JP2013198875A - エチレンオキシド製造用触媒およびそれを用いたエチレンオキシド製造方法。 - Google Patents
エチレンオキシド製造用触媒およびそれを用いたエチレンオキシド製造方法。 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明は、銀(Ag)と担体とを含むエチレンオキシド製造用触媒において、塩素原子を含むアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を担持させたエチレンオキシド製造用触媒を使用することで、高い選択率を維持しながら、反応温度を低減させることができる。
【選択図】なし
Description
ここで当該触媒における塩素含有量は下記条件により測定されるものである。
(1)触媒3.0gを100mlの純水に投入し100℃で30分間煮沸した後、液1を除き、更に新たに純水100mlを投入し100℃で30分間煮沸した後、液2を除き、更に新たに純水100mlを投入し100℃で30分間煮沸し、液3を除くこと。
(2)液1〜3を集めて、200mlに調整すること。
(3)当該調整した液を陰イオンクロマトグラフィーにより、塩素イオンの濃度を測定すること。
本発明で定めた塩素濃度は、一般的に市販されている陰イオンクロマトグラフ装置によって定量することができる。
本発明において、担体組成は、α−アルミナを主成分とするものであればよく、α−アルミナの他、ケイ素(Si)を、SiO2換算で0.1〜5.0質量%、ナトリウム(Na)を、Na2O換算で0.001〜1.0質量%含むものであっても良い。以下、「%」で表示するが特に記載しないかぎりは担体全体で100質量%とする。また、担体が「α−アルミナを主成分とする」とは、担体におけるα−アルミナの含有量が、担体の全質量100質量%に対して、70質量%以上(上限=100質量%)であることを意味する。担体におけるα−アルミナの含有量は、好ましくは90質量%以上(上限=100質量%)であり、より好ましくは95質量%以上(上限=100質量%)である。担体は、α−アルミナを主成分とし、上記含有量でSi及びNaを含むのであれば、さらにその他の成分を含んでもよい。
担体の形状は、特に制限されず、リング状、球状、円柱状、ペレット状のほか、従来公知の知見が適宜参照されうる。また、担体のサイズ(平均直径)についても特に制限はなく、好ましくは3〜20mmであり、より好ましくは4〜10mmである。
本発明の触媒は、上述した担体上に、少なくとも銀(Ag)と、塩素原子を含むアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物(以下、「アルカリ金属等A」とも称する)を担持させたものである。更に、塩素原子を含まないアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物(以下「アルカリ金属等B」とも称する)を担持させることができる(これらアルカリ金属等Aとアルカリ金属等Bを総称して「アルカリ金属等」と称することもある)。アルカリ等金属Aとアルカリ金属等Bのモル比(アルカリ等金属A/アルカリ金属等B)とは、0.005〜0.24(モル比)、好ましくは0.03〜0.22である。アルカリ金属等Aが多くなると、活性は向上するが選択率が低下するためであり、アルカリ金属等Bが多くなると活性が低下するためである。
次に、上記したようにして製造された本発明に係る担体を用いて、本発明のエチレンオキシド製造用触媒を製造するが、その製造方法は、上記したような担体を使用する以外は、従来公知のエチレンオキシド製造用触媒の製造方法に従って調製されうる。以下、本発明にかかる好ましい触媒の実施形態を記載する。しかし、本発明は、下記の好ましい実施形態に限定されず、適宜修飾してあるいは他の公知の方法に本発明に係る担体を使用することによって、触媒を製造できる。
本発明のエチレンオキシドの製造方法は、触媒として本発明のエチレンオキシド製造用触媒を使用する点を除けば、常法に従って行われうる。
表1に示す組成となるように、シュウ酸銀、硝酸セシウム、塩化セシウム、過レニウム酸アンモニウム、メタタングステン酸アンモニウムを秤量し、水に溶解し、さらに錯化剤としてエチレンジアミンを加え、触媒前駆体溶液を調製した。次に、上記触媒前駆体溶液を、α−アルミナ担体(比表面積=0.7m2/g)に含浸した後、空気気流中300℃で0.25時間加熱処理した。更に、窒素気流中550℃で3時間熱処理し、触媒A〜Fを得た。触媒組成を表1に示す。
上記触媒A〜Fを、それぞれ、600〜850μmに粉砕し、それぞれの粉砕物1.2gを、内径3mm、管長300mmの外部が加熱式の二重管式ステンレス製反応器に充填した。次に、各触媒に対して最適なビニルクロライド濃度を調べるために、この充填層にエチレン24容量%、酸素7容量%、二酸化炭素2.1容量%、残余が窒素と微量の反応促進剤(ビニルクロライド)からなるガスを導入し、反応圧力1.6MPaG、空間速度5500hr−1の条件で、エチレン転化量が2.5容量%となるようにして反応を行った。ビニルクロライド濃度は、1.5molppmから4.5molppmの範囲で変化させ、各触媒において最も高い選択率が得られるビニルクロライド濃度を求めた。表2に、反応から100時間経過時の選択率および反応温度を示す。なお、選択率は、下記数式1に従って算出した。また、「エチレン転化量2.5容量%」は、エチレン転化率8.3%に相当する(下記数式2に従って算出)。
Claims (6)
- 銀(Ag)と担体とを含むエチレンオキシド製造用触媒において、塩素原子を含むアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を担持したことを特徴とするエチレンオキシド製造用触媒。
- 当該触媒に、更に塩素原子を含まないアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を担持することを特徴とする請求項1記載のエチレンオキシド製造用触媒。
- 当該触媒における塩素含有量が3〜130質量ppm(Cl換算質量)であることを特徴とする請求項1または2記載のエチレンオキシド製造用触媒。
- 当該触媒に、更にレニウム(Re)含むことを特徴とする請求項1、2または3記載のエチレンオキシド製造用触媒。
- 当該触媒におけるCl/Re(元素比)が0.04〜1.2であることを特徴とする請求項4記載のエチレンオキシド製造用触媒。
- 請求項1〜5記載の触媒の存在下にエチレンをエチレンオキシドに酸化することを特徴とするエチレンオキシドの製造方法。
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