JP3187868B2 - アルデヒド類から飽和アルコールを製造する方法 - Google Patents
アルデヒド類から飽和アルコールを製造する方法Info
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- C07C31/12—Monohydroxylic acyclic alcohols containing four carbon atoms
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- C07C31/125—Monohydroxylic acyclic alcohols containing five to twenty-two carbon atoms
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、第一段階でアルカリ調
整された銅触媒をそして第二段階でニッケル含有触媒を
用いて、アルデヒド類を気相において多段階で水素化し
て飽和アルコールを製造する方法に関する。
整された銅触媒をそして第二段階でニッケル含有触媒を
用いて、アルデヒド類を気相において多段階で水素化し
て飽和アルコールを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルコールが相応する飽和または不飽和
アルデヒド類の接触的水素化によって製造できることは
公知である。
アルデヒド類の接触的水素化によって製造できることは
公知である。
【0003】例えばドイツ特許出願公開第2,150,
975号明細書には、SiO2 −担体に担持した高活性
のニッケル触媒の製法および用途が開示されている。こ
の触媒は0.2% より少ないナトリウムを含有しそして
アルデヒド類の水素化にも適している。例えば2−エチ
ルヘキサノールは液相において2.5:1だけの低い水
素/アルデヒド−モル比のもとで36barで水素化す
る。転化率は96% である。
975号明細書には、SiO2 −担体に担持した高活性
のニッケル触媒の製法および用途が開示されている。こ
の触媒は0.2% より少ないナトリウムを含有しそして
アルデヒド類の水素化にも適している。例えば2−エチ
ルヘキサノールは液相において2.5:1だけの低い水
素/アルデヒド−モル比のもとで36barで水素化す
る。転化率は96% である。
【0004】液相での水素化の場合には、十分に完全な
水素化を達成する為に20〜300barの装置圧が通
例である。反応は著しい発熱反応であるので、工業用反
応器においては水素化生成物の著しい部分を戻すかまた
は溶剤で希釈して、容量的に熱を排除する必要がある。
これは、反応器のアルデヒド類の空間負荷量を相関的に
少なくする。
水素化を達成する為に20〜300barの装置圧が通
例である。反応は著しい発熱反応であるので、工業用反
応器においては水素化生成物の著しい部分を戻すかまた
は溶剤で希釈して、容量的に熱を排除する必要がある。
これは、反応器のアルデヒド類の空間負荷量を相関的に
少なくする。
【0005】この問題は気相で水素化することによって
避けられる。例えば、ドイツ特許第1,152,393
号明細書(C)では二段階で気相水素化を実施してい
る。この場合には、第一段階に銅触媒をそして第二段階
に銅−ニッケル−触媒を用いている。ドイツ特許第1,
161,250号明細書(C)の気相水素化の場合には
第一段階で銅触媒をそして第二段階でニッケル触媒を使
用している。これら両方の特許では触媒の担体として珪
藻土またはりん酸ナトリウムで変性された珪藻土が使用
されている。この担体の表面は中性であるかまたは弱い
アルカリ性である。
避けられる。例えば、ドイツ特許第1,152,393
号明細書(C)では二段階で気相水素化を実施してい
る。この場合には、第一段階に銅触媒をそして第二段階
に銅−ニッケル−触媒を用いている。ドイツ特許第1,
161,250号明細書(C)の気相水素化の場合には
第一段階で銅触媒をそして第二段階でニッケル触媒を使
用している。これら両方の特許では触媒の担体として珪
藻土またはりん酸ナトリウムで変性された珪藻土が使用
されている。この担体の表面は中性であるかまたは弱い
アルカリ性である。
【0006】ドイツ特許出願公告第1,227,882
号明細書には、銅−およびパラジウム触媒による二段階
気相水素化法が開示されている。この方法では銅−ニッ
ケル触媒も中間に差し挟まれていてもよい。ここでは中
性のまたは弱いアルカリ性の担体だけが使用されてい
る。担持触媒の銅−およびニッケル含有量は非常に高
い。更に生成物は更に著しい量の残留アルデヒドを未だ
含有している。
号明細書には、銅−およびパラジウム触媒による二段階
気相水素化法が開示されている。この方法では銅−ニッ
ケル触媒も中間に差し挟まれていてもよい。ここでは中
性のまたは弱いアルカリ性の担体だけが使用されてい
る。担持触媒の銅−およびニッケル含有量は非常に高
い。更に生成物は更に著しい量の残留アルデヒドを未だ
含有している。
【0007】ドイツ特許第1,276,620号明細書
(C)には気相での一段階水素化法が銅−ニッケル−担
持触媒を用いて説明されている。銅触媒および続いての
銅−ニッケル触媒による二段階水素化法は行わない方が
よいことを既に比較例で説明している。
(C)には気相での一段階水素化法が銅−ニッケル−担
持触媒を用いて説明されている。銅触媒および続いての
銅−ニッケル触媒による二段階水素化法は行わない方が
よいことを既に比較例で説明している。
【0008】ドイツ特許第1,276,618号明細書
(C)によると、気相水素化を二段階で実施することが
できる。その際第一段階において銅−ニッケル触媒がそ
して第二段階でニッケル−またはパラジウム触媒が用い
られる。
(C)によると、気相水素化を二段階で実施することが
できる。その際第一段階において銅−ニッケル触媒がそ
して第二段階でニッケル−またはパラジウム触媒が用い
られる。
【0009】気相水素化の別の改善は、ドイツ特許第
1,643,856号明細書(C)に記載されている。
この場合には、水素化は銅および/またはニッケルを含
有する珪酸ゲル−担持触媒によって実施される。この場
合、珪酸ゲルの表面のpH値は6〜10に調節する。
“表面pH値”は中でもO.Johnsonの方法−−
J.Phys.Chem.59、827頁(1955)
−−に従って測定する。水素化し難いアルデヒドの為お
よび高触媒負荷の場合には、一般にニッケル−および/
またはパラジウム−担持触媒に後で切替えてもよい。こ
の切替えられた触媒の表面pH値について述べられてい
ないにもかかわらず、この特許はここでも6〜10のp
H値を示唆しており、特に比較例において、表面pH値
が6より下であるか10より上である触媒を制限してい
る。
1,643,856号明細書(C)に記載されている。
この場合には、水素化は銅および/またはニッケルを含
有する珪酸ゲル−担持触媒によって実施される。この場
合、珪酸ゲルの表面のpH値は6〜10に調節する。
“表面pH値”は中でもO.Johnsonの方法−−
J.Phys.Chem.59、827頁(1955)
−−に従って測定する。水素化し難いアルデヒドの為お
よび高触媒負荷の場合には、一般にニッケル−および/
またはパラジウム−担持触媒に後で切替えてもよい。こ
の切替えられた触媒の表面pH値について述べられてい
ないにもかかわらず、この特許はここでも6〜10のp
H値を示唆しており、特に比較例において、表面pH値
が6より下であるか10より上である触媒を制限してい
る。
【0010】本発明者は、高触媒負荷の際に炭化水素の
形成が著しく増加しそして選択率が明らかに低下するこ
とを見出した。
形成が著しく増加しそして選択率が明らかに低下するこ
とを見出した。
【0011】ドイツ特許出願公開第3,737,277
号明細書(A)では、好ましくは二つの加圧段階で進め
る水素化をアルカリ金属および/または遷移金属が微量
混入されている銅/酸化亜鉛−触媒によって実施してい
る。この場合、触媒は好ましくはカリウムおよびニッケ
ルを含浸している。このドイツ特許出願によると、この
水素化はアルカリ調整された触媒を用いることによって
改善される。
号明細書(A)では、好ましくは二つの加圧段階で進め
る水素化をアルカリ金属および/または遷移金属が微量
混入されている銅/酸化亜鉛−触媒によって実施してい
る。この場合、触媒は好ましくはカリウムおよびニッケ
ルを含浸している。このドイツ特許出願によると、この
水素化はアルカリ調整された触媒を用いることによって
改善される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、飽和
または不飽和のアルデヒド類を飽和アルコールに気相水
素化する際に収率および選択率を更に改善することにあ
る。特に高触媒負荷量の場合にも、臭素価および硫酸色
数(Schwefelsaeurefarbzahl)
の高い要求を満足する粗アルコールが製造されるべきで
ある。
または不飽和のアルデヒド類を飽和アルコールに気相水
素化する際に収率および選択率を更に改善することにあ
る。特に高触媒負荷量の場合にも、臭素価および硫酸色
数(Schwefelsaeurefarbzahl)
の高い要求を満足する粗アルコールが製造されるべきで
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従っ
て、請求項 1に記載の多段階水素化法を実施することに
よって解決される。
て、請求項 1に記載の多段階水素化法を実施することに
よって解決される。
【0014】この場合、第一段階には水素化反応の少な
くとも85% を粒状のアルカリ調整された銅触媒によっ
て実施する。第二段階では、粒状のニッケル含有担持触
媒を使用する。この場合には担体は酸性の表面を有して
いる。この表面は、2.8〜4.8の酸強度HO を示す
少なくとも0.05mmol/gの酸性中心を有してい
ることに特徴がある。第二段階の触媒は直径1〜10m
mの粒度であり、その際この制限は触媒の90重量% 以
上がこの範囲になければならないことを意味している。
第二段階の触媒は2〜7mmの粒度を有しているのが好
ましい。
くとも85% を粒状のアルカリ調整された銅触媒によっ
て実施する。第二段階では、粒状のニッケル含有担持触
媒を使用する。この場合には担体は酸性の表面を有して
いる。この表面は、2.8〜4.8の酸強度HO を示す
少なくとも0.05mmol/gの酸性中心を有してい
ることに特徴がある。第二段階の触媒は直径1〜10m
mの粒度であり、その際この制限は触媒の90重量% 以
上がこの範囲になければならないことを意味している。
第二段階の触媒は2〜7mmの粒度を有しているのが好
ましい。
【0015】本発明の意味での粒状触媒は例えば押出成
形物、タブレット、環状物、球状物または不規則な顆粒
である。
形物、タブレット、環状物、球状物または不規則な顆粒
である。
【0016】第一反応段階の銅触媒は通例の方法によっ
て沈澱−または含浸触媒として製造できる。このものは
好ましくは一般に助触媒、例えば酸化クロム、酸化マン
ガン、酸化モリブデン、燐酸塩を単独でまたは混合状態
で並びに少なくとも0.5%のアルカリ金属を含有して
いる。銅含有量は約3〜80%の間でよい。好ましくは
5〜15%の銅を含有する含浸触媒を選択する。担体材
料としては珪素、アルミニウム、チタンまたは亜鉛の酸
化物またはそれらの混合物が適している。この触媒の表
面は自由な酸性中心を有していないことが重要である。
て沈澱−または含浸触媒として製造できる。このものは
好ましくは一般に助触媒、例えば酸化クロム、酸化マン
ガン、酸化モリブデン、燐酸塩を単独でまたは混合状態
で並びに少なくとも0.5%のアルカリ金属を含有して
いる。銅含有量は約3〜80%の間でよい。好ましくは
5〜15%の銅を含有する含浸触媒を選択する。担体材
料としては珪素、アルミニウム、チタンまたは亜鉛の酸
化物またはそれらの混合物が適している。この触媒の表
面は自由な酸性中心を有していないことが重要である。
【0017】この第一段階触媒によって反応は好ましく
は90〜98% まで進行する。これは全ての水素化可能
な二重結合の合計を基準としている。
は90〜98% まで進行する。これは全ての水素化可能
な二重結合の合計を基準としている。
【0018】第一段階の転化率はパラメーター、即ち入
口温度、アルデヒド濃度、H2 分圧、反応成分の線速度
および熱搬出の方法および効率によって決まる。複雑な
反応現象は、所望の転化率を達成する為に必要とされる
条件を予想することを不可能とする。それ故に転化率は
経験的に決められる。例えば所定の量の銅触媒を試験用
反応器に単独で充填しそして変更可能な反応パラメータ
ーを、所望の転化度が達成されるまでの間変更すること
でできる。こうして測定されたパラメーターを工業用反
応器に転用する。
口温度、アルデヒド濃度、H2 分圧、反応成分の線速度
および熱搬出の方法および効率によって決まる。複雑な
反応現象は、所望の転化率を達成する為に必要とされる
条件を予想することを不可能とする。それ故に転化率は
経験的に決められる。例えば所定の量の銅触媒を試験用
反応器に単独で充填しそして変更可能な反応パラメータ
ーを、所望の転化度が達成されるまでの間変更すること
でできる。こうして測定されたパラメーターを工業用反
応器に転用する。
【0019】別の方法は、反応器の壁にある銅触媒と後
続の触媒との間の境界に試料取り出し口管を取付けそし
てこの場所で測定された生成物組成によって変更可能な
パラメーターを、第一段階で本発明の転化率を達成する
ように調節することによるものである。
続の触媒との間の境界に試料取り出し口管を取付けそし
てこの場所で測定された生成物組成によって変更可能な
パラメーターを、第一段階で本発明の転化率を達成する
ように調節することによるものである。
【0020】上記の方法の一つによって測定した後に、
一般に反応器中の温度経過の測定を十分に正確な監視−
および制御装置で行う。
一般に反応器中の温度経過の測定を十分に正確な監視−
および制御装置で行う。
【0021】第二反応段階のニッケル含有触媒は好まし
くは純粋なニッケル触媒または、銅:ニッケルの重量比
が5:1〜1:5の範囲内にある銅−ニッケル触媒であ
る。
くは純粋なニッケル触媒または、銅:ニッケルの重量比
が5:1〜1:5の範囲内にある銅−ニッケル触媒であ
る。
【0022】ニッケル含有触媒は例えば沈澱によってま
たは粉末状触媒材料のタブレット化によって製造でき
る。粒状担体材料を金属塩溶液で処理しそして次いで乾
燥した場合に、非常に良好な触媒が得られる。この場合
この活性物質は主として辺縁部に付着し得る。このよう
な辺縁部に含浸した触媒を用いるのが有利である。
たは粉末状触媒材料のタブレット化によって製造でき
る。粒状担体材料を金属塩溶液で処理しそして次いで乾
燥した場合に、非常に良好な触媒が得られる。この場合
この活性物質は主として辺縁部に付着し得る。このよう
な辺縁部に含浸した触媒を用いるのが有利である。
【0023】第二段階の触媒の総金属含有量には臨界が
ない。これは例えば3〜30% である。辺縁部に含浸し
た触媒の場合には金属含有量は大抵、10〜20% であ
る。
ない。これは例えば3〜30% である。辺縁部に含浸し
た触媒の場合には金属含有量は大抵、10〜20% であ
る。
【0024】全触媒体積に関しての第二段階の触媒の割
合は好ましくは20〜70% であり、その際25〜45
% の含有量が特に有利である。
合は好ましくは20〜70% であり、その際25〜45
% の含有量が特に有利である。
【0025】ニッケルを含有する触媒は一般に通例の助
触媒、例えば酸化クロム、酸化マンガン、酸化モリブデ
ンまたはりん酸塩を担持触媒を基準として全量で3% ま
で含有している。この場合、0.3〜2% の含有量が特
に有利である。
触媒、例えば酸化クロム、酸化マンガン、酸化モリブデ
ンまたはりん酸塩を担持触媒を基準として全量で3% ま
で含有している。この場合、0.3〜2% の含有量が特
に有利である。
【0026】担体材料は好ましくは酸化アルミニウムま
たは二酸化珪素より成り、その際比較的に大きな固有の
内部表面積を持つ粒状珪藻土が特に有利である。
たは二酸化珪素より成り、その際比較的に大きな固有の
内部表面積を持つ粒状珪藻土が特に有利である。
【0027】担体材料は150m2/g以上のブルナワ
ー・エメット・テーラー(BET)法に従う固有の内部
表面積を有しているのが好ましい。200m2/g以上
の固有の内部表面積が特に有利である。
ー・エメット・テーラー(BET)法に従う固有の内部
表面積を有しているのが好ましい。200m2/g以上
の固有の内部表面積が特に有利である。
【0028】第二反応段階の為には、0.1〜0.4m
mol/gの酸性中心を持つ担体材料を用いるのが好ま
しい。この条件は、一般に、酸および水で良好に洗浄さ
れておりそして0.3% までのナトリウム含有量を有す
る酸化アルミニウムおよび二酸化珪素によって満足され
る。
mol/gの酸性中心を持つ担体材料を用いるのが好ま
しい。この条件は、一般に、酸および水で良好に洗浄さ
れておりそして0.3% までのナトリウム含有量を有す
る酸化アルミニウムおよび二酸化珪素によって満足され
る。
【0029】O.Johnsonによる表面pH値の規
定は、表面では決して水素イオン濃度を論ずることがで
きないので、問題がある。それ故に、担体材料の酸中心
の“数および強度”を示す為に、H.A.Benes
i、J.Phy.Chem.61、970頁(195
7)の定義および測定法を使用する。
定は、表面では決して水素イオン濃度を論ずることがで
きないので、問題がある。それ故に、担体材料の酸中心
の“数および強度”を示す為に、H.A.Benes
i、J.Phy.Chem.61、970頁(195
7)の定義および測定法を使用する。
【0030】この場合、酸強度HO に特定のpKa 値を
持つ指示薬(Farbindikator)が相関関係
を持つ。この場合、4.8のpKa 値を持つメチルレッ
ドは一つの限界を画する。更に大きいpKa 値の場合に
は酸強度HO が十分でない。2.8のpKa 値を持つ指
示薬の4−アミノアゾベンゼンは、この場合別の境界を
示す。
持つ指示薬(Farbindikator)が相関関係
を持つ。この場合、4.8のpKa 値を持つメチルレッ
ドは一つの限界を画する。更に大きいpKa 値の場合に
は酸強度HO が十分でない。2.8のpKa 値を持つ指
示薬の4−アミノアゾベンゼンは、この場合別の境界を
示す。
【0031】こうして規定された酸強度HO の場合に
は、約4のいわゆる表面pH値(ドイツ特許第1,64
3,856号明細書による)に相当する表面酸性度は、
0.05mmol/gの酸性中心にある。
は、約4のいわゆる表面pH値(ドイツ特許第1,64
3,856号明細書による)に相当する表面酸性度は、
0.05mmol/gの酸性中心にある。
【0032】水素化法は多段階で、好ましくは二または
三段階で実施され、第三段階では粒状のパラジウム触媒
を使用することができる。0.05〜5% のパラジウム
が沈析した担持触媒を用いるのが有利である。この場
合、0.3〜0.8% のパラジウム含有量の辺縁部含浸
触媒が特に有利である。
三段階で実施され、第三段階では粒状のパラジウム触媒
を使用することができる。0.05〜5% のパラジウム
が沈析した担持触媒を用いるのが有利である。この場
合、0.3〜0.8% のパラジウム含有量の辺縁部含浸
触媒が特に有利である。
【0033】パラジウム触媒の担体は0.05mmol
/g以上の酸性中心を持つ酸性表面を有しているのが有
利である。ここでも0.1〜0.4mmol/gの酸性
中心を持つ担体が特に有利である。
/g以上の酸性中心を持つ酸性表面を有しているのが有
利である。ここでも0.1〜0.4mmol/gの酸性
中心を持つ担体が特に有利である。
【0034】触媒の全体積を基準としてパラジウム触媒
体積は大抵5〜20%であり、8〜15% の割合が特に
有利である。
体積は大抵5〜20%であり、8〜15% の割合が特に
有利である。
【0035】水素化の個々の段階を互いに相前後して連
結された複数の反応器において実施することができる。
しかしながら触媒は、分離底を備えたまたは備えていな
い、中間冷却手段を備えたまたは備えていない唯一の反
応器において、先ず銅触媒に反応混合物が通るように互
いに相上下して連結されているのが有利である。
結された複数の反応器において実施することができる。
しかしながら触媒は、分離底を備えたまたは備えていな
い、中間冷却手段を備えたまたは備えていない唯一の反
応器において、先ず銅触媒に反応混合物が通るように互
いに相上下して連結されているのが有利である。
【0036】この方法は唯一つの断熱的に運転される
(場合によっは中間冷却手段を備えた)縦に細長い反応
器でまたは例えば加圧水冷却される多管式反応器で実施
することができる。
(場合によっは中間冷却手段を備えた)縦に細長い反応
器でまたは例えば加圧水冷却される多管式反応器で実施
することができる。
【0037】アルデヒド類としては炭素原子数2〜12
の脂肪族の飽和または不飽和アルデヒド類を使用するこ
とができる。この場合、比較的純粋なアルデヒド類また
は事前の工程で精製していない粗アルデヒド類も使用す
ることができる。時々、アルデヒドを例えば同じまたは
少ない炭素原子数のアルコールで希釈するのも有利であ
る。
の脂肪族の飽和または不飽和アルデヒド類を使用するこ
とができる。この場合、比較的純粋なアルデヒド類また
は事前の工程で精製していない粗アルデヒド類も使用す
ることができる。時々、アルデヒドを例えば同じまたは
少ない炭素原子数のアルコールで希釈するのも有利であ
る。
【0038】適するアルデヒドの例にはアセトアルデヒ
ド、プロピオンアルデヒド、アクロレイン、ブチルアル
デヒド、クロトンアルデヒド、ヘキサナール、2−エチ
ルヘキサナール、2−エチルヘキセナール、ノナナール
またはデカナールがある。
ド、プロピオンアルデヒド、アクロレイン、ブチルアル
デヒド、クロトンアルデヒド、ヘキサナール、2−エチ
ルヘキサナール、2−エチルヘキセナール、ノナナール
またはデカナールがある。
【0039】水素化の為にアルデヒド類を最初に蒸発さ
せる、この場合、水素を過剰に混入する。水素とアルデ
ヒドとのモル比は100:1〜3:1が有利である。3
0:1〜5:1のモル比が特に有利である。
せる、この場合、水素を過剰に混入する。水素とアルデ
ヒドとのモル比は100:1〜3:1が有利である。3
0:1〜5:1のモル比が特に有利である。
【0040】ガス混合物を調製する場合には、混合物の
露点が反応器入口温度より下にあるよう注意するべきで
ある。125〜160℃の範囲内の温度を選択するのが
有利である。
露点が反応器入口温度より下にあるよう注意するべきで
ある。125〜160℃の範囲内の温度を選択するのが
有利である。
【0041】露点は装置圧にも依存している。水素化は
標準圧で実施することができる。しかしながら500m
barまでの若干の不足圧または20barまでの過剰
圧を負荷してもよい。
標準圧で実施することができる。しかしながら500m
barまでの若干の不足圧または20barまでの過剰
圧を負荷してもよい。
【0042】本発明の方法は以下の長所を有している: − 水素化を唯一つの反応器で実施することができる。
公知の水素化反応器を特別に構造的に変更する必要がな
い。 − 水素化製品が一定した品質であるだけでなく触媒の
負荷量およびアルデヒドの分圧を明らかに高めることが
できる。 − 公知の方法と同じ触媒負荷量の場合には選択率が高
められる。更に炭化水素、エーテルおよびエステルの形
成が抑制される。
公知の水素化反応器を特別に構造的に変更する必要がな
い。 − 水素化製品が一定した品質であるだけでなく触媒の
負荷量およびアルデヒドの分圧を明らかに高めることが
できる。 − 公知の方法と同じ触媒負荷量の場合には選択率が高
められる。更に炭化水素、エーテルおよびエステルの形
成が抑制される。
【0043】本発明が実際に実施できることを以下に説
明する。担体材料の酸性中心の数の測定:15 gの担体
材料を粉末化し250℃で12時間、減圧下に乾燥す
る。予め秤量したねじ止め付の10個のビン中にそれぞ
れ約1gの試料を装入する。閉じたビンを再び秤量す
る。その後に試料の上にそれぞれ10mlの水不含シク
ロヘキサンを入れそして水不含のシクロヘキサンにn−
ブチルアミンを溶解した0.05モル濃度溶液の相応す
る量を添加することによって0.05mmolずつ段階
的に0.05〜0.5mmolのn−ブチルアミンと混
合する。緊密に封じたビンを次に24時間振盪する。
明する。担体材料の酸性中心の数の測定:15 gの担体
材料を粉末化し250℃で12時間、減圧下に乾燥す
る。予め秤量したねじ止め付の10個のビン中にそれぞ
れ約1gの試料を装入する。閉じたビンを再び秤量す
る。その後に試料の上にそれぞれ10mlの水不含シク
ロヘキサンを入れそして水不含のシクロヘキサンにn−
ブチルアミンを溶解した0.05モル濃度溶液の相応す
る量を添加することによって0.05mmolずつ段階
的に0.05〜0.5mmolのn−ブチルアミンと混
合する。緊密に封じたビンを次に24時間振盪する。
【0044】2mlずつの懸濁液を蓋付ガラス容器に充
填しそして二滴の指示薬溶液と混合する。ガラス容器を
n−ブチルアミン含有量が多くなる順に一列に配列す
る。30分後に、最初の色の急変を示したガラス容器に
よって、酸中心を中和するのに必要とされるn−ブチル
アミンが酸中心の数と等価として測定される。触媒の製造: 触媒A、BおよびCの為に担体として0.
7cm3 /gの孔容積および300cm2 /gの固有の
内部表面積を持つ直径3〜5mmの珪藻土小球状物を使
用する。Benesi−法によって指示薬としてのメチ
ルレッドにて0.15mmol/gの酸性中心数が測定
される。酸強度HO は≦4.8である。4−アミノアゾ
ベンゼン(pka =2.8)は色の急激変化を示さな
い。
填しそして二滴の指示薬溶液と混合する。ガラス容器を
n−ブチルアミン含有量が多くなる順に一列に配列す
る。30分後に、最初の色の急変を示したガラス容器に
よって、酸中心を中和するのに必要とされるn−ブチル
アミンが酸中心の数と等価として測定される。触媒の製造: 触媒A、BおよびCの為に担体として0.
7cm3 /gの孔容積および300cm2 /gの固有の
内部表面積を持つ直径3〜5mmの珪藻土小球状物を使
用する。Benesi−法によって指示薬としてのメチ
ルレッドにて0.15mmol/gの酸性中心数が測定
される。酸強度HO は≦4.8である。4−アミノアゾ
ベンゼン(pka =2.8)は色の急激変化を示さな
い。
【0045】アルカリ性触媒Aは、アンモニア性のクロ
ム酸塩含有炭酸銅溶液で担体を含浸処理することによっ
て製造される。含浸処理溶液に更に1kgの担体当たり
0.30molの苛性ソーダを添加して酸性中心を10
0% に過剰補償する。含浸処理の後に触媒を乾燥する。
ム酸塩含有炭酸銅溶液で担体を含浸処理することによっ
て製造される。含浸処理溶液に更に1kgの担体当たり
0.30molの苛性ソーダを添加して酸性中心を10
0% に過剰補償する。含浸処理の後に触媒を乾燥する。
【0046】ドイツ特許第1,643,846号明細書
に相応する触媒Bも同様に、銅−およびニッケル硝酸塩
並びにクロム酸塩を含有する含浸処理溶液にて製造され
る。この触媒を1kgの担体当たり0.15molの苛
性ソーダを添加することによって中性に調整する。
に相応する触媒Bも同様に、銅−およびニッケル硝酸塩
並びにクロム酸塩を含有する含浸処理溶液にて製造され
る。この触媒を1kgの担体当たり0.15molの苛
性ソーダを添加することによって中性に調整する。
【0047】本発明の触媒Cを製造する為には、72k
gの珪藻土小球状物を回転ドラム中で約100℃のもと
で、9.2%のCu2+、3.95%のNi2+および
クロム酸塩としての0.923%のCr(VI)および
26.4%のNO3 −を含有する104kgの水溶液で
含浸処理する。この場合、0.2〜1mmの辺縁領域に
活性成分が沈析する。こうして負荷させた小球状物を空
気流の中で最初に乾燥し、その後に320℃までの温度
でか焼する。
gの珪藻土小球状物を回転ドラム中で約100℃のもと
で、9.2%のCu2+、3.95%のNi2+および
クロム酸塩としての0.923%のCr(VI)および
26.4%のNO3 −を含有する104kgの水溶液で
含浸処理する。この場合、0.2〜1mmの辺縁領域に
活性成分が沈析する。こうして負荷させた小球状物を空
気流の中で最初に乾燥し、その後に320℃までの温度
でか焼する。
【0048】パラジウム触媒Dは1.6mmの直径、
0.7cm3/gの孔容積および230m 2 /gの固有
内部表面積を持つ、担体としての紐状酸化アルミニウム
である。酸化アルミニウムはBenesi−法によると
0.25mmol/gの酸性中心並びに酸強度Ho≦
4.8を持つ。
0.7cm3/gの孔容積および230m 2 /gの固有
内部表面積を持つ、担体としての紐状酸化アルミニウム
である。酸化アルミニウムはBenesi−法によると
0.25mmol/gの酸性中心並びに酸強度Ho≦
4.8を持つ。
【0049】酸化アルミニウムはドラム中で回転させな
がら約100℃の下で硝酸パラジウムで含浸処理し、そ
の際に1kgの酸化アルミニウム当たりに0.7% 濃度
の硝酸パラジウム溶液を使用する。パラジウムが担体の
0.01〜0.1mmの厚さの辺縁領域に沈析する。こ
の負荷した紐状物を空気流中で110℃のもとで乾燥し
そしてその後に450℃の温度でか焼する。 実験装置: 実験用反応器は、加圧水強制循環にて温度調
整されるジャケット付ステンレス製管で構成されてい
る。この管の内径は67mmであり、長さは約6.0m
である。温度測定の為に50cmの間隔を置いて熱電対
を中心断熱した8mmの直径の内部管中に取付ける。そ
の結果、自由断面積は34.9cm2 である。反応器に
5.9mの高さまで触媒を充填する。これは20.4リ
ットルの全触媒容積に相当する。
がら約100℃の下で硝酸パラジウムで含浸処理し、そ
の際に1kgの酸化アルミニウム当たりに0.7% 濃度
の硝酸パラジウム溶液を使用する。パラジウムが担体の
0.01〜0.1mmの厚さの辺縁領域に沈析する。こ
の負荷した紐状物を空気流中で110℃のもとで乾燥し
そしてその後に450℃の温度でか焼する。 実験装置: 実験用反応器は、加圧水強制循環にて温度調
整されるジャケット付ステンレス製管で構成されてい
る。この管の内径は67mmであり、長さは約6.0m
である。温度測定の為に50cmの間隔を置いて熱電対
を中心断熱した8mmの直径の内部管中に取付ける。そ
の結果、自由断面積は34.9cm2 である。反応器に
5.9mの高さまで触媒を充填する。これは20.4リ
ットルの全触媒容積に相当する。
【0050】反応器の前に、使用物質を熱循環ガスで蒸
発させるジャケット加熱式蒸発器が配置されている。ガ
スは循環ガスコンプレッサーによって循環させる。
発させるジャケット加熱式蒸発器が配置されている。ガ
スは循環ガスコンプレッサーによって循環させる。
【0051】水素化生成物を反応器の後で水冷却式凝縮
器に通して20℃より低くに冷却しそして液状で取りだ
す。
器に通して20℃より低くに冷却しそして液状で取りだ
す。
【0052】サンプリング用口管が、反応器の前および
後並びに触媒層の色々の高さの所で分析材料を取り出す
のを可能とする。ガス流は反応器を上から下に向かって
流れる。
後並びに触媒層の色々の高さの所で分析材料を取り出す
のを可能とする。ガス流は反応器を上から下に向かって
流れる。
【0053】反応器のジャケット温度は±2℃の変動幅
で制御できる。使用物質: a) 2−エチルヘキセナール:大きな装置のアルドー
ル縮合からの粗生成物であり、凝縮装置からデカンテー
ションによって分離したものを使用する。2− エチルヘ
キセナール含有量は約96%である。 b) n−ブチルアルデヒド:これは99.4〜99.
6%の含有量の蒸留した市販品が適している。 c) イソ−ブチルアルデヒド:このアルデヒドは9
9.8%の含有量の蒸留した市販品である。分析: 臭素価: ASTM D1159−77 硫酸色数: ISO(国際規格)1843/8 実験AおよびB並びに1および2においては、粗水素化
流出物の硫酸色数を測定した。
で制御できる。使用物質: a) 2−エチルヘキセナール:大きな装置のアルドー
ル縮合からの粗生成物であり、凝縮装置からデカンテー
ションによって分離したものを使用する。2− エチルヘ
キセナール含有量は約96%である。 b) n−ブチルアルデヒド:これは99.4〜99.
6%の含有量の蒸留した市販品が適している。 c) イソ−ブチルアルデヒド:このアルデヒドは9
9.8%の含有量の蒸留した市販品である。分析: 臭素価: ASTM D1159−77 硫酸色数: ISO(国際規格)1843/8 実験AおよびB並びに1および2においては、粗水素化
流出物の硫酸色数を測定した。
【0054】生成物のガスクロマトグラフ実験はタイプ
OV101(シリコーン油)の12−m−毛管にて50
〜250℃の温度勾配および8℃/分の加熱速度で行っ
た。2−エチルヘキサノールの実験の場合には、25m
の長さのタイプCW(カルボワックス)の二番目の毛管
カラムを同じ加熱特性にて追加的に用いた。
OV101(シリコーン油)の12−m−毛管にて50
〜250℃の温度勾配および8℃/分の加熱速度で行っ
た。2−エチルヘキサノールの実験の場合には、25m
の長さのタイプCW(カルボワックス)の二番目の毛管
カラムを同じ加熱特性にて追加的に用いた。
【0055】アルコール含有量の他に、1だけ低い炭素
数の炭化水素含有量、飽和アルデヒド類の含有量並びに
二倍の炭素原子数を持つエーテルおよびエステルの割合
をガスクロマトグラフで測定した。実験: この実験は、上述の反応器において、6.0bar(絶
対圧)の水素圧のもとで900h−1(=1m3の触媒
および1時間当たり、900m3(標準圧)のH2)の
気体体積流量GHSV(ガスの単位時間単位触媒体積当
たりの流量)にて実施した。
数の炭化水素含有量、飽和アルデヒド類の含有量並びに
二倍の炭素原子数を持つエーテルおよびエステルの割合
をガスクロマトグラフで測定した。実験: この実験は、上述の反応器において、6.0bar(絶
対圧)の水素圧のもとで900h−1(=1m3の触媒
および1時間当たり、900m3(標準圧)のH2)の
気体体積流量GHSV(ガスの単位時間単位触媒体積当
たりの流量)にて実施した。
【0056】以下に比較実験をアルファベットの大文字
でそして本発明の実験を数字で示した。
でそして本発明の実験を数字で示した。
【0057】実験Aではアルカリ性に調整された銅触媒
Aを唯一の触媒として用いた。実験1および2では、こ
れを第一の触媒として使用した。実験1および2では、
更に、存在するC=C−およびC=O−結合の約90〜
95% の転化をこの触媒で行うように注意した。
Aを唯一の触媒として用いた。実験1および2では、こ
れを第一の触媒として使用した。実験1および2では、
更に、存在するC=C−およびC=O−結合の約90〜
95% の転化をこの触媒で行うように注意した。
【0058】実験Bでは中性に調整した触媒Bだけを使
用した。この実験は実質的にドイツ特許第1,643,
856号明細書の実施例1の繰り返しである。比較的に
低い圧力に、小さい線速度におよび一部のものは高いガ
ス負荷量に調整した。実験A 2−エチルヘキセナール の水素化 触媒: 100容量%のA LHSV=脱気した生成物の液体体積流(液体の単位時
間単位触媒体積当たりの流量)(1m3の触媒および1
時間当たりの液状アルデヒドのm3数) EH =2−エチルヘキセナール この表から判る通り、硫酸色数が非常に高くそして高負
荷量では追加的にエステル含有量が非常に多い。実験B 2−エチルヘキセナール の水素化 触媒: 100容量%のB この表から判る通り、n−ヘプタンの形成が0.2h
−1のLHSVから非常に多い。実験1 2−エチルヘキセナール の水素化触媒の組合せ : 60容量%のA+40容量%のC 0.4h−1の負荷量での実験fでは、蒸発の際に蒸発
器から1〜2%の残留物が流れ出る。実験2 2−エチルヘキセナール の水素化 触媒の組合せ: 60容量%のA+30容量%のC+1
0容量%のD 0.4h−1の負荷量での実験fでは、蒸発の際に蒸発
器から1〜2%の残留物が流れ出る。
用した。この実験は実質的にドイツ特許第1,643,
856号明細書の実施例1の繰り返しである。比較的に
低い圧力に、小さい線速度におよび一部のものは高いガ
ス負荷量に調整した。実験A 2−エチルヘキセナール の水素化 触媒: 100容量%のA LHSV=脱気した生成物の液体体積流(液体の単位時
間単位触媒体積当たりの流量)(1m3の触媒および1
時間当たりの液状アルデヒドのm3数) EH =2−エチルヘキセナール この表から判る通り、硫酸色数が非常に高くそして高負
荷量では追加的にエステル含有量が非常に多い。実験B 2−エチルヘキセナール の水素化 触媒: 100容量%のB この表から判る通り、n−ヘプタンの形成が0.2h
−1のLHSVから非常に多い。実験1 2−エチルヘキセナール の水素化触媒の組合せ : 60容量%のA+40容量%のC 0.4h−1の負荷量での実験fでは、蒸発の際に蒸発
器から1〜2%の残留物が流れ出る。実験2 2−エチルヘキセナール の水素化 触媒の組合せ: 60容量%のA+30容量%のC+1
0容量%のD 0.4h−1の負荷量での実験fでは、蒸発の際に蒸発
器から1〜2%の残留物が流れ出る。
【0059】実験1および2を実験AおよびBと比較す
ると選択率、色数および臭素価に関して明らかに改善さ
れていることが判る。
ると選択率、色数および臭素価に関して明らかに改善さ
れていることが判る。
【0060】実験2は、変化する条件のもとで大抵は最
高の負荷量にて全部で500日より多く運転した。実験3 n−ブチルアルデヒド の水素化 触媒の組合せ: 60容量%のA+30容量%のC+1
0容量%のD 実験4 イソ−ブチルアルデヒドの水素化 触媒の組合せ: 60容量%のA+30容量%のC+1
0容量%のD 実験3および4は実験2において短期間中断して中間的
に行った。
高の負荷量にて全部で500日より多く運転した。実験3 n−ブチルアルデヒド の水素化 触媒の組合せ: 60容量%のA+30容量%のC+1
0容量%のD 実験4 イソ−ブチルアルデヒドの水素化 触媒の組合せ: 60容量%のA+30容量%のC+1
0容量%のD 実験3および4は実験2において短期間中断して中間的
に行った。
【0061】表4〜7から、飽和および不飽和アルデヒ
ド類の水素化を同じ反応器で本発明の同じ触媒にて非常
に良好な結果を伴って行うことができることが判る。
ド類の水素化を同じ反応器で本発明の同じ触媒にて非常
に良好な結果を伴って行うことができることが判る。
【0062】本発明は特許請求の範囲に記載の方法に関
するものであるが、実施の態様として以下を包含してい
る: 1)水素化反応の90〜98%を第一段階で実施する請
求項1に記載の方法。 2)第二段階の触媒の担体材料が0.1〜0.4mmo
l/gの酸性中心を持つ請求項1に記載の方法。 3)第二段階の水素化をニッケル触媒を用いて実施する
請求項1に記載の方法。 4)第二段階の水素化をニッケル−銅−触媒を用いて実
施する請求項1に記載の方法。 5)辺縁部を含浸処理した触媒を用いる上記3または4
に記載の方法。 6)第二段階の触媒の体積が全触媒体積の20〜70%
である請求項1に記載の方法。 7)体積が全触媒体積の25〜45%である上記6項に
記載の方法。 8)パラジウム触媒の体積が全触媒体積の5〜20%で
ある請求項3に記載の方法。 9)辺縁部を含浸処理したパラジウム触媒を使用する請
求項3に記載の方法。
するものであるが、実施の態様として以下を包含してい
る: 1)水素化反応の90〜98%を第一段階で実施する請
求項1に記載の方法。 2)第二段階の触媒の担体材料が0.1〜0.4mmo
l/gの酸性中心を持つ請求項1に記載の方法。 3)第二段階の水素化をニッケル触媒を用いて実施する
請求項1に記載の方法。 4)第二段階の水素化をニッケル−銅−触媒を用いて実
施する請求項1に記載の方法。 5)辺縁部を含浸処理した触媒を用いる上記3または4
に記載の方法。 6)第二段階の触媒の体積が全触媒体積の20〜70%
である請求項1に記載の方法。 7)体積が全触媒体積の25〜45%である上記6項に
記載の方法。 8)パラジウム触媒の体積が全触媒体積の5〜20%で
ある請求項3に記載の方法。 9)辺縁部を含浸処理したパラジウム触媒を使用する請
求項3に記載の方法。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07C 31/02 C07C 31/02 31/125 31/125 (72)発明者 ロタール・フイツシエル ドイツ連邦共和国、マルル、レーフエル クーゼネル・ストラーセ、15 (72)発明者 デイーテル・ヘス ドイツ連邦共和国、マルル、ジツキング ミユーレル・ストラーセ、36アー (56)参考文献 特開 平1−85936(JP,A) 特公 昭38−22556(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 31/12,29/141 C07C 31/02,31/125 B01J 23/44,23/86
Claims (4)
- 【請求項1】 第一段階で粒状のアルカリ調整された銅
触媒をそして第二段階で粒状のニッケル含有触媒を用い
て、アルデヒド類を気相において多段階で水素化して飽
和アルコールを製造する方法において、 − 水素化反応の85% 以上を第一段階で実施しそして − 第二段階の触媒の担体材料が1〜10mmの粒度を
有しそして表面に少なくとも0.05mmol/gの酸
性中心を有しており、その酸性中心が2.8〜4.8の
酸強度HO を有している ことを特徴とする、上記方法。 - 【請求項2】 第二段階の触媒の担体材料が珪素および
/またはアルミニウムの酸化物より成り且つ少なくとも
150m2 /gの固有内部表面積を持つ請求項 1に記載
の方法。 - 【請求項3】 第三段階の水素化を粒状のパラジウム触
媒にて実施する請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 第一段階の入口温度が125〜160℃
でありそして水素とアルデヒドとを100:1〜3:1
の体積比で使用する請求項 1に記載の方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE40252450 | 1990-08-09 | ||
DE4025245A DE4025245A1 (de) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | Verfahren zur herstellung von gesaettigten alkoholen aus aldehyden |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04244036A JPH04244036A (ja) | 1992-09-01 |
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Family
ID=6411928
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19796491A Expired - Fee Related JP3187868B2 (ja) | 1990-08-09 | 1991-08-07 | アルデヒド類から飽和アルコールを製造する方法 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US5093534A (ja) |
EP (1) | EP0470344B1 (ja) |
JP (1) | JP3187868B2 (ja) |
KR (1) | KR0150010B1 (ja) |
CN (1) | CN1028092C (ja) |
DE (2) | DE4025245A1 (ja) |
RO (1) | RO112026B1 (ja) |
RU (1) | RU1831472C (ja) |
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DE4310053A1 (de) * | 1993-03-27 | 1994-09-29 | Hoechst Ag | Hydrierkatalysator, ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung |
US5977010A (en) * | 1995-06-15 | 1999-11-02 | Engelhard Corporation | Shaped hydrogenation catalyst and processes for their preparation and use |
DE10058383A1 (de) | 2000-11-24 | 2002-05-29 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Neue Phosphininverbindungen und deren Metallkomplexe |
EP1231194B1 (de) | 2001-02-10 | 2003-11-12 | Oxeno Olefinchemie GmbH | Herstellung von 1-Olefinen |
DE10210918B4 (de) | 2002-03-13 | 2004-06-03 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Bisphosphiten |
DE10223593A1 (de) * | 2002-05-27 | 2003-12-11 | Degussa | Hydroxydiphosphine und deren Verwendung in der Katalyse |
AU2003250219A1 (en) | 2002-08-31 | 2004-04-30 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Method for producing aldehydes by means of hydroformylation of olefinically unsaturated compounds, said hydroformylation being catalysed by unmodified metal complexes in the presence of cyclic carbonic acid esters |
MXPA05002283A (es) | 2002-08-31 | 2005-06-08 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Procedimiento para la hidroformilacion de compuestos olefinicamente insaturados, en particular olefinas, en presencia de esteres de acido carbonico ciclicos. |
DE10249912A1 (de) | 2002-10-26 | 2004-05-06 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Benzoesäureisodecyclestergemische, Herstellung und deren Verwendung |
DE10360772A1 (de) * | 2003-12-23 | 2005-07-28 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Organoacylphosphiten |
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