JPH02104536A - Production of cyclohexenes and hydrogenation catalyst therefor - Google Patents

Production of cyclohexenes and hydrogenation catalyst therefor

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JPH02104536A
JPH02104536A JP25683488A JP25683488A JPH02104536A JP H02104536 A JPH02104536 A JP H02104536A JP 25683488 A JP25683488 A JP 25683488A JP 25683488 A JP25683488 A JP 25683488A JP H02104536 A JPH02104536 A JP H02104536A
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JP
Japan
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ruthenium
catalyst
reaction
hydrotalcites
supported
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JP25683488A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Fukuhara
浩 福原
Fujinao Matsunaga
藤尚 松永
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
    • C07C5/10Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of aromatic six-membered rings
    • C07C5/11Partial hydrogenation

Abstract

PURPOSE:To obtain cyclohexenes by the partial hydrogenation of a monocyclic aromatic hydrocarbon with hydrogen in the presence of water using a catalyst produced by supporting a group IVB metal in combination with Ru on hydrotalcites. CONSTITUTION:Cyclohexenes are produced in high selectivity and yield by partially hydrogenating a monocyclic aromatic hydrocarbon (e.g., benzene, chlorobenzene, hydroxybenzene or toluene) at 100-200 deg.C under a hydrogen pressure of 10-100kgf/cm<2> in the presence of water using a catalyst produced by supporting a group IVB metal in combination with Ru on hydrotalcites. The catalyst can be produced by using a carrier consisting of a hydrotalcite of formula I (M<2+> is Mg<2+>, Mn<2+>, Fe<2+>, etc.; M<3+> is Al<3+>, Fe<3+>, etc.; A<n-> is OH<->, F<->, Co, etc.) or a compound of formula II forming a hydrotalcite structure by hydration, supporting Ru ion and a group IVB metal in arbitrary order on the carrier and reducing the product.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、単環芳香族炭化水素を部分水素化し、高選択
率、高収率で対応するシクロヘキセン類を製造する方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for partially hydrogenating monocyclic aromatic hydrocarbons to produce corresponding cyclohexanes with high selectivity and high yield.

シクロヘキセン類は有機化学工業薬品の中間原料として
その価値が高く、特にポリアミド原料、リジン原料等と
して重要である。
Cyclohexenes have high value as intermediate raw materials for organic chemical industrial chemicals, and are particularly important as raw materials for polyamides, lysine, etc.

〈従来の技術〉 シクロヘキセン類の製造方法としては、従来よりシクロ
ヘキサノール類の脱水反応、ハロゲン化シクロヘキサン
類の脱ハロゲン化水素反応、シクロへキシルアレン類の
クラッキング反応およびシクロヘキサン類の脱水素反応
または酸化脱水素反応など多くの方法が知られてぃる。
<Prior art> Conventional methods for producing cyclohexene include dehydration reaction of cyclohexanols, dehydrohalogenation reaction of halogenated cyclohexanes, cracking reaction of cyclohexylarenes, and dehydrogenation or oxidative dehydration of cyclohexanes. Many methods are known, including elementary reactions.

芳香族炭化水素化合物の部分水素化反応によるシクロヘ
キセン類の製造は、生成するシクロヘキセン類が、原料
の芳香族炭化水素化合物よりも通常は容易に反応するた
め、収率良くシクロヘキセン類を得ることが困難である
ことは周知である。
In the production of cyclohexene by partial hydrogenation reaction of aromatic hydrocarbon compounds, it is difficult to obtain cyclohexene in good yield because the generated cyclohexene usually reacts more easily than the raw material aromatic hydrocarbon compound. It is well known that

しかしながら、何れの方法も出発原料は芳香族炭化水素
化合物であることから、芳香族炭化水素化合物の部分水
素化反応により、シクロヘキセン類を収率よく得ること
が出来れば、反応工程は簡略化でき、工業的観点からも
好ましい。
However, since the starting material for either method is an aromatic hydrocarbon compound, the reaction process can be simplified if cyclohexanes can be obtained in good yield through the partial hydrogenation reaction of the aromatic hydrocarbon compound. It is also preferable from an industrial point of view.

かかる観点か−ら芳香族炭化水素化合物の部分水素化反
応によるシクロヘキセン類の製造方法が数多く提案され
ており、例えば、以下の方法を例示できる。
From this point of view, many methods for producing cyclohexene by partial hydrogenation reaction of aromatic hydrocarbon compounds have been proposed, and examples include the following methods.

(1)水およびアルカリ剤と周期律表■族元素を含有す
る触媒組成物を用いる方法(特公昭56−22850号
公報)。
(1) A method using a catalyst composition containing water, an alkaline agent, and an element of Group I of the periodic table (Japanese Patent Publication No. 56-22850).

(2)銅、銀、コバルトまたはカリウムを含有するルテ
ニウム触媒と、水およびリン酸塩化合物を使用する方法
(特公昭56−4536号公報)。
(2) A method using a ruthenium catalyst containing copper, silver, cobalt or potassium, water and a phosphate compound (Japanese Patent Publication No. 4536/1983).

(3)シリカまたはアルミナ等金属酸化物に、主にルテ
ニウムを担持させた触媒、水および硫酸コバルトの存在
下、部分水素化する方法(特開昭57−130926号
公報)。
(3) A method of partially hydrogenating a metal oxide such as silica or alumina in the presence of a catalyst mainly supporting ruthenium, water and cobalt sulfate (Japanese Unexamined Patent Publication No. 130926/1982).

(4)ニッケル、コバルト、クロム、チタンまたはジル
コニウムの酸化物に担持したルテニウム触媒を用い、ア
ルコールまたはエステルを添加物として用いる方法(特
公昭52−3933号公報)。
(4) A method using a ruthenium catalyst supported on oxides of nickel, cobalt, chromium, titanium or zirconium and using alcohol or ester as an additive (Japanese Patent Publication No. 3933/1983).

(5)ルテニウムグリコキシドおよびケイ酸エチルの混
合溶液を加水分解した後、400℃で水素還元して調製
したルテニウム−シリカ触□媒および水の存在下、部分
水素化する方法(特開昭59−155328号公報)。
(5) A method in which a mixed solution of ruthenium glycoxide and ethyl silicate is hydrolyzed and then partially hydrogenated in the presence of water and a ruthenium-silica catalyst prepared by hydrogen reduction at 400°C -155328).

(6)ルテニウム触媒を用い、酸化亜鉛および水酸化亜
鉛の少なくとも1種を反応系に活性化成分として添加し
て反応を行う方法(特開昭59−184138号公報)
(6) A method of carrying out a reaction using a ruthenium catalyst and adding at least one of zinc oxide and zinc hydroxide to the reaction system as an activating component (Japanese Unexamined Patent Publication No. 184138/1983)
.

(7)水溶性亜鉛化合物の共存下、予め亜鉛を含有した
ルテニウムを還元して調製した触媒を用いて部分水素化
する方法(特開昭62−45544号公報)。
(7) A method of partial hydrogenation using a catalyst prepared by reducing ruthenium containing zinc in the coexistence of a water-soluble zinc compound (Japanese Patent Application Laid-open No. 45544/1983).

(8)硫酸バリウムを担体とし、これにルテニウムを主
成分とする金属元素を担持した触媒を用いて部分水素化
を行うに当たって、二酸花ケイ素、二酸化チタンおよび
酸化アルミニウムの一種を共存させて反応を行う方法(
特開昭62−61935号公報)。
(8) When carrying out partial hydrogenation using a catalyst in which barium sulfate is used as a carrier and a metal element mainly composed of ruthenium is supported, a type of silicon diacid, titanium dioxide, and aluminum oxide are allowed to coexist in the reaction. How to do (
(Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-61935).

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、これら従来公知の方法では、目的とする
シクロヘキセン類の選択率を高めるため、原料の転化率
を低く抑える必要があったり、反応速度が極めて小さい
など、一般にシクロヘキセン類の収拳ならびに生産性が
低い。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in these conventionally known methods, in order to increase the selectivity of the target cyclohexene, it is necessary to keep the conversion rate of the raw material low, and the reaction rate is extremely low. The concentration and productivity of cyclohexene is low.

また多量の添加物を共存させるため、反応系が複雑にな
る、あるいは装置耐蝕性が問題になるなど、必ずしも、
実用的なシクロヘキセン類の製造方法となっていないの
が実情である。
In addition, coexistence of large amounts of additives may complicate the reaction system or cause problems with equipment corrosion resistance.
The reality is that there is no practical method for producing cyclohexene.

本発明の目的はこれら従来技術の欠点を改良し、工業的
に有利なシクロヘキセン類の製造方法およびその製造時
に用いる触媒を提供することにある。
The object of the present invention is to improve the drawbacks of these conventional techniques and to provide an industrially advantageous method for producing cyclohexanes and a catalyst for use in the production.

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、かかる問題点を解決すべく、単環芳香族
炭化水素類の部分水素化反応における□シクロヘキセン
類の選択率および収率を向上させる方法について鋭意検
討し、ハイドロタルサイト類、および/または水和によ
りハイドロタルサイト構造になる化合物に、ルテニウム
イオンを吸着させ、これを還元して調製してなる触媒が
好成績を与えることを見いだし先に提案した。 本発明
者らはさらなる触媒性能の向上を目指して検討を重ねた
結果、新たに見いだした触媒系がシクロヘキセン類の選
択率および収率を向上させることが分かり本発明に到達
した。
Means for Solving the Problems In order to solve the problems, the present inventors have proposed a method for improving the selectivity and yield of cyclohexenes in the partial hydrogenation reaction of monocyclic aromatic hydrocarbons. After extensive research, we discovered that a catalyst prepared by adsorbing ruthenium ions to hydrotalcites and/or compounds that form a hydrotalcite structure upon hydration and reducing the adsorbed ions would give good results, and we proposed this earlier. did. As a result of repeated studies aimed at further improving catalyst performance, the present inventors found that the newly discovered catalyst system improved the selectivity and yield of cyclohexenes, and arrived at the present invention.

即ち、本発明は、単環芳香族炭化水素を水の共存下、水
素により部分水素化してシクロヘキセン類を製造する方
法において、周期律表IV B族元素の中から選ばれた
少なくとも1 fi以上の金属をルテニウムとともにハ
イドロタルサイト類および/または水和によりハイドロ
タルサイト構造に成る化合物に複合担持して調製した触
媒を用いることを特徴とするシクロヘキセン類の製造方
法を提供する。
That is, the present invention provides a method for producing cyclohexanes by partially hydrogenating a monocyclic aromatic hydrocarbon with hydrogen in the presence of water, in which at least 1 fi or more selected from group IV B elements of the periodic table is used. Provided is a method for producing cyclohexenes, characterized in that a catalyst prepared by compositely supporting a metal together with ruthenium on hydrotalcites and/or a compound that forms a hydrotalcite structure upon hydration is used.

また、本発明は、周期律表IVB族元素の中から選ばれ
た少なくとも1種以上の金属をルテニウムとともにハイ
ドロタルサイト類および/または水和によりハイドロタ
ルサイト構造に成る化合物に複合担持してなることを特
徴とする水素化用触媒を提供する。
Further, the present invention provides a compound in which at least one metal selected from group IVB elements of the periodic table is supported together with ruthenium on hydrotalcites and/or a compound that forms a hydrotalcite structure upon hydration. Provided is a hydrogenation catalyst characterized by the following.

以下に本発明の構成を詳述する。The configuration of the present invention will be explained in detail below.

本発明の原料となる単環芳香族炭化水素は、ベンゼン類
、トルエン類、キシレン類、低級アルキルベンゼン類を
用いる。
Benzenes, toluenes, xylenes, and lower alkylbenzenes are used as monocyclic aromatic hydrocarbons to be used as raw materials in the present invention.

具体的には、ベンゼン、クロルベンゼン、とドロキシベ
ンゼン、メトキシベンゼン、トルエン、クロルトルエン
、クレゾール、キシレン、キシレノール、シクロヘキシ
ルベンゼン等が例示される。
Specific examples include benzene, chlorobenzene, droxybenzene, methoxybenzene, toluene, chlorotoluene, cresol, xylene, xylenol, and cyclohexylbenzene.

本発明の触媒は、単環芳香族炭化水素の部分水添反応を
行うために次のように調製され、この触媒を用いてシク
ロヘキセン類が製造される。
The catalyst of the present invention is prepared as follows to carry out a partial hydrogenation reaction of monocyclic aromatic hydrocarbons, and cyclohexene is produced using this catalyst.

すなわち、ハイドロタルサイト類にルテニウムイオンを
まず吸着担持させ、さらに周期律表IVB族元素、例え
ばチタン、ジルコニウム、あるいはハフニウム等の中か
ら選ばれた少なくとも1種以上の金属イオンを複合担持
させたのち、次いでこれを還元することにより部分水素
化触媒を調製する。 この時、先に周期律表IVB族元
素をハイドロタルサイト類に担持させ、さらにルテニウ
ムイオンを吸着担持させてもよく、担持させる順序は問
わない。
That is, ruthenium ions are first adsorbed and supported on hydrotalcites, and then at least one or more metal ions selected from the group IVB elements of the periodic table, such as titanium, zirconium, or hafnium, are supported in a composite manner. , and then reduce it to prepare a partial hydrogenation catalyst. At this time, the elements of group IVB of the periodic table may be supported on the hydrotalcites first, and then the ruthenium ions may be adsorbed and supported, and the order of supporting is not limited.

本発明において、触媒に用いる担体はハイドロタルサイ
ト類、または水和によりハイドロタルサイト構造に成る
化合物であれば特に限定されない。
In the present invention, the carrier used for the catalyst is not particularly limited as long as it is a hydrotalcite or a compound that forms a hydrotalcite structure upon hydration.

好ましくは、下記0式のハイドロタルサイト類、および
これらを焼成して得られる酸化物固溶体で水和によりハ
イドロタルサイト構造に成る■式に示される構造の化合
物である。
Preferred are hydrotalcites represented by the following formula 0, and compounds having a structure represented by the formula (2), which form a hydrotalcite structure by hydration with an oxide solid solution obtained by firing these.

・・・■ ここで、 M”:Mg2°、 Mn”、 Fe’°、 Co”、N
 i ”、Cu ”、Zn”などの2価金属、あるいは
これらの混合物 M”: A 1 ”、Fe”、Cr”、Co”、In”
などの3価金属、あるいはこれ らの混合物 An−二OH−、F−、Cビ、Br−1NO、−1co
、’−、SO4”−、 CHs COO−、シュウ酸イオン、サリチル酸イオン
などのn価のアニオン、あるいはこれらの混合物 Xは、O<x≦0.33 ■式、■式の化合物単独で用いてもよいし、混合物であ
ってもよい。
...■ Here, M": Mg2°, Mn", Fe'°, Co", N
Divalent metals such as i'', Cu'', Zn'', or mixtures thereof M'': A1'', Fe'', Cr'', Co'', In''
Trivalent metals such as An-2OH-, F-, Cbi, Br-1NO, -1co
, '-, SO4''-, CHs COO-, an n-valent anion such as oxalate ion, salicylate ion, or a mixture thereof or a mixture.

ハイドロタルサイト類に吸着または担持させるルテニウ
ムイオンは有価のルテニウム化合物であればいかなるも
のでもよい。 使用できるルテニウム化合物は、例えば
、塩化物、臭化物、硝酸塩、硫酸塩等の塩、アセチルア
セトナト錯塩、アンミン錯塩等の錯体等であるが、特に
3価もしくは4価のルテニウム化合物が入手し易く、ま
た、取り扱いも容易であるので好ましい。
The ruthenium ion to be adsorbed or supported on the hydrotalcites may be any valuable ruthenium compound. Ruthenium compounds that can be used include, for example, salts such as chlorides, bromides, nitrates, and sulfates, and complexes such as acetylacetonate complexes and ammine complexes, but trivalent or tetravalent ruthenium compounds are particularly easy to obtain. It is also preferred because it is easy to handle.

本発明において、ハイドロタルサイト類に吸着または担
持させるルテニウムイオンの量はハイドロタルサイト類
に対して0.01〜1゜重量%に調整される。 吸着量
が0.01重量%より少ないと、多量の触媒を調製しな
ければならず、経済的でない。 一方、必要量以上のル
テニウムを吸着させることも、経済的ではない。
In the present invention, the amount of ruthenium ions adsorbed or supported on the hydrotalcites is adjusted to 0.01 to 1% by weight based on the hydrotalcites. If the adsorption amount is less than 0.01% by weight, a large amount of catalyst must be prepared, which is not economical. On the other hand, it is also not economical to adsorb more ruthenium than the required amount.

本発明において、ルテニウムに組み合わせて複合担持す
る周期律表IVB族元素、例えばチ)ン、ジルコニウム
、あるいはハフニウム等は有価の当該化合物である。 
使用できる化合物の形としては水溶性の塩、例えば、塩
化物、臭化物、硝酸塩、硫酸塩、あるいはアセチルアセ
トナト錯塩、アンミン錯塩等の錯体が挙げられる。
In the present invention, the group IVB elements of the periodic table, such as chlorine, zirconium, or hafnium, which are compositely supported in combination with ruthenium, are valuable compounds.
Examples of the form of the compound that can be used include water-soluble salts such as chlorides, bromides, nitrates, sulfates, and complexes such as acetylacetonate complexes and ammine complexes.

チタン、ジルコニウム、あるいはハフニウム等の化合物
をルテニウムに組み合わせる場合、1種でも良いし、複
数の化合物を組み合わせても良い、 これら第2成分の
担持量としては、ルテニウムに対する原子比として0.
05〜10、好ましくは0.1〜5の範囲である。
When a compound such as titanium, zirconium, or hafnium is combined with ruthenium, it may be used alone or in combination of multiple compounds.
It ranges from 0.05 to 10, preferably from 0.1 to 5.

ハイドロタルサイト類に吸着担持させたルテニウムイオ
ンと周期律表IVB族元素、例えばチタン、ジルコニウ
ム、あるいはハフニウム等の中から選ばれた少なくとも
1種以上の金属イオンは還元処理することにより、金属
状態のルテニウムおよびチタン、ジルコニウム、あるい
はハフニウム等の中から選ばれた金属塩の金属に変換さ
れる。
The ruthenium ions adsorbed and supported on hydrotalcites and at least one metal ion selected from the group IVB elements of the periodic table, such as titanium, zirconium, or hafnium, are reduced to a metallic state. It is converted into a metal salt selected from ruthenium, titanium, zirconium, or hafnium.

この還元処理に先立って、必要に応じ加熱処理すること
もできる。 加熱処理に要する温度は300〜700℃
の範囲が好ましい。
Prior to this reduction treatment, heat treatment can be carried out if necessary. The temperature required for heat treatment is 300-700℃
A range of is preferred.

還元方法としては、一般的なルテニウムの還元方法を応
用することができる。 例えば、気相において水素で還
元する方法、液相において水素もしくは適当な化学還元
剤、例えば、NaBH4やホルマリン等を用いて還元す
ることができるが、水素により気相もしくは液相で還元
する方法が好ましい。
As the reduction method, a general ruthenium reduction method can be applied. For example, reduction with hydrogen in the gas phase or reduction with hydrogen or an appropriate chemical reducing agent such as NaBH4 or formalin in the liquid phase is possible; preferable.

本発明の方法においては、水の共存が必要である。 水
の量としては、反応形式によって異なるが、一般的には
用いる単環芳香族炭化水素ニ対して0.1〜50重量倍
共存させることができる。 ただし水の量は、反応条件
下において、原料および生成物を主成分とする有機相と
、水相が2液相を形成する量とすることが必要である。
The method of the present invention requires the coexistence of water. The amount of water varies depending on the reaction type, but generally it can be present in an amount of 0.1 to 50 times the weight of the monocyclic aromatic hydrocarbon used. However, the amount of water must be such that under the reaction conditions, an organic phase containing raw materials and products as main components and an aqueous phase form two liquid phases.

 反応条件下において均一相となるような掻く微量の水
の共存、あるいは著しく多量の水の共存は、水の効果を
減少させる。
The coexistence of a very small amount of water that forms a homogeneous phase under the reaction conditions, or the coexistence of a significantly large amount of water, reduces the effectiveness of water.

また、水の量が多すぎると、反応器を大きくする必要が
生じ、経済的でない。 したがって、実用的には0.5
〜10重量倍共存させることが望ましい。
Moreover, if the amount of water is too large, it becomes necessary to enlarge the reactor, which is not economical. Therefore, practically 0.5
It is desirable to coexist ~10 times by weight.

本発明の方法においては、必要に応じて水に変えて、ア
ルカリ水溶液を用いることができる。 アルカリ水溶液
中のpHは7以上であればよく、またアルカリの濃度と
しては、例えば、水酸化ナトリウム溶液で10%の濃度
まで使用できる。
In the method of the present invention, an alkaline aqueous solution can be used in place of water if necessary. The pH of the alkaline aqueous solution need only be 7 or more, and the alkali concentration can be, for example, up to 10% in sodium hydroxide solution.

本発明の方法における部分水素化反応は、通常、液相懸
濁法で連続的に、あるいは回分的に行われるが、固定床
方式で行うこともできる。
The partial hydrogenation reaction in the method of the present invention is usually carried out continuously or batchwise by a liquid phase suspension method, but it can also be carried out by a fixed bed method.

反応条件は、触媒調製に用いるハイドロタルサイト類の
種類や、吸着担持したルテニウムの量によって適宜選択
されるが、通常、水素圧は1〜200 k g f /
 c m ’ 、好ましくは10〜100kgf/cm
2の範囲である。 反 広温度は50〜250℃、好ま
しくはioo〜200℃の範囲である。 反応時間は目
的とするシクロヘキセン類の選択率、収率によって適宜
選択される。 通常数分ないし数時間である。
The reaction conditions are appropriately selected depending on the type of hydrotalcite used for catalyst preparation and the amount of adsorbed and supported ruthenium, but usually the hydrogen pressure is 1 to 200 kg f /
cm', preferably 10 to 100 kgf/cm
The range is 2. The incubation temperature is in the range of 50 to 250°C, preferably ioo to 200°C. The reaction time is appropriately selected depending on the selectivity and yield of the target cyclohexene. Usually a few minutes to a few hours.

本発明の触媒は、ハイドロタルサイト類および/または
水和によりハイドロタルサイト構造になる化合物に、周
期律表IVB族元素、例えばチタン、ジルコニウムある
いはハフニウム等の中から選ばれた少なくとも1種以上
の金属と、ルテニウムを複合担持させた触媒であり、ル
テニウムイオンとチタン、ジルコニウムあるいはハフニ
ウム等の中から選ばれた少なくとも1種以上の金属イン
オは担体への担持が高度に分散化され、チタン、ジルコ
ニウムあるいはハフニウム等の中から選ばれた少なくと
も1種以上の金属とルテニウムがハイドロタルサイト類
の結晶格子の中に入り込むため、ルテニウムとチタン、
ジルコニウムあるいはハフニウム等の中から選ばれた少
なくとも1211以上の金属とが強く相互作用を発揮し
、高い触媒性能を発現する。
The catalyst of the present invention contains at least one element selected from group IVB elements of the periodic table, such as titanium, zirconium, or hafnium, in hydrotalcites and/or compounds that form a hydrotalcite structure upon hydration. It is a catalyst in which a metal and ruthenium are supported in a composite manner, and the ruthenium ion and at least one metal ion selected from titanium, zirconium, hafnium, etc. are highly dispersed on the carrier, and the support on the support is highly dispersed. Or, since ruthenium and at least one metal selected from hafnium etc. enter into the crystal lattice of hydrotalcites, ruthenium and titanium,
It exhibits strong interaction with at least 1211 or more metals selected from zirconium, hafnium, etc., and exhibits high catalytic performance.

従って、この触媒を用いて、単環芳香族炭化水素類の部
分水素化反応を行えば、従来にない高い選択率、収率で
シクロヘキセン類を得ることができる。
Therefore, if a partial hydrogenation reaction of monocyclic aromatic hydrocarbons is carried out using this catalyst, cyclohexene can be obtained with unprecedentedly high selectivity and yield.

〈実施例〉 以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明は、これら実施例によって何ら限定されるも
のではない。
<Examples> The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

(実施例1)8 攪拌機、還流冷却器、および固体粉末投入口を備えた3
00mj2のセパラブルフラスコにRuC15・XH2
0(Ru含量c a、45%)0.50gおよびイオン
交換水200mJlを仕込んだ。 室温下、窒素気流中
フラスコ内容物を攪拌しながら、亜鉛およびアルミニウ
ムとから構成されるハイドロタルサイト(組成ZnO5
7,8%、Al2O310,6%、CO25,0%)5
.0gを一気に投入した。 室温下に、4時間攪拌を行
った。 さらに80℃に温度を上げて4時間攪拌を続け
た。
(Example 1) 8 3 units equipped with a stirrer, reflux condenser, and solid powder inlet
RuC15/XH2 in a 00mj2 separable flask
0.50 g (Ru content ca, 45%) and 200 mJl of ion-exchanged water were charged. While stirring the contents of the flask in a nitrogen stream at room temperature, hydrotalcite (composition ZnO5
7.8%, Al2O3 10.6%, CO2 5.0%)5
.. 0g was added all at once. Stirring was performed for 4 hours at room temperature. The temperature was further raised to 80°C and stirring was continued for 4 hours.

ルテニウムのハイドロタルサイトへの吸着が完了すると
、水に溶解した三塩化ルテニウムの茶褐色の色が完全に
無くなり、ルテニウムが吸着されたことが確認された。
When the adsorption of ruthenium onto hydrotalcite was completed, the brown color of ruthenium trichloride dissolved in water completely disappeared, confirming that ruthenium had been adsorbed.

 ルテニウムの吸着したハイドロタルサイトは遠心沈降
機を用いて固液分離した。 得られた固形物を窒素気流
下に風乾して、ルテニウムを吸着担持したハイドロタル
サイト触媒の前駆体5.48を得た。
Hydrotalcite with ruthenium adsorbed was separated into solid and liquid using a centrifugal sedimentator. The obtained solid was air-dried under a nitrogen stream to obtain a hydrotalcite catalyst precursor 5.48 in which ruthenium was adsorbed and supported.

該前前駆体1.0gを採りイオン交換水50mJZに分
散させた。 該分散液を攪拌しながら、この中に20%
のTiC1,水溶液0.128gをイオン交換水50m
jZに溶解した溶液を室温下に添加した。 室温下で4
時間攪拌を行い、さらに80℃に温度を上げて4時間攪
拌を続けた。 ルテニウムとチタンを複合担持したハイ
ドロタルサイトは再び遠心沈降機を用いて固液分離し、
さらに得られた固形物を窒素気流下に風乾した。
1.0 g of the precursor was taken and dispersed in 50 mJZ of ion-exchanged water. While stirring the dispersion, add 20%
of TiC1, 0.128 g of aqueous solution in 50 m of ion-exchanged water
A solution dissolved in jZ was added at room temperature. 4 at room temperature
The mixture was stirred for an hour, then the temperature was further raised to 80° C., and stirring was continued for 4 hours. The hydrotalcite carrying a composite of ruthenium and titanium is again separated into solid and liquid using a centrifugal sedimentation machine.
Furthermore, the obtained solid was air-dried under a nitrogen stream.

かくして、ルテニウム4.3%、チタン0.8%をハイ
ドロタルサイトに担持した触媒の前駆体1.1gが調製
できた。
In this way, 1.1 g of a catalyst precursor in which 4.3% of ruthenium and 0.8% of titanium were supported on hydrotalcite was prepared.

この前駆体0.5gを採り150℃、常圧の条件下に水
素を30mJ!/分で7時間流して気相還元処理を行っ
て、部分水素化反応の触媒に仕上げた。
Take 0.5g of this precursor and add 30mJ of hydrogen at 150℃ and normal pressure! /min for 7 hours to carry out gas phase reduction treatment and complete the catalyst for partial hydrogenation reaction.

得られた触媒0.5gを1%−NaOH水溶液160g
およびベンゼン40gとともに内容Ji 500 m 
ftのチタン製のオートクレーブに仕込み、窒素でガス
置換した後、昇温を開始した。 オートクレーブの内湯
が150℃に達したところで、水素を35 k g f
 / c m 2まで圧入した。 水素化反応の進行に
ともない、圧力が低下するので随時水素を補給して35
kgf/cm”の圧力を保つようにした。
0.5 g of the obtained catalyst was added to 160 g of a 1% NaOH aqueous solution.
and contents Ji 500 m along with 40 g of benzene
After charging the autoclave into a ft titanium autoclave and replacing the gas with nitrogen, the temperature was started to rise. When the inner water of the autoclave reached 150°C, hydrogen was added to 35 kg f.
/cm2. As the hydrogenation reaction progresses, the pressure decreases, so replenish hydrogen from time to time.
The pressure was maintained at "kgf/cm".

50分間反応を行ったところで、反応混合物の一部を抜
きだし、油相と水相を分離し、油相をガスクロマトグラ
フィーにて分析した結果、ベンゼン転化率21.0%、
シクロヘキセン収率16.6%(選択率79.0%)の
反応成績であった。
After 50 minutes of reaction, a portion of the reaction mixture was extracted, the oil phase and the water phase were separated, and the oil phase was analyzed by gas chromatography. As a result, the benzene conversion rate was 21.0%.
The reaction result was a cyclohexene yield of 16.6% (selectivity 79.0%).

更に反応を続け、反応時間が90分経過したところで反
応を停止した。 オートクレーブを冷却して、内容物を
取り出した。 油相と水相を分離し、油相をガスクロマ
トグラフィーにて分析した結果、ベンゼン転化率44.
2%、シクロヘキセン収率2962%(選択率66.0
%)の反応成績であった。
The reaction was further continued, and the reaction was stopped when 90 minutes had elapsed. The autoclave was cooled and the contents removed. The oil phase and the aqueous phase were separated, and the oil phase was analyzed by gas chromatography. As a result, the benzene conversion rate was 44.
2%, cyclohexene yield 2962% (selectivity 66.0
%) reaction results.

(比較例1) 実施例1において得られる触媒前前駆体(ハイドロタル
サイトにルテニウムのみを担持した段階のもの)0.5
gを実施例1と同様に水素により気相還元処理した後、
ベンゼンの部分水添反応を行った。 反応時間60分時
の途中サンプル、および140分経過反応を停止させた
ときの反応混合物を分析した結果、下記の反応成績が得
られた。
(Comparative Example 1) Catalyst precursor obtained in Example 1 (at a stage in which only ruthenium was supported on hydrotalcite) 0.5
After subjecting g to gas phase reduction treatment with hydrogen in the same manner as in Example 1,
A partial hydrogenation reaction of benzene was carried out. As a result of analyzing a sample during the reaction time of 60 minutes and a reaction mixture when the reaction was stopped after 140 minutes, the following reaction results were obtained.

反応 ベンゼン シクロヘキセン (選択率)時間 転
化率  収 率 140  40.9   24.7      (60
,3)(実施例2) 実施例1で得た前前駆体1.0gに実施例1と同様の操
作でジルコニウムを担持した。
Reaction Benzene Cyclohexene (Selectivity) Time Conversion rate Yield 140 40.9 24.7 (60
, 3) (Example 2) Zirconium was supported on 1.0 g of the precursor obtained in Example 1 in the same manner as in Example 1.

触媒前駆体へのルテニウムとジルコニウムの担持量はそ
れぞれ4゜3%、0.8%である。
The amounts of ruthenium and zirconium supported on the catalyst precursor were 4.3% and 0.8%, respectively.

得られた触媒前駆体0.5gを用いて、実施例1と同様
な気相還元前処理、ベンゼン部分水添反応を行った結果
、下記の反応成績が得られた。
Using 0.5 g of the obtained catalyst precursor, the same gas phase reduction pretreatment and benzene partial hydrogenation reaction as in Example 1 were performed, and the following reaction results were obtained.

反応 ベンゼン シクロヘキセン (選択率)時間 転
化率  収 率 (実施例3) 実施例1で得た触媒前前駆体1.Ogに実施例1と同様
の操作でハフニウムを担持した。
Reaction Benzene Cyclohexene (Selectivity) Time Conversion rate Yield (Example 3) Catalyst precursor obtained in Example 1 1. Hafnium was supported on Og in the same manner as in Example 1.

触fi前駆体へのルテニウムとジルコニウムの担持量は
それぞれ4.3%、0.8%である。
The amounts of ruthenium and zirconium supported on the catalytic precursor are 4.3% and 0.8%, respectively.

得られた触媒前駆体0.5gを用いて、実施例1と同様
な気相還元前処理、ベンゼン部分水添反応を行った結果
、下記の反応成績が得られた。
Using 0.5 g of the obtained catalyst precursor, the same gas phase reduction pretreatment and benzene partial hydrogenation reaction as in Example 1 were performed, and the following reaction results were obtained.

反応 ベンゼン シクロヘキセン (選択率)時間 転
化率  収 率 (実施例4) 実施例1において、チタンの担持量を1.6%に変えた
ほかは、実施例1と同様に行った。
Reaction Benzene Cyclohexene (Selectivity) Time Conversion Rate Yield (Example 4) The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of titanium supported was changed to 1.6%.

下記の反応成績が得られた。The following reaction results were obtained.

反応 ベンゼン シクロヘキセン (選択率)時間 転
化率  収 率 (実施例5) 実施例1において、チタンの担持量を2.4%に変えた
ほかは、実施例1と同様に行った。
Reaction Benzene Cyclohexene (Selectivity) Time Conversion Rate Yield (Example 5) The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of titanium supported was changed to 2.4%.

下記の反応成績が得られた。The following reaction results were obtained.

反応 ベンゼン シクロヘキセン (選択率)時間 転
化率  収 率 実施例1〜実施例3および比較例1の実験データにつき
、ベンゼン転化率とシクロヘキセン選択率の関係を第1
図に示した。
Reaction Benzene Cyclohexene (Selectivity) Time Conversion rate Yield Regarding the experimental data of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the relationship between benzene conversion rate and cyclohexene selectivity was
Shown in the figure.

第1図から、ルテニウムと周期律表■B族元素のチタン
、ジルコニウム、ハフニウム等から選ばれた金属をハイ
ドロタルサイトに複合担持した触媒系がルテニウムのみ
を担持した触媒系より優れていることが例証される。 
なお、図中Ru / HT等の表示はハイドロタルサイ
ト担体にルテニウム等を担持した触媒であることを表す
From Figure 1, it can be seen that a catalyst system in which ruthenium and a metal selected from group B elements of the periodic table such as titanium, zirconium, and hafnium are supported on hydrotalcite is superior to a catalyst system in which only ruthenium is supported. Illustrated.
Note that in the figure, the expressions such as Ru/HT represent catalysts in which ruthenium or the like is supported on a hydrotalcite carrier.

〈発明の効果〉 本発明の製造方法は、周期律表IVB族元素から選ばれ
た少なくとも1種以上の金属をルテニウムとともにハイ
ドロタルサイト類等に複合担持した触媒を用いるので、
単環芳香族炭化水素類が高転化率で部分水素化され、高
い選択率、収率でシクロヘキセン類を得ることができる
<Effects of the Invention> The production method of the present invention uses a catalyst in which at least one metal selected from group IVB elements of the periodic table is supported in combination with ruthenium on hydrotalcites, etc.
Monocyclic aromatic hydrocarbons are partially hydrogenated with high conversion, and cyclohexene can be obtained with high selectivity and yield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、ベンゼン転化率とシクロヘキセン選択率の関
係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between benzene conversion rate and cyclohexene selectivity.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)単環芳香族炭化水素を水の共存下、水素により部
分水素化してシクロヘキセン類を製造する方法において
、周期律表IVB族元素の中から選ばれた少なくとも1種
以上の金属をルテニウムとともにハイドロタルサイト類
および/または水和によりハイドロタルサイト構造に成
る化合物に複合担持して調製した触媒を用いることを特
徴とするシクロヘキセン類の製造方法。
(1) In a method for producing cyclohexanes by partially hydrogenating monocyclic aromatic hydrocarbons with hydrogen in the presence of water, at least one metal selected from group IVB elements of the periodic table is added together with ruthenium. A method for producing cyclohexanes, which comprises using a catalyst prepared by compositely supporting hydrotalcites and/or a compound that forms a hydrotalcite structure upon hydration.
(2)周期律表IVB族元素の中から選ばれた少なくとも
1種以上の金属をルテニウムとともにハイドロタルサイ
ト類および/または水和によりハイドロタルサイト構造
に成る化合物に複合担持してなることを特徴とする水素
化用触媒。
(2) At least one metal selected from group IVB elements of the periodic table is supported in combination with ruthenium on hydrotalcites and/or a compound that forms a hydrotalcite structure upon hydration. Hydrogenation catalyst for
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