JPS6038177B2 - シユウ酸ジエステルの水素添加触媒の製法 - Google Patents

シユウ酸ジエステルの水素添加触媒の製法

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JPS6038177B2
JPS6038177B2 JP56009063A JP906381A JPS6038177B2 JP S6038177 B2 JPS6038177 B2 JP S6038177B2 JP 56009063 A JP56009063 A JP 56009063A JP 906381 A JP906381 A JP 906381A JP S6038177 B2 JPS6038177 B2 JP S6038177B2
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JP
Japan
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reaction
copper
oxalic acid
catalyst
hydrogenation
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晴彦 宮崎
浩一 平井
泰三 宇田
靖夫 中村
晴三 池沢
隆則 土江
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シュウ酸ジェステルの水素添加反応の実施に
有用な水素添加触媒の製法に関するものである。
シュウ酸ジェステルを銅クロム系触媒の存在下で気相に
て水素添加を行なうことによりエチレングリコール及び
グリコール酸ェステルを得ることができることは既に報
告されている(特公昭55−42971号公報、米国特
許第4112245号明細書、及び西独国特許第459
603号明細書)。
鋼クロム系触媒はェステルを水素添加してアルコールを
得るための水素添加触媒として従来より良く知られてお
り、効率的な反応を生起させるためには好ましいもので
ある。しかし一方、実用上の観点からはクロムを用いる
ことによる問題点は無視できない。すなわち銅クロム系
触媒は反応に使用後は廃触媒となり、回収処理を行なう
必要があるが、廃触媒中にクロムを残存させないように
することは極めて難しい。クロムは徴量であっても人体
に強い毒性を示すため、クロムを含有する触媒を一般環
境中へ廃棄することは公害を発生させる可能性があり望
ましくない。従って銅クロム系触媒の高い触媒活性の長
所は実用上の面からは、その後処理についての難点によ
り減殺される。更には後処理の問題が原因となり銅クロ
ム系触媒の使用が制限される場合もある。通常の水素添
加反応に用いる水素添加触媒としては銅クロム系以外に
も多くの種類のものが知られている。
例えば、ラネーニツケル、ニッケル、コバルト、銅、鉄
、白金、パラジウムなどの金属触媒、これらの金属の酸
化物及び硫化物を挙げることができる。しかし、これら
の一般的な水素添加触媒は全ての水素添加反応に対して
使用可能であるものではなく、各反応の反応様式、反応
条件などに適合した触媒を選択しない限り目的の反応を
効率良く達成することができることは良く知られている
。従ってシュウ酸ジェステルに水素添加を行ないエチレ
ングリコールあるいはグリコール酸ェステルを製造する
方法で、前記の銅クロム系触媒に匹敵する触媒効果を持
ち、かつクロムを含有しない触媒を見いだすことは容易
ではない。
本発明は、シュウ酸ジェステルを水素添加してエチレン
グリコールもしくはグリコール酸ェステルを選択的に製
造する方法に用いるための水素添加触媒でクロムを含有
することなく効率の良い反応を生起させる触媒を提供す
るものである。
本発明の水素添加触媒は、金属酸化物をけん濁(分散)
状態で含む銅イオン含有水溶液にアルカリを加えること
により、銅化合物の析出物が担持された金属酸化物の沈
殿を得て、次いで該沈殿生成物を還元処理することによ
り得るものである。本発明の水素添加触媒の製法は、例
えば次に記すような方法で実施する。水溶性の銅塩(例
えば硝酸第2銅)を水に溶解し、これに金属酸化物のけ
ん濁水溶液(例えばシリカゾル)を室温下で頚拝しなが
ら少しずつ加える。
次いでこの金属酸化物をけん濁状態で含む銅イオン含有
水溶液にアルカリの水溶液(例えば炭酸アンモニウム水
溶液)を加え、水酸化第2銅及び/又は水に鱗溶性の銅
の化合物(銅の塩を含む)の沈殿を金属酸化物上に析出
させる。アルカリ水溶液の添加後、更に境洋を続ける。
その後、炉週により沈殿を集め、水で充分に洗浄する。
得られたケーキ状固体を空気中で乾燥した後、水素気流
中で還元して高い触媒活性を持つ水素添加触媒を得る。
本発明で用いる銅イオン含有水溶液を調製するための銅
イオン源としては特別な限定はない。
水に対して実用的に充分な溶解性を有する銅の化合物(
銅の塩を含む)であれば、いかなるものも使用可能であ
る。そのような銅の化合物の例としては、硝酸銅、シュ
ウ酸銅、硫酸鋼、塩化鋼、酢酸銅を挙げることができる
。最も好ましい銅の化合物は硝酸第2銅である。金属酸
化物は、一般に触媒の担体として用いられている金属酸
化物から任意に選んで使用することができる。
ただし、水に対する反応性及び溶解性を実質的に持たな
い金属酸化物であればいかなるものも用いることができ
る。本発明で使用することが可能な金属酸化物の例とし
ては、Si02、Tj02、山203、La203、S
n02、Zr02、ZNOなどを挙げることができる。
本発明において、生成する触媒に担持された銅と担体の
金属酸化物との比率には特に限定がない。
しかし銅の量が減少するにつれて触媒活性は低下する。
この理由から、銅は実用的に充分な触媒活性を示すため
に必要な量で含まれていることが望ましい。そのような
望ましい銅の量は、担持されている銅の重量:金属酸化
物の重量比で表わして0.01:1〜2:1の範囲内で
ある。このような比率は沈殿生成反応前のけん濁液中の
各成分の量を調整することにより容易に実現できる。金
属酸化物と銅とを含む沈殿を析出させるために用いるア
ルカリは、添加対象のけん濁液のpHを上昇させ、金属
酸化物と銅とを含む沈殿を生成させることができるもの
であれば特に制限を受けない。本発明で用いられるアル
カリの例としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウムな
どのアルカリ金属の水酸化物、炭酸ナトリウムなどのア
ルカリ金属の炭酸塩、アンモニア、炭酸アンモニウムな
どの弱醗のアンモニウム塩などを挙げることができる。
金属成分を含有しないアルカリを用いた場合には、反応
圧力に応じて、エチレングリコール又はグリコール酸ェ
ステルへの選択率が向上する。アルカリは水溶液の状態
にして添加するのが好ましい。また添加は、急激な反応
を避けるために少しずつあるいはゆっくりと行なうこと
が好ましい。アルカリを添加することにより、金属酸化
物の表面に銅化合物(水酸化第2銅及び/又は他の水難
溶性銅化合物)が坦持された沈殿が生成、析出する。析
出した沈殿を水で充分に洗浄することにより、好ましく
ない不純物、イオンなどを除去した後、乾燥する。
触媒の製造操作として乾燥工程は公知の工程であり、本
発明の触媒も公知の乾燥条件に従って乾燥される。その
ような乾燥条件としては、例えば空気中、120午0付
近で、1〜2餌時間乾燥との条件を挙げることができる
。沈殿は上言己のような方法で乾燥した後、還元処理に
付されて触媒として用いられる。水素添加触媒を、その
触媒としての使用に先立って還元処理する工程は公知の
工程であり、本発明の触媒も公知の還元処理条件に従っ
て還元処理を施すことができる。そのような還元処理の
操作としては、例えば水素気流中、350oo付近で1
0−1虫時間還元処理を行なうなどの操作を挙げること
ができる。本発明により得られる水素添加触媒は、シュ
ウ酸ジヱステルを気相にて水素添加してグリコール酸ヱ
ステル及び/又はエチレングリコールを製造するための
触媒として優れた作用を示す。シュウ酸ジェステルを気
相にて水素添加する方法としては、前述の特公昭55−
42971号公報、米国特許第4112245号明細書
あるいは西独国特許第459603号明細書、そして特
開昭55−40685号公報などに記載されている方法
に準じて選択した方法を選ぶことができる。
本発明の触媒を用いる場合、上記の反応の原料のシュウ
酸ジェステルとしては、シュウ酸と低級アルコール(炭
素数1−8)とのジェステルを用いるのが好ましい。具
体的な例としては、シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジェチ
ル、シュウ酸ジブチル、シュウ酸ジアミルを挙げること
ができる。本発明の触媒を用いる場合の反応条件は、前
述のように公知の方法に準じて決定することができるが
、本発明により得られる水素添加触媒を用いる場合に好
ましい反応条件は次の通りである。
反応温度:130一350oo、好ましくは180一2
60oC。接触時間:0.01一2硯砂、好ましくは0
.2−5秒反応圧力:0.1一20ぴ気圧、好ましくは
1−5唯気圧水素/シュウ酸ジェステルのモル比:2以
上、好ましくは10−500本発明により得られる水素
添加触媒は、その製法からも明らかなようにクロムを含
有するものではない。
そしてクロムを含有しないにもかかわらず、本発明によ
り得られる触媒は、シュウ酸ジヱステルを水素添加して
エチレングリコール及び/又はグリコール酸ヱステルに
変換する反応を効率よく達成することができる。従って
、本発明の水素添加触媒は目的に応じて、シュウ酸ジェ
ステルからエチレングリコール及び/又はグリコ−ル酸
ェステルを工業的に製造するために用いる触媒として非
常に好ましいものである。上述のように、本発明の水素
添加触媒を用いてシュウ酸ジェステルの水素添加反応を
行なうことにより一般にはエチレングリコールとグリコ
ール酸ェステルの両者が生成する。
ただし、水素添加反応を常圧もしくはその付近で行なっ
た場合には、実質的にグリコール酸ェステルのみか、又
はグリコール酸ェステルが相対的に多量含まれている反
応生成物が得られる。一方、水素添加反応を加圧下、特
に約3気圧以上、で行なった場合には大部分がエチレン
グリコールであるか、又はエチレングリコールが相対的
に多量含されている反応生成物が得られる。従って、取
得の目的の化合物がエチレングリコールであるかグリコ
ール酸ェステルであるかにより、反応圧力を約3気圧以
上、又は常圧付近と設定すれば、所望の化合物が多量含
まれている反応生成物を得ることができる。反応生成物
からは任意の方法によりエチレングリコール、グリコー
ル酸ヱステル、又はその両者を分離回収することができ
る。次に本発明を実施例及び比較例により更に詳しく説
明する。
実施例 1 硝酸第2銅・3水和物(Cu(N03)2・班20)1
03夕を400の上の水に溶解し、この水溶液に室温下
で20%のシリカゾル170夕を溝梓しながら少・しず
つ加えてけん濁させた。
次いで炭酸アンモニウム41.2夕を400私の水に溶
解した水溶液を、前記の水系けん濁液に蝿枠下に加えて
水酸化第2節、炭酸第2鋼などからなる沈殿を得た。損
杵を炭酸アンモニウム水溶液の添加後も約1時間継続し
、次に沈殿を炉週により集め、水で充分に洗浄した。そ
の後、得られたケーキ状固体を空気中、120℃、1虫
時間で乾燥し、更に水素気流中、350午0で1独特間
かけて還元処理を行なった。得られた水素添加触媒を1
0の‘とり、ステンレス製反応管(内径1比舷)に充填
し、シュウ酸ジェステルの接触水素添加反応を、反応温
度220午0、空間速度(SV)300皿r‐1、反応
圧力5気圧、シュウ酸ジェステルのLHSVO.013
夕/私・hrの反応条件で実施した。
反応生成物を分析したところ、シュウ酸ジェステルの転
化率100%、エチレングリコールへの選択率85.0
%、そしてグリコール酸エチルへの選択率9.2%との
結果が得られた。
実施例 2 シュウ酸ジェステルの水素添加反応を、反応条件を反応
温度240oo、空間速度330腕r1、シュウ酸ジェ
ステルのLHSVO.018タ′の上・hrとした以外
は実施例1と全く同一の条件で実施した。
反応生成物を分析したところ、シュウ酸ジェステルの転
化率100%、エチレングリコールへの選択率95.2
%、そしてグリコール酸ェステルは徴量との結果が得ら
れた。
実施例 3 シュウ酸ジェステルの水素添加反応を、反応条件を反応
圧力1気圧、シュウ酸ジェステルのLHSVO.016
夕/似・hrとした以外は実施例1と全く同一の条件で
実施した。
反応生成物を分析したところ、シュウ酸ジェステルの転
化率69.1%、グリコール酸エチルへの選択率87.
6%、そしてエチレングリコールは少量との結果が得ら
れた。
実施例 4 硝酸第2節・3水和物60.4夕を200の‘の水に溶
解し、この水溶液に酸化ランタン(La203)31.
8夕を加え、けん濁液を調製した。
このけん濁液に、別に調製した水酸化ナトリウム水溶液
(20.0夕のNaOHを50Mの水に溶解したもの)
を加え沈殿を得た。この沈殿を炉過により集め、水で充
分に洗浄した。洗浄後、沈殿を空気中、12000で1
5時間で乾燥し、更に水素気流中35000で1勿時間
かけて還元処理を行なった。得られた水素添加触媒を1
0のZとり、ステンレス製反応管(内径1仇帆)に充填
し、シュウ酸ジェチルの接触水素添加反応を、反応温度
200℃、空間速度1500hr‐1、反応圧力5気圧
、シュウ酸ジェステルのLHSVO.022夕/泌・h
rの反応条件で実施した。
反応生成物を分析したところ、シュウ酸ジェステルの転
化率100%、エチレングリコールへの選択率94.9
%、そしてグリコール酸エチルは少量との結果が得られ
た。
実施例 5 シュウ酸ジェチルの水素添加反応を、反応条件を反応圧
力1気圧、シュウ酸ジヱチルのLHSVO.04夕/似
・hてとした以外は実施例4と全く同一の条件で実施し
た。
反応生成物を分析したところ、シュウ酸ジェステルの転
化率53.9%、グリコール酸エチルへの選択率83.
4%、そしてエチレングリコールは少量との結果が得ら
れた。
実施例 6 実施例1においてアルカリ化剤として加えた炭酸アンモ
ニア水溶液(NAC0341.2多/水400の‘)の
代わりに水酸化ナトリウム水溶液(NaOH34夕/水
100奴【)を100の上用いた以外は、実施例1と同
様にして水素添加触媒を得た。
この触媒を実施例1と同一条件下で還元し、次いでシュ
ウ酸ジェチルの接触水素添加反応を実施例1と同一の条
件下で行なった。反応生成物を分析したところ、シュウ
酸ジヱステルの転化率69.2%、エチレングリコール
への選択率68.9%、そしてエチレングリコールへの
選択率2.5%との結果が得られた。
比較例 1−2 酸化ランタン20のこ水を加え濃練し、空気中120o
oで1虫時間乾燥した。
次いで、この固形物を水素気流中350oo、1独特間
で還元処理した。還元処理後の固形物を10私とりステ
ンレス反応管(内径1仇肋)に充填し、シュウ酸ジェチ
ルの接触水素添加反応を、反応温度200oo、空間速
度150風r‐1、反応圧力1及び5気圧「 シュウ酸
ジェステルのLHSVO.02タ′の‘・hての反応条
件で試みた。反応生成物を分析したところ、反応圧力1
気圧の反応ではシュウ酸ジェステルの転化率はほぼ0で
、従ってエチレングリコールとグリコール酸エチルのい
ずれもが実質的に生成していないことがわかった。
また反応圧力5気圧の反応では、シュウ酸ジェステルの
転化率として5%が得られたが、エチレングリコールと
グリコール酸エチルは実質的に生成していなかった。比
較例 3−5 銅以外の金属を金属酸化物上に高分散状態で担持させた
触媒について接触時間を1.59・秒/羽(空間速度3
70Mr‐1)とし、反応温度を変えた以外は実施例3
と同一の反応条件にてシュウ酸ジェチルの接触水素添加
反応を実施した。
用いた触媒、反応温度及び反応生成物の分析結果を第1
表に示す。第1表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属酸化物をけん濁状態で含む銅イオン含有水溶液
    にアルカリを加えることにより、銅化合物の析出物が担
    持された金属酸化物の沈殿を得て、次いで該沈殿生成物
    を還元処理することからなるシユウ酸ジエステルの水素
    添加触媒の製法。 2 触媒に担持された銅と担体の金属酸化物との重量比
    が0.01:1〜2:1(銅の重量:金属酸化物の重量
    )の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の水素添加触媒の製法。
JP56009063A 1981-01-26 1981-01-26 シユウ酸ジエステルの水素添加触媒の製法 Expired JPS6038177B2 (ja)

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