JPH01168346A - 水素化触媒及びその製造方法並びに該触媒を使用する接触方法 - Google Patents
水素化触媒及びその製造方法並びに該触媒を使用する接触方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/132—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
- C07C29/136—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
- C07C29/147—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of carboxylic acids or derivatives thereof
- C07C29/149—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of carboxylic acids or derivatives thereof with hydrogen or hydrogen-containing gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8926—Copper and noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
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- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8946—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali or alkaline earth metals
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な水素化触媒およびその製造方法に関す
るものである。
るものである。
また、本発明はラクトンのグリコールへの選択的水素化
における上記触媒の使用に関するものである。
における上記触媒の使用に関するものである。
ラクトンからグリコールを触媒製造する多くの方法が開
発されている。グリコールのうちで需要の高いものは、
4個以上の炭素原子を有するもの、例えば1,6−ヘキ
サンジオールと特に1.4−ブタンジオールである。
発されている。グリコールのうちで需要の高いものは、
4個以上の炭素原子を有するもの、例えば1,6−ヘキ
サンジオールと特に1.4−ブタンジオールである。
グリコール、例えば1.4−ブタンジオールおよび1.
6−ヘキサンジオールは熱可塑性樹脂、例えばポリエス
テル熱可塑性樹脂およびポリエーテル熱可塑性樹脂を包
含する若干の重合体の単量体として有用である。かかる
熱可塑性樹脂の例には、ポリ(ブチルエーテル)とポリ
(ヘキシレンアジペート)の如き脂肪族ポリエステル
のブロックを含有するポリ(1,4−ブチレンテレフタ
レート)ブロック共重合体樹脂がある。
6−ヘキサンジオールは熱可塑性樹脂、例えばポリエス
テル熱可塑性樹脂およびポリエーテル熱可塑性樹脂を包
含する若干の重合体の単量体として有用である。かかる
熱可塑性樹脂の例には、ポリ(ブチルエーテル)とポリ
(ヘキシレンアジペート)の如き脂肪族ポリエステル
のブロックを含有するポリ(1,4−ブチレンテレフタ
レート)ブロック共重合体樹脂がある。
特に、1.4−ブタンジオールは若干の方法により製造
することができ、これらの方法のうちには、マレイン酸
のジエステルからの一段階水素化による製造又はまず無
水マレイン酸をγ−ブチロラクトンに転化し次いで第2
反応工程で1,4−ブタンジオールに転化する2段階工
程による製造がある。
することができ、これらの方法のうちには、マレイン酸
のジエステルからの一段階水素化による製造又はまず無
水マレイン酸をγ−ブチロラクトンに転化し次いで第2
反応工程で1,4−ブタンジオールに転化する2段階工
程による製造がある。
若干の文献においては、γ−ブチロラクトンを1.4−
ブタンジオールに転化することが扱われており、これら
の多数では、反応を液相で行うことが推奨されている。
ブタンジオールに転化することが扱われており、これら
の多数では、反応を液相で行うことが推奨されている。
しかし、気相において反応を行うことが同様に好ましい
ことが知られている。
ことが知られている。
プラトレイ(Bradly)らによる国際公開(WO)
第82103854号には、酸化銅および酸化亜鉛触媒
上におけるT−ブチルラクトンの気相での水添分解が開
示されている。一般に、この方法における反応器生産性
は低い。
第82103854号には、酸化銅および酸化亜鉛触媒
上におけるT−ブチルラクトンの気相での水添分解が開
示されている。一般に、この方法における反応器生産性
は低い。
英国特許第1230276号明細書には、酸化銅−酸化
クロム触媒を用いるγ−ブチロラクトンの水素化が開示
されている。水素化は液相で行われる。
クロム触媒を用いるγ−ブチロラクトンの水素化が開示
されている。水素化は液相で行われる。
バッチ反応では、著しく高い全反応器圧力を有すること
が示されている。反応体および生成物の反応器内におけ
る分圧は、夫々の露点より著しく高い。
が示されている。反応体および生成物の反応器内におけ
る分圧は、夫々の露点より著しく高い。
英国特許第1314126号および米国特許第4652
685号明細書には、ニッケルーコバルト トリウム酸
化物触媒上のγ−ブチルラクトンの液相における水素化
が開示されている。バッチ反応では高い全圧及び夫々の
成分の露点より著しく高い成分分圧を有することが示さ
れている。上述の方法の如く、この触媒反応は時間を浪
費し処理するのに費用がかかる。
685号明細書には、ニッケルーコバルト トリウム酸
化物触媒上のγ−ブチルラクトンの液相における水素化
が開示されている。バッチ反応では高い全圧及び夫々の
成分の露点より著しく高い成分分圧を有することが示さ
れている。上述の方法の如く、この触媒反応は時間を浪
費し処理するのに費用がかかる。
英国特許第1344557号および米国特許第4652
685号明細書には、酸化銅−酸化クロム触媒上のT−
ブチロラクトンの液相における水素化が開示されている
。気相または蒸気を含む混合相は、若干の例に適当であ
ることが示されている。連続流管状反応器には、高い反
応器全圧を用いることが示されている。これらの方法の
選択性は、中位の活性の触媒のために完全には適切なも
のではない。
685号明細書には、酸化銅−酸化クロム触媒上のT−
ブチロラクトンの液相における水素化が開示されている
。気相または蒸気を含む混合相は、若干の例に適当であ
ることが示されている。連続流管状反応器には、高い反
応器全圧を用いることが示されている。これらの方法の
選択性は、中位の活性の触媒のために完全には適切なも
のではない。
英国特許第1512751号明細書には、酸化銅−酸化
クロム触媒上のγ−ブチロラクトンの液相における水素
化が開示されている。バッチ反応は高い反応器全圧を有
し、測定し得るところでは反応体及び生成物の分圧は夫
々の露点より著しく高いことが示されている。しかし、
この方法では上述で指摘したのと同様の欠点を被る。
クロム触媒上のγ−ブチロラクトンの液相における水素
化が開示されている。バッチ反応は高い反応器全圧を有
し、測定し得るところでは反応体及び生成物の分圧は夫
々の露点より著しく高いことが示されている。しかし、
この方法では上述で指摘したのと同様の欠点を被る。
米国特許第4301077号明細書にはRu−Ni−C
o−Zn−触媒上のγ−ブチロラクトンの1.4−ブタ
ンジオールへの水素化が開示されている。教示されてい
る如く、反応は液相又は気相或いは液−気混合相で行わ
れるのがよい。高い反応器全圧の連続流液相反応および
比較的低い反応器生産性が示されている。
o−Zn−触媒上のγ−ブチロラクトンの1.4−ブタ
ンジオールへの水素化が開示されている。教示されてい
る如く、反応は液相又は気相或いは液−気混合相で行わ
れるのがよい。高い反応器全圧の連続流液相反応および
比較的低い反応器生産性が示されている。
米国特許第4048196号明細書には、T−ブチロラ
クトンを酸化銅−酸化亜鉛触媒上で液相水素化すること
による1、4−ブタンジオールの製造が開示されている
。高い反応器全圧下における連続流管状反応器の作動と
高い反応体および生成物分圧が示されている。
クトンを酸化銅−酸化亜鉛触媒上で液相水素化すること
による1、4−ブタンジオールの製造が開示されている
。高い反応器全圧下における連続流管状反応器の作動と
高い反応体および生成物分圧が示されている。
上記文献の方法は少量の1.4−ブタンジオールを製造
するのに都合がよいが、大規模化に際して、一般に低い
反応器生産性には商業的量を製造するための大きな反応
器が必要とされることを見出した。かかる大きな反応器
に、先行技術文献の高圧を用いることは実際的ではない
。
するのに都合がよいが、大規模化に際して、一般に低い
反応器生産性には商業的量を製造するための大きな反応
器が必要とされることを見出した。かかる大きな反応器
に、先行技術文献の高圧を用いることは実際的ではない
。
従って、本発明の目的は、上述の欠点を克服し、ラクト
ンからグリコール、特にγ〜ブチロラクトンから1.4
−ブタンジオールを高収率および高い選択性で製造する
ことにある。
ンからグリコール、特にγ〜ブチロラクトンから1.4
−ブタンジオールを高収率および高い選択性で製造する
ことにある。
本発明の他の目的は、ラクトンをジオールに水素化する
に当たり反応器生産性を著しく向上させることにある。
に当たり反応器生産性を著しく向上させることにある。
本発明の他の目的は経済的かつ商業的に適する方法で製
造でき向上したジオールの選択性に対して活性の高い触
媒を提供することにある。
造でき向上したジオールの選択性に対して活性の高い触
媒を提供することにある。
本発明のこれら及び他の目的は、以下の記載から明らか
になるであろう。
になるであろう。
本発明においては、(a)約8〜約40重量%の銅、(
b)1.00以上の原子量を有し周期表の第■B族およ
び■族から選ばれた金属約0.05〜5重量%および(
c) 1 、5〜約10重量2のアルカリ金属を含有す
る触媒を提供するが、好ましい範囲の重量比は、約10
〜約25重量%の(a)成分および約0.09〜約1重
量%の(b)成分並びに約2〜約6重量%の(c)成分
である。
b)1.00以上の原子量を有し周期表の第■B族およ
び■族から選ばれた金属約0.05〜5重量%および(
c) 1 、5〜約10重量2のアルカリ金属を含有す
る触媒を提供するが、好ましい範囲の重量比は、約10
〜約25重量%の(a)成分および約0.09〜約1重
量%の(b)成分並びに約2〜約6重量%の(c)成分
である。
触媒組成物の残量、例えば組成物の約45%〜約97%
は、金属を担持させる担体を示す。適当な担体には、ケ
イ酸マグネシウム、シリカ、アルミナおよび酸化マグネ
シウム−酸化ケイ素混合物が含まれる。アルカリ金属は
、アルカリ土類金属又はアルカリ金属、好ましくはカリ
ウム、ナトリウム、カルシウムまたはリチウム或いはこ
れらの混合物とすることができる。これら金属種のうち
最も好ましいのは、カリウム及びナトリウムである。
は、金属を担持させる担体を示す。適当な担体には、ケ
イ酸マグネシウム、シリカ、アルミナおよび酸化マグネ
シウム−酸化ケイ素混合物が含まれる。アルカリ金属は
、アルカリ土類金属又はアルカリ金属、好ましくはカリ
ウム、ナトリウム、カルシウムまたはリチウム或いはこ
れらの混合物とすることができる。これら金属種のうち
最も好ましいのは、カリウム及びナトリウムである。
(b)成分の金属はパラジウム、白金、ロジウム、ルテ
ニウム、レニウム、オスミウム及びイリジウム並びにこ
れらの混合物から成る群から選ばれこのうちパラジウム
又はパラジウムを含む混合物が好ましい。
ニウム、レニウム、オスミウム及びイリジウム並びにこ
れらの混合物から成る群から選ばれこのうちパラジウム
又はパラジウムを含む混合物が好ましい。
本発明の触媒物質は、銅及び(b)成分の硝酸、酢酸、
炭酸又は塩化物塩をアルカリ土類金属またはアルカリ金
属塩基、例えばアルカリ金属の水酸化物またはアルミン
酸塩の水溶液、例えば40%〜80%水溶液と上述の範
囲の金属比を得るのに適する割合で混合することにより
製造する。一般に、銅塩対(b)成分の塩の重量比は、
約20:1〜約500:1である。(b)成分の塩対ア
ルカリ金属化合物の重量比は約I:15〜約1:1であ
る。これら成分は均質分散を達成するまで周囲温度およ
び圧力で混合する。
炭酸又は塩化物塩をアルカリ土類金属またはアルカリ金
属塩基、例えばアルカリ金属の水酸化物またはアルミン
酸塩の水溶液、例えば40%〜80%水溶液と上述の範
囲の金属比を得るのに適する割合で混合することにより
製造する。一般に、銅塩対(b)成分の塩の重量比は、
約20:1〜約500:1である。(b)成分の塩対ア
ルカリ金属化合物の重量比は約I:15〜約1:1であ
る。これら成分は均質分散を達成するまで周囲温度およ
び圧力で混合する。
次いで、特定形態の不溶性担体物質を溶液に添加し、均
質混合してスラリーを形成する。銅および(b)成分の
塩が炭酸塩以外の場合、この際アルカリ金属炭酸塩を添
加してこれら金属の炭酸塩を沈澱させ、アルカリ金属を
担体物質に吸収させる。スラリーを所望量の活性成分が
担体に担持されるまでかき混ぜ次いで、固体を濾別およ
び液体デカンテーションすることにより湿潤ケーキとし
て回収し、しかる後このケーキを乾燥し焼成して炭酸塩
を酸化物に転化する。一般に、焼成は約350℃〜約4
75℃の温度で約10〜約20時間行う。生成物を離散
粒子、例えば顆粒、ダストまたは粉末で回収し、この粒
子をタブレット、中空またはソリッドコア押出溝付形状
又は他の都合のよい形態に形成することができる。触媒
組成の精密な制御を望む場合には、金属塩を担体に担持
し、次いで各添加の間に乾燥と焼成を行うことができる
。触媒が焼結するのを回避すべきであるから、焼成温度
の上限は高い触媒活性を維持するにfin界的な温度と
する。
質混合してスラリーを形成する。銅および(b)成分の
塩が炭酸塩以外の場合、この際アルカリ金属炭酸塩を添
加してこれら金属の炭酸塩を沈澱させ、アルカリ金属を
担体物質に吸収させる。スラリーを所望量の活性成分が
担体に担持されるまでかき混ぜ次いで、固体を濾別およ
び液体デカンテーションすることにより湿潤ケーキとし
て回収し、しかる後このケーキを乾燥し焼成して炭酸塩
を酸化物に転化する。一般に、焼成は約350℃〜約4
75℃の温度で約10〜約20時間行う。生成物を離散
粒子、例えば顆粒、ダストまたは粉末で回収し、この粒
子をタブレット、中空またはソリッドコア押出溝付形状
又は他の都合のよい形態に形成することができる。触媒
組成の精密な制御を望む場合には、金属塩を担体に担持
し、次いで各添加の間に乾燥と焼成を行うことができる
。触媒が焼結するのを回避すべきであるから、焼成温度
の上限は高い触媒活性を維持するにfin界的な温度と
する。
次いで、上述の方法で製造した触媒を、ラクトンをグリ
コールの選択的生成物に水素化するのに使用するに適す
るように還元する。金属銅、パラジウム及びアルカリ金
属が酸化物に逆転化するのを回避するために、触媒酸化
物の還元はラクトンの高温水素化で使用するのに差し迫
って行うかまたは水素化反応においてそのまま還元する
のが好ましい。触媒還元は、担持した金属酸化物と増加
的に上昇する温度において緩徐に増大する水素分量とを
接触させることにより、比較的穏やかな条件下約150
℃〜約350℃の温度で約5〜12時間効率よく行う。
コールの選択的生成物に水素化するのに使用するに適す
るように還元する。金属銅、パラジウム及びアルカリ金
属が酸化物に逆転化するのを回避するために、触媒酸化
物の還元はラクトンの高温水素化で使用するのに差し迫
って行うかまたは水素化反応においてそのまま還元する
のが好ましい。触媒還元は、担持した金属酸化物と増加
的に上昇する温度において緩徐に増大する水素分量とを
接触させることにより、比較的穏やかな条件下約150
℃〜約350℃の温度で約5〜12時間効率よく行う。
この反応は著しく発熱性であるから、水素を窒素、ヘリ
ウム、アルゴン、ネオン等の如き不活性ガスで初期希釈
することにより還元領域の熱を制御する。還元性ガスと
の初期接触のためには窒素中0.5%〜10%の水素希
釈が効率的であるが、初期接触は約175〜約210℃
の温度において0.5%程度の水素希釈を用いて行うこ
とができる。一般に、銅成分の濃度が高ければ高い程、
発熱を制御するために水素希釈を太き(する。好適例に
おいては約180〜200℃の温度で1%の水素と接触
した約0.5〜約2時間後には、水素濃度は増大し温度
は約250℃に上昇するが、接触を更に0.5〜2時間
維持する。最後に温度は300℃に上昇し、はぼ全ての
金属水酸化物およびアルカリ金属が金属状態に転化する
まで、固体物質を水素と更に4〜8時間接触させる。こ
の処理の間、水素濃度は徐々に100%に増大し、酸化
物は分解して金属銅を放出し、金属または(b)成分の
金属およびアルカリ金属は担体に吸収される。一般に約
10〜約250 m”/gの表面積を有する触媒が適当
に用いられるが、約30〜150m2/gの表面積およ
び約0.2〜約1.2 cm37gの細孔容積を有する
触媒が最も好ましい。
ウム、アルゴン、ネオン等の如き不活性ガスで初期希釈
することにより還元領域の熱を制御する。還元性ガスと
の初期接触のためには窒素中0.5%〜10%の水素希
釈が効率的であるが、初期接触は約175〜約210℃
の温度において0.5%程度の水素希釈を用いて行うこ
とができる。一般に、銅成分の濃度が高ければ高い程、
発熱を制御するために水素希釈を太き(する。好適例に
おいては約180〜200℃の温度で1%の水素と接触
した約0.5〜約2時間後には、水素濃度は増大し温度
は約250℃に上昇するが、接触を更に0.5〜2時間
維持する。最後に温度は300℃に上昇し、はぼ全ての
金属水酸化物およびアルカリ金属が金属状態に転化する
まで、固体物質を水素と更に4〜8時間接触させる。こ
の処理の間、水素濃度は徐々に100%に増大し、酸化
物は分解して金属銅を放出し、金属または(b)成分の
金属およびアルカリ金属は担体に吸収される。一般に約
10〜約250 m”/gの表面積を有する触媒が適当
に用いられるが、約30〜150m2/gの表面積およ
び約0.2〜約1.2 cm37gの細孔容積を有する
触媒が最も好ましい。
次いで、この還元状態の触媒は、ラクトンをグリコール
に転化するための水素化領域に適当に導入する。
に転化するための水素化領域に適当に導入する。
本発明の触媒を使用する方法に適当に用いられるラクト
ンは、次式 (式中のnは3〜8の値を有する整数を示す。)で表さ
れ、このうちブチロラクトン、バレロラクトン、カプロ
ラクトンおよびカブリロラクトンが好ましい種であり、
ブチロラフ1−ンが最も好ましい。また、1個以上のメ
チレン基が低級アルキル基で置換されたラクトン、例え
ば3−メチル−ブチロラクトン、4−エチル−ブチロラ
クトン、3,4−ジメチル−ブチロラクトン、4−メチ
ル−バレロラクトン、4−メチル−カプロラクトン等が
好適に用いられる。
ンは、次式 (式中のnは3〜8の値を有する整数を示す。)で表さ
れ、このうちブチロラクトン、バレロラクトン、カプロ
ラクトンおよびカブリロラクトンが好ましい種であり、
ブチロラフ1−ンが最も好ましい。また、1個以上のメ
チレン基が低級アルキル基で置換されたラクトン、例え
ば3−メチル−ブチロラクトン、4−エチル−ブチロラ
クトン、3,4−ジメチル−ブチロラクトン、4−メチ
ル−バレロラクトン、4−メチル−カプロラクトン等が
好適に用いられる。
本発明の特定例においては、ブチロラクトンと水素を、
触媒固定床管状反応層中気相で対応する1、4−ブタン
ジオールに反応させる。水素対ラクトンのモル比は約5
0=1〜約300 : 1の間で変化させることができ
るが、100:1〜200 : 1の比が好ましい。
触媒固定床管状反応層中気相で対応する1、4−ブタン
ジオールに反応させる。水素対ラクトンのモル比は約5
0=1〜約300 : 1の間で変化させることができ
るが、100:1〜200 : 1の比が好ましい。
連続処理においては、反応体の供給のg数/時間/触媒
のg数は約0.05〜0.2であり、或いは固定床処理
において時間当たり1gの供給対20gの触媒である。
のg数は約0.05〜0.2であり、或いは固定床処理
において時間当たり1gの供給対20gの触媒である。
反応のpHはアルカリ性側、例えば約7.5〜約10の
pHに維持するのがよい。反応はラクトン反応体の露点
以上で行い、ブチロラクトンの場合は100℃以上で行
う。一般に反応温度は約140℃〜250℃の温度、好
ましくは約100〜約180℃の温度に維持する。気相
反応における水素圧は、約7.0〜約105.5 kg
/cm”ゲージ(約100〜約1500psig) 、
好ましくは約28.1〜約70.3 kg/cm”ゲー
ジ(約400〜約1000ps ig)で変化させるこ
とができる。ラクトンの水素化において、選択性には低
温が好ましいが転化率が低くくなることを見出した。ブ
チロラクトンの転化のために理想的な温度および圧力が
、約42.2〜84.4 kg/cm”ゲージ(約60
0〜900psig)水素における約165〜175℃
であることを見出した。
pHに維持するのがよい。反応はラクトン反応体の露点
以上で行い、ブチロラクトンの場合は100℃以上で行
う。一般に反応温度は約140℃〜250℃の温度、好
ましくは約100〜約180℃の温度に維持する。気相
反応における水素圧は、約7.0〜約105.5 kg
/cm”ゲージ(約100〜約1500psig) 、
好ましくは約28.1〜約70.3 kg/cm”ゲー
ジ(約400〜約1000ps ig)で変化させるこ
とができる。ラクトンの水素化において、選択性には低
温が好ましいが転化率が低くくなることを見出した。ブ
チロラクトンの転化のために理想的な温度および圧力が
、約42.2〜84.4 kg/cm”ゲージ(約60
0〜900psig)水素における約165〜175℃
であることを見出した。
得られた生成物蒸気を凝縮して少なくとも85%の収率
および97%までの純度で生成物を得る。テトラヒドロ
フランおよびブタノールの如き異物の存在は、本発明の
触媒系を用いることにより少なくとも1%以下に低減さ
れる。
および97%までの純度で生成物を得る。テトラヒドロ
フランおよびブタノールの如き異物の存在は、本発明の
触媒系を用いることにより少なくとも1%以下に低減さ
れる。
本発明のラクトンからジオールへの触媒反応は、気相又
は液相及びバッチ又は連続型式で行うことができる。液
相では幾分低い温度および高い圧力を用いることができ
る。例えば、約100〜約160℃の温度および約35
.2〜約1.05.5 kg/cm”ゲージ(約500
〜約1500psig) 、好ましくは約42.2〜約
4.4 kg/cm”ゲージ(600〜]200psi
g)の圧力がifJ当である。
は液相及びバッチ又は連続型式で行うことができる。液
相では幾分低い温度および高い圧力を用いることができ
る。例えば、約100〜約160℃の温度および約35
.2〜約1.05.5 kg/cm”ゲージ(約500
〜約1500psig) 、好ましくは約42.2〜約
4.4 kg/cm”ゲージ(600〜]200psi
g)の圧力がifJ当である。
液相および気相反応の双方においては、希釈剤を随意に
使用することができる。気相においては処理温度以下の
沸点を有する希釈剤、例えばアルコール、エーテル、炭
化水素を用い、一方液相反応では処理温度以上の沸点を
有する希釈剤を用いるのがよい。
使用することができる。気相においては処理温度以下の
沸点を有する希釈剤、例えばアルコール、エーテル、炭
化水素を用い、一方液相反応では処理温度以上の沸点を
有する希釈剤を用いるのがよい。
液体化合物のうち液相反応に希釈剤として用いることの
できるものは、高沸点アルコール、例えばドデカノール
、エチレングリコール、高沸点エーテル、水、N−アル
キルピロリドン、例えばN−メチル−2−ピロリドン、
ブタンジオール等である。
できるものは、高沸点アルコール、例えばドデカノール
、エチレングリコール、高沸点エーテル、水、N−アル
キルピロリドン、例えばN−メチル−2−ピロリドン、
ブタンジオール等である。
反応体の希釈は50%程度とすることができるが、希釈
濃度は35%以下が好ましい。
濃度は35%以下が好ましい。
バッチ処理においては、ラクトンに対して約1重量%〜
約5重量%の触媒を用いる。本発明の触媒を使用するこ
とにより、純度99%で約99%までの生成物収率を得
ることができる。
約5重量%の触媒を用いる。本発明の触媒を使用するこ
とにより、純度99%で約99%までの生成物収率を得
ることができる。
対応するラクトンからの1,6−ヘキサンジオールおよ
び他のジオール、例えば1,5−ベンタンジオール、■
、7−へブタンジオール、1.8−オクタンジオールの
製造は、ブチルラクトンからブタンジオールへの転化に
対する上述の方法と同様の方法で行う。
び他のジオール、例えば1,5−ベンタンジオール、■
、7−へブタンジオール、1.8−オクタンジオールの
製造は、ブチルラクトンからブタンジオールへの転化に
対する上述の方法と同様の方法で行う。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はなん
らこれに限定されるものではない。
らこれに限定されるものではない。
実jl粗L
23.0gの硝酸銅、O,15gの硝酸パラジウムおよ
び3.0gの水酸化カリウムを55mの水に溶解した溶
液に42gのケイ酸マグネシウム粒体(8メツシユ)を
添加した。スラリーを室温で1時間かき混ぜて塩溶液が
粒体に吸収されるようにした。過剰の液体をデカントし
、触媒を減圧炉中80 mm l gの減圧下50℃の
温度で2時間乾燥させた。デカントした液体塩溶液を更
に吸収させるために乾燥した触媒に添加した。塩溶液の
全てを吸収させた後、触媒を減圧炉において50℃の温
度で乾燥し、次いで400℃の温度で15時間焼成した
。粒状触媒生成物は12%のCu、0.1%のPdおよ
び5%のKOIIを含有した。
び3.0gの水酸化カリウムを55mの水に溶解した溶
液に42gのケイ酸マグネシウム粒体(8メツシユ)を
添加した。スラリーを室温で1時間かき混ぜて塩溶液が
粒体に吸収されるようにした。過剰の液体をデカントし
、触媒を減圧炉中80 mm l gの減圧下50℃の
温度で2時間乾燥させた。デカントした液体塩溶液を更
に吸収させるために乾燥した触媒に添加した。塩溶液の
全てを吸収させた後、触媒を減圧炉において50℃の温
度で乾燥し、次いで400℃の温度で15時間焼成した
。粒状触媒生成物は12%のCu、0.1%のPdおよ
び5%のKOIIを含有した。
外径2.54cm(tin)および内径2.36cm
(0,93in)のステンレス鋼管状反応器に、実施例
1の触媒を70m!充填して長さ17.8cm (7i
n)の床を設けた。触媒を窒素中の水素の濃度を約3z
から約10%H2に増大しながら用いて150℃〜30
0℃の温度で6時間に亘って還元した。水素混合物を、
発熱が少しになるまで断続的に導入し、しかる後水素濃
度を100%に増大した。T−ブチロラクトン供給物を
蒸発器に圧送し、この蒸発器から蒸気を水素流により反
応器に運んだ、水素対ブチロラクトン供給物(純度99
%)の割合は150:1であった。反応器を160℃の
温度、42.2kg/cm”ゲージ(600psig)
および0.05 (供給物のg/時間/触媒の容量)の
L)ISVで維持した。生成物蒸気を収集し凝縮した。
(0,93in)のステンレス鋼管状反応器に、実施例
1の触媒を70m!充填して長さ17.8cm (7i
n)の床を設けた。触媒を窒素中の水素の濃度を約3z
から約10%H2に増大しながら用いて150℃〜30
0℃の温度で6時間に亘って還元した。水素混合物を、
発熱が少しになるまで断続的に導入し、しかる後水素濃
度を100%に増大した。T−ブチロラクトン供給物を
蒸発器に圧送し、この蒸発器から蒸気を水素流により反
応器に運んだ、水素対ブチロラクトン供給物(純度99
%)の割合は150:1であった。反応器を160℃の
温度、42.2kg/cm”ゲージ(600psig)
および0.05 (供給物のg/時間/触媒の容量)の
L)ISVで維持した。生成物蒸気を収集し凝縮した。
ブタンジオールに対して95%の選択率を有する90%
のブチロラクトンの転化率が得られた。
のブチロラクトンの転化率が得られた。
災膳開ユ
硝酸パラジウムの量を0゜3gに増量し、水酸化カリウ
ムの量を1.2gに減量した以外は実施例1の操作を繰
返した。生成した触媒は12%の金属銅、0.5%の金
属パラジウムおよび2zのKOHを含有した 。
ムの量を1.2gに減量した以外は実施例1の操作を繰
返した。生成した触媒は12%の金属銅、0.5%の金
属パラジウムおよび2zのKOHを含有した 。
水素圧を63.3 kg/cm2(900psig)、
L)ISVを0.12に維持した以外はこの触媒を用い
て実施例2の操作を繰返した。ブタンジオールに対し9
9%の選択率を有する96.5%のブチロラクトンの転
化率を得た。
L)ISVを0.12に維持した以外はこの触媒を用い
て実施例2の操作を繰返した。ブタンジオールに対し9
9%の選択率を有する96.5%のブチロラクトンの転
化率を得た。
実施■工
硝酸パラジウムの量を0.45gに増量し、水酸化カリ
ウムの量を1.8gに減量した以外は実施例1の操作を
繰返した。生成した触媒は、12%の金属銅、0.3%
の金属パラジウムおよび3%のXOHを含有した。
ウムの量を1.8gに減量した以外は実施例1の操作を
繰返した。生成した触媒は、12%の金属銅、0.3%
の金属パラジウムおよび3%のXOHを含有した。
水素圧を63.3 kg/cm2ゲージ(900psi
g)に維持した以外はこの触媒を用いて実施例2の操作
を繰返した。ブタンジオールに対して99%の選択率を
有する95%のブチロラクトン転化率を得た。
g)に維持した以外はこの触媒を用いて実施例2の操作
を繰返した。ブタンジオールに対して99%の選択率を
有する95%のブチロラクトン転化率を得た。
裏立1
硝酸パラジウムの量を0.3 gに増量し、水酸化カリ
ウムの量を1.8gに減量した以外は実施例1の操作を
繰返した。生成した触媒生成物は、12%の金属銅、0
.2%の金属パラジウムおよび3%のKOHを含有した
。
ウムの量を1.8gに減量した以外は実施例1の操作を
繰返した。生成した触媒生成物は、12%の金属銅、0
.2%の金属パラジウムおよび3%のKOHを含有した
。
用いた水素化温度を180℃としLHSVを0.06と
した以外は、この触媒を用いて実施例2の操作を繰返し
た。ブタンジオールに対して96%の選択率を有する8
5χのブチロラクトン転化率を得た。
した以外は、この触媒を用いて実施例2の操作を繰返し
た。ブタンジオールに対して96%の選択率を有する8
5χのブチロラクトン転化率を得た。
実崖開旦
硝酸銅の量を28.7 gに増量し、硝酸パラジウムの
量を0.45gに増量し、水酸化カリウムの量を1.8
gに減量した以外は実施例1の操作を繰返した。生成し
た触媒は、15%の金属銅、0.3%の金属パラジウム
および3%のKOHを含有した。
量を0.45gに増量し、水酸化カリウムの量を1.8
gに減量した以外は実施例1の操作を繰返した。生成し
た触媒は、15%の金属銅、0.3%の金属パラジウム
および3%のKOHを含有した。
γ−カプロラクタムをブチロラクタムと交換し水素化温
度を180℃に維持した以外はこの触媒を用いて実施例
2の操作を繰返した。ヘキサンジオールに対して92%
の選択率を有する92%のγ−カプロラクタム転化率を
得た。
度を180℃に維持した以外はこの触媒を用いて実施例
2の操作を繰返した。ヘキサンジオールに対して92%
の選択率を有する92%のγ−カプロラクタム転化率を
得た。
実施■ユ
硝酸パラジウムの量を0.45 gに増量し水酸化カリ
ウムの量を1.2gに減量した以外は、実施例1の操作
を繰返した。生成した触媒は、12%の金属銅、0.3
%の金属パラジウムおよび2%のKO+(を含有した。
ウムの量を1.2gに減量した以外は、実施例1の操作
を繰返した。生成した触媒は、12%の金属銅、0.3
%の金属パラジウムおよび2%のKO+(を含有した。
蒸発器への液体供給物をブチロラクトンと1,4−ブタ
ンジオールとの1:1の混合物とし、水素圧を63.2
7 kg/cm2ゲージ(900psig)に維持し、
L II S Vを0.1とした以外は、この触媒を用
いて実施例2の操作を繰返した。ブタンジオールに対し
て97%の選択率を有する98%のブチロラクトン転化
率を得た。
ンジオールとの1:1の混合物とし、水素圧を63.2
7 kg/cm2ゲージ(900psig)に維持し、
L II S Vを0.1とした以外は、この触媒を用
いて実施例2の操作を繰返した。ブタンジオールに対し
て97%の選択率を有する98%のブチロラクトン転化
率を得た。
亥粛l殊l
ケイ酸マグネシウムの代わりにT−アルミナ支持体を用
い水酸化カリウムの代わりに水酸化ナトリウムを用いた
以外は、実施例1の操作を繰返した。触媒生成物は、1
2%の金属銅、0.1%の金属パラジウムおよび5%の
N a OHをγ−アルミナに1旦持して含有した。
い水酸化カリウムの代わりに水酸化ナトリウムを用いた
以外は、実施例1の操作を繰返した。触媒生成物は、1
2%の金属銅、0.1%の金属パラジウムおよび5%の
N a OHをγ−アルミナに1旦持して含有した。
この触媒を用いて実施例2の操作を繰返し、ブタンジオ
ールに対して90%の選択率を有する90%のブチロラ
クトンの転化率を得た。
ールに対して90%の選択率を有する90%のブチロラ
クトンの転化率を得た。
実施例1において、ケイ酸マグネシウムの代わりに他の
粒状支持体物質、例えばシリカアルミナ、シリカ等を用
いると、ブチロラクトンの転化率およびブタンジオール
に対する選択率は小さくなる。
粒状支持体物質、例えばシリカアルミナ、シリカ等を用
いると、ブチロラクトンの転化率およびブタンジオール
に対する選択率は小さくなる。
また、任意の他の上述のラクトンを、温度をラクトンの
露点以上に維持する水素化反応に用いてジオール生成物
に対して高選択率を有する少なくとも85%のラクトン
転化率を得ることができる。
露点以上に維持する水素化反応に用いてジオール生成物
に対して高選択率を有する少なくとも85%のラクトン
転化率を得ることができる。
実詣孤工
硝酸銅の量を28.7gに、硝酸パラジウムの量を0.
45gに増量した以外は実施例1の操作を繰返した。生
成した触媒は、15%の金属銅、0.3%の金属パラジ
ウムおよび5%のKOHを含有した。
45gに増量した以外は実施例1の操作を繰返した。生
成した触媒は、15%の金属銅、0.3%の金属パラジ
ウムおよび5%のKOHを含有した。
この触媒をブチロラクトンのブタンジオールへの液相で
の水素化に用いた。水素化反応は、ブチロラクトンを液
相に維持するために140℃の温度および84.36
kg/cm”ゲージ(1200ps ig)の水素圧下
100:1の水素対ブチロラクトン供給物モル比で行な
った。LH5Vを0.1に増大した以外は実施例2に記
載した管状反応器および触媒床の操作を繰返した。液体
ジオール生成物を冷却し収集した。ブタンジオールに対
して93%の選択率を有する99%のブチロラクトン転
化率を実現した。
の水素化に用いた。水素化反応は、ブチロラクトンを液
相に維持するために140℃の温度および84.36
kg/cm”ゲージ(1200ps ig)の水素圧下
100:1の水素対ブチロラクトン供給物モル比で行な
った。LH5Vを0.1に増大した以外は実施例2に記
載した管状反応器および触媒床の操作を繰返した。液体
ジオール生成物を冷却し収集した。ブタンジオールに対
して93%の選択率を有する99%のブチロラクトン転
化率を実現した。
実新I澹1
硝酸パラジウムの量を0.45gに増量し、ケイ酸マグ
ネシウム粒体の代わりに0.025 cm (1/16
in)の押出溝付ケイ酸マグネシウム支持体を用いた以
外は、実施例1の操作を繰返した。生成した触媒は、1
2%の金属銅、0.3%の金属パラジウムおよび5%の
KO)1を押出溝付形態の支持体に担持して含有した。
ネシウム粒体の代わりに0.025 cm (1/16
in)の押出溝付ケイ酸マグネシウム支持体を用いた以
外は、実施例1の操作を繰返した。生成した触媒は、1
2%の金属銅、0.3%の金属パラジウムおよび5%の
KO)1を押出溝付形態の支持体に担持して含有した。
上記押出溝付触媒を用いて実施例9に記載した如きブチ
ロラクトンの水素化反応を繰返し、ブタンジオール生成
物に対して94%の選択率を有する99%のブチロラク
トン転化率を達成した。
ロラクトンの水素化反応を繰返し、ブタンジオール生成
物に対して94%の選択率を有する99%のブチロラク
トン転化率を達成した。
上述の実施例は、本発明の特定例および好適例を説明す
るものであり、これら実施例で種々の変形が可能である
が、これらは本発明の範囲に含まれる。例えば、触媒の
金属成分の量を上述の範囲内で広く変化させ、(b)成
分に対して記載した対応する塩の形態の他の金属または
金属混合物を、上述の実施例で代わりに用いてエステル
のアルコールへの又はアルデヒドのアルコールへの等の
水素化が含まれる種々の反応用の匹敵する水素化触媒を
得ることができる。
るものであり、これら実施例で種々の変形が可能である
が、これらは本発明の範囲に含まれる。例えば、触媒の
金属成分の量を上述の範囲内で広く変化させ、(b)成
分に対して記載した対応する塩の形態の他の金属または
金属混合物を、上述の実施例で代わりに用いてエステル
のアルコールへの又はアルデヒドのアルコールへの等の
水素化が含まれる種々の反応用の匹敵する水素化触媒を
得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(a)約8〜約40重量%の金属銅、 (b)100以上の原子量を有し周期表の第VIIB及び
VIII族から選ばれた金属約0.05〜約5重量%、並び
に (c)約1.5〜約10重量%のアルカリ金属を適当な
担体に担持して成ることを特徴とする水素化触媒。 2、約10〜25重量%の(a)成分、約0.09〜約
1重量%の(b)成分並びにカリウム、ナトリウム、カ
ルシウム及びリチウムから成る群から選ばれたアルカリ
金属約2〜約6重量%を含有することを特徴とする請求
項1記載の水素化触媒。 3、担体が、全組成物の約50%〜約97%の量のケイ
酸マグネシウムであることを特徴とする請求項1記載の
水素化触媒。 4、(b)成分がパラジウムを含有することを特徴とす
る請求項1記載の水素化触媒。 5、(b)成分がパラジウムであることを特徴とする請
求項1記載の水素化触媒。 6、押出溝付形態を有することを特徴とする請求項1記
載の水素化触媒。 7、請求項1記載の触媒を製造するに当たり、硝酸銅水
溶液、(b)成分の金属の硝酸塩および吸収されるアル
カリ金属またはアルカリ土類金属を上記担体と混合して
上記硝酸塩およびアルカリ金属またはアルカリ土類金属
が請求項1記載の触媒を生成するのに必要とされる割合
で担体に担持されるまでスラリーを形成し、水を除去し
、回収した固体物質を約10〜約20時間約350℃〜
約475℃の温度に加熱して硝酸塩を酸化物に転化し、
上記酸化物を、温度が約150℃から約350℃に約5
時間〜約12時間で上昇する条件下水素濃度を約0.5
%〜約10%の不活性希釈剤中の初期濃度の水素から最
終濃度の100%水素に徐々に増大する水素で還元する
ことを特徴とする請求項1記載の触媒の製造方法。 8、触媒が押出溝付形態であることを特徴とする請求項
7記載の製造方法。 9、次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のnは3〜8の値を有する整数、Rは夫々の場合
水素原子または低級アルキル基を示す。)で表されるラ
クトンを上記ラクトンの露点以上の温度及び約7.0〜
約105.5kg/cm^2ゲージ(約100〜約15
00psig)の水素圧下アルカリ条件下で有効触媒量
の請求項1記載の触媒の存在下で水素と約50:1〜約
300:1のモル比で接触させて上記ラクトンを対応す
るジオールに転化することを特徴とする気相接触方法。 10、上記ラクトンがブチロラクトンであり、上記ジオ
ールがブタンジオールであることを特徴とする請求項9
記載の方法。 11、上記ラクトンがカプロラクトンであり、上記ジオ
ールがヘキサンジオールであることを特徴とする請求項
9記載の方法。 12、処理を固定床反応器においてラクトン供給物のg
数/時間/触媒の充填重量に基づく約0.05〜約0.
2の速度の連続方法で行うことを特徴とする請求項9記
載の方法。13、上記ラクトンがブチロラクトンであり
、触媒が、約10重量%〜約25重量%の金属銅、約2
〜約6重量%の吸収したアルカリ金属及び約0.1〜1
重量%のパラジウムを担持したケイ酸マグネシウム触媒
であり、反応を約28.1〜約70.3kg/cm^2
ゲージ(約400〜約1000psig)の水素圧下約
160℃〜約180℃の温度で行い、ジオールがブタン
ジオールであることを特徴とする請求項12記載の方法
。 14、反応体を、50重量%までのアルコール、エーテ
ル、ジオール生成物および水から成る群から選ばれた不
活性低沸点液体で希釈することを特徴とする請求項9記
載の方法。15、触媒を、上記ラクトンに対して約1重
量%〜約5重量%の量で反応領域に存在させることを特
徴とする請求項9記載の方法。 16、次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のnは3〜8の値を有する整数、Rは夫々の場合
水素原子又は低級アルキル基を示す。)で表されるラク
トンを上記ラクトンの露点以下の温度及び約35.2〜
約105.5kg/cm^2ゲージ(約500〜約15
00psig)の水素圧下アルカリ条件下で有効触媒量
の請求項1記載の触媒の存在下で水素と約50:1〜約
300:1のモル比で接触させて上記ラクトンを対応す
るジオールに転化することを特徴とする液相接触方法。 17、上記ラクトンがブチロラクトンであり、上記ジオ
ールがブタンジオールであることを特徴とする請求項1
6記載の方法。 18、上記ラクトンがカプロラクトンであり、上記ジオ
ールがヘキサンジオールであることを特徴とする請求項
16記載の方法。 19、液相の約0%〜約50%の不活性溶媒に溶解した
次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のnは3〜8の値を有する整数を示す。)で表さ
れるラクトンを、約130℃〜約160℃の温度および
約42.2〜約84.4kg/cm^2ゲージ(約60
0〜約1200psig)の水素圧下アルカリ条件下で
有効触媒量の請求項1記載の触媒の存在下で水素と約1
00:1〜約200:1のモル比で接触させて上記クラ
トンを対応するジオールに転化することを特徴とする接
触方法。 20、反応体を、50重量%までのアルコール、エーテ
ルおよびN−アルキルピロリドンから成る群から選ばれ
た不活性高沸点液体で希釈することを特徴とする請求項
19記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/126,065 US4797382A (en) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | Hydrogenation catalyst and process for preparing the catalyst |
US126065 | 1987-11-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01168346A true JPH01168346A (ja) | 1989-07-03 |
Family
ID=22422806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63296426A Pending JPH01168346A (ja) | 1987-11-27 | 1988-11-25 | 水素化触媒及びその製造方法並びに該触媒を使用する接触方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4797382A (ja) |
EP (1) | EP0318129B1 (ja) |
JP (1) | JPH01168346A (ja) |
AT (1) | ATE80810T1 (ja) |
DE (1) | DE3874863T2 (ja) |
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Families Citing this family (12)
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