(57)【要約】  不均一系遷移金属触媒の存在下で、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とアンモニアとを反応させることによってアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するための方法において、水素による処理前の触媒の触媒活性材料が、アルミニウムおよび／またはジルコニウム、銅、ニッケルおよびコバルトの酸素含有化合物を含有し、かつ触媒成形体が、球形またはストランド形の場合そのつど＜３ｍｍの直径を、タブレット形の場合＜３ｍｍの高さを、かつその他の全ての形状の場合そのつど＜０．７０ｍｍの相当直径Ｌ＝１／ａ’を有し、その際、ａ’は、式（ＡＡ）［式中、Ａｐは、触媒粒子の外部表面積（ｍｍｓ２）であり、かつＶｐは、触媒粒子の体積（ｍｍｐ３）である］で示される、単位体積当たりの外部表面積（ｍｍｓ２／ｍｍｐ３）であることを特徴とする、不均一系金属触媒の存在下で、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とアンモニアとを反応させることによってアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するための方法。
2009510018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不均一系遷移金属触媒の存在下で、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とアンモニアとを反応させることによってアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するための方法において、水素による処理前の触媒の触媒活性材料が、アルミニウムおよび／またはジルコニウム、銅、ニッケルおよびコバルトの酸素含有化合物を含有し、かつ触媒成形体が、球形またはストランド形の場合そのつど＜３ｍｍの直径を、タブレット形の場合＜３ｍｍの高さを、かつその他の全ての形状の場合そのつど＜０．７０ｍｍの相当直径Ｌ＝１／ａ’を有し、その際、ａ’は、
【化１】
2009510018.tif 000007
［式中、Ａｐは、触媒粒子の外部表面積（ｍｍｓ２）であり、かつＶｐは、触媒粒子の体積（ｍｍｐ３）である］で示される、単位体積当たりの外部表面積（ｍｍｓ２／ｍｍｐ３）であることを特徴とする、不均一系遷移金属触媒の存在下で、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とアンモニアとを反応させることによってアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するための方法。
【請求項２】
０．２０より大きいＡＤＧ：モルホリンの質量比におけるＡＤＧおよびモルホリンを製造するための、請求項１記載の方法。
【請求項３】
触媒成形体が、球形またはストランド形の場合そのつど＜２．５ｍｍの直径を、タブレット形の場合＜２．５ｍｍの高さを、かつその他の全ての形状の場合そのつど＜０．６５ｍｍの相当直径Ｌ＝１／ａ’を有することを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ＤＥＧの反応を水素の存在下で実施することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
ＤＥＧの反応を１００〜３００℃の範囲の温度で実施することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ＤＥＧの反応を１〜２６０ｂａｒの範囲の絶対圧で実施することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ＤＥＧの反応を気相、液相中でまたは超臨界相中で実施することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
水素による処理前の触媒の触媒活性材料が、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）２０〜６５質量％、ＣｕＯとして計算される銅の酸素含有化合物１〜３０質量％、ＮｉＯとして計算されるニッケルの酸素含有化合物１５〜５０質量％、およびＣｏＯとして計算されるコバルトの酸素含有化合物１５〜５０質量％を含有することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
使用される触媒が、０．６〜１．２ｋｇ／ｌのかさ密度を有することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
触媒が固定床として反応器中に存在することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
反応器が管型反応器または管束反応器であることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ＤＥＧの反応を反応器中で直線状の流路内で行うことを特徴とする、請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
反応器をアップフロー運転方式においてまたはダウンフロー運転方式において運転することを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
ＤＥＧおよびアンモニアを、ＮＨ３：ＤＥＧ＝１〜１５の範囲のモル比で使用することを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
反応の結果として生じる反応搬出物の分離を多段蒸留によって行うことを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
反応の結果として生じる反応搬出物の分離を、２つの分離シーケンス内で多段蒸留によって行い、その際、第一の分離シーケンス内ではまず、アンモニアおよび場合により存在する水素を分離除去し、かつ第二の分離シーケンス内では、未反応のＤＥＧ、ＡＤＧ、モルホリン、モルホリン誘導体および高級ポリアルキルアミンへの分離を行うことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
反応の結果として生じる反応搬出物の分離に際して生じるアンモニアおよび／または生じるＤＥＧを反応に返送することを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不均一系遷移金属触媒の存在下で、式
【化１】
2009510018.tif 000003
のジエチレングリコール（ＤＥＧ）とアンモニアとを反応させることによってアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するための方法に関する。
【０００２】
アミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンは、なかでも、溶媒、安定剤として、キレート剤、合成樹脂、薬剤、抑制剤および界面活性物質の合成のために使用される。
【０００３】
アミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するために、文献中には数多くの方法が記載されている。
【０００４】
ＥＰ−Ａ−３６３３１およびＵＳ−Ａ−４，６４７，６６３には、トリクルベッド反応器中において、Ｈ２および水素化触媒の存在下で、ジアルキレングリコールとアンモニアとを反応させることによってモルホリンおよびモルホリン誘導体を製造するための方法が記載される。
【０００５】
Khim. Prom-st. (Moscow) (11), 653-5 (1982) (Chem. Abstr. 98: 91383q) には、Ｈ２およびＣｕ−、Ｃｏ−またはＮｉ−Ｃｒ２Ｏ３−触媒の存在下で、ジエチレングリコールとアンモニアとを気相環状アミノ化することによってモルホリンを製造することが記載される。
【０００６】
Zh. Vses. Khim. Obshchest. 14 (5), 589-90 (1969) (Chem. Abstr. 72: 66879m) には、Ｈ２の存在下で、ニッケル触媒によりジエチレングリコールとＮＨ３とを気相反応させることによってモルホリンを７０％の収率において発生させることが記載される。
【０００７】
Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1981, 20, 第399頁〜第407頁, (C. M. Barnes等）には、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−混合担体上のニッケル触媒による、モノエタノールアミン（ＭＥＯＡ）からエチレンジアミン（ＥＤＡ）へのアンモノリシスが記載される。水の添加および粉末触媒は、ＥＤＡの収率を上昇させる場合に有利であるとされていた。
【０００８】
これらの技術の欠点は、懸濁触媒反応の場合、なかでも、どうしても必要とされる触媒／生成物分離から引き起こされる。さらに加えて、選択率が、殊にＡＤＧの形成のために改善される必要がある。
【０００９】
同じ出願日を有する対応するドイツ国特許出願（ＢＡＳＦ ＡＧ）は、特殊な不均一系触媒成形体の存在下で、エチレンジアミン（ＥＤＡ）を反応させることによってエチレンアミンを製造するための方法に関する。
【００１０】
同じ出願日を有する対応するドイツ国特許出願（ＢＡＳＦ ＡＧ）は、特殊な不均一系触媒成形体の存在下で、モノエタノールアミン（ＭＥＯＡ）とアンモニアとを反応させることによってエチレンアミンを製造するための方法に関する。
【００１１】
本発明は、従来技術の欠点を取り除き、かつアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンの改善された経済的な方法を見つけ出すという課題に基づいていた。
【００１２】
本発明は、殊に、式
【化２】
2009510018.tif 000004
の非環式アミンＡＤＧを、高い収率、空時収率および選択率において供給するべきである。
例えば、生成物混合物中のモルホリンと比べたＡＤＧの割合は従来技術と比べて高められているべきであり、とりわけ高いＤＥＧ反応率にて、殊に８５％より大きいＤＥＧ反応率にて高められているべきである。
［空時収率は、生成物量／（触媒体積・時間）’（ｋｇ／（ｌＫａｔ・ｈ））および／または、生成物量／（反応器体積・時間）’（ｋｇ／ｌＲｅａｋｔｏｒ・ｈ）において記載される］。
【００１３】
それに従って、不均一系遷移金属触媒の存在下で、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とアンモニアとを反応させることによってアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するための方法において、水素による処理前の触媒の触媒活性材料が、アルミニウムおよび／またはジルコニウム、銅、ニッケルおよびコバルトの酸素含有化合物を含有し、かつ触媒成形体が、球形またはストランド形の場合そのつど＜３ｍｍの直径を、タブレット形の場合＜３ｍｍの高さを、かつその他の全ての形状の場合そのつど＜０．７０ｍｍの相当直径Ｌ＝１／ａ’を有し、その際、ａ’は、
【化３】
2009510018.tif 000005
［式中、Ａｐは、触媒粒子の外部表面積（ｍｍｓ２）であり、かつＶｐは、触媒粒子の体積（ｍｍｐ３）である］で示される、単位体積当たりの外部表面積（ｍｍｓ２／ｍｍｐ３）である。
【００１４】
触媒粒子の（触媒成形体の）表面積および体積は、粒子の（成形体の）形状寸法から、公知の数式によってもたらされる。
【００１５】
体積は、以下の手法：
１．成形体の内部多孔率を測定し（例えば、室温および全圧１ｂａｒでの［ｍｌ／ｇ Ｋａｔ］における吸水率の測定を介して）
２．液体中に浸漬させた際の成形体の置換量（例えば、ヘリウム−ピクノメーターを用いたガス置換によって）を測定しかつ
３．２つの体積の合計を出す。
に従っても計算されうる。
【００１６】
表面積は、次の方法に従っても理論的に計算されえ、その際、その曲率半径が最大５μｍであり（細孔中への外被の"侵入"による内部細孔表面積を含まないために）かつ成形体と可能な限り密接に接触する（担体との断面と接触しない）成形体の外被が定義される。このことは明らかに、成形体の周りに敷設されかつその後に内側から真空が適用され、そうして可能な限り緊密に成形体の周りを覆う非常に薄い膜に相当するものとされる。
【００１７】
出発物質として必要なジエチレングリコール（ＤＥＧ）は、公知の方法に従って、例えばエチレンオキシド（ＥＯ）とＨ２Ｏとの、またはＥＯとモノエチレングリコールとの反応によって製造されうる。
【００１８】
本発明による反応は、一般的に、１〜２６０ｂａｒ、有利には１００〜２５０ｂａｒの範囲の、殊に１５０〜２４０ｂａｒでの、極めて有利には１７５〜２２５ｂａｒでの絶対圧にて、および一般的に、高められた温度にて、例えば１００〜３００℃、殊に１３０〜２４０℃の温度範囲で、有利には１７５〜２２５℃にて行われる。
【００１９】
ＤＥＧおよびアンモニアは、有利には、ＮＨ３：ＤＥＧ＝１〜１５の範囲の、とりわけＮＨ３：ＤＥＧ＝４〜１３の範囲の、殊にとりわけＮＨ３：ＤＥＧ＝５〜１２の範囲のモル比において使用される。
モルホリン：ＡＤＧの比は、本発明による方法において、殊にＤＥＧ反応率およびＮＨ３：ＤＥＧのモル比によって規定される。
【００２０】
本発明による方法において、一般的に触媒は、有利には、触媒活性材料および場合により成形助剤（例えば、グラファイトまたはステアリン酸）のみからなる触媒の形でかまたはほぼ不活性の担体材料上の触媒活性成分からなる触媒の形で使用される。
【００２１】
触媒活性材料は、粉砕後に粉末としてまたは粉砕片として反応容器中に導入されえ、または有利には、粉砕、成形助剤による混合、成形および熱処理後に触媒成形体として−例えばタブレット、球、リング、押出物（例えばストランド状、チューブ状）として−反応器中に導入されうる。
【００２２】
触媒の成分の濃度記載値（質量％における）はそのつど−他に記載されない場合−水素による処理前の製造された触媒の触媒活性材料に基づく。
【００２３】
触媒の触媒活性材料は、触媒活性組成成分の材料の合計として定義され、かつ水素による処理前に、有利には本質的に、触媒活性組成成分であるアルミニウムおよび／またはジルコニウム、銅、ニッケルおよびコバルトの酸素含有化合物を含有する。
【００２４】
水素による処理前の触媒活性材料中の、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＣｕＯ、ＮｉＯおよびＣｏＯとして計算される上記の触媒活性組成成分の合計は、例えば７０〜１００質量％、有利には８０〜１００質量％、とりわけ有利には９０〜１００質量％、殊に９５〜１００質量％、殊にとりわけ＞９９〜１００質量％である。
【００２５】
本発明による方法における有利な不均一系触媒は、水素による処理前のそれらの触媒活性材料中に、
Ａｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２２０〜８５質量％、有利には２０〜６５質量％、とりわけ有利には２２〜４０質量％、
ＣｕＯとして計算される銅の酸素含有化合物１〜３０質量％、とりわけ有利には２〜２５質量％、
ＮｉＯとして計算されるニッケルの酸素含有化合物１４〜７０質量％、有利には１５〜５０質量％、とりわけ有利には２１〜４５質量％、その際、有利には、ニッケル対銅のモル比は１より大きく、殊に１．２より大きく、殊にとりわけ１．８〜８．５であり、および
ＣｏＯとして計算されるコバルトの酸素含有化合物１５〜５０質量％、とりわけ有利には２１〜４５質量％
を含有する。
【００２６】
有利な触媒の、そのつどＣｕＯ、ＮｉＯおよびＣｏＯとして計算される銅、ニッケルおよびコバルトの酸素含有化合物は、一般的に全体で１５〜８０質量％、有利には３５〜８０質量％、とりわけ有利には６０〜７８質量％の量で、（水素による処理前の）触媒活性材料中に含有されており、その際、とりわけ有利には、ニッケル対銅のモル比は１より大きい。
【００２７】
本発明による方法におけるさらに他の不均一系触媒は、
ＤＥ−Ａ−１９５３２６３（ＢＡＳＦ ＡＧ）に開示された、全触媒に対して５〜８０質量％、殊に１０〜３０質量％の金属含有率を有する、コバルト、ニッケルおよび銅および酸化アルミニウムを含有する触媒、その際、触媒は、金属含有率に基づき計算して、コバルトとニッケルとからの混合物７０〜９５質量％および銅５〜３０質量％を含有し、かつその際、コバルト対ニッケルの質量比は、４：１〜１：４、殊に２：１〜１：２であり、例えば、そこの例において使用される、Ａｌ２Ｏ３上でＣｏＯ１０質量％、ＮｉＯ１０質量％およびＣｕＯ４質量％の組成物を有する触媒、
ＥＰ−Ａ−３８２０４９（ＢＡＳＦ ＡＧ）に開示されたもしくは相応して製造可能な、水素による処理前のその触媒活性材料が、ＺｒＯ２および／またはＡｌ２Ｏ３２０〜８５質量％、有利には７０〜８０質量％、ＣｕＯ１〜３０質量％、有利には１〜１０質量％、
およびそのつどＣｏＯおよびＮｉＯ１〜４０質量％、有利には５〜２０質量％を含有する触媒、例えば、上記引用文献中の第６頁に記載された、ＺｒＯ２として計算されるＺｒ７６質量％、ＣｕＯとして計算されるＣｕ４質量％、ＣｏＯとして計算されるＣｏ１０質量％、およびＮｉＯとして計算されるＮｉ１０質量％の組成物を有する触媒、
ＥＰ−Ａ−９６３９７５およびＥＰ−Ａ−１１０６６００（いずれもＢＡＳＦ ＡＧ）に開示された、水素による処理前のその触媒活性材料が、
ＺｒＯ２２２〜４０質量％、
ＣｕＯとして計算される銅の酸素含有化合物１〜３０質量％、
ＮｉＯとして計算されるニッケルの酸素含有化合物１５〜５０質量％、その際、Ｎｉ：Ｃｕのモル比は１より大きい、
ＣｏＯとして計算されるコバルトの酸素含有化合物１５〜５０質量％、
Ａｌ２Ｏ３もしくはＭｎＯ２として計算されるアルミニウムおよび／またはマンガンの酸素含有化合物０〜１０質量％、
およびモリブデンの酸素含有化合物を含有しない触媒、
例えば、上記引用文献中の第１７頁に開示された、ＺｒＯ２として計算されるＺｒ３３質量％、ＮｉＯとして計算されるＮｉ２８質量％、ＣｕＯとして計算されるＣｕ１１質量％およびＣｏＯとして計算されるＣｏ２８質量％の組成物を有する触媒Ａ
である。
【００２８】
本発明による方法におけるとりわけ有利な触媒は、クロム（Ｃｒ）を含有しない。
【００２９】
製造された触媒は、それ自体貯蔵されうる。本発明による方法における触媒としてのそれらの使用前に、それらは水素による処理によって前還元される（触媒の活性化）。しかしながら、それらは前還元なしでも使用されえ、その際、それらは次いで本発明による方法の条件下で、反応器中に存在する水素によって還元（＝活性化）されうる。
【００３０】
活性化のために、有利には触媒は、１００〜５００℃、とりわけ１５０〜４００℃、殊にとりわけ１８０〜３００℃の範囲の温度にて、少なくとも２５分、とりわけ少なくとも６０分の時間にわたって水素含有雰囲気にまたは水素雰囲気にさらされる。触媒の活性化の時間は、１ｈまで、とりわけ１２ｈまで、殊に２４ｈまでであってよい。
【００３１】
この活性化に際して、触媒中に存在する酸素含有金属化合物の少なくとも１部は、相応する金属に還元させられ、そうしてこれらは様々な酸素化合物と一緒に触媒の活性型において存在する。
【００３２】
使用される触媒は、有利には、０．６〜１．２ｋｇ／ｌの範囲のかさ密度を有する。
【００３３】
本発明により認められたのは、触媒が小さい成形体の形で使用される場合にとりわけ高いＡＤＧ選択率が得られることである。小さい成形体とは、その直径が、球形の場合そのつど３ｍｍを下回り、殊に２．５ｍｍを下回り、例えば１〜２ｍｍの範囲にあるものを指す。
【００３４】
相応して、小さい成形体とはまた、ストランド形（ストランド長さ＞＞ストランド直径）の場合のその直径、またはタブレット形（タブレット直径＞＞タブレット高さ）の場合のその高さが、そのつど３ｍｍを下回り、殊に２．５ｍｍを下回り、例えば１〜２ｍｍの範囲にあるものを指す。
【００３５】
その他の全ての形状の場合、本発明による方法における触媒成形体はそのつど、＜０．７０ｍｍの、殊に０．６５ｍｍの、例えば０．２〜０．６ｍｍの範囲の相当直径Ｌ＝１／ａ’を有し、その際、ａ’は、
【化４】
2009510018.tif 000006
［式中、Ａｐは、触媒粒子の外部表面積（ｍｍｓ２）であり、かつＶｐは、触媒粒子の体積（ｍｍｐ３）である］で示される、単位体積当たりの外部表面積（ｍｍｓ２／ｍｍｐ３）である。
（Ｌ＝触媒成形体の比寸法(Spezifische Dimension)）。
【００３６】
本発明による方法において、触媒粒子の小さい比寸法によって、反応物およびまた生成物の拡散経路がより短くなる。細孔中の分子の平均滞留時間および不所望の後続反応が起こる可能性は、これによって減らされる、定められた滞留時間の結果として、それにより、高められた選択率が、殊に所望されたＡＤＧの向きにおいて達成されうる。
【００３７】
有利には、触媒は固定床として反応器中に存在する。反応器は、有利には管型反応器または管束反応器である。有利には、ＤＥＧの反応は反応器中で直線状の流路内で行われる。
【００３８】
触媒は、有利には反応器の入口のみならずまた出口でも不活性材料によって取り囲まれる。不活性材料として、例えば不活性な材料（例えばセラミック、ステアタイト、アルミニウム）からのポールリング、球が使用されうる。
【００３９】
反応器は、アップフロー運転方式でもダウンフロー運転方式でも運転されうる。有利なダウンフロー運転方式の場合、有利には、反応器供給流のための液体分配器が反応器の入口で使用される。
【００４０】
触媒活性化の保持のために、有利には、（反応器供給流のＤＥＧ＋ＮＨ３に対して）水素０．０１〜１．００質量％、とりわけ０．２０〜０．６０質量％が送り込まれる。
【００４１】
有利な連続的運転において、０．２５〜２．０、とりわけ０．５〜１．５ｋｇ／ｋｇ*ｈ（１時間当たりの触媒ｋｇ当たりのＤＥＧ ｋｇ）のＷＨＳＶ（重量毎時空間速度(weight hourly space velocity)）の場合、８５〜９５％の反応率範囲において、有利には≧６０％、殊に７０〜８５％のＡＤＧおよびモルホリンに関する選択率（Ｓ）が達成される。ＡＤＧ＋モルホリンについてのモル選択率は、殊にとりわけ９０〜９２％である。
【００４２】
一般に、≧９０％のＤＥＧ反応率の場合、ＡＤＧおよびモルホリンは、０．２０より大きい、とりわけ０．２４より大きい、殊にとりわけ０．２７より大きい、例えば０．２８〜０．３６の範囲のＡＤＧ：モルホリンの質量比で形成される。
【００４３】
さらに他の生成物として、本発明による方法において、小さい量のモルホリン誘導体および高級アミン、殊に高級直鎖状ポリアルキルアミンが生じる。
【００４４】
なかでも、とりわけ所望されたＡＤＧ、しかしまたモルホリン、モルホリン誘導体、高級ポリアルキルアミンおよび未反応のＤＥＧも含有する、本発明による方法において生じる生成物流の後処理は、当業者に公知の蒸留法に従って行われうる。
【００４５】
個々の生成物、なかでも、とりわけ所望されたＡＤＧおよびまたモルホリンを蒸留によって純粋な形で取得するために必要な蒸留塔は、一般によく用いられる手法により当業者によって設計されうる（例えば理論段数の数、環流比等）。
【００４６】
反応の結果として生じる反応搬出物の分離は、殊に多段蒸留によって行われる。
【００４７】
例えば、反応の結果として生じる反応搬出物の分離は、２つの分離シーケンス内で多段蒸留によって行われ、その際、第一の分離シーケンス内ではまず、アンモニアおよび場合により存在する水素が分離除去され、かつ第二の分離シーケンス内では、未反応のＤＥＧならびにＡＤＧ、モルホリン、モルホリン誘導体および高級ポリアルキルアミンへの分離が行われる。
【００４８】
反応の結果として生じる反応搬出物の分離に際して生じるアンモニアおよび／または生じるＤＥＧは、有利には反応に返送される。
【００４９】
例
Ａ  触媒製造
Ａ１  前駆物質製造
沈殿のために、定流量において硝酸ニッケル、硝酸銅、硝酸コバルトおよび酢酸ジルコニウムを２０％の炭酸ナトリウム水溶液と同時に攪拌容器中に７０℃の温度で、ｐＨ値が５．５〜６．０の範囲に保持されるように添加した。金属塩溶液および炭酸ナトリウム溶液の添加を行った後、さらに７０℃で１時間後攪拌し、引き続きｐＨ値を、少量の炭酸ナトリウム溶液の添加によって７．４の値に上げた。
【００５０】
得られた懸濁液をろ過し、かつフィルターケーキを脱イオン水で洗浄した。その後、フィルターケーキを２００℃の温度で乾燥キャビネットまたは噴霧乾燥器中で乾燥させた。それから、このようにして得られた水酸化物／炭酸塩混合物を、４００℃の温度で２時間の間にわたって熱処理した。
【００５１】
そうして得られた触媒粉末は、次の組成物：
ＮｉＯとして計算されるＮｉ２８．１質量％
ＣｏＯとして計算されるＣｏ２７．７質量％
ＣｕＯとして計算されるＣｕ１３．１質量％
ＺｒＯ２として計算されるＺｒ３１．２質量％
を有していた。
【００５２】
Ａ２  触媒Ａ（比較触媒）
Ａ１からの触媒粉末をグラファイト２質量％と混合し、かつ５×３ｍｍのタブレットに成形した。タブレット化を行った後、タブレットを３５０℃で２ｈ、マッフル炉において後焼成した。試験反応器中への装入前に、それを還元し、引き続き不動態化した：還元のために、触媒を水素／窒素流中で１００〜２００℃の間の温度に加熱した。この温度を、水がもはや発生しなくなるまで維持した。引き続き２８０℃の終わりの温度に加熱し、かつこの温度を９０〜１２０ｈ保持した。触媒を窒素流下で室温に冷却し、それから、希釈された酸素流で不動態化した。不動態化に際して、反応器中の温度がいずれの箇所においても５０℃より上昇しないことに注意した。
【００５３】
Ａ３  触媒Ｂ（本発明による）
Ａ１からの触媒粉末をグラファイト２質量％で混合し、かつ１．５×２ｍｍのタブレットに成形した。後焼成、還元および不動態化を、Ａ２に記載されたように行った。
【００５４】
Ｂ  Ａによる触媒の使用下での水素化アミノ化
例１：小さい成形体（触媒Ｂ）、本発明による
ＤＥＧ（７００ｇ／ｈ）、ＮＨ３（７３０ｇ／ｈ）およびＨ２（９０Ｎｌ／ｈ）（Ｎｌ＝標準リットル＝標準条件で換算された体積）を、連続的にアップフロー運転方式においてステンレス鋼管内に送り込んだ（長さ２ｍ、直径３ｃｍ）。反応器にアミノ化触媒（１．５×２ｍｍの成形体として５００ｍｌ）を充填し、かつ反応を２００ｂａｒで実施した。触媒負荷は、１．４ｋｇ／ｌ*ｈであった。
【００５５】
１９２℃で：
ＤＥＧ：２９．６質量％
ＡＤＧ：３１．４質量％
モルホリン：３２．１質量％
を得た。
【００５６】
１９５℃で：
ＤＥＧ：１９．３質量％
ＡＤＧ：２８．７質量％
モルホリン：４３．７質量％
を得た。
【００５７】
１９８℃で：
ＤＥＧ：９．１質量％
ＡＤＧ：２０．６質量％
モルホリン：６０．２質量％
を得た。
【００５８】
比較例１：古典的な成形体（触媒Ａ）
ＤＥＧ（７００ｇ／ｈ）、ＮＨ３（７３０ｇ／ｈ）およびＨ２（９０Ｎｌ／ｈ）を、連続的にアップフロー運転方式においてステンレス鋼管内に送り込んだ（長さ２ｍ、直径３ｃｍ）。反応器にアミノ化触媒（５×３ｍｍの成形体として５００ｍｌ）を充填し、かつ反応を１９５℃および２００ｂａｒで実施した。触媒負荷は、１．４ｋｇ／ｌ*ｈであった。
【００５９】
以下の生成物混合物：
ＤＥＧ：２２．８質量％
ＡＤＧ：２２．５質量％
モルホリン：４６．９質量％
を得た。
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月26日(2007.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不均一系遷移金属触媒の存在下で、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とアンモニアとを反応させることによってアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するための方法において、水素による処理前の触媒の触媒活性材料が、アルミニウムおよび／またはジルコニウムの酸素含有化合物、および銅、ニッケルおよびコバルトの酸素含有化合物を含有し、かつ触媒成形体が、球形またはストランド形の場合そのつど＜２．５ｍｍの直径を、タブレット形の場合＜２．５ｍｍの高さを、かつその他の全ての形状の場合そのつど＜０．７０ｍｍの相当直径Ｌ＝１／ａ’を有し、その際、ａ’は、
【化１】
2009510018.tif 000008
［式中、Ａｐは、触媒粒子の外部表面積（ｍｍｓ２）であり、かつＶｐは、触媒粒子の体積（ｍｍｐ３）である］で示される、単位体積当たりの外部表面積（ｍｍｓ２／ｍｍｐ３）であることを特徴とする、不均一系遷移金属触媒の存在下で、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）とアンモニアとを反応させることによってアミノジグリコール（ＡＤＧ）およびモルホリンを製造するための方法。
【請求項２】
０．２０より大きいＡＤＧ：モルホリンの質量比におけるＡＤＧおよびモルホリンを製造するための、請求項１記載の方法。
【請求項３】
触媒成形体が、その他の全ての形状の場合そのつど＜０．６５ｍｍの相当直径Ｌ＝１／ａ’を有することを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ＤＥＧの反応を水素の存在下で実施することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
ＤＥＧの反応を１００〜３００℃の範囲の温度で実施することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ＤＥＧの反応を１〜２６０ｂａｒの範囲の絶対圧で実施することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ＤＥＧの反応を気相、液相中でまたは超臨界相中で実施することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
水素による処理前の触媒の触媒活性材料が、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）２０〜６５質量％、ＣｕＯとして計算される銅の酸素含有化合物１〜３０質量％、ＮｉＯとして計算されるニッケルの酸素含有化合物１５〜５０質量％、およびＣｏＯとして計算されるコバルトの酸素含有化合物１５〜５０質量％を含有することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
使用される触媒が、０．６〜１．２ｋｇ／ｌのかさ密度を有することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
触媒が固定床として反応器中に存在することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
反応器が管型反応器または管束反応器であることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ＤＥＧの反応を反応器中で直線状の流路内で行うことを特徴とする、請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
反応器をアップフロー運転方式においてまたはダウンフロー運転方式において運転することを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
ＤＥＧおよびアンモニアを、ＮＨ３：ＤＥＧ＝１〜１５の範囲のモル比で使用することを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
反応の結果として生じる反応搬出物の分離を多段蒸留によって行うことを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
反応の結果として生じる反応搬出物の分離を、２つの分離シーケンス内で多段蒸留によって行い、その際、第一の分離シーケンス内ではまず、アンモニアおよび場合により存在する水素を分離除去し、かつ第二の分離シーケンス内では、未反応のＤＥＧ、ＡＤＧ、モルホリン、モルホリン誘導体および高級ポリアルキルアミンへの分離を行うことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
反応の結果として生じる反応搬出物の分離に際して生じるアンモニアおよび／または生じるＤＥＧを反応に返送することを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
触媒成形体がタブレット形で存在することを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法。
【国際調査報告】
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