JPS61215337A - Production of ethylene glycol - Google Patents

Production of ethylene glycol

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JPS61215337A
JPS61215337A JP60056070A JP5607085A JPS61215337A JP S61215337 A JPS61215337 A JP S61215337A JP 60056070 A JP60056070 A JP 60056070A JP 5607085 A JP5607085 A JP 5607085A JP S61215337 A JPS61215337 A JP S61215337A
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JP
Japan
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ethylene glycol
group
reaction
organic phosphorus
compound
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JP60056070A
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Japanese (ja)
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JPS6241699B2 (en
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Yuuji Ookago
大籠 祐二
Shinichi Yoshida
慎一 吉田
Hisao Kinoshita
久夫 木下
Yoshihiro Saito
斎藤 義博
Masato Nakajima
正人 中島
Yoshihisa Watanabe
渡辺 芳久
Hirosuke Wada
和田 啓輔
Hidekazu Watanabe
英一 渡邊
Yoshinori Hara
善則 原
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To produce the titled compound in high rate of production, selectivity and yield under relatively moderate condition, by reacting CO with H2 under high temperature and pressure condition in the presence of a Rh-containing compound catalyst using a specific organic phosphorus compound as a reaction accelerator. CONSTITUTION:The objective compound can be produced by reacting CO with H2 at a molar ratio (CO/H2) of 0.05-20 in the presence of a Rh-containing compound catalyst such as tetrarhodium dodecacarbonium at 50-350 deg.C under 1-2,000kg/cm<2>G pressure for 0.1-20hr preferably in a solvent adding an organic phosphorus compound comprising the 9-substituted-9-phosphabicyclo[3.3.1]nonane of formula I (R is 1-20C alkyl or cycloalkyl) and/or the 9-substituted phosphabicyclo[4.2.1]nonane of formula II as a reaction accelerator to the reaction system. The atomic ratio of the P atom of the organic phosphorus compound to the Rh atom is 0.1-500.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、エチレングリコールの製造方法に関4するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a method for producing ethylene glycol.

厄本発明の方法によれば、一酸化炭素及び水素かトシ比
較的温和な条件下にエチレングリコールを高二、1′ い選択率で、生成速度も早く製造することができる。
According to the method of the present invention, ethylene glycol can be produced at a high selectivity and at a high production rate under relatively mild conditions using carbon monoxide and hydrogen.

≦ffi エチレングリコールは、従来よりエチレンの酸化反応に
よって製造されてきた。近年、エチレン価格の高騰など
の要因によって、よ抄安価な原料である一酸化炭素及び
水素の合成ガスからの製造技術が開発されつつある。
≦ffi Ethylene glycol has conventionally been produced by an oxidation reaction of ethylene. In recent years, due to factors such as the soaring price of ethylene, techniques for producing carbon monoxide and hydrogen from synthesis gas, which are cheaper raw materials, are being developed.

例えば%’j:昭53−31122、同55−4382
1、同53−15047、特開昭50−3294、同5
6−40698、特開昭52−42809、同52−4
2810.特公昭56−40132、特開昭53−12
1714、同54−71094、同54−48703、
同54−92903、130941および同57−13
0942各号公二’25530号、同第4199521
号、同第4190598号、同第4211719号およ
び同第4302547号各明細書等に開示されているよ
うにロジウム触媒を使用し、高温、高圧力下に合成ガス
を反応させる方法が知られている。
For example, %'j: Showa 53-31122, Showa 55-4382
1, 53-15047, JP-A-50-3294, 5
6-40698, JP-A-52-42809, JP-A-52-4
2810. Special Publication No. 56-40132, Japanese Patent Publication No. 53-12
1714, 54-71094, 54-48703,
54-92903, 130941 and 57-13
0942 Koji No. 25530, Koji No. 4199521
As disclosed in the specifications of No. 4190598, No. 4211719, and No. 4302547, there is a known method of reacting synthesis gas at high temperature and high pressure using a rhodium catalyst. .

これら公知技術において、ロジウム触媒は単位触媒量当
りのエチレングリコールの生成速度という点で未だ活性
が低く、高価なロジウム触媒を使用して、工業的規模の
エチレングリコールを製造する実用的制置は未だ充分で
はない。
In these known technologies, rhodium catalysts still have low activity in terms of production rate of ethylene glycol per unit catalyst amount, and there is still no practical way to produce ethylene glycol on an industrial scale using expensive rhodium catalysts. Not enough.

発明の概要 本発明者らは、ロジウム触媒を使用するエチレングリコ
ールの製造方法において、単位ロジウム原子当りのエチ
レングリコールの生成速度および選択率を高めるべく鋭
意検討した結果、特定の構造を有する有機リン化合物、
即ち、9−アルキル−9−ホスファビシクロ(3,3,
1)ノナンおよびいて、反応系に一般式(I)及び/又
は一般式(II)、(但し、Rは01〜20のアルキル
基又はシクロアルギル基)で表わされる有機リン化合物
を添加して反応を行わせることを特徴とするエチレング
リコールの製造方法を提供するものである。
Summary of the Invention As a result of intensive studies to increase the production rate and selectivity of ethylene glycol per unit rhodium atom in a method for producing ethylene glycol using a rhodium catalyst, the present inventors have developed an organic phosphorus compound having a specific structure. ,
That is, 9-alkyl-9-phosphabicyclo(3,3,
1) Nonane and an organic phosphorus compound represented by general formula (I) and/or general formula (II) (wherein R is an alkyl group of 01 to 20 or a cycloargyl group) are added to the reaction system to carry out the reaction. The present invention provides a method for producing ethylene glycol.

3男Ω」」11幻1 本発明の方法に使用される触媒としてのロジウム含有化
合物は、特に限定されるものではないが、例えば金属ロ
ジウム、ロジウムの酸化物、水酸化物、無機酸塩、有機
酸塩あるいは錯化合物などを例示することができる。更
に具体的には、三酸化二ロジウム、二酸化ロジウム、水
酸化ロジウム、ニウム)へキナロジウムペンタデカカル
ボニル、ジカルボニル(η−シクロペンタジェニル)ロ
ジウム、(l−シクロペンタジェニル)(17−’#ロ
オクタジエン)ロジウム、ロドセンなどを例示すること
ができる。
The rhodium-containing compound as a catalyst used in the method of the present invention is not particularly limited, but includes, for example, metal rhodium, rhodium oxides, hydroxides, inorganic acid salts, Examples include organic acid salts and complex compounds. More specifically, dirhodium trioxide, rhodium dioxide, rhodium hydroxide, nium)hequinalodium pentadecacarbonyl, dicarbonyl(η-cyclopentadienyl)rhodium, (l-cyclopentadienyl)(17- Examples include rhodium and rhodocene.

ロジウム含有化合物の使用音は、反応液中のロジウム原
子の#度として反応溶液1リットル当りI X 10−
’〜100グラム原子、好ましくは1×10〜10グラ
ム原子である。
The usage noise of the rhodium-containing compound is I x 10- per liter of reaction solution as # degrees of rhodium atoms in the reaction solution.
' to 100 gram atoms, preferably 1 x 10 to 10 gram atoms.

本発明において使用される反応促進剤としての有機リン
化合物は、下記一般式(I)&び(TI)で示される構
造を有するものである。
The organic phosphorus compound used as a reaction accelerator in the present invention has a structure represented by the following general formulas (I) and (TI).

(ここでRは炭素数1〜20のアルキル基またはシクロ
アルキル基を示す) 上記一般式(1)の有機リン化合物は、9−置換3、二
9−ホスファビシクロ(3,3,1)ノナン、一般式(
■)の有機9218合物は、9−置換−9−ホスファビ
シクロ〔4,2゜1〕ノナンとそれぞれ呼ばれるもので
あり、更にこの置換基Rの具体的な列としてはメチル基
、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブ
チル基、2−ブチル基、2・−メチル−1−プロピル基
、tert−ブチル基、1−ニー 一ペンチル基、1−メチル−1−ブチル基、ネオペンチ
ル基、■−ヘキシル基、1−オクチル基、1−デシル基
、1−ドデシル基、1−エイコシル基などのアルキル基
、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチ
ル基、シクロデシル基、シクロドデシル基などのシクロ
アルキル基などを挙げることができる。
(Here, R represents an alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms) The organic phosphorus compound of the above general formula (1) is a 9-substituted 3,29-phosphabicyclo(3,3,1 Nonane, general formula (
The organic compound 9218 (ii) is called 9-substituted-9-phosphabicyclo[4,2゜1]nonane, and the specific series of substituents R include methyl group and ethyl group. , 1-propyl group, 2-propyl group, 1-butyl group, 2-butyl group, 2-methyl-1-propyl group, tert-butyl group, 1-nee-pentyl group, 1-methyl-1-butyl group alkyl groups such as neopentyl group, ■-hexyl group, 1-octyl group, 1-decyl group, 1-dodecyl group, 1-eicosyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group Examples include cycloalkyl groups such as.

上記有機リン化合物は、一般式(I)で表わされる化合
物及び一般式([)で表わされる化合物それぞれ単独で
も混合しても使用できるが、目的とするエチレングリコ
ールの生成速度及び選択率をより高くするため一般式(
1)で表わされる有機リン化合物を単独又はこの化合物
の混合物で使用するのが好ましい。
The above-mentioned organic phosphorus compound can be used alone or in combination with the compound represented by the general formula (I) and the compound represented by the general formula ([), but it can increase the production rate and selectivity of the target ethylene glycol. To do this, the general formula (
Preference is given to using the organophosphorus compounds represented by 1) alone or in mixtures of these compounds.

これら有機リン化合物の使用量は化合物によって異なる
が、使用するロジウム原子に対するリン原子の原子比が
0.1〜500、より好ましくは0.5〜300の範囲
で存在させることが必要であことが望ましいが、反応溶
媒としては、ロジウム重化合物触媒及び上記反応促進剤
としての有機リン化合物を溶解するものであれば良く、
以下に勺扁載するようなものを使用することができる。
The amount of these organic phosphorus compounds used varies depending on the compound, but it is necessary that the atomic ratio of phosphorus atoms to rhodium atoms used be in the range of 0.1 to 500, more preferably 0.5 to 300. Although it is desirable, the reaction solvent may be any solvent that can dissolve the rhodium heavy compound catalyst and the organic phosphorus compound as the reaction promoter.
You can use the ones listed below.

例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テト
ラエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類
、アセトン、ジエチルケトン、アセトフェノン等のケト
ン類、フェノール、メトキシフェノール等の7エノール
類、酢酸メチル、酢酸エチル、エチレングリコールジア
セテート、r−ブチロラクトン等のエステル類、スルホ
ラン、ジメチルスルホン等のスルホン類、ジメチルスル
ホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類、
N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセ
トアミド、N−メチルピロリジノン、N−イソプロピル
ピロリジノン、N−メチル−2−ピリドン寺のアミド挙
、Nlへ、へ、八−TI’771ノV尿素、N、N−ジ
メチルイミダゾリジノンなどの置換尿素類、ヘキサメチ
ルリン酸トリアミド1 トリあるいは脂環族炭化水素、
ニトロメタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物、アセ
トニl−IJル、ベンゾニトリル等のニトリル類、ジメ
チルカーボネート、エチレンカーボネート等の炭酸エス
テル類などである。
For example, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether, ketones such as acetone, diethyl ketone, and acetophenone, 7 enols such as phenol and methoxyphenol, methyl acetate, ethyl acetate, and ethylene glycol. Esters such as diacetate and r-butyrolactone, sulfones such as sulfolane and dimethylsulfone, sulfoxides such as dimethylsulfoxide and diethylsulfoxide,
N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidinone, N-isopropylpyrrolidinone, N-methyl-2-pyridone amide, Nl, he, 8-TI'771 no V urea, Substituted ureas such as N,N-dimethylimidazolidinone, hexamethylphosphoric triamide 1, tri- or alicyclic hydrocarbons,
These include nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene, nitriles such as acetonyl-IJ2 and benzonitrile, and carbonic acid esters such as dimethyl carbonate and ethylene carbonate.

本発明の方法において反応は加熱加圧条件下で実施され
る。反応圧力としては、通常1〜2,000貯/mG、
好ましくii30〜1,000却/dG。
In the method of the present invention, the reaction is carried out under heated and pressurized conditions. The reaction pressure is usually 1 to 2,000 storage/mG,
Preferably ii30 to 1,000/dG.

より好ましくは50〜60(1#/iGの範囲である。More preferably, it is in the range of 50 to 60 (1#/iG).

この際エチレングリコール製造のための原料ガスとして
反応系に供給される一酸化炭素と水素の割合は、通常水
素ガスに対する一酸化炭素のモル比として0.05〜2
0、好ましくはo、i〜10の範囲である。また反応温
度としては通常50〜350℃、好ましくは100〜3
00℃の範囲である。更に反応時間としては通常0.1
〜20時間、好ましくは0.3〜10時間の範囲が使用
される。
At this time, the ratio of carbon monoxide and hydrogen supplied to the reaction system as raw material gas for ethylene glycol production is usually 0.05 to 2 as a molar ratio of carbon monoxide to hydrogen gas.
0, preferably o, i to 10. The reaction temperature is usually 50 to 350°C, preferably 100 to 350°C.
It is in the range of 00°C. Furthermore, the reaction time is usually 0.1
A range of ˜20 hours is used, preferably 0.3 to 10 hours.

拳法はバッチ式、半連続式又は連続式で実施することが
できる。
Kenpo can be practiced batchwise, semi-continuously or continuously.

」11を 実施例1〜10 これを外部より磁気誘導によって回転させる方式を採用
した。
Examples 1 to 10 of "11" A method was adopted in which this was rotated from the outside by magnetic induction.

アルゴンガス雰囲気下で、反応器にナト20ジウムドデ
カ力ルポニル: 18.7ミリグラム(ロジウム原子と
して0.1ミリグラム原子)、表1に示す有機リン化合
物および溶媒としてN、N−ジメチルイミダゾリジノン
:7.5dをそれぞれ仕込み、反応器を封じた後に一酸
化炭素および水素の等モル混合ガスで反応系内ガスを数
回置換したのち、室温で370Af、’J(ゲージ圧)
となるまで反応器に該混合ガスを封入した。この反応器
を外部磁気誘導回転で攪拌しつつ、電気炉を用いて反応
液の温度が220℃となるまで加熱した。この温度を2
時間保って反応を行なったところ、時間の経過とともに
ガスの吸収が認められた。220℃での最高到達圧力お
よび反応終了時の圧力を表1に最高圧−最低圧として示
した。
Under an argon gas atmosphere, 18.7 milligrams of sodium dodecalponyl (0.1 milligram atoms as a rhodium atom) was added to the reactor, an organic phosphorus compound shown in Table 1, and 7 N,N-dimethylimidazolidinone as a solvent. After charging .5d and sealing the reactor, the gas in the reaction system was replaced several times with an equimolar mixed gas of carbon monoxide and hydrogen, and the mixture was heated to 370Af, 'J (gauge pressure) at room temperature.
The mixed gas was sealed in the reactor until the temperature reached . This reactor was stirred by external magnetic induction rotation and heated using an electric furnace until the temperature of the reaction solution reached 220°C. This temperature is 2
When the reaction was carried out for a certain period of time, absorption of gas was observed over time. The maximum pressure reached at 220°C and the pressure at the end of the reaction are shown in Table 1 as maximum pressure - minimum pressure.

反応終了後反応器を急冷し室温とした後、未反応ガスを
パージして均一な反応液を得た。これを1−Pr =イ
ソプロピル基、n−Bu :第1フfル基、Cartl
=シクロヘキシル基、CsH*  = シクロペンチル
基をそれぞれ示す。
After the reaction was completed, the reactor was rapidly cooled to room temperature, and unreacted gas was purged to obtain a homogeneous reaction solution. This is 1-Pr = isopropyl group, n-Bu: first fluor group, Cartl
= cyclohexyl group, CsH* = cyclopentyl group, respectively.

発明の効果 上記実験例から、本発明の方法によれば目的とするエチ
レングリコールを比較的温和な条件下に、高い生成速度
かつ高選択率で収率よく製造できることが明らかである
Effects of the Invention From the above experimental examples, it is clear that according to the method of the present invention, the desired ethylene glycol can be produced in good yield at a high production rate and high selectivity under relatively mild conditions.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ロジウム含有化合物触媒の存在下、一酸化炭素及
び水素を加熱加圧条件下に反応させてエチレングリコー
ルを製造する方法において、反応系に一般式( I )及
び/又は一般式(II)、▲数式、化学式、表等がありま
す▼・・・( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(II) (但し、RはC_1_〜_2_0のアルキル基又はシク
ロアルキル基)で表わされる有機リン化合物を添加して
反応を行わせることを特徴とするエチレングリコールの
製造方法。
(1) In a method for producing ethylene glycol by reacting carbon monoxide and hydrogen under heated and pressurized conditions in the presence of a rhodium-containing compound catalyst, general formula (I) and/or general formula (II) is added to the reaction system. , ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(I) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(II) (However, R is an alkyl group or cycloalkyl group of C_1_ to_2_0) A method for producing ethylene glycol, which comprises adding the expressed organic phosphorus compound to carry out the reaction.
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