JPH10237055A

JPH10237055A - エポキシドの製造方法およびエポキシド製造用触媒

Info

Publication number: JPH10237055A
Application number: JP9320153A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hayashi; 利生林; Masahiro Wada; 正大和田; Masaki Haruta; 正毅春田
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカンからエポキシドを連続的に製造する
のに工業的に有利な方法を提供する。【解決手段】エポキシドの製造方法は、アルカンを含
むガスＡを脱水素反応させて、アルケンと水素とを含む
ガスＢを生成する脱水素工程１、金を含む触媒の存在下
で、酸素を含むガスＣを用いて上記ガスＢをエポキシ化
反応させて、エポキシドと、未反応の水素および酸素と
を含むガスＤを生成するエポキシ化工程２、上記ガスＤ
からエポキシドを分離する分離工程３、エポキシドを分
離したガスＥ中の水素と酸素とを反応させて酸素を除去
する酸素除去工程４、を含んでなっている。そして、上
記酸素を除去したガスＦの少なくとも一部（ガスＦ₁）
を、上記脱水素工程１に戻してリサイクルする。脱水素
工程１で生成する水素は、エポキシ化工程２および酸素
除去工程４で消費されるので、反応系に蓄積されない。
従って、大量の水素を反応系から分離・除去する工程が
不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカンを原料と
して用い、アルケンを経由してエポキシド（アルキレン
オキシド）を連続的に製造するエポキシドの製造方法、
および、エポキシド製造用触媒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、エポキシドとしてのプロピレン
オキシドを工業的に製造する方法としては、クロロヒド
リン法、或いは、ハルコン法や過酢酸法等の直接酸化法
が実施されている。ところが、これら方法は、副生成物
（副産物）を生じると共に、製造工程が二段階となると
いう問題点を有している。そこで、従来より、アルケン
としてのプロピレンを接触酸素酸化（部分酸化）するこ
とにより、プロピレンオキシドを製造する方法が種々提
案されている。しかしながら、これら方法に用いられる
触媒は、プロピレンオキシドへの選択性が低い等の性能
面で問題点を有している。従って、該方法は、工業化に
は至っていない。

【０００３】また、特開平８−１２７５５０号公報に
は、金と酸化チタン（チタニア）とを含む気相酸化反応
用触媒を用いて、水素の存在下で、アルケンを酸素酸化
することにより、対応するエポキシドを得る方法が開示
されている。該方法は、エポキシドへの選択性が９０％
程度と高いが、アルカンよりも高価なアルケンを原料と
して用いている。

【０００４】一方、米国特許第４，９９０，６３２号お
よび米国特許第５，００８，４１２号には、アルカンと
してのプロパンを原料として用い、脱水素反応を行って
プロピレンを生成した後、部分酸化を行ってプロピレン
オキシドを連続的に製造する方法が開示されている。上
記の方法は、プロピレンよりも安価なプロパンを原料と
して用いることができる。そして、該方法では、未反応
のプロパンやプロピレンをリサイクル（再利用）してい
る。尚、アルカンを脱水素反応させてアルケンを生成す
る反応は、例えば、特開昭６１−１８９２５６号公報、
特開平２−１４４９号公報等にも開示されているが、こ
れら公報においては、得られたアルケンに対して部分酸
化（アンモ酸化）を行ってニトリル類を製造している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記両
米国特許に開示されている製造方法では、脱水素反応に
よってプロピレンと共に生成する水素は消費されないの
で、上記リサイクルを行うと、反応系に水素が蓄積され
る。従って、該方法においては、ＰＳＡ(pressure swin
g adsorption) 法と称されるガス分離技術を用いて、水
素を反応系から分離・除去することを特徴としている。
つまり、上記の方法は、未反応のプロパン等をリサイク
ルする工程が煩雑であり、工業的に有利な製造方法とは
言い難い。

【０００６】それゆえ、エポキシドへの選択性が高く、
かつ、未反応のプロパン等をリサイクルする工程が簡略
化された製造方法、即ち、アルカンからエポキシドを連
続的に製造するのに工業的に有利な方法が嘱望されてい
る。本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、アルカンからエポキシドを連続的に
製造するのに工業的に有利なエポキシドの製造方法、お
よび、エポキシド製造用触媒を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、アルカ
ンからエポキシドを連続的に製造するのに工業的に有利
な方法について鋭意検討した。その結果、アルカンを含
むガスＡを脱水素反応させて、アルケン、水素並びに未
反応のアルカンを含むガスＢを生成する脱水素工程と、
触媒の存在下で、酸素と上記ガスＢとを反応させてエポ
キシドを生成するエポキシ化工程とを経て、アルカンか
らエポキシドを製造する方法において、金を含む触媒を
上記エポキシ化工程に用いることにより、簡単かつ効率
的にアルケンをエポキシ化反応することができ、これに
より、アルカンからエポキシドへの選択性を向上させる
ことができることを見い出した。そして、上記エポキシ
化工程で生成したガスＤからエポキシドを分離した後に
得られるガスＥから、該ガスＥ中の水素と酸素とを反応
させて酸素を除去することにより得られる、未反応のア
ルカンを含むガスＦの少なくとも一部を、上記脱水素工
程に戻すことにより、大量の水素を反応系から分離・除
去しなくとも、アルカンからエポキシドを連続的にかつ
工業的に有利に製造することができることを見い出し
た。即ち、脱水素工程で生成する水素をエポキシ化工程
で消費すると共に、未反応の水素を用いて酸素を除去す
ることにより、大量の水素を反応系から分離・除去する
工程が不要となるので、未反応のアルカン等をリサイク
ルする工程が簡略化され、工業的に有利となることを見
い出して、本発明を完成させるに至った。

【０００８】即ち、請求項１記載の発明のエポキシドの
製造方法は、上記の課題を解決するために、アルカンを
含むガスＡを脱水素反応させて、アルケン、水素並びに
未反応のアルカンを含むガスＢを生成する脱水素工程
と、触媒の存在下で、酸素と上記ガスＢとを反応させて
エポキシドを生成するエポキシ化工程とを経て、アルカ
ンからエポキシドを製造する方法において、金を含む触
媒を上記エポキシ化工程に用いることを特徴としてい
る。

【０００９】また、請求項２記載の発明のエポキシドの
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１記
載のエポキシドの製造方法において、上記エポキシ化工
程で生成したガスＤからエポキシドを分離した後に得ら
れるガスＥから、該ガスＥ中の水素と酸素とを反応させ
て酸素を除去することにより得られる、未反応のアルカ
ンを含むガスＦの少なくとも一部を、上記脱水素工程に
戻すことを特徴としている。

【００１０】請求項３記載の発明のエポキシドの製造方
法は、上記の課題を解決するために、請求項１または２
記載のエポキシドの製造方法において、上記脱水素反応
を、温度が４００℃〜７００℃、かつ、圧力が０．１ba
r.〜５bar.の条件下で行うことを特徴としている。

【００１１】請求項４記載の発明のエポキシドの製造方
法は、上記の課題を解決するために、請求項１、２また
は３記載のエポキシドの製造方法において、上記エポキ
シ化反応を、水素濃度が２容量％〜４０容量％、酸素濃
度が２容量％〜４０容量％、アルケン濃度が２容量％〜
４０容量％、温度が１００℃〜３５０℃、かつ、圧力が
０．１bar.〜３０bar.の条件下で行うことを特徴として
いる。

【００１２】さらに、請求項５記載の発明のエポキシド
製造用触媒は、上記の課題を解決するために、請求項１
ないし４の何れか１項に記載のエポキシドの製造方法に
おけるエポキシ化工程に用いられるエポキシド製造用触
媒であって、該触媒が金を含んでいることを特徴として
いる。

【００１３】上記エポキシ化反応に用いられる触媒（エ
ポキシド製造用触媒）は、金を含んでいるので、水素の
存在下でのアルケンのエポキシ化反応に対する活性およ
び選択性が優れている。従って、アルカンからエポキシ
ドへの選択性を向上させることができる。また、該触媒
は、エポキシ化反応を行うときに、脱水素工程で生成す
る水素を消費するので、該水素を有効に利用することが
できる。さらに、未反応の水素は、酸素を除去するのに
消費される。つまり、脱水素工程で生成する水素は、エ
ポキシ化工程、および酸素を除去する工程で消費され
る。従って、ガスＦの少なくとも一部を、例えば該ガス
Ｆ中の水素を除去すること無く上記脱水素工程に戻すリ
サイクルを行っても、反応系に水素は蓄積されない。そ
れゆえ、上記の方法によれば、大量の水素を反応系から
分離・除去する工程が不要となるので、未反応のアルカ
ン等をリサイクルする工程が簡略化され、経済的かつ工
業的に有利となる。これにより、アルカンからエポキシ
ドを連続的に、かつ、比較的高収率で製造することがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明にかかるエポキシドの製造
方法は、アルカンを含むガスＡを脱水素反応させて、ア
ルケン、水素並びに未反応のアルカンを含むガスＢを生
成する脱水素工程と、触媒の存在下で、酸素と上記ガス
Ｂとを反応させてエポキシドを生成するエポキシ化工程
とを経て、アルカンからエポキシドを製造する方法にお
いて、金を含む触媒を上記エポキシ化工程に用いる方法
である。また、上記エポキシ化工程で生成したガスＤか
らエポキシドを分離した後に得られるガスＥから、該ガ
スＥ中の水素と酸素とを反応させて酸素を除去すること
により得られる、未反応のアルカンを含むガスＦの少な
くとも一部を、上記脱水素工程に戻す方法である。

【００１５】本発明の実施の一形態について図１ないし
図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１６】図１に示すように、本発明の実施の一形態
にかかるエポキシドの製造方法は、アルカンを含むガ
スＡを脱水素反応させて、アルケンと水素とを含むガス
Ｂを生成する脱水素工程１、金を含む触媒（エポキシ
ド製造用触媒）の存在下で、酸素を含むガスＣを用いて
上記ガスＢをエポキシ化反応させて、エポキシドと、未
反応の水素および酸素とを含むガスＤを生成するエポキ
シ化工程２、上記ガスＤからエポキシドを分離する分
離工程３、エポキシドを分離したガスＥ中の水素と酸
素とを反応させて酸素（つまり、酸素ガス）を除去する
酸素除去工程４、を含んでなっており、上記酸素を除去
したガスＦの少なくとも一部（図１中、Ｆ₁で示す）
を、上記脱水素工程１に戻してリサイクル（再利用）す
る方法である。つまり、アルカンは、脱水素反応とエポ
キシ化反応との二段階の反応でエポキシドに変換され
る。

【００１７】脱水素工程１に原料として連続的に供給さ
れるアルカンは、特に限定されるものではないが、炭素
数が２以上、１０以下の化合物がより好ましい。本発明
においてアルカンとは、鎖状部分が飽和結合のみで形成
され、不飽和結合を有しない化合物を示すこととする。
従って、アルカンは、芳香環を置換基として有していて
もよい。即ち、芳香環を形成する不飽和結合以外に不飽
和結合を有しない芳香族炭化水素は、本発明におけるア
ルカンに含まれることとする。

【００１８】該アルカンとしては、具体的には、例え
ば、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−
ヘキサン、ｎ−オクタン、シクロヘキサン、エチルベン
ゼン、イソプロピルベンゼン等が挙げられる。本発明に
かかる製造方法を採用することにより、これらアルカン
から、それぞれ対応するエポキシド、即ち、上記例示の
順に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、エポキ
シブタン類、１，２−エポキシ−２−メチルプロパン、
エポキシヘキサン類、エポキシオクタン類、シクロヘキ
センオキシド、スチレンオキシド、１，２−エポキシ−
２−フェニルプロパン、等が得られる。

【００１９】そして、アルカンを含むガスＡは、特に限
定されるものではなく、アルカンを１０容量％〜１００
容量％の範囲内、より好ましくは２０容量％〜９５容量
％の範囲内で含んでいればよい。ガスＡに含まれていて
もよい、アルカン以外のガスとしては、具体的には、例
えば、アルケンや水素、或いは、窒素やヘリウム、アル
ゴン、二酸化炭素等の不活性ガス等が挙げられるが、特
に限定されるものではない。アルカンを含むガスＡとし
ては、具体的には、例えば、石油改質留分、各種反応や
操作によって生じる排ガス並びに未反応ガス等が挙げら
れる。

【００２０】上記の脱水素工程１において、アルカンを
含むガスＡの脱水素反応に用いられる触媒（以下、脱水
素触媒と記す）としては、具体的には、クロム、鉄、モ
リブデン等の元素からなる金属酸化物やそれらの複合酸
化物をアルミナ等の担体に担持した触媒、白金等の貴金
属をアルミナ等の担体に担持した触媒が好適であるが、
特に限定されるものではなく、脱水素反応に一般的に用
いられている触媒を採用することができる。ガスＡを該
脱水素触媒に接触させることにより、脱水素反応が進行
し、ガスＡ中のアルカンは、その一部がアルケンと水素
とに変換される。また、副生成物として、原料として用
いたアルカンよりも炭素数の少ないアルカンやアルケン
（例えば、メタン等）が副生される。つまり、ガスＡを
脱水素反応させることにより、アルケン、水素、副生成
物、および、未反応のアルカンを含むガスＢが得られ
る。ガスＢは、エポキシ化工程２に連続的に供給され
る。

【００２１】脱水素反応は吸熱反応である。該脱水素反
応の反応条件は、ガスＡの組成並びに供給量、脱水素触
媒の種類並びに使用量、ガスＡと脱水素触媒との組み合
わせ等に応じて設定すればよく、特に限定されるもので
はないが、脱水素反応が平衡反応であること、並びに該
脱水素反応の操作面から、反応温度は４００℃〜７００
℃の範囲内が好ましく、６００℃付近がより好ましい。
また、反応圧力は０．１bar.〜５bar.の範囲内がより好
ましい。尚、脱水素反応の形態は、固定床式、流動床
式、移動床式の何れの方式であってもよい。

【００２２】上記のエポキシ化工程２において、ガスＢ
のエポキシ化反応に用いられる触媒（エポキシド製造用
触媒、以下、エポキシ化触媒と記す）は、金を含んでい
ればよく、特に限定されるものではないが、平均粒径が
１０ｎｍ以下の金超微粒子と、チタンを含む金属酸化物
（例えばチタニア）とを含む触媒がより好ましい。上記
金超微粒子および金属酸化物を含むエポキシ化触媒は、
例えば、金属酸化物に金超微粒子を担持させることによ
り調製することができる。該エポキシ化触媒は、活性お
よび選択性がより一層優れている。金の平均粒径が１０
ｎｍを越える場合には、１０ｎｍ以下である場合と比較
して、エポキシ化触媒の活性が低くなるおそれがある。
また、金の粒径分布は、特に限定されるものではない
が、比較的狭い方がより好ましい。

【００２３】エポキシ化触媒は、金、より好ましくは金
超微粒子と金属酸化物とを含んでいるので、水素の存在
下でのアルケンのエポキシ化反応に対する活性および選
択性が優れている。該エポキシ化触媒においては、金超
微粒子と金属酸化物との相乗効果により、即ち、これら
成分が特異的かつ相乗的に効果を発揮することにより、
簡単かつ効率的にアルケンをエポキシ化反応することが
できる。また、エポキシ化触媒は、選択性に優れている
ので、従来よりエポキシ化反応に用いられている一般的
な触媒と比較して、副生成物の生成を抑制することがで
きる。従って、エポキシ化触媒は、アルカンからエポキ
シドへの選択性を向上させることができる。

【００２４】エポキシ化工程２に連続的に供給されるガ
スＣは、酸素を含んでいればよく、特に限定されるもの
ではない。酸素の供給量は、ガスＢ中のアルケンのエポ
キシ化反応に必要とされる量以上であればよい。酸素を
大過剰に供給してもエポキシ化触媒の活性や選択性が向
上することは殆どなく、しかも、酸素除去工程４での操
作が煩雑となるので、好ましくない。

【００２５】上記のガスＣは、必要に応じて、本発明に
かかるエポキシ化反応等の各種反応に対して不活性なガ
ス、例えば窒素やヘリウム、アルゴン、二酸化炭素等の
不活性ガスを含んでいてもよい。つまり、酸素は、必要
に応じて、不活性ガスによって希釈されていてもよい。
また、ガスＣとして空気を用いることもできる。

【００２６】ガスＣの存在下、ガスＢを上記エポキシ化
触媒に接触させることにより、即ち、ガスＢとガスＣと
の混合ガスをエポキシ化触媒に接触させることにより、
エポキシ化反応が進行し、ガスＢ中のアルケンは、その
一部がエポキシドに変換される。エポキシ化触媒は、エ
ポキシ化反応を行うときに、脱水素工程１で生成する水
素を消費するので、該水素を有効に利用することができ
る。また、副生成物として、アルデヒドやケトン、或い
は、水（水蒸気）や二酸化炭素等が副生される。つま
り、ガスＢをエポキシ化反応させることにより、エポキ
シド、副生成物、および、未反応のアルカンやアルケ
ン，水素，酸素を含むガスＤが得られる。ガスＤは、分
離工程３に連続的に供給される。尚、水素および酸素
は、上記エポキシ化触媒を用いたエポキシ化反応によっ
て、その殆どが消費されるが、残りは、未反応物として
ガスＤに含まれることとなる。また、ガスＣが不活性ガ
スを含んでいる場合には、ガスＤは、該不活性ガスを含
んでいる。

【００２７】エポキシ化反応の反応条件は、ガスＢ・Ｃ
の組成並びに供給量、エポキシ化触媒の種類並びに使用
量、ガスＢ・Ｃとエポキシ化触媒との組み合わせ等に応
じて設定すればよく、特に限定されるものではないが、
少なくともアルカン、アルケン並びにエポキシドがガス
状で存在することができるように、反応温度は１００℃
〜３５０℃の範囲内が好ましく、１２０℃〜２８０℃の
範囲内がより好ましい。また、反応圧力は０．１bar.〜
３０bar.の範囲内がより好ましい。さらに、ガスＢとガ
スＣとの混合ガスにおける水素濃度は２容量％〜４０容
量％の範囲内がより好ましく、酸素濃度は２容量％〜４
０容量％の範囲内がより好ましく、アルケン濃度は２容
量％〜４０容量％の範囲内がより好ましい。尚、上記水
素濃度、酸素濃度およびアルケン濃度の合計は、１００
容量％を越えることはない。また、エポキシ化反応の形
態は、固定床式、流動床式、移動床式の何れの方式であ
ってもよい。

【００２８】分離工程３において、ガスＤからエポキシ
ドを分離する方法としては、具体的には、例えば、有機
溶媒や水等と、上記ガスＤとを、例えば向流等による混
合操作を採用して効率的に気液接触させることにより、
該有機溶媒や水等にエポキシドを溶解（吸収）させる方
法が好適であるが、特に限定されるものではない。上記
の有機溶媒は、エポキシドに対して低活性であり、該エ
ポキシドを溶解し、かつ、未反応のアルカンやアルケン
等に対して低溶解性を示す化合物であればよく、特に限
定されるものではない。また、水は、例えばアルキレン
ジオール等が溶解してなる水溶液であってもよい。さら
に、エポキシドを分離する際の操作条件は、ガスＤの組
成並びに供給量、有機溶媒や水等（以下、単に溶媒と記
す）の種類並びに使用量、ガスＤと溶媒との組み合わせ
等に応じて設定すればよく、特に限定されるものではな
いが、少なくともアルカン並びにアルケンがガス状で存
在することができる条件が好ましい。尚、上記分離工程
３においては、副生成物であるアルデヒドやケトン、お
よび、水の一部も反応系から分離される。

【００２９】エポキシドを含む溶媒Ｇは、精製工程５に
供給される。該精製工程５においては、例えば、蒸留等
の操作を行うことにより、溶媒Ｇ中のエポキシドを分離
・回収する。そして、回収したエポキシドは、必要に応
じて、蒸留（精留）等の操作を行うことにより、精製す
る。これにより、いわゆる高純度のエポキシドが得られ
る。尚、上記蒸留の方式は、特に限定されるものではな
く、連続式であってもよく、或いは、回分式であっても
よい。また、エポキシドが分離された溶媒は、必要に応
じて、分離工程３に戻してリサイクルすることができ
る。

【００３０】一方、エポキシドが分離されたガスＥは、
酸素除去工程４に連続的に供給される。つまり、副生成
物、および、未反応のアルカンやアルケン，水素，酸素
を含むガスＥから、酸素除去工程４において、酸素（つ
まり、酸素ガス）を除去する。前記脱水素工程１におい
ては、酸素が存在すると、ガスＡの脱水素反応の効率が
著しく低下する。従って、該酸素除去工程４において、
ガスＥ中の水素と酸素とを反応させて酸素を除去する。
そのために、ガスＣおよび／またはガスＢには、必要に
応じて、酸素除去工程４において酸素を除去するのに必
要な量の水素をさらに添加してもよい。尚、酸素を除去
するのに必要な量の水素が該ガスＥに含まれていない場
合には、例えばメタン等の副生成物或いはアルケンと酸
素とを反応させて残りの酸素を除去することもできる。
また、ガスＤが不活性ガスを含んでいる場合には、ガス
Ｅは、該不活性ガスを含んでいる。

【００３１】ガスＥ中の酸素を除去する酸素除去反応に
用いられる触媒（以下、酸化触媒と記す）としては、具
体的には、例えば、白金やパラジウム等のVIII族の貴金
属元素を含む触媒，平均粒径が１０ｎｍ以下の金超微粒
子を含む触媒，等が好適であるが、特に限定されるもの
ではない。ガスＥを該酸化触媒に接触させることによ
り、酸化反応、つまり、水素と酸素との反応が進行して
水（水蒸気）が生成する。若しくは、メタン等の副生成
物或いはアルケンと酸素との反応（完全酸化反応）が進
行して水（水蒸気）並びに二酸化炭素が生成する。つま
り、ガスＥから酸素が除去される。

【００３２】尚、ガスＥ中の未反応の水素は、酸素除去
反応によって完全に消費されることが望ましい。ところ
が、酸素を完全に消費するためには、操作上において、
理論量よりも過剰の水素を使用する方が有利であること
が多い。従って、実際には、ガスＦ中に水素が少量残存
することが起こり得る。この場合には、ガスＦの一部分
或いは大部分が脱水素工程１に戻されてリサイクルされ
ているので、該ガスＦ中の水素が脱水素工程１に入るこ
とになる。しかしながら、脱水素反応は平衡反応である
ため、ガスＦに含まれる少量の上記水素が、脱水素工程
１において致命的な問題を招来するおそれは無い。

【００３３】酸素除去反応の反応条件は、ガスＥの組成
並びに供給量、酸化触媒の種類並びに使用量、ガスＥと
酸化触媒との組み合わせ等に応じて設定すればよく、特
に限定されるものではないが、少なくともアルカン並び
にアルケンがガス状で存在することができる条件が好ま
しい。除去反応の形態は、固定床式、流動床式、移動床
式の何れの方式であってもよい。これにより、未反応の
アルカンやアルケン、および、水や二酸化炭素等の副生
成物を含むガスＦが得られる。尚、ガスＥが不活性ガス
を含んでいる場合には、ガスＦは、該不活性ガスを含ん
でいる。

【００３４】ガスＦは、新しいアルカンと共に、前記脱
水素工程１に連続的に戻す。つまり、ガスＦを脱水素工
程１に連続的に戻すことにより、該ガスＦに含まれてい
る未反応のアルカンやアルケンをリサイクルする。従っ
て、前記のガスＡは、アルカンと、ガスＦの少なくとも
一部とを含む混合ガスである。

【００３５】ガスＦは、その全量を脱水素工程１に戻し
てもよいが、副生成物や不活性ガス等が反応系に蓄積し
ないように、その一部（図１中、Ｆ₂で示す）を反応系
から抜き出すこと、つまり、パージすることがより好ま
しい。尚、ガスＦ₂のパージは、連続的に行ってもよ
く、または、間欠的に行ってもよい。

【００３６】ガスＦを反応系からパージする量、即ち、
ガスＦ₂の量（以下、パージ量と記す）は、該ガスＦの
組成等に応じて設定すればよく、特に限定されるもので
はないが、副生成物や不活性ガス等が反応系に蓄積せ
ず、かつ、これら副生成物や不活性ガス等と共にパージ
されるアルカンやアルケンの量が出来るだけ少なくなる
ように設定することが望ましい。該パージ量としては、
全量の０．１容量％〜１０容量％の範囲内がより好まし
く、１容量％〜５容量％の範囲内がさらに好ましい。つ
まり、ガスＦの全量の９０容量％〜９９．９容量％を脱
水素工程１に戻すことがより好ましく、９５容量％〜９
９容量％を脱水素工程１に戻すことがさらに好ましい。
パージ量が０．１容量％よりも少ない場合には、副生成
物や不活性ガス等が反応系に蓄積するおそれがある。ま
た、パージ量が１０容量％よりも多い場合には、副生成
物や不活性ガス等と共にパージされるアルカンやアルケ
ンの量が多くなり、経済的に不利となる。

【００３７】また、前記の酸素除去工程４において、酸
素を除去するのにメタン等の副生成物或いはアルケンが
水素と共に用いられた場合には、酸素の除去に水素のみ
が用いられた場合と比較して、ガスＦに二酸化炭素が多
く含まれることになる。この場合には、ガスＦから二酸
化炭素を除去することが、より一層好ましい。

【００３８】即ち、ガスＦに二酸化炭素が比較的多く含
まれている場合には、図２に示すように、酸素除去工程
４と脱水素工程１との間に、ガスＦから二酸化炭素を除
去する二酸化炭素除去工程６を行うことが、より一層好
ましい。この場合には、ガスＦを二酸化炭素除去工程６
に連続的に供給する。該二酸化炭素除去工程６におい
て、ガスＦから二酸化炭素を除去する方法としては、具
体的には、例えば、水酸化カリウム等のアルカリ金属水
酸化物の水溶液と、上記ガスＦとを、例えば向流等によ
る混合操作を採用して効率的に気液接触させることによ
り、該アルカリ金属水酸化物と二酸化炭素とを反応させ
てアルカリ金属炭酸塩を形成させる方法が好適である
が、特に限定されるものではない。

【００３９】二酸化炭素を除去する際の操作条件は、ガ
スＦの組成並びに供給量、アルカリ金属水酸化物の種
類、水溶液の濃度並びに使用量、ガスＦとアルカリ金属
水酸化物との組み合わせ等に応じて設定すればよく、特
に限定されるものではないが、少なくともアルカン並び
にアルケンがガス状で存在することができる条件が好ま
しい。尚、上記二酸化炭素除去工程６においては、ガス
Ｆから二酸化炭素を完全に除去してもよく、或いは、ガ
スＦ中の二酸化炭素が所定濃度以下となるように該二酸
化炭素を除去してもよい。また、二酸化炭素除去工程６
においては、副生成物である水の一部も反応系から除去
される。

【００４０】二酸化炭素除去工程６において二酸化炭素
が除去されたガスＪは、新しいアルカンと共に、前記脱
水素工程１に連続的に戻す。つまり、ガスＪを脱水素工
程１に連続的に戻すことにより、該ガスＪに含まれてい
る未反応のアルカンやアルケンをリサイクルする。従っ
て、二酸化炭素除去工程６を行う場合には、前記のガス
Ａは、アルカンと、ガスＪの少なくとも一部とを含む混
合ガスである。

【００４１】ガスＪは、その全量を脱水素工程１に戻し
てもよいが、副生成物や不活性ガス等が反応系に蓄積し
ないように、その一部（図２中、Ｊ₂で示す）を反応系
からパージし、残り（同図中、Ｊ₁で示す）を脱水素工
程１に戻すことがより好ましい。尚、ガスＪ₂のパージ
は、連続的に行ってもよく、または、間欠的に行っても
よい。

【００４２】ガスＪのパージ量は、該ガスＪの組成等に
応じて設定すればよく、特に限定されるものではない
が、副生成物や不活性ガス等が反応系に蓄積せず、か
つ、これら副生成物や不活性ガス等と共にパージされる
アルカンやアルケンの量が出来るだけ少なくなるように
設定することが望ましい。該パージ量としては、全量の
０．１容量％〜１０容量％の範囲内がより好ましく、１
容量％〜５容量％の範囲内がさらに好ましい。つまり、
ガスＪの全量の９０容量％〜９９．９容量％を脱水素工
程１に戻すことがより好ましく、９５容量％〜９９容量
％を脱水素工程１に戻すことがさらに好ましい。パージ
量が０．１容量％よりも少ない場合には、副生成物や不
活性ガス等が反応系に蓄積するおそれがある。また、パ
ージ量が１０容量％よりも多い場合には、副生成物や不
活性ガス等と共にパージされるアルカンやアルケンの量
が多くなり、経済的に不利となる。

【００４３】一方、アルカリ金属炭酸塩を含む（溶解す
る）水溶液は、ガスＪと分離した後、例えば加熱する。
これにより、アルカリ金属炭酸塩は、アルカリ金属水酸
化物と二酸化炭素とに分解される。つまり、アルカリ金
属炭酸塩を含む水溶液を加熱することにより、二酸化炭
素を分離・回収する。尚、二酸化炭素を分離・回収する
方式は、特に限定されるものではなく、連続式であって
もよく、或いは、回分式であってもよい。また、二酸化
炭素が分離された水溶液は、二酸化炭素除去工程６に戻
してリサイクルすることができる。

【００４４】本発明の実施の一形態にかかるエポキシド
の製造方法は、以上のように、アルカンを含むガスＡを
脱水素反応させて、アルケンと水素とを含むガスＢを生
成する脱水素工程１、エポキシ化触媒の存在下で、酸素
を含むガスＣを用いて上記ガスＢをエポキシ化反応させ
て、エポキシドと、未反応の水素および酸素とを含むガ
スＤを生成するエポキシ化工程２、上記ガスＤからエポ
キシドを分離する分離工程３、および、エポキシドを分
離したガスＥ中の水素と酸素とを反応させて酸素を除去
する酸素除去工程４、を含み、上記酸素を除去したガス
Ｆの少なくとも一部を、上記脱水素工程に戻す方法であ
る。

【００４５】上記エポキシ化触媒は、金を含んでいるの
で、活性および選択性が優れている。従って、アルカン
からエポキシドへの選択性を向上させることができる。
また、エポキシ化触媒は、エポキシ化反応を行うとき
に、脱水素工程１で生成する水素を消費するので、該水
素を有効に利用することができる。さらに、未反応の水
素は、酸素除去工程４において酸素を除去するのに消費
される。つまり、脱水素工程１で生成する水素は、エポ
キシ化工程２および酸素除去工程４で消費される。従っ
て、ガスＦの少なくとも一部（ガスＦ₁）を、脱水素工
程１に連続的に戻すリサイクルを行っても、反応系に水
素は蓄積されない。それゆえ、上記の方法によれば、大
量の水素を反応系から分離・除去する工程が不要となる
ので、未反応のアルカン等をリサイクルする工程が簡略
化され、経済的かつ工業的に有利となる。これにより、
アルカンからエポキシドを連続的に、かつ、比較的高収
率で製造することができる。

【００４６】次に、上記の各工程、即ち、本発明の実施
の一形態にかかる製造方法を実施するのに好適な製造装
置の一例について、図３に基づいて以下に説明する。
尚、以下の説明においては、アルカンがプロパンである
場合、つまり、原料としてプロパンを用い、エポキシド
としてのプロピレンオキシドを連続的に製造する場合を
例に挙げて説明する。

【００４７】図３に示すように、製造装置は、脱水素工
程１を行う脱水素反応器１１、エポキシ化工程２を行う
エポキシ化反応器１２、分離工程３を行うプロピレンオ
キシド吸収塔１３、酸素除去工程４を行う酸素除去器１
４、および、精製工程５を行うプロピレンオキシド蒸留
塔１５を備えている。

【００４８】脱水素反応器１１は、例えば固定床型の反
応器であり、ガスＡと脱水素触媒とを接触させる。脱水
素触媒は、脱水素反応器１１内部に充填されている。脱
水素反応器１１の上部には、ガスＡ供給管２１が接続さ
れている。ガスＡ供給管２１には、新しいプロパンを脱
水素反応器１１に連続的に供給するプロパン供給管２２
と、ガスＦ₁を脱水素反応器１１に連続的に戻すリサイ
クル管３０ａとが接続されている。また、ガスＡ供給管
２１における脱水素反応器１１近傍には、ガスＡを加熱
する熱交換器（図示せず）が設けられている。脱水素反
応器１１の下部には、ガスＢをエポキシ化反応器１２に
連続的に供給するガスＢ供給管２３が接続されている。
また、ガスＢ供給管２３における所定位置には、ガスＢ
を冷却する熱交換器（図示せず）が設けられている。従
って、脱水素反応器１１は、ガスＡをダウンフローさせ
るようになっている。

【００４９】脱水素反応器１１では、脱水素反応の反応
条件に応じて、ガスＡ中のプロパンのうち、凡そ１０モ
ル％〜６０モル％が脱水素反応されて、プロピレンおよ
び水素に変換されると共に、副生成物であるメタンやエ
タン、エチレン等（以下、軽沸点成分と記す）が副生さ
れる。脱水素反応器１１におけるプロパンの転化率は、
凡そ１０モル％〜６０モル％であり、プロピレンへの選
択率は、９２モル％〜９８モル％である。従って、ガス
Ｂには、ガスＡ中のプロパンのうち、凡そ４０モル％〜
９０モル％が未反応物として含まれている。

【００５０】エポキシ化反応器１２は、例えば固定床型
の反応器であり、ガスＢとガスＣとを含む混合ガスと、
エポキシ化触媒とを接触させる。エポキシ化触媒は、エ
ポキシ化反応器１２内部に充填されている。エポキシ化
反応器１２の上部には、ガスＢ供給管２３が接続されて
いる。ガスＢ供給管２３には、ガスＣをエポキシ化反応
器１２に連続的に供給するガスＣ供給管２４と、水素を
含むガスＮをエポキシ化反応器１２に必要に応じて供給
するガスＮ供給管４０とが接続されている。エポキシ化
反応器１２の下部には、ガスＤをプロピレンオキシド吸
収塔１３に連続的に供給するガスＤ供給管２５が接続さ
れている。従って、エポキシ化反応器１２は、ガスＢを
ダウンフローさせるようになっている。エポキシ化反応
器１２では、例えば、プロピレン１モルに対して、水素
が０．２モル〜２０モルの範囲内で含まれ、かつ、酸素
が０．２モル〜２０モルの範囲内で含まれるように、上
記のガスＢ、ガスＣ、および必要に応じてガスＮの流量
を調整する。

【００５１】エポキシ化反応器１２では、エポキシ化反
応の反応条件に応じて、ガスＢ中のプロピレンのうち、
２モル％〜５０モル％がエポキシ化されて、プロピレン
オキシドに変換されると共に、二酸化炭素や水等の副生
成物が副生される。エポキシ化反応器１２におけるプロ
ピレンの転化率は、２モル％〜５０モル％であり、プロ
ピレンオキシドへの選択率は、８０モル％以上である。
従って、ガスＤには、ガスＢ中のプロピレンのうち、５
０モル％〜９８モル％が未反応物として含まれている。

【００５２】プロピレンオキシド吸収塔１３は、気液接
触型の吸収塔であり、ガスＤと溶媒とを気液接触させ
る。プロピレンオキシド吸収塔１３の塔底近傍には、ガ
スＤ供給管２５が接続されている。プロピレンオキシド
吸収塔１３の塔底には、プロピレンオキシドを含む溶媒
Ｇをプロピレンオキシド蒸留塔１５に連続的に供給する
溶媒Ｇ供給管２７が接続されている。また、プロピレン
オキシド吸収塔１３の塔頂には、ガスＥを酸素除去器１
４に連続的に供給するガスＥ供給管２６が接続されてい
る。プロピレンオキシド吸収塔１３の塔頂近傍には、プ
ロピレンオキシド蒸留塔１５にて粗プロピレンオキシド
が分離された溶媒Ｋが連続的に供給される溶媒Ｋ供給管
２９が接続されている。従って、プロピレンオキシド吸
収塔１３は、ガスＤと溶媒とを向流させるようになって
いる。

【００５３】酸素除去器１４は、例えば固定床型の反応
器であり、ガスＥと酸化触媒とを接触させる。酸化触媒
は、酸素除去器１４内部に充填されている。酸素除去器
１４の上部には、ガスＥ供給管２６が接続されている。
酸素除去器１４の下部には、ガスＦを取り出すガスＦ取
出管３０が接続されている。ガスＦ取出管３０は、上記
リサイクル管３０ａと、ガスＦ₂をパージするパージ管
３０ｂとに分岐している。従って、酸素除去器１４は、
ガスＥをダウンフローさせるようになっている。

【００５４】プロピレンオキシド蒸留塔１５は、例えば
連続式多段蒸留塔であり、溶媒Ｇ中のプロピレンオキシ
ドを連続的に分離・回収する。プロピレンオキシド蒸留
塔１５のほぼ中段には、溶媒Ｇ供給管２７が接続されて
いる。プロピレンオキシド蒸留塔１５の塔頂には、ガス
状の粗プロピレンオキシドを連続的に抜き出す抜出管２
８が接続されている。プロピレンオキシド蒸留塔１５の
塔底には、溶媒Ｋ供給管２９が接続されている。上記抜
出管２８における所定位置には、粗プロピレンオキシド
を凝縮させる凝縮器（図示せず）が設けられている。ま
た、抜出管２８は、図示しない精留塔に接続されてい
る。尚、精留塔では、プロピレンオキシドと、該プロピ
レンオキシドの沸点に近い沸点を有するプロピオンアル
デヒドやアセトン等を連続的に分離する。

【００５５】また、ガスＦに二酸化炭素が比較的多く含
まれている場合には、図４に示すように、製造装置は、
二酸化炭素除去工程６を行う二酸化炭素吸収塔１６およ
び放散塔１７をさらに備えていることがより好ましい。

【００５６】二酸化炭素吸収塔１６は、気液接触型の吸
収塔であり、ガスＦ₂と、アルカリ金属水酸化物の水溶
液とを気液接触させる。二酸化炭素吸収塔１６の塔底近
傍には、ガスＦ₂が連続的に供給されるパージ管３０ｂ
が接続されている。二酸化炭素吸収塔１６の塔底には、
アルカリ金属炭酸塩を含む水溶液Ｌを放散塔１７に連続
的に供給する水溶液Ｌ供給管３２が接続されている。ま
た、二酸化炭素吸収塔１６の塔頂には、ガスＪを取り出
すガスＪ取出管３１が接続されている。ガスＪ取出管３
１は、ガスＪ₁を脱水素反応器１１に連続的に戻すリサ
イクル管３１ａと、ガスＪ₂をパージするパージ管３１
ｂとに分岐している。リサイクル管３１ａは、前記リサ
イクル管３０ａに接続されており、従って、脱水素反応
器１１には、ガスＦ₁とガスＪ₁との混合ガスが連続的
に戻されるようになっている。二酸化炭素吸収塔１６の
塔頂近傍には、二酸化炭素が分離された水溶液Ｍが連続
的に供給される水溶液Ｍ供給管３４が接続されている。
従って、二酸化炭素吸収塔１６は、ガスＦ₂と水溶液と
を向流させるようになっている。

【００５７】放散塔１７は、水溶液Ｌを加熱することに
より、アルカリ金属炭酸塩をアルカリ金属水酸化物と二
酸化炭素とに連続的に分解する。放散塔１７の塔頂近傍
には、水溶液Ｌ供給管３２が接続されている。放散塔１
７の塔頂には、二酸化炭素を連続的に抜き出す抜出管３
３が接続されている。放散塔１７の塔底には、水溶液Ｍ
供給管３４が接続されている。

【００５８】上記構成の製造装置を用いることにより、
プロパンからプロピレンオキシドを連続的に、かつ、比
較的高収率で製造することができる。尚、製造装置は、
脱水素反応器１１を複数有していてもよい。この場合に
は、脱水素反応器１１…を互いに並列となるように接続
する。また、製造装置は、エポキシ化反応器１２を複数
有していてもよい。この場合には、エポキシ化反応器１
２…を互いに並列となるように接続する。

【００５９】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるもの
ではない。

【００６０】〔実施例１〕酸素除去工程における酸素の
除去を、実質的に水素と酸素との反応だけで行うと共
に、二酸化炭素等の副生成物等が反応系に蓄積しないよ
うに、リサイクルガスの一部のパージを行った。即ち、
図３に示す製造装置を用いて、プロパンからプロピレン
オキシドを連続的に製造した。

【００６１】プロパン供給管２２を介して脱水素反応器
１１に供給するプロパンの流量を５２．８モル／ｈｒと
した。そして、該プロパンとガスＦ₁との混合ガスであ
るガスＡを熱交換器で加熱した後、脱水素反応器１１に
連続的に供給した。該ガスＡの流量は１，２９２モル／
ｈｒであり、その組成は、プロパン１８．６容量％、プ
ロピレン１６．９容量％、二酸化炭素６．６容量％、軽
沸点成分２．２容量％、水２．０容量％、水素０．４容
量％、および、窒素（不活性ガス）５３．４容量％であ
った。

【００６２】脱水素触媒として、クロミア−アルミナ系
触媒を用いた。そして、該触媒を充填した脱水素反応器
１１を、反応温度６００℃、反応圧力１．０bar.で操作
した。ガスＢを分析したところ、プロパンの転化率は１
７モル％であり、プロピレンへの選択率は９７モル％で
あった。

【００６３】上記のガスＢを熱交換器で冷却した後、該
ガスＢに水素、酸素および窒素を混合して、エポキシ化
反応器１２に連続的に供給した。即ち、ガスＮ供給管４
０等を介してエポキシ化反応器１２に供給する水素の流
量を２９．３モル／ｈｒとすると共に、ガスＣ供給管２
４等を介してエポキシ化反応器１２に供給する酸素の流
量を５５モル／ｈｒ、窒素の流量を４４モル／ｈｒとし
た。

【００６４】エポキシ化触媒として、チタニア−シリカ
に金超微粒子を担持してなる触媒を用いた。そして、該
触媒を充填したエポキシ化反応器１２を、反応温度２０
０℃、反応圧力５bar.で操作した。ガスＤの流量は１，
４３０モル／ｈｒであり、その組成は、プロパン１３．
９容量％、プロピレン１６．２容量％、プロピレンオキ
シド１．７容量％、二酸化炭素６．３容量％、軽沸点成
分２．１容量％、水５．２容量％、水素２．２容量％、
酸素０．９容量％、および、窒素５１．３容量％であっ
た。従って、プロピレンの転化率は１０モル％であり、
プロピレンオキシドへの選択率は９３モル％であった。

【００６５】上記のガスＤを、圧力を低下させることな
くプロピレンオキシド吸収塔１３に連続的に供給した。
そして、プロピレンオキシド吸収塔１３を、温度４０
℃、圧力５bar.、水（溶媒Ｋ）の流量約８００モル／ｈ
ｒで操作した。溶媒Ｇ供給管２７を介してプロピレンオ
キシド蒸留塔１５に連続的に供給される水溶液（溶媒
Ｇ）には、プロピレンオキシドが２４．２モル／ｈｒ含
まれていた。該プロピレンオキシドは、プロピレンオキ
シド蒸留塔１５にて連続的に分離することができた。

【００６６】ガスＥの流量は１，３３２モル／ｈｒであ
り、その組成は、プロパン１５．０容量％、プロピレン
１７．４容量％、プロピレンオキシド０．０容量％、二
酸化炭素６．８容量％、軽沸点成分２．２容量％、水素
２．４容量％、酸素１．０容量％、および、窒素５５．
１容量％であった。該ガスＥを、酸素除去器１４に連続
的に供給した。

【００６７】酸化触媒として、アルミナに白金を担持し
てなる触媒を用いた。そして、該触媒を充填した酸素除
去器１４を、反応温度１８０℃で操作した。ガスＦを分
析したところ、酸素は含まれておらず、二酸化炭素
（６．９容量％）、軽沸点成分（２．３容量％）、およ
び、水素（０．４容量％）等が含まれていた。該ガスＦ
を、ガスＦ₁とガスＦ₂との体積比（ガスＦ₁：ガスＦ
₂）が９４：６となるように分割し、ガスＦ₁を脱水素
反応器１１に連続的に供給する一方、ガスＦ₂をパージ
した。

【００６８】以上の操作を行うことにより、二酸化炭素
や軽沸点成分等の副生成物等を反応系に蓄積させること
なく、未反応のプロパンおよびプロピレンをリサイクル
することができ、これにより、プロパンからプロピレン
オキシドを連続的に製造することができた。

【００６９】〔実施例２〕酸素除去工程における酸素の
除去を、水素と酸素との反応、並びに、軽沸点成分等と
酸素との反応で行うと共に、二酸化炭素等の副生成物等
が反応系に蓄積しないように、二酸化炭素除去工程並び
にパージを行った。即ち、図４に示す製造装置を用い
て、プロパンからプロピレンオキシドを連続的に製造し
た。

【００７０】脱水素反応器１１に供給するプロパンの流
量を３６．８モル／ｈｒとした。そして、該プロパンと
ガスＦ₁とガスＪ₁との混合ガスであるガスＡを熱交換
器で加熱した後、脱水素反応器１１に連続的に供給し
た。該ガスＡの流量は９８１モル／ｈｒであり、その組
成は、プロパン１８．３容量％、プロピレン２５．２容
量％、二酸化炭素４．２容量％、軽沸点成分５．１容量
％、水１．３容量％、水素０．０容量％、および、窒素
４５．９容量％であった。

【００７１】脱水素触媒として、アルミナに白金および
スズを担持してなる触媒を用いた。そして、該触媒を充
填した脱水素反応器１１を、反応温度６００℃、反応圧
力０．８bar.で操作した。ガスＢを分析したところ、プ
ロパンの転化率は１８モル％であり、プロピレンへの選
択率は９６モル％であった。

【００７２】上記のガスＢを熱交換器で冷却した後、該
ガスＢに酸素および窒素を混合して、エポキシ化反応器
１２に連続的に供給した。即ち、ガスＣ供給管２４等を
介してエポキシ化反応器１２に供給する酸素の流量を５
０モル／ｈｒ、窒素の流量を１４モル／ｈｒとした。

【００７３】エポキシ化触媒として、チタニア−シリカ
に金超微粒子を担持してなる触媒を用いた。そして、該
触媒を充填したエポキシ化反応器１２を、反応温度２０
０℃、反応圧力５bar.で操作した。ガスＤの流量は１，
０５７モル／ｈｒであり、その組成は、プロパン１４．
０容量％、プロピレン２４．５容量％、プロピレンオキ
シド１．７容量％、二酸化炭素４．３容量％、軽沸点成
分４．９容量％、水４．２容量％、水素０．５容量％、
酸素２．０容量％、および、窒素４３．９容量％であっ
た。従って、プロピレンの転化率は７モル％であり、プ
ロピレンオキシドへの選択率は９２モル％であった。

【００７４】上記のガスＤを、圧力低下させることなく
プロピレンオキシド吸収塔１３に連続的に供給した。そ
して、プロピレンオキシド吸収塔１３を、温度４０℃、
圧力５bar.、水の流量約８００モル／ｈｒで操作した。
溶媒Ｇ供給管２７を介してプロピレンオキシド蒸留塔１
５に連続的に供給される水溶液には、プロピレンオキシ
ドが１８．１モル／ｈｒ含まれていた。該プロピレンオ
キシドは、プロピレンオキシド蒸留塔１５にて連続的に
分離することができた。

【００７５】ガスＥの流量は９９５モル／ｈｒであり、
その組成は、プロパン１４．８容量％、プロピレン２
６．０容量％、プロピレンオキシド０．０容量％、二酸
化炭素４．６容量％、軽沸点成分５．２容量％、水素
０．６容量％、酸素２．１容量％、および、窒素４６．
６容量％であった。該ガスＥを、酸素除去器１４に連続
的に供給した。

【００７６】酸化触媒として、アルミナに白金を担持し
てなる触媒を用いた。そして、該触媒を充填した酸素除
去器１４を、反応温度２２０℃で操作した。ガスＦを分
析したところ、水素および酸素は含まれておらず、二酸
化炭素（５．８容量％）、および、軽沸点成分（５．２
容量％）等が含まれていた。また、酸素の除去に、水
素、プロピレン、並びにエチレン（軽沸点成分）等が消
費されたことがわかった。該ガスＦを、ガスＦ₁とガス
Ｆ₂との体積比（ガスＦ₁：ガスＦ₂）が７０：３０と
なるように分割し、ガスＦ₁を脱水素反応器１１に連続
的に供給する一方、ガスＦ₂を二酸化炭素吸収塔１６に
連続的に供給した。

【００７７】そして、二酸化炭素吸収塔１６により二酸
化炭素が除去されたガスＪを、ガスＪ₁とガスＪ₂との
体積比（ガスＪ₁：ガスＪ₂）が９０：１０となるよう
に分割し、ガスＪ₁を脱水素反応器１１に連続的に供給
する一方、ガスＪ₂をパージした。従って、ガスＦに含
まれる二酸化炭素以外の成分は、その３容量％がガスＪ
₂としてパージされたことになる。つまり、ガスＦに含
まれる二酸化炭素以外の成分は、その９７容量％がガス
Ｆ₁およびガスＪ₁としてリサイクルされたことにな
る。

【００７８】以上の操作を行うことにより、水素や二酸
化炭素、軽沸点成分等の副生成物等を反応系に蓄積させ
ることなく、未反応のプロパンおよびプロピレンをリサ
イクルすることができ、これにより、プロパンからプロ
ピレンオキシドを連続的に製造することができた。

【００７９】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のエポキシドの製
造方法は、以上のように、アルカンを含むガスＡを脱水
素反応させて、アルケン、水素並びに未反応のアルカン
を含むガスＢを生成する脱水素工程と、触媒の存在下
で、酸素と上記ガスＢとを反応させてエポキシドを生成
するエポキシ化工程とを経て、アルカンからエポキシド
を製造する方法において、金を含む触媒を上記エポキシ
化工程に用いる方法である。

【００８０】また、本発明の請求項２記載のエポキシド
の製造方法は、以上のように、上記エポキシ化工程で生
成したガスＤからエポキシドを分離した後に得られるガ
スＥから、該ガスＥ中の水素と酸素とを反応させて酸素
を除去することにより得られる、未反応のアルカンを含
むガスＦの少なくとも一部を、上記脱水素工程に戻す方
法である。

【００８１】本発明の請求項３記載のエポキシドの製造
方法は、以上のように、上記脱水素反応を、温度が４０
０℃〜７００℃、かつ、圧力が０．１bar.〜５bar.の条
件下で行う方法である。

【００８２】本発明の請求項４記載のエポキシドの製造
方法は、以上のように、上記エポキシ化反応を、水素濃
度が２容量％〜４０容量％、酸素濃度が２容量％〜４０
容量％、アルケン濃度が２容量％〜４０容量％、温度が
１００℃〜３５０℃、かつ、圧力が０．１bar.〜３０ba
r.の条件下で行う方法である。

【００８３】さらに、本発明の請求項５記載のエポキシ
ド製造用触媒は、以上のように、請求項１ないし４の何
れか１項に記載のエポキシドの製造方法におけるエポキ
シ化工程に用いられるエポキシド製造用触媒であって、
該触媒が金を含んでいる構成である。

【００８４】上記エポキシ化反応に用いられる触媒（エ
ポキシド製造用触媒）は、金を含んでいるので、水素の
存在下でのアルケンのエポキシ化反応に対する活性およ
び選択性が優れている。従って、アルカンからエポキシ
ドへの選択性を向上させることができる。また、該触媒
は、エポキシ化反応を行うときに、脱水素工程で生成す
る水素を消費するので、該水素を有効に利用することが
できる。さらに、未反応の水素は、酸素を除去するのに
消費される。つまり、脱水素工程で生成する水素は、エ
ポキシ化工程、および酸素を除去する工程で消費され
る。従って、ガスＦの少なくとも一部を、例えば該ガス
Ｆ中の水素を除去すること無く上記脱水素工程に戻すリ
サイクルを行っても、反応系に水素は蓄積されない。そ
れゆえ、上記の方法によれば、大量の水素を反応系から
分離・除去する工程が不要となるので、未反応のアルカ
ン等をリサイクルする工程が簡略化され、経済的かつ工
業的に有利となる。これにより、アルカンからエポキシ
ドを連続的に、かつ、比較的高収率で製造することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかるエポキシドの製
造方法の概略の工程を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の他の形態にかかるエポキシドの
製造方法の概略の工程を示すブロック図である。

【図３】図１の工程を実施するのに好適な製造装置の一
例を示すブロック図である。

【図４】図２の工程を実施するのに好適な製造装置の一
例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１脱水素工程２エポキシ化工程３分離工程４酸素除去工程５精製工程６二酸化炭素除去工程１１脱水素反応器１２エポキシ化反応器１３プロピレンオキシド吸収塔１４酸素除去器１５プロピレンオキシド蒸留塔１６二酸化炭素吸収塔１７放散塔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者和田正大大阪府吹田市西御旅町５番８号株式会社日本触媒内 (72)発明者春田正毅大阪府池田市緑丘１丁目８番31号工業技術院大阪工業技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカンを含むガスＡを脱水素反応させ
て、アルケン、水素並びに未反応のアルカンを含むガス
Ｂを生成する脱水素工程と、触媒の存在下で、酸素と上記ガスＢとを反応させてエポ
キシドを生成するエポキシ化工程とを経て、アルカンか
らエポキシドを製造する方法において、金を含む触媒を上記エポキシ化工程に用いることを特徴
とするエポキシドの製造方法。
【請求項２】上記エポキシ化工程で生成したガスＤから
エポキシドを分離した後に得られるガスＥから、該ガス
Ｅ中の水素と酸素とを反応させて酸素を除去することに
より得られる、未反応のアルカンを含むガスＦの少なく
とも一部を、上記脱水素工程に戻すことを特徴とする請
求項１記載のエポキシドの製造方法。
【請求項３】上記脱水素反応を、温度が４００℃〜７０
０℃、かつ、圧力が０．１bar.〜５bar.の条件下で行う
ことを特徴とする請求項１または２記載のエポキシドの
製造方法。
【請求項４】上記エポキシ化反応を、水素濃度が２容量
％〜４０容量％、酸素濃度が２容量％〜４０容量％、ア
ルケン濃度が２容量％〜４０容量％、温度が１００℃〜
３５０℃、かつ、圧力が０．１bar.〜３０bar.の条件下
で行うことを特徴とする請求項１、２または３記載のエ
ポキシドの製造方法。
【請求項５】請求項１ないし４の何れか１項に記載のエ
ポキシドの製造方法におけるエポキシ化工程に用いられ
るエポキシド製造用触媒であって、該触媒が金を含んで
いることを特徴とするエポキシド製造用触媒。