JPS61178933A - 含酸素化合物の製造方法 - Google Patents

含酸素化合物の製造方法

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JPS61178933A
JPS61178933A JP60017725A JP1772585A JPS61178933A JP S61178933 A JPS61178933 A JP S61178933A JP 60017725 A JP60017725 A JP 60017725A JP 1772585 A JP1772585 A JP 1772585A JP S61178933 A JPS61178933 A JP S61178933A
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rhodium
hydrogen
iridium
reaction
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Toshihiro Saito
寿広 斉藤
Nobuyuki Taniguchi
信之 谷口
Kazuharu Mitarai
御手洗 計治
Kazuo Takada
和夫 高田
Kenichi Sano
健一 佐野
Shinya Matsuhira
松比良 伸也
Tetsuo Nakajo
哲夫 中條
Hiroko Noguchi
裕子 野口
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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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】 [発明の目的] 本発明は含酸素化合物の製造方法に関する。更に詳しく
はロジウム触媒の存在下に一酸化炭素と水素を反応させ
て、アセトアルデヒド、エタノールおよび酢酸を含む含
酸素化合物を製造する際に、助触媒として(イ)スカン
ジウム、(ロ)イリジウム及び(ハ)リチウム、ナトリ
ウム、カリウムのうちの少なくとも1種の元素を併用す
ることからなる触媒の存在下に行う前記含酸素化合物の
製造方法に関する。
本発明方法において目的物とする含酸素化合物とはアル
デヒド、アルコール、脂肪酸および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、すなわちアセトアルデヒド、エ
タノール、酢酸およびエステルである。
[従来の技術及び発明が解決しようとする問題点]エタ
ノール、アセトアルデヒド等の炭素数2の含酸素化合物
は従来ナフサを原料とする石油化学的によって製造され
てきた。しかし、近年の原油の高騰により、製造価格の
著しい上昇が起り、原料転換の必要性が生じている。
一方登富で且つ安価に入手可能な一酸化炭素及び水素の
混合ガスより炭素数2の含酸素化合物を製造する方法が
種々検討されている。
即ち、−酸化炭素と水素の混合ガスを、ロジウムを主成
分としマンガン、チタン、ジルコン等の金属もしくは金
属酸化物などより成る触媒の存在下の反応させて、炭素
数2の含酸素化合物を選択的に製造する方法は公知(た
とえば特開昭51−80806号、同5214706号
、同56−147730号等)である。
しかしながら、かかる方法は副生ずる炭化水素、例えば
メタン等の岳が多く、BM素化合物の選択率が低いもの
や、含酸素化合物の選択率が高い場合にはその生成量は
極めて低いものであった。更に高価な貴金属であるロジ
ウムあたりの目的化合物の生成量がまだ少なく、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
のが実情である。
更に炭素数2の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ロジウムにリチウム、鉄、スカン
ジウムなどを添加した触媒(特開昭51−80807号
、同5C1−8334号、同57−62233号等)が
提K (i’れているが、いずれの方法もアセトアルデ
ヒド、エタノール、酢酸の収率、選択性などは著しく低
い欠点を有している。
以上述べた如く、−酸化炭素及び水素を含有する気体よ
りアセトアルデヒド、エタノール、酢酸を主成分とする
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、−M化炭素及び水素を含有する気体より
、含酸素化合物を製造する際に、上記炭素数2の含酸素
化合物の選択性を改良し、水素の生成を最小とすること
を可能にした触媒系を開示するものであり、多数の助触
媒成分の組合せ試験につき鋭意検討を重ねた結果、ロジ
ウムに助触媒として(イ)スカンジウム、(ロ)イリジ
ウム及び(ハ)リチウム、ナトリウム、カリウムのうら
の少なくとも1種の元素を併用する触媒が予期し得ない
相乗効果を発現し、目的とする含酸素化合物が好ましい
収量と高選択性を有することを見出し、本発明を完成す
るに至った。
[発明の概要] 本発明は前記した如く、ロジウムに助触媒どして(イ)
スカンジウム、(ロ)イリジウム及び(ハ)リチウム、
ナトリウム、カリウムのうちの少なくとも1種の元素を
併用することからなる触媒の存在下、−酸化炭素及び水
素を反応させアセトアルデヒド、エタノール及び酢酸を
含む含酸素化合物を製造するものである。
以下、本発明の方法について更に詳細に説明する。
上記の如く、ロジウムに助触媒として(イ)スカンジウ
ム、(ロ)イリジウム及び(ハ)リチウム、ナ1ヘリウ
ム、カリウムのうちの少なくとも1種を併用することか
らなる触媒である。反応条件下における各成分元素の状
態はかならずしも明らかでないが、反応の中心となるい
わゆる活性点はロジウムと(イ)スカンジウム、(ロ)
イリジウム及び(ハ)リチウム、ナトリウム、カリウム
のうちの少なくとも1種元素が共存する場所であるから
、それら元素の形は前駆体を含め何ら制約されるもので
はない。そして触媒成分は担体なしでも反応に供せられ
るが、通常担体上に分散させて使用するのが好ましい。
本発明方法において用いられる触媒は貴金属を使用する
場合に用いられる常法に従って調製することができる。
例えば含浸法、浸漬法、イオン交換法、共沈法、混錬法
等によって調製できる。
触媒を構成する成分であるロジウム及びイリジウムにお
いて触媒調製のために使用できる原料化合物としては塩
化物、臭化物等のハロゲン化物、硝酸塩、炭酸塩等の無
機塩、酢酸塩、シュウa塩、アセデルアセトナート塩、
エチレンジアミン酢酸塩等の有機酸、塩又はキレート化
合物、カルボニル化合物、アンミン銘体、金属アルコキ
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
助触媒として使用されるスカンジウム、リチウム、ナト
リウム、カリウムに使用できる原料化合物としてはハロ
ゲン化物、ハロゲン酸塩、硝酸塩、炭酸塩等の無機酸塩
、水酸化物、ギ酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩等の有機酸塩
を使用することができる。
しかし、これらの触媒構成成分を担体上へ担持すること
を容易にするためエタノール、水又は他の適当な78媒
に可溶性の高い化合物が好ましくは用いられる。
以下に倉浸法を例にとり触媒の調製法を説明する。
上記の金属化合物を水、メタノール、エタノール、アt
?トン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ノルマルヘ
キリン、ベンゼン、トルエン等の単独または混合溶媒に
溶解し、その溶液に担体を加え浸漬、溶媒を留去し、乾
燥し必要とあれば加熱、ガス処理等の処理を行い、担体
に金属化合物を担持づる。
担持の手法としては原料化合物を同一溶媒に同時に溶解
した混合溶液を作り、担体に同時に担持する方法、各成
分を逐次的に担持する方法、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。
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方法に用いられる触
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り昇温下で行うことが
簡便であって好ましい。この際還元温度として、ロジウ
ムの還元される温度即ち100℃程度の温度条件下でも
還元処理ができるが、好ましくは200℃〜600℃の
al下で還元処理を行う。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り、ヒドラジン、水素
化ホウ素化合物、水素化アルミニ・クム化合物などの還
元剤を用いた還元処理を行ってもよい。
本発明において用いられる担体は、好ましくは比表面積
10〜1000m/g、細孔径10Å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、各種の珪
酸塩、アルミナ、活性炭、各種金属の酸化物(例えば酸
化ジルコニウム、酸化チタン、マグネシアなど)、モレ
キューラ−シーブ、ケイソウ上などがあげられるが、シ
リカ系の担体が好ましい。
本触媒における各構成成分の比率は以下の様である。
ロジウムと担体に対す゛る比率は、担体の比表面積を考
慮して重量化で0.0001〜0.5、好ましくは0.
001・−03である。スカンジウムとロジウムの;□
や、ユユカ、、つ、/。ツウ、(原子比B−o、001
〜10、好ましくは0.005〜3の範囲である。イリ
ジウムとロジウムの比率はイリジウム/ロジウム(原子
比)でo、ooi〜6、好ましくは0.005〜3の範
囲である。リチウム、ナトリウム、カリウムとロジウム
の比率はリチウム、ナトリウム、カリウム/′ロジウム
(原子比)で0.0001〜3.好ましくは0.001
〜2の範囲である。
本発明方法は、例えば固定床の流通反応装置に適用する
ことができる。ずなわら反応器内に触媒を充填し、原°
■ガスを送入し反応を行わしめる。生成物は分離し、未
反応の原料ガスは必要に応じて精製したのら循環再使用
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
なわら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。
ざらに本5を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ム適用
できる。
本発明方法を実施するに際して採用される条件は、アセ
i・アルデヒド、エタノール及び酢酸を主成分とする含
酸素化合物を高収率、高選択率で、かつ炭化水素の生成
を最小にしながら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OK9/ci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、空詩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OKg / 
ciゲージ〜350に9/CIiゲージ、好ましくは0
K5i/c#iゲ一ジ〜250Kg/Criゲージの圧
力下で行う。反応温度は150℃〜450℃、好ましく
は180℃〜350’Cである。反応4度が高い場合に
は、炭化水素の副生聞が増加するため原料の送入速度を
甲クシたり、水素、−酸化炭素の組成比を変える必要が
ある。従って、空間速度(原料ガス送入但/触Is容量
)は標準状態(0℃、1気圧)換鋒で10t+−’ 〜
107h−1の範囲より、反応圧力、反応温度、原料ガ
ス組成との関係より適宜選択される。
当該原料ガスの組成は、主として一酸化炭素と水素を占
有しているガスであって、窒素、アルゴン、l\リウム
、メタン等のガス、あるいは反応条件];において、気
体の状態であれば炭化水素、二酸化炭素、生成した含酸
素化合物や水を含有していてもよい。水素と一酸化炭素
の混合比率は水素/−一酸化炭素容積比)で0.1〜1
0、好ましくは0.25〜5であり、原料ガス中の一酸
化炭素と水素の合計割合は20〜100容積%、好まし
くは60〜100容積%である。
以下実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、
これらの例は、本発明の理解を容易にするためにあえて
同一反応条件で示すものであり、本発明はこれにより何
ら限定されるものでないことはいうまでもない。
実施例1 塩化ロジウム((IlhCJt3・ 311゜0)1.
20g、塩化スカンジウム(SiCf、・ 6H20)
 0.059g 、塩化イリジウム(IrC4−N20
)0.048a、塩化リチウム(LiC1−N20)0
.055りを水11.5mに溶解させ、これにシリカゲ
ル(DAVISQN 157 > 25dヲ加、ic7
.:後、?W下r1時間、60℃で18時間乾燥した。
この担持触媒をパイレックスガラス製反応管に充填し、
水素180Id/毎分流通下、400℃、5時間還元し
た。
活性試験及び結果 外径8IIIIiの熱電対保護管を有する内径18IM
Rのチタン製反応管に上記触媒10dを上記に記載のシ
リカゲル30−で希釈して充填した。反応管内を窒素で
置換し、常圧下、窒素希釈水素ガス(82:N2=20
0:200 ml/亀分)で200℃、1時間回速元し
た後、水素/−酸化炭素−2/1(容積比)の混合ガス
を180 Nu /毎時を入し、反応圧力20に9/c
i、反応4度275℃において反応を行った。
反応流出物のうち、液状生成物は水に吸収させて捕集し
、また流出ガス組成はガスクロ法により分析し、その結
果を第1表に示す。
実施例2 塩化ロジウム1.20(1、塩化スカンジウム0.05
9す、塩化イリジウム0.048g 、塩化ナトリウム
(NafJ )  0.027gを水11.5dl、:
溶解すせ、コレニ実論例1に記載のシリカゲル25dを
加えた後、実施例1と同11の操作で処理して触媒を調
製し、実施例1と同様にして反応を行った。結果を第1
表に承り。
実施例3 塩化ロジウム1.20(1、塩化スカンジウム0.05
9g、塩化イリジウム0.0411g 、塩化カリウム
(にα)0、034gを水115−に溶解さulこれに
実施例1に記載のシリカゲル251N1を加えた後、実
施例1と同様の操作で処理して触媒を調製し、実施例1
と同様にして反応を行った。結果を第1表に示す。
実施例4 塩化ロジウム?、20Q、塩化スカンジウム0.059
0、塩化イリジウム0.048(1、塩化リチウム0.
050g、塩化ナトリウム(NaC11)  0.00
5aを水11.5−に溶解させ、これに実施例1に記載
のシリカゲル25dを加えた後、実施例1と同様の操作
で処理して触媒を調製し、実施例1と同様にして反応を
行った。結果を第1表に示す。
実施例5 塩化ロジウム1.20(1、塩化スカンジウム0.05
90、塩化イリジウム0.0480 、塩化リチウム0
.0500、塩化カリウム(にα)  0.007aを
水11.5a+!に溶解させ、これに実施例1に記載の
シリカゲル25dを加えた後、実施例1と同様の操作で
処理して触媒を調製し、実施例1と同様にして反応を行
った。結果を第1表に示す。比較例1 塩化ロジウム1.201)、塩化スカンジウム0.05
99を水11.5dに溶解させ、これに実施例1に記載
のシリカゲル251dを加えた後、実施例1と同様の操
作で処理して触媒を調製し、実施例1と同様にして反応
を行った。結果を第1表に示す。
比較例2 塩化ロジウム1.20(]、塩化リチウム0.055o
を水11.5d1.:??7解させ、これに実施例1に
記載のシリカゲル25〃認を加えた後、実施例1と同様
の操作で処理して触媒を調製し、実施例1と同様にして
反応を行った。結果を第1表に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ロジウム触媒の存在下で一酸化炭素と水素を反応させて
    、アセトアルデヒド、エタノールおよび酢酸を含む含酸
    素化合物を製造する方法において、ロジウムに助触媒と
    して(イ)スカンジウム、(ロ)イリジウム及び(ハ)
    リチウム、ナトリウム、カリウムのうちの少なくとも1
    種の元素を併用することからなる触媒を用いる含酸素化
    合物の製造方法。
JP60017725A 1985-02-02 1985-02-02 含酸素化合物の製造方法 Granted JPS61178933A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1741692A1 (en) 2005-07-06 2007-01-10 BP Chemicals Limited Process for the conversion of hydrocarbons to C2-oxygenates

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