エタノールアミンからエチレンジアミンの選択的合成触媒の触媒設計

乙醇胺选择性合成乙二胺的催化剂设计

• 批准号: 06650902
• 负责人: 瀬川 幸一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650902/
• 关键词: エチレンジアミン合成; ゼオライト; モルデナイト; EDTA処理

エチレンジアミン(EDA)は農薬等に用いられる需要の多い化学薬品である。現在の製法(EDC法,MEA法)ではEDAの選択性は低く、装置の腐食や高圧による装置の負担等という問題がある。そこで申請者等は、反応生成物の分子径に近い限定された細孔径をもつゼオライトを触媒とし、エタノールアミン(EA)とNH_3から、常圧でEDAを選択的に合成する方法を検討した(日化第63春季年会,2C3 28)。種々のゼオライトの中ではプロトン型モルデナイト触媒(H-MOR)が高活性であった(EA転化率;45%、EDA選択率;77%)。更に高活性・高選択性を示す触媒を開発するために、H-MORに対して様々な化学修飾を施した。その結果、エチレンジアミン四酢酸(H_4EDTA)処理をしたMOR触媒(H-EDTA-MOR)において、高い活性を示し(EA転化率;96%、EDA選択率;60%)、触媒の寿命も向上した。またIRを用いて本反応の反応径路を検討した。過剰量のNH_3存在下でもEAが選択的に触媒酸点と相互作用し、吸着状態のまま分子内脱水によりエチレンイミン(EI)へ転化することがわかった。このEI吸着種の触媒上での安定度が本反応における選択性に大きな影響を与えていると考えられる。EI吸着種とNH_3が反応してEDAを生成するのだが、EI吸着種の安定度が弱いとEIとして脱離し、反対に強すぎると触媒上での滞留時間が長くなるために、EA多量体が生成する。高活性を示したH-EDTA-MORにおいては、脱AIにより酸量が減少し、酸強度も弱くなった。酸量の減少により活性劣化の原因となる触媒表面の炭素析出が抑制され、かつ酸強度が若干弱まったことにより上記のEI吸着種からEDAへの反応の進行が促進され、高活性を示したと考えられる。このように常圧下で、高活性・高選択的にEDA合成に成功した反応の報告例は他になく、工業的にも実用価値の高い方法であると思われる。

A variety of chemicals are needed for agricultural use. The current manufacturing method (EDC method, MEA method) has problems such as low selectivity of EDA, corrosion of devices, high pressure of devices, etc. The applicant and others discussed the synthesis method of the reaction product with a narrow molecular diameter, a narrow pore diameter, a catalyst, an EA, an NH_3, and an EDA under normal pressure (63rd Annual Meeting, 2C3 28). The catalyst (H-MOR) showed high activity (EA conversion rate: 45%, EDA conversion rate: 77%). High activity, high selectivity, high The results showed that the MOR catalyst (H-EDTA-MOR) treated with H_4EDTA had high activity and high conversion rate (EA conversion rate: 96%, EDA selectivity rate: 60%), and the catalyst life was improved. IR is used in this study. In the presence of excess NH_3, EA can be selected as catalyst for acid point interaction, adsorption state and intramolecular dehydration. The stability of the adsorption catalyst is affected by the selectivity of the catalyst. The stability of EI sorption species is weak, the desorption of EI sorption species is strong, and the residence time of EI sorption species is long. High activity of H-EDTA-MOR is due to decrease in acid content and weak acid strength. The decrease of acid content leads to the deterioration of activity. Carbon precipitation on the surface of catalyst is suppressed. Acid strength is weak. The adsorption of EI species, the reaction of EDA and the reaction are promoted. High activity is shown. This paper reports the success of EDA synthesis under normal pressure, high activity and high selectivity.

项目成果

K.Segawa,S.Mizuno,Y.Fujimoto,H.Yamamoto: "Selective Synthesis of Ethylenediamine from Ethanolamine and Ammonia over Zeolites Catalysts." Stud.Surf.Sci.Catal.83. 273-278 (1994)

K.Sekawa，S.Mizuno，Y.Fujimoto，H.Yamamoto：“在沸石催化剂上从乙醇胺和氨选择性合成乙二胺。”

K.Segawa,S.Mizuno,Y.Maruyama,S.Nakata: "Selective Synthesis of Ethylenediamine from Ethanolamine over Zeolites Catalysts." Stud.Surf.Sci.Catal.84. 1943-1950 (1994)

K.Sekawa，S.Mizuno，Y.Maruyama，S.Nakata：“在沸石催化剂上从乙醇胺选择性合成乙二胺。”