JPH11244697A - 触媒、該触媒の製造方法および該触媒を使用して酢酸ビニルを製造する方法 - Google Patents
触媒、該触媒の製造方法および該触媒を使用して酢酸ビニルを製造する方法Info
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Abstract
れた活性および選択性を示す触媒の提供。 【解決手段】 これは、気相でエチレン、酢酸および酸
素または酸素含有ガスから酢酸ビニルを製造するめの、
パラジウムおよび/またはその化合物、金および/また
はその化合物並びにアルカリ金属化合物が粒子状多孔質
基体に担持された触媒を、 a)担体に可溶性のパラジウム−および金化合物を含浸
させ、 b)可溶性のパラジウム−および金化合物をアルカリ反
応性溶液の添加によって担体上で不溶性のパラジウム−
および金化合物に転化させ、 c)この不溶性のパラジウム−および金化合物を液相ま
たは気相中で還元剤によって担体上で還元し、 d)この担体に少なくとも1種類の可溶性アルカリ金属
化合物を含浸させ、 e)最後にその担体を最高150℃で乾燥させることに
よって製造する方法において、方法段階b)で少なくと
も1種類の過酸化化合物と接触させることで製造され
る。
Description
たはその化合物、金および/またはその化合物並びに少
なくとも1種類のアルカリ金属化合物を含有する触媒、
その製造方法および気相において酢酸、エチレンおよび
酸素または酸素含有ガスから酢酸ビニルを製造するめに
それを用いることに関する。
酸素および酢酸から多孔質担体物質(例えば二酸化硅
素)にパラジウム、金並びにアルカリ金属化合物が担持
された触媒の存在下に酢酸ビニルが製造できることは公
知である。
性にとって担体物質上に貴金属が分配されていることが
特に重要である。接触的に行なうべき反応の反応成分
は、多孔質担体物質の中心または内部領域に容易には拡
散できないので、該反応は実質的に触媒の最も外側また
は表面域でしか生じない。従って担体の内部または中心
域に存在する金属成分は反応機構にとって重要ではな
く、このことは貴金属の重量を基準とする触媒効率を下
げてしまう。
触媒の開発においては、触媒活性を持つ貴金属が担体粒
子のシェル部に存在しそして他方、担体粒子のコア部に
は貴金属が実質的に存在していない触媒を提供する試み
がなされてきた。この様なシェル型触媒は、原則として
担体物質に可溶性アルカリ金属化合物を含浸させ、不溶
性貴金属化合物の析出後に担体にアルカリ性化合物を作
用させそして最後に還元して貴金属とすることによって
製造できる。
は、パラジウム、金およびカリウムを含有する酢酸ビニ
ル製造用触媒の製造方法が開示されている。最初に触媒
用担体に、溶解したパラジウム−および金塩の混合物を
含有する溶液を含浸させる。この場合の発明の本質は、
この溶液が乾燥状態の担体物質の孔空隙と同じ容量を有
していることである。含浸処理段階の間、担体粒子を回
転式容器中で運動させる。次に、含浸処理された担体を
予めに乾燥することなしに、貴金属塩をアルカリの添加
によって担体粒子上で不溶性の化合物に転化し、担体粒
子上に固定する。パラジウム−および金化合物は還元剤
による後続の処理によって相応する金属に還元される。
別の含浸処理段階でアルカリ金属化合物を適用した後
に、パラジウムおよび金よりなる0.5mmの所望のシ
ェル構造を担体物質の表面に有する触媒が得られる。
もパラジウム、金およびカリウムを含有する酢酸ビニル
製造用触媒の製法が開示されてる。この方法の場合には
担体物質を任意の順序で二種類の溶液で処理する。その
溶液の一方は溶解したパラジウム−および金塩を含有し
ておりそしてもう一方はアルカリ反応性物質を含有して
いる。最初の溶液での処理後に担体を第二の溶液と接触
させる前に、予めに中間段階で乾燥する。両方の溶液の
容量はそれぞれ担体物質の孔空隙容積に一致している。
は、酢酸ビニルを製造するための触媒の製法が開示され
ている。この場合にも同様にアルカリ金属塩の添加によ
って担体上に不溶性貴金属塩を析出させている。この目
的のために担体粒子をアルカリ反応性溶液に浸漬しそし
て析出し初めから少なくとも30分間、ドラム中で回転
運動させる。この方法は“回転浸漬法(rotation-immer
sion)"として知られている。
ルを製造する際に望ましくないことに分解−および副生
成物、例えば二酸化炭素を多量に生じさせ、それによっ
て反応全体の活性および選択性はマイナスの影響を受け
る。
大規模に製造するという観点から、本発明の課題は、酢
酸ビニルを気相で製造する際に更に改善された活性およ
び選択性を示す触媒を提供することである。
エチレン、酢酸および酸素または酸素含有ガスから酢酸
ビニルを製造するめの、パラジウムおよび/またはその
化合物、金および/またはその化合物並びにアルカリ金
属化合物が粒子状多孔質担体に担持された触媒を、 a)担体に可溶性のパラジウム−および金化合物を含浸
させ、 b)可溶性のパラジウム−および金化合物をアルカリ反
応性溶液の添加によって担体上で不溶性のパラジウム−
および金化合物に転化させ、 c)この不溶性のパラジウム−および金化合物を液相ま
たは気相中で還元剤によって担体上で還元し、 d)この担体に少なくとも1種類の可溶性アルカリ金属
化合物を含浸させ、 e)最後にその担体を最高150℃で乾燥させることに
よって製造する方法に関する。この方法は、方法段階
b)で少なくとも1種類の過酸化化合物と接触させるこ
とを特徴としている。
酸および酸素または酸素含有ガスから酢酸ビニルを製造
するめの、パラジウムおよび/またはその化合物、金お
よび/またはその化合物並びにアルカリ金属化合物が粒
子状多孔質担体に担持されており、かつ上述の製法で得
られる触媒に関する。
る触媒の存在下に気相においてエチレン、酢酸および酸
素および/または酸素含有ガスから酢酸ビニルを製造す
る方法にも関する。
を製造する際に反応の改善された選択性並びに比較的に
高い反応選択性をもたらす。
例えば均一なまたは不均一な球状、タブレット状、円筒
状、リング状または星型を有していてもよい。担体粒子
の寸法、即ち直径または長さおよび厚さは一般に1〜1
0mm、特に3〜9mmである。4〜8mmの直径を有
する球状の担体粒子が特に有利である。
ば珪酸、酸化アルミニウム、アルミノ珪酸塩、珪酸塩、
酸化チタン、酸化ジルコニム、チタン酸塩、炭化珪素お
よびカーボンを使用することができる。更に四塩化珪素
の炎加水分解によって得られるいわゆる熱分解法珪酸ま
たは四塩化珪素と他の金属塩化物、例えば塩化アルミニ
ウムを炎加水分解することによって得られる熱分解法S
iO2 −Mx Oy −混合物(米国特許第3,939,1
99号明細書およびヨーロッパ特許出願公開(A1)第
723、810号明細書)が適している。珪酸(SiO
2 )、バデライト(Baddeleite) (ZrO2 )並びにS
iO2 −Al2 O3 −混合物も担体物質として使用でき
る。熱分解法担体物質の場合には、ドイツ特許出願公開
(A)第3803895号明細書並びに同第3,91
2,504号明細書に記載された圧縮成形体が適してい
る。
酢酸ビニル製造の接触法の反応条件のもとで、特に酢酸
の影響下でその機械強度を維持することである。
0m2 /gの比表面積(BET法で測定)および50〜
2000Åの平均孔径(水銀ポロシメーター)を有して
いる上述の種類の担体である。
理段階には、担体粒子を可溶性のパラジウム−および金
化合物で含浸処理する。適するパラジウム−および金化
合物は、以下に記載の溶剤に溶解し、更に水酸化物また
は酸化物として沈殿することができそして完成触媒中に
──あるいは洗浄段階の後に── 触媒の性能に害を及
ぼす物質を残留させることのないあらゆる塩および錯塩
である。
(II)塩化物、ナトリウム−またはカリウム−パラジウ
ム(II)塩化物、硝酸−、亜硝酸−または硫酸パラジウ
ム(II)、酸化パラジウム(II)水和物、蓚酸パラジウ
ム(II)、パラジウム(II)アセチルアセトナートまた
は−アセト酢酸が適している。更に炭素原子数2〜5の
脂肪族モノカルボン酸のパラジウム塩、特に酢酸パラジ
ウム(II)を使用こともできる。塩化金(III) 、酢酸金
(III) 、四塩化金(III) 酸並びにそのアルカリ金属塩が
可溶性金化合物として使用できる。一般にこれらの化合
物は、完成触媒が2〜14g/L、特に4〜8g/Lの
パラジウム並びに1〜8g/L、特に2〜5g/Lの金
を含有する様な量で使用する。
並びに段階d)で適用するアルカリ金属化合物のための
溶剤としては、選択された塩が溶解しそして含浸処理後
にあるいは行なう乾燥段階で再び容易に除くことができ
るあらゆる化合物が適している。なかでも水または炭素
原子数2〜10の非置換のカルボン酸、例えば酢酸、プ
ロピオン酸、n−およびイソ酪酸並びにn−およびイソ
バレリン酸が適している。その優れた物理的性質のため
におよびまた経済的理由からカルボン酸としては酢酸を
使用するのが有利である。パラジウム−および金化合物
が十分に溶解しないカルボン酸を使用する場合には追加
的溶剤を併用することも有利である。例えば塩化パラジ
ウム(II)は氷酢酸中よりもを水性酢酸に非常に良好に
溶解される。追加的溶剤としては不活性で同時にカルボ
ン酸と混和し得るもの、例えば水、エーテル、例えばテ
トラヒドロフランまたはジオキサン、または炭化水素、
例えばベンゼンがある。
の金属について当該金属の複数種の塩を使用することが
できるが、1つの金属当りに1種類だけの塩を使用する
のが有利である。
金化合物による担体物質の含浸処理は、同時にあらゆる
可溶性のパラジウム−および金化合物を含有する溶液を
使用して行なうこともできる。この場合には担体物質を
この溶液に1回または複数回浸漬する。パラジウム−お
よび金化合物の使用量は1回浸漬でも複数回浸漬でも同
じであるべきなので、複数回浸漬する場合には溶液の全
体量が一致するように分配するべきである。全量の溶液
で一回に浸漬するのが特に有利である。
を、一つの溶液がパラジウム化合物を含有しそしてもう
一つの溶液が金化合物を含有している2種類の別々の溶
液を使用して実施してもよい。この場合には両方の溶液
を同時にまたは任意の順序で相前後して担体物質と接触
させてもよく、その際に後者の場合には担体を最初の溶
液での含浸処理後に乾燥させなければならない。
るいは両方の貴金属塩溶液の合計全容量が乾燥状態の担
体物質の孔空隙容積の約90〜100%、好ましくは9
5〜100%、特に好ましくは98〜99%であるべき
である。この場合、実際には、担体粒子を過剰の貴金属
塩溶液で覆いそして次いで余分の溶液を注ぎ出すかまた
は濾去する様に実施してもよい。しかしながら触媒用担
体の孔空隙容積にほぼ相当する上述の容量の溶液を添加
するのが特に有利である。
間、該粒子を運動させるのが有利であることがわかって
いる。これは回転するかまたは運動するフラスコまたは
混合用ドラムによって行なうことができる。この場合、
回転速度あるいは一般的には運動強度は、一方において
は、担体粒子を含浸処理用溶液に十分に濡らせるために
十分なものであるべきであり、もう一方においては担体
粒子の摩耗が著しく生じる程に強くてはならない。
しくは80〜150℃、特に好ましくは100〜150
℃の温度で乾燥させる。この乾燥は例えば送風式乾燥器
で熱風流中で行なうかまたは乾燥室で不活性ガス流、特
に窒素流または二酸化炭素流中で行なってもよい。場合
によっては減圧下に好ましくは0.01〜0.08MP
aで乾燥する。
上に存在する可溶性パラジウム−および金化合物はアル
カリ反応性溶液の作用で不溶性化合物に転化され、従っ
て担体上に固定される。この場合、不溶性化合物とは貴
金属の水酸化物および/または酸化物である。
ラジウム−および金化合物を不溶性化合物に転化するこ
とができるあらゆる溶液が適する。アルカリ性薬品とし
てはアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属珪酸塩および
アルカリ金属炭酸塩を使用することができる。アルカリ
金属水酸化物、特に水酸化カリウムまたは−ナトリウム
の水溶液が特に有利である。硼素化合物を含有する水溶
液もアルカリ性溶液として使用できる。この場合、四硼
酸ナトリウム・10水和物(硼砂)、四硼酸カリウムま
たは苛性アルカリ溶液と硼酸との混合物の水溶液が適し
ている。アルカリ性溶液は緩衝剤の性質を有していても
よい。
は、適用する可溶性のパラジウム−および金化合物の化
学量論的反応にとって少なくとも十分である様に選択す
るのが有利である。しかしながらアルカリ化合物を過剰
に使用してもよく、その場合にはその過剰量は化学量論
的に必要とされる量を基準として1〜10倍である。
少なくとも1種類の過酸化化合物と接触させることが重
要である。
酸ナトリウム、過炭酸塩、好ましくは過炭酸ナトリウ
ム、ペルオキソ二硫酸塩、好ましくはペルオキソ二硫酸
ナトリウムまたは過酸化水素である。
を、既に上述のアルカリ物質、好ましくはアルカリ金属
水酸化物を含有するアルカリ反応性溶液に添加する。あ
る実施態様においては、段階b)においてアルカリ反応
性溶液の他に、過酸化化合物を含有する第二の別の溶液
を使用することができる。この場合には、含浸処理され
た、例えば以下に記載した如き触媒用担体を最初にアル
カリ反応性溶液と接触させ、次いで段階c)に従う還元
を実施する前に過酸化化合物の水溶液で処理する。上記
の過酸化化合物の幾種類か、例えば過硼酸塩および過炭
酸塩はそれ自体がアルカリ性反応するので、第三番目の
有利な実施態様においては、b)段階で使用するアルカ
リ溶液が同時にアルカリ性である過酸化化合物だけを含
有していてもよい。
された触媒用担体に添加する前に、最高90℃まで、好
ましくは60〜85℃に加熱するのが有利であることが
わかっている。
物は貴金属塩の1〜20倍、好ましくは5〜10倍過剰
に使用する。固定段階b)で含浸処理した触媒担体を少
なくとも1種類の過酸化化合物と接触させることが貴金
属を若干還元することが判っている。
することができる、固定段階b)を実施するのに適する
二つの方法IおよびIIを説明する。
理した担体物質を、所望の不溶性貴金属化合物が沈殿す
るように濃度を調整したアルカリ溶液中に十分に長い間
入れて置く。アルカリ溶液の容量は、含浸処理される担
体粒子を完全に覆いそして浸漬するのに十分である様に
選択する。更にアルカリ溶液中に浸漬され含浸処理され
る担体粒子を不溶性のパラジウム−および金化合物の析
出し始めと同時に回転運動させ、その際に回転運動は少
なくとも30分、好ましくは1時間から最大4時間まで
継続するべきである。この固定法は“回転−浸漬法(ro
tation-immersion) ”と称し、米国特許第5,332,
710号明細書(この文献の内容をここに記載したもの
とする)に詳細に説明されている。
担体の追加的な処理を上述の三つの実施態様に従って行
なってもよい。
ウム−および金化合物を固定するために使用する場合に
は、段階a)で含浸処理した担体を固定段階b)の前に
乾燥するべきである。
リ固定用溶液で行なう少なくとも二つの別々の処理段階
で構成されている。最初の固定段階では含浸処理されそ
して次に乾燥された担体をアルカリ固定用溶液と接触さ
せる。この最初の固定用溶液の容量は孔空隙容積に相当
しており、従って乾燥状態の担体物質の吸収能力に相当
する。この溶液中に含まれるアルカリ化合物の量は、ア
ルカリ化合物のアルカリ金属と可溶性金属塩のアニオン
とのモル比が0.7:1〜2:1の範囲内にある様に決
めるべきである。アルカリ固定用溶液は担体粒子に、吸
収させるために注ぎかけ、次いで24時間まで、好まし
くは2〜8時間放置する。
の変法A)およびB)で実施することができる。両方の
変法の場合にはアルカリ化合物のアルカリ金属と固定用
溶液中の金属塩のアニオンとのモル比が約0.2:1〜
2:1である。
粒子は第二の固定用溶液と接触させ、その際に該溶液の
量は担体をちょうど覆うのに少なくとも十分であるべき
である。アルカリ固定用溶液を固体粒子に、吸収させる
ために注ぎかけ、そしてこの溶液を次いで16時間ま
で、しかしながら少なくとも2時間、好ましくは少なく
とも4時間放置する。
との接触後に第二段階で米国特許第5,332,710
号明細書の回転−浸漬法によって処理する。この場合、
担体物質を第二段階のアルカリ固定用溶液に浸漬しそし
て同時に回転運動させる。回転運動は少なくとも30
分、好ましくは1時間〜最高4時間継続させる。
の固定用溶液が使用されそして第二固定用溶液の容量が
同様に乾燥状態の担体粒子の孔空隙量および従って吸収
能力に相当するという点で、第二固定段階の処理は第一
段階の処理と同じであってもよい。アルカリ金属と二つ
の固定段階のための金属塩のアニオンとの総モル比は
1.1:1〜3.3:1であるのが有利である。
の一方において過酸化化合物で追加的に処理することも
原則として可能である。しかしこの処理は上述の実施態
様に従って第二の固定段階で行なうのが有利である。
定段階に続いて担体を水、好ましくは蒸留水で洗浄し、
担体物質上にあるいは未だ存在する含浸処理段階で生じ
そして貴金属の析出によって遊離されるアニオン、例え
ば塩化物を除く。更にこの洗浄によって、場合によって
は未だ存在する過剰のアルカリ化合物も除かれる。
0〜150℃、特に好ましくは100〜150℃の温度
で乾燥する。この乾燥は例えば送風乾燥器において熱風
流中で行なうかまたは乾燥室において不活性ガス流、好
ましくは窒素−または二酸化炭素流中で行なうことがで
きる。場合によっては減圧下に、好ましくは0.01〜
0.08MPaで乾燥する。
中で実施する場合に特に有利である。これに対して液相
で還元を行なう場合には、予め乾燥する必要はない。
る不溶性のパラジウム−および金化合物を、析出したパ
ラジウム−および金化合物を金属の状態に転化するため
に還元剤で処理する。この還元反応は一方においては、
液相で0〜90℃、好ましくは15〜25℃の温度で実
施することができる。この場合に還元剤としては例えば
ヒドラジン、蟻酸、アルカリ金属硼化水素、特に好まし
くはナトリウム硼化水素を使用する。他方、還元を気相
において還元剤としての水素、エチレン、プロピレン、
イソブチレン、ブチレンまたは他のオレフィンにて行な
うことが可能である。反応を40〜260℃、好ましく
は70〜200℃の高温で実施するのがこの場合には有
利である。更に還元剤を不活性ガスで希釈することも可
能である。不活性ガスとしては例えば窒素ガス、二酸化
炭素または貴ガスを使用してもよい。一般にこの様に不
活性ガスで希釈した還元剤は0.01〜50容量%、好
ましくは0.5〜20容量%の還元剤を含有している。
するかとは無関係に、不溶性の貴金属化合物の全量を金
属に転化することを確実にするために、還元剤を還元さ
れる触媒を基準として過剰に添加するべきである。
用したアルカリ溶液の残りを除くために、還元反応に続
いて担体粒子を再び好ましくは蒸留水で一回または数回
洗浄してもよい。この洗浄工程は、段階c)の還元剤の
残りを除くために利用することができる。
際の乾燥条件は固定段階b)に続く乾燥の条件と同様に
選択するべきである。
合物を添加する必要がある。それ故に触媒は段階d)に
おいて好ましくはアルカリ金属化合物の水溶液で含浸処
理する。アルカリ金属化合物としてはナトリウム−、カ
リウム−、ルビジウム−またはセシウム化合物、特に好
ましくはカリウム化合物を使用することができる。この
アルカリ金属化合物のアニオンとしては中でもカルボキ
シレート、特に酢酸塩またはプロピオン酸塩が適してい
る。酢酸カリウムを使用するのが特に有利である。反応
条件のもとでアルカリ金属酢酸塩を遊離する化合物も使
用することができる。即ち、溶剤として酢酸を使用する
場合にはその化合物はアルカリ金属水酸化物、−酸化物
または炭酸塩である。この含浸処理の場合には原則とし
て、段階a)で担体物質を含浸処理する場合と同様に実
施する。使用できる溶剤には、含浸処理段階a)の溶液
の場合と同様な条件および規定が適用される。アルカリ
金属化合物は、触媒を後記の乾燥段階に続いて触媒の全
量を基準として0.1〜10重量%、好ましくは1〜4
重量%のアルカリ金属、特にカリウムを含有する様な量
で使用する。
ましくは80〜150℃、特に好ましくは100〜15
0℃の温度で乾燥する。この乾燥は例えば送風乾燥器に
おいて熱風流中で行なうかまたは乾燥室におい不活性ガ
ス流、好ましくは窒素−または二酸化炭素流中で行なう
ことができる。場合によっては減圧下で、好ましくは
0.01〜0.08MPaで乾燥する。
の過酸化化合物での本発明の本質的処理によって得られ
る触媒は、触媒全量を基準として0.2〜2.5重量
%、好ましくは0.6〜1.5重量%のパラジウム、
0.2〜2.5重量%、好ましくは0.3〜1.0重量
%の金並びに0.1〜10重量%、好ましくは1.0〜
4.0重量%のアルカリ金属、特にカリウムを含有して
いる。
レンおよび酸素または酸素含有ガスを100〜220
℃、好ましくは120〜200℃の温度、0.1〜2.
5MPa、好ましくは0.1〜2MPaの圧力で本発明
の触媒に通す。この場合、未反応の成分を循環供給して
もよい。若干の場合には不活性ガス、例えば窒素ガスま
たは二酸化炭素で希釈することも有利である。反応の間
に二酸化炭素が生じるので、二酸化炭素が循環法の場合
に希釈用に適している。
rty反応器において循環法で気相において約45%の
一定の酸素転化率で実施するのが有利であることがわか
った。最初に触媒を反応器に充填する。次いで規定量の
酢酸、並びに窒素で希釈したエチレンおよび酸素を添加
しそして温度を加熱用ジャケットで所望の値に高める。
反応は、酸素転化率が45%に一定となる温度に調節で
きる場合には、一般に約18時間後に終了する。生成物
混合物組成をガスクロマトグラフィーによって測定す
る。
に高い空時得率は実地において2通りに利用することが
できる:先ず第一に、既存の装置において他の全ての反
応条件が同じであるもとで容積単位および時間単位当り
により多い量の酢酸ビニルを製造することが可能とされ
る。選択率が高いために反応器から取り出される生成物
混合物は酢酸ビニルの割合が多くそして副生成物、特に
二酸化炭素が少ない。これによって後処理、即ち酢酸ビ
ニルの単離が容易になる。何故ならば、例えば、分離す
べき二酸化炭素の量が僅かでありそしてそれ故に二酸化
炭素の分離に伴い連れ出されるエチレンの損失が僅かに
なるからである。この様に反応原料が節約される。酢酸
ビニルの製造に続く生成物混合物の主たる後処理は例え
ばヨーロッパ特許出願公開(A)第423,658号明
細書に説明されている。
第二の可能性は、酢酸ビニル製造時の反応温度を同じ空
時得率を得ながら下げることを可能とする点である。低
い反応温度は触媒の総可使時間にプラスに作用する。
とする珪酸より成る担体物質を使用して製造する。これ
はSued-Chemie 社のKA−160担体である。実施例1
〜4並びに6〜8では直径7mmの球状物を使用しそし
て実施例5では直径5mmの球状物を使用する。
ル)のK2 PdCl4 および3.36g(0.0089
モル)のKAuCl4 を80mLの脱イオン水に一緒に
溶解する。この溶液を静かに動かしながら131gの担
体物質に完全に適用する。こうして前処理した担体を、
18.31g(0.12モル)の過硼酸ナトリウム・4
水和物(NaBO3 ・4H2 O)を300mLの蒸留水
に溶解した溶液中に導入し、全部の反応混合物を反応が
完結するまで85℃で3.5時間、回転式蒸発器中で1
分当り5回転の回転速度で運動させる。この反応混合物
を約12時間放置し、その後に脱イオン水で塩化物不含
状態まで洗浄する。塩化物を含まないことを、水溶液中
の塩化物イオンを硝酸銀試験法によってチェックする。
次いで100℃で2時間乾燥させる。光電子スペクトル
分析(Photoelectro spectroscopy)によって、生じた貴
金属シェルはこの段階の後で酸化段階+2の金属性の金
およびパラジウムより成ることが判った。次いで希釈し
たエチレン(窒素ガス中5%濃度)で貴金属を完全に還
元する。この目的のためにこのガス混合物を5時間15
0℃で触媒に通す。次いで、75mLの蒸留水に10g
の酢酸カリウムを溶解し、回分的に触媒に添加しそして
これを再度100℃で2時間乾燥する。
び1.92g(0.0051モル)のKAuCl4 を8
0mLの脱イオン水に一緒に溶解する。この溶液を静か
に動かしながら131gの担体物質に完全に適用する。
こうして前処理した担体を、14.92g(0.097
モル)の過硼酸ナトリウム・4水和物(NaBO3 ・4
H2 O)を300mLの蒸留水に溶解した溶液中に導入
し、全部の反応混合物を反応が完結するまで85℃で
3.5時間、回転式蒸発器中で1分当り5回転の回転速
度で運動させる。この反応混合物を約12時間放置し、
その後に脱イオン水で塩化物不含状態まで洗浄する。
う。
よび4.6g(0.0122モル)のKAuCl4 を1
92mLの脱イオン水に一緒に溶解する。この溶液を静
かに動かしながら314.4gの担体物質に完全に適用
する。こうして前処理した担体を、35.8g(0.2
3モル)の過硼酸ナトリウム・4水和物(NaBO3 ・
4H2 O)を720mLの蒸留水に溶解した溶液中に導
入し、全部の反応混合物を反応が完結するまで85℃で
3.5時間、回転式蒸発器中で1分当り5回転の回転速
度で運動させる。この反応混合物を約12時間放置し、
その後に脱イオン水で塩化物不含状態まで洗浄する。
う。
よび8.06g(0.0214モル)のKAuCl4 を
192mLの脱イオン水に一緒に溶解する。この溶液を
静かに動かしながら314.4gの担体物質に完全に適
用する。こうして前処理した担体を、35.8g(0.
23モル)の過硼酸ナトリウム・4水和物(NaBO3
・4H2 O)を720mLの蒸留水に溶解した溶液中に
導入し、全部の反応混合物を反応が完結するまで85℃
で3.5時間、回転式蒸発器中で1分当り5回転の回転
速度で運動させる。この反応混合物を約12時間放置
し、その後に脱イオン水で塩化物不含状態まで洗浄す
る。
う。
び3.36g(0.0081モル)のKAuCl4 を9
0mLの脱イオン水に一緒に溶解する。この溶液を静か
に動かしながら147.5gの担体物質に完全に適用す
る。こうして前処理した担体を、18.31g(0.1
2モル)の過硼酸ナトリウム・4水和物(NaBO3 ・
4H2 O)を300mLの蒸留水に溶解した溶液中に導
入し、全部の反応混合物を反応が完結するまで85℃で
3.5時間、回転式蒸発器中で1分当り5回転の回転速
度で運動させる。この反応混合物を約12時間放置し、
その後に脱イオン水で塩化物不含状態まで洗浄する。
う。
び3.84g(0.0102モル)のKAuCl4 を9
0mLの脱イオン水に一緒に溶解する。この溶液を静か
に動かしながら133.75gの担体物質に完全に適用
する。こうして前処理した担体を、23.85g(0.
16モル)の過硼酸ナトリウム・4水和物(NaBO3
・4H2 O)を300mLの蒸留水に溶解した溶液中に
導入し、全部の反応混合物を反応が完結するまで85℃
で3.5時間、回転式蒸発器中で1分当り5回転の回転
速度で運動させる。この反応混合物を約12時間放置
し、その後に脱イオン水で塩化物不含状態まで洗浄す
る。
う。
び0.96g(0.0025モル)のKAuCl4 を4
0mLの脱イオン水に一緒に溶解する。この溶液を静か
に動かしながら65.5gの担体物質に完全に適用す
る。こうして前処理した担体を、1.89g(0.03
4モル)の過硼酸ナトリウム・4水和物(N aBO3
・4H2 O)を150mLの蒸留水に溶解した溶液中に
導入し、この溶液中で室温で2.5時間、5回転/分の
回転数で運動させる。その後に反応混合物を12時間放
置する。次いで担体をKOH溶液から分離する。この湿
った担体を、18.84g(0.12モル)の過炭酸ナ
トリウムを含有する最初に60℃に加熱された150m
Lの水溶液と接触させる。反応を完結するために反応混
合物を次いで直接的にウオーターバスで85℃に加熱す
る。次いで全部の反応混合物を反応を完結するために8
5℃で3.5時間、回転式蒸発器中で1分当り5回転の
回転速度で運動させる。この反応混合物を約12時間放
置し、その後に脱イオン水で塩化物不含状態まで洗浄す
る。
う。
び0.96g(0.0025モル)のKAuCl4 を4
0mLの脱イオン水に一緒に溶解する。この溶液を静か
に動かしながら65.5gの担体物質に完全に適用す
る。こうして前処理した担体を、1.15g(0.02
9モル)の水酸化ナトリウムおよび9.94gの30%
濃度過酸化水素溶液(0.088モル=2.98gの過
酸化水素に相当する)を150mLの蒸留水に溶解した
溶液中に導入し、反応を完結するために85℃で3.5
時間、回転式蒸発器中で1分当り5回転の回転速度で運
動させる。この反応混合物を約12時間放置し、その後
に脱イオン水で塩化物不含状態まで洗浄する。
う。
び1.92g(0.0051モル)のKAuCl4 を8
7mLの脱イオン水に一緒に溶解する。この溶液を静か
に動かしながら133.75gの担体物質に完全に適用
する。こうして前処理した担体を、19.22g(0.
05モル)の四硼酸ナトリウム・10水和物(Na2 B
4 O7 ・10H2 O)を300mLの蒸留水に溶解した
溶液中に導入し、全部の反応混合物を反応が完結するま
で85℃で3.5時間、回転式蒸発器中で1分当り5回
転の回転速度で運動させる。この反応混合物を約12時
間放置し、その後に脱イオン水で塩化物不含状態まで洗
浄する。
う。
いて試験するために、試験をBerty反応器で実施す
る。結果を表に総括掲載する: 触媒の活性を測定するために、試験するために使用した
Berty反応器のジャケットの中間の温度を約45%
の一定の酸素転化率のもとで記録を録る。一定の酸素転
化率のもとでの低い壁面温度は比較的に高い触媒活性を
意味する。
Claims (14)
- 【請求項1】 気相でエチレン、酢酸および酸素または
酸素含有ガスから酢酸ビニルを製造するめの、パラジウ
ムおよび/またはその化合物、金および/またはその化
合物並びにアルカリ金属化合物が粒子状多孔質担体に担
持された触媒を、 a)担体に可溶性のパラジウム−および金化合物を含浸
させ、 b)可溶性のパラジウム−および金化合物をアルカリ反
応性溶液の添加によって担体上で不溶性のパラジウム−
および金化合物に転化させ、 c)この不溶性のパラジウム−および金化合物を液相ま
たは気相中で還元剤によって担体上で還元し、 d)この担体に少なくとも1種類の可溶性アルカリ金属
化合物を含浸させ、 e)最後にその担体を最高150℃で乾燥させることに
よって製造する方法において、方法段階b)で少なくと
も1種類の過酸化化合物と接触させることを特徴とす
る、上記方法。 - 【請求項2】 過酸化化合物は過硼酸塩、好ましくは過
硼酸ナトリウム、過炭酸塩、好ましくは過炭酸ナトリウ
ム、ペルオキソ二硫酸塩、好ましくはペルオキソ二硫酸
ナトリウムまたは過酸化水素である請求項1に従う方
法。 - 【請求項3】 過酸化化合物を、既にアルカリ性物質、
好ましくはアルカリ金属水酸化物を含有する段階b)の
アルカリ反応性溶液に添加する請求項1または2に記載
の方法。 - 【請求項4】 段階b)においてアルカリ反応性溶液の
他に、過酸化化合物を含有する第二の別の溶液を使用す
る請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項5】 含浸される触媒担体を最初にアルカリ反
応性溶液と接触させ、次いで過酸化化合物の水溶液で処
理する請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項6】 過酸化化合物として過硼酸塩または過炭
酸塩を使用する場合に段階b)で使用されるアルカリ溶
液が過酸化化合物だけを含有する請求項1または2に記
載の方法。 - 【請求項7】 過酸化化合物を含有する溶液を含浸処理
される触媒用担体に添加する前に加熱し、しかも最高9
0℃まで、好ましくは60〜85℃に加熱する請求項1
〜6のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項8】 過酸化化合物を貴金属塩の濃度を基準と
して1〜20倍、好ましくは5〜10倍過剰に使用する
請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項9】 段階c)において担体上の不溶性パラジ
ウム−および金化合物を、液相中で0〜90℃、好まし
くは15〜25℃の温度で還元剤としてのヒドラジン、
蟻酸または水素化硼素アルカリ金属、特に好ましくは水
素化硼素ナトリウムで処理するかまたは気相で40〜2
60℃、好ましくは70〜200℃の温度で還元剤とし
ての水素、エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブチ
レンで処理する請求項1〜8のいずれか一つに記載の方
法。 - 【請求項10】 担体を段階d)でアルカリ金属化合
物、好ましくはアルカリ金属炭酸塩、特に好ましくは酢
酸カリウムの水溶液で含浸処理する請求項1〜9のいず
れか一つに記載の方法。 - 【請求項11】 気相でエチレン、酢酸および酸素また
は酸素含有ガスから酢酸ビニルを製造するめの、パラジ
ウムおよび/またはその化合物、金および/またはその
化合物並びにアルカリ金属化合物が粒子状多孔質担体に
担持されている請求項1〜10のいずれか一つに記載の
方法で得られる触媒。 - 【請求項12】 触媒全重量を基準として0.2〜2.
5重量%、好ましくは0.6〜1.5重量%のパラジウ
ム、0.2〜2.5重量%、好ましくは0.3〜1.0
重量%の金、0.1〜10重量%のアルカリ金属、好ま
しくは1.0〜4.0重量%のアルカリ金属、特にカリ
ウムを含有する、請求項11に記載の触媒。 - 【請求項13】 請求項8または9の触媒の存在下に気
相においてエチレン、酢酸および酸素および/または酸
素含有ガスから酢酸ビニルを製造する方法。 - 【請求項14】 100〜220℃、好ましくは120
〜200℃の温度および0.1〜2.5MPa、好まし
くは0.1〜2MPaの圧力のもとで実施する請求項1
3に記載の方法。
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