JPS60161933A - 酸素含有炭化水素化合物の製造方法 - Google Patents

酸素含有炭化水素化合物の製造方法

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JPS60161933A
JPS60161933A JP59014381A JP1438184A JPS60161933A JP S60161933 A JPS60161933 A JP S60161933A JP 59014381 A JP59014381 A JP 59014381A JP 1438184 A JP1438184 A JP 1438184A JP S60161933 A JPS60161933 A JP S60161933A
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ruthenium
catalyst
lithium
hydrogen
ethanol
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JP59014381A
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Kenichi Sano
健一 佐野
Shinya Matsuhira
松比良 伸也
Tetsuo Nakajo
哲夫 中條
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • 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

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】 ′、1本発明は合成ガスからの酸素含有炭化水素化合物
の製造方法に関し、特に、触媒の存在下に一酸化炭素と
水素を反応させて酢酸、アセトアルデヒドおよび(また
は)エタノールを製造する際、触媒としてルテニウムと
リチウム、ナトリウム、バナジウム、およびジルコニウ
ムの中から選ばれる少くとも一種を併用することを特徴
とする方法に関する。
合成ガス、実質的にはその中に含まれる一酸化炭素と水
素を反応させて酢酸、アセトアルデヒド、エタノールな
どの炭素数2の含酸素炭化水素化合物を製造する方法は
公知でsb、その際用いられる触媒としてはロジウム(
Rh )触媒が効果的であることが知られている。(例
えば、特開昭51−80806号、同51−80807
号、同52−14706号、同54−138504号、
同54−14.1705号、同55−57527号、同
56−147730号、米国特許4101450号等参
照)。即ち、合成ガス又は−酸化炭素と水素を含むガス
混合物を接触的に反応さ素数6乃至10数個の芳香族炭
化水素や、メタノーーー腎− 一°ルから炭素数20近くの高級アルコールに至る各謹
アルコール類その他アルデヒド類や脂肪酸類など各種の
含酸素炭化水素化合物が生成する。換言すれば、これら
膨大な数の各種生成物の中から不必要な化合物の生成を
抑制し、所望とする特定の化合物のみを選択的に生成さ
せることは非常に難しく、そのため好適な触媒の探索を
主体に種々の工夫がなされているが、上述の酢酸、アセ
トアルデヒド、エタノールなどの2個の炭素原子を有す
る含酸素炭化水素化合物を高い選択率をもって取得する
にはロジウム触媒が特異的に優れていると言われている
しかし乍ら、これらの方法ではロジウムとい、う高価で
かつ産出量の少ない貴金属を用いるという欠点があシ、
従ってロジウムに代わる有用な酢酸、アセトアルデヒド
、エタノールなどの2個の炭素原子を有する含酸素炭化
水素化合物を合成する触媒の開発が広くめられている。
一般に金属や金属酸化物或いは金属塩を活性成金せる成
分によっては活性向上に何の関係もないものは論外とし
て、狙いとは逆に活性や選択性の具体的に好適な組合せ
を見出すことは容易ではない。
本発明者らは従来法に見られる前記のような問題点を解
決すべく一酸化炭素と水素を反応させて酢酸、アセトア
ルデヒドおよび(または)エタノールなどの2個の炭素
原子を有する含酸素炭化水素化合物を選択的に製造する
非ロジウム系触媒について数多くの触媒成分を組合せて
試験を行い種種研究を重ねた結果、ルテニウムにリチウ
ム、ナトリウム、バナジウムおよびジルコニウムの中か
ら選ばれる少くとも一種を組合せた触媒が炭素数2の含
酸素化合物に対して高い選択率を示すことを見い出し本
発明の方法を完成するに至った。
以下、本発明の方法について更に詳細に説明する。
本発明の触媒は前述の如くルテニウムにリチウム、ナト
リウム、バナジウム、およびジルコニウムの中から選ば
れる少くとも一種を組合せた触媒であるが、反応条件下
に於ける動的な状態での真の触媒活性種は必ずしも詳ら
かではないものの、コニウムは金属又は低原子価の塩で
あシ、またリチウ゛′ム、ナトリウムは酸化物、無機酸
塩、錯塩等としてルテニウム等と物理的に混合され或い
は化学的に結合される。また、担体なしでもよいが、通
常は上記触媒成分は担体に担持される。触媒調製上使用
されるルテニウム化合物としては、例えば、塩化ルテニ
ウム、臭化ルテニウム、沃化ルテニウム、塩化ルテニウ
ム酸アンモニウム、ルテニウム酸カリウム、硝酸ルテニ
ウム、水酸化ルテニウム等の無機酸塩、酸化物、酢酸ル
テニウム、ギ酸ルテニウム、蓚酸ルテニウム等の有機酸
塩或いはアンミン錯塩、クラスター等が用いられるが、
特に制限はない。また、バナジウム化合物とじては、例
えば塩化バナジウム、臭化バナジウム、塩化バナジル、
臭化バナジル、硫酸バナジルおよびシュウ酸バナジル、
酒石酸バナジル等の有機酸塩を問わず、使用することが
できる。まだジルコニウム化合物としては例えば塩化物
、硝酸塩、オキシ塩化物、オキシ硝酸塩等の無機酸塩、
酢酸塩、オキシ酢酸塩等の有機酸塩、アルコラード等が
用れるが特に制限はない。しかし、これらの触媒成分の
担体上への担持を容易ならしめるため、水又は他の適当
な溶媒に可溶性の化合物が好ましく用いられる。
本発明に於いて用いられるルテニウムにリチウム、ナト
リウム、バナジウムおよびジルコニウムの中から選ばれ
る少くとも一種を組合せた触媒の調製法としては、上記
ルテニウム、リチウム、ナトリウム、バナジウム、ジル
コニウム化合物を水又はn−ヘキサン、アルコール、ア
セトン等の有機溶媒に溶解し、この溶液に多孔質無機担
体物質を加え、含浸法・イオン交換法その他の常法によ
シ担持させた後、還元又は熱処理することによシ担持固
定された目的物を得ることができる。担体上への触媒成
分の担持はすべての触媒成分を同時に行なってもよいし
、又、各成分ごとに逐次的に担体に担持する方法、ある
いは各成分を必要に応じて還元、熱処理等の処理を行い
ながら、逐次的、段階的に担持する方法などの各手法を
用いることができる。上述の手法によって調製された触
媒は一化炭素の混合ガス下、場合によっては窒素、ヘリ
ウ、ム、アルゴン等の不活性ガスで一部希釈された水素
ガスまたは上記混合ガス下で行うことができる。
還元処理温度としては100〜600℃、好ましくは2
50〜550℃の温度において行う。この際、触媒の各
成分の活性状態を最適な状態に保つ目的で、低温よシ徐
々に、あるいは段階的に昇温しながら還元処理を行って
もよい。
又、ルテニウム化合物の還元はメタノール、ヒドラジン
、ホルマリン等の還元剤で処理することによって行なっ
てもよい。
各触媒成分の使用量については必ずしも厳密な制限はな
いが、担体の表面積(約1m2711〜1,000m2
79 )を考慮して通常の条件下に於いては、担持触媒
中のルテニウムの含有量としては、0.0イル15重量
%、好ましくは、0.1〜10重量係、他の触媒成分、
リチウム、ナトリウム、バナジウム、ジルコニウムとル
テニウムの比率(”i/Ru5Na/Ru、v/Rイz
rhu)はそれぞれ原子比で、0.001〜2、′オラ
イド等が用い得るが特にシリカ系担体が好ましい。これ
らの担体は粉末状、橡レット状等おらゆる形状のものに
ついて適用可能である。
反応は通常気相で行われ、例えば、触媒を充填した固定
床式反応器に一酸化炭素と水素を含む原料ガスを導通さ
せる。この場合、原料ガスには一酸化炭素と水素以外に
、例えば、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム、水
蒸気、メタン等の他の成分を含んでいても良い。また、
触媒反応器は固定床式に限らず移動床式や流動床弐等他
の形式であっても良い。また、場合によっては触媒を適
当な溶媒中に懸濁して原料ガスを導通して反応させる液
相反応でも実施することができる。
反応条件は広い範囲で変えることができるが、固定床流
通式反応装置に適用される反応条件を代表的な範囲とし
て以下に示す。
一酸化炭素と水素のモル比:20:1〜1:5、好まし
くは10:1〜1:3、反応温度15o〜450℃、好
ましくは200〜350℃、圧力1〜3ooatm1好
ましくは20〜200atm、sv:100〜10 H
、好ましくはすもので本発明はこれらの例によって伺ら
制限され力いことは勿論である。
実施例1 塩化/L/ f =ラム(RuCt3 ・3H20) 
1.02091硝酸リチウム(LiNO3) 0.09
1 grを純水25m1に完全に溶解させてから、実施
例1と同様に乾燥及び還元処理を行ない、第1表実施例
1の触媒を得た。
実施例2 塩化ルテニウム(RuCA3 ・3H20) 1.53
0111塩化リチウム(LiCt) 0.252 gr
を純水251nlに完全に溶解させてから、実施例1と
同様に乾燥及び還元処理を行ない、第1表実施例2の触
媒を得た。
実施例3 塩化ルテニウム(RuCA3−3H20) 1.530
 、!i’ 、塩化リチウム(LiCA) 0.252
 、!i’を純水25m1に完全に溶解させてから、実
施例1と同様に乾燥後、450℃2時間水素還元を行な
い、第1表実施例3の触媒を得た。
実施例4 塩化ルテニウム(RuCA3 ・3H20) 1.02
011塩化す実施例5 塩化ルテニウム(RuCA5 ・3H20) 1.02
0 g、塩化バナジウム(VCA3 ) 0.208 
g rを純水24m1と塩酸1dの混合液に完全に溶解
させてから、実施例1と同様に乾燥及び還元処理を行ガ
い、第1表実施例5の触媒を得た。
実施例6 塩化ルテニウム(RuC43・3H20) 1.020
 g 1塩化ジル=+ =ラム(ZrCt4) 0.3
0811を純水24m1と塩酸1dの混合液に完全に、
溶解させてから、実施例1と同様に乾燥及び還元処理を
行ない、第1表実施例6の触媒を得た。
参考例1 塩化ルテニウム(RuCA3 ・3H20) 1.02
0 g rを純水25−に溶解する外は実施例1と同様
に処理して、第1表参考例1の触媒を得た。
活性評価及び結果 上記触媒10rnlをそれぞれステンレススチール製反
応管に充填し、原料ガス(Co/H2= 2/1 )を
75Nt/Hrの速度で送入し、反応圧力フ5kg/c
m2G、において反応を行なった。反応ガスをそのま壕
ガ02−〇欄に示したものは酢酸、アセトアルデヒド、
及びエタノールへの選択率の合計値である。
C2以上HC欄に示したものはC2H4、C2H6、C
5H6、C3H8、C4H8% C4H1oXC5H1
o、 C5H12、C6H12、C6H14への選択率
の合計値である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 触媒の存在下に一酸化炭素と水素を反応させて、酢酸ア
    セトアルデヒドおよび(または)エタノールを製造する
    方法に於いて、触媒として、ルテニ
JP59014381A 1984-01-31 1984-01-31 酸素含有炭化水素化合物の製造方法 Granted JPS60161933A (ja)

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