以下に本発明を詳細に説明する。

 本発明の2-プロパノールの製造方法は、� �セトンを水素化触媒の存在下で水素と反応� �せて、2-プロパノールを製造する方法であっ て、前記反応が、水とアセトンとを含む原料 混合物を、水素化触媒の存在下で水素と反応 させることにより行われ、前記原料混合物が 水とアセトンとの合計100重量%あたり、水を1. 2~4.0重量%含有することを特徴とする。

 本発明においては、前記反応は、通常前� ��水素化触媒が設置された反応器内で行われ� ��前記反応で得られる生成物である2-プロパ� �ールは、副成分として後述する副生成物や� �未反応のアセトンを含んでおり、前記生成� �を以下、液状の反応混合物とも記す。なお� �反応器から取り出される際には、未反応の� �素を主成分とするガス状の反応混合物と、� �記液状の反応混合物とが取り出され、液状� �反応混合物とガス状の反応混合物とを総称� �て、反応混合物とも記す。

 本発明に用いる水素化触媒としては特に� ��定はないが、Ba、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pd、 Pt、Zn、Zr、Ru、Rh等の金属元素を含む固体触� �が通常は用いられる。前記金属元素として� �、金属単体、合金、金属酸化物、金属塩化� �等の形態で用いることができる。また、水� �化触媒としては、他の触媒を用いてもよく� �ラネー触媒を用いることが好ましい。本発� �に用いる水素化触媒としては、一種単独で� �、二種以上を用いてもよい。

 水素化触媒として金属単体を用いる場合� ��は、Ni、Co、Cu、Fe、Pd、Pt、Ru、Rh等を用いる ことが好ましい。

 水素化触媒として金属酸化物を用いる場� ��には、CoO等を用いることが、反応収率の観� ��から好ましい。

 また、本発明に用いる水素化触媒として� ��、金属単体の混合物、金属単体と金属酸化� ��との混合物、金属酸化物の混合物、混合金� ��酸化物であってもよい。

 本発明に用いることが可能な水素化触媒の� ��としては、CuO-Cr ₂ O ₃ -BaO、CuO-Cr ₂ O ₃ -BaO-MnO等の銅-クロム系触媒、CuO-ZnO等の銅-亜� ��系触媒、ZnO-Cr ₂ O ₃ 等の亜鉛-クロム系触媒、Pd-Cr ₂ O ₃ 等のパラジウム-クロム系触媒、CoO-ZrO ₂ 等のコバルト-ジルコニウム系触媒、Ni-ZrO ₂ 等のニッケル-ジルコニウム系触媒、Ni-MgO等� �ニッケル-マグネシウム系触媒等が挙げられ� ��反応収率の観点から、銅-クロム系触媒、銅 -亜鉛系触媒、コバルト-ジルコニウム系触媒� ��ニッケル-ジルコニウム系触媒が好ましい。 前記銅-亜鉛系触媒としては、CuO-ZnO、すなわ� ��、酸化銅-酸化亜鉛であることが好ましい。 本発明に用いる水素化触媒が、酸化銅-酸化� �鉛を含む固体触媒であると、反応温度140℃� �上での選択性、経済的な熱回収の観点から� �ましい。

 また、本発明に用いる水素化触媒は、活性� ��、SiO ₂ 、Al ₂ O ₃ 、BaSO ₄ 、TiO ₂ 、ZrO ₂ 、MgO、ThO ₂ 、珪藻土等の担体で担持して用いてもよい。 前記担体としては、経済的観点から、再利用 可能な担体を使用することが好ましい。

 前記反応に使用する水素化触媒としては� ��反応収率の観点から、ラネー触媒を用いる� ��とが特に好ましい。

 本発明に用いるラネー触媒とは、ニッケ� ��、コバルト、銅、鉄等のアルカリまたは酸� ��不溶(難溶)な金属と、アルミニウム、シリ� �ン、亜鉛、マグネシウム等のアルカリまた� �酸に可溶な金属との合金を製造した後、該� �金からアルカリまたは酸に可溶な金属を溶� �して得られる金属触媒である。

 本発明に用いられるラネー触媒としては� ��例えばラネーニッケル、ラネーコバルト、� ��ネー銅、ラネー鉄等が挙げられるが、反応� ��率の点でラネーニッケルおよびラネーコバ� ��トからなる群から選択させる少なくとも1種 のラネー触媒を用いることが好ましい。

 なお、ラネーニッケル、ラネーコバルト� ��ラネー銅、およびラネー鉄とは、前記合金� ��おける、アルカリまたは酸に不溶(難溶)な� �属組成の主体がそれぞれニッケル、コバル� �、銅および鉄であるラネー触媒である。

 本発明では、水とアセトンとを含む原料� ��合物を、ラネー触媒等の水素化触媒の存在� ��で水素と反応させることにより2-プロパノ� �ルを製造するが、本発明に用いる原料混合� �は、水とアセトンとからなるものであって� �よく、さらに溶媒を含んでいてもよい。

 溶媒としては、メタノール、エタノール� ��2-プロパノール等のアルコール類;エチレン� ��リコール、プロピレングリコール、ジエチ� ��ングリコール等のグリコール類;ジイソプロ ピルエーテル、ジブチルエーテル、エチレン グリコールジメチルエーテル、ジグライム、 トリグライム等のエーテル類;ジメチルホル� �アミド、ジメチルアセトアミド、アセトニ� �リル、ジメチルスルホキシド等の非プロト� �性極性溶媒;ヘキサン、ヘプタン、シクロヘ� ��サン、シクロペンタン等の炭化水素類等が� ��げられる。本発明に用いる原料混合物が溶� ��を含む場合には、これらの中でも、液状の� ��応混合物からの除去を必要としない2-プロ� �ノールが好ましい。

 なお、本発明の製造方法において、原料� ��合物100重量部あたり、アセトンおよび水の� ��計が、通常は95~100重量部、好ましくは97~100� ��量部である。

 本発明において、前記原料混合物が水と� ��セトンとの合計100重量%あたり、水を1.2~4.0� �量%含有し、好ましくは1.2~2.5重量%含有し、� �り好ましくは1.3~2.3重量%含有する。以下、原 料混合物中における、水とアセトンとの合計 100重量%あたりの水の量を、水分含有率とも� �す。

 水分含有率が前記範囲を上回ると、本発� ��の製造方法で得られる2-プロパノールを含� �液状の反応混合物を精製し、水を含まない� �高純度の2-プロパノールを得るために多くの エネルギーを要しコストが高くつく傾向があ り好ましくない。

 また、水分含有率が、前記範囲を下回る� ��、4-メチル-2-ペンタノール(MIBC)、2-メチルペ ンタン-2,4-ジオール(HG)等の不純物の生成量が 増大する傾向があり、望ましくない。

 なお、通常のアセトンには、不純物とし� ��水が含まれていることが多いが、本発明に� ��いては、あらかじめ不純物として含まれて� ��る水の量を測定しておき、該水の量および� ��たに追加する水の量の合計を、水とアセト� ��との合計100重量%あたりの水の量とする。

 なお、本発明に用いる原料混合物は、予� ��アセトンと水とを混合した後に、水素化触� ��の存在する反応器へ供給してもよいが、ア� ��トンと、水とが別々に反応器に供給し、反� ��器中で混合されてもよい。

 本発明ではアセトンと水素との反応は、� ��応温度が、通常40~200℃で行われる。

 前記水添触媒として、ラネー触媒を用い� ��場合には、アセトンと水素との反応は、反� ��温度が、通常は40~160℃、好ましくは50~150℃� ��さらに好ましくは65~130℃で行われる。

 また、前記水添触媒として、酸化銅―酸� ��亜鉛を含む固体触媒を用いる場合には、ア� ��トンと水との反応は、反応温度が、好まし� ��は100~160℃で行われる。

 反応温度が上記範囲内であると、ジイソ� ��ロピルエーテル、プロパン、エタン、メタ� ��等の副生物の生成量が少ないため好ましい� ��

 また、反応温度が上記範囲内を下回る場� ��には、反応速度が低下し、2-プロパノール� �収率を高くするためには反応時間を著しく� �くしなければならない場合があり好ましく� �い。

 本発明ではアセトンと水素との反応にお� ��る反応圧力は、2-プロパノール収率向上及� �反応器保護の観点から、通常は0.5~4.0MPaG、好 ましくは0.7~3.0MPaG、さらに好ましくは0.8~2.5MPa Gで行われる。

 本発明では、アセトンと水素との反応は� ��分式、あるいは流通法等で行うことができ� ��。流通法の場合には未反応のアセトンを反� ��系にリサイクルして反応を行うことができ� ��。

 本発明の製造方法において、前記水素化� ��媒として、ラネー触媒を用いる場合には、2 -プロパノールを含む液状の反応混合物中に� �まれる、4-メチル-2-ペンタノールの含有量が 10ppm以下であり、2-メチルペンタン-2,4-ジオー ルの含有量が100ppm以下であることが好ましく 、4-メチル-2-ペンタノールの含有量が8ppm以下 であり、2-メチルペンタン-2,4-ジオールの含� �量が70ppm以下であることがより好ましい。

 また、本発明において前記水素化触媒と� ��て、ラネー触媒を用いる場合には、アセト� ��と水素の反応は、前記反応において、未反� ��のアセトン量が0.5重量%未満になる条件で反 応を行うことが好ましい。

 本発明において、未反応のアセトン量と� ��ては、少ない程好ましく、その下限として� ��特に限定はないが、通常は未反応のアセト� ��量が0.1重量%以上である。

 なお、未反応のアセトン量とは、反応器� ��出てきた、2-プロパノールを含む液状の反� �混合物100重量%あたりのアセトン含有量であ� ��。未反応のアセトン量を前記範囲にするた� ��には、反応温度・反応圧力を前記範囲にし� ��上で、例えば反応時間などを適宜選ぶこと� ��よって行うことができる。

 反応時間としては回分法を用いた液相法� ��場合には通常10分~2時間程度である。

 未反応のアセトン量が0.5重量%以上と大き く、アセトンの転化率が低い場合には、液状 の反応混合物からアセトンを含まない高純度 の2-プロパノールを分離するために多くのエ� ��ルギーを要しコストが高くつく傾向があり� ��ましくない。

 本発明ではアセトン、水素および水素化� ��媒の使用量は、回分法を用いた場合には、� ��素化触媒はアセトン100重量部に対して、通� ��は1~30重量部であり、水素の使用量はアセト ン1molに対して、通常は0.8~10molである。

 本発明の製造方法において、アセトンと� ��素との反応を流通法で行う場合には、本願� ��原料混合物中に前記水分含有率で水を含む� ��と、水素化触媒を用いて反応を行うことを� ��須の条件とすること以外の各反応条件とし� ��は、特許第2834495号公報記載の方法が挙げら れる。

 以下、その実施形態を、製造装置の一実� ��形態を示すフローチャート(図1)に基づいて� ��明する。

 図1において、1は反応器、2は反応器1の内 部に設けられた、水素化触媒から形成される 固定触媒層、3はアセトンおよび水を含む原� �混合物の供給経路、4は原料混合物の供給ポ� ��プ、5は反応混合物を気体と液体とに分離す る、気液分離器、6は送液ポンプ、7は気液分� ��器5によって分離された液状の反応混合物の 一部を反応器へ循環させるための循環経路を 示す。

 この装置において、アセトンおよび水を� ��む原料混合物は、供給ポンプ4によって供給 経路3を通って、気液分離器5から循環経路7を 通って反応器1に循環される液状の反応混合� �と合流して、反応器1の入口11から反応器1内� ��供給される。

 また、水素は、水素の供給経路8を通って 、反応器1の入口12から反応器1内へ供給され� �。

 反応器1内に供給された水素と原料混合物 、並びに気液分離器5から循環された液状の� �応混合物は、反応器1内を流通し、固定触媒� ��2において、アセトンと水素とが反応して2-� ��ロパノールが生成される。生成した2-プロ� �ノールを含む反応混合物は、反応器1の出口1 3から排出され、経路9を通って気液分離器5に 導入される。

 気液分離器5において、反応混合物は、液 状の反応混合物と、水素を主成分とするガス 状の反応混合物とに分離される。得られた液 状の反応混合物から一部を抜き出し、抜き出 された液状の反応混合物は、送液ポンプ6に� �って、熱交換器15において冷却されて循環経 路7を通って、反応器1へ循環される。

 このとき、液状の反応混合物の抜き出し� ��は、調節弁16によって調節される。残りの� �状の反応混合物は、経路10を通る熱交換器17� ��冷却された後、脱気槽18において脱気され� �経路19を通り、フィルター20で精製されて反� ��生成物として回収される。また、気液分離� ��5において分離されたガス状の反応混合物は 経路14を通って熱交換器21に導かれここで冷� �されて、ガス状の反応混合物に含まれる液� �の反応混合物が回収される。回収された液� �の反応混合物は調節弁24を通って脱気槽18へ� ��られ、経路10を通って送られてきた液状の� �応混合物と混合されて脱気される。

 熱交換器21において液状の反応混合物を� �去されたガス状の反応混合物の一部は循環� �素ガスとして経路22を通って水素循環器23へ� ��かれ、水素供給経路8へ返送される。さらに 、ここで反応によって消費された水素に見合 う新鮮な水素28と混合されて再び反応器1の入 口12を経て反応器内へ供給される。

 一方、熱交換器21を出たガス状の反応混� �物は、その一部を圧力調節弁27を通して脱気 槽18へ抜き出す。

 脱気槽18では経路10を通って送られてきた 液状の反応混合物および熱交換器21で凝縮し� ��調節弁24を経て送られてきた液状の反応混� �物のそれぞれから脱気放出されたガス状混� �物ならびに前記圧力調節弁27を通して抜き出 したガス状混合物を一緒にして経路25を通っ� ��廃ガス量調節弁26を経て反応系外へ抜き出� �。

 廃ガス量調節弁26から抜き出す廃ガス量� �、循環水素ガス中に水素以外の不純物ガス� �蓄積しないように適宜に調節される。前記� �環水素ガスの水素純度は、特に制限はない� �90モル%以上が好ましい。また、この水素純� �を保つためには、水素28として供給される原 料水素ガスの水素純度は99.5モル%以上が好ま� ��い。原料水素ガスの水素純度が余りに低い� ��、循環水素ガスの水素純度を90モル%以上に� ��つために、廃ガス量調節弁26から抜き出す� �ガス量が多くなり、経済的に好ましくない� �らである。

 また、27は、循環水素ガスの一部を抜き出� �圧力を調節するための圧力調節弁である。
反応器1の形式は、槽型、管型、塔型のいず� �でもよく、特に制限されない。
気液分離器5は、この種の装置に通常、用い� �れるものでよく、特に制限されない。
供給ポンプ4、送液ポンプ6、熱交換器15、17お よび21、並びに脱気槽18についても特に制限� �れない。

 本発明の装置は、図1に示す装置に限定さ れず、種々の変形が可能である。例えば、図 1に示す装置においては、アセトンを含む原� �混合物と、気液分離器から抜き出されて反� �器に循環される液状の反応混合物の一部と� �、合流して反応器の入口11から反応器内へ供 給されるが、原料混合物と、循環される液状 の反応混合物とが別個に反応器内へ供給され るようにしてもよい。

 また、反応器に循環される液状の反応混� ��物と水素ガスを混合し、これを反応器に供� ��するようにしてもよいし、反応器から排出� ��れる気液混合物の一部を除熱後、そのまま� ��応器へ循環させるようにしてもよい。

 本発明では、反応終了後、前記液状の反� ��混合物や反応生成物を通常知られている蒸� ��方法、および必要に応じて脱水操作を施す� ��とによって高純度の2-プロパノールが得ら� �る。