JP2947968B2 - Method for producing acetaldehyde - Google Patents

Method for producing acetaldehyde

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JP2947968B2
JP2947968B2 JP3105805A JP10580591A JP2947968B2 JP 2947968 B2 JP2947968 B2 JP 2947968B2 JP 3105805 A JP3105805 A JP 3105805A JP 10580591 A JP10580591 A JP 10580591A JP 2947968 B2 JP2947968 B2 JP 2947968B2
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】アセトアルデヒドからは酢酸、無
水酢酸、ケテン、ジケテンおよびブタノール等が製造さ
れ、また有機溶媒等に広く利用されており、有機工業薬
品の製造分野において極めて重要な中間体である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Acetaldehyde produces acetic acid, acetic anhydride, ketene, diketene, butanol and the like, and is widely used in organic solvents and the like, and is an extremely important intermediate in the manufacturing field of organic industrial chemicals. .

【0002】本発明は触媒電極を設けたイオン伝導体を
用いた燃料電池システムによりエチレン、水および酸化
性化合物からアセトアルデヒドを製造すると同時に必要
に応じて電力エネルギーを取り出す方法に関する。さら
に詳しくは、通常の燃料電池システムとは異なり、酸化
側と還元側を隔壁により分離せず、酸化物質と被酸化物
質を混合した状態で行う非隔膜燃料電池システムによる
エチレン、水および酸化性化合物からアセトアルデヒド
を製造する方法に関する。
[0002] The present invention relates to a method for producing acetaldehyde from ethylene, water and an oxidizing compound by a fuel cell system using an ion conductor provided with a catalyst electrode, and at the same time extracting power energy as needed. More specifically, unlike a normal fuel cell system, ethylene, water, and oxidizable compounds are produced by a non-membrane fuel cell system in which the oxidizing side and the reducing side are not separated by a partition but are mixed with an oxidizing substance and a substance to be oxidized. And a method for producing acetaldehyde from the same.

【0003】[0003]

【従来の技術】アセトアルデヒドはこれまでアルコール
の脱水素、アセチレンの水和、エタンの酸化、エチレン
の酸化等の方法で製造されてきた。その内でも、塩化パ
ラジウムと塩化銅よりなるレドックス系触媒を用いて
の、いわゆるワッカー法によるエチレンの直接酸化法は
工業的に重要なアセトアルデヒドの製造方法である。こ
の方法は工業的にはチタン等の高級耐蝕材質の反応器を
用いて、触媒量の塩化パラジウムと大過剰の塩化銅を含
む塩酸水溶液中にガス状のエチレンおよび酸素または空
気を吹き込む方法で行われているが、a)均一系の反応
であるため、生成物と触媒を分離する必要がある。b)
塩化パラジウム、塩化銅といった塩化物触媒に塩酸を添
加して反応させるので、反応器の腐食が激しく、また、
含塩素化合物が副生する。などの問題点がある。
2. Description of the Related Art Acetaldehyde has been produced by a method such as dehydrogenation of alcohol, hydration of acetylene, oxidation of ethane and oxidation of ethylene. Among them, the direct oxidation method of ethylene by the so-called Wacker method using a redox catalyst comprising palladium chloride and copper chloride is an industrially important method for producing acetaldehyde. This method is industrially performed by blowing gaseous ethylene and oxygen or air into a hydrochloric acid aqueous solution containing a catalytic amount of palladium chloride and a large excess of copper chloride, using a reactor made of a high corrosion-resistant material such as titanium. However, a) Since the reaction is a homogeneous reaction, it is necessary to separate the product and the catalyst. b)
Since hydrochloric acid is added to and reacted with chloride catalysts such as palladium chloride and copper chloride, the corrosion of the reactor is severe,
Chlorine-containing compounds are by-produced. There are problems such as.

【0004】また、電極に電圧を印加して電気化学的に
オレフィンを酸化してアルデヒド、ケトン等のカルボニ
ル化合物を得る方法が知られているが、二酸化炭素など
の副生物が多く生成し、目的物の選択性は低い。さら
に、電圧を印加せずに燃料電池システムを利用して有用
な化学物質を合成しようとする試みも最近行われてお
り、例えば、Electrochimica Act
a. Vol.32 No8,pp1137−1143
(1987)にはポリベンズイミダゾールのフィルムの
間にリン酸水溶液を流し、その両側に設けたパラジウム
電極の一方にプロピレンのみを流し、他方に酸素を流す
方法が記載されているが、アノード室から得られる生成
物はアクロレイン、アクリル酸、二酸化酸素などであ
り、アセトンの生成は殆どない。また同様な燃料電池シ
ステムによりエチレンからアセトアルデヒドを製造した
例としては、本発明者が先に出願した特願昭63−24
6062のみである。この出願特許においては、両触媒
電極はイオン伝導体膜により隔てられており、且つエチ
レンと酸素は混合しない、隔膜式燃料電池システムによ
り製造されており、本発明のごとく電極室を隔膜によっ
て隔てることなく、シンプルな反応器としてエチレンお
よび酸素もしくは酸化性化合物を混合した状態で反応を
進行させる、非隔膜式燃料電池システムを用いる方法は
これまでに知られていない。
There is also known a method in which a voltage is applied to an electrode to electrochemically oxidize an olefin to obtain a carbonyl compound such as an aldehyde or a ketone. Product selectivity is low. In addition, recently, attempts have been made to synthesize a useful chemical substance using a fuel cell system without applying a voltage. For example, Electrochemical Agent Act has been attempted.
a. Vol. 32 No8, pp1137-1143
(1987) describes a method in which an aqueous phosphoric acid solution is caused to flow between polybenzimidazole films, only propylene is allowed to flow to one of palladium electrodes provided on both sides thereof, and oxygen is caused to flow to the other. The resulting products are acrolein, acrylic acid, oxygen dioxide, etc., with little formation of acetone. An example of producing acetaldehyde from ethylene using a similar fuel cell system is disclosed in Japanese Patent Application No. 63-24 / 1994 filed by the present inventors.
6062 only. In this patent, both catalyst electrodes are separated by an ion conductor membrane and are manufactured by a diaphragm type fuel cell system in which ethylene and oxygen are not mixed, and the electrode chamber is separated by a diaphragm according to the present invention. In addition, a method using a non-diaphragm fuel cell system in which a reaction proceeds in a state where ethylene and oxygen or an oxidizing compound are mixed as a simple reactor has not been known so far.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、燃料電池シ
ステムを用いてエチレンと水からアセトアルデヒドを選
択的に製造することにより、従来の製造方法における生
成物と触媒の分離、材質腐食、含塩素化合物の副生等問
題点を解決するものであり、加えて、従来の燃料電池シ
ステムが有した隔膜等の複雑な反応装置および形態等を
解決するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for selectively producing acetaldehyde from ethylene and water using a fuel cell system. An object of the present invention is to solve problems such as by-products of a compound, and also to solve complicated reactors and forms such as a diaphragm which a conventional fuel cell system has.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は図1に示すよう
に、イオン伝導物質上に、電極Aとしてパラジウム
金属および/またはパラジウム化合物からなる電極と、
電極Bとしてルテニウム、オスミウム、イリジウム、
ロジウムおよび/またはこれらの金属の化合物の少なく
とも1種以上からなる電極を双方の電極が共に接触する
ことなく設置し、さらに双方の電極を導線もしくは導電
性物質により結線させ、これにエチレン、水および酸
素もしくは酸化性化合物の混合物を接触させ、非隔膜型
燃料電池システムを用いてアセトアルデヒドを高選択率
で製造すると同時に必要に応じて電力エネルギーを取り
出す方法である。本発明方法において用いられる酸化性
化合物としては、本発明の触媒電極上で水素と反応でき
る化合物であるならばいずれも使用できるが、一般的に
は酸素または空気が用いられる。さらに必要に応じては
これらを他の媒体で希釈して使用することもできる。ま
た、酸化性化合物として被還元性化合物を用いて、同時
に水素化反応も行わせることも可能である。
According to the present invention, as shown in FIG. 1, an electrode made of palladium metal and / or a palladium compound is provided on an ion conductive material as an electrode A.
Ruthenium, osmium, iridium,
An electrode made of at least one of rhodium and / or a compound of these metals is installed without both electrodes coming into contact with each other, and both electrodes are connected by a conductive wire or a conductive substance, and ethylene, water and This method involves contacting a mixture of oxygen or an oxidizing compound to produce acetaldehyde at a high selectivity using a non-diaphragm fuel cell system, and at the same time extracting power energy as needed. As the oxidizing compound used in the method of the present invention, any compound that can react with hydrogen on the catalyst electrode of the present invention can be used, but oxygen or air is generally used. If necessary, these can be used after being diluted with another medium. It is also possible to use a reducible compound as the oxidizing compound and simultaneously carry out a hydrogenation reaction.

【0007】本発明方法では、必要に応じて反応系から
反応の自由エネルギー変化に相当する電力エネルギーを
取り出すことも可能である。
In the method of the present invention, it is also possible to extract electric power energy corresponding to a change in free energy of the reaction from the reaction system as required.

【0008】本発明方法で用いられる電極Aとしてはパ
ラジウムおよび/またはパラジウム化合物からなる電極
であり、また電極Bとしてはルテニウム、オスミウム、
イリジウム、ロジウムおよび/またはこれらの金属の化
合物からなる電極である。これらの金属の化合物として
は、金属ハロゲン化物、金属硝酸塩、金属硫酸塩、金属
酸化物、金属リン酸塩、金属アンモニウム化合物、金属
アセチルアセトン、金属酢酸塩、金属カルボニル化物等
が挙げられる。本発明方法においては無論これらの化合
物のみに限定されるものではない。また、これらの電極
を調製する際に上記金属および/または金属化合物を導
電性物質、例えばグラファイト、活性炭、カーボンウィ
スカー等に混合もしくは担持して使用することもでき
る。さらに、電極を成形する際に、種々のバインダー、
例えばテフロン等を混合して加熱成形して使用すること
も可能である。しかしながら、本発明方法はこれら調製
方法、成形方法のみに限定されない。
The electrode A used in the method of the present invention is an electrode made of palladium and / or a palladium compound, and the electrode B is ruthenium, osmium,
An electrode made of iridium, rhodium and / or a compound of these metals. Examples of compounds of these metals include metal halides, metal nitrates, metal sulfates, metal oxides, metal phosphates, metal ammonium compounds, metal acetylacetones, metal acetates, metal carbonyl compounds, and the like. Of course, the method of the present invention is not limited to only these compounds. In preparing these electrodes, the above-mentioned metal and / or metal compound can be mixed or supported on a conductive substance, for example, graphite, activated carbon, carbon whisker or the like. Furthermore, when molding the electrode, various binders,
For example, it is also possible to mix Teflon or the like and heat-mold it before use. However, the method of the present invention is not limited only to these preparation methods and molding methods.

【0009】本発明方法で用いられるイオン伝導体とし
てはリン酸、塩酸、硫酸などのプロトン酸、ヘテロポリ
酸、H−モルデナイト、H−モンモリロナイト、リン酸
ジルコニウム等のプロトン伝導体として知られている固
体電解質、SrCeO3を母体としたペロブスカイト型
固溶体等が使用できる。また、パーフルオロカーボンの
ような含フッ素高分子をベースとし、これにスルホン酸
基あるいはカルボン酸基の一種または二種を導入したも
の、例えばナフィオン(Du Pont社の登録商標)
も使用できる。リン酸等の液体はシリカウール等に含浸
させて使用したり、イオン透過性のフィルターまたは膜
ではさんで使用することもできる。
The ion conductor used in the method of the present invention is a solid known as a proton acid such as phosphoric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid, a heteropolyacid, H-mordenite, H-montmorillonite and zirconium phosphate. An electrolyte, a perovskite-type solid solution containing SrCeO3 as a base, or the like can be used. Further, those based on a fluorine-containing polymer such as perfluorocarbon, into which one or two sulfonic acid groups or carboxylic acid groups are introduced, for example, Nafion (registered trademark of Du Pont)
Can also be used. A liquid such as phosphoric acid can be used by impregnating it with silica wool or the like, or can be used by sandwiching it between ion-permeable filters or membranes.

【0010】本発明方法においては、これらイオン伝導
体上に上記電極AおよびBを添着させて行うが、双方の
電極は直接接触させないで実施し、かつこれら電極を導
線もしくは電気伝導性物質により結線して行う。これに
より双方の電極間から外部へ電気エネルギーを取り出し
かつ反応を円滑に進行させる。本発明で使用する導線も
しくは電気伝導性物質としては、特に限定はされなく、
電流を通ずる物質であれば使用可能であるが、入手し易
さ、高い電気伝導性等の観点から金線、銀線および銅線
が推奨される。
In the method of the present invention, the electrodes A and B are attached to these ionic conductors, but both electrodes are not brought into direct contact with each other, and these electrodes are connected by a conductive wire or an electrically conductive material. Do it. Thereby, electric energy is taken out from between the two electrodes to the outside and the reaction proceeds smoothly. The conductive wire or the electrically conductive substance used in the present invention is not particularly limited,
Any substance that can conduct electric current can be used, but gold, silver, and copper wires are recommended from the viewpoints of availability and high electrical conductivity.

【0011】本発明方法において供給されるエチレン、
水及び酸化性化合物は通常、気体もしくは液体であり、
必要に応じて不活性な媒体(液体、気体)に溶解、混合
等により希釈させて触媒電極と接触させることも可能で
ある。
Ethylene supplied in the process of the present invention,
Water and oxidizing compounds are usually gas or liquid,
If necessary, the catalyst may be dissolved in an inert medium (liquid or gas), diluted by mixing or the like, and brought into contact with the catalyst electrode.

【0012】反応温度は通常−20℃から200℃であ
り、特に−5℃から150℃が好ましい。さらに、反応
は一般に常圧で行われるが、必要に応じて加圧または減
圧下でも実施することが可能である。反応生成物は通常
の蒸留等の方法により分離、精製して高純度のアセトア
ルデヒドを得ることができる。
The reaction temperature is usually from -20 ° C to 200 ° C, particularly preferably from -5 ° C to 150 ° C. Further, the reaction is generally carried out at normal pressure, but can be carried out under increased or reduced pressure as required. The reaction product can be separated and purified by ordinary methods such as distillation to obtain high-purity acetaldehyde.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明す
る。しかしながら、反応方法や反応装置は例示的なもの
であり、本発明は実施例のみに限定されるものではな
い。 実施例1−4 ディスク状のシリカウール(厚さ1.0mm,直径21
mm)に85%リン酸水溶液を含ませ、図1に示したよ
うに、ディスクの一方に電極Aとしてグラファイト粉末
50mg、テフロン粉末5mgおよびパラジウム黒粉末
20mgをよく混合した後、ホットプレス法によりシー
ト状に成形したものを取り付け、他方に電極Bとしてグ
ラファイト粉末50mg、テフロン粉末5mg及びルテ
ニウム金属粉末20mgを電極Aと同様に成形して取り
付けた。電極Aと電極Bを金線で結線した後、反応温度
40℃から100℃でエチレン、酸素、水蒸気をそれぞ
れ16ml/分、4ml/分、4.89ml/分となる
混合ガスを供給してエチレンの部分酸化反応を行った。
結果は表1に示したようにアセトアルデヒドが好収率で
えられ、その際に高い電流の発生も認められた。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the reaction method and the reaction apparatus are illustrative, and the present invention is not limited to the examples. Example 1-4 Disk-shaped silica wool (thickness 1.0 mm, diameter 21
mm), an aqueous solution of 85% phosphoric acid was added thereto, and as shown in FIG. 1, 50 mg of graphite powder, 5 mg of Teflon powder and 20 mg of palladium black powder were thoroughly mixed as an electrode A on one of the disks, and then the sheet was hot-pressed. Then, 50 mg of graphite powder, 5 mg of Teflon powder, and 20 mg of ruthenium metal powder were molded and attached to the other electrode B in the same manner as the electrode A. After connecting the electrodes A and B with a gold wire, ethylene, oxygen, and water vapor were supplied at a reaction temperature of 40 ° C. to 100 ° C. by supplying a mixed gas of 16 ml / min, 4 ml / min, and 4.89 ml / min, respectively. Was subjected to a partial oxidation reaction.
As a result, as shown in Table 1, acetaldehyde was obtained in good yield, and at that time, generation of a high current was also recognized.

【0014】比較例1−4 電極AおよびBを結線しない以外は総て実施例1−4と
全く同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行った。結
果は表1に掲げたようにアセトアルデヒドの生成は低下
した。この結果から、本発明は燃料電池システムが大き
く寄与していることが分かる。
Comparative Example 1-4 The ethylene partial oxidation reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 1-4 except that the electrodes A and B were not connected. As a result, as shown in Table 1, the production of acetaldehyde was reduced. From these results, it can be seen that the present invention greatly contributes to the fuel cell system.

【0015】実施例5 電極Bをグラファイト粉末50mg、テフロン粉末5m
gおよび金属オスミウム粉末20mgの混合物を実施例
1−4と同一の方法で調製した以外は総て実施例3と全
く同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行った。結果
は表1に示した。
Example 5 The electrode B was made of 50 mg of graphite powder and 5 m of Teflon powder.
g and 20 mg of metal osmium powder were subjected to the partial oxidation reaction of ethylene under exactly the same conditions as in Example 3 except that the mixture was prepared by the same method as in Example 1-4. The results are shown in Table 1.

【0016】比較例5 電極Aと電極Bを金線で結線しなっかった以外は総て実
施例5と同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行っ
た。結果は表1に掲げたように結線しない場合にはアセ
トアルデヒドの生成速度が低下した。このことからも同
様に、本反応が燃料電池システムにより進行しているこ
とが分かる。
Comparative Example 5 A partial oxidation reaction of ethylene was carried out under the same conditions as in Example 5 except that the electrodes A and B were not connected with gold wires. As a result, as shown in Table 1, when the connection was not made, the generation rate of acetaldehyde was decreased. This also indicates that the present reaction is proceeding by the fuel cell system.

【0017】実施例6 電極Bをグラファイト粉末50mg、テフロン粉末5m
gおよび金属イリジウム粉末20mgの混合物を実施例
1−4と同様な方法で調製し用いた以外は総て実施例3
と全く同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行った。
結果は表1に示した。
Example 6 Electrode B was made of 50 mg of graphite powder and 5 m of Teflon powder.
Example 3 except that a mixture of g and 20 mg of metal iridium powder was prepared and used in the same manner as in Example 1-4.
A partial oxidation reaction of ethylene was carried out under exactly the same conditions as described above.
The results are shown in Table 1.

【0018】比較例6 電極Aと電極Bを金線で結線しなかった以外は総て実施
例6と同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行った。
結果は、表1に示したように金線で結線した場合に比較
して。アセトアルデヒドの生成量は低下した。
Comparative Example 6 A partial oxidation reaction of ethylene was carried out under the same conditions as in Example 6 except that the electrodes A and B were not connected by a gold wire.
The results were compared with the case where the connection was made with a gold wire as shown in Table 1. The amount of acetaldehyde produced decreased.

【0019】実施例7 電極Bをグラファイト粉末50mg,テフロン粉末5m
gおよび金属ロジウム粉末20mgの混合物を実施例1
−4と同様な方法で調製して用いた以外は総て実施例3
と同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行った。結果
は表1に掲げたように好い収率でアセトアルデヒドの生
成が認められた。
Example 7 The electrode B was made of 50 mg of graphite powder and 5 m of Teflon powder.
g and a mixture of 20 mg of metal rhodium powder in Example 1
Example 3 except that it was prepared and used in the same manner as in Example-4.
The partial oxidation reaction of ethylene was performed under the same conditions as described above. As a result, as shown in Table 1, formation of acetaldehyde was observed in a favorable yield.

【0020】比較例7 電極AおよびBを金線で結線しなかった以外は総て実施
例7と同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行った。
結果は表1に示したように、アセトアルデヒドの生成量
は低下した。
Comparative Example 7 A partial oxidation reaction of ethylene was carried out under the same conditions as in Example 7 except that the electrodes A and B were not connected with gold wires.
As shown in Table 1, the production amount of acetaldehyde was reduced.

【0021】実施例8−10 実施例1−4と同一の電極等、総て同一の装置を用い、
原料混合ガスを、酸素2ml/分、水蒸気4.89ml
/分、およびエチレン+アルゴンガスの合計が18ml
/分となるように、エチレンをアルゴンガスで希釈し、
それぞれエチレンの導入濃度を変えて、その他の条件は
実施例3と同一としてエチレンからの、アセトアルデヒ
ドの製造反応を行った。結果は表2に示したように、エ
チレン濃度を上昇させることで、アセトアルデヒドの生
成量が増大した。
Embodiments 8-10 The same electrodes and the like as those in Embodiments 1-4 were used, and all the same devices were used.
The raw material mixed gas is oxygen 2 ml / min, steam 4.89 ml
/ Min, and a total of 18 ml of ethylene + argon gas
/ Min, dilute ethylene with argon gas
The production reaction of acetaldehyde from ethylene was carried out under the same conditions as in Example 3 except that the concentration of ethylene introduced was changed. As shown in Table 2, the amount of acetaldehyde generated increased as the ethylene concentration was increased.

【0022】比較例8−10 電極AおよびBを導線で結線しない以外は総て持し例8
−10と同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行っ
た。結果は表2に示したように、明らかにアセトアルデ
ヒドの生成量は低下した。
Comparative Example 8-10 Except that electrodes A and B were not connected by a conductor, all were held.
The partial oxidation reaction of ethylene was performed under the same conditions as in -10. As shown in Table 2, the amount of acetaldehyde produced clearly decreased.

【0023】実施例11−13 実施例1−4と触媒電極等、総て同一の装置を用い、原
料混合ガスを、エチレン14ml/分、水蒸気4.89
ml/分、および酸素+アルゴンガスの合計が6ml/
分となるように酸素の導入濃度を変化させて、その他の
条件は総て実施例3と同一としてエチレンの部分酸化反
応によるアセトアルデヒドの製造を行った。結果は表3
に示したように、酸素導入濃度の増大と共にアセトアル
デヒドの生成量は増加した。 比較例11−13 電極AおよびBを銅線で結線しなかった以外は総て実施
例11−13と同一の条件でそれぞれ酸素導入濃度を変
えて、エチレンの部分酸化反応を行った。結果は表2に
掲げたように、アセトアルデヒドの生成量は結線した場
合より極端に低下し、反応が燃料電池システムで進行し
ていることが分かる。
Examples 11 to 13 Using the same apparatus as in Example 1-4, such as a catalyst electrode, etc., the raw material mixed gas was ethylene 14 ml / min, steam 4.89.
ml / min, and the sum of oxygen + argon gas is 6 ml / min.
Acetaldehyde was produced by a partial oxidation reaction of ethylene while changing the concentration of oxygen introduced so as to obtain the same conditions as in Example 3. Table 3 shows the results
As shown in Table 2, the amount of acetaldehyde produced increased with an increase in the oxygen introduction concentration. Comparative Examples 11-13 The partial oxidation reaction of ethylene was carried out under the same conditions as in Examples 11-13 except that the electrodes A and B were not connected with copper wires, but with different oxygen introduction concentrations. The results, as shown in Table 2, indicate that the amount of acetaldehyde produced was extremely lower than that in the case of connection, and that the reaction was proceeding in the fuel cell system.

【0024】実施例14−16 テフロン5mg,グラファイト粉末+パラジウム黒の合
計が70mgとなるよう、グラファイトとパラジウムの
量を変化させ、これを実施例1−4と同様な方法で電極
としたものを電極Aとして使用した以外は総て実施例3
と同一の条件でエチレンの酸化反応を行った。結果は表
3に掲げたようにパラジウム含有量の増大につれて、ア
セトルデヒドの生成量も増加した。
Examples 14-16 The amounts of graphite and palladium were changed so that the total of 5 mg of Teflon, graphite powder + palladium black was 70 mg, and this was used as an electrode in the same manner as in Example 1-4. Example 3 except that it was used as electrode A
An ethylene oxidation reaction was carried out under the same conditions as described above. The results show that, as shown in Table 3, as the palladium content increases, the amount of acetaldehyde produced also increases.

【0025】比較例14−16 電極AおよびBを導線で結線しなかった以外は総て実施
例14−16と同一の条件で反応を行った。結果は表3
に示したようにアセトアルデヒドの生成量は低下した。
Comparative Examples 14-16 Reactions were carried out under the same conditions as in Examples 14-16 except that the electrodes A and B were not connected by wires. Table 3 shows the results
As shown in the figure, the amount of acetaldehyde produced decreased.

【0026】実施例17−19 テフロン粉末5mgとグラファイト粉末+ルテニウム粉
末が70mgとなるようにルテニウムおよびグラファイ
トの組成を変化させお、それぞれ実施例1−4と同様に
して電極Bを調製して使用した以外は総て実施例3と同
一の条件で反応を行った。結果は表4に掲げたように電
極Bにおけるルテニウム含有量の増大はアセトアルデヒ
ドの生成量を増加させている。
Examples 17-19 The composition of ruthenium and graphite was changed so that the Teflon powder (5 mg) and the graphite powder + ruthenium powder were 70 mg, and an electrode B was prepared and used in the same manner as in Examples 1-4. The reaction was carried out under the same conditions as in Example 3 except that the reaction was performed. The results show that as shown in Table 4, the increase in the ruthenium content in the electrode B increases the amount of acetaldehyde generated.

【0027】比較例17−19 電極Aと電極Bを導線で結線しない以外は総て実施例1
7−19と同一の条件でエチレンの部分酸化反応を行っ
た。結果は表4に掲げたようにルテニウムを増大させて
も殆どアセトアルデヒドの生成量に変化はなく、ルテニ
ウムを増大させた電極Bを使用することで燃料電池シス
テムによる反応が向上した。
Comparative Examples 17-19 Example 1 was repeated except that the electrodes A and B were not connected by conducting wires.
A partial oxidation reaction of ethylene was performed under the same conditions as in 7-19. As shown in Table 4, the amount of acetaldehyde produced hardly changed even when ruthenium was increased, and the reaction by the fuel cell system was improved by using the electrode B in which ruthenium was increased.

【0028】実施例20−22 電極Aがアノード、電極Bがカソードとなるように電極
に、それぞれ200、500および1000ミリボルト
印加した以外は総て実施例3と同一の装置および条件で
アセトアルデヒドの製造反応を行った。結果は4表に示
したように電圧をかけることで極めて高いアセトルデヒ
ドの生成が認められ、本発明方法において電圧を印加す
ることも有効な手段となる。
Examples 20-22 The production of acetaldehyde was carried out using the same apparatus and conditions as in Example 3 except that 200, 500 and 1000 millivolts were applied to the electrodes so that electrode A was the anode and electrode B was the cathode. The reaction was performed. As shown in Table 4, as shown in Table 4, the application of a voltage resulted in the generation of an extremely high acetaldehyde, and the application of a voltage in the method of the present invention is also an effective means.

【0029】[0029]

【表1】 ─────────────────────────────────── 温度(℃) 電流(mA) アセトアルデヒド生成速度 (マイクロモル/分) ─────────────────────────────────── 実施例1 40 1.2 0.51 実施例2 60 2.5 1.21 実施例3 80 4.6 2.17 実施例4 100 9.1 3.55 比較例1 40 −−− 0.24 比較例2 60 −−− 0.45 比較例3 80 −−− 0.76 比較例4 100 −−− 1.18 実施例5 80 1.8 1.37 比較例5 80 −−− 0.89 実施例6 80 2.8 1.85 比較例6 80 −−− 1.15 実施例7 80 5.0 2.03 比較例7 80 −−− 0.78 ───────────────────────────────────[Table 1] 温度 Temperature (℃) Current (mA) Acetaldehyde formation rate (Micromol / min) ─────────────────────────────────── Example 1 40 1.2 0. 51 Example 2 60 2.5 1.21 Example 3 80 4.6 2.17 Example 4 100 9.1 3.55 Comparative Example 1 40 --- 0.24 Comparative Example 2 60 ---- 0. 45 Comparative Example 3 80 --- 0.76 Comparative Example 4 100 --- 1.18 Example 5 80 1.8 1.37 Comparative Example 5 80 --- 0.89 Example 6 80 2.8 1. 85 Comparative Example 6 80 --- 1.15 Example 7 80 5.0 2.03 Comparative Example 7 80 --- 0.78 ── ─────────────

【0030】[0030]

【表2】 ─────────────────────────────────── 流量(ml/分) 電流 アセトアルデヒド生成 エチレン アルゴン 酸素 (mA) 速度(マイクロモル/分) ─────────────────────────────────── 実施例8 6 12 2 2.2 1.07 実施例9 11 7 2 2.4 1.34 実施例10 18 0 2 3.1 1.71 比較例8 6 12 2 −−− 0.47 比較例9 11 7 2 −−− 0.67 比較例10 18 0 2 −−− 0.85 実施例11 14 4 2 2.4 1.24 実施例12 14 3 3 3.1 1.63 実施例13 14 1 6 4.0 2.07 比較例11 14 4 2 −−− 0.54 比較例12 14 3 3 −−− 0.74 比較例13 14 1 6 −−− 0.90 ───────────────────────────────────[Table 2] ─────────────────────────────────── Flow rate (ml / min) Current Acetaldehyde generation Ethylene Argon Oxygen (mA) Rate (micromol / min) 例 Example 8 6 12 2 2.2 1.07 Example 9 11 7 2 2.4 1.34 Example 10 18 0 2 3.1 1.71 Comparative Example 8 6 12 2 --- 0.47 Comparative Example 9 11 7 2 −−− 0.67 Comparative Example 10 180 2 −−− 0.85 Example 11 144 4 2.4 1.24 Example 12 14 33 3 1.6 1.63 Example 13 14 16 4. 0 2.07 Comparative Example 11 14 42 −−− 0.54 Comparative Example 12 14 33 −−− 0.74 Comparative Example 13 14 16 −−− 0 90 ───────────────────────────────────

【0031】[0031]

【表3】 ─────────────────────────────────── 電極A(mg) 電極B(mg) アセトアルデヒド生成速 Pd:グラファイト Ru:グラファイト 度(マイクロモル/分) ─────────────────────────────────── 実施例14 5:65 20:50 0.62 実施例15 30:40 20:50 2.86 実施例16 50:20 20:50 2.86 比較例14 5:65 20:50 0.15 比較例15 30:40 20:50 1.28 比較例16 50:20 20:50 1.62 実施例17 20:50 5:65 1.57 実施例18 20:50 25:45 2.57 実施例19 20:50 50:20 3.00 比較例17 20:50 5:65 0.88 比較例18 20:50 25:45 0.93 比較例19 20:50 50:20 0.83 ───────────────────────────────────[Table 3] 電極 Electrode A (mg) Electrode B (mg) Acetaldehyde Formation rate Pd: graphite Ru: degree of graphite (micromol / min) ─────────────────────────────────── Example 14 5:65 20:50 0.62 Example 15 30:40 20:50 2.86 Example 16 50:20 20:50 2.86 Comparative Example 14 5:65 20:50 0.15 Comparative Example 15 30:40 20:50 1.28 Comparative Example 16 50:20 20:50 1.62 Example 17 20:50 5:65 1.57 Example 18 20:50 25:45 2.57 Example 19 20 : 50 50:20 3.00 Comparative Example 17 20:50 5:65 0.88 Comparative Example 18 20:50 25:45 0.93 Comparative Example 19 20:50 50:20 0.83 ───────

【0032】[0032]

【表4】 ─────────────────────────────────── 印加電圧 アセトアルデヒド生成速度 (mV) (マイクロモル/分) ─────────────────────────────────── 実施例20 200 2.73 実施例21 500 7.50 実施例22 1000 15.12 ───────────────────────────────────[Table 4] ─────────────────────────────────── Applied voltage Acetaldehyde generation rate (mV) (micromol / Min) 例 Example 20 200 2.73 Example 21 500 7 .50 Example 22 1000 15.12

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明方法は従来のワッカー法による製
造方法に比較して、a)不均一反応であるため、生成物
と触媒の分離が極めて容易である。b)腐食性の塩化物
を使用しないため、反応装置が安価かつ簡単にできる。
c)含塩素化物等の副生物がない。d)従来の燃料電池
型反応装置に比較して、隔膜を必要とせず、この結果構
造も単純となり、操作も容易である。f)必要に応じて
生成物とともにエネルギーを電力として取り出すことが
できる。などの多くの利点を有する。
According to the method of the present invention, a) the reaction is a heterogeneous reaction as compared with the conventional production method by the Wacker method, so that the product and the catalyst can be easily separated. b) Since no corrosive chloride is used, the reactor can be made inexpensive and simple.
c) There are no by-products such as chlorinated products. d) Compared to conventional fuel cell reactors, no diaphragm is required, resulting in a simpler structure and easier operation. f) If necessary, energy can be extracted as electric power together with the product. Has many advantages such as:

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図1は非隔膜式燃料電池システムの概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a non-diaphragm fuel cell system.

【図1】 非隔膜式燃料電池システム概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a non-diaphragm fuel cell system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電極A 2 電極B 3 イオン伝導物質 4 導電性物質 5 電流計 6 電圧計 Reference Signs List 1 electrode A 2 electrode B 3 ion conductive material 4 conductive material 5 ammeter 6 voltmeter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 27/25 B01J 27/25 X 31/04 31/04 X 31/12 31/12 X C07C 45/28 C07C 45/28 C25B 5/00 C25B 5/00 H01M 8/06 H01M 8/06 R // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B01J 27/25 B01J 27/25 X 31/04 31/04 X 31/12 31/12 X C07C 45/28 C07C 45/28 C25B 5/00 C25B 5/00 H01M 8/06 H01M 8/06 R // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 イオン伝導体物質上に電極Aとしてパラ
ジウム金属および/またはパラジウム化合物からなる電
極を、電極Bとしてルテニウム、オスミウム、イリジウ
ム、ロジウムおよびこれらの金属化合物の少なくとも1
種以上からなる電極を、双方の電極が直接接しないよう
に添着させ、かつ双方の電極を導線または導電性物質に
より結線させ、これにエチレン、水および酸化性化合物
の混合物を接触させることを特徴とする非隔膜式燃料電
池システムによるアセトアルデヒドの製造方法。
1. An electrode made of a palladium metal and / or a palladium compound as an electrode A, and ruthenium, osmium, iridium, rhodium and at least one of these metal compounds as an electrode B on an ion conductor material.
At least two kinds of electrodes are attached so that both electrodes do not come into direct contact with each other, and both electrodes are connected by a conductive wire or a conductive material, and a mixture of ethylene, water and an oxidizing compound is brought into contact with the electrodes. Acetaldehyde production method using a non-diaphragm fuel cell system.
【請求項2】 双方の電極に電圧を印加することを特徴
とする請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein a voltage is applied to both electrodes.
【請求項3】 金属化合物が金属ハロゲン化物、金属硝
酸塩、金属硫酸塩、金属酸化物、金属水酸化物、金属リ
ン酸塩および金属アンモニウム塩から選ばれた少なくと
も1種以上の化合物である請求項1に記載の方法。
3. The metal compound is at least one compound selected from metal halides, metal nitrates, metal sulfates, metal oxides, metal hydroxides, metal phosphates and metal ammonium salts. 2. The method according to 1.
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