JP2013086070A - オキシ塩素化触媒及びそれを用いた1,2−ジクロロエタンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アルミナ担体に少なくとも塩化銅および周期表1族元素の塩化物を担持した中空円筒形状を有するオキシ塩素化触媒であって、細孔直径3〜15nm未満の範囲内の細孔および細孔直径15〜50nmの範囲内の細孔を有し、塩化銅に対する周期表1族元素の塩化物のモル比の標準偏差が0.1以下であるオキシ塩素化触媒。
【選択図】 なし
Description
細孔分布の測定は、水銀圧入法細孔分布測定装置(カンタクローム社製、(商品名)PoreMaster 60GT)を用い、細孔直径0.0036μm〜400μmの範囲で測定を行った。細孔分布のピークおよびピークの頂点は、Log微分細孔容積分布(dV/d(logD))、即ち、横軸に細孔直径、縦軸にLog微分細孔容積をプロットした図から読み取った。
触媒調製における焼成終了後、トレイ上に4層に積層した触媒を積層(上部から第1層、第2層、第3層、第4層)毎に採取し、各々の触媒の金属組成分析を行った。金属組成分析は、走査型蛍光X線分析装置(理学製、(商品名)ZSX PrimusII)を用い、積層毎の触媒約3gを粉砕、次いで加圧プレスで試料プレートを作製し、このプレートをRh管球、管電圧/管電流50kV/60mAの条件で測定した。得られたCu、KおよびCs濃度は、各々CuCl2、KClおよびCsClに換算して、表1に記載した。
第1層、第2層、第3層および第4層の触媒の周期表1属元素(アルカリ)/Cu(モル比)を用いて、平均値と各データの値の差(偏差)を二乗し、それを算術平均した値の平方根として標準偏差を求めた。
オキシ塩素化触媒の反応評価は、ガラス製反応管(内径22mm、長さ600mm)を備えた固定床気相流通式反応装置を用いて行った。ガラス製反応管の中段に、オキシ塩素化触媒を充填し、エチレン、塩化水素、酸素および希釈用窒素を触媒層に供給した。
細孔直径8nmおよび35nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する中空円筒形状のアルミナ担体(外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mm)に水を十分に吸収させた。CuCl2=249g/l、KCl=68g/l、CsCl61g/lの濃度の塩化銅−塩化カリウム−塩化セシウム水溶液800mlに前記のアルミナ担体300gを浸漬させ、室温で4時間浸漬した。アルミナ担体を浸漬液から取り出した後、直ぐにトレイ(長さ20cm、幅20cm、高さ6cm)に移して、アルミナ担体をトレイ上、4層に積層した。バッチ式の恒温器(ヤマト科学製、(商品名)精密恒温器DH650)にトレイを入れ、150℃で1.5時間乾燥させた後、200℃で5時間焼成して、外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mmを有する中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(細孔直径12nmおよび40nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する。)を調製した。細孔分布の測定から、細孔直径50nm以下の範囲内の細孔は全細孔容積の88%であった。
細孔直径8nmおよび60nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する中空円筒形状のアルミナ担体(外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mm)に水を十分に吸収させた。CuCl2=217g/l、KCl=56g/l、CsCl50g/lの濃度の塩化銅−塩化カリウム−塩化セシウム水溶液800mlに前記のアルミナ担体300gを浸漬させ、室温で4時間浸漬した。アルミナ担体を浸漬液から取り出した後、直ぐにトレイに移して、アルミナ担体をトレイ上、4層に積層した。バッチ式の恒温器にトレイを入れ、150℃で1.5時間乾燥させた後、200℃で5時間焼成して、外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mmを有する中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(細孔直径11nmおよび40nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する。)を調製した。細孔分布の測定から、細孔直径50nm以下の範囲内の細孔は全細孔容積の97%であった。
浸漬液からアルミナ担体を取り出し、担体表面を紙製ウエスで拭き取った以外は実施例2と同様の方法で外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mmを有する中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(細孔直径11nmおよび45nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する。)を調製し、反応評価を行った。細孔分布の測定から、細孔直径50nm以下の範囲内の細孔は全細孔容積の90%であった。結果を表1に示す。
細孔直径8nmおよび60nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する中空円筒形状のアルミナ担体(外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mm)に水を十分に吸収させた。CuCl2=217g/l、KCl=78g/lの濃度の塩化銅−塩化カリウム水溶液800mlに前記のアルミナ担体300gを浸漬させ、室温で4時間浸漬した。アルミナ担体を浸漬液から取り出した後、直ぐにトレイに移して、アルミナ担体をトレイ上、4層に積層した。バッチ式の恒温器にトレイを入れ、150℃で1.5時間乾燥させた後、200℃で5時間焼成して、外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mmを有する中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(細孔直径11nmおよび44nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する。)を調製した。細孔分布の測定から、細孔直径50nm以下の範囲内の細孔は全細孔容積の95%であった。
細孔直径7nmおよび97nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する中空円筒形状のアルミナ担体(外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mm)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mmを有する中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(細孔直径9nmおよび91nmにそれぞれ細孔分布のピーク頂点を有する。)を調製し、反応評価を行った。結果を表1に示す。
細孔直径9nmに細孔分布のピーク頂点を有する中空円筒形状のアルミナ担体(外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mm)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で外径5.0mm、内径1.8mm、長さ5.0mmを有する中空円筒形状のオキシ塩素化触媒(細孔直径12nmに細孔分布のピーク頂点を有する。)を調製し、反応評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (12)
- アルミナ担体に少なくとも塩化銅および周期表1族元素の塩化物を担持した中空円筒形状を有するオキシ塩素化触媒であって、該触媒は細孔直径3〜15nm未満の範囲内の細孔および細孔直径15〜50nmの範囲内の細孔を有し、塩化銅に対する周期表1族元素の塩化物のモル比の標準偏差が0.1以下であることを特徴とするオキシ塩素化触媒。
- 周期表1族元素の塩化物が塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウムおよび塩化セシウムからなる群から選択される1種以上の塩化物であることを特徴とする請求項1に記載のオキシ塩素化触媒。
- 細孔直径3〜15nm未満の細孔および細孔直径15〜50nmの細孔の細孔分布が共に1つ以上のピーク頂点を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のオキシ塩素化触媒。
- 塩化銅に対する周期表1族元素の塩化物のモル比の標準偏差が0.05以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のオキシ塩素化触媒。
- 外径3〜6mm、内径1〜3mm未満、長さ3〜6mmの中空円筒形状を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のオキシ塩素化触媒。
- 塩化銅の担持量が8〜25重量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のオキシ塩素化触媒。
- 周期表1族元素の塩化物の担持量が1〜20重量%であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のオキシ塩素化触媒。
- 塩化銅1モルに対する周期表1族元素の塩化物の担持量が0.1〜1モルであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のオキシ塩素化触媒。
- 細孔直径50nm以下の範囲内の細孔が、全細孔容積の85%以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のオキシ塩素化触媒。
- 細孔直径3〜15nm未満の細孔および細孔直径15〜80nmの細孔を有する中空円筒形状のアルミナ担体に、少なくとも塩化銅及び周期表1族元素の塩化物を浸漬法で担持し、更に乾燥および焼成することを特徴とするオキシ塩素化触媒の製造方法。
- 乾燥および焼成を、バッチ式の乾燥装置およびバッチ式の焼成装置で行うことを特徴とする請求項10に記載のオキシ塩素化触媒の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のオキシ塩素化触媒の存在下、エチレン、塩化水素及び酸素のオキシ塩素化反応を行なうことを特徴とする1,2−ジクロロエタンの製造方法。
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