JPH0214101B2 - - Google Patents

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JPH0214101B2
JPH0214101B2 JP57004768A JP476882A JPH0214101B2 JP H0214101 B2 JPH0214101 B2 JP H0214101B2 JP 57004768 A JP57004768 A JP 57004768A JP 476882 A JP476882 A JP 476882A JP H0214101 B2 JPH0214101 B2 JP H0214101B2
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JP
Japan
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catalyst
copper
catalyst according
magnesium oxide
aluminum oxide
Prior art date
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JP57004768A
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English (en)
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JPS57136943A (en
Inventor
Deebiizu Fuiniasu
Robaato Jeningusu Jeemuzu
Uorusutenhorumu Jatsuku
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.)
Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS57136943A publication Critical patent/JPS57136943A/ja
Publication of JPH0214101B2 publication Critical patent/JPH0214101B2/ja
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    • 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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  • 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】
本発明は触媒、触媒担体、その製造、およびエ
チレンのオキシ塩素化におけるその触媒の使用に
関する。 英国特許第1345653号明細書には、特定表面積
の活性アルミナ上に担体されたそれぞれ塩化物の
形の銅およびマグネシウムからなる触媒が記載さ
れているが、それにはアルカリ金属化合物は含ま
れておらず、アルカリ金属化合物は触媒の活性を
低減する性向を有するとされている。 我々の英国特許第1439171号明細書には、マグ
ネシウム、アルミニウムおよび銅のそれぞれの酸
化物の緊密混合物を触媒として用いるオキシ塩素
化法が記載されている。我々の英国特許第
1439172号明細書にはそのような触媒を製造する
方法であつて、酸化アルミニウムの前駆体を、酸
化マグネシウムの前駆体の存在下に〓焼すること
により酸化アルミニウムを生成させる製法が記載
されている。所望の緊密混合物は、マグネシウ
ム、アルミニウムおよび銅のそれぞれの水酸化物
を共沈させ、次いでそのようにして得られる水酸
化物の混合物を〓焼することにより製造できる。
記載されている別法は、最初にマグネシウムとア
ルミニウムのそれぞれの酸化物の緊密混合物を作
り、次いでその酸化物格子中に、硝酸銅の水溶液
を用いてイオン交換により銅を導入することであ
る。 本発明によれば、エチレンのオキシ塩素化によ
る1,2―ジクロルエタン製造用の、銅化合物、
酸化マグネシウムおよび酸化アルミニウムよりな
る触媒であつて、その銅化合物が酸化マグネシウ
ムおよび酸化アルミニウムよりなる担体上に存在
し、酸化マグネシウムの少なくとも一部と酸化ア
ルミニウムの少なくとも一部とが担体中に相互に
化学結合した形で存在し、かつ銅化合物が担体の
酸化マグネシウムおよび酸化アルミニウムと化学
結合がしていないことを特徴とする上記オキシ塩
素化触媒が提供される。 この触媒組成物の銅化合物含量は、300℃で揮
発しない触媒成分の合計重量基準でCuとして計
算して少なくとも1wt%(例えば1〜15wt%、特
に4〜12wt%)であるのが好ましい。銅化合物
は、明瞭に区別されうる相として存在する。 銅化合物を含む相は、一種またはそれ以上のア
ルカリ金属(特にカリウム)の一種またはそれ以
上の化合物をも含むのが好ましい。カリウム金属
塩化物が存在するときには、殊に、銅の少なくと
も一部は式K Cu Cl3またはK2 Cu Cl4で表わさ
れる化合物におけるように、アニオンの形で存在
してよい。 アルカリ金属のイオンの数は、銅100個当り100
個以下であるのが好ましい。アルカリ金属のイオ
ン数は銅100個当り50個以下、例えば2〜50個、
殊に5〜35個であるのが特に好ましい。 銅含有相にはその他の金属の化合物も存在して
よく、例えば特に稀土類金属類であり、その濃度
はCe3Cl等量として計算して、触媒の0.1〜2.0wt
%に当るのが適当である。 酸化マグネシウムを酸化アルミニウムとの割合
は、Al2O31モル当り0.2〜2.5モルのMgOであるの
が好ましい。一般に適当な割合の範囲は、
Al2O31モル当り0.2〜1.6モル、特に0.3〜1.1モル
のMgOであるが、上記範囲内でAl2O31モル当り
2.5モルまでのMgOの比較的高いMgOの割合は、
殊にオキシ塩素化反応の条件が比較的低い活性の
触媒を許容しうる、または好むようなものである
ときに、使用できる(例えば比較的高温で実施す
る場合)。 好ましい触媒において、表面積は少なくとも50
m2/gであり、好ましくは少なくとも70m2/gか
ら200m2/gまで、特に80〜160m2/gの範囲であ
る(これらの値は、米国ジヨージア州ノークロス
のマイクロメリテツクス・インストル―メント・
コーポレーシヨン製のモデル2200ハイ・スピー
ド・サーフエス・エリア・アナライザーを用いて
圧力760mm、温度77.35゜Kにおける窒素の吸着によ
り測定される値である)。 触媒は、流動化可能な粒子の形態であつてよ
く、適当には10〜300ミクロンの範囲の直径で、
かつ適当な直径分布を有するようにする。 あるいは、触媒は固定床で使用するのに適した
形態であつてよく、例えば2〜20mmの範囲内の寸
法を有する円筒体、リング、球体または球近似体
であつてよい。 触媒の気孔容積は0.2〜1.0cm3/gの範囲である
のが好ましい。 触媒床は、本発明によるものではあるが異なる
組成の二種またはそれ以上の触媒からなつてよ
い。別法として、あるいは追加的に、本発明の一
種またはその以上の触媒は、耐火性物質の非触媒
粒子と混合されてもよい。このようにすることに
より、制御された均一触媒活性の触媒床、または
制御された段階的触媒活性の触媒床を、構成する
ことができる。 マグネシウム/アルミナ担体の表面積は、好ま
しくは120〜250m2/g、殊に150m2/g以上例え
ば160〜200m2/gである。またその気孔容積は
0.5〜1.5ml/gであるのが好ましい。従つて、オ
キシ塩素化触媒の表面積および気孔容積(前述)
は、その触媒を製造するための担体(マグネシ
ア/アルミナ)のものよりも小さい値である。 酸化マグネシウムおよび酸化アルミニウムから
なる担体(その酸化マグネシウムの少なくとも一
部は結合された形で存在する)は、一般的な方法
によつて製造できる。好ましい製造法は、水溶性
塩類の水溶液からの共沈操作を含み、次いで乾燥
および〓焼によつて、酸化マグネシウムおよび酸
化アルミニウムを結合(化学的)せしめる工程が
行われる。従つて、例えば、硝酸塩のような水溶
性マグネシウム塩をアルカリ金属アルミン酸塩と
反応させることができ、これらの反応剤は要求さ
れるマグネシア:アルミナ比に適切なそれぞれ酸
またはアルカリの過剰を含んでいる。 〓焼は担体材料の成形後に行うのが好ましく、
所要の表面積を与える400〜900℃、典型的には
650℃以上、特に700〜800℃の温度で行うのが好
ましい。これらの範囲内において、一般に温度が
高ければ高い程、MgO/Al2O3比が大きくなる。 銅化合物(および場合によつてはアルカリ金属
化合物および/または稀土類化合物)による担体
の含浸は、担体材料の〓焼後に実施する。 含浸は、担体を飽和させるに足りない量の銅化
物溶液と担体とを接触させることにより実施する
のが好ましい。銅化合物の適用後にその担体を乾
燥する。この乾燥は適当には200℃以下であり、
300℃以上に加熱しないのが好ましい。 本発明の触媒は、業界で確立されている技法お
よび一般反応条件を用いてのエチレンのオキシ塩
素化による1,2―ジクロルエタンの製造におい
て使用できる。従つて、エチレンを、昇温、例え
ば200〜350℃、特に200〜300℃の温度において、
本触媒の存在下に、塩化水素および分子状酸素と
接触させることができる。分子状酸素は、酸素そ
のものとして、または酸素含有気体、例えば空気
の状態で導入しうる。圧力は適当には1〜20絶体
パールである。 実施例 1 9.9g/のMgOを含む硝酸マグネシウムの溶
液を、55%w/w硝酸中に軽質酸化マグネシウム
を溶解することにより作つた。硝酸はMgO1モル
当り4分子のHNO3の割合で用いて、後で用いら
れるアルミナ酸ナトリウムと反対するに充分な過
剰となるようにした。47.6g/のAl2O3を含む
アルミン酸ナトリウム溶液を、水に市販の安定化
アルミン酸ナトリウム(実験式=1.1Na2O・
Al2O3;安定剤=ソルビトール)を溶解すること
により作つた。各々の溶液を50℃に調節し、小型
混合容器を介して同流量でポンプ輸送し、エイジ
ングタンクに入れた。混合されたばかりの混合溶
液のPHは50℃で9.5であつた。30分間の混合後に
エイジングタンク中に蓄積したスラリーをロータ
リーフイルターで捕集した。二回固体ケーキをフ
イルターからかき取り、硝酸マグネシウム六水和
物の1%溶液中に再スラリー化し、そしてそのフ
イルターで捕集した。そのフイルターケーキのサ
ンプルのナトリウム分を分析したところ、例えば
無損失基準で0.3%w/wのNa2O等量を含んでい
た。このフイルターケーキを水に7.0%w/w固
形分で再スラリー化した。このスラリーをノズル
での噴霧化(出口温度150℃)により噴霧乾燥し
て、20〜200ミクロン(メジアン50〜70ミクロン)
の粒度の微粉末を得た。この噴霧乾燥粉末を730
℃で〓焼した。 表1に上記の方法で製造したいくつかのマグネ
シア・アルミナ材料の顕微鏡的性質を示す。存在
するMgO,Al2O3およびNa2Oの割合は下記の表
2から求められる。
【表】
【表】 触媒の調製 上記の〓焼粒子の四材料の各々の5.5Kgを、塩
化銅二水和物と塩化カリウムとを含む70℃の溶液
と、ミキサー中でかき混ぜて、噴霧した。その溶
液からアルミナおよびマグネシアが水を吸収する
につれて熱が発生し、塩化第二銅および/または
塩化第二銅カリウムの沈澱が生じた。この生成物
を130℃で乾燥して、少数のゆるい凝集体を含む
カーキ色/褐色粉末を得た。これを気密容器中へ
移した。 上記の担体A―Dのそれぞれから作つた触媒A
―Dのそれぞれ作つた触媒A―Dの性質を表2に
示す。表2にはアルミナに担持した塩化銅および
塩化カリウムよりなる比較触媒Eの性質も参考の
ために併記してある。触媒A―Dについては、%
w/w組成の数値は製造したままの状態の触媒に
ついてのものであり、残部は主に水和水である。 触媒の試験 各触媒の3.5Kgの試料を、エアジヤケツトでの
外部冷却式の直径50mm、高さ3mの半実用型反応
器中で試験した。供給ガスは、HCl,エチレン
(5%過剰)および空気(20%酸素過剰)からな
り、全圧が6.6絶対バールであつた。供給量は、
約3500/時に維持し、約15秒の接触時間を与え
た。結果(オキシ塩素化性能)は表2に示され、
第1図に図示されている。
【表】 各実験において、触媒からの塩化銅の損失、お
よび反応器からの触媒の損失はいずれも低くて測
定できない程であつた。反応温度と有機物への
HClの転化率との関係を第1図に示す。本発明の
触媒はすぐれた転化率を与える。さらには(カリ
ウム含有触媒B―Dで特に)、転化率は、比較的
広い範囲の温度にわたつてその最大値または最大
値至近値である。このことは、余り精密な温度制
御を必要としないことから、大規摸操作における
利点であり、また類似の固定床法を実用化する助
けとなる。 実施例 2 高マグネシア含有の効果、および稀土類(RE)
塩化物の存在の効果 実施例1に記載の方法によつて、5種の触媒F
〜Jを作り、標記の効果について試験した。これ
らの触媒の組成および微視的性質を表3に示す。
表3には市販触媒Kについてのデータも伴記して
ある。 これらの触媒は実施例1に記載の反応方法と同
様な反応において試験したが、圧力は6.6絶対バ
ールではなく大気圧であつた。触媒F,H,Jお
よびKのオキシ塩素化性能を示すデータを表3の
下記に記載してある。ランタンは最大HCl転化率
達成温度範囲の広く拡大するけれども、COおよ
びCO2のエチレンの酸化をカリウムほど有効には
制限しないことが明かである。セリウム含有触媒
GおよびIは、最適温度(T0)が5〜10℃高い
こと以外は対応するランタン含有触媒と同様であ
ることが判明した。
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1の触媒A,B,C,Dおよび
Eの反応温度(横軸℃)と有機物へのHClの転化
率(縦軸%)との関係を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エチレンのオキシ塩素化による1,2―ジク
    ロルエタン製造用の、銅化合物、酸化マグネシウ
    ムおよび酸化アルミニウムよりなる触媒であつ
    て、その銅化合物が酸化マグネシウムおよび酸化
    アルミニウムよりなる担体上に存在し、酸化マグ
    ネシウムの少なくとも一部と酸化アルミニウムの
    少なくとも一部とが担体中に相互に化学結合した
    形で存在し、かつ銅化合物が担体の酸化マグネシ
    ウムおよび酸化アルミニウムと化学結合していな
    いことを特徴とする上記オキシ塩素化触媒。 2 酸化マグネシウムの割合が、Al2O31モル当
    たり0.2〜1.6モルのMgOである特許請求の範囲第
    1項に記載の触媒。 3 銅化合物が銅塩化物である特許請求の範囲第
    1または2項に記載の触媒。 4 銅化合物を含む相がアルカリ金属化合物をも
    含んでいる特許請求の範囲第1〜3項のいずれか
    に記載の触媒。 5 アルカリ金属の割合が銅イオン100個当たり
    2〜50個のイオンである特許請求の範囲第4項に
    記載の触媒。 6 銅含有相が稀土類金属の化合物をも含んでい
    る特許請求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の
    触媒。 7 稀土類金属化合物の割合がCeCl3等量として
    計算して0.1〜2.0重量%である特許請求の範囲第
    6項に記載の触媒。 8 表面積が少なくとも70m2/gである特許請求
    の範囲第1〜9項のいずれかに記載の触媒。 9 気孔容積が0.2〜1.0cm/gである特許請求の
    範囲第1〜8項のいずれかに記載の触媒。
JP57004768A 1981-01-15 1982-01-14 Oxychlorinating catalyst Granted JPS57136943A (en)

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GB8101137 1981-01-15

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JPS57136943A JPS57136943A (en) 1982-08-24
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IT1163160B (it) * 1983-03-22 1987-04-08 Montepolimeri Spa Catalizzatori supportati per la sintesi di 1-2 dicloroetano per ossiclorurazione di etilene in letto fluidizzato
EP0931587A1 (en) * 1998-01-08 1999-07-28 Evc Technology Ag Catalyst, process for its preparation, and its use in the synthesis of 1,2-dichloroethane
JP5084193B2 (ja) * 2006-07-13 2012-11-28 日揮触媒化成株式会社 オキシクロリネーション用流動触媒およびその製造方法

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