JPH09271673A - 触媒の再生方法およびそれを利用したトリクロロエチレンの製造方法 - Google Patents

触媒の再生方法およびそれを利用したトリクロロエチレンの製造方法

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JPH09271673A
JPH09271673A JP8108741A JP10874196A JPH09271673A JP H09271673 A JPH09271673 A JP H09271673A JP 8108741 A JP8108741 A JP 8108741A JP 10874196 A JP10874196 A JP 10874196A JP H09271673 A JPH09271673 A JP H09271673A
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Japan
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catalyst
reaction
oxygen
trichloroethylene
pentachloroethane
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Naokazu Ito
直和 伊藤
Showa Ishii
将和 石井
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Toagosei Co Ltd
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Toagosei Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/23Preparation of halogenated hydrocarbons by dehalogenation
    • 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
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】トリクロロエチレン製造用触媒の容易な再生方
法およびその方法により再生された触媒を再使用するこ
とによって、トリクロロエチレンを安価に製造する方法
を提供する。 【解決手段】銅、白金族金属の少なくとも一種類および
アルカリ金属の少なくとも一種類が触媒用担体に担持さ
れたトリクロロエチレン製造用触媒を酸素含有ガスの気
流中150〜450℃で加熱する触媒の再生方法、なら
びに該方法で再生された触媒および水素の存在下に、ペ
ンタクロロエタンの水素化脱塩素反応を行うことを特徴
とするトリクロロエチレンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の金属元素を
触媒用担体に担持させた触媒の再生方法、およびその再
生方法を工程中に採り入れた、ペンタクロロエタンの水
素化脱塩素反応によるトリクロロエチレンの製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、触媒および水素の存在下に、ペン
タクロロエタンを水素化脱塩素反応させ、トリクロロエ
チレンを製造するに際し、銅、白金またはパラジウムな
らびにアルカリ金属を触媒用担体に担持させた触媒を用
いる方法が知られており(特公昭47−27083号公
報)、この方法によれば、300℃以下の比較的低い温
度で、トリクロロエチレンを好収率で得ることが出来
る。しかしながら、前記触媒の活性が徐々に低下するこ
とが認められ、触媒の活性があるレベルまで低下した場
合、触媒を更新する必要があり、その煩雑さおよび触媒
のコストが高くなるなどの問題を有していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ペンタクロ
ロエタンを水素化脱塩素反応させて、トリクロロエチレ
ンを製造する方法において、使用する触媒の容易な再生
方法およびその方法により再生された触媒を再使用する
ことによって、トリクロロエチレンを安価に製造する方
法を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を行った結果、活性が低下した触媒を酸素含有ガスの気
流中加熱することにより前記課題を解決できることを発
見し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の
第1および第2発明は、銅、白金族金属の少なくとも一
種類およびアルカリ金属の少なくとも一種類触媒用担体
に担持させた触媒を再生する方法において、前記触媒
を、酸素含有ガス気流中150℃〜450℃で加熱する
ことを特徴とする触媒の再生方法である。さらに、第3
発明は、触媒および水素の存在下、ペンタクロロエタン
の脱塩素反応を行い、トリクロロエチレンを製造するに
際し、前記第1または第2発明の方法によって再生され
た触媒を使用することを特徴とするトリクロロエチレン
の製造方法である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明における好ましい触媒は、
反応速度、トリクロロエチレンの選択率および触媒寿命
の面から、触媒用担体その1重量部に対する重量比が、
銅:0.001〜0.3、白金族金属の少なくとも一種
類:0.0001〜0.1、アルカリ金属の少なくとも
一種類:0.001〜0.3であり、さらに白金族金属
1重量部に対する銅の重量比が1以上のものである。銅
の含有量が0.001より少ない場合および白金族金属
1重量部に対する銅の重量比が1未満の場合は、トリク
ロロエチレンの選択率が低くなる恐れがある。 白金族
金属の少なくとも一種類の含有量が0.0001より少
ないと十分な反応速度が得られず、0.1以上に増やし
てもそれに似合う効果は期待できない。 アルカリ金属
の少なくとも一種類の含有量が0.001より少ないと
十分な選択率および触媒寿命を得ることができず、0.
3より多いと反応速度が低下する恐れがある。
【0006】白金族金属としては、Pt 、Pd 、Rh 、
Ir 、Ru およびOs があり、アルカリ金属としては、
Na 、K、Rb およびCs などが挙げられる。白金族金
属およびアルカリ金属は、いずれも1種のみを用いても
よいし、2種以上を併用してもよい。
【0007】本発明の触媒用担体としては、アルミナ、
ジルコニアおよびシリカが好ましく、より好ましくはア
ルミナおよびジルコニアである。触媒用担体への前記金
属の担持方法としては、公知の方法が制限なく採用でき
るが、例えば、各金属のハロゲン化物、硝酸塩および硫
酸塩などの溶液を触媒用担体へ含浸させた後乾燥する方
法が好適である。金属成分を含む溶液を含浸させる順序
は特に制限なく、何種類か同時に含浸させてもよい。
【0008】触媒の形状や大きさについては、特に制限
はなく、液相反応および気相反応等の反応の形式あるい
は反応槽の構造によって任意に選択することができ、粉
末状または成型体である顆粒状、球状、円柱状および円
筒状等が挙げられる。また、前記触媒はガラスビーズの
ような不活性な充填材と混合して用いることもできる。
【0009】前記の方法で得られた触媒は、ペンタクロ
ロエタンの水素化脱塩素反応にそのまま使用してもよい
し、水素または水素とヘリウムなどの不活性ガスとの混
合物で予め還元させてから使用してもよい。
【0010】本発明における触媒は、いわゆる還元触媒
であり、その作用機構は断定出来ないが、以下のとおり
と考えている。すなわち触媒用担体に担持した金属成分
は、反応時に共存させる水素により還元され金属イオン
となる。この金属イオンがペンタクロロエタンの塩素元
素を引き抜くことにより、ペンタクロロエタンの水素化
脱塩素反応が起こる。一方、金属イオンは塩化物に変化
し、ついで前記水素により再び還元され金属イオンとな
り、この繰り返しにより、ペンタクロロエタンの水素化
脱塩素反応が進行する。
【0011】本発明の再生方法に適した触媒は、例え
ば、前記特公昭47−27083号公報などに記載され
た方法で、ペンタクロロエタンの水素化脱塩素反応を行
わせるトリクロロエチレンの製造において、反応時間の
経過とともに、活性が低下して、トリクロロエチレンの
収率が低下するに至った触媒である。本発明における触
媒の再生は、酸素含有ガス気流中での加熱により促進さ
れ、その加熱温度は150℃〜450℃の範囲とするこ
とが必要であり、150℃未満では触媒の活性は十分回
復せず、450℃を超えると、再生後の触媒を用いた反
応において、トリクロロエチレンの選択率が低下する。
また、再生時の加熱時間は触媒の劣化の程度および加熱
温度にもよるが、3時間以上とすることが望ましい。な
お、触媒再生時の圧力は安全性および経済性の面から
0.1〜30kg/cm2 (絶対圧)が好ましい。
【0012】前記酸素含有ガスとしては、酸素と窒素そ
の他の不活性ガス、二酸化炭素または塩化水素等との混
合ガスが挙げられ、1〜80容積%程度の酸素を含有す
るガスの使用が好ましく、空気をそのまま用いるのが好
適である。急激な発熱を抑制する意味で、窒素などの不
活性ガス、二酸化炭素および塩化水素等のガスを、例え
ば空気と混合して、酸素濃度を低濃度から高濃度に徐々
に変化させて使用してもよい。さらに、触媒の活性向上
のため、前記酸素含有ガスの気流中の加熱処理の後に、
水素ガスを供給しながら触媒の還元処理を行うことが望
ましい。
【0013】本発明の再生方法で再生された触媒を用い
るトリクロロエチレンの製造方法は、例えば前記特公昭
47−27083号公報記載の方法に従って行えばよ
い。反応は、気相で行うのが好ましく、連続法およびバ
ッチ法等のいずれの形式でも行うことができる。液相反
応または気相と液相とが共存した状態で反応を行っても
よい。更に、固定床、流動床および移動床等のいずれの
形式を用いてもよい。固定床で行うときは、水素化脱塩
素反応と触媒の再生を交互に行うことにより、触媒の取
り出し工程を必要とせずに、有利にトリクロロエチレン
を製造することができる。また、流動床あるいは移動床
で行うときは、反応槽から取りだした触媒を本発明の方
法で再生し、再び反応槽に戻すことにより、触媒を更新
することなくトリクロロエチレンを製造できる。なお、
前記製造法によって得られるトリクロロエチレンは蒸留
および吸着分離等の種々の方法のいずれか、またはこれ
らを組み合わせた方法によって分離回収することがで
き、未反応原料はリサイクルして再使用することが可能
である。
【0014】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。 触媒調製 3重量%の塩酸水溶液にPdとして1重量%になるよう
に塩化パラジウムを溶解させた塩化パラジウム/塩酸溶
液を調製し、この溶液に塩化第二銅2水和物および塩化
カリウムをそれぞれ目的とする金属の担持量となるよう
に混合溶解した50ccの溶液に、γ−アルミナ〔日揮
化学(株)社製N611N3〕25gを加え、24時間
浸漬させた。その後、ロータリーエバポレーターにて水
分を除去し、空気中で、140℃にて4時間乾燥させ
た。
【0015】〔実施例1〕上記の触媒調整に従い、γ−
アルミナ1重量部に対して、0.025のCu、0.0
0025のPdおよび0.01のKを担持させた触媒2
5ccを反応管(SUS304製;1inφ×500m
mL)に充填し、反応温度が350℃、ペンタクロロエ
タン:水素=1:1.25(モル比)、W/F(接触時
間)が3.0sec.の条件にて100時間反応を行っ
た。ただし、前記W(cc)は触媒層の体積、前記F
(cc/sec.)はペンタクロロエタンおよび水素の
合計供給量を示す(以下同様な意味を示す)。尚、ペン
タクロロエタンの転化率および各生成物の選択率は以下
の式に基づき算出した(量はモルを表す)。 転化率(%)=100−(未反応ペンタクロロエタン量
/全留出液量)×100 選択率(%)={各生成物の生成量/(全留出液量−未
反応ペンタクロロエタン量)}×100
【0016】反応開始5時間後の留出液の組成をガスク
ロマトグラフィーにより分析した。その結果、ペンタク
ロロエタンの転化率は59.1モル%であり、トリクロ
ロエチレンの選択率は89.6モル%であった。また、
副生物であるテトラクロロエテレンの選択率は10.1
モル%であった。次に、反応開始100時間後の留出液
を上記と同様に分析した結果、ペンタクロロエタンの転
化率は48.0モル%に低下し、トリクロロエチレンの
選択率は91.8モル%であり、テトラクロロエテレン
の選択率は7.5モル%であった。なお、その他の副生
物として、ジクロロエチレン類などの塩素化炭化水素が
確認された。
【0017】触媒再生:前記反応に用いた触媒の10c
cを上記と同様な反応管に充填し、空気を50ml/m
inの流量で供給しながら、350℃で12時間加熱処
理した。次いで、350℃に加熱した状態で、50ml
/minの流量で水素ガスを4時間供給し、触媒の還元
処理を行った。
【0018】再生処理した触媒を用いた反応:前記再生
処理を行った触媒を前記反応管に充填した状態で、反応
温度が350℃、ペンタクロロエタン:水素=1:1.
25(モル比)、W/F(接触時間)が3.0sec.
の条件にて反応を行った。反応開始5時間後の留出液を
分析した結果、ペンタクロロエタンの転化率は57.4
モル%に回復し、トリクロロエチレンの選択率は90.
3モル%であった。また、テトラクロロエチレンの選択
率は9.5モル%であった。
【0019】〔比較例〕実施例1の反応に用いた触媒の
10ccを実施例1と同様な反応管に充填し、空気を5
0ml/minの流量で供給しながら、500℃で6時
間加熱処理した。その後、350℃で加熱しながら、5
0ml/minの流量で水素ガスを4時間供給し、触媒
の還元処理を行った。
【0020】再生処理した触媒を用いた反応:実施例1
同様な条件で反応を行った。反応開始5時間後の留出液
を分析した結果、ペンタクロロエタンの転化率は58.
0モル%であり、トリクロロエチレンの選択率は84.
5モル%であった。副生物であるテトラクロロエチレン
の選択率は14.5モル%と増加した。
【0021】〔実施例2〕前記の触媒調整に従って、γ
−アルミナ1重量部に対して、0.005のCu、0.
0025のPd、0.02のKを担持させた触媒25c
cを実施例1と同様な反応管に充填し、実施例1と同様
な反応を行った。
【0022】反応開始5時間後の留出液を分析した結
果、ペンタクロロエタンの転化率は76.5モル%であ
り、トリクロロエチレンの選択率は94.2モル%であ
った。また、副生物であるテトラクロロエチレンの選択
率は4.2モル%であった。次に、反応開始100時間
後の反応液を分析した結果、ペンタクロロエタンの転化
率は52.5モル%に低下し、トリクロロエチレンの選
択率は95.1モル%であり、テトラクロロエチレンの
選択率は3.8モル%であった。なお、その他の副生物
としてはジクロロエチレン類などの塩素化炭化水素が確
認された。
【0023】触媒再生:前記反応を行った後、350℃
にて窒素ガスのみ50ml/min流量で供給し、1時
間反応物の追い出しを行った。その後、窒素ガスを空気
に切り替え、50ml/minの流量で供給しながら、
350℃で8時間加熱処理を行った。次いで、350℃
に加熱した状態で、50ml/minの流量で水素ガス
を4時間供給し、触媒の還元を行った。
【0024】再生処理した触媒を用いた反応:実施例1
と同様な条件で反応を行った。反応開始5時間後の留出
液を分析した結果、ペンタクロロエタンの転化率は7
0.6モル%に回復し、トリクロロエチレンの選択率は
96.2モル%であり、副生物であるテトラクロロエチ
レンの選択率は2.6モル%であった。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば容易かつ効率的にトリク
ロロエチレン製造用触媒の再生を行うことができ、再生
後の触媒を用いることによって、トリクロロエチレンを
高収率で製造することが可能であり、さらに触媒の再生
工程をトリクロロエチレンの製造工程に組み込むことに
より、触媒を更新することなく長期間にわたって、トリ
クロロエチレンを高収率で製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 17/06 7106−4H C07C 17/06 17/25 7106−4H 17/25 21/10 7106−4H 21/10 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銅、白金族金属の少なくとも一種類および
    アルカリ金属の少なくとも一種類が触媒用担体に担持さ
    れた、ペンタクロロエタンの水素化脱塩素反応によるト
    リクロロエチレン製造用触媒を再生する方法において、
    前記触媒を、酸素含有ガス気流中150℃〜450℃で
    加熱することを特徴とする触媒の再生方法。
  2. 【請求項2】触媒が、触媒用担体その1重量部に対して
    重量比で、銅:0.001〜0.3、白金族金属の少な
    くとも一種類:0.0001〜0.1およびアルカリ金
    属の少なくとも一種類:0.001〜0.3が担持さ
    れ、かつ白金族金属1重量部に対する銅の重量比が1.
    0以上の、ペンタクロロエタンの水素化脱塩素反応によ
    るトリクロロエチレン製造用触媒である請求項1記載の
    再生方法。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2記載の再生方法で
    再生された触媒および水素の存在下に、ペンタクロロエ
    タンの水素化脱塩素反応を行うことを特徴とするトリク
    ロロエチレンの製造方法。
JP8108741A 1996-04-05 1996-04-05 触媒の再生方法およびそれを利用したトリクロロエチレンの製造方法 Pending JPH09271673A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104437342A (zh) * 2014-12-17 2015-03-25 天津工业大学 一种高氯容液相脱氯剂及其制备方法和应用
JPWO2020138327A1 (ja) * 2018-12-27 2021-11-11 日揮ユニバーサル株式会社 アンモニア分解用触媒及び排ガスの処理方法

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