方法により、加圧下で触媒とともに
水素を反応させればよい。また、水素添加反応はバッチ
式で行ってもよいし、流通式で行ってもよい。水素添加
反応では、反応器内のガスを一部パージしながら反応を
行う。具体的には、反応器の気相部分を外部に連通する
ガスパージ配管やガスパージ口を設けておく。排気用の
ポンプや吸引装置を備えておくこともできる。ガスのパ
ージは、目的とするメタンのみを除去すればよいが、メ
タン以外のガスも合わせて除去しても構わない。
【0011】反応器には継続的に水素原料が供給され、
水素添加反応によって水素が消費される。水素の供給と
ガスのパージとのバランスによって、反応器内の圧力が
所定の圧力範囲に維持されるように、ガスのパージ量を
設定することができる。ガスのパージを行う反応器内の
気相中におけるメタン濃度を、30容量%以下に維持す
る。好ましくは、メタン濃度20容量%以下に維持す
る。反応器内に水素が供給されると、水素に含有されて
いたメタンが反応器中に蓄積されるので、気相中のメタ
ン濃度が高まる。反応器中に増加するメタンを、ガスの
パージによって除去する。ガスのパージ量を適切に設定
することによって、反応器内の気相中におけるメタン濃
度が所定値以下に維持される。
水素添加反応によって水素が消費される。水素の供給と
ガスのパージとのバランスによって、反応器内の圧力が
所定の圧力範囲に維持されるように、ガスのパージ量を
設定することができる。ガスのパージを行う反応器内の
気相中におけるメタン濃度を、30容量%以下に維持す
る。好ましくは、メタン濃度20容量%以下に維持す
る。反応器内に水素が供給されると、水素に含有されて
いたメタンが反応器中に蓄積されるので、気相中のメタ
ン濃度が高まる。反応器中に増加するメタンを、ガスの
パージによって除去する。ガスのパージ量を適切に設定
することによって、反応器内の気相中におけるメタン濃
度が所定値以下に維持される。
【0012】水素添加反応において、メタン濃度が高く
なり過ぎると、その分だけ、気相中の水素分圧が下が
り、反応律速領域に入って、反応転化率が低下する。し
かし、前記メタン濃度以下であれば、反応速度および純
度の低下が、実質的に問題にならないほどに抑えられる
のである。水素添加反応を行なう際のその他の諸条件
は、特に限定されるものではないが、例えば、以下の条
件が好ましい。反応圧力を、0.1〜20MPaに加圧
しておくことができる。反応圧力の設定は、水素の供給
圧力およびガスパージ量の調整によって行える。反応圧
力が低過ぎると、反応速度が非常に遅くなるおそれがあ
る。反応圧力が高過ぎると、望まない一層の水素添加反
応などの副反応が起きるおそれがある。
なり過ぎると、その分だけ、気相中の水素分圧が下が
り、反応律速領域に入って、反応転化率が低下する。し
かし、前記メタン濃度以下であれば、反応速度および純
度の低下が、実質的に問題にならないほどに抑えられる
のである。水素添加反応を行なう際のその他の諸条件
は、特に限定されるものではないが、例えば、以下の条
件が好ましい。反応圧力を、0.1〜20MPaに加圧
しておくことができる。反応圧力の設定は、水素の供給
圧力およびガスパージ量の調整によって行える。反応圧
力が低過ぎると、反応速度が非常に遅くなるおそれがあ
る。反応圧力が高過ぎると、望まない一層の水素添加反
応などの副反応が起きるおそれがある。
【0013】反応温度を、120〜160℃に設定して
おくことができる。反応温度の設定は、反応器に備えた
加熱ジャケットなどの加熱手段を利用できる。反応温度
が低過ぎると、生成する無水コハク酸の融点に近いた
め、反応液の粘度が高くなり反応速度が低下するおそれ
がある。反応温度が高過ぎると、不純物の生成量が増え
てしまうおそれがある。反応環境の酸素濃度を低くして
おくことで、酸素の作用によって着色の原因になる不純
物が副生することを、効果的に抑制できる。好ましい酸
素濃度は、7容量%以下、より好ましくは5容量%以下
である。酸素濃度の抑制は、水素添加反応開始前および
その後の反応液や触媒の取り扱い環境に対して有効であ
る。
おくことができる。反応温度の設定は、反応器に備えた
加熱ジャケットなどの加熱手段を利用できる。反応温度
が低過ぎると、生成する無水コハク酸の融点に近いた
め、反応液の粘度が高くなり反応速度が低下するおそれ
がある。反応温度が高過ぎると、不純物の生成量が増え
てしまうおそれがある。反応環境の酸素濃度を低くして
おくことで、酸素の作用によって着色の原因になる不純
物が副生することを、効果的に抑制できる。好ましい酸
素濃度は、7容量%以下、より好ましくは5容量%以下
である。酸素濃度の抑制は、水素添加反応開始前および
その後の反応液や触媒の取り扱い環境に対して有効であ
る。
【0014】〔その他の工程〕水素添加反応における未
反応原料等を除去する目的で、反応後、さらに蒸留等に
より精製を行ってもよい。蒸留の方法は、特に制限され
るものではなく、従来公知の方法で行えばよいが、好ま
しくは、減圧下、蒸留塔の塔底温度を125〜200℃
にして行うのがよい。水素添加反応で得られる無水コハ
ク酸を含む反応液には触媒も含まれている。そこで、反
応液から触媒を分離して除去する工程を加えることがで
きる。触媒の分離は、濾過器などの固液分離手段が適用
できる。反応液から分離された触媒を、再び水素添加反
応に供給すれば、触媒を有効利用できる。
反応原料等を除去する目的で、反応後、さらに蒸留等に
より精製を行ってもよい。蒸留の方法は、特に制限され
るものではなく、従来公知の方法で行えばよいが、好ま
しくは、減圧下、蒸留塔の塔底温度を125〜200℃
にして行うのがよい。水素添加反応で得られる無水コハ
ク酸を含む反応液には触媒も含まれている。そこで、反
応液から触媒を分離して除去する工程を加えることがで
きる。触媒の分離は、濾過器などの固液分離手段が適用
できる。反応液から分離された触媒を、再び水素添加反
応に供給すれば、触媒を有効利用できる。
【0015】〔無水コハク酸〕本発明の製造方法で得ら
れた無水コハク酸は、有水物や着色原因となる不純物が
極めて少ないものである。無水コハク酸の純度として、
98%以上のものが得られる。このように純度の高い無
水コハク酸は、例えば、コハク酸、コハク酸のジエステ
ル類、スクシンイミド類、ポリエステル類等の合成原料
として有用である。とりわけ、ポリエステル類の合成原
料に適している。 〔製造装置〕図1に示す製造装置は、本発明の製造方法
を実施するのに必要とされる基本的な配置構造を備えて
いる。
れた無水コハク酸は、有水物や着色原因となる不純物が
極めて少ないものである。無水コハク酸の純度として、
98%以上のものが得られる。このように純度の高い無
水コハク酸は、例えば、コハク酸、コハク酸のジエステ
ル類、スクシンイミド類、ポリエステル類等の合成原料
として有用である。とりわけ、ポリエステル類の合成原
料に適している。 〔製造装置〕図1に示す製造装置は、本発明の製造方法
を実施するのに必要とされる基本的な配置構造を備えて
いる。
【0016】水素添加反応を行う攪拌機構付きの反応器
10には、H2ガスの導入管12と、パージガスの排出
管14を備える。パージガス排出管14は、反応器10
内に溜まるメタンなどの不要なガスを除去する。図示を
省略したが、反応器10には、原料となる溶融状の無水
マレイン酸が供給される供給口を備えている。反応器1
0には、加熱装置など、水素添加反応の実行に必要な各
種の機構や機器類を備えておくことができる。反応器1
0には、触媒調製槽50から触媒が供給される供給管5
2が接続されている。触媒調製槽50にも攪拌機構を備
えている。触媒は、フレッシュ触媒調製槽54から供給
管56で触媒調製槽50に送り込まれる。
10には、H2ガスの導入管12と、パージガスの排出
管14を備える。パージガス排出管14は、反応器10
内に溜まるメタンなどの不要なガスを除去する。図示を
省略したが、反応器10には、原料となる溶融状の無水
マレイン酸が供給される供給口を備えている。反応器1
0には、加熱装置など、水素添加反応の実行に必要な各
種の機構や機器類を備えておくことができる。反応器1
0には、触媒調製槽50から触媒が供給される供給管5
2が接続されている。触媒調製槽50にも攪拌機構を備
えている。触媒は、フレッシュ触媒調製槽54から供給
管56で触媒調製槽50に送り込まれる。
【0017】反応器10には、反応液取出管16が接続
されていて、触媒を含む反応液が取り出される。反応液
取出管16は、反応液受槽20に接続されている。反応
液受槽20は、供給管22を介して、濾過用フィルター
を備えた濾過器30に接続されており、触媒を含む反応
液が濾過器30に送られる。触媒を含む反応液は、濾過
器30の濾過用フィルターを通過することで濾過処理を
受け、触媒と分離された反応液すなわち無水コハク酸
が、取出管32を経て、反応液槽40に送られる。触媒
は、濾過器30内に残る。濾過器30で回収された触媒
は、フレッシュ触媒調製槽54から新規に供給された触
媒と混合して、再利用できる。
されていて、触媒を含む反応液が取り出される。反応液
取出管16は、反応液受槽20に接続されている。反応
液受槽20は、供給管22を介して、濾過用フィルター
を備えた濾過器30に接続されており、触媒を含む反応
液が濾過器30に送られる。触媒を含む反応液は、濾過
器30の濾過用フィルターを通過することで濾過処理を
受け、触媒と分離された反応液すなわち無水コハク酸
が、取出管32を経て、反応液槽40に送られる。触媒
は、濾過器30内に残る。濾過器30で回収された触媒
は、フレッシュ触媒調製槽54から新規に供給された触
媒と混合して、再利用できる。
【0018】反応器10、触媒調製槽50、フレッシュ
触媒調製槽54および濾過器30には、N2ガスの供給
管38が接続されており、各機器の内部にN2ガスを導
入することで、触媒や反応液などが高濃度の酸素に接触
しないようにすることができる。上記の製造装置を用い
て、無水コハク酸の工業的製造が可能である。但し、本
発明の製造方法が実施できれば、各装置機器やその配置
構造を変更することもできる。
触媒調製槽54および濾過器30には、N2ガスの供給
管38が接続されており、各機器の内部にN2ガスを導
入することで、触媒や反応液などが高濃度の酸素に接触
しないようにすることができる。上記の製造装置を用い
て、無水コハク酸の工業的製造が可能である。但し、本
発明の製造方法が実施できれば、各装置機器やその配置
構造を変更することもできる。
【0019】
【実施例】本発明にかかる無水コハク酸の製造方法を具
体的に適用した実施例について説明する。得られた無水
コハク酸の分析は以下のようにして行った。 <有水物(コハク酸)の含有量>得られた無水コハク酸
について、400MHzNMR(Varian製)を用
いて1Hを測定することにより、無水コハク酸中のコハ
ク酸量を定量した。 (実施例1)パドル型4枚羽根からなる攪拌翼を備えた
内容積2リットルのオートクレーブ中に、無水マレイン
酸1kgと、粉体状の活性炭に担持させたPd触媒(P
d含有量5重量%、平均粒径25μm)4gとを入れ、
内部を窒素置換したあと、加熱した。内温が140℃に
到達した段階で、原料となる水素を、オートクレーブ
に、圧力0.9Mpa・Gを維持するようにして供給し
た。原料水素には、メタンが4容量%含まれている。
体的に適用した実施例について説明する。得られた無水
コハク酸の分析は以下のようにして行った。 <有水物(コハク酸)の含有量>得られた無水コハク酸
について、400MHzNMR(Varian製)を用
いて1Hを測定することにより、無水コハク酸中のコハ
ク酸量を定量した。 (実施例1)パドル型4枚羽根からなる攪拌翼を備えた
内容積2リットルのオートクレーブ中に、無水マレイン
酸1kgと、粉体状の活性炭に担持させたPd触媒(P
d含有量5重量%、平均粒径25μm)4gとを入れ、
内部を窒素置換したあと、加熱した。内温が140℃に
到達した段階で、原料となる水素を、オートクレーブ
に、圧力0.9Mpa・Gを維持するようにして供給し
た。原料水素には、メタンが4容量%含まれている。
【0020】反応の進行に伴い、水素は消費されるが、
メタンは蓄積されるため、オートクレーブ中のメタン濃
度が上昇した。そのため、反応中は、オートクレーブ内
のガスをパージすることで、気相中のメタン濃度を12
容量%以下に維持した。反応開始から135分で水素の
吸収が認められなくなったので、反応を終了させた。オ
ートクレーブに窒素を導入して、オートクレーブの底部
に到達する抜き出しラインから、反応液を抜き出して中
間反応液タンクに送った。中間反応液タンク内の反応液
を、焼結フィルターを備えた濾過器に送り、反応液を焼
結フィルターに通過させることで、触媒を濾過して分離
した。
メタンは蓄積されるため、オートクレーブ中のメタン濃
度が上昇した。そのため、反応中は、オートクレーブ内
のガスをパージすることで、気相中のメタン濃度を12
容量%以下に維持した。反応開始から135分で水素の
吸収が認められなくなったので、反応を終了させた。オ
ートクレーブに窒素を導入して、オートクレーブの底部
に到達する抜き出しラインから、反応液を抜き出して中
間反応液タンクに送った。中間反応液タンク内の反応液
を、焼結フィルターを備えた濾過器に送り、反応液を焼
結フィルターに通過させることで、触媒を濾過して分離
した。
【0021】反応液を分析した結果、無水マレイン酸の
転化率は99.9%であり、得られた無水コハク酸の純
度は99.5%であった。触媒は0.02gだけ含ま
れ、残りの触媒は濾過器に残った。これらの一連の作業
においては、常に99.99容量%の窒素を用いて、反
応液や触媒などが、酸素濃度5容量%以上のガスと接触
しないように維持した。気相部についても、予め窒素置
換を行った。液温は、130℃を下回らないように操作
を行った。 (比較例1)実施例1において、気相中のメタン濃度を
35〜40容量%に維持するように変更した以外は、実
施例1と同じ条件で反応を行った。反応開始から135
分で反応を終了させた。
転化率は99.9%であり、得られた無水コハク酸の純
度は99.5%であった。触媒は0.02gだけ含ま
れ、残りの触媒は濾過器に残った。これらの一連の作業
においては、常に99.99容量%の窒素を用いて、反
応液や触媒などが、酸素濃度5容量%以上のガスと接触
しないように維持した。気相部についても、予め窒素置
換を行った。液温は、130℃を下回らないように操作
を行った。 (比較例1)実施例1において、気相中のメタン濃度を
35〜40容量%に維持するように変更した以外は、実
施例1と同じ条件で反応を行った。反応開始から135
分で反応を終了させた。
【0022】その結果、無水マレイン酸の転化率90.
0%、無水コハク酸の純度89.5%であった。 (比較例2)比較例1と同じ条件で反応を行った。但
し、水素の吸収がなくなるまで反応を続けた。反応開始
から270分で水素の吸収が認められなくなり、反応を
終了させた。その結果、無水マレイン酸の転化率99.
7%、無水コハク酸の純度99.2%であった。
0%、無水コハク酸の純度89.5%であった。 (比較例2)比較例1と同じ条件で反応を行った。但
し、水素の吸収がなくなるまで反応を続けた。反応開始
から270分で水素の吸収が認められなくなり、反応を
終了させた。その結果、無水マレイン酸の転化率99.
7%、無水コハク酸の純度99.2%であった。
【0023】(比較例3)実施例1において、原料とし
てメタンを含まない純水素を用い、オートクレーブから
のガスのパージを行わないように変更した以外は、実施
例1と同じ条件で反応を行った。反応開始から130分
で水素の吸収が認められなくなり、反応を終了させた。
その結果、無水マレイン酸の転化率99.9%、無水コ
ハク酸の純度99.5%であった。 〔評 価〕 (1) 実施例1では、比較例1に比べて、水素添加反応の
反応環境における気相中のメタン濃度を所定値以下に抑
えていることにより、水素添加反応に対するメタンの悪
影響が少なくなっている。その結果、同じ反応時間での
無水マレイン酸の転化率が高まり、無水コハク酸の純度
が格段に向上している。
てメタンを含まない純水素を用い、オートクレーブから
のガスのパージを行わないように変更した以外は、実施
例1と同じ条件で反応を行った。反応開始から130分
で水素の吸収が認められなくなり、反応を終了させた。
その結果、無水マレイン酸の転化率99.9%、無水コ
ハク酸の純度99.5%であった。 〔評 価〕 (1) 実施例1では、比較例1に比べて、水素添加反応の
反応環境における気相中のメタン濃度を所定値以下に抑
えていることにより、水素添加反応に対するメタンの悪
影響が少なくなっている。その結果、同じ反応時間での
無水マレイン酸の転化率が高まり、無水コハク酸の純度
が格段に向上している。
【0024】比較例2に比べると、約半分の反応時間
で、より高い無水マレイン酸の転化率および無水コハク
酸の純度が達成されている。 (2) 比較例3のように、原料に純水素を用いれば、当
然、メタンの悪影響は無くなるが、工業的規模で大量の
純水素を供給することは技術的および経済的に困難であ
り、実用性に劣る。実施例1では、純水素を使用しなく
ても、純水素を用いた比較例3と遜色のない高純度の無
水コハク酸が得られている。
で、より高い無水マレイン酸の転化率および無水コハク
酸の純度が達成されている。 (2) 比較例3のように、原料に純水素を用いれば、当
然、メタンの悪影響は無くなるが、工業的規模で大量の
純水素を供給することは技術的および経済的に困難であ
り、実用性に劣る。実施例1では、純水素を使用しなく
ても、純水素を用いた比較例3と遜色のない高純度の無
水コハク酸が得られている。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、無水コハク酸を製造す
る水素添加反応において、反応器内のガスを一部パージ
しながら反応を行うことで、反応器内の気相中における
メタン濃度を30容量%以下に維持しておく。その結
果、純水素に比べて安価で容易に入手できるがメタンを
含有する水素原料を使用しても、水素添加反応に対する
メタンの悪影響は防止され、無水マレイン酸の転化率を
高めて、得られる無水コハク酸の純度を向上させること
ができる。高純度の無水コハク酸を、効率的かつ経済的
に製造することが可能になる。
る水素添加反応において、反応器内のガスを一部パージ
しながら反応を行うことで、反応器内の気相中における
メタン濃度を30容量%以下に維持しておく。その結
果、純水素に比べて安価で容易に入手できるがメタンを
含有する水素原料を使用しても、水素添加反応に対する
メタンの悪影響は防止され、無水マレイン酸の転化率を
高めて、得られる無水コハク酸の純度を向上させること
ができる。高純度の無水コハク酸を、効率的かつ経済的
に製造することが可能になる。
【図1】 本発明の実施形態を表す製造装置および製造
工程の概略図
工程の概略図
10 反応器
20 反応液受槽
30 濾過器
40 反応液槽
50 触媒調製槽
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐々木 雅光
大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会社
日本触媒内
Fターム(参考) 4C037 KA01
4H039 CA12 CB10
Claims (2)
- 【請求項1】原料に無水マレイン酸を用いて触媒の存在
下で水素添加反応により無水コハク酸を製造する方法に
おいて、 前記水素添加反応が、メタンが1〜10容量%含まれる
水素と無水マレイン酸とを原料に用い、反応器内の気相
中におけるメタン濃度が30容量%以下に維持されるよ
うに反応器内のガスを一部パージしながら反応を行う無
水コハク酸の製造方法。 - 【請求項2】前記水素添加反応が、温度120〜160
℃、圧力0.1〜2.0MPaで行われる請求項1に記
載の無水コハク酸の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002146664A JP2003335767A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 無水コハク酸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002146664A JP2003335767A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 無水コハク酸の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003335767A true JP2003335767A (ja) | 2003-11-28 |
Family
ID=29705577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002146664A Pending JP2003335767A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 無水コハク酸の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003335767A (ja) |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002146664A patent/JP2003335767A/ja active Pending
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