JPS6032730A - エタノ−ルを主成分とする含酸素化合物の製造方法 - Google Patents

エタノ−ルを主成分とする含酸素化合物の製造方法

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JPS6032730A
JPS6032730A JP58141082A JP14108283A JPS6032730A JP S6032730 A JPS6032730 A JP S6032730A JP 58141082 A JP58141082 A JP 58141082A JP 14108283 A JP14108283 A JP 14108283A JP S6032730 A JPS6032730 A JP S6032730A
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iridium
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勝 市川
Hitomi Hosono
細野 仁美
Toshihiro Saito
寿広 斉藤
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    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (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】 本発明は、−酸化炭素と水素とを含有する混合気体を触
媒の存在下反応させ、エタノールを生成分とする含酸素
化合物を製造する方法に関する。
更に詳細には、ロジウム、トリウム、鉄、チタン及びイ
リジウムよ9成る触媒の存在下、あるいはロジウム、ト
リウム、鉄、チタン、イリジウム及びリチウムよ9成る
触媒の存在下、当該混合気体を反応させることによジェ
タノールを主成分とする含酸素化合物を製造する方法に
関する。
本発明において目的物とする含酸素化合物とは、アルコ
ール、アルデヒド、脂肪酸及びそのエステル等を意味す
る。
更に詳しくは本発明における目的とする物質は炭素数2
の含酸素化合物、すなわちエタノール、アセトアルデヒ
ド、酢酸及びそのエステルである。
更に限定的に言えば、本発明の目的物はエタノールを主
成分とした炭素数2の含酸素化合物である。
含酸素化合物、特にエタノール等の含酸素化合物は従来
ナフサを原料とする石油化学的方法によって製造されて
きた。
しかし近年の原油の価格の高騰により、著しい製造価格
の上昇か起り、原料転換の必要性が生じている。
一方、豊富で且つ安価に入手可能な一酸化炭素及び水素
の混合ガスより含酸素化合物を製造する方法が柚々検討
されている。即ち混合ガスを、ロシウムヲ主成分とし、
チタン、ジルコニウム、タングステン、マンガンなどの
金属もしくは金属酸化物より成る触媒の存在下に反応さ
せて、炭素数2の含酸素化合物を選択的に作る方法は公
知である。
しかしながら、かかる方法も副生する炭化水素、例えば
メタン等の量が多く含酸素化合物の選択率が低い。
更に高価な貴金属であるロジウムあたシの目的化合物の
生成量がまだまだ少なく、経済的にもプロセス的にも完
成された技術が提供されていないのが実状である。
更に含酸素化合物を高収量で高選択的に製造することを
目的とした改良方法も種々提案されている(例えば、特
開昭56−7727.8333.8334.90028
号など)が、いずれの方法も未だ収率、選択性などに欠
点を有しているのが現状である。
以上述べた如く、−酸化炭素及び水素を含有する気体よ
シ、エタノールを主成分とする含酸素化合物を効率よく
、経済性よく製造する方法は提供されていない。
本発明者らは、従来法に代わる新たな方法を提供する目
的で鋭意検討を重ねた。その結果−酸化炭素及び水素を
含む気体をロジウム、トリウム、鉄、チタン及びイリジ
ウムよ構成る触媒あるいはそれらとリチウムより成る触
媒の存在下に反応させることにより、エタノールを主成
分とする含酸素化合物を高収率、高選択率で製造しうろ
ことを見出して本発明を完成した。
本発明で用いられる触媒の構成成分のうち、イIJ シ
ウムは従来−酸化炭素及び水素よりメタン等の低級炭化
水素あるいはメタノールからなる生成物を製造する触媒
として知られていた。
しかしながら、イリジウムを含有する触媒の存在下で一
酸化炭素と水素との混合ガスの反応により、含酸素化合
物を高収率、高選択率で製造する方法は従来知られてい
ない。
しかるに本発明者らは、ロジウム、トリウム、鉄、チタ
ン及びイリジウムあるいはそれらとリチウムを共存させ
ると、意外にも副生ずる炭化水素の量が減少し、エタノ
ールを主成分とする含酸素化合物の主成量が増加するこ
とを見出したのである。また、イリジウムはロジウム、
トリウム、チタン及び鉄あるいはリチウムの各成分と共
存させない場合には、換百すればイリジウム単独で用い
ると、本発明方法で主張するような高選択性、高活性の
触媒とはなり得ないことを見出した。
以下、本発明を順次詳述する。
本発明において用いられる触媒は前述の如くロジウム、
トリウム、鉄、チタン及びイリジウムあるいはそれらと
リチウムから成る成分を構成成分とする。
実質的には通常貴金属触媒において行われる如く、担体
上に上記の成分を分散させた触媒を用いるO 本発明において用いられる触媒は貴金属常法を用いて調
製することができる。たとえば含浸法、浸漬法、イオン
交換法、共沈法、混線法等によって調製できる。触媒を
構成する鎖成分、ロジウム、トリウム、鉄、チタン及び
イリジウム、あるいはそれらにリチウムを添加した触媒
調製のための原料化合物としては、酸化物、塩化物、硝
酸塩、炭酸塩等の無機塩、酢酸塩、シェラ酸塩、アセチ
ルアセトナート塩、ジメチルグリオキシム塩、エチレン
ジアミン酢酸塩等有機塩又はキレート化物、カルボニル
化合物、シクロペンタジェニル化合物、アンミン錯体、
全域アルコキシド化合物、アルキル金属化合物等通常貴
金属触媒を調製する際に用いられる化合物を使用するこ
とができる。
以下に含浸法に例をとシ触媒の調製法を説明する0 上記の金属化合物を水、メタノール、エタノール、テト
ラヒドロフラン、ジオキサン、ノルマルヘキサン、ベン
ゼン、トルエン等の溶媒に溶解シ、その溶液に担体を加
え浸漬し、溶媒を留去、乾燥し、必俣とあれば加熱等の
処理を行い、担体に全域化合物を担持する。相持の手法
としては、ロジウム、トリウム、鉄、チタン及びイリジ
ウム、あるいはそれらにリチウムを含む原料化合物を同
一溶媒に同時に溶解した混合溶液を作シ、担体に同時に
担持する方法、各成分を遂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
行いながら遂次的、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。
その他の調製法、例えば担体のイオン交換能を利用した
イオン交換によって金属を担持する方法、共沈法によっ
て触媒を調製する方法なども本発明に用いられる触媒の
調製手法として採用できる。
上述の手法によって調製された触媒は通常還元処理を行
うことにより活性化し次いで反応に供せられる。還元を
行うには水素を含有する気体によシ昇温下で行うことが
簡便でおって好ましい。この際還元温度として、ロジウ
ムの還元される温度、即ち100C程度・温度条件下で
も還元処理ができるのであるが、好ましくは200C〜
600Cの温度下で還元処理を行なう。この際触媒の各
成分の分散を十分に行わせる目的で低温より徐々にある
いは段階的に昇温しながら水素還元を行ってもよい。
また還元剤を用いて、化学的に還元を行うこともできる
。たとえば、−酸化炭素と水を用いたシ、ヒドラジン、
水素化ホウ素化合物、水素化アルミニウム化合物などの
還元剤を用いた還元処理を行っでもよい。
本発明において用いられる担体は、好ましくは比表面積
10〜1000m2/g1細孔径10A以上を有するも
のであれば通常担体として知られているものを使用する
ことができる。具体的な担体としては、シリカ、珪酸塩
、シリカゲル、モレキュラーシーブ、ケイソウ上等のシ
リカ系担体、アルミナ、活性体などがあげられるが、シ
リカ系の担体が好ましい。更には触媒の構成要素として
用いられるトリウム、イリジウム、鉄、チタン等の珪酸
塩あるいはイリジウム、トリウム、鉄、チタン等の酸化
物を担体として用いることもできる。例えば°イリジウ
ムの珪酸塩あるいは酸化物を用いた場合の触媒のtlA
l東法は前述のロジウム、トリウム、鉄、イリジウム及
びチタン、あるいはそれらにリチウム及び担体よシ構成
される触媒の調製法と同様に、例えばロジウム、トリウ
ム、鉄、チタンあるいはそれらとリチウムにイリジウム
の珪酸塩もしくは酸化物に担持させる。いずれの場合も
触媒中の各成分の濃度と組成比は広い範囲でかえること
ができる。ロジウムの担体に対する比率は、担体の比表
面積を考慮して重量比でo、o o o i〜0.5、
好ましくはo、o o i〜0.3である。ロジウムと
イリジウムの比率は原子比でイリジウム/ロジウムが0
.001〜5、好ましくは0.01〜2の範囲である。
壕だ、トリウム/ロジウムが原子比で0.005〜20
、好ましくは0.01〜10の範囲である。更に、鉄、
イリジウムの比率はロジウムに対し原子比で各々0.0
01〜10.好ましくは0.01〜5の範囲である。
チタンの比率はロジウムに対し原子比で0.005〜2
0、好ましくはo、o i〜10の範囲である。また、
リチウムの比率はロジウムに対し原子比で0.001〜
10.好ましくは0.01〜1の範囲が適用できる。
本発明は、たとえば固定床の流通式反応装置に適用する
ことができる。すなわち反応器内に触媒を充填し、原料
ガスを送入して反応を行わせる。
生成物は分離し、未反応の原料ガスは精製したのちに循
環再使用することも可能である。また、本発明は流動床
式の反応装置にも適用できる。すなわち原料ガスと流動
化した触媒を同伴させて反応を行わせることもできる。
更には本発明は溶媒中に触媒を分散させ、原料ガスを送
入し反応を行うことからなる液相不均一反応にも適用で
きる。
本発明を実施するに際して採用される条件は、エタノー
ルを主成分とする含酸素化合物を高収率・高選択率で製
造することを目的として種々の反応条件の因子を有機的
に組合せて選択される。反応圧力は、常圧(すなわちO
K9/cr!ゲージ)でも当該目的化合物を高選択率・
高収率で製造できるのであるが、空時収率を高める目的
で加圧下において反応を行うことができる。従って反応
圧力としてはOKf/cdtゲージ〜350に9/cI
!ゲージ、好ましくはOK9/CrIゲージ〜250K
g/dゲージの圧力下で行う。反応温度は150C〜4
50C,、好ましくは180C〜350 Cである。
反応温度が高い場合には、炭化水素の副生量が増加する
ため原料の送入速度を早くする必要がある。従って、空
間速度(原料ガス送入量×触媒容積)は、標準状態(0
1:、1気圧)換算で10h−”〜10’h”の範囲よ
り、反応圧力と反応温度、原料ガス組成との関係よシ適
宜選択される。
当該原料ガスの組成は主として一酸化炭素と水素を含有
しているガスであって窒素、アルゴン、ヘリウム、メタ
ン等の不活性ガスあるいは反応条件下において、気体の
状態であれば炭化水素や炭酸ガスや水を含有していても
よい。−酸化炭素と水素の混合比はCO/H2比で0.
1〜10、好ましくは0.25〜2(容積比)である。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 塩化ロジウム(RhC)、・3H20”) 1.2 g
 (4,56mmo、J)及び塩化イリジウA (Ir
Cl4・H2O)0.32g (0,912mmo l
 )をエタノール(99,5%)と水の混合溶媒30m
に溶解した後、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒
を留去し蒸発乾固させた。
このものをエタノール20m1に溶解し更に硝酸トリウ
ム(Th (NO,) 4 ・48.0) 1.89g
 (3,42mmo’7)及び塩化第二鉄(1”e C
13・6H20) 0.41 g (1,52mmol
)を溶解させ、それに四塩化チタン(T t cl 4
’)0.218g (1,14mmoAりを加え溶解し
た溶液中にシリカゲル(1)avisonす5’L D
avison社製)5g(280t:’で2時間真空下
で焼成脱気したもの)を浸漬した。次いでロータリーエ
バポレーターを用い、この溶媒を留去し乾固した後火に
真空下乾燥して、その後、反応管に充填し水素及びヘリ
ウみの混合ガス(H,/He=120/60 ml1分
)の通気下で段階的に昇温し、最終的には500t:’
で6時間、計12時間水素還元し、活性化処理を行った
このようにして得られた触媒のうち215の量(5II
Lt)をシリカゲル10ゴで希釈したものを、中低圧流
通反応装置の反応管(チタン金属内ばシ14φx4sO
mm)に充填し、水素ガス(3′Kg/ffl、 30
0m110)の通気下で200Cで1時間程度物は水に
溶解し捕集し、炭化水素は直接ガス採取してガスクロ分
析装置によって定性及び定量分析し、生成物の分布をめ
た。結果を表−1に示した。
実施例2,3 硝酸トリウム(Th (NO3) 、・4H,O)と四
塩化チタン(Ti(J4)の担持量を各々、1.26 
g (2,28mmol)と0.435g(2,28m
moJ)(実施例2)、0.63g (1,14mmo
l)と0.653g (3,42mmoA’ )(実施
例3)に変化させた以外は実施例1と同様の調製法及び
活性化処理法を用いて調製しまた。
実施例1と同様の装置及び操作で活性試験を行った。結
果を表−1に示した。
比較例1 四塩化チタンを除いた以外は実施例1と同様の調製法及
び活性化処理法を用いてロジウム−トリウム−鉄−イリ
ジウム/シリカ触媒を調製した。
実施例1と同様の装置及び操作で活性試験を行った。結
果を表−1に示した。
比較例2 硝酸トリウムを除いた以外は実施例1と同様の調製法及
び活性化処理法を用いてロジウム−チタン−鉄−イリジ
ウム/シリカ触媒を調製した。
実施例1と同様の装置及び操作で活性試験を行った。結
果を表−1に示した。
特開昭GO−32730(6) 、 1 実施例4〜6 実施例1〜3の触媒、各々7.5dを150Cで2時間
真空下で焼成脱気し、酢酸リチウム(Li−CH3Co
□)0.03g (0,45mmol)をエタノール1
0InlK溶解した溶液中に加えて浸漬担持した。
リチウムを添加した触媒を溶媒等、除去後、反応管に充
填し、水素ガス気流中加熱処理して反応に供した。
実施例1と同様の装置及び操作で活性試験を行った。結
果を表−2に示した。
比較例3,4 実施例4〜6とまったく同様の方法でリチウム/ロジウ
ム−トリウム−鉄−イリジウム/シリカ触媒(比較例3
)及びリチウム/ロジウム−チタン−鉄−イリジウム/
シリカ触媒(比較例4)を調製し、実施例1と同様の装
置及び操作で活性試験を行った。結果全表−2に示した
18− 171− 特開日aGO−32730(8) −172− 砒 0 依覗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ロジウム、トリウム、鉄、チタン及びイリジウ
    ムよ9成る触媒の存在下、−酸化炭素及び水素を含有す
    る混合気体を反応させ、エタノールを主成分とする含酸
    素化合物の製造方法。
  2. (2) ロジウム、トリウム、鉄、チタン、イリジウム
    及びリチウムを添加した触媒の存在下、−酸化炭素及び
    水素を含有する混合気体を反応させ、エタノールを主成
    分とする含酸素化合物の製造方法。
JP58141082A 1983-08-03 1983-08-03 エタノ−ルを主成分とする含酸素化合物の製造方法 Expired JPS6049615B2 (ja)

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JPH01129813U (ja) * 1988-02-25 1989-09-04

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