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ベンゼンの気相ニトロ化プロセスの実用化に関する研究

苯气相硝化工艺实际应用研究

基本信息

批准号：
01850188
负责人：
小野嘉夫
金额：
$ 3.01万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

含浸法で調製したシリカ担持m-ニトロベンゼンスルホン酸触媒を用いてベンゼンの気相ニトロ化反応(2C_6H_6+3NO_2→2C_6H_5NO_2+NO+H_2O)を行なうと、200℃を越える反応温度では触媒の寿命が短い。この原因は、高温では触媒有効成分であるm-ニトロベンゼンスルホン酸がシリカ担体から脱離することにあると考えられる。そこで、触媒有効成分が担体に化学的に結合した固体酸の調製を行ない、高温での反応における触媒活性の持続性を調べた。まず3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(1)とテトラエトキシシラン(2)を種々の比(1)/(2)=0.053〜0.54で光縮合重合し、次いでメルカプト基をクロム酸(VI)で酸化することにより3-スルホプロピル基を有するポリシロキサン(3)を合成した。(3)の酸量は1〜2mmolg^<-1>、表面積は310〜550m^2g^<-1>であった。(1)/(2)=0.25のものがベンゼンの気相ニトロ化反応で最も高い触媒活性を示し、反応温度170℃において、流通時間14hにもわたって定常活性が得られ、ニトロベンゼン収率は67%であった。シリカ担持m-ニトロベンスルホン酸触媒を用い、200℃で反応を行なうと、定常活性は3hしか得られない。しかしながら、(3)((1)/(2)=0.25)は9hにもわたって定常活性(ニトロベンゼン収率85%を示し、高温で活性が長時間持続する触媒であることが判明した。(3)の熱安定性を調べるために、窒素気流下、種々の温度(170〜300℃)で(3)((1)/(2)=0.25)を16hで加熱したものを用いてベンゼンの気相ニトロ化反応を170℃で行なった。ニトロベンゼン収率は、170〜300℃の範囲では加熱温度にはほとんど影響されないが300℃を越えると急激に低下した。固体酸性をもつ陽イオン交換樹脂、例えばAmberlyst-15は、190℃以上では酸触媒活性を示さない。これらのことより3-スルホプロピル基を有するポリシロキサンは、高温での使用に耐える優れた固体酸触媒であることが判明した。

Immersion method can be used to modify the reaction temperature of the catalyst, and the catalyst life is short when the reaction temperature is higher than 200℃. The reason for this is that the catalyst has a high temperature and a high temperature. In addition, the catalyst has the characteristics of catalyst composition, carrier chemical combination, solid acid modulation, high temperature reaction, catalyst activity and stability. The ratio (1)/(2)=0.053 ~ 0.54 for the 3-mer group (1)/(2)=0.053 ~ 0.54 for the 3-mer group (3). (3)Acid content is 1 ~ 2mmol ^<-1>, surface area is 310 ~ 550m^2g <-1>^. (1)/(2)=0.25. The reaction temperature was 170℃, the circulation time was 14h, and the steady state activity was obtained. The reaction rate was 67%. The reaction temperature of the catalyst is 200℃, and the steady activity is 3h. (3)((1)/(2)=0.25) 9h after steady state activity (85%), high temperature activity for a long time. (3)When the thermal stability of the seed is adjusted, the temperature of the seed (170 ~ 300℃) is (3)((1)/(2)=0.25) for 16 hours under the flow of nitrogen, and the temperature of the seed can be adjusted to 170℃. The heating temperature is 170 ~ 300℃, and the temperature is 300℃. Solid acid exchange resin, such as Amberlyst-15, acid catalyst activity above 190℃3-D solid acid catalyst for high temperature applications