JPH06157386A - リン酸またはフルオロリン酸で改質されたゼオライト触媒を用いるアルキル第三級アルキルエーテルの合成方法 - Google Patents

リン酸またはフルオロリン酸で改質されたゼオライト触媒を用いるアルキル第三級アルキルエーテルの合成方法

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JPH06157386A
JPH06157386A JP5182314A JP18231493A JPH06157386A JP H06157386 A JPH06157386 A JP H06157386A JP 5182314 A JP5182314 A JP 5182314A JP 18231493 A JP18231493 A JP 18231493A JP H06157386 A JPH06157386 A JP H06157386A
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tert
acid
zeolite
catalyst
alcohol
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JP5182314A
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John F Knifton
ジョン・フレデリック・ナイフトン
John Ronald Sanderson
ジョン・ロナルド・サンダーソン
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Texaco Chemical Co
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01Preparation of ethers
    • C07C41/09Preparation of ethers by dehydration of compounds containing hydroxy groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/08Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • B01J29/084Y-type faujasite

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 触媒の存在下に第三級アルコールと第一級ア
ルコールとからアルキル第三級アルキルエーテルを製造
する方法であって、触媒として、リン酸またはフルオロ
リン酸で改質された結晶性アルミノシリケートのホージ
ャサイト型Y−ゼオライトを用いることを特徴とする方
法。 【効果】 連続法により、高い転化率と高い選択率で、
第三級アルコールと第一級アルコールからアルキル第三
級アルキルエーテルが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リン酸またはフルオロ
リン酸で改質されたY−ゼオライトを含む触媒の存在下
において、tert−ブタノールのような第三級アルコール
と、メタノールのような第一級アルコールとの反応によ
って、メチル−tert−ブチルエーテル(MTBE)のよ
うなアルキル−tert−アルキルエーテルを製造する改良
された方法に関する。
【0002】
【発明の効果】この触媒は、非改質ゼオライトに比べ
て、例示されたMTBE生成物の改善された収率を示
す。他の好ましい特徴は、160℃またはそれを越える
温度で、生成混合物が、イソブチレン−MTBE生成物
に富む相と、より重い水性メタノール相とに分離するこ
とである。
【0003】本発明によって合成されるアルキル第三級
アルキルエーテル、とくにMTBEは、高オクタン価ガ
ソリンへの配合成分として有用である。
【0004】
【従来の技術】非対称エーテルを包含するエーテル類
が、アルコールと、所望の生成物を形成する他のアルコ
ールとの反応で合成されることは、当業者には知られて
いる。触媒および/またはは縮合剤を含有する反応混合
物は分離されて、さらに所望の生成物に達するまで処理
される。このような追加の処理は、一般に1回またはそ
れ以上の蒸留操作を包含する。
【0005】MTBEは、鉛やマンガンに基づく最近の
ガソリン添加剤が排除されるにつれて、高オクタン価ガ
ソリンへの配合成分としての用途の増加が認められてい
る。MTBEを製造する最近のあらゆる商業的方法は、
カオチン性イオン交換樹脂を触媒とする、イソブチレン
とメタノールとの液相反応(式1)に基づいている(た
とえば、Hydrocarbon Processing, Oct. 1984, p63; Oi
l and Gas J., Jan. 1, 1979, p76; Chem. Economics H
andbook, SRI, Sept. 1986, p543-7051Pを参照)。MT
BEの合成に用いられるカオチン性イオン交換樹脂は、
通常、スルホン酸官能性を有する(J. Tejero, J. Mol.
Catal., 42(1987) p257; C. Subramamam ら,Can. J.
Chem. Eng., 65(1987) p613 を参照)。
【0006】
【化1】
【0007】容認できるガソリン添加剤としてのMTB
Eの用途が拡大するにつれて、原料物質の入手可能性の
問題が大きくなった。歴史的に、供給が制約となる原料
物質はイソブチレンである(Oil and Gas J., June 8,
1987, p55 )。それゆえ、構成原料としてイソブチレン
を必要としないMTBEの製造方法が得られるならば、
それは有利となろう。tert−ブチルアルコールはイソブ
タンの酸化によって商業的に容易に得られるので、tert
−ブチルアルコールとメタノールとの反応によりMTB
Eを製造する効果的な方法が得られるならば、それは有
利となろう。
【0008】Raoらの米国特許第4,144,138
号明細書(1979)には、メタノールとエーテルとの
塔頂共沸物を回収する共沸蒸留による、エーテル化反応
の留出物からMTBEを回収する方法を開示しており、
塔頂共沸物は水洗により純エーテルラフィネートを生
じ、後者は共沸蒸留されてエーテル−メタノール塔頂留
出物が得られ、水洗工程に再循環される。
【0009】tert−ブチルアルコールとメタノールから
のMTBEの合成は、S. V. Rozhkov ら、Prevrashch U
glevodorodov, Kislotno-Osnovn. Geterogennykh Kata
l. Tezisy Dokl. Vses Konf., 1977, 150(C, A. 92:581
65y) に論じられている。ここでは、tert−ブチルアル
コールとメタノールは、KU−2強酸性スルホン化ポリ
スチレンカオチン交換樹脂上で、穏和な条件でエーテル
化される。この文献は、この製造方法の基礎的なパラメ
ーターのデータを含んでいる。カオチン交換樹脂上のエ
ステル化のためのプラントには大きな問題は存在しない
けれども、イソブチレンと同様に大量のtert−ブチルア
ルコールとメタノールを再循環させるので、この計画が
いくぶんより高価につく原因になるという事実を包含す
る考慮すべき点が指摘されている。また、カオチン交換
樹脂上の反応の進行は、膨潤現象による種々の吸着因子
および拡散因子、ならびに溶液相とイオン交換樹脂相と
の間の成分の様々な分布によって複雑になる。そのう
え、前記の有機(ポリスチレンまたはポリメタクリレー
ト)骨格をもつイオン交換樹脂は、一般に、操業温度に
関しては安定な範囲が非常に限られており、120℃以
上の温度では、通常、樹脂の非可逆的な破壊と、触媒活
性の損失を生ずる。
【0010】Frolich の米国特許第2,282,469
号明細書には、リン酸で含浸したけいそう土を含む触媒
上で、79〜177℃(175〜350°F)の温度で
MTBEを合成する方法を開示している。
【0011】特開昭57−7432号公報は、第一級ま
たは第二級アルキル基を含有するジアルキルエーテルを
作るのにゼオライトを用いることを開示している。ゼオ
ライトは多孔性構造を有し、次の式で示される。
【0012】
【化2】
【0013】式中、、Mはアルカリ金属もしくはアルカ
リ土類金属カチオン、または有機塩基カチオンであり、
nは概カチオンの原子価であり、xおよびyは変数であ
る。
【0014】Chang らの米国特許第4,058,576
号明細書は、低級アルコールをエーテルとオレフィンと
の混合物に転化するのに、5Å単位を越える孔径と、シ
リカ/アルミナ比が少なくとも12である(ペンタシル
型)アルミノシリケートを用いることを教示している。
【0015】米国特許第4,822,921号明細書に
は、tert−ブチルアルコールとメタノールを、その上に
含浸されたリン酸を有するチタニアのような不活性担体
を含む触媒の存在下に反応させることによる、MTBE
を製造する方法が開示されている。
【0016】ヨーロッパ公開特許第492,807号公
報(Texaco)は、Y−ゼオライト、アンモニウム交換さ
れた、熱安定化された、脱アルミニウムされたY−ゼオ
ライト、希土類交換されたY−ゼオライトおよびフッ化
物処理されたゼオライトから選ばれた、結晶性アルミノ
ケイ酸塩であるモルデナイト型ゼオライトまたはホージ
ャサイト型ゼオライトを触媒として用いてクメンヒドロ
ペルオキシドを分解することを含む、クメンヒドロペル
オキシドからフェノールとアセトンを合成する方法を記
載している。
【0017】ヨーロッパ公開特許第502,651号公
報(Texaco)は、フルオロ硫酸で改質された結晶性アル
ミノケイ酸塩ホージャサイト型Y−ゼオライトを触媒と
して用いることを特徴とする、触媒の存在下に第三級ア
ルコールと第一級アルコールからアルキル第三級アルキ
ルエーテルを合成する方法を記載している。
【0018】ヨーロッパ公開特許第528,626号公
報(Texaco)は、フッ化水素で改質された結晶性アルミ
ノケイ酸塩ホージャサイト型Y−ゼオライトを触媒とし
て用いることを特徴とする、触媒の存在下に第三級アル
コールと第一級アルコールからアルキル第三級アルキル
エーテルを合成する方法を記載している。
【0019】ヨーロッパ公開特許第546,695号公
報(Texaco)は、触媒が周期律表のIB族、VB族、VIB
族、VIIB族およびVIII族から選ばれた1個またはそれ以
上の金属で改質されたゼオライトであることを特徴とす
る、触媒の存在下に第三級アルコールと第一級アルコー
ルからアルキル第三級アルキルエーテルを合成する方法
を記載している。
【0020】ヨーロッパ公開特許第546,764号公
報(Texas )は、フッ化水素で改質されたモンモリロナ
イト粘土を触媒として用いることを特徴とする、触媒の
存在下に第三級アルコールと第一級アルコールからアル
キル第三級アルキルエーテルを合成する方法を記載して
いる。
【0021】米国特許第5,183,947号明細書
は、リン酸またはフルオロリン酸で改質されたモンモリ
ロナイト粘土を触媒として用いることを特徴とする、触
媒の存在下に第三級アルコールと第一級アルコールから
アルキル第三級アルキルエーテルを合成する方法を記載
している。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】現在、高オクタン価ガ
ソリンへの配合成分としてのMTBEの製造に関心が向
けられており、かなりの収率を与える新規な触媒の確認
が、この技術分野で重要である。もし触媒がMTBEの
かなりの収率を与え、1段階での製造を可能にし、ある
温度以上で生成物が相分離するという追加された特徴と
組み合わされるならば、このような触媒は、この技術分
野にかなりの進歩をもたらすであろう。
【0023】第三級アルコールの急速な転換を可能に
し、かつ高温に耐えられる触媒を用いて、MTBEのよ
うなアルキル第三級アルキルエーテルが、第三級アルコ
ールと第一級アルコールより1段階で選択的に合成でき
るような、製造方法が必要とされている。
【0024】本発明の目的は、第三級アルコールの急速
な転換を可能にし、かつ高温に耐えられる触媒を用い
て、MTBEのようなアルキル第三級アルキルエーテル
が、tert−ブチルアルコールのような第三級アルコール
と、メタノールのような第一級アルコールより、1段階
で選択的に合成できるような製造方法を提供することで
ある。
【0025】
【課題を解決するための手段】今や、リン酸またはフル
オロリン酸で改質されたY−ゼオライトが、このような
アルコールからアルキル第三級アルキルエーテルを選択
的に合成するための触媒として用いられることが見出さ
れた。付随している実施例は、このような反応につい
て、本発明の改質ゼオライトを用いたときの、粗メタノ
ール/tert−ブタノール原料を、他の触媒よりも長期間
にわたって、顕著に高いMTBE/イソブチレン収率を
伴って、MTBEの良好な収率を示す。
【0026】本発明は、リン酸またはそのフッ素誘導体
で改質された、結晶性アルミノケイ酸塩であるホージャ
サイト型Y−ゼオライトを触媒として用いることを特徴
とする、第三級アルコールと第一級アルコールから、触
媒の存在下にアルキル第三級アルキルエーテルを合成す
る方法を提供する。より詳細には、リン酸またはそのフ
ッ素誘導体で改質された、結晶性アルミノケイ酸塩であ
るホージャサイト型Y−ゼオライトを触媒として用いる
ことを特徴とする、tert−ブチルアルコールとメタノー
ルから、触媒の存在下にメチル−tert−ブチルエーテル
を合成する方法を提供する。
【0027】本発明の方法は、代表的には、tert−ブチ
ルアルコールとメタノールを、エーテル化触媒の存在下
に反応させることによって、実施される。エーテル化は
1段階で行われ、触媒はリン酸またはフルオロリン酸で
改質されたY−ゼオライトを含む。
【0028】反応は、下記の式2で示すことができる。
【0029】
【化3】
【0030】一般に、共反応体であるtert−ブチルアル
コールとメタノールとを、所望のMTBEを生成するよ
うな比率で混合してよいが、所望のMTBEの収率を最
大にしたいのなら、供給混合物中のメタノールのtert−
ブチルアルコールに対するモル比は、好ましくは10:
1と1:10との間でなければならない。MTBEの最
大の選択率および1回のパスあたり最適の転化率に達す
るには、液状供給物中のメタノールを過剰にすることが
望ましい。メタノールのtert−ブチルアルコールへのモ
ル比は、1:1から5:1の間が最も好ましい。
【0031】ある種の状況では、粗生成物の混合物相
が、イソブチレンおよびMTBE生成物に富む相と、よ
り重い水性メタノール相とに分離するほどに、tert−ブ
タノールの転化率が十分に高い(たとえば1回のパスで
80%を越える)ことが、とくに望まれる。好ましく
は、このような生成物相の分離は、できるだけ低いエー
テル化温度で、しかしとくに160〜200℃の範囲で
達成されよう。
【0032】同様の反応は、他のアルキル第三級アルキ
ルエーテルの合成にも適用することができる。たとえ
ば、前記の反応は、C1 〜C6 第1級アルコール、たと
えばメタノール、エタノール、n−プロピルアルコール
およびn−ヘキシルアルコールと;C4 〜C10第三級ア
ルコール、たとえばtert−ブチルアルコールおよびtert
−アミルアルコールとの反応に適用できる。メタノール
とtert−アミルアルコール(2−メチル−2−ブタノー
ル)との反応は、それによってメチル−tert−アミルエ
ーテル(TAME)が得られる。代わりに、C1 〜C5
アルコールの混合物のような混合アルコールを用いる
と、アルキル第三級アルキルエーテルの混合物が得られ
る。
【0033】式2の反応の触媒として、ある種の結晶性
アルミノシリケートであるゼオライト、とくに合成Y−
ゼオライトを包含するホージャサイトゼオライトと同形
のグループを用いて、良い結果が実現した。好ましいY
−ゼオライトは、希土類交換されたY−ゼオライトであ
る。
【0034】ゼオライトの単位セルは立方晶系で、ao
は約2.5nmであり、それぞれ共有する酸素原子を介し
て結合される192個のケイ素またはアルミニウムを中
心原子とする酸素四面体を含有する。アルミニウムを中
心原子とする四面体のそれぞれの負の正味電荷のため
に、それぞれの単位セルは、電荷をバランスさせる当量
数のカチオンを含有する。それらはゼオライトではその
合成された形でもっぱらナトリウムである。水和された
形のY−ゼオライトでは、代表的なセルの内容は次式の
とおりである。
【0035】
【化4】
【0036】Y−ゼオライトは、ケイ素原子とアルミニ
ウム原子の相対濃度に基づいて区別され、その結果、細
部の構造とそれに関連する化学的および物理的性質に影
響を与える。Y−ゼオライトの単位セルのアルミニウム
原子は76〜48の間で変化し、1.5〜3.0のS
i:Al比を与える。双方のカチオン濃度およびアルミ
ノシリケート構造の電荷濃度は、Y−ゼオライトの方
が、単位セルのAl原子が96〜77の間で変化するX
−ゼオライトよりも低い。
【0037】ホージャサイトと、方ソーダ石単位から組
み立てられている他のゼオライトとの間の差異を決定す
る特徴は、該単位が結合している二重6員環または六角
プリズムである。方ソーダ石単位またはβ−ケージは、
頂点に位置する24個のケイ素またはアルミニウムの原
子(T原子という)をもつ先端を切った八面体として表
わされる。36個の酸素原子が、T原子の周囲に四面体
の空間配列を得るように、頂点を共有する辺の中点に位
置する。β−ケージの空隙の自由直径は0.66nmであ
るが、それぞれの六角形をした面に結合した6個の酸素
原子のひずんだ環の、直径0.22nmの孔を通って、最
小の分子のみが進入することができる。それぞれの方ソ
ーダ石単位は、6個の橋かけ酸素によって、六角形をし
た面を横切って、他の4個の方ソーダ石単位と四面体的
に結合している。方ソーダ石単位と六角形プリズムによ
って閉じられたより大きな空隙は、α−ケージまたはス
ーパーケージと呼ばれる。α−ケージは自由直径が約
1.3nmの26面体であり、半径0.80〜0.90nm
のひずんだ12員環を通って進入できる。このようにし
て、それぞれのα−ケージは四面体的に他の4個のα−
ケージと結合して、ゼオライト構造の全体に広がる空隙
空間の複雑なシステムを与える。α−およびβ−ケージ
は、X−ゼオライトとともにY−ゼオライトに、知られ
ている他のゼオライトにはない、脱水した結晶の約50
容量%という最大の空隙容積を与える。触媒的な観点で
は、α−ケージは、β−ケージと異なって、おびただし
い脂肪族および芳香族化合物が進入するのを許すので、
はるかに最も重要である。
【0038】課題であるMTBEの合成にとくに効果的
なのは、合成Y−ゼオライトである。該ゼオライトは好
ましくは強酸形であり、そこでは、いくらかの、または
すべてのカチオン(第I族または第II族の、ナトリウ
ム、カリウム、カルシウムまたはマグネシウムのよう
な、アルカリまたはアルカリ土類金属イオン)が、プロ
トン交換されるか、アンモニウム交換により、ついで高
温(たとえば400〜500℃)で鉱酸処理などによっ
て熱安定化(脱アンモニア化、NH3 の除去)されるべ
きである。あるいは、該Y−ゼオライトは、水熱処理、
鉱酸処理、またはエチレンジアミンテトラ酢酸(EDT
A)もしくは他のキレート化剤による処理によって、脱
アルミニウム化されてもよく、この場合に、前記の脱ア
ルミニウム化されたY−ゼオライトは、Si:Al比が
3を越えなければならない。
【0039】もうひとつの可能性としては、Y−ゼオラ
イトは、たとえば希土類塩混合物、ランタン塩による処
理などによって、希土類交換されてもよい。このような
希土類交換されたY−ゼオライトは、それによって1.
5〜3のSi:Al比を有することになろう。希土類に
よるY−ゼオライトのナトリウムイオンの交換は、概説
されている(たとえば、R. Rudham およびA. Stockwel;
The Chemical Society Specialist Periodical Report
-Catalysis, Vol. 1 (1977) 、第3章参照)。
【0040】上記の触媒は粉末、ペレット、粒剤、形状
品および押出品の形状であってよい。
【0041】メタノールおよびtert−ブチルアルコール
から1段階でMTBEを合成するためにリン酸、モノフ
ルオロリン酸またはジフルオロリン酸で改質できる好適
なゼオライトの例は、代表的なY−ゼオライト、とくに
1.5:1と2:1の間のSi:Al比を有するLin
de SK−500押出品のような希土類交換されたゼ
オライトを包含する。実施例によって示されるように、
これらの触媒は、好ましくは純度が高く、表面積が大き
い(すなわち、100m2/gを越える)。Y−ゼオライト
を改質するのに有用な酸は、フルオロリン酸およびその
同種のものである。ゼオライトを改質するのに有用な,
リン酸(H3 PO4 )に加えて、上記のフルオロリン酸
類は、モノフルオロリン酸(O=P(OH)2 F)、ジ
フルオロリン酸(O=P(OH)F2 )およびヘキサフ
ルオロリン酸(HPF6 )からなる群より選ばれる。
【0042】実施例4および表8に示されるように、ジ
フルオロリン酸を用いて、良好な結果が見られた。実施
例2と表1は、モノフルオロリン酸を用いての良好な結
果を示す。
【0043】フルオロリン酸改質ゼオライトの製造は、
好ましくは押出品の形状であるゼオライトに、蒸留水
か、またはアセトンのような有機溶媒かの中のフルオロ
リン酸の溶液を加えることによって行われる。ついで混
合物を、約1〜48時間、窒素ブランケットのもとに攪
拌(または静置)し、蒸留水および/または適切な有機
溶媒で洗浄し、約20〜100℃の減圧中で、それから
20〜300℃で乾燥する。該フルオロリン酸改質ゼオ
ライトは、一般に、1meq/g まで、またはそれ以上の滴
定可能酸度を有する。
【0044】反応は、撹拌式スラリー反応器の中で、ま
たは固定床連続流反応器の中で行うことができる。触媒
濃度は、所望の触媒効果を与えるのに十分なものでなけ
ればならない。
【0045】エーテル化反応は、一般に20〜150
℃、好ましくは80〜200℃の温度で行うことができ
る。全運転圧力は14〜210MPa (0〜1,000ps
ig)またはそれ以上でよい。好ましい圧力の範囲は52
〜106MPa (50〜500psig)である。
【0046】代表的には、MTBEは、全流体時間空間
速度(LHSV)が6までまたはそれ以上の比較的緩や
かな条件により、粗液状生成物中の約30重量%まで、
またはそれ以上の濃度で、連続的に形成される。ここで
LHSVは次式で表わされる。
【0047】
【数1】
【0048】
【実施例】以下に示す実施例は、とくに表面積の大きい
押出品の形状の、析出したフルオロリン酸を有するY−
ゼオライトを用いた、tert−ブチルアルコールとメタノ
ールからMTBEを1段階で合成する(式2)例を示し
ている。実施例は単に例示のためであって、本発明はそ
れによって限定されることを意味しないと理解される。
【0049】以下の実施例において、tert−ブチルアル
コール(TBA)の転換率(重量%)は、次の式を用い
て規定される。
【0050】
【数2】
【0051】MTBEおよびイソブチレン(C48
の選択率(モル%)は、次の式で規定される。
【0052】
【数3】
【0053】実施例1〜4および比較例A〜Cの結果を
比較して、次のことに注目してよい。
【0054】比較例Aの非処理Y−ゼオライト、ならび
に比較例Bおよび比較例Cの、モノフルオロリン酸また
はジフルオロリン酸で処理されたX−ゼオライトと比較
して、実施例2および実施例4における、モノフルオロ
リン酸またはジフルオロリン酸で処理されたY−ゼオラ
イトの実績は、次のことを示している。
【0055】(a)すべての操作温度において、モノフ
ルオロリン酸またはジフルオロリン酸で処理されたY−
ゼオライト(表1および表8)によるtert−ブチルアル
コールの転換率の水準は、非処理ゼオライト(比較例
A、表3)およびフルオロリン酸処理X−ゼオライト
(比較例Bおよび比較例C、表5および表6)に対して
著しく高い。
【0056】(b)モノフルオロリン酸またはジフルオ
ロリン酸で処理された実施例2および実施例4のY−ゼ
オライトのみが、180℃の操作温度で、生成物がイソ
ブチレン−MTBEに富む相と、より重い水性メタノー
ル相とに相分離することを達成した。
【0057】実施例1 この実施例は、モノフルオロリン酸処理Y−ゼオライト
の製造を示す。
【0058】Y−ゼオライト(LZY-52、United Oil Pro
ducts 社製、 直径1.6mmの押出品、 表面積825m2/
g、単位セル寸法24.68Å)の試料500mlに、モ
ノフルオロリン酸の10%蒸留水溶液を、すべての押出
品が覆われるのに十分な量加えた。混合物を1時間放置
し、過剰の水分をロータリーエバポレーターで除去し、
残った固体を200℃で一夜乾燥した。
【0059】回収した白色の押出品は、分析によって、
次の成分を含むことを見出した。 リン含有量: 3.7% 水分含有量: 0.96% 酸性度: 1.77mg KOH/g(0.03meq/g )
【0060】実施例2 この実施例は、実施例1のモノフルオロリン酸処理Y−
ゼオライトを用いる、tert−ブチルアルコールとメタノ
ールからのメチル−tert−ブチルエーテルの製造を示
す。
【0061】反応は、上昇流で操作され、炉の中に装着
され、±1.0℃に制御でき、<±1ml/hに流量を制御
できる、316ステンレス鋼製の管状反応器(内径13
mm、長さ300mm)の中で行った。該反応器を圧力制御
装置、ならびに温度、圧力および流速の記録装置にも接
続した。
【0062】実験のはじめに、実施例1の手順で製造さ
れた、1.77mg KOH/gの酸容量を有する直径1.6mm
のモノフルオロリン酸処理LZY−52ゼオライトの直
径1.6mmの押出品25mlを仕込んだ。触媒が中央の位
置に留まるように、ガラスウールの遮蔽物を反応器の頂
部と底部に置いた。
【0063】反応器を120℃、全圧2,070kPa に
保ち、メタノール/tert−ブチルアルコール(モル比
1.1:1の混合物)を、流速50ml/hの上昇流で触媒
床に通した。供給を続けながら、粗生成流出物の試料を
定期的に316ステンレス鋼ボンベに採取して、気液ク
ロマトグラフィーおよびGC−IRによって分析した。
【0064】これらの条件で得られた試料の代表的な分
析データを表1にまとめた。一連の他の温度(140
℃、160℃および180℃)の実績を、同様の手順を
用いて測定した。これらの結果もまた表1にまとめた。
【0065】
【表1】
【0066】記録からの140℃、160℃および18
0℃における転換率の値と、イソブチレン/MTBEの
選択率は、下記の表2のとおりであった。
【0067】
【表2】
【0068】比較例A この比較例は、tert−ブチルアルコールとメタノールか
らのメチル−tert−ブチルエーテルの製造における非処
理Y−ゼオライト(LZY−52)の実績を示す。
【0069】実施例2の装置と手順を用いて、非処理Y
−ゼオライト(LZY-52、United OilProducts 社製、 直
径1.6mmの押出品)25mlを反応器系に仕込み、一連
の温度(120℃、140℃、160℃および180
℃)にわたって実績を記録した。tert−ブチルアルコー
ル/メタノール(1.1:1)の供給速度は50ml/hに
維持した。結果を表3にまとめた。
【0070】
【表3】
【0071】計算したtert−ブチルアルコールの転換率
およびC48 /MTBEの選択率は、下記の表4のと
おりであった。
【0072】
【表4】
【0073】比較例B この比較例は、tert−ブチルアルコールとメタノールか
らのメチル−tert−ブチルエーテルの製造における、モ
ノフルオロリン酸処理X−ゼオライトの実績を示す。
【0074】実施例2の装置と手順を用いて、実施例1
と同様の手順で製造されたモノフルオロリン酸処理13
X−ゼオライト25mlを反応器系に仕込み、一連の温度
(120℃、140℃、160℃および180℃)にわ
たって実績を記録した。tert−ブチルアルコール/メタ
ノール(1:1.1)の供給速度は50ml/hに維持し
た。結果を表5にまとめた。
【0075】
【表5】
【0076】計算されたtert−ブチルアルコールの転換
率は、この全温度範囲にわたって、1パスあたり3%を
越えなかった。
【0077】比較例C この比較例は、tert−ブチルアルコールとメタノールか
らのメチル−tert−ブチルエーテルの製造における、ジ
フルオロリン酸処理X−ゼオライトの実績を示す。
【0078】実施例2の装置と手順を用いて、実施例1
と同様の手順で製造されたジフルオロリン酸処理13X
−ゼオライト25mlを反応器系に仕込み、一連の温度
(120℃、140℃、160℃および180℃)にわ
たって実績を記録した。tert−ブチルアルコール/メタ
ノール(1:1.1)の供給速度は50ml/hに維持し
た。結果を表6にまとめた。
【0079】
【表6】
【0080】計算したtert−ブチルアルコールの転換率
およびC48 /MTBEの選択率は、下記の表7のと
おりであった。
【0081】
【表7】
【0082】実施例3 この実施例は、ジフルオロリン酸処理Y−ゼオライトの
製造を示す。
【0083】実施例1の手順に従って、Y−ゼオライト
(LZY−52)の試料をジフルオロリン酸(10%)
水溶液で処理し、混合物を1時間放置した。余剰の水分
をロータリーエバポレーターで除き、200℃で一夜乾
燥した後、回収した白色の押出品は、分析によって次の
成分を含むことを見出した。 リン含有量: 4.1% 水分含有量: 0.33% 酸性度: 2.61mg KOH/g(0.05meq/g )
【0084】実施例4 この実施例は、実施例3のジフルオロリン酸処理Y−ゼ
オライトを用いる、tert−ブチルアルコールとメタノー
ルからのメチル−tert−ブチルエーテルの製造を示す。
【0085】実施例2の装置と手順を用いて、実施例1
と同様の手順で製造されたジフルオロリン酸処理LSY
−52ゼオライト25mlを反応器系に仕込み、一連の温
度(120℃、140℃、160℃および180℃)に
わたって実績を記録した。tert−ブチルアルコール/メ
タノール(1:1.1)の供給速度は50ml/hに維持し
た。結果を表8にまとめた。
【0086】
【表8】
【0087】計算したtert−ブチルアルコールの転換率
およびC48 /MTBEの選択率は、下記の表9のと
おりであった。
【0088】
【表9】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒の存在下に第三級アルコールと第一
    級アルコールとからアルキル第三級アルキルエーテルを
    製造する方法であって、触媒として、リン酸またはフル
    オロリン酸で改質された結晶性アルミノシリケートのホ
    ージャサイト型Y−ゼオライトを用いることを特徴とす
    る方法。
  2. 【請求項2】 触媒の存在下にtert−ブチルアルコール
    とメタノールとからメチル−tert−ブチルエーテルを製
    造する方法であって、触媒として、リン酸またはフルオ
    ロリン酸で改質された結晶性アルミノシリケートのホー
    ジャサイト型Y−ゼオライトを用いることを特徴とする
    方法。
  3. 【請求項3】 上記のtert−ブチルアルコールとメタノ
    ールとが、20〜250℃の温度と14〜210MPa
    (大気圧〜1,000psig)の圧力で上記の触媒と連続
    的に接触して、アルキル第三級アルキルエーテルを得る
    請求項1または2記載の方法。
JP5182314A 1992-07-23 1993-07-23 リン酸またはフルオロリン酸で改質されたゼオライト触媒を用いるアルキル第三級アルキルエーテルの合成方法 Pending JPH06157386A (ja)

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US07/917,885 US5220078A (en) 1992-07-23 1992-07-23 One step synthesis of methyl t-butyl ether from t-butanol using fluorophosphoric acid-modified zeolite catalysts
US917885 1992-07-23

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EP (1) EP0594283B1 (ja)
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DE (1) DE69307649T2 (ja)

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CA2084425A1 (en) 1994-01-24
EP0594283A1 (en) 1994-04-27
US5220078A (en) 1993-06-15
DE69307649D1 (de) 1997-03-06
EP0594283B1 (en) 1997-01-22
DE69307649T2 (de) 1997-05-15

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