JP2766040B2 - 飽和アルコールの製造法 - Google Patents

飽和アルコールの製造法

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/17Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • C07C29/172Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds with the obtention of a fully saturated alcohol

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はアセチレンアルコールを接触水素添加するこ
とによって飽和アルコールを製造する方法に関する。
[従来の技術] 脂肪族不飽和化合物を水素添加するためには、既に数
多くの触媒が提案されている。例えば、米国特許第3,44
9,445号明細書の記載により、ニッケル、銅およびマン
ガンを二酸化ケイ素上に含有する触媒を使用して、ブチ
ン−2−ジオール−1,4を良好な収量でブタンジオール
−1,4に水素添加できることは公知である。しかし、こ
の方法によってブタンジオール−1,4を大工業的に製造
する場合には、二酸化珪素の沈積が熱交換器および管路
内に生じ、この沈積は極めて費用のかかる浄化作業によ
ってのみ除去することができる。
西ドイツ国特許出願公開第25 36 276号明細書に記
載された、ニッケル、銅、モリブデンおよびマンガンの
酸化物を含有する担体のない触媒を用いて、アセチレン
系不飽和アルコールを水素添加する場合には、良好な結
果が得られる。しかし、もちろん、ブチン−2−ジオー
ル−1,4からブタンジオール−1,4に水素添加する場合に
は、反応条件を強化した場合(水素圧が高く、かつ温度
が高い)に得られた特に有利な結果は、望ましくないブ
タノールの形成と一緒に甘受されなければならない。ま
た、ストランドまたはペレットの形で製造された触媒
も、大工業的使用の際に形状的に不安定であり、したが
って早期の壊変が起こる。
欧州特許第0 018 569号明細書の記載によれば、金
属塩の沈殿、濾過、洗浄乾燥および熱処理により触媒を
製造する際に、沈殿の前にアルミニウム−または鉄塩を
添加すると、金属であるニッケル、銅、モリブデンおよ
びマンガンの酸化物を含有する水素添加触媒を用いて、
ブチン−2−ジオール−1,4を水素添加する場合に特に
有利な結果が達成される。しかし、この触媒を大工業的
な連続運転に使用する場合には、緩徐ではあるが、連続
した触媒の分解が起こる。
[発明が解決しようとする課題] したがって、不飽和アルコール、例えばブチン−2−
ジオール−1,4を工業的連続運転において、高い収率で
記載した欠点を回避しながら、飽和アルコール、例えば
ブタンジオール−1,4に変換することができる、アセチ
レンアルコールを水素添加するための新規の方法を開発
するという課題が課された。
[課題を解決するための手段] これらの要件を高度に満たす本発明の方法によれば、
50〜200℃の温度および30〜320バールの圧力でアセチレ
ンアルコールを接触水素添加することによって、飽和ア
ルコールを製造する場合には、酸化物の非還元触媒に対
して、それぞれ酸化ニッケル20〜75重量%、二酸化ジル
コニウム10〜75重量%および酸化銅5〜50重量%の含量
を有する触媒が使用される。
飽和した、特に二価のアルコールを製造するために
は、原則的に常法により得ることができる、全てのアセ
チレンアルコール、例えばブチン−2−ジオール−1,4
およびプロパルギルアルコールが適当である。
アセチレンアルコールの接触水素添加は、水素を触媒
に接触させて、50〜200℃、有利に80〜180℃の温度で、
および30〜320バール、有利に100〜320バールの圧力で
実施する。
本発明により使用された触媒は、触媒の酸化物の、還
元されていない形で、例えば次の組成を有する:酸化ニ
ッケル30〜70重量%、有利に40〜60重量%、特に35〜55
重量%、二酸化ジルコニウム10〜60重量、有利に15〜50
重量%、特に25〜45重量%、酸化銅5〜40重量%、有利
に10〜35重量%、特に5〜20重量%。更に、触媒は、例
えば酸化モリブデン0.1〜5重量%および場合によって
例えば酸化マンガン0〜10重量%を含有していてよい。
特に有利なことに、この新規の方法は、ブチン−2−
ジオール−1,4からブタンジオール−1,4に水素添加する
のに好適である。この水素添加の場合には、触媒可使時
間の著しい延長および通過量の本質的な上昇が達成され
る。
本発明方法に使用される触媒の製造は、例えば金属で
あるニッケル、銅、ジルコニウムおよび場合によってマ
ンガンの塩を自体常法により水溶液から30〜90℃の温度
およびpH5〜9で沈殿させ、懸濁液を濾過し、かつ濾過
ケーキを乾燥させ、かつ300〜700℃の温度で熱処理する
ことによって行なわれ、この場合モリブデンは、ヘプタ
モリブデン酸アンモニウムとして乾燥前に添加される。
この場合に、沈殿は、金属であるニッケル、銅、ジルコ
ニウムおよび場合によってマンガンの塩、例えば硝酸
塩、硫酸塩または酢酸塩の水溶液を炭酸アルカリ水溶液
と混合して行なう。この場合に金属塩の量を測定する
と、触媒物質は熱処理の後に、記載した組成を有する。
また、水溶性ジルコニウム塩は、使用したジルコニウ
ムに対して部分的に例えば50重量%の割合になるまで金
属塩水溶液に沈殿の前に添加しておくか、または反応容
器に予め装入しておいた、固体二酸化ジルコニウムで代
用することができる。
触媒を製造する場合には、詳細には例えば金属塩の水
溶液を同時に撹拌しながら、アルカリ金属炭酸塩水溶
液、有利に炭酸ナトリウム溶液と混合するようにして実
施され、この場合金属は、金属水酸化物と金属炭酸塩と
の混合物の形で沈殿する。金属塩溶液の金属塩含量は、
30〜40重量%であるのが好ましい。アルカリ金属炭酸塩
水溶液は、例えば10〜20重量%、有利に15〜20重量%で
ある。沈殿は、30〜90℃、有利に70〜90℃およびpH値5
〜9、有利に7〜9で行なわれる。
得られた懸濁液は、濾過され、かつ陽イオンが検出さ
れなくなるまで、水で洗浄される。次に、例えば120〜2
00℃の温度で、乾燥箱または噴霧乾燥器中で乾燥させ
る。モリブデンは、ヘプタモリデブン酸アルモニウムと
して湿潤な濾過ケーキに添加するのが好ましい。乾燥し
た濾過ケーキは、350〜700℃、有利に400〜600℃の温度
で熱処理される。
こうして得られた触媒物質は、使用の前に自体常法に
よりペレット化するか、または押出すのが好ましい。例
えば、触媒物質は、ペレット化助剤、有利に黒船の使用
下に寸法6×3mmのペレットに圧縮される。この方法で
製造されたペレットは、300〜700℃、有利に400〜600℃
の温度で熱処理される。錠剤は、嵩密度1500〜1900g/
l、多孔度(吸水量により測定)0.2〜0.4ml/gおよび硬
度3000〜4000N/cm2を有する。この方法で得られた触媒
は、本発明による使用前に、200〜350℃、有利に230〜2
80℃の温度で、例えば20〜40時間に亙って、水素圧1〜
300バール、有利に100〜150バールで水素を用いて還元
処理される。
記載した不飽和化合物の水素添加は、記載した温度お
よび圧力で、例えば触媒を固体床の形で有する反応器中
で実施される。この場合、下記の実施例から明らかなよ
うに、公知方法の場合よりも著しく長い触媒可使時間お
よび高い通過量が達成される。
更に、本発明による方法の以外な利点として見い出さ
れたことは、極めて長い運転時間の後に初めて失活する
触媒が水素を用いた8〜48時間の処理によって、100〜2
50℃、有利に100〜200℃の温度および100〜320バールの
圧力で、ほとんど完全に再び活性化されることができる
ことである。
[実施例] 例中に記載した%表示は重量%である。
例1 a)触媒の製造 硝酸ニッケル、硝酸銅、および酢酸ジルコニウムから
なり、NiO 4.48%、CuO 1.52%およびZrO2 2.82%を含
有する水溶液を、同時に撹拌容器中で一定の流れで20%
の炭酸ナトリウム水溶液を用いて70℃の温度で、ガラス
電極で測定したpH値7.0が維持されるようにして沈殿さ
せた。
得られた懸濁液を濾過し、かつ濾過ケーキを完全脱塩
水で、濾液の導電率が約20μSになるまで、洗浄した。
次に、まだ湿った濾過ケーキ中に、次に記載する酸化物
混合物が得られる程度に多量のヘプタモリブデン酸アン
モニウムを混入した。その後に、濾過ケーキを150℃の
温度で乾燥箱または噴霧乾燥器中で乾燥させた。この方
法で得られた水酸化物炭酸塩混合物を500℃の温度で4
時間に亙って熱処理した。
このようにした得られた触媒は、次の組成を有した:N
iO 50%、CuO 17%、MoO3 1.5%およびZrO2 31.5%。触
媒粉末を黒船3重量%と混合し、かつ6×3mmのペレッ
トに形成した。このペレットは多孔度(吸水量につき側
定)0.20ml/gおよび硬度3500N/cm2を有した。
b)ブチン−2−ジオール−1,4の水素添加 前記a)により得られた触媒を、水素添加反応器中で
250℃の温度および150バールの水素圧で還元した。8容
量分の触媒を用いて、150℃の温度および250バールの水
素圧で、ブチン−2−ジオール−1,4の50%の水溶液5
重量部/hを2500標準容量部の水素で水素添加した。反応
器内での温度制御のためおよび触媒床に亙って必要とさ
れる液体分布を保証するために、ブチンジオール流入量
を50容量部/hの反応器搬出物で希釈した。水素添加熱
を、液体循環内の熱交換器に通して、導出させた。ガス
相を液体相から分離した後に、使用した割合を新しい水
素によって補充することにより、過剰のガスを反応器入
口へ返送した。
ブチン−2−ジオール−1,4の変換はほとんど完全に
行なわれた。水素添加の副生成物(それぞれ無水と計算
して)は以下の通りであった: ブタノール <5 重量% 2−メチルブタンジオール−1,4 <0.2重量% ブテン−2−ジオール−1,4 <0.1重量% [2−(4−ヒドロキシ)−ブトキシ]−オキサレン <0.3重量% 4−ヒドロキシブチルアルデヒド 0.5重量% γ−ブチロラクトン <0.5重量% 最後に記載した4つの部分水素添加した成分を後反応
させるために、搬出物を第2の水素添加段階において、
同じ触媒に接するように1回通過させて、180℃の温度
および250バールの水素圧で後水素添加させた。
生じる生成搬送物は、少くともブタンジオール−1,4
を94重量%(無水で計算)含有し、この生成搬出物を蒸
留法でブタンジオール−1,4に純枠に後処理した。4ケ
月間の運転時間の後にも、なお明らかな圧力損失は認め
られなかった。更に、反応器搬出物中には触媒成分は見
い出されなかった。次に記載の比較試験c)の場合より
も3倍大きいブタンジオール通過量が達成された。
c)比較試験 前記b)に記載した水素添加を欧州特許第18569号明
細書の実施例に記載された触媒を使用して繰り返した。
既に僅か数週間の運転時間の後に、閉塞のために触媒堆
積床を取り除かなければならなかった。
例2 例1のb)に記載された水素添加を長時間に亙って継
続させた。約3ケ月間の運転時間の後に、主に、使用し
た工業用ブチンジオール溶液からの無機成分が沈積する
ことに起因する、触媒の水素添加効率の減少が観察され
た。触媒床を24時間、200℃の熱い凝縮液で洗浄した。
この処理の後に、触媒は再び、ほぼ元来の活性を有し
た。洗浄液は二酸化ジルコニウムの痕跡の他に、珪素0.
1重量%、ナトリウム0.03重量%、銅0.01重量%、なら
びに有機成分(<5重量%)を含有していた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07B 61/00 300 B01J 23/74 321Z (72)発明者 ハインツ・グレフイエ ドイツ連邦共和国ルートヴイツヒスハー フエン・ルクセンブルガー・ヴエーク 2 (72)発明者 ヴオルフガング・ライス ドイツ連邦共和国ルートヴイツヒスハー フエン・バンヴアツサーシユトラーセ 70 (72)発明者 ローラント・シユパール ドイツ連邦共和国ロルシユ・アム・シヤ ンツエンブツケル 19 (72)発明者 マテイアス・イルガング ドイツ連邦共和国ハイデルベルク・アン ドレアス‐ホーフアー‐ヴエーク 41 (72)発明者 ヴアルター・ヒンメル ドイツ連邦共和国グリユーンシユタツ ト・テオドール‐シユトルム‐シユトラ ーセ 12 (72)発明者 ゲルハルト・コツペンヘーフアー ドイツ連邦共和国ルートヴイツヒスハー フエン・ノーベルシユトラーセ 16 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 31/20,29/17 C07B 61/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アセチレンアルコールを50〜200℃の温度
    および30〜320バールの圧力で、接触水素添加すること
    によって、飽和アルコールを製造する方法において、酸
    化物の非還元触媒に対して、それぞれ酸化ニッケル20〜
    75重量%、二酸化ジルコニウム10〜75重量%および酸化
    銅5〜50重量%の含量を有する触媒を使用することを特
    徴とする、飽和アルコールの製造法。
  2. 【請求項2】ブチン−2−ジオール−1,4からブタンジ
    オール−1,4を製造する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】触媒を、活性が減少した後に、水を用いて
    100〜200℃の温度および100〜320バールの圧力で処理す
    ることによって、再び活性化する、請求項1記載の方
    法。
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