JPS61191632A - エタノ−ルの製造方法 - Google Patents

エタノ−ルの製造方法

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JPS61191632A
JPS61191632A JP60017721A JP1772185A JPS61191632A JP S61191632 A JPS61191632 A JP S61191632A JP 60017721 A JP60017721 A JP 60017721A JP 1772185 A JP1772185 A JP 1772185A JP S61191632 A JPS61191632 A JP S61191632A
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ethanol
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reaction
hydrogen
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JP60017721A
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JPS6238333B2 (ja
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Satoshi Arimitsu
有光 聰
Katsumi Yanagi
柳 勝美
Hitomi Hosono
細野 仁美
Toshihiro Saito
寿広 斉藤
Kazuharu Mitarai
御手洗 計治
Nobuyuki Taniguchi
信之 谷口
Kazuo Takada
和夫 高田
Kazuaki Tanaka
和明 田中
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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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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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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】 本発明はエタノールの製造方法に関する。更に詳しくは
、0)ロジウム及びマンガンを担体担持しイたス触濾−
1口)口d 6 A−マン4ソー 114−内ノ」び/
又はイリジウムを担体担持してなる触媒のいずれかと、
(ハ)鉄を担体担持してなる触媒との存在下、一酸化炭
素と水素とを反応させ、エタノールを製造する方法に関
する。
〔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$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方法によって製造
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、豊富で且つ安価に入手可能な一酸化炭素及び水素
の混合ガスより炭素#!L2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、一酸化炭素と水素の
混合ガスを、ロジウムを主成分トシ、マンガン、チタン
、ジルコニウム、タングステンなどの金属もしくは金属
酸化物よシ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製造する方法は公知である。
しかしながら、かかる方法も副生ずる炭化水素、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もの
や含酸素化合物の選択率が高い場合には主生成物の選択
性が低いものであった。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室がまだまだ少く、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
のが実情である〇 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マンガンを添加した触
媒及びその改良法(特開昭52−14706.56−8
333.56−8334号)が提案されているが、いず
れの方法もアセトアルデヒド、酢酸を主生成物とするも
のであシ、エタノールの収率、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、一酸化炭素及び水素を含有する気体よ
り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。
本発明者らはエタノールを選択的に製造する方法につい
て鋭意検討を重ねた結果、前述した如くアセトアルデヒ
ドや酢酸の製造用触媒として知られていたロジウム−マ
ンガン触媒と鉄触媒とを組合せることによジェタノール
を高選択的に製造できることを見出し本発明を完成した
〔発明の概要〕
本発明は前記した如く(イ)〜(ロ)のいずれかの触媒
と、(ハ)の触媒との存在下、一酸化炭素及び水素を反
応させエタノールを製造するものである。
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、(イ)〜
(ロ)のいずれかの触媒と、(ハ)の触媒とからなる三
者の触媒を主たる構成成分とする。両者の触媒は各々別
途に調製したものを使用することが必要であシ、使用に
際しては混合あるいは、ヒ)〜(ロ)のいずれかの触媒
を上層に(ハ)の触媒を下層に充填して使用することが
できる。
触媒のw4裏にあたっては通常、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音用
いる。
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。例えば含浸法、浸漬法、イオン交
換法、共沈法、混練法等によって調製できる。
前記触媒を構成する鎖成分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」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、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t−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。
−1−−−鳥1ム+−11居卆り1−+1−」+1++
+1l−1−hlに一1LるO 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し、その溶液に担体を加
え浸漬し、溶媒を留去、乾燥し、必要とあれば加熱等の
処理を行い、担体に金属化合物を担持する。
担持の手法としては、原料化合物を同−醪媒に同時にf
#解した混合溶液を作り、担体に同時に担持する方法、
各成分を遂次的に担体に担持する方法、わるいは各成分
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。尚、前記した如く三者への触媒はそれぞれ別個
にこれらの手法を用いて調製する。
その他の調製法、例λ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、北片熔Vr1
つイ触露を蝙戴寸ス力洛hF本木登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
うことによシ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100C程度・温度条件下で
も還元処理ができるのでお名が、好ましくは200C〜
600Cの温度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除々にあるい
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、一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、水素化アルミニウ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1
0〜1000m/g、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、モレキエラーシープ、ケイソウ上等のシリ
カ糸担体、アルミと組成比は広い範囲・でかえることが
できる。
0)〜(ロ)触媒において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0.0001〜
O15、好ましくは0.00f〜0.3である。また、
助触媒金属の比率はロジウムに対して原子比で各々0.
001〜101好ましくは0.01〜5の範囲である。
更に(ハ)の触媒において、鉄の担体に対する比率は担
体の比表面積を考慮して重重比で0.0001〜0.5
、好ましくは0.001〜0.3の範囲である。
本発明は、たとえは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
Kt/d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
圧下においてばr?シイ−− A > L ノ、t −
噂 k  z従って反応圧力としては014/cdゲー
ジ〜350h/cdゲージ、好ましくはOKf/dゲー
ジ〜250Kw/citゲージの圧力下で行う。反応温
度は150C〜450C1好ましくは180C〜350
G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(OC,1気圧)換算で10h−”〜10’h−’
の範囲よシ、反応圧力と反応温度、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。一酸化炭素と水素の混合比はCO/)i、比で
0.1〜10、好ましくは0.2〜4(容積比)、であ
る。
以下冥施例によりて本発明を更に詳細に説明す実施例1 塩化ロジウム(凡hc1.−3H,U)0.480g1
塩化ff/ガy (MnC1,−4H意0)0.012
gt−溶解さいで、ロータリーエバポレーターを用いて
エタノールを留去し乾固した後、更に真空乾燥した。そ
の後、パイレックス反応管に充填し、常圧で水素及び値
嵩の混合ガス()l、 : 60dj/分、N、:60
d/分)の通気下、400Cで4時間活性化処理を行い
、几h −Mn / S t O2触媒を調製した。次
いで、硝酸第二鉄(Fe (NOx)s ・9H意0)
 0.240 gを溶解させたエタノール溶液中に焼成
脱気したシリカゲル10ajt加え浸漬した。ロータリ
ーエバポレーターを用いてエタノールを留去し乾固した
後、更に真空乾燥した。その後、空気中で5ooc。
2時間処理し九〇次いで、パイレックス反応管に充填し
、常圧で水素(60aj/分)通気下、400Cで4時
間還元処理をおこない、F e /810 z触媒t−
調製した。
このようにして得られた、几h−Mn/8i02触媒(
8aj)、F’e/8i0.(5au)を高圧流通式反
応amの反応管(チタン製)に上層、下層になる様に充
填し、常圧水素ガスの流通下(200aj/分)、30
0Cで2時間程度再還元処理した後、一酸化炭素と水素
の混合ガスを送入し、所定の反応東件下で反応を行った
。反応生成物の分析は、液状生成物については水に溶解
し捕集し、気体生成物については直接ガス採取し、ガス
クロ分析を行い、定性及び定量分析し、生成物の分布を
求めた。結果を表1に示した@ 実施例2 塩化ロジウム0.480 g 、塩化マンガン0.01
2 &塩化リチウム(LiC1・Hto) 0.033
gを溶解させたエタノール溶液を300C焼成説気し九
シリカゲル10dK浸漬した後、実施例1のRh −M
n/8 * 02触媒の調製法と同様の処JjlKよシ
凡h −Mn−Li/8i0.触媒を調製し九。
ルh −M n−L * /810 g触媒(8m)、
実施例1でlll1製し71Fe/eii01触媒(5
517)l高圧流造式反応装置の反応管に上層、下層に
充填し、実施例1と同様の方法で活性試験を行った。結
果を表IK示し友。
実施例3 塩化ロジウム0.480 g 、塩化マンガン0.01
2 g塩化イリジウA (IrC14−H,0)0.1
93gを溶解させたエタノール溶液を3000焼成鋭気
シリカゲル10ajに浸漬した0実施例1′のRh −
Mn/Si0g触媒の調製法と同様の処理によシ几b−
Mn−Ir/810.触媒t−1lil製した。
調製したに’e/SiO,触媒(5d)を高圧流通式反
応装置の反応管に上層、下層に充填し、実施例1と同様
の方法で活性試験を行り九。結果を表1に示した。
実施例4 ゲル10agに浸漬した。実施例1.のah −Mn/
Sio!触媒の調製法と同様の処理によシkLh −M
n−Ir/8i01触媒をvI4製した。
Rh −Mn−Ir−Li/8 i01触媒(7d)、
実施例1で調製した Fe/8i0□触媒(5jLJ)
を高圧流通式反応装置の反応管に上層、下層に充填し、
実施例1と同様の方法で活性試験を行った。結果を表I
K系した。
一一 比較例1 実施例1で調製したRh−Mn/8i0.触媒(10d
)を高圧流通式反応装置の反応管に充填し、実施例1と
同様の方法で活性試験を行った。結果を表1に示した。
比較例2 実施例2で調製したRh −Mn−Li/8i0.触媒
(10J1j)t−高圧流通式反応装置の反応管に充填
し、実施例1と同様の方法で活性試験を行った。
結果t−表1に示した。
手続補正書(自発) 昭和61年 3月1?日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和60年特許願第  17721  号2、発明の名
称 エタノールの製造方法 3、補正をする者 事件との関係     特許出願人 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ’、、 61,3.1a ) 5、補正の内容 1)本願明細書第14頁10〜l1行のrRh−M n
 −1r / S i Oilを’Rh−Mn−1r−
Li/5iO1に訂正する。
以上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ロジウム及びマンガンを担体担持してなる触媒と
    、鉄を担体担持してなる触媒との存在下、一酸化炭素と
    水素とを反応させることからなる、エタノールの製造方
    法。
  2. (2)ロジウム、マンガン、イリジウム及び/又はリチ
    ウムを担体担持してなる触媒と、鉄を担体担持してなる
    触媒との存在下、一酸化炭素と水素とを反応させること
    からなる、エタノールの製造方法。
JP60017721A 1985-02-02 1985-02-02 エタノ−ルの製造方法 Granted JPS61191632A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6032732A (ja) * 1983-08-03 1985-02-19 Agency Of Ind Science & Technol エタノ−ルを主成分とする含酸素化合物の製造法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6032732A (ja) * 1983-08-03 1985-02-19 Agency Of Ind Science & Technol エタノ−ルを主成分とする含酸素化合物の製造法

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