JP2912443B2 - Glioxizal manufacturing method - Google Patents

Glioxizal manufacturing method

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JP2912443B2
JP2912443B2 JP2330021A JP33002190A JP2912443B2 JP 2912443 B2 JP2912443 B2 JP 2912443B2 JP 2330021 A JP2330021 A JP 2330021A JP 33002190 A JP33002190 A JP 33002190A JP 2912443 B2 JP2912443 B2 JP 2912443B2
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエチレングリコールの気相酸化反応に関し、
さらに詳しくはエチレングリコールを所定量のリンまた
はリン化合物の存在下特定粒径の粒状の銀と接触させ高
収率でグリオキザールを得る気相酸化法である。
The present invention relates to a gas phase oxidation reaction of ethylene glycol,
More specifically, it is a vapor phase oxidation method in which ethylene glycol is brought into contact with granular silver having a specific particle size in the presence of a predetermined amount of phosphorus or a phosphorus compound to obtain glyoxal in high yield.

〔従来技術〕(Prior art)

エチレングリコールを酸化してグリオキザールを製造
する方法については種々の提案がある。例えば銅及び/
又は銀とリンからなる酸化触媒を用い酸素により酸化す
る方法(特公昭48−1364号)、リンと銅、リンと銀又は
リンと銅及び銀を含有する触媒の存在下、エチレングリ
コールの変換率を約90%以下に低減させない範囲の量の
臭素化合物を原料混合気体に混合して行う酸化方法(特
開昭52−17408号)がある。又、銅を含む触媒を用いる
方法(米国特許第2,339,282号)、Cu−Si−Mn合金を用
いる銅を含む触媒にハロゲン系化合物を共存させて酸化
する方法などが提案されている。
There are various proposals for a method for producing glyoxal by oxidizing ethylene glycol. For example, copper and / or
Or a method of oxidizing with oxygen using an oxidation catalyst comprising silver and phosphorus (Japanese Patent Publication No. 48-1364), the conversion of ethylene glycol in the presence of a catalyst containing phosphorus and copper, phosphorus and silver or phosphorus, copper and silver (Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-17408) is a method in which a bromine compound is mixed with a raw material gas in such an amount that the amount of bromine compound is not reduced to about 90% or less. Further, a method using a catalyst containing copper (U.S. Pat. No. 2,339,282), a method using a Cu-Si-Mn alloy to oxidize a copper-containing catalyst in the presence of a halogen-based compound, and the like have been proposed.

しかし、これらの合金系触媒を用いる方法は触媒の調
整が難しい上に高い反応成績を維持できる寿命が短く、
しかも触媒の再生処理が複雑であるため工業的にあまり
有利な方法ではなかった。さらに、エチレングリコール
の酸化による方法として、一定の粒径(0.1〜2.5mm)の
銀結晶の存在下で酸化を行う方法(特開昭54−103809
号)、銅含有触媒を用い反応条件下で気化するリン化合
物の共存下で酸化を行う方法(特開昭55−55129)など
も提案されている。
However, the method using these alloy-based catalysts is difficult to adjust the catalyst and has a short life span that can maintain high reaction results,
In addition, since the regeneration treatment of the catalyst is complicated, it is not an industrially advantageous method. Further, as a method of oxidizing ethylene glycol, a method of oxidizing in the presence of silver crystals having a fixed particle size (0.1 to 2.5 mm) (Japanese Patent Laid-Open No. 54809/1979).
), And a method of oxidizing in the presence of a phosphorus compound which vaporizes under reaction conditions using a copper-containing catalyst (JP-A-55-55129).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、これらの方法によるグリオキザールの収率自
体はそれほど高いものではなく、又反応中間体のグリコ
ールアルデヒドやその他の不純物がかなり生成される。
However, the yields of glyoxal themselves by these methods are not very high, and the reaction intermediate glycolaldehyde and other impurities are considerably produced.

グリオキザールは、繊維加工剤、紙加工剤、土壌硬化
剤の主原料として、またその他有機合成中間体として非
常に有用な化合物である。しかし、特に繊維加工剤、紙
加工剤に使用される場合グリコールアルデヒドを多量に
含有していると最終製品の着色が著しく商品としての価
値はなくなる。さらにグリオキザール製造時に副生した
グリコールアルデヒドを後処理で除去するにはコストが
かかりすぎ経済的な方法ではない。
Glyoxal is a very useful compound as a main raw material for fiber processing agents, paper processing agents, soil hardening agents, and other intermediates for organic synthesis. However, especially when used in a fiber processing agent or a paper processing agent, if the glycolaldehyde is contained in a large amount, the coloring of the final product is remarkable and the value as a commercial product is lost. Further, removing glycolaldehyde by-produced during the production of glyoxal by post-treatment is too costly and not an economical method.

したがって、これらの方法は工業的に実施されている
アセトアルデヒドの硝酸酸化法に対抗できる方法ではな
かった。しかし、エチレングリコールの気相酸化法によ
るグリオキザールの製造方法自体はアセトアルデヒドの
硝酸酸化法に比較し、プロセスも簡単で且つ安価な天然
ガスを原料ベースとした酸化エチレンの誘導体であるエ
チレングリコールを原料ソースとするので、この点で経
済性に優れ有利である。
Therefore, these methods were not methods that could compete with the industrially practiced nitric acid oxidation method of acetaldehyde. However, the method of producing glyoxal by vapor phase oxidation of ethylene glycol itself is simpler than the nitric acid oxidation method of acetaldehyde, and its process is simpler and cheaper. Therefore, in this respect, it is economically advantageous and advantageous.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

そこで、本発明者らはエチレングリコールの気相酸化
によるグリオキザールの製造方法において従来法の欠点
を克服するため鋭意検討を行った結果、微量のリンもし
くはリン化合物の存在下、炭化ケイソ粒子を支持層とす
る銀粒子と接触させることによりグリコールアルデヒド
の副生量を著しく低減せしめることができ、高収率で品
質的に優れたグリオキザールを製造できることを見出
し、本発明を完成するに至った。
Thus, the present inventors have conducted intensive studies to overcome the disadvantages of the conventional method in a method for producing glyoxal by vapor-phase oxidation of ethylene glycol. As a result, in the presence of a trace amount of phosphorus or a phosphorus compound, the carbonized The present inventors have found that by contacting with silver particles, the by-product amount of glycolaldehyde can be remarkably reduced, and that glyoxal excellent in quality with high yield can be produced, and the present invention has been completed.

即ち、本発明のグリオキザールの製造方法はエチレン
グリコールを気相酸化してグリオキザールを製造する方
法において、エチレングリコール及び分子状酸素を含有
するガスをリンまたはリン化合物の存在下に、銀触媒と
接触させて酸化を行うにあたり、該触媒の支持層として
炭化ケイソ粒子を用いることを特徴とするものである。
That is, in the method for producing glyoxal of the present invention, in a method for producing glyoxal by vapor-phase oxidation of ethylene glycol, a gas containing ethylene glycol and molecular oxygen is brought into contact with a silver catalyst in the presence of phosphorus or a phosphorus compound. In carrying out the oxidation, diatomaceous carbide particles are used as a support layer of the catalyst.

用いる銀粒子の粒径は通常3mm又は2mm以下の程度であ
ればよい。それよりも大きな粒子を用いることは可能で
はあるが、本発明の趣旨を充分発揮する上において無意
味である。
The particle size of the silver particles to be used may usually be about 3 mm or 2 mm or less. Although it is possible to use particles larger than that, it is meaningless in fully exerting the purpose of the present invention.

本発明で強調すべきことは、触媒として作用する銀粒
子の粒径が0.1mm以下と従来技術では使用出来なかった
非常に細かい粒子を用いることが出来るため、その比表
面積が非常に大きく触媒単位体積当りの働き高を非常に
高くすることが可能である。
It should be emphasized in the present invention that the particle size of silver particles acting as a catalyst is 0.1 mm or less, and very fine particles that could not be used in the prior art can be used. The working height per volume can be very high.

従って、触媒層の高さが小さくて済むということであ
る。従来技術においてはこの触媒層の厚さは数センチメ
ートルであった。例えば、特公昭61−54011における実
施例では0.1乃至2.5mmの粒径を有する銀結晶を30mmの高
さに敷いて反応に供している。
Therefore, the height of the catalyst layer can be small. In the prior art, the thickness of this catalyst layer was several centimeters. For example, in the example of JP-B-61-54011, a silver crystal having a particle size of 0.1 to 2.5 mm is spread over a height of 30 mm and used for the reaction.

本発明者等は本発明にいたる過程で種々検討した結
果、上記の例に示した触媒粒子の内比較的大きな粒径の
銀粒子は触媒としての作用は殆ど有せず、活性な触媒と
して作用する細粒径の粒子の支持層として有効なだけで
ある。従って、用いる銀粒子の大きさは特に規定しない
が、極力粒径の小さな粒子を用いることが好ましい。小
粒径の粒子を用いることにより、触媒活性が向上し、結
果としてグリオキザールの選択率を向上させることが出
来る。
The present inventors have conducted various studies in the process leading to the present invention. As a result, among the catalyst particles shown in the above example, silver particles having a relatively large particle size have almost no action as a catalyst, and act as an active catalyst. It is only effective as a support layer for particles having a small particle size. Therefore, although the size of the silver particles to be used is not particularly limited, it is preferable to use particles having the smallest possible particle size. By using particles having a small particle size, the catalytic activity is improved, and as a result, the selectivity of glyoxal can be improved.

この場合の触媒層の厚みは10mm以下で充分であり、好
ましくは5〜10mmである。5mm以下でも触媒活性は充分
得られるが、大口径の反応器の触媒充填層に5mm以下の
厚さで均一に触媒を充填することは非常に困難である。
In this case, the thickness of the catalyst layer is sufficiently 10 mm or less, preferably 5 to 10 mm. Although a sufficient catalytic activity can be obtained with a diameter of 5 mm or less, it is very difficult to uniformly fill the catalyst with a thickness of 5 mm or less in a catalyst packed bed of a large-diameter reactor.

本発明者等はこの点に付いて微小粒径の銀粒子の触媒
の支持層として炭化ケイソ(以下SiCと略記する)の粒
子を用いることに着眼しグリコールアルデヒドの生成を
抑制し、所望の反応成績を得ることが出来た。このよう
にSiC支持層を用いることにより、銀粒子の触媒充填高
さのばらつきが多少あっても触媒充填層面における各部
分の通気抵抗のばらつきは平均化される効果がある。こ
れは反応器が大型になる程有効である。さらにこの支持
層の材質としてSiCを用いることは極めて重要な意義が
ある。まずSiCは本反応に対しては全く不活性であり、
つぎにSiCはセラミックスとしては高い熱伝導率を有し
ていることである。この様な性質によりSiCは本発明に
おいて極めて優秀な触媒支持層として使用できるのであ
る。この様にSiCを用いる効果は単なる銀粒子の支持だ
けではなく、反応層出口からクエンチゾーンに至る間で
のガスの滞留時間を小さくする効果がある。前述した主
要不純物であるグリコールアルデヒドは触媒の反応部で
も生成するが反応ガスが反応ゾーンを出て高温に保持さ
れている間にもグリオキザール分子同士の後反応により
生成することが判明した。従って、触媒層下部の滞留時
間を低減させる上でSiCを充填することは非常に有効で
ある。そのような役割りをこのSiCと支持層は果たして
いるわけである。
In view of this point, the present inventors have focused on the use of diatomaceous carbide (hereinafter abbreviated as SiC) particles as a support layer for a catalyst of fine silver particles, thereby suppressing the production of glycolaldehyde and the desired reaction. I was able to get a grade. By using the SiC support layer in this manner, even if there is some variation in the catalyst filling height of the silver particles, there is an effect that the variation in the air flow resistance of each portion on the catalyst packed layer surface is averaged. This is more effective as the reactor becomes larger. Further, the use of SiC as a material for the support layer has a very important significance. First, SiC is completely inert to this reaction,
Second, SiC has a high thermal conductivity as a ceramic. Due to such properties, SiC can be used as an excellent catalyst support layer in the present invention. As described above, the effect of using SiC is not only a mere support of silver particles, but also an effect of shortening the residence time of gas from the outlet of the reaction layer to the quench zone. It has been found that glycolaldehyde, which is the main impurity described above, is also generated in the reaction part of the catalyst, but is also generated by a post-reaction between glyoxal molecules while the reaction gas exits the reaction zone and is kept at a high temperature. Therefore, filling with SiC is very effective in reducing the residence time under the catalyst layer. The SiC and the support layer play such a role.

一般に不活性であると思われているアルミナ等も本反
応の如く高温においては不活性ではない。α−アルミナ
を支持層として用いた場合、ホルマリン、CO、CO2の生
成量が増加し、グリオキザールの収率が低下するばかり
でなくグリコールアルデヒドの生成量が極端に増加す
る。又そのメカニズムは明確ではないが反応液が若干黄
色に着色する。又、他の高熱伝導性を有するセラミック
ス、例えば窒化物などは高温で酸化雰囲気の該反応環境
には化学的には耐えることができない。
Alumina, which is generally considered to be inert, is not inert at high temperatures as in the present reaction. When α-alumina is used as the support layer, the amount of formalin, CO, and CO 2 increases, and not only the yield of glyoxal decreases, but also the amount of glycolaldehyde extremely increases. Although the mechanism is not clear, the reaction solution is slightly colored yellow. Further, other ceramics having high thermal conductivity, such as nitrides, cannot chemically withstand the reaction environment of oxidizing atmosphere at high temperature.

本発明に用いるSiCは一般に触媒担体等に使用される
ものであれば良く、特別に規定するものはない。本発明
に於いて使用した市販品の一例を第1表に示しておく。
またこのほかにも一般にファインセラミックス焼結体用
の高純度SiC粉末の焼結体を適宜砕いて用いても良い。
The SiC used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used for a catalyst carrier or the like. Table 1 shows examples of commercially available products used in the present invention.
In addition, a sintered body of high-purity SiC powder for a fine ceramics sintered body may be used by appropriately grinding it.

次に支持層として用いるSiCの粒径は触媒に用いる細
粒径の銀粒子を支持出来、しかも銀粒子の粒径よりも若
干大きな粒径を有するものから数mmの粒径のものを順
次、細粒子のものを支持する形で積んでゆけばよい。具
体的には0.1mm乃至3mm程度のものを用いると良い。支持
層の全層厚は10乃至30mmであるのが適当である。しかし
不要に支持層の厚さを厚くする必要はない。これらの支
持層は普通垂直に配置された反応器の特殊鋼あるいはガ
ス流通孔を有する支持面上に積層されその最上部に細粒
径の銀触媒を充填し原料ガスを上部から下部に向けて流
下せしめる方法ががとられる。
Next, the particle size of the SiC used as the support layer can support silver particles having a small particle size used for the catalyst, and in addition, the particles having a particle size slightly larger than the particle size of the silver particles to those having a particle size of several mm in order, What is necessary is just to pile up what supports fine particles. Specifically, it is preferable to use one having a thickness of about 0.1 mm to 3 mm. Suitably, the total thickness of the support layer is between 10 and 30 mm. However, it is not necessary to unnecessarily increase the thickness of the support layer. These support layers are usually laminated on a special steel or a support surface having gas flow holes of a vertically arranged reactor, and the top of the support layer is filled with a silver catalyst having a fine particle size, and the raw material gas is directed from top to bottom. The method of letting it flow is taken.

次に触媒に用いる粉状銀としては、電気分解法で得ら
れる粉状銀は勿論、化学的に製造した微粉末銀、例え
ば、アルカリ沈澱法などにより得られるもの、あるいは
一般的にガス蒸発と呼ばれているもので不活性ガス中で
種々の加熱法によって得られる微粉末などその調整法に
関係無く用いることが出来る。
Next, as the powdered silver used for the catalyst, not only powdered silver obtained by an electrolysis method, but also finely powdered silver produced chemically, for example, obtained by an alkali precipitation method, or generally gaseous silver It can be used regardless of its preparation method, such as fine powder obtained by various heating methods in an inert gas.

本発明において、リン又は、リン化合物はあらかじめ
エチレングリコールに所定量混合しておいて反応に供し
てよいし、エチレングリコールとは別に、単独にまたは
溶液として反応系に添加してもよい。リン化合物として
は、オルトリン酸アンモニウム、リン酸水素二アンモニ
ウム、オルトリン酸二水素アンモニウム、亜リン酸二水
素アンモニウム等の無機リン化合物及びモノ、ジまたは
トリメチルホスフィンなどの第一ないし第三ホスフィ
ン、亜リン酸メチル、亜リン酸エチルなどの亜リン酸エ
ステル、メチルホスホン酸ジメチルエステル、エチルホ
スホン酸ジエチルエステルなどの各種有機リン化合物が
有効に使用できるものとしてあげられる。
In the present invention, phosphorus or a phosphorus compound may be mixed with ethylene glycol in a predetermined amount in advance and subjected to the reaction, or may be added to the reaction system separately or as a solution separately from ethylene glycol. Examples of the phosphorus compound include inorganic phosphorus compounds such as ammonium orthophosphate, diammonium hydrogenphosphate, ammonium dihydrogenphosphate, ammonium dihydrogen phosphite, and primary to tertiary phosphines such as mono-, di- or trimethylphosphine; Various organic phosphorus compounds such as phosphites such as methyl acid and ethyl phosphite, dimethyl ester of methyl phosphonate and diethyl ester of ethyl phosphonate can be effectively used.

しかし、沸点の高いリン化合物は蒸発器温度を特に高
くする必要を生じさせ、あるいは蒸発器にこれらのリン
化合物が滞留して分解、蓄積することにより装置材料の
腐食を生じさせ、発生した鉄錆などが反応層に飛来し、
反応に悪影響を及ぼす可能性があるため好ましくない。
従ってより好ましくは、比較的低沸点の有機リン化合
物、例えば亜リン酸メチル、亜リン酸エチル、リン酸メ
チル、リン酸エチルなどが用いられる。
However, phosphorus compounds having a high boiling point require the evaporator temperature to be particularly high, or these phosphorus compounds stay in the evaporator to decompose and accumulate, thereby causing corrosion of equipment materials and causing iron rust generated. Etc. fly to the reaction layer,
It is not preferable because it may adversely affect the reaction.
Therefore, more preferably, an organic phosphorus compound having a relatively low boiling point, for example, methyl phosphite, ethyl phosphite, methyl phosphate, ethyl phosphate and the like are used.

このリンまたはリン化合物の添加量はエチレングリコ
ールに対してリンに換算して0.1〜50ppmの範囲が適当で
ある。このリンまたはリン化合物の添加により、これら
を添加しない場合に比べて一酸化炭素、二酸化炭素のよ
うな酸化生成物及びホルムアルデヒドのような分解生成
物の生成が著しく抑制され、目的生成物であるグリオキ
ザールの収得率が著しく向上する。なお、本発明方法に
おいてリンまたはリン化合物の添加を一時的に中断する
と、ただちに一酸化炭素、二酸化炭素またはホルムアル
デヒドの生成割合が増大する。このことは、添加したリ
ンまたはリン化合物が、触媒上に蓄積し作用していると
いうよりは、気相中で有効に作用していることを推定さ
せる。
The addition amount of this phosphorus or phosphorus compound is suitably in the range of 0.1 to 50 ppm in terms of phosphorus based on ethylene glycol. By the addition of the phosphorus or the phosphorus compound, the production of oxidation products such as carbon monoxide and carbon dioxide and decomposition products such as formaldehyde is significantly suppressed as compared with the case where they are not added, and the glyoxal which is the target product is produced. The yield rate of is significantly improved. In addition, when the addition of phosphorus or a phosphorus compound is temporarily interrupted in the method of the present invention, the production ratio of carbon monoxide, carbon dioxide or formaldehyde immediately increases. This suggests that the added phosphorus or phosphorus compound is acting effectively in the gas phase, rather than accumulating and acting on the catalyst.

リンまたはリン化合物の添加量はエチレングリコール
に対してリンに換算して0.1ppmに満たない量の添加では
得られる効果が小さく実用的ではない。また、リンに換
算して50ppmを越えるリンまたはリン化合物を添加する
と、粉状の銀触媒の存在下でも反応を維持出来なくなる
程度の種々の反応抑制作用が現れるので実用的ではな
い。
When the amount of phosphorus or phosphorus compound added is less than 0.1 ppm in terms of phosphorus based on ethylene glycol, the effect obtained is small and not practical. Further, if phosphorus or a phosphorus compound exceeding 50 ppm in terms of phosphorus is added, various reaction suppressing effects such that the reaction cannot be maintained even in the presence of a powdery silver catalyst appear, so that it is not practical.

本発明において分子状酸素としては、純酸素を用いて
も、空気を用いてもよいが経済的には後者が有利であ
る。
In the present invention, pure oxygen or air may be used as molecular oxygen, but the latter is more economical.

また、グリオキザールを高収率で得るために、エチレ
ングリコールおよび分子状酸素を不活性ガスで希釈して
反応を行わせる。不活性ガスとしては窒素、ヘリウム、
アルゴンなどの稀ガス、炭酸ガスまたは水蒸気などが用
いられる。
Further, in order to obtain glyoxal in high yield, ethylene glycol and molecular oxygen are diluted with an inert gas to cause a reaction. Inert gases such as nitrogen, helium,
A rare gas such as argon, carbon dioxide gas or water vapor is used.

本発明方法の気相酸化は、反応温度450〜650℃が適当
である。
The reaction temperature of 450 to 650 ° C. is suitable for the gas phase oxidation of the method of the present invention.

以上のように反応させた反応ガスは、触媒層を出たの
ち、できるだけ速やかに冷却されるようにしなければな
らない。高温度領域において必要以上の滞留をとること
は不安定なアルデヒド類の分解を招く要因となるだけで
ある。
The reaction gas reacted as described above must be cooled as quickly as possible after leaving the catalyst layer. Excessive retention in the high temperature region only causes decomposition of unstable aldehydes.

冷却されたガスは必要に応じて分縮し未反応のエチレ
ングリコールを回収する。未反応のエチレングリコール
を含まないか、あるいは製品として問題にならない程度
の微量のエチレングリコールが残存し、あえて除去の必
要がない場合には熱交換器にて冷却凝縮したのち通常の
吸収操作にて気相成分と分離する。
The cooled gas is divided as necessary to recover unreacted ethylene glycol. If unreacted ethylene glycol is not contained, or a trace amount of ethylene glycol remains to the extent that it does not pose a problem as a product, and if it is not necessary to remove it, cool and condense it in a heat exchanger and then use a normal absorption operation. Separate from gas phase components.

こうして得られたグリオキザールの水溶液には不純物
として有機酸や微量のホルムアルデヒドが含まれてい
る。このホルムアルデヒドは水蒸気吹き込みによる通常
のストリッピング操作により簡単に除去され、その際に
ギ酸や酢酸などの低沸点の有機酸の一部も除去される。
また粉状の銀触媒を用いてエチレングリコールの酸化に
より得られたグリオキサール水溶液には、粉状銀触媒を
用いないで合成したものに比べて反応中間体であるグリ
コールアルデヒドが殆ど含まれておらず、更にホルムア
ルデヒドストリッピング処理したグリオキザール水溶液
に含まれる有機酸量は、製品の安定性を保つために必要
な適当な酸量となっているので、これ以上の分離処理を
必要としない。従って、必要に応じて脱色処理、陽イオ
ン交換樹脂による処理を行うだけで良い。
The aqueous solution of glyoxal thus obtained contains an organic acid and a trace amount of formaldehyde as impurities. This formaldehyde is easily removed by a usual stripping operation by blowing steam, and at this time, a part of low-boiling organic acids such as formic acid and acetic acid are also removed.
The aqueous glyoxal solution obtained by the oxidation of ethylene glycol using a powdery silver catalyst contains almost no glycolaldehyde, which is a reaction intermediate, as compared with those synthesized without using a powdery silver catalyst. The amount of organic acid contained in the aqueous glyoxal solution further subjected to the formaldehyde stripping treatment is an appropriate amount of acid necessary for maintaining the stability of the product, so that no further separation treatment is required. Therefore, it is only necessary to perform a decoloring treatment and a treatment with a cation exchange resin as required.

こうして本発明の方法によればエチレングリコールか
ら副生成物の生成を抑えて高収率でグリオキザールを製
造出来、また気相酸化反応の安定性も優れる。したがっ
て、本発明はグリオキザールの工業的製造法として好適
である。
Thus, according to the method of the present invention, glyoxal can be produced in high yield by suppressing the generation of by-products from ethylene glycol, and the stability of the gas phase oxidation reaction is excellent. Therefore, the present invention is suitable as an industrial method for producing glyoxal.

〔実施例〕 次に、本発明を実施例により更に具体的に説明する。 EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1 SiC(不二見研磨材工業(株)製、TL−851)を破砕、
分級し触媒支持層として使用し、触媒として硝酸銀水溶
液の電気分解により得た粒系0.075〜0.1mmの銀粒子を使
用した。
Example 1 SiC (Futami Abrasives Co., Ltd., TL-851) was crushed,
The particles were classified and used as a catalyst support layer, and silver particles having a particle size of 0.075 to 0.1 mm obtained by electrolysis of an aqueous silver nitrate solution were used as a catalyst.

反応器中に第2表に示す如く、SiCの各層を積み最上
層に上記の銀粒子を積んだ。但し、SiC層は100メッシュ
の銅網で受けた。
As shown in Table 2, each layer of SiC was stacked in the reactor, and the silver particles were stacked on the uppermost layer. However, the SiC layer was received with a copper mesh of 100 mesh.

この反応器に蒸発器、余熱器を経てエチレングリコー
ルを140g/Hr、水蒸気を140g/Hr、空気を262Nl/Hr、窒素
を540Nl/Hr、及び亜リン酸トリエチルをエチレングリコ
ールに対してリンとして5ppm添加した混合ガスを下降流
で供給して反応温度585℃で反応させた。反応ガスは冷
却した後生成物を水吸収塔にて分離、補集した。
This reactor is an evaporator, passed through a preheater, ethylene glycol 140 g / Hr, steam 140 g / Hr, air 262 Nl / Hr, nitrogen 540 Nl / Hr, and triethyl phosphite 5 ppm as phosphorus relative to ethylene glycol. The added mixed gas was supplied in a downward flow to cause a reaction at a reaction temperature of 585 ° C. After cooling the reaction gas, the product was separated and collected in a water absorption tower.

その結果、エチレングリコール転化率99.9%、グリオ
キサール選択率84.3%、ホルマリン選択率2.4%、グリ
コールアルデヒド選択率0.05%であった。又、銀触媒に
対する空間時間収率は113gグリオキザール/cm3・触媒容
積・時間であった。
As a result, ethylene glycol conversion was 99.9%, glyoxal selectivity was 84.3%, formalin selectivity was 2.4%, and glycolaldehyde selectivity was 0.05%. The space-time yield with respect to the silver catalyst was 113 g glyoxal / cm 3 · catalyst volume · hour.

比較例1 実施例1と同じ反応器を用い、SiCの部分を同一粒径
の銀粒子におきかえた以外は実施例1と同様にして反応
を行った。銀粒子の充填量は第3表に示す。
Comparative Example 1 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the same reactor as in Example 1 was used and the SiC portion was replaced with silver particles having the same particle size. Table 3 shows the loading of silver particles.

反応の結果はエチレングリコール転化率99.9%、グリ
オキザール選択率64.8%、ホルマリン選択率6.2%グリ
コールアルデヒド選択率0.43%であった。叉、銀触媒に
対する空間時間収率は20.2g−グリオキザール/cm3・触
媒容積・時間であった。
As a result of the reaction, the ethylene glycol conversion was 99.9%, the glyoxal selectivity was 64.8%, the formalin selectivity was 6.2%, and the glycolaldehyde selectivity was 0.43%. The space-time yield for the silver catalyst was 20.2 g-glyoxal / cm 3 · catalyst volume · time.

比較例2 反応器に亜リン酸トリエチルを添加せず、実施例1と
同様の条件で反応させた。その結果、エチレングリコー
ル転化率100%、グリオキザール選択率38.6%、ホルマ
リン選択率11.2%、グリコールアルデヒド選択率0.05%
であった。
Comparative Example 2 A reaction was performed under the same conditions as in Example 1 except that triethyl phosphite was not added to the reactor. As a result, 100% ethylene glycol conversion, 38.6% glyoxal selectivity, 11.2% formalin selectivity, 0.05% glycolaldehyde selectivity
Met.

比較例3 支持層としてSiCの代わりにα−アルミナ(不二見研
磨材工業(株)製AL−873)を破砕し実施例1と同様の
粒度分布に反応器に充填し、実施例1と同条件で反応さ
せた。結果はエチレングリコール転化率99.1%、グリオ
キザール選択率58.7%、ホルマリン選択率9.3%、グリ
コールアルデヒド選択率7.8%であった。叉、反応液に
褐色の着色が認められた。
Comparative Example 3 In place of SiC, α-alumina (AL-873, manufactured by Fujimi Abrasives Co., Ltd.) was crushed as a support layer and charged into a reactor to have the same particle size distribution as in Example 1. The reaction was carried out under the conditions. As a result, ethylene glycol conversion was 99.1%, glyoxal selectivity was 58.7%, formalin selectivity was 9.3%, and glycolaldehyde selectivity was 7.8%. Also, brown coloration was observed in the reaction solution.

比較例4 反応器に粒径0.075〜0.1mmの銀粒子のみを実施例1と
同様に100メッシュの銅網上に積み、実施例1と同一条
件で反応をおこなった。但し、銀粒子の触媒層の厚みは
5.0mm及び15.0mmの2種類に付いてそれぞれ反応を行っ
た。
Comparative Example 4 Only silver particles having a particle size of 0.075 to 0.1 mm were stacked on a 100-mesh copper net in the same manner as in Example 1 and reacted under the same conditions as in Example 1. However, the thickness of the catalyst layer of silver particles is
The reaction was carried out for two types, 5.0 mm and 15.0 mm, respectively.

結果は第4表に示す。反応終了後、反応器内を点検し
たところ触媒に用いた銅網の網目からかなりの量洩れて
いた。従って工業的にこの様な細かに銀粉のみを直接銅
網上に用いることは不可能である。尚触媒層厚15.0mmに
おいては圧損が実施例1の場合の2倍の0.6kg/cm2と大
きかった。
The results are shown in Table 4. After the completion of the reaction, the inside of the reactor was inspected and found to have leaked a considerable amount from the mesh of the copper net used for the catalyst. Therefore, it is industrially impossible to use only such fine silver powder directly on a copper net. At a catalyst layer thickness of 15.0 mm, the pressure loss was as large as 0.6 kg / cm 2 , twice as large as that in Example 1.

実施例2 実施例1で示した触媒の銀粒子の層の厚さを3mmにし
て同一の反応条件で実験を行った。その結果、エチレン
グリコール転化率98.2%、グリオキサール選択率81.2
%、ホルマリン選択率2.6%、グリコールアルデヒド選
択率0.03%であった。叉、銀触媒に対する空間・時間収
率は181g−グリオキサール/cm3・触媒容積・時間であっ
た。
Example 2 An experiment was performed under the same reaction conditions except that the thickness of the silver particle layer of the catalyst shown in Example 1 was 3 mm. As a result, the ethylene glycol conversion rate was 98.2% and the glyoxal selectivity was 81.2%.
%, Formalin selectivity 2.6%, and glycolaldehyde selectivity 0.03%. The space / time yield with respect to the silver catalyst was 181 g-glyoxal / cm 3 · catalyst volume / time.

実施例3 実施例1におけると同様の触媒層において、リンの添
加量を3ppm、反応温度を570℃とした以外は実施例1と
同じ条件で反応を行った。
Example 3 In the same catalyst layer as in Example 1, the reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the added amount of phosphorus was 3 ppm and the reaction temperature was 570 ° C.

結果はエチレングリコール転化率99.8%、グリオキサ
ール選択率80.2%、ホルマリン選択率8.2%、グリコー
ルアルデヒド選択率0.04%であった。叉、銀触媒に対す
る空間・時間収率は108g−グリオキザール/cm3・触媒容
積・時間であった。
As a result, the ethylene glycol conversion was 99.8%, the glyoxal selectivity was 80.2%, the formalin selectivity was 8.2%, and the glycolaldehyde selectivity was 0.04%. The space / time yield with respect to the silver catalyst was 108 g-glyoxal / cm 3 · catalyst volume · time.

実施例4 触媒層を、実施例1の第2表における最上層及びその
下層の第2層のSiCまでを銀粒子を積み、その他は実施
例1と同様に反応を行った。
Example 4 Silver particles were stacked on the catalyst layer up to the uppermost layer in Table 2 of Example 1 and the second layer below SiC, and the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except for the above.

その結果、エチレングリコール転化率99.9%、グリオ
キザール選択率84.2%、ホルマリン選択率2.1%、グリ
コールアルデヒド0.04%であった。
As a result, the ethylene glycol conversion was 99.9%, the glyoxal selectivity was 84.2%, the formalin selectivity was 2.1%, and the glycolaldehyde was 0.04%.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の方法により、安価な原料から選択性良く、然
も高価な銀触媒当たりの生産性を高く、グリオキザール
が生産でき、産業に寄与するところは極めて大きい。
According to the method of the present invention, glyoxal can be produced with good selectivity from inexpensive raw materials and high productivity per expensive silver catalyst, which greatly contributes to industry.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 47/127 C07C 45/38 B01J 32/00 B01J 31/26 B01J 27/224 WPI/L(QUESTEL) CA(STN)Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C07C 47/127 C07C 45/38 B01J 32/00 B01J 31/26 B01J 27/224 WPI / L (QUESTEL) CA (STN)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エチレングリコールを気相酸化してグリオ
キザールを製造する方法において、エチレングリコール
及び分子状酸素を含有するガスをリン又はリン化合物の
共存下に、高温で粒状の銀触媒と接触させて酸化を行う
にあたり、銀粒子触媒層を炭化珪素粒子層により支持し
て用いることを特徴とするグリオキザールの製造方法。
1. A method for producing glyoxal by vapor-phase oxidation of ethylene glycol, comprising contacting a gas containing ethylene glycol and molecular oxygen with a granular silver catalyst at a high temperature in the presence of phosphorus or a phosphorus compound. A process for producing glyoxal, comprising using a silver particle catalyst layer supported by a silicon carbide particle layer in performing oxidation.
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