JP2014511346A - 酸化オレフィンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、ここに出典明示してその全開示を本明細書の一部とみなす、2011年1月5日に出願した米国仮特許出願61/429,955号の優先権の利益を主張する。
本発明は、酸化オレフィンの製造方法に関する。
[1]銅酸化物およびテルル成分を含む触媒の存在下でオレフィンと酸素とを反応させることを含む、酸化オレフィンの製造方法。
[2]触媒がルテニウム酸化物を含む[1]に記載の方法。
[3]触媒がアルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分を含む[1]または[2]に記載の方法。
[4]触媒がハロゲン成分を含む[1]または[2]に記載の方法。
[5]銅酸化物およびテルル成分が多孔性担体に担持されている[1]に記載の方法。
[6]銅酸化物、テルル成分およびルテニウム酸化物が多孔性担体に担持されている[2]に記載の方法。
[7]銅酸化物、テルル成分、ルテニウム酸化物およびアルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分が多孔性担体に担持されている[3]に記載の方法。
[8] 銅酸化物、テルル成分、ルテニウム酸化物、アルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分およびハロゲン成分が多孔性担体に担持されている[4]に記載の方法。
[9]多孔性担体がAl2O3、SiO2、TiO2またはZrO2を含む[5]から[8]のいずれか1に記載の方法。
[10]多孔性担体がSiO2を含む[5]から[8]のいずれか1に記載の方法。
[11]触媒中のテルル/銅モル比が0.001/1〜50/1である[1]から[10]のいずれか1に記載の方法。
[12]触媒中のルテニウム/銅モル比が0.01/1〜50/1である[2]に記載の方法。
[13]触媒中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属/銅モル比が0.001/1〜50/1である[3]に記載の方法。
[14]銅酸化物がCuOである[1]から[13]のいずれか1に記載の方法。
[15]テルル成分がテルルおよび酸素原子を含む[1]から[14]のいずれか1に記載の方法。
[16]ルテニウム酸化物がRuO2である[2]に記載の方法。
[17]アルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分がアルカリ金属含有化合物である[3]に記載の方法。
[18]アルカリ金属含有化合物が、ナトリウム含有化合物またはカリウム含有化合物である[17]に記載の方法。
[19]銅酸化物とテルル成分の総量が、多孔性担体100重量部に対して0.01〜80重量部である[5]に記載の方法。
[20]銅イオンおよびテルル化合物またはテルルイオンを含有する溶液または懸濁液を多孔性担体に含浸させて組成物を調製した後に、得られた該組成物を焼成することによって触媒を得る[5]に記載の方法。
[21]銅イオン、テルル化合物またはテルルイオンおよびルテニウムイオンを含有する溶液または懸濁液を多孔性担体に含浸させて組成物を調製した後に、得られた該組成物を焼成することによって触媒を得る[6]に記載の方法。
[22]銅イオン、テルル化合物またはテルルイオン、ルテニウムイオンおよびアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを含有する溶液または懸濁液を多孔性担体に含浸させて組成物を調製した後に、得られた該組成物を焼成することによって触媒を得る[7]に記載の方法。
[23]銅イオン、テルル化合物またはテルルイオン、ルテニウムイオン、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンおよびハロゲンイオンを含有する溶液または懸濁液を多孔性担体に含浸させて組成物を調製した後に、得られた該組成物を焼成することによって触媒を得る[8]に記載の方法。
[24]オレフィンがプロピレンであり、酸化オレフィンがプロピレンオキサイドである[1]から[23]のいずれか1に記載の方法。
[25]オレフィンと酸素とを100〜350℃の温度で反応させることを含む[1]から[24]のいずれか1に記載の方法。
[26]銅酸化物とテルル成分を含む、酸化オレフィン製造用の触媒。
[27]触媒がルテニウム酸化物を含む[26]に記載の触媒。
[28]アルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分を含む[26]または[27]に記載の触媒。
[29]ハロゲン成分を含む[26]から[28]のいずれか1に記載の触媒。
[30]銅酸化物がCuOである[26]から[29]のいずれか1に記載の触媒。
[31]テルル成分がテルルおよび酸素原子を含む[26]から[30]のいずれか1に記載の触媒。
[32]ルテニウム酸化物がRuO2である[27]から[31]のいずれか1に記載の触媒。
[33]アルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分がアルカリ金属含有化合物である[28]から[32]のいずれか1に記載の触媒。
[34]アルカリ金属含有化合物が、ナトリウム含有化合物またはカリウム含有化合物である[33]に記載の触媒。
[35]銅酸化物およびテルル成分が多孔性担体に担持されている[26]に記載の触媒。
[36]銅酸化物、テルル成分およびルテニウム酸化物が、多孔性担体に担持されている[27]に記載の触媒。
[37]銅酸化物、テルル成分、ルテニウム酸化物およびアルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分が多孔性担体に担持されている[28]に記載の触媒。
[38]銅酸化物、テルル成分、ルテニウム酸化物、アルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分およびハロゲン成分が多孔性担体に担持されている[29]に記載の触媒。
[39]多孔性担体がAl2O3、SiO2、TiO2またはZrO2を含む[35]から[38]のいずれか1に記載の触媒。
[40]多孔性担体がSiO2を含む[35]から[38]のいずれか1に記載の触媒。
[41]触媒中のテルル/銅モル比が0.001/1〜50/1である[26]から[40]のいずれか1に記載の触媒。
[42]触媒中のルテニウム/銅モル比が0.01/1〜50/1である[27]から[41]のいずれか1に記載の触媒。
[43]触媒中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属/銅モル比が0.001/1〜50/1である[28]から[42]のいずれか1に記載の方法。
[44]銅イオンおよびテルル化合物またはテルルイオンを含有する溶液または懸濁液を多孔性担体に含浸させて組成物を調製した後に、得られた該組成物を焼成することによって得られる[35]に記載の触媒。
[45]銅イオン、テルル化合物またはテルルイオンおよびルテニウムイオンを含有する溶液または懸濁液を多孔性担体に含浸させて組成物を調製した後に、得られた該組成物を焼成することによって得られる[36]に記載の触媒。
[46]銅イオン、テルル化合物またはテルルイオン、ルテニウムイオンおよびアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを含有する溶液または懸濁液を多孔性担体に含浸させて組成物を調製した後に、得られた該組成物を焼成することによって得られる[37]に記載の触媒。
[47]銅イオン、テルル化合物またはテルルイオン、ルテニウムイオン、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンおよびハロゲンイオンを含有する溶液または懸濁液を多孔性担体に含浸させて組成物を調製した後に、得られた該組成物を焼成することによって得られる[38]に記載の方法。
[48]酸化オレフィンがプロピレンオキサイドである[26]から[47]のいずれか1に記載の触媒。
(a)銅酸化物は、通常、銅と酸素から構成される。
銅酸化物には、例えば、Cu2OおよびCuOが含まれる。銅酸化物は好ましくはCuOである。
成分(d)は、アルカリ金属含有化合物、アルカリ土類金属含有化合物、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンであってもよい。
本発明においては、オレフィンは線状または分岐状の構造を有してもよく、通常、2〜10個、好ましくは2〜8個の炭素原子を有し得る。オレフィンは、モノオレフィンであってもよく、またはジオレフィンであることができる。モノオレフィンには、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキサン、ヘプテン、オクテン、ノネンおよびデセンが含まれる。ジエンには、例えば、1,3-ブタジエンまたは1,2-ブタジエンなどのブタジエンが含まれる。オレフィンには、例えば、好ましくはモノオレフィンが含まれ、より好ましくはエチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテンおよびオクテンが含まれ、さらにより好ましくはエチレン、プロピレンおよびブテンが含まれ、最も好ましくはプロピレンが含まれる。
反応ガスを外部標準としてのエタン(10Nml/分)と混合した後に、Gaskuropack 54のカラム(2m)を備えたTCD-GCに直接導入した。直列に連結し、氷浴を用いて冷却した二重のメタノールトラップを用いて、反応ガス中のすべての生成物を1時間かけて収集した。2つのメタノール溶液を相互に混合し、外部標準としてのアニソールに添加した後に、異なるカラムPoraBOND U(25m)およびPoraBOND Q(25m)を備えた2つのFID-GCを用いて分析した。
XPR={[PO+AC+AT+PaL+CO2/3]out/[C3H6]in}×100%
およびPO選択率(SPO)を、下記式を用いて決定した
SPO={[PO]/[PO+AC+AT+PaL+CO2/3]}×100%
各金属の重量は、触媒の調製に使用した金属塩の量から決定した。
触媒は、共含浸法によって調製した。所定重量(1.9g)の非晶質シリカ粉体(SiO2、日本アエロジル株式会社、380m2/g)を、0.30gのCu(NO3)2 (和光純薬工業株式会社)、0.04gのTeCl4 (和光純薬工業株式会社)、および40gのイオン交換水を含有する水溶液混合物に添加した後に、空気中で室温にて24時間それを撹拌し、担体に金属塩を含浸させた。次いで、得られた材料を乾燥するまで100℃にて加熱し、空気中、500℃にて12時間焼成して触媒を得た。
触媒において、CuおよびTeの総量は、SiO2100重量部に対して5.1重量部であった。
結果を表1に示す。
触媒は、共含浸法によって調製した。所定重量(1.9g)の非晶質シリカ粉体(SiO2、日本アエロジル株式会社、380m2/g)を、0.55gの(NH4)2RuCl6 (アルドリッチ)、0.30gのCu(NO3)2 (和光純薬工業株式会社)、0.04gのTeCl4 (和光純薬工業株式会社)、および40gのイオン交換水を含有する水溶液混合物に添加した後に、空気中で室温にて24時間それを撹拌し、担体に金属塩を含浸させた。次いで、得られた材料を乾燥するまで100℃にて加熱し、空気中、500℃にて12時間焼成して触媒を得た。
触媒を、実施例1と同様の方法で評価した。結果を表2に示す。
触媒は、共含浸法によって調製した。所定重量(1.9g)の非晶質シリカ粉体(SiO2、日本アエロジル株式会社、380m2/g)を、0.22gの(NH4)2RuCl6 (アルドリッチ)、0.30gのCu(NO3)2 (和光純薬工業株式会社)、0.04gのTeCl4 (和光純薬工業株式会社)、および40gのイオン交換水を含有する水溶液混合物に添加した後に、空気中で室温にて24時間それを撹拌し、担体に金属塩を含浸させた。次いで、得られた材料を乾燥するまで100℃にて加熱し、空気中、500℃にて12時間焼成して触媒を得た。
触媒を、実施例1と同様の方法で評価した。結果を表3に示す。
触媒は、共含浸法によって調製した。所定重量(1.9g)の非晶質シリカ粉体(SiO2、日本アエロジル株式会社、380m2/g)を、0.30gのCU(NO3)2 (和光純薬工業株式会社)、0.04gのTeCl4 (和光純薬工業株式会社)、0.10gのNaCl (和光純薬工業株式会社)、および40gのイオン交換水を含有する水溶液混合物に添加した後に、空気中で室温にて24時間それを撹拌し、担体に金属塩を含浸させた。次いで、得られた材料を乾燥するまで100℃にて加熱し、空気中、500℃にて12時間焼成して触媒を得た。
触媒を、実施例1と同様の方法で評価した。結果を表4に示す。
触媒は、共含浸法によって調製した。所定重量(1.9g)の非晶質シリカ粉体(SiO2、日本アエロジル株式会社、380m2/g)を、0.55gの(NH4)2RuCl6 (アルドリッチ)、0.30gのCu(NO3)2 (和光純薬工業株式会社)、0.04gのTeCl4 (和光純薬工業株式会社)、0.10gのNaCl (和光純薬工業株式会社)、および40gのイオン交換水を含有する水溶液混合物に添加した後に、空気中で室温にて24時間それを撹拌し、担体に金属塩を含浸させた。次いで、得られた材料を乾燥するまで100℃にて加熱し、空気中、500℃にて12時間焼成して触媒を得た。
触媒を、実施例1と同様の方法で評価した。結果を表5に示す。
触媒は、共含浸法によって調製した。所定重量(1.9g)の非晶質シリカ粉体(SiO2、日本アエロジル株式会社、380m2/g)を、0.22gの(NH4)2RuCl6 (アルドリッチ)、0.30gのCu(NO3)2 (和光純薬工業株式会社)、0.04gのTeCl4 (和光純薬工業株式会社)、0.10gのNaCl(和光純薬工業株式会社)、および40gのイオン交換水を含有する水溶液混合物に添加した後に、空気中で室温にて24時間それを撹拌し、担体に金属塩を含浸させた。次いで、得られた材料を乾燥するまで100℃にて加熱し、空気中、500℃にて12時間焼成して触媒を得た。
触媒を、実施例1と同様の方法で250℃にて評価した。結果を表6に示す。
触媒は、共含浸法によって調製した。所定重量(1.9g)の非晶質シリカ粉体(SiO2、日本アエロジル株式会社、380m2/g)を、0.22gの(NH4)2RuCl6 (アルドリッチ)、0.30gのCu(NO3)2 (和光純薬工業株式会社)、0.03gのTeO2 (和光純薬工業株式会社)、0.10gのNaCl (和光純薬工業株式会社)、および40gのイオン交換水を含有する水溶液混合物に添加した後に、空気中で室温にて24時間それを撹拌し、担体に金属塩を含浸させた。次いで、得られた材料を乾燥するまで100℃にて加熱し、空気中、500℃にて12時間焼成して触媒を得た。
触媒を、実施例1と同様の方法で250℃にて評価した。結果を表7示す。
Claims (20)
- 銅酸化物およびテルル成分を含む触媒の存在下でオレフィンと酸素とを反応させることを含む、酸化オレフィンの製造方法。
- 触媒がルテニウム酸化物を含む請求項1に記載の方法。
- 触媒がアルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分を含む請求項1または2に記載の方法。
- 触媒がハロゲン成分を含む請求項1または2に記載の方法。
- 銅酸化物およびテルル成分が多孔性担体に担持されている請求項1に記載の方法。
- 銅酸化物、テルル成分およびルテニウム酸化物が多孔性担体に担持されている請求項2に記載の方法。
- 銅酸化物、テルル成分、ルテニウム酸化物およびアルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分が多孔性担体に担持されている請求項3に記載の方法。
- 銅酸化物、テルル成分、ルテニウム酸化物、アルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分およびハロゲン成分が多孔性担体に担持されている請求項4に記載の方法。
- 多孔性担体がAl2O3、SiO2、TiO2またはZrO2を含む請求項5〜8のいずれかに記載の方法。
- 多孔性担体がSiO2を含む請求項5〜8のいずれかに記載の方法。
- 触媒中のテルル/銅モル比が0.001/1〜50/1である請求項1または2に記載の方法。
- 触媒中のルテニウム/銅モル比が0.01/1〜50/1である請求項2に記載の方法。
- 触媒中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属/銅モル比が0.001/1〜50/1である請求項3に記載の方法。
- 銅酸化物がCuOである請求項1または2に記載の方法。
- テルル成分がテルルおよび酸素原子を含む請求項1または2に記載の方法。
- ルテニウム酸化物がRuO2である請求項2に記載の方法。
- 銅酸化物とテルル成分を含む、酸化オレフィン製造用の触媒。
- 触媒がルテニウム酸化物を含む請求項17に記載の触媒。
- アルカリ金属成分またはアルカリ土類金属成分を含む、請求項17または18に記載の触媒。
- ハロゲン成分を含む、請求項17または18に記載の触媒。
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