JPS60255741A - 含酸素化合物を製造する方法 - Google Patents

含酸素化合物を製造する方法

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JPS60255741A
JPS60255741A JP59109661A JP10966184A JPS60255741A JP S60255741 A JPS60255741 A JP S60255741A JP 59109661 A JP59109661 A JP 59109661A JP 10966184 A JP10966184 A JP 10966184A JP S60255741 A JPS60255741 A JP S60255741A
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rhodium
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acetic acid
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Keiji Ishii
石井 啓司
Takushi Yokoyama
横山 拓志
Masahiko Murata
昌彦 村田
Hiroyuki Miura
裕幸 三浦
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    • 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】 (産業上の利用分野) この発明番よ1合成ガスから、酢酸など含酸素化合物を
製造する方法に関づ−るものである。特にロジウムと共
に特定のBYから選ばれた複数の元素を組合せてなる助
触媒を用いて、^められた比率の酢酸を含むC2含酸素
化合物(炭素数2個の含酸素化合物)を得る方法に関す
るものである。
(従来の技術〉 −V化炭素と水素とから、炭素数2個のものを主とする
含酸素化合物、特に酢酸、アセトアルデヒド2エタノー
ルを成分とする含酸素化合物を製造する方法は公知であ
る。この反応には、実質上金属ロジウムよりなる不均一
系触媒が用いられ(特公昭54−41568>、また触
媒としてロジウムd3よびマンガンを組合せて含む固形
微粒子を使用することによりなる。含酸素化合物を合成
する触媒の活性を増大した改良り法く特公昭55−43
453)がなされている。
更に、リチウム、カリウム、セシウムおよびルごジウム
等を組合わせてメタンの生成を抑υ111る方法(特開
昭56−8334)も知られている。
またロジウムに原子番号21.39および58〜71の
希土類元素を助触媒として缶用づるLi法(特開昭57
−62233.同58−134040)も知られている
ロジウムに希土類元素を組合わυた触媒の存在下、−酸
化炭素と水素の混合ガス(以下合成ガスともいう)を反
応させてC2含酸素化合物を製造する方法の具体例は前
記特開昭58−134040号公報に表Iとしてまとめ
られている。この技術は、これら助触媒の併用によりC
2含15?累化合物全体としての生成活性および選択性
が改善されるものである。
(発明が解決しようとしている問題点)しかしC2含F
!素化合物のうち酢酸の選択性に石目してみると1表I
の実施例11個のうち最高の一〇の(実施例3)にJ3
いて36.7%であり。
十分高いしとはaえない、なお、これらの実施例におい
て、希土類元素はロジウムに対する原子比で、いずれも
1/20以上の岱が添加されている。
本発明はこの様な先行技術をふまえて、合成ガく問題点
を解決するための手段) 本発明考らの検討の結果、ロジウム触媒と共に用いる助
触媒として(イ)特定のアルカリ金属(p)特定の希土
類元素およびマグネシウム並びに(ハ)特定の白金属元
素という3つの元素群から選ばれた複数の元素を組合わ
せて併用する場合に限り1合成ガスの反応における酢酸
の生成活性および選択性が著しく高められることが見出
された。
上記3群に属する特定の元素として有効なものは下記の
通りである。
(イ)Li、におよびNa (ロ) Lu、Yb、Dy、Ho、Tb、GdおよびM
(1(ハ)IrおよびRu すなわち本発明はロジウムおよび助触媒を含む触媒の存
在下、−酸化炭素と水素とを反応させて酢酸、アt?1
〜アルデヒド、■タノールを成分とする含酸素化合物を
製造でる方法において、助触媒として上記(イ)(ロ)
および(ハ)の各元素群から選ばれた元素を併用づるこ
とを特徴どづる含酸素有機化合物の製法である、 以上本発明ぐ用いる触媒とその調tj法につき史に訂細
に説明づる。
本発明で用いられる触媒は、[1ジウム成分と共に、助
触媒として(イ)特定の)′ルカり金属元素。
の活+9種は必ずしも明らかではないが、イの活性の中
心どなるものは本質的には互いに共存りる金属状または
化合物状の元素の組合わけてあり、触媒自体の形態や触
媒中の各成分元素の形態【J原則的には同等制限は無い
実質的には1通常肖金属触媒において行なわれるごとく
、担体上に上記触媒成分を担持した触媒として用いられ
るが、担体なしで6用いることが出来る。
触媒W4¥J−ト使用されるロジウム化合物としては。
例えば塩化ロジウム、臭化ロジウム、ヨウ化oジウム、
硝酸ロジウム、硫酸ロジウム等の無i酸塩。
WFM口ぐンr’y/、−1−’n1lj口ぐ5^lぐ
l+r’+五細n>−、a、r等の右番幾酸塩、酸化ロ
ジウム、あるいはアンミン錯塩、クラスター、1]ジウ
ム力ルボニル、およびロジウムカルボニルアゼデルアセ
トプート等の通常のe″4金属触媒調製に用いられる化
合物がいずれも使用できるが、取扱いの容易さから塩化
物が特に推奨される。
助触媒として使用される前記の元素を含む化合物として
は、ハロゲン化物、ハOグン酸素酸塩。
合と同様に塩化物が好ましく用いられる。
本発明で用いられる触媒の調製に関する一般的技術とし
ては、員金属触a調製にお【ノる常法が適用できる9例
えば、含浸法、浸漬法、イオン交換法、共沈法、混線法
等が用いられる。更に詳しくは、上記触媒成分を水また
はn−へVリン、アルコール等の有機溶媒に溶解し、こ
の溶液に多孔質無機担体を加え相桔させたのへ、’にI
y+お、L TFll−は加熱処理りることにより触媒
を15ノることかできる。1「1休」−への触媒成分の
担持方法は、すべての触媒成分を同時に担持しCもよく
、また各成分ごとに逐次的に担体に担持リ−る方法、L
3Qるいは、各成分を必要に応じて還元加熱処理等の処
理を(jないながら、逐次的1段階的に担持する方法な
どの各手段を用いることが出来る。
含浸法を一例どして更に説明り−れば、熱分解性無機ロ
ジウム化合物および助触媒成分元素の化合物を担体の吸
水率に応じた水出により水溶液とし。
イの溶液中に担体を加え、撹拌混合後、加熱乾燥して担
持させる。このようなロジウムと助触媒成より行なわれ
、この加熱処理により、ロジウム化合物は活性な1−J
ジウム触媒になる9例えば助触媒成分と共に担持された
塩化ロジウムは、水素気流中で加熱処理されて金属また
はそれに近い低い原子価状態に変わり、活性を?する。
活性なロジウム化合物は、金属ないし僅かに正電荷を有
する形が主体であると考えられるので。
原子価の高いロジウム塩を担持させた場合は加熱処理は
還元を伴うことになる。しかし、ロジウムカルボニル等
低原子価のロジウム化合物を担持させた場合は、還元を
伴わない加熱処理でよい。
ロジウム化合物を活性状態に変える加熱処理は。
反応条件下、すなわち反応系に原料として供給される合
成ガス中の水素を利用して2合成ガスの存在下における
反応温度への加熱であっても良いが。
反応に用いる以前に水素気流中で)9元を伴う加熱処理
を行なう事によって活性化することが望ましい。
還元処理は水素または一酸化炭素と水系の混合500℃
の4度において行なう、この際触媒の6理をおこなって
も良い、またメタノール、ヒドラジン、ホルマリン等の
還元剤を用いて化学的に還元を行なうこともできる。
各触媒成分の使用量については必ずしも厳密な制限は無
いが、担体の表面積(1〜1000Td/g)を考虞し
【定める9通常、担持触媒中のロジウムの3右量は0.
01〜15重量%、好ましくは0.1〜10重泄%であ
る。
助触媒として用いられる金属成分の下限値について−k
iその添加効果を見ながら容易に実験的に決めることが
出来る9通常ロジウムに対する原子比で(イ)(ロ)(
ハ)の各成分ごとに1/100以1である。
本発明の助触媒成分は比較的少量で効果がある。
通1;)用いられる上限値は各元素群ごとの合M浦とし
てロジウムに対する原子比で次の通りである。
(イ)Li、KJ5よびNaにライr ハ1 / 5以
下(D ) Lu、Yb、Dy、llo、Tb、Gdお
よびMgについては1/40以下 (ハ)IrおよびRLIについては1/10以下ム、ゼ
オライト等の無機多孔質固体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、ベレット状等
あらゆる形状のものについて適用可能である。
上記のような触媒を用いて1合成ガス即ち一酸化炭素と
水素の混合ガスを酢酸に富んだC2含酸素化合物に転化
させる。
反応は通常気相で行なわれ1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IIガスを導通
させる。この場合にtよ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、メタン、水蒸気等の他の成分を含/υrいて
もよい、また触媒反応器は固定床式に限らず。
移動床式や流動床式等信の形式であってちよい。
また、場合にJ、つ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づるこ
とができる。
反応条f1は広い範囲で変えることが出来るが。
好適な範囲どして一酸化炭素と水素のモル比は20.1
から1:5.好ましくは10:1から1:態(0℃、1
気圧)換0で102から106/時。
好ましくは103〜5X10’/時である。
(発明の効果) 本発明により1以上の例で置体的に示されるように酢酸
が^選択率、^活性’C+Eられる9例えば選択率60
%以上、触媒11あたりの耐酸4[酸活性15C1/l
・時以上の成績が達成できる。
例19は1口ジ「ンム、カリウム、リブーウlx、tし
jチウム、イッテルビウム、イリジ・クムの6成分を相
合わt!り調製しIご触媒を用いた場合である。
比較のためにその6成分のうち前記(ロ)および(ハ)
の群の元素の全部または一部を含まない場合(比較例2
,3.5)と対比すると、0ジウムと(イ) (ロ)お
よび(ハ)3種類の助触媒成分元素のすべてとを組合わ
せた場合に酢酸が高選択率、高活性で肖られることがわ
かる。
これらの具体例における反応の結果は第1表〜第7表、
第9表、第11表に示した。触媒活性は触媒11あたり
、1v1間に生成りる酢酸のQ数て゛表わしており2選
択率(%)は特定の生成物へ変実施例1 三塩化[1ジウムニ水Jn3.837gと塩化カリウム
0.043!′)gと塩化リチウム0.06180と塩
化ルテチウム・六水塩0.056]]と塩化ルテニウム
・−・水塩0.1643gとを蒸溜水50m1に完全に
溶解させてから、シリカゲル(富士デビソン化学社@l
 I I)型シリカゲルLot N。
GR−80510> 30 gに含浸し、−夜間風乾し
た。
送風乾燥機で110℃、4時間乾燥さUだ後1石英ガラ
ス製還元管に充填し、水素気流中(2ON1/時)35
0℃、2時間保持し加熱処理した。
その後直ちに窒素気流に切替え放冷し2次の組成の触媒
を得た。
5%Rh−(1/25)K −(1/10)l 1−(
1/100) L u−(1/20)Ru但し各元素記
号の前の括弧内に記した助触媒金属成分の吊は、リベて
ロジウムに対する該金属成分の原子比であり、以下の例
についても同様である。
この触媒iQmlを5US−316製U字型反応管に充
填し、圧力100#/ci1度300℃のモしてルテチ
ウムを含んでいない比較例4に比べて酢酸の選択率を保
持して酢酸の活性はほぼ倍増している8分析は反応ガス
を直接ガスクロマトグラフに導入して行なった。
り)1表5%Rh−(1/25]K−(1/1011i
−(1/1001(fll−(4/201t<Llりに
第1表の(ロ)欄に示した種々の金属成分の塩化物を同
一原子比で用いた触媒を調製し、同じ反応条件で活性評
価した。
実施例6〜11 5%Rh−(1/25)K −(1/10) L 1−
(1/20) I rに加えて(ロ)の元素群から選ば
れた2種の金属成分各1/100を含む触媒を調製し、
同じ反応条件で活性評価した。触媒調製に用いた金属成
分(塩化物を使用)の種類は反応結果と共に第2表に示
し1.:。
実施例12〜17 5%Rh−(1/25)K −(1/10)L 1−(
1/40) I r−(1/40)Ruに加えて(CI
)の元素群から選ばれIこ2種の金属成分各17100
を含む触媒をElm製し、同じ反応条件で活性評価した
。触媒調製に用0た金属成分(塩化物を使用)の種類は
反応結果と共に第3表に示した。
第3表 5%Rh−f+/251に−+ +/101L
i−(1/+001(I])−(1/jO01(o+一
実施例18〜20 5%Rl+−(1/25)K −(1/10) L 1
−(1/80) L u−(1/80)Y b−(x)
 l r系におイ(1種/Z O’)割合の1rを含む
触媒を調製し、同じ反応条件で活性評価した(第4表) 実施例2’1.22 5%I< h−(1/25)K −(1/10) L 
i−(’1/40) (ロ)−(1/20) I rに
おいて、(O)の元素群から選ばれた元素としてルテチ
ウムまたはイッテルビウムを含む触媒を調製し、同じ反
応条件で活性評価したく第5表)。
実施例23〜25 5%Rt+−(X)K −(1/10)L 1−(1/
80)l−u−(1/20)1r系において、神々の割
合のKを含む触媒を調製し、同じ反応条f1で活性評価
したく第6表)。
実施例26〜28 5%Rb−(1/25)K −(X) L 1−(1/
80) l u−(1/20)l「系において2種々の
割合の11を含む触媒を調製し、同じ反応条例で活性評
価した(第7&)実施例29へ・35 第8表に示した金属成分をそれぞれ3む触媒を調製し、
同じ反応条件で活性評価した。結果は第9表に示した。
比較例1〜5 110表に示した金属成分をそれぞれ含む触媒をli製
し、同じ反応条件で活性評価した。結果は第11表に示
した。
第8表 第9表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ロジウムおよび助触媒を含む触媒の存在下、−酸化炭素
    と水素とを反応させて酢酸、アセトアルデヒド、エタノ
    ールを成分とする含酸素化合物を(イ)Li、におよび
    Na (o ) L u、Yb、Dy、Ho、Tb、Gdおよ
    びM(+(ハ)IrおよびRIJ
JP59109661A 1984-05-31 1984-05-31 含酸素化合物を製造する方法 Granted JPS60255741A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672743A (en) * 1993-09-10 1997-09-30 Bp Chemicals Limited Process for the production of acetic acid

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