SPPO炭素膜を用いた膜反応器のエステル化反応への適用

摘要

エステルは、溶媒や燃料、香料や医薬品などの原料となる重要な化成品である。アルコールとカルボン酸を原料としてエステルを合成する場合は平衡反応であるため、高い収率で得ることが難しく、水の除去方法が課題となる。そこで、膜反応器によって、水を系内から選択的に除去して反応を促進することが提案され、脱水膜として主にゼオライト膜での検討が行われている。分離膜には高い脱水性能に加えて、膜が耐酸性を有している必要があるが、市販のA型ゼオライト膜は耐酸性が低いことが課題となっている。その点で炭素膜は耐酸性に優れるため、酸を含む反応溶液系でも適用可能であり、浸透気化分離条件下での膜反応器への応用が期待される。 我々はこれまでにスルホン化ポリフェニレンオキシド（SPPO）を前駆体とする中空糸炭素膜を用い、種々の有機溶剤に対して脱水性能の評価を行い、焼成時に炭素CVD処理を行った高選択膜を適用することによりC2分子に対しても優れた脱水性能を有することを明らかにしてきた1）。本研究では、高選択炭素膜を用いた膜反応器による酢酸（AA）とイソブタノール（IB）のエステル化反応について検討を行ったので報告する。