JPS58144332A - メタノ−ルの製造法 - Google Patents

メタノ−ルの製造法

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JPS58144332A
JPS58144332A JP57022873A JP2287382A JPS58144332A JP S58144332 A JPS58144332 A JP S58144332A JP 57022873 A JP57022873 A JP 57022873A JP 2287382 A JP2287382 A JP 2287382A JP S58144332 A JPS58144332 A JP S58144332A
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JP
Japan
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ruthenium
iron
methanol
chloride
oxide
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JP57022873A
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English (en)
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JPS616050B2 (ja
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Hirosuke Wada
和田 啓輔
Yoshimitsu Kobayashi
喜光 小林
Yoshinori Hara
善則 原
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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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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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明ir!合成ガスすなわち一酸化炭素と水素との混
合物からメタノールを触媒的に製造する方法に関する。 メタノールは、炭素を骨格とする化学工業薬品を製造す
るための原料として、近年ます1すその存在意義が大き
くなっている。メタノールは大規模工業であるところの
ホルムアルデヒド製造および酢酸製造のための原料とし
て既に使用されていることはよく知られている。また、
酸触媒上におけるメタノール・タラソキングによって、
低級オレフィンあるいはガソリン留分を得ることが可能
なことも広く知らhている事実である。すなわち、メタ
ノールは現在および将来の作字工業にとって、最も重要
な基幹原料の1つであると考えらねる。本発明けこのメ
タソールを一酸化炭素と水素との混合物から触媒   
 的に製造する方法に関する。 一酸化炭素と水素との混合物すなわち合成ガスからメタ
ノールを製造する方法の中で既に工業的に使用されてい
る触媒は、酸化亜鉛−酸什りロミウム触媒系(ドイツ特
許/、、2’t7,7乙2)、酸化銅−酸化坤鉛一酸化
りロミウム(アメリカ喘許3,3..zt、tyst 
)および酸化銅−酸化亜鉛−酸化アルミニウム(イギリ
ス特許/、/jり、03S)等の固体状酸化物触媒であ
る。すなわち、合成ガスからメタノールを製造する方法
としては、近年に至るまでは、卑金属を主体とする触媒
系のみが知られていた。しかし、最近の貴金属触媒に関
する研究の中から、メタノールを製造する触媒系に関し
て、新しb提案がなさhるようになった。特開昭6 +
2−774t06、特開昭56−タタ1361%開昭!
6−タ!732%および特開昭t t −i;t、yo
o3は、固体担体上に担持さねたパラジウム触媒による
メタノール製造法全記述している。また、特開昭! 4
t−¥4t6θ!および特開昭66−?332は、固体
担体上に担持さhた白金触媒によるメタノール製造法を
提案している。更Kまた、特公昭63−/♂696は、
酸化白金を主要成分とするメタノール製造触媒について
記述している。しかしこhら貴金属触媒を使用する工業
的なメタノール製造技術は未だ知らねていない。 固体状酸化物触媒を使用するところの気相反応によって
工業的にメタノールを製造する技術は、それ自身ではか
なり完成の域に近づいている。しかし、メタノールを少
しでも安価に製造しようとする立場からみると、なお幾
つかの克服すべき問題が残っている。 その7つが反応熱の除去の問題である。合成ガスからメ
タノールを合成する過程で莫大な発熱を伴うが、この発
生熱を効果的に除去しないかぎ如け、メタノール製造プ
ラントの運転は困難になる。現在採用さねている効果的
手段は、反応率を抑制することに帰着する。従って現行
の工業的メタノール生産プラントにおける生bk物メタ
ノール濃度は数%の水準であ餐。こねは相当量の合成ガ
スが循環使用されていることに結び付き、従って、ユー
ティリティ費用等の徒らな消費を放置していることにな
る。 反応熱を効果的に除去する他の一つの有効な手段は、反
応系を気相から液相系Kl換することである。このよう
な趣旨を生かした提案はアメリカ特許3.!!♂、!り
6に記述されている。ここには、酸什亜鉛−酸化りロミ
ウムよりなる固体触媒を、炭化水素溶媒中に懸濁させて
反応を実施する方法が示さねている。また液相糸でルテ
ニウム触媒を使用して、合成ガスからメタノールを製造
する方法については、既に幾つかの先例がある。 溶媒中、ルテニウム触媒によって炭素数が/から22に
もおよぶ7級アルコールを製造する方法を記述している
。アメリカ特許へ/θ/、¥jOに示されるロジウム−
ルテニウム共担持触媒を使用すると、合成ガスから酢酸
あるいはエタノールが主に得らhるが、この際若干量の
メタノールも副生じている。アメリカ特許y、/70.
606ではルテニウム−ピリジン錯体によるエチレング
リコール合成法を提案しているが、この場合にもメタノ
ールが副生物として生成することが確認さhている。ル
テニウムとルイス塩基とからなる触媒によるエチレ/グ
リコール合ffi法ヲ記述する特開昭6!−//j♂2
りの実施例IKも、相当量のメタノール副生が観察され
る。特開昭56−100721およびジャーナルオブア
メリカンケミカルソサイアテイ(J、Am、 Che+
n、 Sac、)103、3?J’? (/911)は
グ級アンモニウム塩あるいは9級ホスホニウム塩とルテ
ニウムとの溶融塩混合物を触媒として、合成ガスからエ
チレングリコールを合成する方法を提案するものである
が、この反応系においても多量のメタノールの副生があ
る。%開昭66−/239λ3゛においてはロジウム−
ルテニウム混合系によるエチレングリコール合成法につ
いて記述しているが、この場合もメタノールの副生は顕
著である。ドウルザルチx (A、D+、rluzar
che )らはシ゛Iクスインターナショナル ハイグ
レッンヤー コンファvン、x、 (4th Int、
 High Press Conf、)  73 ?(
792り)およびエルドールコーレ(ErdalKoh
lθ)?λ、 3/3 (/97り)K、ルテニウム触
媒による合成ガスからの含酸素化合吻合/>3zについ
て記述しているが、エチレングリコールと共にメタノー
ルが生成する。ブラッドレイ(J。 S、 Bradlθy)は、ファンダメンタル リサー
チオン ホモジーニアス キャクリンス(Full t
i am 。 Res、Homogen、 Cat、 ) !、 /6
6 (/ヂ29)およびJ、 fi、rn、Chem、
 Soc、、 10/、 7’l/り(/979 )の
中で、ルテニウム触媒によってメタノールが生成物とし
て得らhることを示した。カイム(W、 Keim )
はジャーナルオブキャタリンス(J、 Catalys
is ) 、g/、 、3if?、(i q、ro )
の中でルテニウム触媒によるメタノール、エタノール、
エチレングリコール等の合成について記述している。ト
ムベック(B、 D、 Dombek )はJ、Am。 Chem、Soc、、乙02,6F!j (/りtro
)においてルテニウム触媒による合成ガスからのメタノ
ール等の生成機構について考察している。さらにダロウ
ダ(RlJ、Daroda )  らはルテニウム触媒
による合成ガスの反応で、アセトン、ギ酸メチル、ジメ
チルエーテルと共に、メタノールの生成を観察している
。 以上に記述したところのルテニウム触媒によるメタノー
ルの製造性は各々特徴を持ち、学問的観点からは非常に
興味深いものである。しかし、これを工業的水準で実施
する立場からみれは、触媒活性そね自身がまだまだ充分
ではない。 本発明者等は、以上の事実を考慮し、ルテニウム触媒の
活性を高めるために鋭意研究した結果、■ルテニウム、
■鉄、および■オニウム塩を含有する触媒の存在下に液
相で合成ガスの転化反応を行うと高収率でメタノールが
得らi′することを見出し、本発明に到達し、たもので
ある。 以下、本発明の詳細な説明する。 本発明で使用する原料ガス、すなわち−酸化炭素および
水素源はとくに限定されず、若干量の窒素ガス、二酸化
炭素ガス等の不活性カスを含有するものであってもよh
0水素と一師什炭素との体積比は通常列0〜10/1程
度であり、’15〜シ1程度の範囲が好ましい。 本発明においては、触媒として■ルテニウム、■鉄、お
よび■オニウム塩を含有する触媒のイI在下実施するこ
とが必須である。 ルテニウムとしては、金属ルテニウムでもルテニウム化
合物でもよい。ルテニウム化合噛、としては酸化物、水
酸化物、無機酸塩、flli後酸塩あるいは錯化合物等
が挙げられる。具体的6yけ、ロルテニウム酸ナトリウ
ム、ペンタカルボニルルテニウム、テトラカルボニルル
テニウム酸ジナトリウム、シクロペンタジェニルジヵル
ボニルポニルトリルテニウム、テトラヒドリドブ力カル
ホ′ニルテうラルテニウム等である。 ルテニウムの使用量は、反応溶液中の濃度として、反応
溶液/lあたり、ルテニウム原子とし、て通常θ、00
0 /〜10θモル、好1しくけ0.00 /〜10モ
ルである。 鉄成分としては金属鉄でも鉄化合物でもよい。 鉄化合物としては、酸化物、水酸化物、無機酸塩、有機
酸塩、あるいは錯化合物等が挙げられる。具体的には、
例えば、酸化鉄、水酸什鉄、地化鉄、酢酸鉄、アセチル
アセトン鉄、ペンタ鉄の使用量は、鉄原子とし、てルテ
ニウム原子1モルあたり通常0.05〜50モル、好ま
し、<は0.7〜70モルである。 ルテニウムおよび鉄としては、カルボニル仕合物が好ま
しいが、反応系でカルボニル仕合物となればよく、添加
時にけこhに限らねない。 オニウム塩としては、アルカリ金属化合物、アルカリ土
類金属化合物、ダ級ホヌホニウム仕合物、イミニウム化
合物、グ級アンモニウム化合物等が挙げらねる。陰イオ
ン成分の塩として例示すれは、ハロゲン塩、スルホン酸
塩、違FM素酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ケイILホウ酸
塩、置換ホウ酸塩等の無機酸塩、カルボン酸塩等の有機
酸塩が挙げられる。 具体的には次のようなものが挙げら力る。[611えば
塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化ルビジウム、塩化
セシウム、ヨウ化カリウム、ンユウ化リチウム、過塩素
酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、酢酸ナ
トリウム、酢酸カリウム等のアルカリ金属化合物、塩化
カル/ルホスホニウムブロマイド、テトラプチルホスホ
ニウムイオダイド、テトラフェニルホヌホニ。 ラムトリフルオロメタンスルホン酸塩、ヘプチルトリフ
ェニルホスホニウム酢酸塩等のy級ホスホニウム化合物
、ビス(トリフェニルホスフィン)イミニウムクロライ
ド、ビス(トリフェニルホスフィン)イミニウムクロラ
イド等のイミニウム化合物、テトラブチルアンモニウム
テトラフェニルホウ酸塩、テトラフェニルアンモニウム
クロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライ
ド ロマイド ダイド等のダ級アンモニウム化合物等である。 中でも・・ロゲン化合物がとくに好ましい。 オニウム塩の使用量はルテニウム/モルあたり通常θ.
/〜10θ<)モ
【し、好ましくはθ.−t〜/θ0モ
ルの範囲で使用する。 反応溶媒としては以下のようなものを使用すエチルケト
ン、アセトフェノン等のケトン力】、メタノール、エタ
ノール、n−ブタノール等のアルコール類、アセトニト
リル、ベンゾニトリル等のニトリル類、ベンゼン、トル
エン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類
、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素M
、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン等の
塩素化合物、酢酸ブチル、ブロヒオン酸エチル、安息香
酸メチル、r−ブナロラクトン、ε−カプロラクトン等
のエステル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−
ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N,N
’−ジメチルイミダゾリトン、テトラメーチル尿素等の
アミド、尿素類、ジメチルカーボネート、工万しンカー
ボネート等の炭酸エステル類、ジメチルスルホン、テト
ラメチレンスルホン等のスルホン類、等である〇 以上の溶媒の中でも、エステルとくにラクトン類、アミ
ドとくにラクタム類、尿素類、炭酸エステル類、スルホ
ン類等の極性有機溶媒が好ましい。 、2jtO℃である。反応圧力はsokg/crA以上
であるが、通常iro〜60θ’C9 / r:a程度
で実施される。 以下,本発明を実施例によって更に詳細vcH明するが
.本発明は以下の実施例の内容に限定されるものではな
い。 実施例/ 内容積3!rcf.のハステロイC製オートクレーブに
、ドデカカルボニルトリルアー ラムRu3(co)、
□θ.θ33j′mmO1、ドデカカルボニル玉銑Fe
3(す′))1θ,/ 33 mrnol,塩什リチウ
ム、2J O m m(・]および]Nーメチルピロリ
ドン10を仕込み、さらに−酸化炭素と水素との等容混
合ガスを.?00/C9 / mまで充填した。オート
クレーブの温度を24tOt1′まで上げたときの圧力
の初期値は約り!6に9/,17であった。そのまま2
時間の反花を継続した後、オートクレーブを冷却し、内
容物を取9出してガスクロマトグラフィーによって分析
した結果、空時収率/ / 0.’/ mol/r−n
t.(41+1Ru・brのメタノールと空時収率0 
、 9 ’l nlo 1/!7−LttllllRu
 、 hrのエチレングリコールが生成していることが
確認された。 旺較例/ ドデカカルボニル玉銑を使用しなかったほかは実施例/
と全く同様の内容物を仕込み、同(〉)ノ操作を行った
結果は、j3,1モル/ターユtomRt+・hrのメ
タノールと2.Y2mQ’l/?−atcm Rニーh
tのエチレングリコールが生成した。 実施例コ 塩化リチウムを使用するかわシに、ビス(トリフェニル
ホスフィン)イミニウムクロライトコ、4tmmolを
使用したほかは実施例/と全く同様の内容物を仕込み、
同様の操作を行った結果け/θ6j m(11/f−a
tom Ru−hrのメタノールと3.3.2モル/タ
ーatomRu−hrのエチレングリコールが生成した
。 比較例コ ドデカカルボニル玉銑を使用しなかったほかは実施例コ
と全く同様の内容物を仕込み、同様の操作を行った結果
は、29.ンn+ol/9−atomRu・hrのメタ
ノールと2.2りmol/r−atem Ru−hrの
エチレングリコールが生成した。 −ほかは実施例1と全く同様の内容物を仕込み、同様の
操作を行った結果は!7.4tmol/f−atomR
u、hrのメタノールとθ、7.21r mol/f−
atomRu、hrのエチレングリコールが生成した。 実施例ダ ドデカカルボニル玉銑を0.03 J’ j m mo
lだけ実施例! ドデカカルボニル玉銑をθ、J46111mO1だけ使
用し、たほかは実施例/と全く同様の内容物を仕込み、
同様の操作を行った結果け10ど、3mol/9−at
om Ru−hrのメタノールと痕跡量のエチレングリ
コールが生成した。 実施例6 塩化リチウムを使用するかわりに、テトラ−n−ブチル
ホスホニウムブロマイド−Jmn+olを使用したほか
は実施例/と全く同様の内容物た。 実施例7 塩化リチウムを使用するかわりにヨウ化カリルが生成し
た。 実施例! 塩化リチウムの使用量を¥、Ommolとしたほかは実
施例/と全く同様の内容物を仕込み、同様の操作を行っ
た結果、り♂、W mol/li’−atom Ru・
hrのメタノールと痕跡量のエチレングリコールの生成
が確認さf″した。 実施例り 塩化リチウムの代りに塩化マグネシラムコ、¥mmol
を使用したほかは実施例/と全く同様の反応を行った結
果、/ L3 tnol/f−atom Ru−hrの
メタノールが生成した。 実施例/θ N−メチルピロリドンの代りK N、N’−ジメチルイ
ミダゾリトン10−を溶媒とし、て使用したほかは実施
例/と全く同様の反応を行った結果、/θ≦、3mo 
1/タ−atom Ru、hrのメタノールが生成し、
た。 出  願  人 工業技術院長 石 坂 誠 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ルテニウム、鉄およびオニウム塩を含有する
    触媒の存在下、液相で一酸化炭素および水素を反応させ
    ることを特徴とするメタノールの製造法
JP57022873A 1982-02-17 1982-02-17 メタノ−ルの製造法 Granted JPS58144332A (ja)

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JP57022873A JPS58144332A (ja) 1982-02-17 1982-02-17 メタノ−ルの製造法

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JP57022873A JPS58144332A (ja) 1982-02-17 1982-02-17 メタノ−ルの製造法

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JPS616050B2 JPS616050B2 (ja) 1986-02-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5439868A (en) * 1991-10-31 1995-08-08 Hitachi Zosen Corporation Absorbents for removing low-concentration nitrogen oxides

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5439868A (en) * 1991-10-31 1995-08-08 Hitachi Zosen Corporation Absorbents for removing low-concentration nitrogen oxides
US5612276A (en) * 1991-10-31 1997-03-18 Hitachi Zosen Corporation Adsorbents for removing low-concentration nitrogen oxides

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