JPH0130812B2 - - Google Patents

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JPH0130812B2
JPH0130812B2 JP59231295A JP23129584A JPH0130812B2 JP H0130812 B2 JPH0130812 B2 JP H0130812B2 JP 59231295 A JP59231295 A JP 59231295A JP 23129584 A JP23129584 A JP 23129584A JP H0130812 B2 JPH0130812 B2 JP H0130812B2
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nickel
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Soichi Uchama
Toshiaki Hayasaka
Yasuo Oohayashi
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SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/153Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the catalyst used
    • C07C29/156Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the catalyst used containing iron group metals, platinum group metals or compounds thereof
    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は含酸素有機化合物を製造する方法に関
し、詳しくは特定の触媒を用いることにより一酸
化炭素と水素からなる合成ガスよりアルコール、
特に炭素数2以上のアルコール等の含酸素有機化
合物を高い選択率で製造する方法に関する。 従来から、合成ガスを原料として含酸素有機化
合物を製造する方法として種々の方法が提案され
ており、例えばCu/Co/(Cr、Fe、V、
Mn)/希土類/(アルカリ金属またはアルカリ
土類金属)からなる触媒を用いる方法(特開昭55
−85530号公報)、Cu/Ti/(Cr、Mo、Mn、
Rh、Co、Pt、Fe)/(アルカリ金属またはアル
カリ土類金属)からなる合成触媒を用いる方法
(特開昭58−122045号公報)などが知られている。
しかし、前者の方法では触媒を調製する際に、ア
ルカリ金属やアルカリ土類金属を溶液含浸法で加
えるため、触媒全体がアルカリ性を帯び、その結
果得られる触媒の活性が充分なものとならないと
いう欠点がある。また、後者の方法は合金触媒を
用いるため、その調製に手間を要し、しかも生成
される含酸素有機化合物はメタノールやエタノー
ルに片寄つているという欠点がある。 そこで、本発明者らは上記従来技術の欠点を克
服し、活性が高く、また調製が容易な触媒を用い
てアルコール生成効率の良い方法を開発すべく鋭
意研究を重ね、先に触媒として(A)銅化合物、(B)ニ
ツケル化合物および(C)周期律表第、、族に
属する金属および周期律表第、、族の第4
周期に属する金属から選ばれた1種以上の金属の
化合物を混合して焼成し、次いで得られた生成物
に(D)アルカリ金属の化合物および/またはアルカ
リ土類金属の化合物を含浸させて焼成し、しかる
後にこれを還元してなる固体物質を用いる方法
(特開昭59−98024号公報)を提案した。しかし、
ニツケルを含む触媒系ではニツケルが飛散すると
いう欠点があつた。そこで、本発明者らはこのよ
うな欠点を解消すべく検討を重ねた結果、ニツケ
ルを特定の成分と組合せて用いることによりニツ
ケルの流出量を減少させることが出来、しかも生
成する含酸素化合物中におけるアルコール、特に
炭素数2以上のアルコールの生成量が多いことを
見い出し、この知見に基づいて本発明を完成し
た。 すなわち本発明は、合成ガスから含酸素有機化
合物を製造するにあたり、触媒として(A)銅化合
物、(B)ニツケル化合物および(C)亜鉛化合物を混合
して焼成し、次いで得られた生成物に(D)カリウム
化合物を混合し、しかる後にこれを還元してなる
固体物質を用いることを特徴とする含酸素有機化
合物を製造する方法を提供するものである。 本発明の方法に用いる触媒を調製するには、ま
ず(A)銅化合物、(B)ニツケル化合物と共に(C)亜鉛化
合物を混合して焼成する。この(A)銅化合物は銅を
含有するものであれば特に制限はなく各種のもの
が用いられるが、通常は水溶性を有する硝酸銅、
硫酸銅、塩化銅などが用いられる。また(B)ニツケ
ル化合物についてもニツケルを含有するものであ
れば各種のものが適用でき、例えば硝酸ニツケ
ル、硫酸ニツケル、塩化ニツケルなどの水溶性の
ものが好適に用いられる。一方、(C)亜鉛化合物と
しては、亜鉛を含有するものであれば各種のもの
が適用でき、なかでも硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化
亜鉛等の水溶性を有するものが好ましい。 これら(A)、(B)、(C)化合物を混合するには、これ
ら各化合物を水に加えて水溶液あるいは水性懸濁
液とし、室温あるいは加温しながら炭酸ナトリウ
ムや水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の共沈
剤を加えてPH調整して沈澱を生成せしめればよ
い。その後、沈澱物を必要に応じて熟成し、水洗
後さらに乾燥して200〜500℃の温度にて焼成す
る。 本発明に使用する触媒は上述の如く焼成して得
た生成物に、さらに(D)カリウム化合物を混合し、
しかる後にこれを還元することによつて得られ
る。この場合、カリウム化合物は乾式にて粉末状
で加えるのが好ましいが、水溶液の形態で上記生
成物に含浸せしめてもよい。カリウム化合物とし
ては具体的に炭酸カリウム、酢酸カリウム、水酸
化カリウムなどが好適なものとしてあげることが
できる。上述の生成物に(D)化合物を含浸せしめた
ときはさらに焼成することが好ましいが、この焼
成温度は100〜400℃の範囲で選定することが好ま
しい。ここで得られた触媒前駆体の組成は(A)、
(B)、(C)、(D)化合物の添加量により異なるが、好ま
しくは酸化物として(A)銅化合物0.05〜0.5(モル
比)、(B)ニツケル化合物0.01〜0.55(モル比)、(C)
亜鉛化合物0.1〜0.7(モル比)、(D)カリウム化合物
0.005〜0.16(モル比)の範囲とすべきである。 上記焼成物を還元するにあたつては、水素や一
酸化炭素などの還元剤を用いて200〜400℃の温度
で処理すればよい。このようにして得られた固体
物質は本発明の方法の触媒として有効に利用され
る。なお、別法として(A)、(B)、(C)、(D)化合物を同
時に混合して焼成することも可能であるが、この
ような処理では(D)カリウム化合物が充分に分散せ
ず、偏在する傾向が強いため、優れた触媒を得る
ことができない。 本発明の方法は、叙上の如く調製した固体物質
を触媒として用いることにより、合成ガス、すな
わち水素と一酸化炭素の混合ガスから含酸素有機
化合物を製造するものである。ここで原料として
用いる合成ガスの組成は特に制限はないが、一般
に水素/一酸化炭素のモル比として1/3〜3/1の範 囲のガスが好適である。 また、本発明の方法の他の条件は、各種状況に
応じて適宜選定すればよいが、反応温度は200〜
500℃、好ましくは240〜400℃であり、また反応
圧力は比較的低圧力でよく、一般に20〜200Kg/
cm2G、好ましくは40〜100Kg/cm2Gの範囲とし、
ガス空間速度(GHSV)は500〜100000hr-1、好
ましくは1000〜50000hr-1の範囲とすべきである。 本発明では上述の如く特定の成分からなる触媒
を用いることにより、反応時における触媒中のニ
ツケル成分の流出量が減少し、長時間有効に使用
できるとともに、アルコール類、特に炭素数2以
上のエタノール、プロパノール等のアルコール類
が高い選択率にて効率良く製造することができ
る。しかも、その際の反応圧力は比較的低圧で充
分であり、設備費、運転費等を大幅に節約するこ
とができる。その上、得られる含酸素有機化合物
中には、メタノールならびにそれより高級なアル
コールの割合が多いため、自動車ガソリンへのブ
レンド用アルコールあるいは様々な化学品の製造
原料などに好適である。したがつて、本発明の方
法は工業的価値の極めて高いものである。 次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明
する。 実施例 1 硝酸銅(3水塩)29.0g、硝酸ニツケル(6水
塩)17.4gおよび硝酸亜鉛(6水塩)35.7gを含
む水溶液1.5(水溶液)を60℃に加温した。
一方、炭酸ナトリウム(無水塩)40.6gを含む水
溶液1.5(水溶液)を別個に60℃に加温した。
次いで、これら2種類の溶液を素早く混合し、完
全に沈澱させた後、熟成を行なつた。その後、こ
れを過し、水洗を充分に行なつた。得られた沈
澱物を120℃で約10時間乾燥させ、次いで450℃で
2時間焼成した。焼成後、炭酸カリウム(無水
塩)粉末2.33gを加えて乾式にて粉砕し、混合
し、これにグラフアイト2重量%を添加した。次
いで、打錠成形機にてペレツトに打錠成形し、粉
砕して16〜32メツシユの粒子を得た。ここで得ら
れた触媒前駆体の組成は、Cu:Ni:Zn:K=
2:1:2:0.64(モル比)であつた。 続いて、この触媒前駆体をステンレス製反応管
(SUS製)に1ml充填し、還元ガスとして水素/
窒素=1/9(モル比)のガスをGHSV4000hr-1
で導入し、徐々に昇温して240℃にて20時間還元
処理し、触媒を調製した。 次に、この反応管内に原料として一酸化炭素/
水素=1/2(モル比)の合成ガスを
GHSV4000hr-1で流しながら徐々に昇圧し、60
Kg/cm2Gとし、第1表に示す所定温度に昇温して
転化反応を行なつた。 反応生成物は反応管出口で凝縮させることな
く、200℃に保持された管を通してガスクロマト
グラフイーに導入し、分析した。ガスクロマトグ
ラフイーのカラム充填剤は、活性炭、ポラパツク
Q(ウオーター社製)、ポラパツクR(ウオーター
社製)を用いた。 反応終了後に、反応管中の触媒のニツケル量を
測定し、反応前の新触媒中のニツケル量と比較
し、残存ニツケル量を原子吸光法により測定し
た。反応生成物の分析およびニツケル量の測定の
結果を第1表に示す。 比較例 1 実施例1において水溶液として硝酸銅(3水
塩)24.2g、硝酸ニツケル(6水塩)17.4gおよ
び硝酸クロム(9水塩)40.0gを含む水溶液1.5
を用い、水溶液として炭酸ナトリウム(無水
塩)45.4gを含む水溶液1.5を用いたこと以外
は実施例1と同様にして触媒前駆体を調製した。
得られた触媒前駆体の組成はCu:Ni:Cr:K=
2:1:2:0.64(モル比)であつた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
その触媒を用いて合成ガスの転化反応を行なつ
た。得られた生成物を分析し、さらに反応終了後
の触媒中のニツケル量を測定した。 結果を第1表に示す。 比較例 2 実施例1において水溶液として硝酸銅(3水
塩)24.2g、硝酸ニツケル(6水塩)17.4gおよ
び硝酸アルミニウム(9水塩)37.5gを含む水溶
液1.5を用い、水溶液として炭酸ナトリウム
(無水塩)45.1gを含む水溶液1.5を用いたこと
以外は実施例1と同様にして触媒前駆体を調製し
た。得られた触媒前駆体の組成はCu:Ni:Al:
K=2:1:1.6:0.64(モル比)であつた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
この触媒を用いて実施例1と同様にして合成ガス
の転化反応を行なつた。得られた生成物を分析
し、さらに反応終了後の触媒中のニツケル量を測
定した。 結果を第1表に示す。 比較例 3 実施例1において水溶液として硝酸銅(3水
塩)24.2g、硝酸ニツケル(6水塩)17.4gおよ
び硫酸チタン(30%水溶液)120gを含む水溶液
1.5を用い、水溶液として炭酸ナトリウム
(無水塩)64.0gを含む水溶液1.5を用いたこと
以外は実施例1と同様にして触媒前駆体を調製し
た。得られた触媒前駆体の組成はCu:Ni:Ti:
K=2:1:2:0.64(モル比)であつた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
この触媒を用いて実施例1と同様にして合成ガス
の転化反応を行なつた。得られた生成物を分析
し、さらに反応終了後の触媒中のニツケル量を測
定した。 結果を第1表に示す。 比較例 4 実施例1において水溶液として硝酸銅(3水
塩)24.2g、硝酸ニツケル(6水塩)17.4gおよ
び硝酸マグネシウム(6水塩)12.8gを含む水溶
液1.5を用い、水溶液として炭酸ナトリウム
(無水塩)25.2gを含む水溶液1.5を用いたこと
以外は実施例1と同様にして触媒前駆体を調製し
た。得られた触媒前駆体の組成はCu:Ni:Mg:
K=2:1:1:0.64(モル比)であつた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
この触媒を用いて実施例1と同様にして合成ガス
の転化反応を行ない、得られた生成物を分析し
た。さらに反応終了後の触媒中のニツケル量を測
定した。 結果を第1表に示す。 比較例 5 実施例1において得られた焼成物に炭酸カリウ
ムの代りに炭酸ナトリウム(無水塩)粉末2.04g
を加えたこと以外は実施例1と同様にして触媒前
駆体を調製した。この触媒前駆体の組成はCu:
Ni:Zn:Na=2:1:2:0.64(モル比)であ
つた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
この触媒を用いて実施例1と同様にして合成ガス
の転化反応を行ない、得られた生成物を分析し
た。さらに反応終了後の触媒中のニツケル量を測
定した。結果を第1表に示す。 比較例 6 実施例1において得られた焼成物に炭酸カリウ
ムの代りに炭酸セシウム粉末6.23gを加えたこと
以外は実施例1と同様にして触媒前駆体を調製し
た。この触媒前駆体の組成はCu:Ni:Zn:Cs=
2:1:2:0.64(モル比)であつた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
この触媒を用いて実施例1と同様にして合成ガス
の転化反応を行ない、得られた生成物を分析し
た。さらに反応終了後の触媒中のニツケル量を測
定した。結果を第1表に示す。 比較例 7 実施例1において得られた焼成物に炭酸カリウ
ムの代りに炭酸カルシウム粉末3.84gを加えたこ
と以外は実施例1と同様にして触媒前駆体を調製
した。この触媒前駆体の組成はCu:Ni:Zn:Ca
=2:1:2:0.64(モル比)であつた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
この触媒を用いて実施例1と同様にして合成ガス
の転化反応を行ない、得られた生成物を分析し
た。さらに反応終了後の触媒中のニツケル量を測
定した。結果を第1表に示す。 比較例 8 実施例1において得られた焼成物に炭酸カリウ
ムの代りに炭酸バリウム粉末7.58gを加えたこと
以外は実施例1と同様にして触媒前駆体を調製し
た。この触媒の組成はCu:Ni:Zn:Ba=2:
1:2:0.64(モル比)であつた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
この触媒を用いて実施例1と同様にして合成ガス
の転化反応を行ない、得られた生成物を分析し
た。さらに反応終了後の触媒中のニツケル量を測
定した。結果を第1表に示す。 比較例 9 実施例1において得られた焼成物にアルカリ金
属、アルカリ土類金属の化合物を加えなかつたこ
と以外は実施例1と同様にして触媒前駆体を調製
した。この触媒前駆体の組成はCu:Ni:Zn=
2:1:2(モル比)であつた。 続いて、実施例1と同様にして触媒を調製し、
この触媒を用いて実施例1と同様にして合成ガス
の転化反応を行ない、得られた生成物を分析し
た。さらに反応終了後の触媒中のニツケル量を測
定した。結果を第1表に示す。
【表】 〓 使用前
触媒中の銅基準ニツケル量〓

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 合成ガスから含酸素有機化合物を製造するに
    あたり、触媒として(A)銅化合物、(B)ニツケル化合
    物および(C)亜鉛化合物を混合して焼成し、次いで
    得られた生成物に(D)カリウム化合物を混合し、し
    かる後にこれを還元してなる固体物質を用いるこ
    とを特徴とする含酸素有機化合物を製造する方
    法。
JP59231295A 1984-11-05 1984-11-05 含酸素有機化合物を製造する方法 Granted JPS61109741A (ja)

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AU (1) AU564522B2 (ja)
CA (1) CA1243043A (ja)
DE (1) DE3575417D1 (ja)
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DK508085A (da) 1986-05-06
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