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JP3496949B2 - オルト位メチル化フェノール化合物の製造方法 - Google Patents
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JP3496949B2 - オルト位メチル化フェノール化合物の製造方法 - Google Patents

オルト位メチル化フェノール化合物の製造方法

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JP3496949B2
JP3496949B2 JP11515192A JP11515192A JP3496949B2 JP 3496949 B2 JP3496949 B2 JP 3496949B2 JP 11515192 A JP11515192 A JP 11515192A JP 11515192 A JP11515192 A JP 11515192A JP 3496949 B2 JP3496949 B2 JP 3496949B2
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、フェノールまたは/お
よびオルトクレゾールとメタノールを金属酸化物の存在
下に流動床で気相接触反応させるオルト位メチル化フェ
ノール化合物を製造する方法において、少なくとも1箇
所以上内挿物を水平に設けることにより、フェノール転
化率を向上させてオルトクレゾールと2,6−キシレノ
ールを所望の生産比率で効率よく併産する方法に関する
ものである。 【0002】本発明の方法により製造されるオルト位メ
チル化フェノール化合物は、いずれも工業原料として有
用である。例えば、2,6−キシレノールはポリフェニ
レンエーテルの原料および農薬原体の原料である2,6
−キシリジンの原料であり、一方、オルトクレゾールは
医薬、農薬等の原料として有用である。 【0003】 【従来の技術】フェノールまたは/およびオルトクレゾ
ールとメタノールとを気相で接触させてオルト位メチル
化フェノール化合物を製造する方法は公知であり、工業
的に実施されている。また、流動床反応についても、例
えば、特公平2−33693号には、シリカに担持され
た金属酸化物を触媒として流動床で反応させる方法が開
示されている。 【0004】一般に、発熱を伴う反応を固定床反応装置
を用いて行うと局部加熱を生じ易く、特に工業的規模の
固定床反応装置においては、局部加熱を防ぐことは極め
て困難であり、目的とする生成物の収率、選択率の低下
や触媒寿命の短縮という事態になりかねない。 【0005】また、フェノール類のオルト位メチル化反
応においては、メタノールの分解反応が生ずる。このメ
タノールの分解は、反応温度が高いと加速的に増大する
特徴があるため、オルト位メチル化反応においては、特
に反応温度の均一性が要求される。 【0006】これに対して、流動床反応装置を用いた場
合には、装置内の温度を均一に保つことが容易である。
しかし流動床反応装置にも解決すべき課題がある。例え
ば、流動層内のガスは触媒粒子の懸濁相内を主として気
泡を形成しながら上昇し、その上昇の途中で合体、再分
散を繰り返しているが、この気泡が合体成長すると、懸
濁相と気泡相との間の物質の交換や各相内でのガス混合
の悪化、および気固間の接触効率が低下し、極端な場合
にはガスの貫流現象が生じ、転化率が大きく低下する。 【0007】したがって、従来技術においては、気固間
の接触効率が悪く、希望の生産比率においてフェノール
転化率が低く、ましてや、オルトクレゾールと2,6−
キシレノールを効率よく併産できなかった。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フェ
ノールまたは/およびオルトクレゾールとメタノールを
金属酸化物の存在下に流動床で気相接触反応させてオル
ト位メチル化フェノール化合物を製造するに当たり、オ
ルトクレゾールと2,6−キシレノールを所望の生産比
率で効率よく併産できるようにすることにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、工業的に極め
て有利な本発明を完成するに到った。すなわち、本発明
は、フェノールまたは/およびオルトクレゾールとメタ
ノールを金属酸化物の存在下に流動床で気相接触反応さ
せるオルト位メチル化フェノール化合物の製造方法にお
いて、ガス分散板上部の触媒が流動して反応が行われる
部位に、少なくとも1箇所以上開口比が70〜95%で
ある内挿物を水平に設けた反応装置を用いることを特徴
とするオルト位メチル化フェノール化合物の製造方法で
ある。 【0010】フェノールまたは/およびオルトクレゾー
ルとメタノールを金属酸化物の存在下に流動床で気相接
触反応させてオルト位メチル化フェノール化合物を製造
する場合、流動層内のガスは、触媒懸濁相内を主として
気泡を形成しながら上昇し、その上昇の途中で合体、再
分散を繰り返している。このため、ガスの貫流現象が起
こり、流動床での反応は、固定床の反応に比べて一般に
転化率が低くなる。 【0011】本発明の方法によれば、反応装置に内挿物
が水平に設けられているため、この気泡を分割し、ま
た、合体成長した気泡の分割再分散を行うことができ
る。これにより、懸濁相と気泡相との物質交換や各相内
でのガス混合を促進し、また、気固間の接触効率をよく
することができ、固定床に近い転化率が得られる。 【0012】図1に示すように、オルトクレゾールと
2,6−キシレノールとの所望生産比率がある値Aをと
る時、フェノール転化率を上げようとすると(例えば、
反応温度を上げると)曲線nにしたがって、生産比率は
Bまで変化してしまう。すなわち、所望の生産比率のも
のは得られない。ところが、本発明の方法による内挿物
を設置すれば、驚くべきことに所望生産比率Aのままで
フェノール転化率が上昇する。すなわち、内挿物を設置
すると生産比率とフェノール転化率との相関は、曲線m
にしたがって変化することになり、内挿物を設置しない
時に比べて任意の生産比率に対してフェノール転化率が
上昇する。 【0013】結果的には、内挿物の設置によるフェノー
ル転化率の上昇により、未反応フェノール量が少なくな
る。これは未反応フェノールを原料として再利用する
際、精留塔などの建設コストの低減、さらに、運転コス
トの低減へつながり経済的に有利となる。 【0014】以下、本発明を詳細に説明する。フェノー
ルまたは/およびオルトクレゾールとメタノールを金属
酸化物の存在下に流動床反応装置で気相接触反応させて
オルト位メチル化フェノール化合物を製造する場合に、
反応装置に少なくとも1箇所以上内挿物を水平に設け
る。 【0015】本発明における内挿物は、格子、多孔板な
どいずれの形式であってもよい。しかし、気泡の合体を
防ぎ、均一に分割できること、また、開口比を高くとれ
ることから、好ましくは格子がよい。さらに、内挿物を
設ける位置は、好ましくは反応装置の高さの1/2以下
がよい。これは、図2に示すように、濃厚相(触媒粒子
密度の大きい相)2、すなわち、ガス分散板上部の触媒
が流動して反応が行われる部位が概ね反応器1の1/2
以下であり、ここに内挿物(格子)3、3’、3”を設
けると、気泡を分割する効果があるためである。なお、
図2において4は分散板、5は原料ガス導入管、6は反
生成ガス流出管を示す。」 【0016】本発明における内挿物の枚数は、1枚でも
よいし、複数枚設けてもよい。その効果は、ほぼ同じで
ある。ただし、濃厚相の高さが高い場合は、複数枚設け
た方が好ましい。本発明に用いる内挿物の挿入する位置
は、複数枚の場合、高さ方向に対して一定間隔でもよい
が、粗密をもうけてもよい。一枚の場合、濃厚相の中間
に設置するのが好ましい。 【0017】本発明に用いる内挿物の開口比は、70%
以上95%以下がよく、好ましくは80%以上90%以
下がよい。開口比が下がると触媒循環が悪くなり、局部
加熱が起こる。また、開口比が上がると接触効率が上が
らない。ただし、図3に示すように、開口比とは除熱管
等の内部構造物および内挿物3を取り付けるためのリブ
7等を除いた部分の面積と開口部の面積との比である。 【0018】本発明における反応器のガス線速度は0.
5〜100cm/秒である。本発明に適用される触媒の粒
径は、例えば、特公平2−33693号に示されるよう
に、平均粒径が40〜100μであり、かつ、平均粒径
の0.2〜0.7倍、1.5〜2.0倍および2.0倍
をこえる各粒径範囲にある粒子の総重量が全触媒量に対
して、それぞれ5〜50%、5〜30%および10%以
下である。 【0019】本発明に適用される触媒の成分は、例え
ば、特公平2−33693号、特公昭63−34139
号に示されるように、金属成分として、鉄、バナジウ
ム、マンガン、マグネシウム、クロム、インジウムの単
独または組合せがあり、さらに、これらの成分にアルカ
リ金属、アルカリ土類金属、希土類金属等を添加して使
用する場合がある。 【0020】本発明における2,6−キシレノールまた
は/およびオルトクレゾールの製造の場合、供給原料中
のフェノールまたは/およびオルトクレゾールに対する
メタノールのモル比は、触媒種により異なるが、1:1
〜20である。また、水蒸気または不活性ガスは必要に
応じて導入できるが、水蒸気の場合、フェノールまたは
/およびオルトクレゾールに対するモル比は1:0〜1
5が好ましい。反応温度は触媒種により異なるが、25
0〜600℃の範囲が好ましい。反応圧力は、常圧でも
減圧または加圧下でも実施可能である。 【0021】 【発明の効果】本発明においては、フェノール転化率を
向上させ、オルトクレゾールと2,6−キシレノールを
所望の生産比率で効率よく併産することができる。 【0022】 【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。実施
例中のフェノール転化率、選択率は、下記数1、数2に
よって定義される。なお、オルトクレゾール、2,6−
キシレノールの選択率も同様である。 【0023】 【数1】 【0024】 【数2】 【0025】実施例1 フェノールとメタノールを酸化鉄と酸化バナジウムをシ
リカに担持させた触媒を用いて、流動床反応装置で気相
接触反応させた。触媒はメタバナジン酸アンモニウム
(NH4 VO3 )8.8kgを90℃に加温した純水18
6.0kgに溶かし、充分攪拌しながら硝酸第二鉄(Fe
(NO3 3 ・9H2 O)30.3kgおよび30重量%
のSiO2 を含むシリカゾル(日産化学製スノーテック
スN)42.8kgを加える。シリカゾルコロイドに均一
に分散した微粒懸濁質のスラリーが得られる。これを並
流式の噴霧乾燥器にて乾燥した。 【0026】原料スラリーの噴霧化は、通常工業的に用
いられる遠心方式、二流体ノズル方式あるいは高圧ノズ
ル方式のいずれによっても行いうるが、特に遠心方式が
好ましい。粒子径は遠心方式においてはディスクの回転
速度およびスラリーの供給速度を調節することによっ
て、流動床反応装置に用いるに適した10〜150μの
間に分布させることができる。 【0027】得られた乾燥粉末を、トンネル型キルンを
用い、350℃で2時間予備焼成した後、750℃で3
時間焼成を行った。この触媒4.5kgを用いて、直径4
インチの反応装置の高さ1/2以下の濃厚相部分の中間
に、格子を1箇所設置した。格子の開口比は81%であ
った。 【0028】反応装置から流出するガスを全量凝縮器に
通して凝縮した液をガスクロマトグラフィーで分析し
た。反応温度336℃、反応装置内の原料ガス線速度5
cm/秒の時、フェノール転化率は83.7%であった。
その結果を表1に示した。 【0029】比較例1 実施例1と同様の方法で、反応装置の格子を外して反応
を行った。反応温度332℃、反応装置内の原料ガス線
速度5cm/秒で、オルトクレゾールと2,6−キシレノ
ールとの生産比率が実施例1と同一の時、フェノール転
化率は73.6%であった。その結果を表1に示した。 【0030】実施例2 実施例1と同様の方法で、反応装置の格子を濃厚相部分
に3箇所ほぼ等間隔に設置して反応を行った。反応温度
333℃、反応装置内の原料ガス線速度5cm/秒でオル
トクレゾールと2,6−キシレノールとの生産比率が実
施例1と同一の時、フェノール転化率は82.8%であ
った。その結果を表1に示した。 【0031】実施例3 実施例1と同様の方法で、反応装置の格子を濃厚相部分
に5箇所ほぼ等間隔に設置して反応を行った。反応温度
333℃、反応装置内の原料ガス線速度5cm/秒でオル
トクレゾールと2,6−キシレノールとの生産比率が実
施例1と同一の時、フェノール転化率は82.8%であ
った。その結果を表1に示した。 【0032】 【表1】
【図面の簡単な説明】 【図1】オルトクレゾールと2,6−キシレノールの生
産比率とフェノール転化率との相関を示すグラフであ
る。 【図2】反応器内の触媒濃厚相と内挿物(格子)の関係
を示す説明図である。 【図3】内挿物の開口比を説明するための反応器の一部
斜面図である。・
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−86428(JP,A) 特開 昭63−222136(JP,A) 特開 昭59−144726(JP,A) 「化学大辞典4(第4巻)」(昭和35 年12月30日)共立出版株式会社発行、 p.564−565「じゃまいた」の項 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 39/07,37/16

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 フェノールまたは/およびオルトクレゾ
    ールとメタノールを金属酸化物の存在下に流動床で気相
    接触反応させるオルト位メチル化フェノール化合物の製
    造方法において、ガス分散板上部の触媒が流動して反応
    が行われる部位に、少なくとも1箇所以上開口比が70
    〜95%である内挿物を水平に設けた反応装置を用いる
    ことを特徴とするオルト位メチル化フェノール化合物の
    製造方法。
JP11515192A 1992-04-09 1992-04-09 オルト位メチル化フェノール化合物の製造方法 Expired - Lifetime JP3496949B2 (ja)

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