JP7227564B2 - Catalyst for alcohol synthesis and method for producing alcohol using the same - Google Patents

Catalyst for alcohol synthesis and method for producing alcohol using the same Download PDF

Info

Publication number
JP7227564B2
JP7227564B2 JP2019078076A JP2019078076A JP7227564B2 JP 7227564 B2 JP7227564 B2 JP 7227564B2 JP 2019078076 A JP2019078076 A JP 2019078076A JP 2019078076 A JP2019078076 A JP 2019078076A JP 7227564 B2 JP7227564 B2 JP 7227564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
alcohol
synthesis
ethanol
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019078076A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020011228A (en
Inventor
将嗣 菊川
晴雄 今川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Publication of JP2020011228A publication Critical patent/JP2020011228A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7227564B2 publication Critical patent/JP7227564B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

本発明は、アルコール合成用触媒及びそれを用いたアルコールの製造方法に関し、より詳しくは、COとHとからアルコールを合成するための触媒及びそれを用いたアルコールの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst for synthesizing alcohol and a method for producing alcohol using the same, and more particularly to a catalyst for synthesizing alcohol from CO 2 and H 2 and a method for producing alcohol using the catalyst.

COを原料としたアルコールの合成反応は、地球温暖化対策の一つであるCOの有効利用という点で注目されている。このようなCOを原料としたアルコールの合成反応に用いられる触媒としては、例えば、特開平9-87217(特許文献1)及び特開平9-221437号公報(特許文献2)には、COの水素化反応を利用したエタノールの製造方法に用いられる触媒として、Fe、Cu、Zn及びKを、Cu/Fe=0.2~3.0、Zn/Fe=0.2~3.0、K/Fe=0.01~0.5の原子比で含有する触媒が記載されている。また、Catal.Lett.、2013年、第143巻、345~355頁(非特許文献1)には、COの水素化反応を利用したアルコールの合成方法に用いられる触媒として、K/Cu-Zn-Fe触媒が記載されており、組成がCuZnFe0.50.15の場合にアルコールの収率が最も高くなることも記載されている。しかしながら、このようなFe、Cu、Zn及びKを含有する触媒はアルコールの収率が必ずしも十分に高いものではなかった。 Synthetic reaction of alcohol using CO2 as a raw material is attracting attention from the viewpoint of effective utilization of CO2 , which is one of the countermeasures against global warming. As catalysts used in the synthesis reaction of alcohols using such CO 2 as a raw material, for example, JP-A-9-87217 (Patent Document 1) and JP-A-9-221437 (Patent Document 2) disclose CO 2 Fe, Cu, Zn and K as catalysts used in the ethanol production method using the hydrogenation reaction of Catalysts containing an atomic ratio of K/Fe=0.01 to 0.5 are described. Also, Catal. Lett. , 2013, Vol. 143, pp. 345-355 (Non-Patent Document 1) describes a K/Cu—Zn—Fe catalyst as a catalyst used in a method for synthesizing alcohol using a hydrogenation reaction of CO 2 . It is also described that the alcohol yield is highest when the composition is CuZnFe 0.5 K 0.15 . However, such catalysts containing Fe, Cu, Zn and K do not necessarily yield sufficiently high alcohol yields.

また、特開2012-217886号公報(特許文献3)には、COとHとからエタノールを合成するための触媒として、Cu及びZnの酸化物にアルカリ金属の酸化物を含浸させた触媒が記載されている。また、特許文献3には、アルカリ金属の酸化物の代わりにアルカリ土類金属の酸化物を含浸させた場合にはエタノールの収率が低下することも記載されている。 In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-217886 (Patent Document 3) describes a catalyst for synthesizing ethanol from CO 2 and H 2 , in which an oxide of Cu and Zn is impregnated with an oxide of an alkali metal. is described. Moreover, Patent Document 3 also describes that the yield of ethanol decreases when an oxide of an alkaline earth metal is impregnated instead of an oxide of an alkali metal.

特開平9-87217Japanese Patent Laid-Open No. 9-87217 特開平9-221437号公報JP-A-9-221437 特開2012-217886号公報JP 2012-217886 A

Shanggui Liら、Catal.Lett.、2013年、第143巻、345~355頁Shanggui Li et al., Catal. Lett. , 2013, Vol. 143, pp. 345-355

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、COとHとから高収率でアルコールを合成することが可能なアルコール合成用触媒、及びそれを用いたアルコールの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an alcohol synthesis catalyst capable of synthesizing alcohol from CO 2 and H 2 at a high yield, and alcohol production using the same. The object is to provide a manufacturing method.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、Cu、Zn、Fe、及びアルカリ土類金属を含有する触媒を用いることによって、COとHとから高収率でアルコールを合成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have found that a catalyst containing Cu, Zn, Fe, and an alkaline earth metal can be used to produce a high yield from CO2 and H2 . The inventors have found that alcohol can be synthesized, and have completed the present invention.

すなわち、本発明のアルコール合成用触媒は、Cu、Zn、Fe、及びアルカリ土類金属を含有し、ZnとCuとの原子比がZn/Cu=0.5~1.5であり、FeとCuとの原子比がFe/Cu=0.2~1.0であり、アルカリ土類金属とCuとの原子比がアルカリ土類金属/Cu=0.02~0.5であり、CO とH とからエタノールを合成するための触媒であることを特徴とするものである。このようなアルコール合成用触媒においては前記アルカリ土類金属がCa、Sr、Baからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。 That is, the alcohol synthesis catalyst of the present invention contains Cu, Zn, Fe, and an alkaline earth metal , the atomic ratio between Zn and Cu is Zn/Cu = 0.5 to 1.5, and Fe and The atomic ratio of Cu to Fe/Cu is 0.2 to 1.0, the atomic ratio of alkaline earth metal to Cu is alkaline earth metal/Cu=0.02 to 0.5, and CO 2 and H 2 as a catalyst for synthesizing ethanol . In such an alcohol synthesis catalyst , the alkaline earth metal is preferably at least one selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba.

また、本発明のアルコール合成用触媒は、Agを更に含有し、AgとCuとの原子比がAg/Cu=0.005~0.07であることが好ましい Further, the catalyst for alcohol synthesis of the present invention preferably further contains Ag, and the atomic ratio between Ag and Cu is Ag/Cu=0.005 to 0.07 .

さらに、本発明のアルコールの製造方法は、前記本発明のアルコール合成用触媒にCO及びHを接触せしめてエタノールを合成することを特徴とする方法である。 Furthermore, the method for producing alcohol of the present invention is a method characterized by bringing CO 2 and H 2 into contact with the catalyst for alcohol synthesis of the present invention to synthesize ethanol .

本発明によれば、COとHとから高選択率かつ高収率でアルコールを製造することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to manufacture alcohol with high selectivity and high yield from CO2 and H2 .

実施例1~6及び比較例1~2で得られた触媒のエタノール収率を示すグラフである。1 is a graph showing ethanol yields of catalysts obtained in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2. 実施例1~6及び比較例1~2で得られた触媒のエタノール選択率を示すグラフである。1 is a graph showing the ethanol selectivity of catalysts obtained in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2. Sr/Cu原子比とエタノール収率との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between Sr/Cu atomic ratio and ethanol yield. 実施例1、7~8及び比較例2で得られた触媒のエタノール収率を示すグラフである。4 is a graph showing ethanol yields of catalysts obtained in Examples 1, 7 to 8 and Comparative Example 2. FIG. 実施例1、7~8及び比較例2で得られた触媒のエタノール選択率を示すグラフである。1 is a graph showing the ethanol selectivity of catalysts obtained in Examples 1, 7 to 8 and Comparative Example 2. FIG.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to its preferred embodiments.

〔アルコール合成用触媒〕
先ず、本発明のアルコール合成用触媒について説明する。本発明のアルコール合成用触媒は、Cu、Zn、Fe、及びアルカリ土類金属を含有するものである。前記アルカリ土類金属としては特に制限はないが、高選択率及び高収率でアルコールを合成できるという観点から、Ca、Sr、Baが好ましく、Sr、Baがより好ましく、Srが特に好ましい。
[Catalyst for alcohol synthesis]
First, the catalyst for alcohol synthesis of the present invention will be described. The alcohol synthesis catalyst of the present invention contains Cu, Zn, Fe, and alkaline earth metals. Although the alkaline earth metal is not particularly limited, Ca, Sr, and Ba are preferable, Sr and Ba are more preferable, and Sr is particularly preferable, from the viewpoint that alcohol can be synthesized with high selectivity and high yield.

本発明のアルコール合成用触媒において、Cu、Zn、Feの形態としては特に制限はなく、メタル、酸化物、塩(例えば、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩)等のいずれの形態のものが含まれていてもよいが、アルコールの合成反応時にはメタル状態のものが含まれていることが好ましい。このようなCu、Zn、Feは、例えば、触媒の調製時やアルコールの合成反応に使用する前には酸化物、塩(例えば、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩)等のいずれかの状態であっても、アルコールの合成反応に使用する直前に還元処理を施すことによってメタル状態に変換することができる。また、アルコールの合成反応を還元雰囲気下で実施することによってもメタル状態に変換することができる。 In the catalyst for alcohol synthesis of the present invention, the form of Cu, Zn, and Fe is not particularly limited, and may be in any form of metal, oxide, salt (e.g., carbonate, nitrate, chloride, sulfate), and the like. may be contained, but it is preferable to contain one in the metal state during the alcohol synthesis reaction. Such Cu, Zn, and Fe are, for example, oxides, salts (e.g., carbonates, nitrates, chlorides, sulfates), etc. during catalyst preparation and before use in alcohol synthesis reactions. Even if it is in the state, it can be converted to the metal state by performing a reduction treatment immediately before it is used in the alcohol synthesis reaction. It can also be converted to a metal state by carrying out the synthesis reaction of alcohol in a reducing atmosphere.

また、本発明のアルコール合成用触媒において、アルカリ土類金属の形態としては特に制限はなく、メタル、酸化物、塩(例えば、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩)等のいずれの形態のものが含まれていてもよい。 In addition, in the catalyst for alcohol synthesis of the present invention, the form of the alkaline earth metal is not particularly limited, and any form of metal, oxide, salt (e.g., carbonate, nitrate, chloride, sulfate), etc. may contain things.

本発明のアルコール合成用触媒において、ZnとCuとの原子比としては、Zn/Cu=0.1~2.0が好ましく、Zn/Cu=0.5~1.5がより好ましい。Zn/Cuが前記範囲から逸脱すると、アルコールの選択率及び収率が低下する傾向にある。 In the catalyst for alcohol synthesis of the present invention, the atomic ratio of Zn and Cu is preferably Zn/Cu=0.1 to 2.0, more preferably Zn/Cu=0.5 to 1.5. When the Zn/Cu ratio deviates from the above range, alcohol selectivity and yield tend to decrease.

また、本発明のアルコール合成用触媒において、FeとCuとの原子比としては、Fe/Cu=0.1~2.0が好ましく、Fe/Cu=0.2~1.0がより好ましい。Fe/Cuが前記範囲から逸脱すると、アルコールの選択率及び収率が低下する傾向にある。 In the alcohol synthesis catalyst of the present invention, the atomic ratio of Fe to Cu is preferably Fe/Cu=0.1 to 2.0, more preferably Fe/Cu=0.2 to 1.0. If the Fe/Cu ratio deviates from the above range, alcohol selectivity and yield tend to decrease.

さらに、本発明のアルコール合成用触媒において、アルカリ土類金属とCuとの原子比としては、アルカリ土類金属/Cu=0.01~1.0が好ましく、アルカリ土類金属/Cu=0.02~0.5がより好ましく、アルカリ土類金属/Cu=0.03~0.25が特に好ましい。アルカリ土類金属/Cuが前記範囲から逸脱すると、アルコールの選択率及び収率が低下する傾向にある。 Further, in the catalyst for alcohol synthesis of the present invention, the atomic ratio between alkaline earth metal and Cu is preferably alkaline earth metal/Cu=0.01 to 1.0, and alkaline earth metal/Cu=0.01 to 1.0. 02 to 0.5 is more preferable, and alkaline earth metal/Cu=0.03 to 0.25 is particularly preferable. When the alkaline earth metal/Cu ratio deviates from the above range, alcohol selectivity and yield tend to decrease.

また、本発明のアルコール合成用触媒においては、本発明の効果を損なわない範囲において、Cu、Zn、Fe及びアルカリ土類金属以外の他の金属が更に含まれていてもよいが、例えば、COとHとからアルコールを合成する反応においてアルコールの選択率及び収率が更に向上するという観点からは、Agが更に含まれていることが特に好ましい。 In addition, the alcohol synthesis catalyst of the present invention may further contain other metals other than Cu, Zn, Fe and alkaline earth metals as long as the effects of the present invention are not impaired. From the viewpoint of further improving the alcohol selectivity and yield in the reaction of synthesizing alcohol from 2 and H2 , it is particularly preferred that Ag is further contained.

本発明のアルコール合成用触媒において、このような他の金属は、Cu、Zn、Fe、及びアルカリ土類金属を含有する粒子の内部に包含されていても、表面に担持されていてもよい。また、このような他の金属(特に好ましくはAg)の形態としては特に制限はなく、メタル、酸化物、塩(例えば、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩)等のいずれの形態のものが含まれていてもよい。 In the alcohol synthesis catalyst of the present invention, such other metals may be included inside particles containing Cu, Zn, Fe, and alkaline earth metals, or supported on the surface. In addition, the form of such other metal (particularly preferably Ag) is not particularly limited, and any form of metal, oxide, salt (e.g., carbonate, nitrate, chloride, sulfate), etc. may be included.

また、本発明のアルコール合成用触媒において、AgとCuとの原子比としては、Ag/Cu=0.005~0.07が好ましく、Zn/Cu=0.1~2.0がより好ましい。Zn/Cuが前記範囲から逸脱すると、Agの添加効果が十分に得られない場合がある。 In the catalyst for alcohol synthesis of the present invention, the atomic ratio of Ag to Cu is preferably Ag/Cu=0.005 to 0.07, more preferably Zn/Cu=0.1 to 2.0. If the Zn/Cu ratio deviates from the above range, the effect of adding Ag may not be sufficiently obtained.

このような本発明のアルコール合成用触媒の調製方法としては特に制限はないが、例えば、以下の方法によって本発明のアルコール合成用触媒を得ることができる。すなわち、先ず、Cu、Zn、Fe、及びアルカリ土類金属の各金属の塩(例えば、硝酸塩、酢酸塩、塩化物、硫酸塩)を含有する水溶液に塩基性水溶液(例えば、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液)を滴下して沈殿物を生成させ、この沈殿物を酸化性ガス雰囲気下(例えば、大気中)で焼成することによって本発明のアルコール合成用触媒を得ることができる。 Although the method for preparing the catalyst for alcohol synthesis of the present invention is not particularly limited, the catalyst for alcohol synthesis of the present invention can be obtained, for example, by the following method. That is, first, an aqueous solution containing salts of Cu, Zn, Fe, and alkaline earth metals (e.g., nitrates, acetates, chlorides, sulfates) is added with a basic aqueous solution (e.g., sodium carbonate solution, carbonic acid). sodium hydrogen aqueous solution) is dropped to form a precipitate, and the precipitate is calcined in an oxidizing gas atmosphere (for example, in the air) to obtain the alcohol synthesis catalyst of the present invention.

また、前記他の金属(特に好ましくはAg)を更に含有する本発明のアルコール合成用触媒の調製方法についても特に制限はないが、例えば、以下の含浸法が挙げられる。すなわち、Cu、Zn、Fe、及びアルカリ土類金属の各金属の塩(例えば、硝酸塩、酢酸塩、塩化物、硫酸塩)を含有する水溶液に塩基性水溶液(例えば、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液)を滴下して沈殿物を生成させ、この沈殿物を、前記他の金属(特に好ましくはAg)の塩(例えば、硝酸塩、酢酸塩、塩化物、硫酸塩)を含有する水溶液に浸漬して、前記他の金属(特に好ましくはAg)の塩を前記沈殿物に含浸させた後、得られた沈殿物を酸化性ガス雰囲気下(例えば、大気中)で焼成することによって、Cu、Zn、Fe、及びアルカリ土類金属を含有する触媒に前記他の金属(特に好ましくはAg)が更に担持している本発明のアルコール合成用触媒を得ることができる。 Also, the method for preparing the alcohol synthesis catalyst of the present invention further containing the other metal (preferably Ag) is not particularly limited, but the following impregnation method can be mentioned, for example. That is, Cu, Zn, Fe, and alkaline earth metal salts (e.g., nitrates, acetates, chlorides, sulfates) are added to an aqueous solution containing a basic aqueous solution (e.g., sodium carbonate solution, sodium bicarbonate solution). aqueous solution) is dropped to generate a precipitate, and the precipitate is immersed in an aqueous solution containing a salt (e.g., nitrate, acetate, chloride, sulfate) of the other metal (particularly preferably Ag). Then, after impregnating the precipitate with a salt of the other metal (especially Ag), the obtained precipitate is calcined in an oxidizing gas atmosphere (for example, in the air) to obtain Cu, Zn , Fe, and an alkaline earth metal, and the other metal (particularly preferably Ag) supported on the catalyst for alcohol synthesis of the present invention can be obtained.

また、前記他の金属(特に好ましくはAg)を更に含有する本発明のアルコール合成用触媒は、以下の共沈法によって調製することもできる。すなわち、Cu、Zn、Fe、アルカリ土類金属、及び前記他の金属(特に好ましくはAg)の各金属の塩(例えば、硝酸塩、酢酸塩、塩化物、硫酸塩)を含有する水溶液に塩基性水溶液(例えば、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液)を滴下して沈殿物を生成させ、この沈殿物を酸化性ガス雰囲気下(例えば、大気中)で焼成することによって、Cu、Zn、Fe、アルカリ土類金属、及び前記他の金属(特に好ましくはAg)を含有する本発明のアルコール合成用触媒を得ることができる。 Moreover, the alcohol synthesis catalyst of the present invention further containing the other metal (particularly preferably Ag) can also be prepared by the following coprecipitation method. That is, Cu, Zn, Fe, alkaline earth metals, and other metals (especially preferably Ag) salts of each metal (e.g., nitrate, acetate, chloride, sulfate) Cu, Zn, Fe, It is possible to obtain the alcohol synthesis catalyst of the present invention containing an alkaline earth metal and the other metal (particularly preferably Ag).

このアルコール合成用触媒の調製方法において、前記塩基性水溶液は、50~90℃(より好ましくは、70~80℃)で前記金属の塩を含有する水溶液に滴下することが好ましい。これにより、比表面積の高い触媒を得ることができる。また、前記金属の塩を含有する水溶液に前記塩基性水溶液を滴下することによって得られた水溶液のpHとしては8~9が好ましい。これにより、原料溶液の組成に近い組成の触媒を得ることができる。さらに、このようにして得られた水溶液を50~90℃(より好ましくは、70~80℃)で0.5~3時間(より好ましくは、1~2時間)攪拌することが好ましい。これにより、比表面積の高い触媒を得ることができる。 In this method for preparing a catalyst for alcohol synthesis, the basic aqueous solution is preferably added dropwise to the aqueous solution containing the metal salt at 50 to 90°C (more preferably 70 to 80°C). Thereby, a catalyst having a high specific surface area can be obtained. The pH of the aqueous solution obtained by dropping the basic aqueous solution into the aqueous solution containing the metal salt is preferably 8-9. As a result, a catalyst having a composition close to that of the raw material solution can be obtained. Furthermore, it is preferable to stir the aqueous solution thus obtained at 50 to 90° C. (more preferably 70 to 80° C.) for 0.5 to 3 hours (more preferably 1 to 2 hours). Thereby, a catalyst having a high specific surface area can be obtained.

このようにして得られた沈殿物の焼成温度としては、300~500℃が好ましく、300~350℃がより好ましい。また、焼成時間としては、3~10時間が好ましく、5~7時間がより好ましい。このような焼成温度及び焼成時間で前記沈殿物を焼成することによって、比表面積の高い触媒を得ることができる。 The calcination temperature of the precipitate thus obtained is preferably 300 to 500°C, more preferably 300 to 350°C. The firing time is preferably 3 to 10 hours, more preferably 5 to 7 hours. By calcining the precipitate at such a calcining temperature and calcining time, a catalyst with a high specific surface area can be obtained.

このようにして調製したアルコール合成用触媒には、通常、Cu、Zn、Fe、アルカリ土類金属、及び、必要に応じて他の金属(特に好ましくはAg)の各金属が酸化物又は塩(例えば、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩)の状態で存在している。Cu、Zn及びFeの各金属の酸化物又は塩を含有するアルコール合成用触媒は、アルコールの合成反応の前に還元処理を施したり、アルコールの合成反応を還元雰囲気下で実施したりすることによって、メタル状態のCu、Zn及びFeを含有するアルコール合成用触媒に変換することができる。メタル状態のCu、Zn及びFeを含有するアルコール合成用触媒は、アルコール合成反応における触媒活性に優れており、このような本発明のアルコール合成用触媒を用いることによって、COとHとから高選択率かつ高収率でアルコールを製造することが可能となる。特に、Agを更に含有するアルコール合成用触媒は、アルコール合成反応におけるアルコールの選択性に優れており、このようなAgを更に含有する本発明のアルコール合成用触媒を用いることによって、COとHとから更に高選択率かつ高収率でアルコールを製造することが可能となる。 The catalyst for alcohol synthesis prepared in this manner usually contains Cu, Zn, Fe, alkaline earth metals, and, if necessary, other metals (particularly preferably Ag), each of which is an oxide or salt ( For example, it exists in the form of carbonates, nitrates, chlorides, sulfates). An alcohol synthesis catalyst containing an oxide or salt of each metal of Cu, Zn, and Fe can be reduced by subjecting it to a reduction treatment prior to the alcohol synthesis reaction, or by conducting the alcohol synthesis reaction in a reducing atmosphere. , into an alcohol synthesis catalyst containing Cu, Zn and Fe in the metal state. The alcohol synthesis catalyst containing Cu, Zn and Fe in the metal state has excellent catalytic activity in the alcohol synthesis reaction. It becomes possible to produce alcohol with high selectivity and high yield. In particular, alcohol synthesis catalysts further containing Ag are excellent in alcohol selectivity in alcohol synthesis reactions. From 2 , alcohol can be produced with higher selectivity and higher yield.

前記還元処理の方法としては特に制限はないが、例えば、純水素ガス雰囲気下又は水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気下で、Cu、Zn及びFeの酸化物又は塩を含有する触媒に加熱処理を施す方法が挙げられる。このような還元処理における加熱温度(還元処理温度)としては、250~400℃が好ましく、300~350℃がより好ましい。また、加熱時間(還元処理時間温度)としては、0.5~3時間が好ましく、1~2時間がより好ましい。このような触媒の還元処理は、触媒の再酸化を防ぐという観点から、アルコールの合成反応に使用する直前に実施することが好ましい。 The method of the reduction treatment is not particularly limited, but for example, heating a catalyst containing oxides or salts of Cu, Zn and Fe in a pure hydrogen gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas. There is a method of applying the treatment. The heating temperature (reduction treatment temperature) in such reduction treatment is preferably 250 to 400°C, more preferably 300 to 350°C. The heating time (reduction treatment time temperature) is preferably 0.5 to 3 hours, more preferably 1 to 2 hours. From the viewpoint of preventing reoxidation of the catalyst, such a reduction treatment of the catalyst is preferably carried out immediately before it is used in the alcohol synthesis reaction.

また、このような使用前の還元処理の代わりに、本発明のアルコール合成用触媒を用いたアルコールの合成反応を還元雰囲気下で実施してもよい。これにより、触媒の還元処理とアルコールの合成とを同時に進行させることができる。 In addition, instead of such reduction treatment before use, the alcohol synthesis reaction using the catalyst for alcohol synthesis of the present invention may be carried out in a reducing atmosphere. As a result, the reduction treatment of the catalyst and the synthesis of alcohol can proceed simultaneously.

本発明のアルコール合成用触媒の形状としては特に制限はなく、例えば、粒子状、ペレット状、ハニカム基材に担持されたモノリス型等が挙げられる。 The shape of the alcohol synthesis catalyst of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include particulate, pellet, and monolithic catalysts supported on honeycomb substrates.

〔アルコールの製造方法〕
次に、本発明のアルコールの製造方法について説明する。本発明のアルコールの製造方法は、前記本発明のアルコール合成用触媒にCO及びHを接触せしめてアルコールを合成する方法である。このようなアルコール合成用触媒にCO及びHを接触させる方法としては特に制限はなく、例えば、気相固定床、気相流動床等の固体触媒反応に用いられる公知の固体触媒床を用いた方法が挙げられる。
[Method for producing alcohol]
Next, the method for producing alcohol of the present invention will be described. The method for producing alcohol of the present invention is a method of bringing CO 2 and H 2 into contact with the catalyst for alcohol synthesis of the present invention to synthesize alcohol. The method of contacting CO 2 and H 2 with such an alcohol synthesis catalyst is not particularly limited, and for example, a known solid catalyst bed used for solid catalyst reaction such as a gas phase fixed bed, a gas phase fluid bed, etc. can be used. method.

本発明のアルコールの製造方法において、COとHのモル比としてはCO/H=1/20~1/3が好ましく、1/10~1/3がより好ましい。CO/Hが前記下限未満になると、CO原料比が低下し、時間あたりのアルコール生成量が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、COの添加率が下がり、収率が低下する傾向にある。また、触媒の還元処理とアルコールの合成とを同時に進行させる場合においても、COとHのモル比としてはCO/H=1/20~1/3が好ましく、1/10~1/3がより好ましい。CO/Hが前記下限未満になると、CO原料比が低下し、時間あたりのアルコール生成量が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、触媒が十分に還元されず、アルコール合成反応において高い触媒活性が得られず、アルコールの選択率及び収率が低下する傾向にある。 In the alcohol production method of the present invention, the molar ratio of CO 2 and H 2 is preferably CO 2 /H 2 =1/20 to 1/3, more preferably 1/10 to 1/3. If the CO 2 / H 2 ratio is less than the lower limit, the CO 2 raw material ratio tends to decrease, and the amount of alcohol produced per hour tends to decrease. rate tends to decline. Further, even when the reduction treatment of the catalyst and the synthesis of the alcohol are carried out simultaneously, the molar ratio of CO 2 and H 2 is preferably CO 2 /H 2 =1/20 to 1/3, and 1/10 to 1/1. /3 is more preferred. If the CO 2 /H 2 ratio is less than the lower limit, the CO 2 raw material ratio tends to decrease, and the amount of alcohol produced per hour tends to decrease. High catalytic activity cannot be obtained in the synthesis reaction, and alcohol selectivity and yield tend to decrease.

また、アルコール合成用触媒にCO及びHを接触させる際の温度(反応温度)としては、250~350℃が好ましく、280~320℃がより好ましい。また、反応圧力としては、0.1~10MPaが好ましく、0.5~5MPaがより好ましい。 The temperature (reaction temperature) at which CO 2 and H 2 are brought into contact with the alcohol synthesis catalyst is preferably 250 to 350°C, more preferably 280 to 320°C. Also, the reaction pressure is preferably 0.1 to 10 MPa, more preferably 0.5 to 5 MPa.

このようにして得られるアルコールは、主としてエタノールであるが、本発明のアルコールの製造方法によって得られるアルコールには、メタノール、プロパノール、ブタノール等のエタノール以外のアルコールが含まれていてもよい。 The alcohol thus obtained is mainly ethanol, but the alcohol obtained by the alcohol production method of the present invention may contain alcohols other than ethanol, such as methanol, propanol, and butanol.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
先ず、イオン交換水に硝酸銅、硝酸亜鉛、硝酸鉄及び硝酸ストロンチウムを各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Sr=1:1:0.5:0.15となるように溶解して原料溶液Aを調製した。また、炭酸ナトリウムをイオン交換水に溶解して原料溶液Bを調製した。なお、原料溶液B中の炭酸ナトリウム濃度は、前記原料溶液Aと前記原料溶液Bとを同量混合した場合に、得られる溶液のpHが8~9の範囲内となるように調整した。
(Example 1)
First, copper nitrate, zinc nitrate, iron nitrate and strontium nitrate were dissolved in ion-exchanged water so that the atomic ratio of each metal was Cu:Zn:Fe:Sr=1:1:0.5:0.15. A raw material solution A was prepared. Also, raw material solution B was prepared by dissolving sodium carbonate in ion-exchanged water. The concentration of sodium carbonate in the raw material solution B was adjusted so that the pH of the obtained solution was within the range of 8 to 9 when the same amount of the raw material solution A and the raw material solution B were mixed.

次に、前記原料溶液A及び前記原料溶液Bをそれぞれ70℃に加温し、送液ポンプを用いて前記原料溶液Bに同量の前記原料溶液Aを滴下した。滴下終了後、80℃で1時間撹拌し、得られた沈殿物を遠心分離により回収し、イオン交換水による洗浄と遠心分離とを繰返して精製した後、110℃で一晩乾燥させ、固形物を得た。この固形物を大気中、350℃で6時間焼成して触媒粉末を得た。この触媒粉末を冷間等方圧プレス法(CIP法)により粒径0.5~1.0mmのペレット状に成形してCuとZnとFeとSrとを含有する触媒ペレットを調製した。 Next, the raw material solution A and the raw material solution B were each heated to 70° C., and the same amount of the raw material solution A was added dropwise to the raw material solution B using a liquid feed pump. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at 80°C for 1 hour, and the resulting precipitate was recovered by centrifugation, purified by repeating washing with ion-exchanged water and centrifugation, and then dried at 110°C overnight to obtain a solid. got This solid was calcined in air at 350° C. for 6 hours to obtain a catalyst powder. This catalyst powder was formed into pellets having a particle size of 0.5 to 1.0 mm by a cold isostatic pressing method (CIP method) to prepare catalyst pellets containing Cu, Zn, Fe and Sr.

(実施例2)
各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Sr=1:1:0.5:0.05となるように原料溶液Aを調製した以外は実施例1と同様にしてCuとZnとFeとSrとを含有する触媒ペレット(粒径:0.5~1.0mm)を調製した。
(Example 2)
Cu, Zn and Fe were mixed in the same manner as in Example 1 except that the raw material solution A was prepared so that the atomic ratio of each metal was Cu: Zn: Fe: Sr = 1: 1: 0.5: 0.05. Catalyst pellets containing Sr (particle size: 0.5-1.0 mm) were prepared.

(実施例3)
各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Sr=1:1:0.5:0.10となるように原料溶液Aを調製した以外は実施例1と同様にしてCuとZnとFeとSrとを含有する触媒ペレット(粒径:0.5~1.0mm)を調製した。
(Example 3)
Cu, Zn and Fe were mixed in the same manner as in Example 1 except that the raw material solution A was prepared so that the atomic ratio of each metal was Cu: Zn: Fe: Sr = 1: 1: 0.5: 0.10. Catalyst pellets containing Sr (particle size: 0.5-1.0 mm) were prepared.

(実施例4)
各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Sr=1:1:0.5:0.30となるように原料溶液Aを調製した以外は実施例1と同様にしてCuとZnとFeとSrとを含有する触媒ペレット(粒径:0.5~1.0mm)を調製した。
(Example 4)
Cu, Zn and Fe were mixed in the same manner as in Example 1 except that the raw material solution A was prepared so that the atomic ratio of each metal was Cu: Zn: Fe: Sr = 1: 1: 0.5: 0.30. Catalyst pellets containing Sr (particle size: 0.5-1.0 mm) were prepared.

(実施例5)
硝酸ストロンチウムの代わりに硝酸バリウムを用い、各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Ba=1:1:0.5:0.15となるように原料溶液Aを調製した以外は実施例1と同様にしてCuとZnとFeとBaとを含有する触媒ペレット(粒径:0.5~1.0mm)を調製した。
(Example 5)
Example 1 except that barium nitrate was used instead of strontium nitrate, and raw material solution A was prepared so that the atomic ratio of each metal was Cu:Zn:Fe:Ba=1:1:0.5:0.15. Catalyst pellets (particle diameter: 0.5 to 1.0 mm) containing Cu, Zn, Fe and Ba were prepared in the same manner as in .

(実施例6)
イオン交換水に硝酸銀を溶解して原料溶液Cを調製した。この原料溶液Cに、実施例1と同様にして調製した固形物(Cu:Zn:Fe:Sr=1:1:0.5:0.15)を浸漬して、各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Sr:Ag=1:1:0.5:0.15:0.01となるように前記固形物に硝酸銀を含浸させた。その後、この固形物を乾燥し、さらに、大気中、350℃で6時間焼成して触媒粉末を得た。この触媒粉末を冷間等方圧プレス法(CIP法)により粒径0.5~1.0mmのペレット状に成形してCuとZnとFeとSrとAgとを含有する触媒ペレットを調製した。
(Example 6)
A raw material solution C was prepared by dissolving silver nitrate in ion-exchanged water. A solid material (Cu:Zn:Fe:Sr=1:1:0.5:0.15) prepared in the same manner as in Example 1 was immersed in this raw material solution C, and the atomic ratio of each metal was Cu. The solid was impregnated with silver nitrate so that :Zn:Fe:Sr:Ag=1:1:0.5:0.15:0.01. After that, the solid was dried and calcined in air at 350° C. for 6 hours to obtain a catalyst powder. This catalyst powder was molded into pellets having a particle size of 0.5 to 1.0 mm by a cold isostatic pressing method (CIP method) to prepare catalyst pellets containing Cu, Zn, Fe, Sr and Ag. .

(実施例7)
各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Sr:Ag=1:1:0.5:0.15:0.02となるように前記固形物に硝酸銀を含浸させた以外は実施例6と同様にしてCuとZnとFeとSrとAgとを含有する触媒ペレット(粒径:0.5~1.0mm)を調製した。
(Example 7)
Example 6 except that the solid was impregnated with silver nitrate so that the atomic ratio of each metal was Cu: Zn: Fe: Sr: Ag = 1: 1: 0.5: 0.15: 0.02. Catalyst pellets (particle size: 0.5 to 1.0 mm) containing Cu, Zn, Fe, Sr and Ag were prepared in the same manner.

(実施例8)
各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Sr:Ag=1:1:0.5:0.15:0.05となるように前記固形物に硝酸銀を含浸させた以外は実施例6と同様にしてCuとZnとFeとSrとAgとを含有する触媒ペレット(粒径:0.5~1.0mm)を調製した。
(Example 8)
Example 6 except that the solid was impregnated with silver nitrate so that the atomic ratio of each metal was Cu: Zn: Fe: Sr: Ag = 1: 1: 0.5: 0.15: 0.05. Catalyst pellets (particle size: 0.5 to 1.0 mm) containing Cu, Zn, Fe, Sr and Ag were prepared in the same manner.

(比較例1)
硝酸ストロンチウムを用いず、各金属の原子比がCu:Zn:Fe:Sr=1:1:0.5:0となるように原料溶液Aを調製した以外は実施例1と同様にしてCuとZnとFeとを含有する触媒ペレット(粒径:0.5~1.0mm)を調製した。
(Comparative example 1)
In the same manner as in Example 1, Cu and Catalyst pellets containing Zn and Fe (particle size: 0.5-1.0 mm) were prepared.

(比較例2)
先ず、イオン交換水に硝酸銅、硝酸亜鉛及び硝酸鉄を各金属の原子比がCu:Zn:Fe=1:1:0.5となるように溶解して原料溶液Aを調製した。また、炭酸ナトリウムをイオン交換水に溶解して原料溶液Bを調製した。なお、原料溶液B中の炭酸ナトリウム濃度は、前記原料溶液Aと前記原料溶液Bとを同量混合した場合に、得られる溶液のpHが8~9の範囲内となるように調整した。
(Comparative example 2)
First, a raw material solution A was prepared by dissolving copper nitrate, zinc nitrate and iron nitrate in ion-exchanged water so that the atomic ratio of each metal was Cu:Zn:Fe=1:1:0.5. Also, raw material solution B was prepared by dissolving sodium carbonate in ion-exchanged water. The concentration of sodium carbonate in the raw material solution B was adjusted so that the pH of the obtained solution was within the range of 8 to 9 when equal amounts of the raw material solution A and the raw material solution B were mixed.

次に、前記原料溶液A及び前記原料溶液Bをそれぞれ70℃に加温し、送液ポンプを用いて前記原料溶液Bに同量の前記原料溶液Aを滴下した。滴下終了後、80℃で1時間撹拌し、得られた沈殿物を遠心分離により回収し、イオン交換水による洗浄と遠心分離とを繰返して精製した後、110℃で一晩乾燥させ、固形物を得た。 Next, the raw material solution A and the raw material solution B were each heated to 70° C., and the same amount of the raw material solution A was added dropwise to the raw material solution B using a liquid feed pump. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at 80°C for 1 hour, and the resulting precipitate was recovered by centrifugation, purified by repeating washing with ion-exchanged water and centrifugation, and then dried at 110°C overnight to obtain a solid. got

次に、イオン交換水にKCOを溶解し、得られた水溶液を前記固形物に各金属の原子比がCu:Zn:Fe:K=1:1:0.5:0.15となるように含浸させた後、固形物を乾燥させ、さらに大気中、350℃で6時間焼成して触媒粉末を得た。この触媒粉末を冷間等方圧プレス法(CIP法)により粒径0.5~1.0mmのペレット状に成形してCuとZnとFeとKとを含有する触媒ペレットを調製した。 Next, K 2 CO 3 was dissolved in ion-exchanged water, and the resulting aqueous solution was added to the solid matter so that the atomic ratio of each metal was Cu: Zn: Fe: K = 1: 1: 0.5: 0.15. After being impregnated so as to obtain a catalyst powder, the solid was dried and calcined in the air at 350° C. for 6 hours. This catalyst powder was formed into pellets having a particle size of 0.5 to 1.0 mm by a cold isostatic pressing method (CIP method) to prepare catalyst pellets containing Cu, Zn, Fe and K.

<蛍光X線分析(XRF)>
得られた触媒粉末の元素分析を、走査型蛍光X線分析装置(株式会社リガク製「ZSX PrimusII」)を用いて行い、各金属の含有原子比を求めた。表1には、実施例1及び5で得られた触媒粉末の各金属の含有原子比を示す。
<X-ray fluorescence analysis (XRF)>
Elemental analysis of the obtained catalyst powder was performed using a scanning fluorescent X-ray analyzer ("ZSX Primus II" manufactured by Rigaku Corporation) to determine the atomic ratio of each metal contained. Table 1 shows the atomic ratio of each metal contained in the catalyst powders obtained in Examples 1 and 5.

Figure 0007227564000001
Figure 0007227564000001

表1に示したように、得られた触媒ペレットの各金属の含有原子比は仕込原子比とほぼ一致することが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the atomic ratio of each metal contained in the obtained catalyst pellets substantially coincided with the charged atomic ratio.

<エタノールの合成(1)>
先ず、得られた触媒ペレット(粒径:0.5~1.0mm)を反応容器(内径:20mm)に触媒層の容積が5mlとなるように充填し、この触媒層にH(30%)とN(70%)とからなる還元性ガスを流量500ml/分で供給しながら、反応容器内の温度:300℃、反応容器内の全圧:2MPa(ゲージ圧)の条件で1時間の還元処理を行った。
<Synthesis of ethanol (1)>
First, the obtained catalyst pellets (particle size: 0.5 to 1.0 mm) were packed in a reaction vessel (inner diameter: 20 mm) so that the volume of the catalyst layer was 5 ml, and H 2 (30% ) and N 2 (70%) at a flow rate of 500 ml/min, the temperature in the reaction vessel: 300 ° C., the total pressure in the reaction vessel: 2 MPa (gauge pressure) for 1 hour. was reduced.

次に、還元処理後の触媒層にCO(20%)とH(60%)とN(20%)とからなる原料ガスを流量500ml/分で供給しながら、反応容器内の温度:300℃、反応容器内の全圧:2MPa(ゲージ圧)の条件でエタノールの合成反応を行った。 Next, while supplying a raw material gas consisting of CO 2 (20%), H 2 (60%) and N 2 (20%) to the catalyst layer after the reduction treatment at a flow rate of 500 ml / min, the temperature in the reaction vessel A synthesis reaction of ethanol was carried out under the conditions of 300° C. and a total pressure in the reaction vessel of 2 MPa (gauge pressure).

フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)を用いて、反応容器(触媒層)の出ガス中のエタノール濃度を測定し、エタノール濃度が一定となった時点のエタノールの選択率及び収率を下記式により算出した。その結果を表2及び図1~図3に示す。
エタノール選択率[%]=エタノール生成量[ppmC]/CO反応量[ppmC]
×100
エタノール収率[%]=CO転化率[%]×エタノール選択率[%]/100
Using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR), the concentration of ethanol in the gas discharged from the reaction vessel (catalyst layer) is measured, and the selectivity and yield of ethanol when the ethanol concentration becomes constant. It was calculated by the following formula. The results are shown in Table 2 and FIGS. 1-3.
Ethanol selectivity [%] = Ethanol production amount [ppmC]/ CO2 reaction amount [ppmC]
×100
Ethanol yield [%] = CO2 conversion [%] x ethanol selectivity [%]/100

Figure 0007227564000002
Figure 0007227564000002

表2及び図1に示したように、Cu、Zn、Fe及びアルカリ土類金属を含有する触媒を用いた場合(実施例1~5)には、アルカリ土類金属を含まない触媒を用いた場合(比較例1)及びアルカリ土類金属の代わりにKを含有する触媒を用いた場合(比較例2)に比べて、エタノールの収率が向上することがわかった。これは、実施例1~5及び比較例1~2で得られた触媒についてはCOの転化率が同程度であったことから、表2及び図2に示したように、実施例1~5で得られた触媒が比較例1~2で得られた触媒に比べて、エタノールの選択率が向上したことによるものであることがわかった。 As shown in Table 2 and FIG. 1, when catalysts containing Cu, Zn, Fe and alkaline earth metals were used (Examples 1 to 5), catalysts containing no alkaline earth metals were used. It was found that the yield of ethanol was improved compared to the case (Comparative Example 1) and the case of using a catalyst containing K instead of an alkaline earth metal (Comparative Example 2). This is because the catalysts obtained in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-2 had similar conversion rates of CO 2 , so as shown in Table 2 and FIG. It was found that the ethanol selectivity of the catalyst obtained in Example 5 was improved compared to the catalysts obtained in Comparative Examples 1 and 2.

また、表2及び図1~図2に示したように、Cu、Zn、Fe、アルカリ土類金属及びAgを含有する触媒を用いた場合(実施例6)には、Cu、Zn、Fe及びアルカリ土類金属を含有する触媒を用いた場合(実施例1)に比べて、エタノールの収率は同程度であったが、エタノールの選択率が大きく増加することがわかった。このことから、Cu、Zn、Fe及びアルカリ土類金属を含有する触媒にAgを添加することによって、エタノールの合成反応における副生成物の量が低減され、合成後にエタノールと副生成物とを分離するために必要なエネルギーを削減でき、また、触媒出ガスをエタノールの合成に繰返し使用する場合には、副生成物の影響を低減できることがわかった。 Further, as shown in Table 2 and FIGS. 1 to 2, when using a catalyst containing Cu, Zn, Fe, alkaline earth metal and Ag (Example 6), Cu, Zn, Fe Compared with the case of using a catalyst containing an alkaline earth metal (Example 1), the yield of ethanol was about the same, but it was found that the selectivity of ethanol was greatly increased. From this, by adding Ag to a catalyst containing Cu, Zn, Fe and an alkaline earth metal, the amount of by-products in the ethanol synthesis reaction is reduced, and ethanol and by-products are separated after synthesis. It has been found that the energy required for the synthesis can be reduced, and the effects of by-products can be reduced when the catalyst exhaust gas is repeatedly used for the synthesis of ethanol.

さらに、図3に示したように、SrとCuとの原子比がSr/Cu=0.03~0.24の場合に特に高収率でCOとHとからエタノールを合成できることがわかった。 Furthermore, as shown in FIG. 3, it was found that ethanol can be synthesized from CO 2 and H 2 with a particularly high yield when the atomic ratio of Sr and Cu is Sr/Cu=0.03 to 0.24. rice field.

<エタノールの合成(2)>
原料ガスとしてCO(25%)とH(75%)とからなる原料ガスを用いた以外は前記<エタノールの合成(1)>と同様にして、エタノールの合成反応を行い、エタノールの選択率及び収率算出した。その結果を表3及び図4~図5に示す。
<Synthesis of ethanol (2)>
Ethanol synthesis reaction was carried out in the same manner as <Synthesis of ethanol (1)> except that a raw material gas consisting of CO 2 (25%) and H 2 (75%) was used as the raw material gas, and ethanol was selected. Percentage and yield were calculated. The results are shown in Table 3 and FIGS. 4-5.

Figure 0007227564000003
Figure 0007227564000003

表3及び図4に示したように、Cu、Zn、Fe及びアルカリ土類金属を含有する触媒にAgを添加した場合、添加量が増加するにつれてエタノールの収率が増大することがわかった。これは、原料ガスとしてCO(25%)とH(75%)のみからなるガスを用いた場合には、実施例1、7~8で得られた触媒はCOの転化率が同程度であったことから、表3及び図5に示したように、Agの添加量が増加するにつれてエタノールの選択率が向上したことによるものであることがわかった。 As shown in Table 3 and FIG. 4, when Ag was added to the catalyst containing Cu, Zn, Fe and alkaline earth metals, the yield of ethanol increased as the amount added increased. This is because when a gas consisting only of CO 2 (25%) and H 2 (75%) is used as the raw material gas, the catalysts obtained in Examples 1 and 7-8 have the same conversion rate of CO 2 . As shown in Table 3 and FIG. 5, it was found that the ethanol selectivity improved as the amount of Ag added increased.

以上説明したように、本発明によれば、高選択率かつ高収率でアルコールを合成することが可能な触媒を得ることができる。したがって、本発明のアルコール合成用触媒は、COとHとから高選択率かつ高収率でアルコールを合成することが可能な触媒として有用であり、また、このようなアルコール合成用触媒を用いた本発明のアルコールの製造方法は、COとHとから効率的にアルコールを製造することが可能な方法として有用である。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a catalyst capable of synthesizing alcohol with high selectivity and high yield. Therefore, the catalyst for alcohol synthesis of the present invention is useful as a catalyst capable of synthesizing alcohol from CO 2 and H 2 with high selectivity and high yield. The alcohol production method of the present invention used is useful as a method capable of efficiently producing alcohol from CO 2 and H 2 .

Claims (4)

Cu、Zn、Fe、及びアルカリ土類金属を含有し、
ZnとCuとの原子比がZn/Cu=0.5~1.5であり、
FeとCuとの原子比がFe/Cu=0.2~1.0であり、
アルカリ土類金属とCuとの原子比がアルカリ土類金属/Cu=0.02~0.5であり、
CO とH とからエタノールを合成するための触媒である
ことを特徴とするアルコール合成用触媒。
containing Cu, Zn, Fe, and alkaline earth metals;
The atomic ratio of Zn and Cu is Zn/Cu=0.5 to 1.5,
The atomic ratio of Fe and Cu is Fe/Cu=0.2 to 1.0,
The atomic ratio between alkaline earth metal and Cu is alkaline earth metal/Cu = 0.02 to 0.5,
Is a catalyst for the synthesis of ethanol from CO2 and H2
A catalyst for alcohol synthesis characterized by:
前記アルカリ土類金属がCa、Sr、Baからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項に記載のアルコール合成用触媒。 2. The catalyst for alcohol synthesis according to claim 1 , wherein said alkaline earth metal is at least one selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba. Agを更に含有し、
AgとCuとの原子比がAg/Cu=0.005~0.07である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアルコール合成用触媒。
further containing Ag,
Atomic ratio of Ag and Cu is Ag/Cu=0.005 to 0.07
3. The catalyst for alcohol synthesis according to claim 1 or 2, characterized by:
請求項1~のうちのいずれか一項に記載のアルコール合成用触媒にCO及びHを接触せしめてエタノールを合成することを特徴とするアルコールの製造方法。 A method for producing alcohol, comprising contacting CO 2 and H 2 with the catalyst for alcohol synthesis according to any one of claims 1 to 3 to synthesize ethanol .
JP2019078076A 2018-07-05 2019-04-16 Catalyst for alcohol synthesis and method for producing alcohol using the same Active JP7227564B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018128342 2018-07-05
JP2018128342 2018-07-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020011228A JP2020011228A (en) 2020-01-23
JP7227564B2 true JP7227564B2 (en) 2023-02-22

Family

ID=69169084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019078076A Active JP7227564B2 (en) 2018-07-05 2019-04-16 Catalyst for alcohol synthesis and method for producing alcohol using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7227564B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022230063A1 (en) * 2021-04-27 2022-11-03 Toyo Tire株式会社 Ethanol synthesis catalyst, and method for producing ethanol
CN113522296B (en) * 2021-07-28 2022-09-16 太原理工大学 CuZn catalyst for preparing ethanol by CO hydrogenation and preparation method and application thereof
WO2024095872A1 (en) * 2022-11-01 2024-05-10 住友化学株式会社 Method for producing c2-3 alcohol

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017502937A (en) 2013-12-16 2017-01-26 中国科学院大▲連▼化学物理研究所Dalian Institute Of Chemical Physics,Chinese Academy Of Sciences Method for producing ethanol and co-producing methanol
CN106622254A (en) 2017-01-18 2017-05-10 上海华谊(集团)公司 Acetic ether hydrogenation catalyst and technological method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4794099A (en) * 1987-01-28 1988-12-27 Exxon Research And Engineering Company SiO2 -promoted cobalt catalyst on a support of TiO2 for converting synthesis gas to heavy hydrocarbons
JPH0734866B2 (en) * 1991-12-17 1995-04-19 花王株式会社 Catalyst for reducing carbonyl compound, method for producing the catalyst, and method for producing alcohol using the catalyst
JP3272386B2 (en) * 1991-12-19 2002-04-08 花王株式会社 Alcohol production catalyst and method for producing the same
JP3529949B2 (en) * 1996-02-15 2004-05-24 花王株式会社 Method for producing hydrogenation catalyst precursor, hydrogenation catalyst and alcohol
JP2813770B2 (en) * 1996-02-15 1998-10-22 通商産業省基礎産業局長 Ethanol production method
JP3689734B2 (en) * 1996-03-08 2005-08-31 独立行政法人産業技術総合研究所 Method for producing metal-metal oxide catalyst

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017502937A (en) 2013-12-16 2017-01-26 中国科学院大▲連▼化学物理研究所Dalian Institute Of Chemical Physics,Chinese Academy Of Sciences Method for producing ethanol and co-producing methanol
CN106622254A (en) 2017-01-18 2017-05-10 上海华谊(集团)公司 Acetic ether hydrogenation catalyst and technological method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020011228A (en) 2020-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7019813B2 (en) Catalyst for producing α-phenylethanol by hydrogenation of acetophenone, its production method and application
JP6029682B2 (en) Zinc and / or manganese aluminate catalysts useful for alkane dehydrogenation
JP7227564B2 (en) Catalyst for alcohol synthesis and method for producing alcohol using the same
JP7219474B2 (en) Composite oxides, metal supports and ammonia synthesis catalysts
CN108883408B (en) Ferrite catalyst, method for preparing the same and method for preparing butadiene using the same
JP3118565B2 (en) Catalyst for synthesizing methanol and method for synthesizing methanol
JP5678041B2 (en) Methanol steam reforming catalyst
CN111330586A (en) Novel ethynylation catalyst and method for producing same
JP2013536066A (en) Catalyst coated with hybrid manganese ferrite, method for producing the same, and method for producing 1,3-butadiene using the same
US20180273454A1 (en) Multicomponent heterogeneous catalysts for direct co2 hydrogenation to methanol
JPH0336571B2 (en)
WO2012077724A1 (en) Catalyst for producing olefin and method for producing olefin
CN103201031A (en) Novel glycerol dehydration catalyst and production method therefor
CN106552645B (en) Supported catalyst, preparation method and application thereof, and Fischer-Tropsch synthesis method
JP5691119B2 (en) Method for producing hydrogenation catalyst and method for producing methane gas using the same
CN111437862A (en) Catalyst for preparing methanol by carbon dioxide hydrogenation and preparation method thereof
JP2003225566A (en) Catalyst for decomposing hydrocarbon and production method therefor
WO2018015363A2 (en) A catalyst composition for direct synthesis of vinyl chloride from ethylene
CN112264026B (en) Preparation method of high-activity high-selectivity methanol synthesis catalyst
CN114433059A (en) CO2Catalyst for synthesizing low-carbon olefin compound by hydrogenation, preparation and application thereof
EP0331466B1 (en) Carbon dioxide calcination of methanol dissociation catalysts
JPH039772B2 (en)
JPH09221437A (en) Production of ethanol
JP4012965B2 (en) Catalyst for high temperature CO shift reaction
JP2017124366A (en) Catalyst for ammonia decomposition and manufacturing method of hydrogen using catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220817

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221004

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7227564

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150