(57)【要約】【課題】二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する方法であって、高効率で経済的という優れた効果を有する芳香族化合物の水素化方法を提供する。【解決手段】二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する方法であって、少なくとも２種類の水素化触媒を用い、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物を含む原料を最初に高活性触媒に接触させ、後に高選択性触媒に接触させる芳香族化合物の水素化方法。好ましい実施態様として、触媒がＲｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ又はＰｔを含み、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物がα−メチルスチレンである場合をあげることができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する方法であって、少なくとも２種類の水素化触媒を用い、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物を含む原料を最初に高活性触媒に接触させ、後に高選択性触媒に接触させる芳香族化合物の水素化方法。
【請求項２】
高活性触媒がＲｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ又はＰｔを含む請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項３】
高選択性触媒がＣｕを含む請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項４】
高選択性触媒がＣｕ−ＳｉＯ２である請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項５】
二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物がα−メチルスチレンである請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項６】
高活性触媒がＰｄを含む請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項７】
高活性触媒が０．０１〜０．１重量％のＰｄを含むＰｄ／Ａｌ２Ｏ３である請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項８】
反応温度が１００℃以上である請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項９】
反応温度が１５０〜２７０℃である請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項１０】
反応圧力が０．８〜１．８ＭＰａである請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【請求項１１】
反応ゾーン入り口に供給される水素と二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物のモル比（水素のモル／二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物のモル）を１〜２で行う請求項１記載の芳香族化合物の水素化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芳香族化合物の水素化方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する方法であって、高効率で経済的という優れた効果を有する芳香族化合物の水素化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の側鎖の二重結合を水素化する方法としては、たとえば特許文献１に、１００〜２５０℃の高温でＣｕ−Ｃｒ触媒をもちいてα−アルキルスチレンからアルキルベンゼンを製造する技術が開示されている。
【０００３】
しかしながら、従来の方法においては、高活性な貴金属触媒を使うとベンゼン核の水素化が進行しやすいため活性で劣るＣｕ系の触媒を使用するか、速度的に不利な低い反応温度で高活性な貴金属触媒を使用する、または副生成物の許容濃度を高く設定しなければならないという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第４０７５２５４号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する方法であって、高効率で経済的という優れた効果を有する芳香族化合物の水素化方法を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する方法であって、少なくとも２種類の水素化触媒を用い、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物を含む原料を最初に高活性触媒に接触させ、後に高選択性触媒に接触させる芳香族化合物の水素化方法に係るものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物とは、α−メチルスチレン、スチレン、等を例示することができる。
【０００８】
本発明の反応は、室温以上の温度で実施され、好ましくは１００℃以上である。反応温度が低すぎると反応速度が遅くなる。また、水素化反応は発熱反応であり、より高温では、反応熱を例えば高温スチームとして回収利用できるので工業的に好ましい。一方で、反応温度が高すぎるとベンゼン環の核水添および二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の２量化等の副反応が起こりロスとなる場合がある。したがって、反応温度は１５０〜２７０℃であることがより好ましい。
【０００９】
本発明は、側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する方法である。「側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する」とは、ベンゼン核の水素化をおこさずに側鎖の二重結合のみを水素化するの意味である。
【００１０】
本発明の最大の特徴は、少なくとも２種類の水素化触媒を用いられ、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物を含む原料を最初に高活性触媒に接触させ、後に高選択性触媒に接触させる点にある。かかる特徴的な構成を用いることにより高い選択性でかつ、大きな反応速度を得られるので、少ない触媒量で反応を完結させることができ、高効率で経済的に優れた効果を有する芳香族化合物の水素化方法が提供され、前記の本発明が解決しようとする課題が解決される。
【００１１】
「高活性触媒」とは、水素化速度が速い触媒の意味であり、「高選択性触媒」とは、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の水素化において、側鎖の二重結合の水素化選択性が高い触媒の意味である。高活性触媒の具体例としてＲｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ又はＰｔを含む触媒が挙げられる。ベンゼン核の水添率が比較的小さいという観点から、高活性触媒はＰｄを含む触媒が好ましく、Ｐｄの濃度は低いほど好ましいが、低すぎると水素化活性が満足できなくなるため、０．０１〜０．１重量％が好ましい。Ｐｄを含む触媒としてはＰｄ／ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３、Ｐｄ／ＳｉＯ２、Ｐｄ／Ｃ、Ｐｄ／ゼオライトなどが挙げられ、担体による副反応が小さいという観点から、γ−Ａｌ２Ｏ３の最表層にのみＰｄを担持したＰｄ／Ａｌ２Ｏ３が好ましい。
【００１２】
高選択性触媒はＣｕを含む触媒が好ましく、Ｃｕを含む触媒は、Ｃｕ／Ｃ、Ｃｕ／ＳｉＯ２、Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３、Ｃｕ−Ｃｒ２Ｏ３−Ｍｎ２Ｏ３、Ｃｕ−Ｃｒ２Ｏ３−ＢａＯ、Ｃｕ−ＺｎＯ、Ｃｕ−ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３、Ｃｕ−Ｆｅ２Ｏ３−Ｍｎ２Ｏ３、Ｃｕ−Ｆｅ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＺｎＯなどが挙げられる。副反応が少ないという観点から、Ｃｕ−ＳｉＯ２が好ましい。高活性触媒は二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の二重結合の水素化転化率が８０％以上、好ましくは９０％以上になる量を使用し、高選択性触媒は、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の二重結合がすべて水素化される量を使用することが好ましい。
【００１３】
本発明は、固定床、流動床、バッチ、半回分型リアクターを用いて実施でき、原料である二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物は気体でも液体でもよい。大規模な工業的実施の際には、触媒と反応物分離の点で固定床が好ましく、処理量を大きくする点で二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物は液体であることが望ましい。Ｈ２分圧が高いほど反応が速くベンゼン核の水素化も起こりやすくなるため、通常１００〜１００００ｋＰａの圧力範囲で反応が行われるが、好ましくは２００〜５０００ｋＰａであり、さらに好ましくは８００〜１８００ｋＰａである。
【００１４】
Ｈ２と二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物のモル比は大きい方が水素化速度は増加するものの、ベンゼン核の水素化も起こりやすくなるため、通常は１〜５０の間で行われ、好ましくは１〜２である。
【００１５】
溶媒は、実施条件で実質上水素化を受けない飽和炭化水素、側鎖に飽和炭化水素を持つ芳香族炭化水素またはこれらの混合物または溶媒なしでも本発明を実施することができる。
【００１６】
反応生成物と同一の化合物を溶媒として用いた場合、特に分離操作をすることなく高純度の化合物が得られる。クメンを酸化して得たハイドロパーオキサイドを分解し、副生したα−メチルスチレンを水素化してクメンに戻すプロセス、あるいは、クメンを酸化して得たハイドロパーオキサイドをオレフィンとエポキシ化触媒存在化に反応させ、オキシラン化合物とクミルアルコールを得た後、クミルアルコールを脱水して得られるα−メチルスチレンを水素化してクメンに戻すプロセスのようにアルキルベンゼンを循環して使用するプロセスに本発明を適用することができる。
【００１７】
【実施例】
次に本発明を実施例により説明する。
実施例１
α−メチルスチレンを２３．２ｗｔ％含むクメン溶液１００ｇを０．５％Ｐｄ／Ｃ触媒０．３ｇ存在下、オートクレーブで３０ｍｉｎ水素化した。反応温度２４０℃、反応圧力１ＭＰａＧ、反応中はＨ２を５００Ｎｍｌ／ｍｉｎフィードした。反応後のα−メチルスチレン濃度は２．１ｗｔ％であった。この溶液をさらにＣｕ−Ｃｒ触媒３ｇで３０ｍｉｎ、上記と同様条件で水素化した。反応後のα−メチルスチレン濃度は４１ｗｔｐｐｍであり、イソプロピルシクロヘキサンは全く生成しなかった。
【００１８】
実施例２
Ｈ２（流速１０５Ｎｍｌ／ｍｉｎ，ガス線速１．６ｃｍ／ｓｅｃ）とα−メチルスチレンを２３ｗｔ％含むクメン溶液（１．６ｇ／ｍｉｎ，Ｈ２：α−メチルスチレン＝１．５）を１．４ＭＰａＧに保持した触媒ゾーンに１９０℃でフィードして水素化を行った。触媒ゾーンは、前段に０．０５％Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３（Ｐｄゾーン；ＬＨＳＶ＝１８ｈ−１）、後段にＣｕ−ＳｉＯ２（Ｃｕゾーン；ＬＨＳＶ＝２．８ｈ−１）を配置した。５０７時間後のＰｄゾーンでのα−メチルスチレン転化率は８５．１％、触媒ゾーン全体でのα−メチルスチレン転化率は９９．５％、反応液中のイソプロピルシクロヘキサンは１０ｐｐｍであった。
【００１９】
比較例１
α−メチルスチレンを２３．２ｗｔ％含むクメン溶液１００ｇを０．５％Ｐｄ／Ｃ触媒０．３ｇ存在下、オートクレーブで６０ｍｉｎ水素化した。反応温度２４０℃、反応圧力１ＭＰａＧ、反応中はＨ２を５００Ｎｍｌ／ｍｉｎフィードした。反応液中にα−メチルスチレンは観測されず、クメンの核水添化合物であるイソプロピルシクロヘキサンは１３００ｐｐｍだった。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明により、二重結合を有する側鎖を持つ芳香族化合物の側鎖の二重結合のみを選択的に水素化する方法であって、高効率で経済的という優れた効果を有する芳香族化合物の水素化方法を提供することができた。