JPS5823632A - 有機化合物の製造方法 - Google Patents
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水素と一酸化炭素の混合物から有機化合物を
製造する2段階法に関する。
製造する2段階法に関する。
有機化合物、たとえば芳香族炭化水素、パラフィン系炭
化水素および酸素含有化合物、特にメタノール、エタノ
ールおよびジメチルエーテルは、H2/CO混合物の接
触変換により得られる。
化水素および酸素含有化合物、特にメタノール、エタノ
ールおよびジメチルエーテルは、H2/CO混合物の接
触変換により得られる。
たとえば芳香族炭化水素は、次のようにして得ることが
できる:2よシ小さなH2/COモル比を有するH2/
CO混合物を、H,/Co混合物を非環式炭化水素およ
び/または非環式酸素含有有機化合物に変換させる接触
活性を有する7種またはそれ以上の金属成分と、非環式
炭化水素および非環式酸素含有有機化合物を芳香族炭化
水素に変換させるのを触媒することのできる結晶性金属
珪酸塩とを含んでなる二官能価触媒配合物と接触させる
ようにし、この際、H2/CO混合物が/、夕より低い
H2/COモル比を有するとき、H2/ ’co混合物
を非環式炭化水素および/または非環式酸素含有有機化
合物に変換させる触媒活性を有する7種またはそれ以上
の金属成分と、CO−シフト活性を有する7種またはそ
れ以上の金属成分と、前記の結晶性金属珪酸塩とを含ん
でなる三官能価触媒配合物を用いる。研究の結果この方
法はこの欠点があることが判った。まず第1に、実際受
は入れられる空間速度を用いると、H2/CO混合物の
変換が求められる。さらに、この方法は、/分子中に多
くて7.2個の炭素原子を有する炭化水素から実質的に
なる生成物を生ずるが、/分子中に7.2個よシ多い原
子を有する非常に少量部の炭化水素も生ずる。
できる:2よシ小さなH2/COモル比を有するH2/
CO混合物を、H,/Co混合物を非環式炭化水素およ
び/または非環式酸素含有有機化合物に変換させる接触
活性を有する7種またはそれ以上の金属成分と、非環式
炭化水素および非環式酸素含有有機化合物を芳香族炭化
水素に変換させるのを触媒することのできる結晶性金属
珪酸塩とを含んでなる二官能価触媒配合物と接触させる
ようにし、この際、H2/CO混合物が/、夕より低い
H2/COモル比を有するとき、H2/ ’co混合物
を非環式炭化水素および/または非環式酸素含有有機化
合物に変換させる触媒活性を有する7種またはそれ以上
の金属成分と、CO−シフト活性を有する7種またはそ
れ以上の金属成分と、前記の結晶性金属珪酸塩とを含ん
でなる三官能価触媒配合物を用いる。研究の結果この方
法はこの欠点があることが判った。まず第1に、実際受
は入れられる空間速度を用いると、H2/CO混合物の
変換が求められる。さらに、この方法は、/分子中に多
くて7.2個の炭素原子を有する炭化水素から実質的に
なる生成物を生ずるが、/分子中に7.2個よシ多い原
子を有する非常に少量部の炭化水素も生ずる。
この方法の前記の2つの欠点は、次のようにして克服で
きることが明らかとなった:プロセスの反応生成物に存
在する一酸化炭素と水素とを、所望の場合には、この反
応生成物の他の成分と共に、H2/CO混合物をパラフ
ィン系炭化水素に変換させる活性を有する7種またはそ
れ以上の金属成分を含む触媒と第2のプロセス段階で接
触させ、この金属成分は、コバルト、ニッケルおよびル
テニウムからなるグループから選択されるものとし、第
2段階への供給材料が、H2/COモル比/、75〜,
2..23を有するようにする。このようにして達成さ
れることは、実際に受は入れられる空間速度で、かなシ
高いH2/CO混合物の変換率が得られるばかシでなく
、反応生成物のかなシの割合が、は、第2段階への供給
材料に存在するCOを可能な限シ多く、パラフィン系炭
化水素に変換することである。この目的のだめに、第2
段階に対する供給材料のH2/COモル比は、7.73
〜.2.2!;であるべきである。ある場合には、たと
えば高いH2/COモル比のH2/CO混合物がゾロセ
スに対し入手(7) できるとき、第7段階は、H2/COモル比/、75〜
2.2夕を有する反応生成物であって、さらに処理を必
要としないで第λ段階の供給材料として用いるのに適す
る反応生成物を生じ得る。しかしながら、多くの場合、
第1段階は、’/、 7 Gよシ堺いH2/COモル比
の生成物を生じることになり、第2段階で触媒と接触さ
せられる供給材料が、所望のH2/COモル比/、 7
j −,2,2!;を有することを確実にする特別々
手段がとられねばならない。
きることが明らかとなった:プロセスの反応生成物に存
在する一酸化炭素と水素とを、所望の場合には、この反
応生成物の他の成分と共に、H2/CO混合物をパラフ
ィン系炭化水素に変換させる活性を有する7種またはそ
れ以上の金属成分を含む触媒と第2のプロセス段階で接
触させ、この金属成分は、コバルト、ニッケルおよびル
テニウムからなるグループから選択されるものとし、第
2段階への供給材料が、H2/COモル比/、75〜,
2..23を有するようにする。このようにして達成さ
れることは、実際に受は入れられる空間速度で、かなシ
高いH2/CO混合物の変換率が得られるばかシでなく
、反応生成物のかなシの割合が、は、第2段階への供給
材料に存在するCOを可能な限シ多く、パラフィン系炭
化水素に変換することである。この目的のだめに、第2
段階に対する供給材料のH2/COモル比は、7.73
〜.2.2!;であるべきである。ある場合には、たと
えば高いH2/COモル比のH2/CO混合物がゾロセ
スに対し入手(7) できるとき、第7段階は、H2/COモル比/、75〜
2.2夕を有する反応生成物であって、さらに処理を必
要としないで第λ段階の供給材料として用いるのに適す
る反応生成物を生じ得る。しかしながら、多くの場合、
第1段階は、’/、 7 Gよシ堺いH2/COモル比
の生成物を生じることになり、第2段階で触媒と接触さ
せられる供給材料が、所望のH2/COモル比/、 7
j −,2,2!;を有することを確実にする特別々
手段がとられねばならない。
この目的に適するであろう6つの手段を調べてみた。調
べた手段は次の如くである: /)第1段階に対する供給材料に対し水を加えることが
でき、前記した三官能価触媒配合物が第1段階で用いる
ことができる。三官能価触媒配合物のCO−シフト活性
の影響下で、加えた水が、供給材料からのCOと反応し
てH2/CO2混合物をつくる。この手段は、触媒配合
物の活性が、加えた水の存在と、生ずる二酸化炭素の存
在の両方により悪影響を受ける欠点を有する。
べた手段は次の如くである: /)第1段階に対する供給材料に対し水を加えることが
でき、前記した三官能価触媒配合物が第1段階で用いる
ことができる。三官能価触媒配合物のCO−シフト活性
の影響下で、加えた水が、供給材料からのCOと反応し
てH2/CO2混合物をつくる。この手段は、触媒配合
物の活性が、加えた水の存在と、生ずる二酸化炭素の存
在の両方により悪影響を受ける欠点を有する。
(10)
2)第1段階に対する供給材料を水と共に、別個の反応
器でCO−シフトを受けるようにする。
器でCO−シフトを受けるようにする。
CO−シフトは、平衡反応であるので、反応生成物は、
未変換水を含むことになる。さらに、反応生成物は、生
ずる二酸化炭素を含むことになる。第1の手段で述べた
ように、水と二酸化炭素は、第1段階の触媒配合物の活
性に悪影響を有している。費用がかかる点から、Co−
シフト反応生成物から水と二酸化炭素を除くことが工業
的規模で用いるのに不適であることから、この第2の手
段は、第1の手段の場合と同じ欠点を有する。
未変換水を含むことになる。さらに、反応生成物は、生
ずる二酸化炭素を含むことになる。第1の手段で述べた
ように、水と二酸化炭素は、第1段階の触媒配合物の活
性に悪影響を有している。費用がかかる点から、Co−
シフト反応生成物から水と二酸化炭素を除くことが工業
的規模で用いるのに不適であることから、この第2の手
段は、第1の手段の場合と同じ欠点を有する。
3)低H2/COモル比を有する第2段階のための供給
材料から、所望のH2/COモル比が達成されるように
COを分離することができる。
材料から、所望のH2/COモル比が達成されるように
COを分離することができる。
第λ段階のだめの供給材料からCOを分離させ゛る費用
の高いことから、この手段は、工業的規模で用いるには
不適である。
の高いことから、この手段は、工業的規模で用いるには
不適である。
t)低H2/COモル比を有する第2段階のための供給
材料に対し、H2を加えて所望のH2/c。
材料に対し、H2を加えて所望のH2/c。
モル比を達成することができる。必要とされる水素は、
プロセス中でつくられないので、水素は、外部からプロ
セスに加えられねばならず、このことは費用のかかる問
題でアシ、したがって、工業規模で用いるには適さない
。
プロセス中でつくられないので、水素は、外部からプロ
セスに加えられねばならず、このことは費用のかかる問
題でアシ、したがって、工業規模で用いるには適さない
。
j)第λ段階のだめの供給材料に水を加えることができ
、そして第λ段階では、H2/CO混合物のパラフィン
系炭化水素への接触活性を有する金属成分に加えて、C
O−シフト活性を有する7種またはそれ以上の金属成分
を含む二官能価触媒配合物を用いることができる。
、そして第λ段階では、H2/CO混合物のパラフィン
系炭化水素への接触活性を有する金属成分に加えて、C
O−シフト活性を有する7種またはそれ以上の金属成分
を含む二官能価触媒配合物を用いることができる。
第λ段階で用いられる二官能価触媒配合物は、2つの別
個の触媒(便宜上、触媒AおよびBとする)から通常構
成される。触媒Aは、Co−1Ni−またはRu−含有
触媒であシ、触媒Bは、CO−シフト触媒である。第2
株階で二官能価触媒配合物を用いるためには、次のμつ
の具体的な点が考慮されよう。
個の触媒(便宜上、触媒AおよびBとする)から通常構
成される。触媒Aは、Co−1Ni−またはRu−含有
触媒であシ、触媒Bは、CO−シフト触媒である。第2
株階で二官能価触媒配合物を用いるためには、次のμつ
の具体的な点が考慮されよう。
ja)触媒AとBの物理的な混合物を含む反応器内で第
2段階を行うこと。
2段階を行うこと。
tb) 触媒Bの層とこれに後続させた触媒Aの層と
からなシ、両触媒を同じ温度で用いるようにした固定触
媒床を含んでなる反応器で第2段階を行う。
からなシ、両触媒を同じ温度で用いるようにした固定触
媒床を含んでなる反応器で第2段階を行う。
tc)触媒Bが、触媒Aよシも高い温度で用いられる点
を別にして、前記tb)に記載した手順に実質的に対応
する手順。
を別にして、前記tb)に記載した手順に実質的に対応
する手順。
!;d) 2つの別個の反応器で第λ段階を行い、第
7の反応器が、触媒Bを含み、第2の反応器が、触媒A
を含み、第1の反応器で用いられる温度が第2の反応器
で用いられる温度よ如高くする。
7の反応器が、触媒Bを含み、第2の反応器が、触媒A
を含み、第1の反応器で用いられる温度が第2の反応器
で用いられる温度よ如高くする。
これらの具体的な点のそれぞれは、欠点を有し、これら
は、使用されるべきCO−シフト触媒の種類と関係する
。活性となる温度に基づき、CO−シフト触媒は、2つ
の群に分けることができる:すなわち、′高温度CO−
シフト触媒(約325〜500℃の温度で活性)”と、
゛低温度CO−シフト触媒(約77j〜2よ0℃の温度
で活性)#。低温度CO−シ(/3) フト触媒は、既に高H2/COモル比を有するH2/C
O混合物に用いるのに特に適し、なぜなら、この場合は
、低変換率が、目的を達成するのに十分だからである。
は、使用されるべきCO−シフト触媒の種類と関係する
。活性となる温度に基づき、CO−シフト触媒は、2つ
の群に分けることができる:すなわち、′高温度CO−
シフト触媒(約325〜500℃の温度で活性)”と、
゛低温度CO−シフト触媒(約77j〜2よ0℃の温度
で活性)#。低温度CO−シ(/3) フト触媒は、既に高H2/COモル比を有するH2/C
O混合物に用いるのに特に適し、なぜなら、この場合は
、低変換率が、目的を達成するのに十分だからである。
このようなH2/CO混合物は、低H2/COモル比を
有するH2/CO混合物が高温度CO−シフトを受ける
ようにして非常に都合よく得られる。(プロセスの第λ
段階のだめの供給材料の場合に記載したように)低H2
/COモル比を有するH2/CO混合物の場合に高い変
換率を得るために、低温度CO−シフト触媒は、非常に
適さない:その理由は所望の高い変換レベルでは、触媒
が急速に不活性化されるためであシ、また用いる低温度
では、低水素H2/CO混合物からメタノールを形成す
るからである。低水素H2/CO混合物に用いたとき高
温度CO−シフト触媒は、急速な不活性化を受けること
なしに高い変換率を与え、そして使用高温度で、メタノ
ールの形成へ向う傾向を示さない。プロセスの第2段階
で触媒Aが用いられる温度が、(/≠) 323℃より低くあるべきなので、二官能価触媒配合物
が前記ja)およびtb)に記載したように用いられる
とき、低温度CO−シフト触媒が、触媒Bとして好適で
ある。前記したように、このことは、急速な不活性化お
よび望ましくないメタノールの形成の観点から重大な欠
点を有する。前記の5c)およびjd)に記述した具体
的な点は、触媒Bとして高温度CO−シフト触媒を用い
る可能性を提供するが、これは、第1段階からの反応生
成物の分解に関連するもう7つの欠点を有する。この生
成物は、通常、ある割合の低級オレフィンを含んでいる
。第1段階の反応生成物からのこれら低級オレフィンの
分離は、かかる高い費用の点で工業規模で用いることは
考えられない。
有するH2/CO混合物が高温度CO−シフトを受ける
ようにして非常に都合よく得られる。(プロセスの第λ
段階のだめの供給材料の場合に記載したように)低H2
/COモル比を有するH2/CO混合物の場合に高い変
換率を得るために、低温度CO−シフト触媒は、非常に
適さない:その理由は所望の高い変換レベルでは、触媒
が急速に不活性化されるためであシ、また用いる低温度
では、低水素H2/CO混合物からメタノールを形成す
るからである。低水素H2/CO混合物に用いたとき高
温度CO−シフト触媒は、急速な不活性化を受けること
なしに高い変換率を与え、そして使用高温度で、メタノ
ールの形成へ向う傾向を示さない。プロセスの第2段階
で触媒Aが用いられる温度が、(/≠) 323℃より低くあるべきなので、二官能価触媒配合物
が前記ja)およびtb)に記載したように用いられる
とき、低温度CO−シフト触媒が、触媒Bとして好適で
ある。前記したように、このことは、急速な不活性化お
よび望ましくないメタノールの形成の観点から重大な欠
点を有する。前記の5c)およびjd)に記述した具体
的な点は、触媒Bとして高温度CO−シフト触媒を用い
る可能性を提供するが、これは、第1段階からの反応生
成物の分解に関連するもう7つの欠点を有する。この生
成物は、通常、ある割合の低級オレフィンを含んでいる
。第1段階の反応生成物からのこれら低級オレフィンの
分離は、かかる高い費用の点で工業規模で用いることは
考えられない。
このことは、第2段階に対する供給材料が、水素と一酸
化炭素に加えて、一般に低級オレフィンを含み得ること
を意味する。これらの低級オレフィンは、高温度CO−
シフト触媒の急速な不活性化をもたらす。
化炭素に加えて、一般に低級オレフィンを含み得ること
を意味する。これらの低級オレフィンは、高温度CO−
シフト触媒の急速な不活性化をもたらす。
乙)低H2/COモル比を有する第2段階のだめの供給
材料に、水素に富んだH2/CO混合物を加えて、所望
のH2/COモル比を達成することができる。前記≠)
に記載した手段に関係づけられるこの手段は、所望の水
素に富んだH2/CO混合物が、プロセスでつくられな
く、外部からプロセスに供給されねばならないので、表
面上工業的規模で用いるには適さないようにみえる。し
かしながら、良好な状況は、λ段階法では、低水素H2
/CO混合物が、第1段階に対する供給材料として入手
し得る事実にちる。この低水素H2/CO混合物の一部
を分離させ、CO−シフトを受けるようにすることによ
シ、高上276Oモル比を有する反応生成物が、容易に
製造され得る。水素と一酸化炭素に加えて、この反応生
成物は、未変換の水と生成した二酸化炭素を含むことに
なる。
材料に、水素に富んだH2/CO混合物を加えて、所望
のH2/COモル比を達成することができる。前記≠)
に記載した手段に関係づけられるこの手段は、所望の水
素に富んだH2/CO混合物が、プロセスでつくられな
く、外部からプロセスに供給されねばならないので、表
面上工業的規模で用いるには適さないようにみえる。し
かしながら、良好な状況は、λ段階法では、低水素H2
/CO混合物が、第1段階に対する供給材料として入手
し得る事実にちる。この低水素H2/CO混合物の一部
を分離させ、CO−シフトを受けるようにすることによ
シ、高上276Oモル比を有する反応生成物が、容易に
製造され得る。水素と一酸化炭素に加えて、この反応生
成物は、未変換の水と生成した二酸化炭素を含むことに
なる。
第1段階の触媒配合物の活性とは対照的に、ゾロセスの
第2段階で用いられる触媒の活性は、供給材料中の二酸
化炭素および水の存在対する混合成分として用いられ得
る。低水素H2/CO混合物への低温度CO−シフトの
適用に関連して前記りで記述した欠点の観点から、高温
度CO−シフトだけが、目的に合う。本発明は、前記の
ス段階法の第1段階のための供給材料から分離させた低
水素H2/CO混合物に、32.!;℃よシ高い温度で
CO−シフトを適用すること、およびノロセスの第2段
階のための供給材料に対する混合成分として得た水素に
富んだH2/CO混合物の使用に関する。
第2段階で用いられる触媒の活性は、供給材料中の二酸
化炭素および水の存在対する混合成分として用いられ得
る。低水素H2/CO混合物への低温度CO−シフトの
適用に関連して前記りで記述した欠点の観点から、高温
度CO−シフトだけが、目的に合う。本発明は、前記の
ス段階法の第1段階のための供給材料から分離させた低
水素H2/CO混合物に、32.!;℃よシ高い温度で
CO−シフトを適用すること、およびノロセスの第2段
階のための供給材料に対する混合成分として得た水素に
富んだH2/CO混合物の使用に関する。
前記したようにH2/CO混合物の接触変換は、芳香族
炭化水素の製造はかシではなく、パラフィン系炭化水素
および酸素含有有機化合物の製造にも用いることができ
る。
炭化水素の製造はかシではなく、パラフィン系炭化水素
および酸素含有有機化合物の製造にも用いることができ
る。
たとえば、−・やラフイン系炭化水素は、H2/CO混
合物を実質的に・ぐラフイン系炭化水素に変換する活性
に加えて、CO−シフト活性を有する鉄含有二官能価触
媒または触媒配合物に、ユ0よシ小さく/7) なモル比を有するH2/CO混合物を、接触させるとと
によシ製造され得る。この方法を調べたところ、高い空
間速度の使用は、難点を提起することd:IJった。こ
の方法を、/、Oよシ小さなH2/COモル比を有する
H2/CO混合物の変換に用いると、二官能価触媒また
は触媒配合物の安定性カニ望まれることになる。この方
法が、/、Oないし2.0のH2/COモル比を有する
H2/CO混合物の変換に用いられると、得られる変換
率は低い。
合物を実質的に・ぐラフイン系炭化水素に変換する活性
に加えて、CO−シフト活性を有する鉄含有二官能価触
媒または触媒配合物に、ユ0よシ小さく/7) なモル比を有するH2/CO混合物を、接触させるとと
によシ製造され得る。この方法を調べたところ、高い空
間速度の使用は、難点を提起することd:IJった。こ
の方法を、/、Oよシ小さなH2/COモル比を有する
H2/CO混合物の変換に用いると、二官能価触媒また
は触媒配合物の安定性カニ望まれることになる。この方
法が、/、Oないし2.0のH2/COモル比を有する
H2/CO混合物の変換に用いられると、得られる変換
率は低い。
酸素含有有機化合物は、たとえば、H2/CO混合物を
酸素含有有機化合物に変換する接触活性を有する7種ま
だはそれ以上の金属成分を含んでいる触媒に、ノ、0よ
シ低いH2/COモル比を有する1(/Co混合物を接
触させることにより製造され得る。これらの反応の欠点
は、反応が、熱力学的に高度に制限されるということで
あり、しだ力(つて、H2/CO混合物のかなりの部分
力玉変換されない。高い空間速度を用いるに従い、得ら
れる変換率は低い。
酸素含有有機化合物に変換する接触活性を有する7種ま
だはそれ以上の金属成分を含んでいる触媒に、ノ、0よ
シ低いH2/COモル比を有する1(/Co混合物を接
触させることにより製造され得る。これらの反応の欠点
は、反応が、熱力学的に高度に制限されるということで
あり、しだ力(つて、H2/CO混合物のかなりの部分
力玉変換されない。高い空間速度を用いるに従い、得ら
れる変換率は低い。
2、0よシ低いH2/COモル比を有するH2/CO(
7g) 混合物から出発する・ぐラフイン系炭化水素および酸素
含有有機化合物の製造に付随する前記の欠点、およびこ
のような供給材料からの芳香族炭化水素の製造に付随す
る欠点は、プロセスの反応生成物に存在する水素および
一酸化炭素を、任意にはこを有する7種またはそれ以上
の金属成分を含む触媒と接触させ、この際、この金属成
分が、コバルト、ニッケル、およびルテニウムからなる
群から得られるものとし、第1段階での供給材料が、・
7.75〜!、2jのH2/COモル比を有するように
することによシ克服される。芳香族炭化水素の製造の場
合のように、!、0よシ小さ’/z H2/ Coモル
比を有するH2/CO混合物からの酸素含有有機化合物
および・ぐラフイン系炭化水素の製造は、7.7タより
も低いモル比を有する第1段階からの生成物をもたらす
。これらの場合も、第2段階のだめの供給材料のH2/
COモルkを上げるため、水素に富んだH2/CO混合
物が、混合成分として都合よく用いられ得、とのH2/
CO混合物は、2段階法の第1段階のための供給材料か
ら分離された低水素H2/CO混合物を32!;’Cよ
り高い温度でco−シフトにかけることにより得られた
ものとする。
7g) 混合物から出発する・ぐラフイン系炭化水素および酸素
含有有機化合物の製造に付随する前記の欠点、およびこ
のような供給材料からの芳香族炭化水素の製造に付随す
る欠点は、プロセスの反応生成物に存在する水素および
一酸化炭素を、任意にはこを有する7種またはそれ以上
の金属成分を含む触媒と接触させ、この際、この金属成
分が、コバルト、ニッケル、およびルテニウムからなる
群から得られるものとし、第1段階での供給材料が、・
7.75〜!、2jのH2/COモル比を有するように
することによシ克服される。芳香族炭化水素の製造の場
合のように、!、0よシ小さ’/z H2/ Coモル
比を有するH2/CO混合物からの酸素含有有機化合物
および・ぐラフイン系炭化水素の製造は、7.7タより
も低いモル比を有する第1段階からの生成物をもたらす
。これらの場合も、第2段階のだめの供給材料のH2/
COモルkを上げるため、水素に富んだH2/CO混合
物が、混合成分として都合よく用いられ得、とのH2/
CO混合物は、2段階法の第1段階のための供給材料か
ら分離された低水素H2/CO混合物を32!;’Cよ
り高い温度でco−シフトにかけることにより得られた
ものとする。
本発明に従う手段は、/、7!;より低いH2/COモ
ル比を第1段階からの反応生成物が有する場合、および
少なくとも/、 73 (たとえば/、K)のH2/C
Oモル比を第1段階からの反応生成物を既に有する場合
、の両者に用いられ得るが、第λ段階のだめの供給材料
がよシ高いH2/COモル比(たとえば2.7)を有す
ることが望ましい。
ル比を第1段階からの反応生成物が有する場合、および
少なくとも/、 73 (たとえば/、K)のH2/C
Oモル比を第1段階からの反応生成物を既に有する場合
、の両者に用いられ得るが、第λ段階のだめの供給材料
がよシ高いH2/COモル比(たとえば2.7)を有す
ることが望ましい。
したがって、本発明は、水素と一酸化炭素の混合物から
λ段階で有機化合物を製造する方法において、!、θ未
満のH2/COモル比を有するH2/CO混合物を同一
の組成のλつの部分AとBとに分け、炭化水素および/
または酸素含有有機化合物にH2/Co混合物を変換さ
せる接触活性を有する7種またはそれ以上の金−成分を
含んでなる触媒との接触によシ第1段階で部分Aを、H
2/COモル比(R1)が2.25よシ低い水素と一酸
化炭素を含む反応混合物に変換させ、部分Bを水と一緒
に32!℃より高い温度で、co−シフト活性を有する
触媒と接触させることにより、部分BのH2/coモル
比をR1よシ高くかつA7jよりも高い値R2に上げ、
部分Aから得た反応生成物に存在する水素および一酸化
炭素を、所望外らとの反応生成物からの他の成分と共に
、部分Bから得た反応生成物と混合してH2/COモル
比/、 7 t〜!、2jを有する混合物を得、このよ
うにして得た混合物を、H2/c。
λ段階で有機化合物を製造する方法において、!、θ未
満のH2/COモル比を有するH2/CO混合物を同一
の組成のλつの部分AとBとに分け、炭化水素および/
または酸素含有有機化合物にH2/Co混合物を変換さ
せる接触活性を有する7種またはそれ以上の金−成分を
含んでなる触媒との接触によシ第1段階で部分Aを、H
2/COモル比(R1)が2.25よシ低い水素と一酸
化炭素を含む反応混合物に変換させ、部分Bを水と一緒
に32!℃より高い温度で、co−シフト活性を有する
触媒と接触させることにより、部分BのH2/coモル
比をR1よシ高くかつA7jよりも高い値R2に上げ、
部分Aから得た反応生成物に存在する水素および一酸化
炭素を、所望外らとの反応生成物からの他の成分と共に
、部分Bから得た反応生成物と混合してH2/COモル
比/、 7 t〜!、2jを有する混合物を得、このよ
うにして得た混合物を、H2/c。
混合物をパラフィン系炭化水素に変換させる活性を有す
る金属成分であってコバルト、ニッケルおよびルテニウ
ムからなる群から選択された7種まだはそれ以上の金属
成分を含む触媒と第2段階で接触させることを特徴とす
る前記方法に関する。
る金属成分であってコバルト、ニッケルおよびルテニウ
ムからなる群から選択された7種まだはそれ以上の金属
成分を含む触媒と第2段階で接触させることを特徴とす
る前記方法に関する。
本発明に従う方法では、有機化合物が、2.0より低い
H2/COモル比を有するH2/co混合物から出発し
て得られる。このようなH2/co混合物は、炭質材料
の蒸気気体化(steam gasification
)によシ非常に都合よく得られる。このような材料の例
は、褐炭、無煙炭、コークス、原鉱油(crude(,
2/) mineral oil )およびその留分、さらには
ビチューメンシェールおよびタールサンドよシ得られる
油である。蒸気気化は、温度900〜/夕00℃、圧カ
フ0〜700パールで好ましく行われる。本発明に従う
方法では、出発材料は、好ましくは、0.2夕よシ高い
H2/COモル比を有するH2/CO混合物である。
H2/COモル比を有するH2/co混合物から出発し
て得られる。このようなH2/co混合物は、炭質材料
の蒸気気体化(steam gasification
)によシ非常に都合よく得られる。このような材料の例
は、褐炭、無煙炭、コークス、原鉱油(crude(,
2/) mineral oil )およびその留分、さらには
ビチューメンシェールおよびタールサンドよシ得られる
油である。蒸気気化は、温度900〜/夕00℃、圧カ
フ0〜700パールで好ましく行われる。本発明に従う
方法では、出発材料は、好ましくは、0.2夕よシ高い
H2/COモル比を有するH2/CO混合物である。
本発明に従う方法が、芳香族炭化水素の製造を意図する
場合、第1段階で使用される触媒が、二官能価触媒また
は三官能価触媒であり、この触媒は、接触活性を有する
金属成分に加えて、非環式炭化水素および非環式酸素含
有有機化合物を芳香族炭化水素に変換させるのを触媒し
得る結晶性金属珪酸塩を含んでなる。この結晶性金属珪
酸塩は、夕OO℃で空気中での7時間の■焼抜、次の性
質を有することを特徴とする: a)少なくとも乙OO℃の温度まで熱的に安定である、 b)表A (22) 表 A l 70.0±o、、:z vs I3、、!i>
≠±0.07 S II 3.7.2±0.0゛乙 S1 に示す≠つの線が最も強い線であるX線パウダー回折図 C)酸化物のモル数で示した組成を示す式であシ、水素
、アルカリ金属および/″!たけアルカリ土類金属およ
び珪素の酸化物に加えて、アルミニウム、鉄、ガリウム
、ロジウム、クロムおよびスカンジウムからなる群から
選択されだ三価金属Aの7種またはそれ以上の酸化物を
含んでいる式の中で、5102/A203モル比(以下
の記述を簡単に°するため以下mとする)が70より大
きい。
場合、第1段階で使用される触媒が、二官能価触媒また
は三官能価触媒であり、この触媒は、接触活性を有する
金属成分に加えて、非環式炭化水素および非環式酸素含
有有機化合物を芳香族炭化水素に変換させるのを触媒し
得る結晶性金属珪酸塩を含んでなる。この結晶性金属珪
酸塩は、夕OO℃で空気中での7時間の■焼抜、次の性
質を有することを特徴とする: a)少なくとも乙OO℃の温度まで熱的に安定である、 b)表A (22) 表 A l 70.0±o、、:z vs I3、、!i>
≠±0.07 S II 3.7.2±0.0゛乙 S1 に示す≠つの線が最も強い線であるX線パウダー回折図 C)酸化物のモル数で示した組成を示す式であシ、水素
、アルカリ金属および/″!たけアルカリ土類金属およ
び珪素の酸化物に加えて、アルミニウム、鉄、ガリウム
、ロジウム、クロムおよびスカンジウムからなる群から
選択されだ三価金属Aの7種またはそれ以上の酸化物を
含んでいる式の中で、5102/A203モル比(以下
の記述を簡単に°するため以下mとする)が70より大
きい。
本明細書で用いた表現パ少なくともt℃の温度まで熱的
に安定である”とは、珪酸塩を温度t℃まで加熱したと
き、珪酸塩のX線パウダー回折図が、実質的に変化しな
いままでいることを意味する。
に安定である”とは、珪酸塩を温度t℃まで加熱したと
き、珪酸塩のX線パウダー回折図が、実質的に変化しな
いままでいることを意味する。
基本的には、結晶性珪酸塩は7種以上の金属Aを含んで
もよいが、本発明に従う方法に対しては、珪酸塩が7種
類の金属Aを含んでいる触媒、特に珪酸塩が金属として
アルミニウム、鉄またはガリウムを含んでいる触媒を用
いることが好ましい。
もよいが、本発明に従う方法に対しては、珪酸塩が7種
類の金属Aを含んでいる触媒、特に珪酸塩が金属として
アルミニウム、鉄またはガリウムを含んでいる触媒を用
いることが好ましい。
二官能価触媒配合物または三官能価触媒配合物に用いら
れる結晶性珪酸塩は、10よシも大きいmの値を有すべ
きである。好ましくはmが10より小さい結晶性珪酸塩
を用いる。二官能価触媒配合物および三官能価触媒配合
物に用いられる結晶性珪酸塩は、と9わけ、X線パウダ
ー回折図により定められる。この回折図では、最も強い
線は、表Aに挙げた≠つの線である。本発明に従う方法
で適用可能彦珪酸塩の典型的な例の完全なX線パウダー
回折図を、表Bに示す。
れる結晶性珪酸塩は、10よシも大きいmの値を有すべ
きである。好ましくはmが10より小さい結晶性珪酸塩
を用いる。二官能価触媒配合物および三官能価触媒配合
物に用いられる結晶性珪酸塩は、と9わけ、X線パウダ
ー回折図により定められる。この回折図では、最も強い
線は、表Aに挙げた≠つの線である。本発明に従う方法
で適用可能彦珪酸塩の典型的な例の完全なX線パウダー
回折図を、表Bに示す。
表 B
//、/ 1003.、!i’lD) !;7#
)、0(D) 703.70CD) ’ 37g、り
3/3.乙3 /乙 7り9/3.≠7 / 7.4’、2 .23.≠3j 1、、Ag 73.3グ ! 乙、3夕 // 3.30
3左97 /73..23
/ り、70 73.03 、r 左j乙 10 2.91 //
左33 .2.2.9乙 3 1Aり、!i’(D) Zノ、♂乙 ノIA乙0
≠2.732 443!; 3 .2.乙0
21A23 7.2.≠g3 1/L、o7.2 、:z、1I−cr 211−
.00 ≠ (D)−二重線 (2夕) 結晶性珪酸塩は、次に示す化合物を含む水性混合物から
出発して製造され得る:アルカリ金属またはアルカリ土
類金属(M)の7種またはそれ以上の化合物、有機陽イ
オン(R)を含む7種またはそれ以上の化合物まだはこ
のような陽イオンが珪酸塩の製造中に形成される7種ま
たはそれ以上の化合物、7種またはそれ以上の珪素化合
物および三価全属人を含んでなる7種またはそれ以上の
化合物。製造は、珪酸塩が形成されるまで混合物を高い
温度に保ち、次に、母液から珪酸塩結晶を分けて、焼成
することによシ行われる。珪酸塩が製造される水性混合
物中では、各種化合物は、酸化物のモル数で示して次の
比で存在すべきである:M2/nO:R20=0./−
20゜ R20: S 102−0.07 0. j pStO
2: A2o、3 > / OpH20: 8102
”” !r !; (II) ; (n=Mの価数)
珪酸塩の製造で、好ましい基礎材料は、Mが、アルカリ
金属化合物に存在し、Rがテトラアルキルアンモニウム
化合物に存在する出発混合物、特(2乙) に、Mがナトリウム化合物に存在し、Rがテトラグロピ
ルアンモニウム化合物に存在する出発混合物である。前
記した方法で得た結晶性珪酸塩は、アルカリ金属および
/またはアルカリ土類金属のイオンを含んでいる。適当
な交換法により、これらは、他の陽イオン、たとえば水
素イオンまたはアンモニウムイオンによシ置き換えるこ
とができる。二官能価触媒配合物および三官能価触媒配
合物に用いられる結晶性珪酸塩は、0.7重量%より少
ない、特にO,OS重量%よシ少ないアルカリ金属含有
量を好ましくは有する。三官能価触媒配合物は、H2/
CO混合物を非環式炭化水素および/または非環式酸素
含有有機化合物に変換させる接触活性を有する7種また
はそれ以上の金属成分およびCO−シフト活性を有する
7種またはそれ以上の金属成分を含んでなる触媒配合物
として本明細書で記載しであるが、このことは、三官能
価触媒配合物が、それぞれ2つの触媒機能のうち7つを
有する個々の金属成分を常に含んでなるべきであるとい
うことを意味するものでない。H2/Co混合物を実質
的に非環式酸素含有有機化合物に変換する接触活性を有
する金属成分の配合物および金属成分は、また十分なC
O−シフト活性を有していることが確認されたので、こ
のような場合、7種類の金属成分または金属成分の配合
物を、三官能価触媒配合物に組み入れれば通常十分であ
る。
)、0(D) 703.70CD) ’ 37g、り
3/3.乙3 /乙 7り9/3.≠7 / 7.4’、2 .23.≠3j 1、、Ag 73.3グ ! 乙、3夕 // 3.30
3左97 /73..23
/ り、70 73.03 、r 左j乙 10 2.91 //
左33 .2.2.9乙 3 1Aり、!i’(D) Zノ、♂乙 ノIA乙0
≠2.732 443!; 3 .2.乙0
21A23 7.2.≠g3 1/L、o7.2 、:z、1I−cr 211−
.00 ≠ (D)−二重線 (2夕) 結晶性珪酸塩は、次に示す化合物を含む水性混合物から
出発して製造され得る:アルカリ金属またはアルカリ土
類金属(M)の7種またはそれ以上の化合物、有機陽イ
オン(R)を含む7種またはそれ以上の化合物まだはこ
のような陽イオンが珪酸塩の製造中に形成される7種ま
たはそれ以上の化合物、7種またはそれ以上の珪素化合
物および三価全属人を含んでなる7種またはそれ以上の
化合物。製造は、珪酸塩が形成されるまで混合物を高い
温度に保ち、次に、母液から珪酸塩結晶を分けて、焼成
することによシ行われる。珪酸塩が製造される水性混合
物中では、各種化合物は、酸化物のモル数で示して次の
比で存在すべきである:M2/nO:R20=0./−
20゜ R20: S 102−0.07 0. j pStO
2: A2o、3 > / OpH20: 8102
”” !r !; (II) ; (n=Mの価数)
珪酸塩の製造で、好ましい基礎材料は、Mが、アルカリ
金属化合物に存在し、Rがテトラアルキルアンモニウム
化合物に存在する出発混合物、特(2乙) に、Mがナトリウム化合物に存在し、Rがテトラグロピ
ルアンモニウム化合物に存在する出発混合物である。前
記した方法で得た結晶性珪酸塩は、アルカリ金属および
/またはアルカリ土類金属のイオンを含んでいる。適当
な交換法により、これらは、他の陽イオン、たとえば水
素イオンまたはアンモニウムイオンによシ置き換えるこ
とができる。二官能価触媒配合物および三官能価触媒配
合物に用いられる結晶性珪酸塩は、0.7重量%より少
ない、特にO,OS重量%よシ少ないアルカリ金属含有
量を好ましくは有する。三官能価触媒配合物は、H2/
CO混合物を非環式炭化水素および/または非環式酸素
含有有機化合物に変換させる接触活性を有する7種また
はそれ以上の金属成分およびCO−シフト活性を有する
7種またはそれ以上の金属成分を含んでなる触媒配合物
として本明細書で記載しであるが、このことは、三官能
価触媒配合物が、それぞれ2つの触媒機能のうち7つを
有する個々の金属成分を常に含んでなるべきであるとい
うことを意味するものでない。H2/Co混合物を実質
的に非環式酸素含有有機化合物に変換する接触活性を有
する金属成分の配合物および金属成分は、また十分なC
O−シフト活性を有していることが確認されたので、こ
のような場合、7種類の金属成分または金属成分の配合
物を、三官能価触媒配合物に組み入れれば通常十分であ
る。
H2/CO混合物を実質的に非環式炭化水素に変換させ
る接触活性を有する金属成分の配合物および金属成分は
、しばしばCO−シフト活性が不十分かあるいは全(C
o−シフト活性を有さない。したがって、このような金
属成分または金属成分の配合物が、三官能価触媒配合物
に用いられるとき、多くの場合、CO−シフト活性を有
する7種またはそれ以上の個々の金属成分が組み込まれ
ねばならない。
る接触活性を有する金属成分の配合物および金属成分は
、しばしばCO−シフト活性が不十分かあるいは全(C
o−シフト活性を有さない。したがって、このような金
属成分または金属成分の配合物が、三官能価触媒配合物
に用いられるとき、多くの場合、CO−シフト活性を有
する7種またはそれ以上の個々の金属成分が組み込まれ
ねばならない。
芳香族炭化水素の製造のために、本発明に従う方法の第
1段階で用いられる二官能価および三官能価の触媒配合
物は、2種または3種の個々の触媒(以下、触媒x、y
1zとする)から好ましくは構成される。触媒Xは、H
2/CO混合物を非環式炭化水素および/または非環式
酸素含有化合物に変換する接触活性を有する金属成分を
含んでなる触媒である。触媒Yは、結晶性珪酸塩である
。
1段階で用いられる二官能価および三官能価の触媒配合
物は、2種または3種の個々の触媒(以下、触媒x、y
1zとする)から好ましくは構成される。触媒Xは、H
2/CO混合物を非環式炭化水素および/または非環式
酸素含有化合物に変換する接触活性を有する金属成分を
含んでなる触媒である。触媒Yは、結晶性珪酸塩である
。
触媒2は、CO−シフト活性を有する金属成分を含んで
なる触媒である。前記したように三官能価触媒配合物で
、触媒2の使用が多くの場合に省略されてよい。
なる触媒である。前記したように三官能価触媒配合物で
、触媒2の使用が多くの場合に省略されてよい。
H/Co混合物を実質的に非環式炭化水素に変換し得る
触媒Xは、刊行物で、フイシャーートログシュ触媒とし
て公知である。このような触媒は、鉄属から選択した7
種またはそれ以上の金属またはルテニウムを、活性およ
び/または選択性を増加させる7種またはそれ以上の促
進剤と共に含むようにし、さらには、時々、多孔質珪藻
土のどときキャリヤー物質を含むようにしてなる。本発
明に従う方法の第1段階で、触媒Aとしてフイシャーー
トロプシー触媒を有する二官能価または三官能価の触媒
配合物が用いられるなら、鉄触媒またはコバルト触媒が
、目的に対し好ましく選択され、特に、含浸によシ得た
触媒が用いられる。目的に(2り) 対し非常に適する触媒を以下に示す: a)アルミナ/ 00 pbw当り鉄30〜7タpbW
およびマグネシウム!; −4’ Opbwを含む触媒
であり、鉄およびマグネシウムの塩を含む7種またはそ
れ以上の水溶液でアルミナキャリヤーを含浸させ、この
組成物を乾燥し、温度700〜7.200℃で■焼させ
、還元させて得た触媒。アルミナ/ 00 pbw当り
鉄ll−θ〜乙0pbWおよびマグネシウム7.5〜3
0 pbwに加え、還元促進剤として銅0、夕〜!;
pbwおよび選択性促進剤としてカリウム/〜j pb
wを含み、750〜g00℃で■焼され、230〜33
0℃で還元されたこの種の触媒が特に好ましい。
触媒Xは、刊行物で、フイシャーートログシュ触媒とし
て公知である。このような触媒は、鉄属から選択した7
種またはそれ以上の金属またはルテニウムを、活性およ
び/または選択性を増加させる7種またはそれ以上の促
進剤と共に含むようにし、さらには、時々、多孔質珪藻
土のどときキャリヤー物質を含むようにしてなる。本発
明に従う方法の第1段階で、触媒Aとしてフイシャーー
トロプシー触媒を有する二官能価または三官能価の触媒
配合物が用いられるなら、鉄触媒またはコバルト触媒が
、目的に対し好ましく選択され、特に、含浸によシ得た
触媒が用いられる。目的に(2り) 対し非常に適する触媒を以下に示す: a)アルミナ/ 00 pbw当り鉄30〜7タpbW
およびマグネシウム!; −4’ Opbwを含む触媒
であり、鉄およびマグネシウムの塩を含む7種またはそ
れ以上の水溶液でアルミナキャリヤーを含浸させ、この
組成物を乾燥し、温度700〜7.200℃で■焼させ
、還元させて得た触媒。アルミナ/ 00 pbw当り
鉄ll−θ〜乙0pbWおよびマグネシウム7.5〜3
0 pbwに加え、還元促進剤として銅0、夕〜!;
pbwおよび選択性促進剤としてカリウム/〜j pb
wを含み、750〜g00℃で■焼され、230〜33
0℃で還元されたこの種の触媒が特に好ましい。
b)鉄10〜≠0pbWおよびクロム0.2j〜/ O
pbwをシリカ/ 00 pbw当りに含んでなる触媒
で、シリカキャリヤーを、鉄およびクロムの塩を含む7
種またはそれ以上の水溶液で含浸させ、この組成物を乾
燥させ、■焼し、温度330〜730℃で還元して得た
触媒。鉄20〜35 pbwおよびクロム0.3− !
; pbwに加えて、選択性促進(30) 剤としてカリウム/〜3 pbwを含み、330〜7j
O℃で■焼し、33;0−300’cでM元したこの種
の触媒が特に好ましい。
pbwをシリカ/ 00 pbw当りに含んでなる触媒
で、シリカキャリヤーを、鉄およびクロムの塩を含む7
種またはそれ以上の水溶液で含浸させ、この組成物を乾
燥させ、■焼し、温度330〜730℃で還元して得た
触媒。鉄20〜35 pbwおよびクロム0.3− !
; pbwに加えて、選択性促進(30) 剤としてカリウム/〜3 pbwを含み、330〜7j
O℃で■焼し、33;0−300’cでM元したこの種
の触媒が特に好ましい。
c) シ+) 力/ 00 pt+w当!+ コハル
) / 00−410pbジルコニウム、チタンまたは
クロム0.2j〜夕pbwを含んでいる触媒で、シリカ
キャリヤーを、コバルトおよびジルコニウム、チタニウ
ムまたはクロムの塩を含んでなる7種またはそれ以上の
水溶液で含浸し、この組成物を乾燥させ、330〜7j
O℃で■焼し、200〜3!O’Cで還元して得た触媒
。
) / 00−410pbジルコニウム、チタンまたは
クロム0.2j〜夕pbwを含んでいる触媒で、シリカ
キャリヤーを、コバルトおよびジルコニウム、チタニウ
ムまたはクロムの塩を含んでなる7種またはそれ以上の
水溶液で含浸し、この組成物を乾燥させ、330〜7j
O℃で■焼し、200〜3!O’Cで還元して得た触媒
。
前記a)およびb)に記述した鉄触媒が、触媒Xとして
使用されたとき、三官能価触媒配合物中の触媒2の使用
は省略できる。前記C)で述べたコバルト触媒が、触媒
Xとして使用されたとき、触媒2も、三官能価触媒配合
物中に加えられるべきである。本発明に従う方法の第1
段階で、触媒Xが、フィシャーートロノシュ触媒である
二官能価または三官能価の触媒配合物が用いられるなら
、前記a)およびb)に記述した鉄触媒が、目的に対し
好ましく用いられる。芳香族炭化水素の製造のだめの本
発明に従う方法の第1段階は、温度200〜夕Oθ℃、
特に2jO−≠so℃、圧力/〜730パール、特に夕
〜i o o−z−ル、空間速度夕O〜、 J 00
Ntの気体//!の触媒/時特に300〜3000 N
tの気体//!の触媒/時で行われる。
使用されたとき、三官能価触媒配合物中の触媒2の使用
は省略できる。前記C)で述べたコバルト触媒が、触媒
Xとして使用されたとき、触媒2も、三官能価触媒配合
物中に加えられるべきである。本発明に従う方法の第1
段階で、触媒Xが、フィシャーートロノシュ触媒である
二官能価または三官能価の触媒配合物が用いられるなら
、前記a)およびb)に記述した鉄触媒が、目的に対し
好ましく用いられる。芳香族炭化水素の製造のだめの本
発明に従う方法の第1段階は、温度200〜夕Oθ℃、
特に2jO−≠so℃、圧力/〜730パール、特に夕
〜i o o−z−ル、空間速度夕O〜、 J 00
Ntの気体//!の触媒/時特に300〜3000 N
tの気体//!の触媒/時で行われる。
本発明に従う方法が、パラフィン系炭化水素の製造に用
いられるなら、第1段階では、H2/CO混合物を実質
的に・母ラフイン系の゛炭化水素に変換する活性に加え
て、CO−シフト活性を有する鉄含有の二官能価触媒ま
たは触媒配合物が用いられる。
いられるなら、第1段階では、H2/CO混合物を実質
的に・母ラフイン系の゛炭化水素に変換する活性に加え
て、CO−シフト活性を有する鉄含有の二官能価触媒ま
たは触媒配合物が用いられる。
好ましくは、プロセスの第1段階では、キャリヤーに鉄
を含んでなシ、含浸によって得た二官能価触媒が用いら
れる。このような触媒の例は、前記a)およびb)で記
述したFe / MgおよびFe / Cr触媒である
。・ぐラフイン系炭化水素の製造のだめの本発明に従う
方法の第1段階は、温度200〜3jO℃、特に250
〜330℃、圧カフ0〜70バール、特に20〜SOバ
ール、空間速度!;0O−300ONtの気体//!の
触媒/時特に500〜.2夕00 Ntの気体//!の
触媒/時で好ましく行われる。
を含んでなシ、含浸によって得た二官能価触媒が用いら
れる。このような触媒の例は、前記a)およびb)で記
述したFe / MgおよびFe / Cr触媒である
。・ぐラフイン系炭化水素の製造のだめの本発明に従う
方法の第1段階は、温度200〜3jO℃、特に250
〜330℃、圧カフ0〜70バール、特に20〜SOバ
ール、空間速度!;0O−300ONtの気体//!の
触媒/時特に500〜.2夕00 Ntの気体//!の
触媒/時で好ましく行われる。
本発明に従う方法が、酸素含有有機化合物の製造に用い
られるなら、第1段階では、H2/CO混合物を酸素含
有有機化合物に変換する接触活性を有する7種またはそ
れ以上の金属成分を含む触媒が用いられる。好ましくは
、第1段階では、H2/CO混合物を実質的にメタノー
ルとジメチルエーテルとに変換し得る触媒が用いられる
。H2/CO混合物を実質的にメタノールに変換し得る
適当力触ノ 媒の例は、次のものを含んでなる触媒である:/)酸化
亜鉛および酸化クロム1 .2)銅、酸化亜鉛および酸化クロム、3)銅、酸化亜
鉛および酸化アルミニウム、+) 銅、酸化亜鉛および
希土類の酸化物。
られるなら、第1段階では、H2/CO混合物を酸素含
有有機化合物に変換する接触活性を有する7種またはそ
れ以上の金属成分を含む触媒が用いられる。好ましくは
、第1段階では、H2/CO混合物を実質的にメタノー
ルとジメチルエーテルとに変換し得る触媒が用いられる
。H2/CO混合物を実質的にメタノールに変換し得る
適当力触ノ 媒の例は、次のものを含んでなる触媒である:/)酸化
亜鉛および酸化クロム1 .2)銅、酸化亜鉛および酸化クロム、3)銅、酸化亜
鉛および酸化アルミニウム、+) 銅、酸化亜鉛および
希土類の酸化物。
H2/CO混合物を、実質的にジメチルエーテルに変換
し得る適当な触媒の例は、前記/)〜グ)に記述したメ
タノール合成機能のいずれかに加えて、酸性機能を含ん
でいる触媒で、たとえば銅、酸化亜鉛および酸化クロム
を含んでなる組成物とα−(33) アルミナの物理的混合物である。好ましくは、酸素含有
有機化合物の製造のだめの本発明に従う方法の第1段階
は、温度/7タ〜3.23’C1圧力30〜300パー
ル特にjO〜/jOバールで行われる。
し得る適当な触媒の例は、前記/)〜グ)に記述したメ
タノール合成機能のいずれかに加えて、酸性機能を含ん
でいる触媒で、たとえば銅、酸化亜鉛および酸化クロム
を含んでなる組成物とα−(33) アルミナの物理的混合物である。好ましくは、酸素含有
有機化合物の製造のだめの本発明に従う方法の第1段階
は、温度/7タ〜3.23’C1圧力30〜300パー
ル特にjO〜/jOバールで行われる。
本発明に従う2段階法の第1段階で得られる酸素含有有
機化合物は、低級オレフィンおよび/または芳香族炭化
水素への接触変換用の出発材料として非常に都合よく用
いられ得る。この目的に非常によく合う触媒は、前記の
結晶性金属珪酸塩である。
機化合物は、低級オレフィンおよび/または芳香族炭化
水素への接触変換用の出発材料として非常に都合よく用
いられ得る。この目的に非常によく合う触媒は、前記の
結晶性金属珪酸塩である。
本発明に従う方法では、第1段階からの反応生成物に存
在する水素と一酸化炭素は、所望なら、第2段階の供給
材料として、この反応生成物の他の成分と共に用いられ
る。任意には、第1段階からの完全な反応生成物が、第
2段階に対する供給材料として用いられてよい。この供
給材料が、第λ段階の触媒と接触させられる前に1.2
.23より小さ々そのH2/COモル比(R1)は、供
給材料を、7.7タより大きなH2/COモル比(R2
)を有する(3≠) H2/CO混合物(このH2/CO混合物は、プロセス
の第1段階のための供給材料として得られる低水素H2
/CO混合物から一部分を分けとり、この部分を水と混
合し、この混合物を323’Cを越える温度で、CO−
シフト活性を有する触媒と接触させて得られたものとす
る)と混合することにより7.7タないし、2..2J
−の値に上げられる。プロセスの第1段階のだめの供給
材料から分けられて、高温度CO−シフトを受ける低水
素H2/CO混合物の割合は、この混合物の82760
モル比、第1段階からの反応生成物に存在するH2/C
O混合物の割合とその82760モル比、第2段階のだ
めの供給材料の所望の82760モル比、および高温度
CO−シフトで達成された変換率に依存する。もし他の
全てのノ9ラメータが一定であるとすると、プロセスの
第1段階のだめの供給材料から分けられる低水素H2/
CO混合物の割合は、高温度CO−シフトで達成される
変換率が高くなると小さくなろう。
在する水素と一酸化炭素は、所望なら、第2段階の供給
材料として、この反応生成物の他の成分と共に用いられ
る。任意には、第1段階からの完全な反応生成物が、第
2段階に対する供給材料として用いられてよい。この供
給材料が、第λ段階の触媒と接触させられる前に1.2
.23より小さ々そのH2/COモル比(R1)は、供
給材料を、7.7タより大きなH2/COモル比(R2
)を有する(3≠) H2/CO混合物(このH2/CO混合物は、プロセス
の第1段階のための供給材料として得られる低水素H2
/CO混合物から一部分を分けとり、この部分を水と混
合し、この混合物を323’Cを越える温度で、CO−
シフト活性を有する触媒と接触させて得られたものとす
る)と混合することにより7.7タないし、2..2J
−の値に上げられる。プロセスの第1段階のだめの供給
材料から分けられて、高温度CO−シフトを受ける低水
素H2/CO混合物の割合は、この混合物の82760
モル比、第1段階からの反応生成物に存在するH2/C
O混合物の割合とその82760モル比、第2段階のだ
めの供給材料の所望の82760モル比、および高温度
CO−シフトで達成された変換率に依存する。もし他の
全てのノ9ラメータが一定であるとすると、プロセスの
第1段階のだめの供給材料から分けられる低水素H2/
CO混合物の割合は、高温度CO−シフトで達成される
変換率が高くなると小さくなろう。
プロセスの第1段階に対する供給材料として用いられる
べき入手可能な低水素H2/CO混合物の最大の可能な
部分に対する望ましさの点から、従って、CO−シフト
に付すべき最少の可能な部分に対する望ましさの点から
、O−シフト反応で最高の可能な変換率を意図すること
が得策である。好ましくは、co−シフトは、CO−シ
フトが、3よりも大きな、特に≠よりも大きな8276
0モル比を有する生成物を生ずるように行われる。CO
−シフト反応を行うだめの適当な条件は、温度325〜
j≠0℃、特に32j−≠OO℃、圧力j〜700バー
ル、特に70〜75バールおよび空間速度1000〜3
0000 Nt −A ・h 1特にコOO〜/ 0
00ONt −7−1・h−1である。好ましく用いら
れる高温度CO−シフト触媒は、クロム含有触媒である
。特に好ましくは、クロムに加えて、鉄または亜鉛を含
んでなる触媒である。
べき入手可能な低水素H2/CO混合物の最大の可能な
部分に対する望ましさの点から、従って、CO−シフト
に付すべき最少の可能な部分に対する望ましさの点から
、O−シフト反応で最高の可能な変換率を意図すること
が得策である。好ましくは、co−シフトは、CO−シ
フトが、3よりも大きな、特に≠よりも大きな8276
0モル比を有する生成物を生ずるように行われる。CO
−シフト反応を行うだめの適当な条件は、温度325〜
j≠0℃、特に32j−≠OO℃、圧力j〜700バー
ル、特に70〜75バールおよび空間速度1000〜3
0000 Nt −A ・h 1特にコOO〜/ 0
00ONt −7−1・h−1である。好ましく用いら
れる高温度CO−シフト触媒は、クロム含有触媒である
。特に好ましくは、クロムに加えて、鉄または亜鉛を含
んでなる触媒である。
本発明に従う方法の第2段階では、水素に富んだH2/
CO混合物と混合されてその82760モル比を/、7
j−2,2夕に上げた供給材料は、H2/CO混合物を
パラフィン系炭化水素に変換する活性を有する7種また
はそれ以上の金属成分を含んでなる触媒と接触させられ
る:この際、この金属成分は、コバルト、ニッケルおよ
びルテニウムからなる群から選択される。コ・ぐルト触
媒が好ましく、特に、キャリヤーにコ・ぐルトを含むよ
うにして含浸によシ得た触媒が好ましい。本発明の目的
に非常に適する触媒は、前記C)に記述したジルコニウ
ム−、チタン−またはクロム−で促進されたコノぐルト
含浸触媒である。本発明に従う方法の第λ段階は、好ま
しくは、温度7.2j〜32!;℃、特に/ 73〜
。2’73;’C、圧力 / 〜 /30 ノぐ −
ル、 特にj〜700パールで行われる。プロセスの
第λ段階で、ジルコニウム−、チタン−またはクロム−
で促進されたコバルト含浸触媒を用いることは、水添分
解により高収率で中留出物に変換させるのに好適な重質
・ぐラフイン系炭化水素の混合物を生ずることが確認さ
れた。この水添分解操作は、非常に低い気体生成と、水
素消費を特徴としている。
CO混合物と混合されてその82760モル比を/、7
j−2,2夕に上げた供給材料は、H2/CO混合物を
パラフィン系炭化水素に変換する活性を有する7種また
はそれ以上の金属成分を含んでなる触媒と接触させられ
る:この際、この金属成分は、コバルト、ニッケルおよ
びルテニウムからなる群から選択される。コ・ぐルト触
媒が好ましく、特に、キャリヤーにコ・ぐルトを含むよ
うにして含浸によシ得た触媒が好ましい。本発明の目的
に非常に適する触媒は、前記C)に記述したジルコニウ
ム−、チタン−またはクロム−で促進されたコノぐルト
含浸触媒である。本発明に従う方法の第λ段階は、好ま
しくは、温度7.2j〜32!;℃、特に/ 73〜
。2’73;’C、圧力 / 〜 /30 ノぐ −
ル、 特にj〜700パールで行われる。プロセスの
第λ段階で、ジルコニウム−、チタン−またはクロム−
で促進されたコバルト含浸触媒を用いることは、水添分
解により高収率で中留出物に変換させるのに好適な重質
・ぐラフイン系炭化水素の混合物を生ずることが確認さ
れた。この水添分解操作は、非常に低い気体生成と、水
素消費を特徴としている。
本発明をさらに次の例によシ説明する。
例
次の触媒を用いた:
(37)
触媒/
亜鉛とクロムの合計に基づき算出した亜鉛の原子百分率
が70チであったZnO−Cr2O3触媒。
が70チであったZnO−Cr2O3触媒。
触媒ノ
次に示すようにして得た結晶性アルミニウム珪酸塩触媒
。次のモル組成: 、23sio2”0.0’1−Al2O3”3Na20
”4’、5((C3H7)4M120 ”1A30H2
0を有するように水にNaOH’1非晶質シリカ、Na
A 102および(C3H7)4NOHを含む混合物
を、自己発生圧(autogenous pressu
re )の下で、750℃にて2j時間、オートクレー
ブ中で加熱した。反応混合物を冷却した後、生成した珪
酸塩を瀘別し、洗液のPHが約ざになるまで水洗し、7
20℃で乾燥させ、空気中で、7時間、500℃で焼成
する。
。次のモル組成: 、23sio2”0.0’1−Al2O3”3Na20
”4’、5((C3H7)4M120 ”1A30H2
0を有するように水にNaOH’1非晶質シリカ、Na
A 102および(C3H7)4NOHを含む混合物
を、自己発生圧(autogenous pressu
re )の下で、750℃にて2j時間、オートクレー
ブ中で加熱した。反応混合物を冷却した後、生成した珪
酸塩を瀘別し、洗液のPHが約ざになるまで水洗し、7
20℃で乾燥させ、空気中で、7時間、500℃で焼成
する。
この珪酸塩は、次の性質を有する:
a)少なくとも♂00℃の温度まで熱的に安定、b)表
Bに与えたものに実質的に相当するX線パウダー回折図
、 c) 8102/Al2O3モル比(m)、22.3
。
Bに与えたものに実質的に相当するX線パウダー回折図
、 c) 8102/Al2O3モル比(m)、22.3
。
d)結晶の大きさ・・・/2夕Onm。
(3g)
この珪酸塩を、7.0モル濃度のN)T4N03溶液と
共に沸騰させ、水洗し、もう一度、7.0モル濃度のN
H4NO3と共に沸騰させ、水洗し、次に乾燥後、■焼
してH−形に変換させた。
共に沸騰させ、水洗し、もう一度、7.0モル濃度のN
H4NO3と共に沸騰させ、水洗し、次に乾燥後、■焼
してH−形に変換させた。
触媒3
10重量%のCr2O3を含んでなるFe2O3−Cr
2O3触媒。
2O3触媒。
触媒t
シリカ/ 00 pbw当り、2 !; pbwのコバ
ルトと、/、 I pbwのジルコニウムを含むように
したCo /Zr / 8102触媒であって、シリカ
キャリヤーを、コバルト塩とジルコニウム塩を含んでな
る水溶液で含浸し、次にこの組成物を乾燥し、夕OO℃
で■焼した後、2♂0℃で還元して製造した触媒。
ルトと、/、 I pbwのジルコニウムを含むように
したCo /Zr / 8102触媒であって、シリカ
キャリヤーを、コバルト塩とジルコニウム塩を含んでな
る水溶液で含浸し、次にこの組成物を乾燥し、夕OO℃
で■焼した後、2♂0℃で還元して製造した触媒。
触媒!
アルミナ/ 00 pbw当シ鉄jOpbw−、zグネ
ツウム、20 pbw %銅2.3 pbwおよびカリ
ウム4Zpbwを含んでなるFe / Mg / Cu
/ K / Al2O3触媒であって、アルミナキャ
リヤーを、鉄塩、マグネシウム塩、銅塩およびカリウム
塩を含んでなる水溶液で含浸してから、この組成物を乾
燥し、次にどgO℃で■焼し、さらに32!;℃で還元
して得たFe / Mg / Cu / K / Al
203触媒。
ツウム、20 pbw %銅2.3 pbwおよびカリ
ウム4Zpbwを含んでなるFe / Mg / Cu
/ K / Al2O3触媒であって、アルミナキャ
リヤーを、鉄塩、マグネシウム塩、銅塩およびカリウム
塩を含んでなる水溶液で含浸してから、この組成物を乾
燥し、次にどgO℃で■焼し、さらに32!;℃で還元
して得たFe / Mg / Cu / K / Al
203触媒。
触媒混合物■
重量比j:/の触媒/と触媒2の物理的混合物。
触媒グおよびj1触媒混合物Iについて、H2/COモ
ル比0.5のH2/CO混合物から炭化水素を!段階で
製造するためにテストした。テストは、固定触媒床を含
んでいるjO−の2つの反応器で行なった。3つの実験
を行なった。実験!と3では、H2/COモル比O,S
の得られるH2/CO混合物の一部を、触媒3からなる
固定触媒床を含んでなる別個の!;Om1反応器で、H
2/COモル比よ7の反応生成物に変換し、この反応生
成物を、第1段階からの全反応生成物と混合した。この
ようにして得られた混合物を第2段階の供給材料として
用いた。別個のCO′−シフトを用いないで行なった実
験/では、第1段階からの全反応生成物を第2段階のだ
めの供給材料として用いた。実験/は、本発明の範囲外
に入る。これは、比較のために本明細書に入れた。3つ
の実験の結果を表Cに捷とめた。
ル比0.5のH2/CO混合物から炭化水素を!段階で
製造するためにテストした。テストは、固定触媒床を含
んでいるjO−の2つの反応器で行なった。3つの実験
を行なった。実験!と3では、H2/COモル比O,S
の得られるH2/CO混合物の一部を、触媒3からなる
固定触媒床を含んでなる別個の!;Om1反応器で、H
2/COモル比よ7の反応生成物に変換し、この反応生
成物を、第1段階からの全反応生成物と混合した。この
ようにして得られた混合物を第2段階の供給材料として
用いた。別個のCO′−シフトを用いないで行なった実
験/では、第1段階からの全反応生成物を第2段階のだ
めの供給材料として用いた。実験/は、本発明の範囲外
に入る。これは、比較のために本明細書に入れた。3つ
の実験の結果を表Cに捷とめた。
生成物のH2/COモル比 0.3;
0.3 0.3.2生成物のH2/COモル比
−左7 左7(≠/) 代理人の氏名 川原1)−穂 (tり 第1頁の続き 0発 明 者 スワン・テイオング・シーオランダ国ア
ムステルダム・バ トホイスウエヒ3
0.3 0.3.2生成物のH2/COモル比
−左7 左7(≠/) 代理人の氏名 川原1)−穂 (tり 第1頁の続き 0発 明 者 スワン・テイオング・シーオランダ国ア
ムステルダム・バ トホイスウエヒ3
Claims (9)
- (1)水素と一酸化炭素の混合物から2段階で有機化合
物を製造する方法において1.2.0未満のH2/CO
モル比を有するH2/CO混合物を同一゛の組成のλつ
の部分AとBとに分け、炭化水素および/または酸素含
有有機化合物にH2/CO混合物を変換させる接触活性
を有する7種またはそれ以上の金属成分を含んでなる触
媒との接触により第1段階で部分Aを、H2/COモル
比(R1)が21.2jよシ低い水素と一酸化炭素を含
む反応混合物に変換させ、部分Bを水と一緒に32j℃
より高い温度で、CO−シフト活性を有する触媒と接触
させることによシ、部分BのH2/COモル比をR1よ
り高くかつ7.7jよシも高い値R2に上げ、部分Aか
ら得た反応生成物に存在する水素および一酸化炭素を、
所望ならこの反応生成物からの他の成分と共に、部分B
から得た反応生成物と混合してH2/COモル比/、7
j〜j、2jを有する混合物を得、このようにして得た
混合物を、H2/CO混合物を・々ラフイン系炭化水素
に変換させる活性を有する金属成分であってコバルト、
ニッケルおよびルテニウムからなる群から選択された7
種またはそれ以上の金属成分を含む触媒と第λ段階で接
触させることを特徴とする前記方法。 - (2)前記第1項記載の方法において、芳香族炭化水素
の製造に対し、soo℃で空気中での7時間の■焼抜、
次の性質: a)少なくとも乙OO℃の温度まで熱的に安定である、 b)表A に示すtつの線が最も強い線であるX線パウダー回折図 C)酸化物のモル数で示した組成を示す式であシ、水素
、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属および
珪素に加えて、アルミニウム、鉄、ガリウム、ロジウム
、クロムおよびスカンジウムからなる群から選択された
三価金属Aの7種またはそれ以上の酸化物を含んでいる
式の中で、5io27A203モル比(m)が70より
大きい、を有する結晶性金属珪酸塩と、H2/Co混合
物を非環式炭化水素および/または非環式酸素含有有機
化合物に変換させる接触活性を有する7種またはそれ以
上の金属成分とを含んでなる二官能価触媒配合物を用い
て、第1段階が行われ、H27C0混合物が、/、夕よ
り小さなH2/COモル比を有する場合、H2/CO混
合物を非環式炭化水素および/または非環式酸素含有有
機化合物に変換させる接触活性を有する7種またはそれ
以上の金属成分と、CO−シフト活性を有する7種また
はそれ以上の金属成分と、前記の結晶性金属珪酸塩とを
含んでなる三官能価触媒配合物を用いて第1段階が行わ
れることを特徴とする前記方法。 - (3) 前記第2項記載の方法において、結晶性金属
珪酸塩が、アルミニウム、鉄およびガリウムからなる群
から選択されたただ7種類の金属Aを含んでなシ、mが
、1000より小さな値を有することを特徴とする前記
方法。 - (4)前記第2項または第3項記載の方法において、結
晶性金属珪酸塩と、 a) H2/ Co混合物を実質的にメタノールおよ
び/またはジメチルエーテルに変換し得る触媒、 b)アルミナキャリヤー1100pb当シ30〜73
pbwの鉄と3−4’ Opbwのマグネシウムとを含
むようにしてあシ、鉄とマグネシウムの塩の7種または
それ以上の水溶液を用い、組成物を乾燥させ、700〜
/!00℃の温度で■焼させてから還元させて得た触媒
、および C)シリカ/ 00 pbw当1)10〜11tOpb
wの鉄と0.2j〜/ Opbwのクロムを含んでなシ
、鉄とクロムの塩の7種まだはそれ以上の水溶液でシリ
カキャリヤーを含浸させ、この組成物を乾燥させ、■焼
させてから330〜370℃の温度で還元させて得た触
媒、 からなる群から選択された触媒との混合物を含んでなる
触媒配合物を用いて第1段階が行われることを特徴とす
る前記方法。 - (5) 前記第1項記載の方法において、・ぐラフイ
ン系炭化水素の製造に対し、H2/CO混合物を実質的
に・ぐラフイン系炭化水素に変換させる活性に加えてC
O−シフト活性を有する鉄含有二官能価触媒まだは触媒
配合物を用いて第1段階が行われることを特徴とする前
記方法。 - (6) 前記第1項記載の方法において、酸素含有有
機化合物の製造に対し、H2/CO混合物を酸素含有有
機化合物に変換させる接触活性を有する7種またはそれ
以上の金属成分を含んでなる触媒を(j) 用いることにより第1段階が行われることを特徴とする
前記方法。 - (7) 前記第6項記載の方法において、H2/CO
混合物を実質的にメタノールおよび/またはツメチルエ
ーテルに変換させる性質を有する触媒を用いることによ
り第1段階が行われることを特徴とする前記方法。 - (8)前記第乙項または第7項記載の方法において、第
1段階で得られた酸素含有有機化合物が、付加的な段階
で、低級オレフィンおよび/または芳香族炭化水素に変
換されることを特徴とする前記方法。 - (9) 前記第1ないしに項のいずれかに記載の方法
において、H2/CO混合物の部分Bが、3よシ大きな
H2/COモル比を有する反応混合物を得るようにクロ
ムに加えて鉄または亜鉛を含んでなる触媒と接触さぜら
れることを特徴とする前記方法。 α0 前記第1ないしり項のいずれかに記載の方法にお
いて、シリカ/ 00 pbw当りコ/? /L/ト1
0〜≠Opbwおよびクロム、チタンまたはシルコニ(
乙) ラム0.2j〜j pbwを含んでいて、コバルトおよ
びクロム、チタンまたはジルコニウムの塩の7種まだは
それ以上の水溶液でシリカキャリヤーを含浸させ、次に
この組成物を乾燥させ、330〜700℃で■焼させて
から、200〜3jO℃で還元させて得た触媒を用いて
第2段階が行なわれることを特徴とする前記方法。
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