JPH0940610A - ギ酸メチルの製造法 - Google Patents

ギ酸メチルの製造法

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JPH0940610A
JPH0940610A JP7190823A JP19082395A JPH0940610A JP H0940610 A JPH0940610 A JP H0940610A JP 7190823 A JP7190823 A JP 7190823A JP 19082395 A JP19082395 A JP 19082395A JP H0940610 A JPH0940610 A JP H0940610A
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Japan
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calcium
catalyst
methanol
reaction
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JP7190823A
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English (en)
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Hideji Ebata
秀司 江端
Futoshi Ikoma
太志 生駒
Mikio Yoneoka
幹男 米岡
Atsushi Okamoto
淳 岡本
Kenji Nakamura
賢司 中村
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】メタノールと一酸化炭素からギ酸メチルを工業
的に有利に製造する。 【解決手段】アルカリ土類金属酸化物触媒(カルシウム
以外のIIa族、IIb族、IIIbまたはIVa族金属酸化物を
担体とする酸化カルシウム触媒)の存在下で、メタノー
ルと一酸化炭素を反応させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメタノールと一酸化炭素
とからギ酸メチルを製造する方法に関するものである。
ギ酸メチルは、ギ酸、ホルムアミド、各種カルボン酸エ
ステル類、有機化合物の合成原料および溶剤等に利用さ
れる工業上重要な有機化学品の一つである。
【0002】
【従来の技術】ギ酸メチルの製造法としては、ギ酸とメ
タノールのエステル化、亜硝酸メチルの分解、ホルムア
ルデヒドの2量化、メタノールの酸化、水素と一酸化炭
素からの直接合成、メタノールの一酸化炭素によるカル
ボニル化、メタノールの脱水素等の方法が知られてい
る。この中で工業的に実用化されている方法は古くから
実施されているメタノールのカルボニル化法とメタノー
ルの脱水素法である。
【0003】メタノールの脱水素法は最近実用化された
新しい方法で、新規な高選択性触媒開発により実用化さ
れ、その触媒特許としては、特開平3−151047
号、特開昭58−163444号等が挙げられる。メタ
ノールのカルボニル化法は欧米で古くから実施されてお
り、現在もギ酸メチル製造の主要な製造方法として知ら
れている。この反応で用いられる触媒としては、金属ア
ルコキシド、DBU(ジアザビシクロウンデセン)等の
強塩基触媒、あるいは遷移金属カルボニル等が知られて
いる。
【0004】金属アルコキシド触媒の例としては、アル
カリ金属のアルコキシドを用い、温度60〜130℃、
圧力40〜200atmで反応させることが知られてい
る(工化誌、59巻 871〜875 頁 (1956年))。金属アルコ
キシド触媒は、一酸化炭素ガス中に水素が共存しても良
いが、原料メタノール及び一酸化炭素中の水分や二酸化
炭素は触媒毒となり、触媒は失活すると共に消費を伴う
ため水分や二酸化炭素を極力少なくする必要があり、精
製系は重要な工程となる。金属アルコキシドを用いる方
法は、ギ酸メチル選択率も高く実際に工業的に行われて
いる方法であるが、より有利に進めるため反応方法や反
応器形状、プロセス等を含め多くの提案もされている。
【0005】DBU等の強塩基触媒については日化誌(1
977,No.4,457〜465 頁) に、メチルセロソルブ溶媒を用
いDBUを触媒として圧力170〜400atm、温度
45〜200℃で実験が行われている。また金属カルボ
ニル触媒についてはジヤーナル オブ モレキュラー
キャタリシス (Journal of Molecular Catalysis) 45(1
988),235〜246 頁に、ルテニウムのヒドリドカルボニウ
ム触媒がアルコールのカルボニル化によるギ酸エステル
合成に有効であるとしている。この触媒は第一アルコー
ルに有効であるが、第二、第三アルコールには適当でな
い。
【0006】以上に示した例はいずれも均一触媒系での
反応であるが、不均一触媒系の例として、イオン交換樹
脂触媒を使用した例がある。米国特許第4,100,3
60号には、強塩基性陰イオン交換樹脂を用いて0〜2
00℃、100〜5,000psi.の条件下で反応さ
せる方法を提供している。しかし、この方法による流通
反応では反応率が低く実用的でない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の均一系触媒での
反応では、溶液中の触媒濃度が均一であり、反応が均等
に起こる利点がある。しかし触媒を含む溶液から反応生
成物であるギ酸メチルおよび未反応メタノールと触媒溶
液との分離が難しい。多くの場合、これらを含む混合溶
液と触媒溶液を分離するには、蒸留等の操作による方法
が一般であるが、多くの熱エネルギーを要すること、触
媒によっては蒸留等の加熱操作で触媒が変化、変質する
恐れがあること等が問題となっている。また均一系触媒
での反応では原料メタノールおよび原料一酸化炭素ガス
中の不純物の影響を受け易く、特に水分、二酸化炭素は
触媒と反応して不溶性の物質に変化して分離不可能にな
ったり、或いはギ酸を副生し、触媒の損失だけでなく運
転操作そのものができなくなる。この影響を無くするに
は原料メタノール、原料一酸化炭素を徹底的に精製する
ことが必要であるが、複雑な工程と大量のエネルギーを
必要とし、工業化の障害となる。米国特許第4,10
0,360号にイオン交換樹脂を触媒としたメタノール
と一酸化炭素とからのギ酸メチル製造法が提案されてい
る。この方法では実施例で見る限り反応圧力が高いにも
拘らず反応成績が低く充分であるとはいえない。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上の如く均一系触媒で
の反応ではプロセスが複雑となり、大量のエネルギーを
必要とする。かかる状況の中で、発明者らは触媒との分
離が容易で、熱エネルギー的にも有利な不均一系触媒の
方が工業的に適していると考え、不均一系触媒について
鋭意研究した結果、アルカリ土類金属酸化物触媒を用い
ることにより温和な反応条件で工業的に有利にギ酸メチ
ルが得られることを見出し、本発明に到達した。すなわ
ち本発明は、アルカリ土類金属酸化物触媒の存在下で、
メタノールと一酸化炭素を反応させることを特徴とする
ギ酸メチルの製造法であり、特に該アルカリ土類金属酸
化物触媒として、カルシウム以外のIIa族、IIb族、II
Ib族またはIVa族金属酸化物を担体とする酸化カルシウ
ム触媒が用いられる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に用いる触媒は例えば次の
ようにして調製することができる。共沈法によるもの
は、カルシウム以外のIIa族、IIb族、IIIb族またはIV
a族金属の硝酸塩または酢酸塩と、硝酸カルシウムある
いは酢酸カルシウムの水溶液に、沈澱剤として重炭酸ア
ンモニウムあるいは炭酸ナトリウムなどを注加し、共沈
した沈澱を濾過して100℃において乾燥後、300〜
1000℃好ましくは500〜1000℃において焼成
する。また含浸法によるものは、カルシウム以外のIIa
族,IIIb族またはIVa族金属酸化物担体に、硝酸カルシ
ウムあるいは酢酸カルシウムを水溶液にて含浸して10
0℃において乾燥後、300〜1000℃、好ましくは
500〜800℃で焼成する。
【0010】本発明における原料メタノールは工業用グ
レードがそのまま使用することができる。しかし使用に
先だって乾燥剤を用いるなどして、メタノール中の水分
を極力少なくすることが好ましい。原料の一酸化炭素
は、その他のガスとして、水素、窒素等の本反応に不活
性なガスを含有することは差し支えないが、一酸化炭素
濃度が低すぎる場合には反応時の一酸化炭素分圧を維持
するために全圧力を高くする必要があるので、原料ガス
中の一酸化炭素濃度は20%以上が好ましい。二酸化炭
素、水分は反応に悪影響を与えるので、原料の一酸化炭
素は脱湿、脱炭酸等のガス精製工程を通してから使用す
ることが好ましい。
【0011】本発明の反応においてメタノールと一酸化
炭素のモル比は理論的には1:1であるが、一酸化炭素
が過剰な条件が有利であり、該モル比は1:1〜100
である。未反応一酸化炭素の循環再使用を考えると該モ
ル比は1:1.2〜50とすることが好ましい。反応器
または反応管から分離された未反応一酸化炭素は、反応
系に循環することができる。メタノールと一酸化炭素の
反応温度は30〜300℃であるが、温度制御性などの
点から工業的に100〜250℃が有利でる。反応圧力
は5〜200 kg/cm2 であるが、必要以上の高圧力は装
置費が高くなり得策でなく、通常10〜100 kg/cm2
が選択される。
【0012】本発明においてメタノールと一酸化炭素の
反応の方法は特に制限されるものではなく、内部撹拌装
置を有する槽型反応器を用いて回分方式、原料の一酸化
炭素あるいはメタノールを供給しながら行う半回分方式
いずれも可能である。またイオン交換樹脂触媒を管型反
応器に充填し、反応管上部から一酸化炭素とメタノール
を並流で連続供給するトリクルベッド式、下部からメタ
ノールを連続供給し、並流もしくは向流で一酸化炭素を
連続供給する方式、管型反応管で反応管出口反応液の一
部を循環して新規供給メタノールとともに供給する循環
方式等いずれも実施できる。
【0013】これらの方法により反応器また反応管から
は触媒と分離されたメタノールとギ酸メチル混合物が得
られ、蒸留によりによりギ酸メチルを分離した後、回収
されたメタノールを反応原料として循環することができ
る。本反応は平衡反応であり、生成するギ酸メチルは原
料のメタノールよりも低沸点物であるから、生成したギ
酸メチルを蒸留で系外に連続的に抜き出し平衡を崩しな
がら行う反応蒸留を採用することもできる。この方式を
採用すれば高い反応率で容易にギ酸メチルを得ることが
できる。
【0014】
【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。但し本発明はこれらの実施例で制限されるも
のではない。
【0015】実施例1〜5 実施例1〜3の触媒はカルシウム以外のIIa族、IIb
族、IIIb族またはIVa族金属の硝酸塩1mmolと硝酸
カルシウム10mmolの水溶液200mlに沈澱剤と
して炭酸ナトリウム0.11mol/l水溶液100m
lを注加し、共沈した沈澱を濾過して100℃において
乾燥後、900において焼成することにより調製した。
実施例4及び5の触媒はカルシウム以外のIIa族、IIb
族、IIIb族またはIVa族金属酸化物担体2.61gに硝
酸カルシウム4水和物1.25g(5.2mmol)を
水溶液にて含浸して100℃において乾燥後、666℃
で焼成することにより調製した(この仕込量では焼成後
CaOが10wt%となる)。内容積100mlのステ
ンレス製オートクレーブに所定量の触媒とメタノールを
充填した。オートクレーブの蓋を締めて、内部を窒素ガ
スで充分に置換するとともに漏れのないことを確かめ
た。次いでオートクレーブに一酸化炭素を所定圧力まで
充填した。これを外部から加熱できる振盪台に設置し、
振盪しながら所定温度に加熱した。2時間振盪反応の
後、オートクレーブを振盪台から取り外し、水に漬けて
冷却した。オートクレーブのバルブを開いて内部ガスを
徐々にパージし、ガス量を計量するとともに組成を分析
した。オートクレーブ圧力が大気と同圧になったら蓋を
開けて内容物を取り出し、秤量したのち分析した。反応
条件と結果を表1に示す。
【0016】
【表1】 実施例 1 2 3 4 5 触媒種 CaO/ZnO CaO/Al O CaO/ZrO CaO/ZnO CaO/MgO 原子比 Ca/Zn=10 Ca/Al=10 Ca/Zr=10 CaO 量(mmol) 10 10 10 5.2 5.2 メタノール 仕込量(mmol) 321 322 318 313 311 CO充填 圧力(kg/cm2 G) 50 50 50 50 50 反応温度 (℃) 180 180 180 180 180 ギ酸メチル 収率(mol%) 9.7 6.2 7.9 11.6 7.5 選択率(%) 99.9 99.9 99.9 99.9 99.9
【0017】比較例1〜2 内容積100mlのステンレス製オートクレーブに、所
定量の触媒とメタノールを充填した。オートクレーブの
蓋を締めて、内部を窒素ガスで充分に置換するとともに
漏れのないことを確かめた。次いでオートクレーブに一
酸化炭素を所定圧力まで充填した。これを外部から加熱
できる振盪台に設置し、振盪しながら所定温度に加熱し
た。 2時間振盪反応の後、オートクレーブを振盪台から
取り外し、水に漬けて冷却した。オートクレーブのバル
ブを開いて内部ガスを徐々にパージし、ガス量を計量す
るとともに組成を分析した。オートクレーブ圧力が大気
と同圧になったら蓋を開けて内容物を取り出し、秤量し
たのち分析した。反応条件と結果を表4に示す。なお使
用した触媒は、比較例1ではDBU 2.6mmol、比較例2
ではイオン交換樹脂 (オルガノ製アンバーライトIRA
−910) 2ml である。
【0018】
【表2】 比較例 1 2 メタノール仕込量(mmol) 313 358 CO充填圧力 (kg/cm2 G) 50 50 反応温度 (℃) 60 40 ギ酸メチル収率(mol%) 2.3 2.2 選択率(%) 99 100
【0019】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の方法によってアルカリ土類金属酸化物触媒存在下
でメタノールと一酸化炭素を反応させることにより、反
応温度150〜250℃の工業的に有利な反応条件でギ
酸メチルが得られる。なお本発明の方法ではギ酸メチル
の選択率が極めて高く、また不均一系触媒を用いる反応
なので触媒との分離が容易であり、熱エネルギー的にも
有利なプロセスとなる。従って本発明の方法によりギ酸
メチルを工業的に有利に製造することができ、本発明の
産業上の意義は極めて大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 淳 新潟県新潟市太夫浜182番地 三菱瓦斯化 学株式会社新潟研究所内 (72)発明者 中村 賢司 新潟県新潟市太夫浜182番地 三菱瓦斯化 学株式会社新潟研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルカリ土類金属酸化物触媒の存在下で、
    メタノールと一酸化炭素を反応させることを特徴とする
    ギ酸メチルの製造法。
  2. 【請求項2】アルカリ土類金属酸化物触媒が、カルシウ
    ム以外のIIa族、IIb族、IIIb族またはIVa族金属酸化
    物を担体とする酸化カルシウム触媒である請求項1のギ
    酸メチルの製造法。
JP7190823A 1995-07-26 1995-07-26 ギ酸メチルの製造法 Pending JPH0940610A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001062701A1 (fr) * 2000-02-25 2001-08-30 Nippon Steel Corporation Procede de preparation d'esters de formate ou de methanol et catalyseur destine a cet effet

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001062701A1 (fr) * 2000-02-25 2001-08-30 Nippon Steel Corporation Procede de preparation d'esters de formate ou de methanol et catalyseur destine a cet effet
KR100567039B1 (ko) * 2000-02-25 2006-04-04 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 포름산 에스테르의 제조 방법
US7081547B2 (en) 2000-02-25 2006-07-25 Nippon Steel Corporation Process for producing formic ester or methanol and synthesis catalyst therefor
US7208642B2 (en) 2000-02-25 2007-04-24 Nippon Steel Corporation Process for preparation of formate esters or methanol and catalyst therefor
JP5067996B2 (ja) * 2000-02-25 2012-11-07 新日本製鐵株式会社 メタノールの製造方法ならびにその合成触媒

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