[发明专利]氧化反应装置及氧化物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化反应装置和使用了该氧化反应装置的氧化物的制造方法。更详细而言，涉及使作为有机基质的烃在氧和臭氧的存在下发生氧化而得到氧化物时使用的氧化反应装置，和使用了该氧化反应装置的氧化物的制造方法。本申请主张2014年8月29日申请于日本的日本特愿2014-175313号的优先权，并将其内容在此引用。

背景技术

氧化反应为有机化学工业中的最基本的反应之一，开发有各种氧化方法。在专利文献1中记载有一种使用脂溶性酰亚胺化合物作为催化剂，利用分子态氧等对可生成自由基的化合物进行氧化的方法。根据该方法，可以将多种多样的有机基质氧化而得到对应的氧化物。但是，该方法中存在使用例如直链状烷烃等烃作为基质时收率降低的问题。

另一方面，通过氧进行的烃的氧化反应通常通过向搅拌槽型反应器中导入原料的烃，且从喷嘴向该反应器内吹入氧或空气而进行。但是，该方法中，热传递及气液混合效率较低，未必能够满足反应效率及能量效率方面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-331242号公报

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明的目的在于，提供一种无论反应性还是能量性均能够高效地使烃氧化的氧化反应装置。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种可以利用烃高效地制造相应的氧化物方法。

用于解决课题的方案

本发明人为了解决所述课题，进行了深入研究，结果发现，根据下述氧化反应装置，可以以较高的反应效率及能量效率使烃氧化，并完成本发明，所述氧化反应装置配置有：导入烃的液体导入流路、导入氧及臭氧的气体导入流路、对该液体和气体进行混合的气液混合部、固定或充填有氧化催化剂的流动反应器，且在所述气液混合部的流路内配置有用于使所述液体和气体混合而形成气液段塞流的可动粒子。

即，本发明涉及以下。

[1]一种氧化反应装置，其具有：液体导入流路，其导入含有作为反应基质的烃的液体；气体导入流路，其导入含有氧和臭氧的气体；气液混合部，其对从所述液体导入流路导入的液体和从所述气体导入流路导入的气体进行混合；流动反应器，其固定或充填有氧化催化剂，其中，在所述气液混合部的流路内配置有可动粒子，所述可动粒子用于通过其旋转和/或移动，使所述液体和气体混合而形成气液段塞流，该气液段塞流导入所述流动反应器中。

[2]如所述[1]所记载的氧化反应装置，其中，在所述流动反应器的下游侧具有气液分离器。

[3]如所述[2]所记载的氧化反应装置，其具有下述的循环流路，该循环流路使由所述气液分离器分离的液体的至少一部分再循环至所述气液混合部或其上游部。

[4]如所述[2]或[3]所记载的氧化反应装置，其具有下述的循环流路，该循环流路使由所述气液分离器分离的气体的至少一部分再循环至所述气液混合部或所述气液混合部的上游部。

[5]如所述[1]～[4]中任一项所记载的氧化反应装置，其中，所述氧化催化剂是使过渡金属以单质、化合物或离子的形态担载或固定于无机载体而成的催化剂。

[6]如所述[1]～[4]中任一项所记载的氧化反应装置，其中，所述氧化催化剂是使过渡金属化合物担载于哈米特(Hammett)酸度函数(H₀)为-9以下的载体而成的催化剂，或者是使所述载体利用过渡金属离子进行了离子交换的催化剂。

[7]如所述[1]～[6]中任一项所记载的氧化反应装置，其中，所述可动粒子的材质为玻璃、树脂、或金属。

[8]如所述[1]～[7]中任一项所记载的氧化反应装置，其中，所述可动粒子的形状为球状。

[9]如所述[8]所记载的氧化反应装置，其中，所述可动粒子的直径为0.3～1.5mm。

[10]如所述[5]～[9]中任一项所记载的氧化反应装置，其中，所述过渡金属化合物是具有选自Co、Mn、Fe、Zr、Ce、V、及Mo中的至少1种过渡金属作为过渡金属的化合物，或所述过渡金属离子是选自钴离子、锰离子、钒离子、铁离子、锆离子、及铈离子中的至少1种离子。

[11]如所述[5]～[10]中任一项所记载的氧化反应装置，其中，所述过渡金属化合物为钴化合物和/或锰化合物，或所述过渡金属离子为钴离子和/或锰离子。

[12]如所述[6]～[11]中任一项所记载的氧化反应装置，其中，所述载体为强酸性或超强酸性离子交换树脂。