JPS6156139A - ニツケルと錫、ゲルマニウムまたは鉛とを含有する触媒の存在下におけるカルボン酸エステルの水素化分解によるアルコールの製造方法 - Google Patents

ニツケルと錫、ゲルマニウムまたは鉛とを含有する触媒の存在下におけるカルボン酸エステルの水素化分解によるアルコールの製造方法

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JPS6156139A
JPS6156139A JP60175615A JP17561585A JPS6156139A JP S6156139 A JPS6156139 A JP S6156139A JP 60175615 A JP60175615 A JP 60175615A JP 17561585 A JP17561585 A JP 17561585A JP S6156139 A JPS6156139 A JP S6156139A
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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】
産業上の利用分野 本発明は、カルボン酸エステルの接触水素化分解によっ
てアルコールを製造する方法に関りる。 従来技術およびその問題点 アルコール、特に脂肪族アルニ1−ルの!II)告は、
工業にとってかなりな関心のあることである。 カルボンlli!lJステルの接触水素化分解は、これ
らのアルコールを製造lる興味ある1つの方法であるが
、その方法は、公知の触媒の不便さのために、今[1ま
でその使用が限定されている。 その不便さは、叩1う、 ・銅とクロムとの混成酸化物をベースにした触媒は、ド
ープしたものでもしないものでも、高圧の下、即ちほと
lυどすべての場合に20MPaを越える圧力の下で、
しかも250〜350°Cの温度で操作する必要がある
。 ・1[1体上に析出さけた遷移金属をベースにした触媒
(J、一般にはより低い温石、即ち250℃以下で好適
には200℃で操作して、生成しIζアル1−ルが分解
して炭化水素になるのを制限しな(Jればならない。こ
のために、容認できる転化レベルて・良好な選択性を得
るには、操作圧力を一般に10MPa以上にしな1]れ
ばならイ
【い。 比較的最近、欧州特許出願EP−A−95408で、例
λばシリカまたはアルミナのような担体の上に、ロジウ
ムと例えば錫とを組合せて生成させた触媒が提案された
。この触媒は、比較的穏やかな操作条ft(約280℃
以下の温度と約8MPa以下の圧力)で、アルコールを
好収量で得ることができる。しかしながら、ロジウムが
高価で自由な使用が限定されていることは考慮すべき重
大な不都合な点であるので、本発明者らは、アルコール
を好収量で生成し、比較的穏やかな条f1で操作するこ
とができ、さら−4= にロジウムを使用することに伴う不都合を示さない触媒
を求めるために、研究を行なうようになった。 問題点の解決手段 本発明は、カルボン酸エステルを、ニッケルど、ゲルマ
ニウム、錫および鉛より成る♂Yから選ばれた少イ1く
とも1種の第2の元素とを含有する触媒の存在下で、水
素にJ:つて処理するアルコールの製造方法において、
触媒が、ゲルマニウム、錫および鉛の群の少なくとも1
種の金属の少なくとも1種の化合物を、ニッケルを含む
担体またはラネーニッケルに含有させて生成されたもの
であることを特徴とづる方法である。 アルコールに弯1堕できるカルボン酸エステルは、好適
には例えば酢酸、ブ[1ピAン酸、酪酸、吉草酸、カブ
[]ン酪酸Aレイン酸まlこはバルミチン酸などのモノ
カルボン酸、あるいはポリカルボン酸、特に例えばシコ
ウ酸、マ[1ン酸まlこけアジピン酸などのジカルボン
酸と、例えばメタノールまたはTタノールのにうイii
i鎖i1 /J1.L枝別れのアルキルアルコール、あ
るいは例えばベンジルアルコールのようなアラルキルア
ルコール、または例えばフェノールのよう4に芳香族の
ヒドロキシル化合物とのエステルの群から選ばれる。環
状エステル、特にラクトン、例えばバレロラクトンまた
はカプロラクトンを水素化分解することもできる。モノ
カルボン酸とモノアルコールとのエステルの水素化は、
炭化水素鎖の構造を変えることなく、次の式によって表
わされる。 R+  COR2+21−12→ RI    CH201」+R20ト1ここにR4は飽
和または不飽和のC1〜C30炭素原子の炭化水素基、
例えば01〜C2oのアルキル拮、C6〜C22のアリ
ール基、または07〜C3oのアラルキル基を表わし、
R2はC−Cの炭化水素基、例えばC−C,,2のアリ
ール基、07〜C30のアラルキル基、またはC1・−
C2oのアルキル基を表わし、さらに<l’l’適には
R2は01〜C1oのアルキル基、特に好適にはメチル
またはエヂルを表わ′?I。 好適には、連続式または非連続式の反応器内で、10〜
100バール(1〜10MPa)の全圧力の下で操作し
、しかも何等の不便な点なしに操作できる。例えば30
0バールまでで、180〜330°C1好適には200
〜280°Cの温度で、水素分子のエステルに対するモ
ル比が例えば2:1〜50:1、そして最も好適には2
:1〜5:1で、下記の元素を含む担持金属触媒、即ち
重量%を0.1〜60%、好適には2〜10%に選んだ
ニッケルと、ゲルマニラlい錫および鉛より成る群から
選ばれ、重量%が0.1〜20%、特に1.5〜12%
である少なくとも1種の元素とより成る触媒の存在の下
で操作が行なわれる。好適には上記の群の金属を同時に
2種または場合によっては3種をも使用することができ
る。担体は、その1神を使用する場合には、シリカ、種
々の型のアルミナ、シリカ・アルミナ、元素の周期表の
I  、If。 また【ま■B族の元素のアルミン酸塩、例えばCa、I
vlr】、lla、ZnXNa、に、Cdのアルミン酸
1nおよび混合アルミン酸塩、ならびに活性炭より成る
群から、好適にはシリカと、アルカリ金属お」:び/ま
たはアルカリ土類金属および/または亜鉛および/また
はカドミウムのアルミン酸塩と、混合アルミン酸塩とよ
り成る群から選ぶことができる。 特に好適なのは、触媒中に存在する3n1GeおにびP
bの群の1種または複数種の元素のニッケルにλ1する
モル比が0.01:1〜4:1、好適には0.1:1〜
1:1である触媒を使用することである。 触媒は、担体への様々な含浸手段によって製造すること
ができるが、本発明はその手段を特定の一つに限定する
ものではない。含浸操作は、例えば、予め成型した担体
と選択された1種または複数種の金属の化合物の水溶液
または有機溶液とを接触させるが、その場合好適には、
溶液の容積は、担体の保持容積に比して大きくするかま
たはこの容積に等しくする。ニッケルと追加の金属とを
同時にまたは次々に導入することができる。担体と溶液
とを数時間接触させた後に、含浸された担体を濾取し、
蒸留水で洗浄し、乾燥し、空気中で110〜600℃、
好適には110〜500℃で力焼する。使用する前に、
触媒を水素で、200〜600℃、好適には300〜5
00℃で還元するが、この還元を力焼後直ちに行なうこ
とも、後になって使用者自身で行なうこともできる。 錫、ゲルマニウム43よび鉛より成る群から選ばれた元
素は、使用される前駆物質の性質によって水溶液としτ
、または炭化水素溶液として導入される。 好適には、FJ!l!媒は、少なくとも1種のニッケル
化合物の水溶液または有機溶液を、9「適には担体の保
持容積に比して過剰にま1=はその容積に等しい容積で
使用して111体を含浸して11られる。次に、含浸さ
れた担体を濾取し、場合にJ:っては蒸留水で洗浄して
から乾燥し、空気中、約り10℃〜約600℃、好適に
は約り10℃〜約500℃でノ】焼し、次いで約り00
℃〜約600℃、好適には約り00℃〜約500℃の温
度C1水素で還元する。次いで得られた生成物を、ゲル
マニウム、錫および/または鉛の化合物の水溶液または
有機溶液で含浸する。特に好適には、少’、r くとも
1種の炭化水素−ゲルマニウム化合物、炭化水素−錫化
合物または炭化水素−鉛化合物の飽和炭化水素溶液を使
用する。 ニッケルを含浸した担体と、少なくとも1種のゲルマニ
ウム、錫または鉛の化合物を含有する溶液とを、数11
.1間接触さけておいてから、生成物を濾取し、場合に
よっては使用した溶媒で洗浄してゲルマニウム、錫およ
び/または鉛を沈澱さu1乾燥し、場合によっては空気
中、約り10℃〜約600℃、好適には約110℃〜5
1     00℃で力焼する。使用する前に、触媒を
約り00℃〜約600℃、好適には約り00℃〜約5 
(”) (’) ℃で水素で還元ηるが、この還元は、
力焼11f’jぐに行イ1うことす、さらに後になって
使用者自身で行2rうこともできる。 別の1つの方法は、lli体の湿つjご粉末を、触媒の
前駆物質ど11合し、次に成形して乾燥りることより成
る。 触媒の製j告において使用できる金雇萌駆物質の例は、
次のものである。 ニッケルについては、含浸溶媒に可溶/E 11!化物
、硝酸塩または有機酸Inのような化合物、例えばjn
n化ニラ/フル硝酸ニッケル、IHFIIIニッケルの
ような右II 酸In、さらにはニッケルヘキリアンミ
ンIB化物または硝酸塩も使用−4ることができる。さ
らにニッケルの有機金属化合物の炭化水素溶液、例えば
5〜12個の炭素原子を含む飽和パラフィン系炭化水素
、6〜12個の炭素原子を含むプフテン系炭化水素、あ
るいは6〜11個の炭素原子を含む芳香族炭化水素の溶
液を使用することができる。例えば、ジメヂルグリオキ
シ11との誘導体、ステアリン酸ニッケル、ジシクロペ
ンタジェニルニッケルまたはジ=  11 − シフ1−1ペンタジー[ンニッケル、好適にはアはチル
i’ l= I−J−トニッケルが使用される。 錫、ゲルマニウムおよび鉛より成る群から選ばれlζh
;索は、錫のlli化物、臭化物おにび硝酸塩、鉛のハ
ロゲン化物、硝酸塩および酢酸塩、ゲルマニウムの塩化
物およびシコウ酸塩のようイ【化合物の水溶液または有
機溶液を使用して、好適に【ま錫、ゲルマニウムおよび
鉛のアルキル金属よIこ(まアリール金属などの炭化水
素−金属化合物、例えばテ[−ラTチル錫、テ]−ラメ
チル錫、テ1へラブ1]ピルゲルマニウム、テ1〜う■
デル鉛、シフTニル錫、ジフェニルゲルマニウム、デト
ラフ■ニル鉛の好適には炭化水素溶液を使用して導入す
ることができる。 IUI体は、土間したように、様々な秤類のものが選ば
れる。特に適応した担体は、B、F、T。 法によって測定した比表面積が、1g当り10〜500
m2、好適には10当り50〜500m2であって、全
細孔容積が担体10当り0゜2〜1 、3CII13、
好適には担体1q当り0.5〜1.ICl113である
ような特性を有づる。 一旦担体上に2種の金属を固定すると、好適には高温で
、例えば300〜500℃で水素による活性化処理を触
媒に行なって、活性金属相を得るようにする。水素によ
るこの処理の手順は、例えば水素気流中で温度を徐々に
十ばて、例えば300℃〜500℃、好適には350℃
〜=150℃の最高還元温度にし、この温度に1〜6時
間保つことより成る。 活性な金属触媒はまたラネーニッケル型の!1成物から
得られる。即ち触媒は少イ【りとも1部分はラネーニッ
ケルより成る。これは例えば一般に元素因明表の■族に
現われる従来の脱水性金属を含む生成物、例えばラネー
ニッケルと組合わせたコバルトに、ゲルマニウム、錫お
J:び@)J:り成る群からの少なくとも1種の金属ま
たは少なくとも1種の金属化合物を添加したものである
。 Ge、Sn、Pbの群の少なくとも1+4の金属をj8
加して添加号−ると、副反応をかなり減少させ、特に炭
化水素の生成を減少させることができる。 少なくとも1種の追加の金属を導入することは、好適に
(ま1種または複数種の追加の金属を反応温度にある反
応ゾーン内に注入して行なわれるが、この場合ラネーニ
ッケルを含む触媒の前駆物質は反応液相に懸濁されてい
る。追加の金属を反応触媒中に注入することは、好適に
は錫、鉛およびゲルマニウムの群の金属の少なくとも1
種の金属の少なくとも1種の有機金属化合物の溶液を使
用して行なう。触媒の製造に使用される1種または複数
種の有機金属化合物は、好適には錫、ゲルマニウムおよ
び/または鉛のアルキル金属、アリール金属、アルキル
アリール金属、アラルキル金属より成る群から選ばれる
。添加する金属の吊は、一般にはラネーニッケル全体に
対して、0.1〜20重量%(金属元素で表わして)、
好適には0.5〜10%である。 実  施  例 以下に実施例によって本発明を説明するが、これらの実
施例は決して本発明を限定するbのeは<’にい。 実施例1 ′触媒の製造をF M7の2段階で行イ「う。 ・ニッケルの固定は、比表面積が0当り28Q m 2
で、全細孔容(1!1が100 Q当り80 can3
であるシリカに、酢酸ニッケルのアンLニア↑/l溶液
を含浸するニッケルの固定、それに続く濾過、110°
Cでの乾燥、空気中450°0での力焼および450 
’Gでの水素による還元。 ・ニッケルを含浸し、力焼し還元1)klJ体にテ1〜
う■チル錫のn−へブタン溶液の形の錫を固定し、ヘプ
タンを還流さI!なれがら触媒とデトラ■チル錫溶液と
を4ff;1間接触さけてから、触媒をヘプタンで洗浄
し、乾燥する。 次に触媒を管状の反応器内に装入し、水素気流中で30
0°Cで4時間還元する。 M M ”Iチルの水素化分解の操作条件は次の通りで
ある。 ・圧カニ50バール(5,OMPa) ・P P II : 4 kMkal111!媒/h・
ト12/Jステルモル比:5 この第1のシリーズの試験において、ニッケル2.5重
量%を含むベースの触媒から始めて、触媒の錫の含有量
を変えた。操作温度は250℃に固定した。結果を第1
表に示す。 第  1  表 −16一 実施例2 温度を変えて、2種の触媒のfl質を、酢酸1チルの水
素化分解についで比較する。この触媒の一方は、実施例
1のシリカ−にのニッケル2゜5%をベースにしたもの
であり、使方は同じシリカ担体上のニッケル2.5%と
錫3.0%とをベースにしたものである。その他の条1
′1はすべて実施例1ど同じである。結果を第2表に示
す。 8察した1べτの1fl1浪区間で、シリカ上に積出し
Iこニツリルー錫二元金属触媒は、アルコ1−ルの生成
に対して比較にならぬほど選択的であることか分る。 実施例3 S?なる温1aで、2種の触媒を使用して、酢酸エチル
からTタノールを製造した。一方の触媒(Δ)は、実施
例1に記載した方法に従って製造した、シリカ上のニッ
ケ1し2.5%と錫3゜0%とをベースにするものであ
り、他方の触媒(13)は、次のような2段階で製造し
た、ニッケル2.5%ど錫3.0%とをベースにしたも
のである。 段階1: 比表面積が280m2xg −1で全細孔容積が0.8
cm3xg −+であるシリカに、酢酸ニッケルのアン
モニア性溶液を含浸するニッケルの固定、それに続く濾
過、110℃での乾燥、空気中450°Cでの力焼およ
び450’Cでの水素による還元。 段階2: ニッケルを含浸し、力焼し還元した担体に、塩酸を添加
してpH単位を0.5の値に保って水溶液にした塩化第
1錫の形の錫を固定する。使用した溶液の容積は、シリ
カの細孔容積に等しい。錫の前駆物質の溶液と、段階1
で得られた触媒の前駆物質とを4時間接触させた後に、
触媒を乾燥する。 次に2種の触媒Aと8とを水素気流中、300℃で4時
間活性化し、次の条件で試験した。 圧カニ50バール(5,OMPa) P P t(: 4 kMkg触11に/h1」2/工
ステルモル比:5 温度を変動させる。 結果を第3表に示す。 (以下余白) 考察したすべての温度区間で、テトラエチル錫からII
!!I造した触媒は、塩化第1錫から製造した触媒より
も選択的であった。 実施例4 実施例1で採用したと同じ条件で、酢酸エチルからTタ
ノールを製造した。触媒は、実施例1のシリカ上に析出
さけたニッケル(2,5%)と、錫、ゲルマニウムおよ
び鉛の群からの第2の元素1種どをベースにしている。 〜  20 − ゲルマニウムと鉛とは、それぞれテトラ丁プルゲルマニ
ウムとテトラエチル鉛の形で、炭化水素(n−へブタン
)溶液にして含浸づる。錫触媒は、実施例1に記載した
。 かくして製造した触媒を、実施例1におけると同じ条件
で使用した(温度:250’C1仔カニ50バール、P
 P l−1: 4.1」2/エステル−[ル比:5)
。 結果を第4表に示す。 第  4  表 すなわち、錫をゲルマニウムと鉛に変えても、活性体の
触媒的性質には茗しい変化tよ見られない。 実施例5 実施例1に記載した方法によって、ニッケルと錫とをベ
ースにした触媒を、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
亜鉛またはカドミウムのアルミン酸塩をベースにした担
体上に製造した。 これらの担体は、比表面積が1g当り80〜150m2
で、細孔容積は100(lについて50〜100CI1
13である。ニッケルと錫とのそれぞれの%は、第5表
に示しである。 酢酸エチルの水素化分解は、実施例1と同じ条件で行な
った。 結果を第5表にまとめて示す。 (以下余白) 第5表 =  23 − すなわら、アルカリ金属、アルカリ土類金属お」、び/
または曲鉛おJ:び/またはカドミウムのアルミンM1
nは、触媒担体として好適に使用−りることができる。 実施例6 シリカトに析出したニッケル〈2.5%)と錫(3%)
どをベースにした触媒の存在の下で、種々のエステルか
ら種々のアルコールを、実施例1と同じ操作条件で製造
した。 使用するエステルは次の通りである。 酢Msec−ブチル 酢酸アミル 酢酸ヘキシル カプリン酸エチル パルミヂ酪酸メチル オレイン酸メヂル 結果を第6表にまとめて示す。 (以下余白) 第6表 実施例7 高圧(80バールまで)で使用可能で、撹拌装置、温度
と圧力との制御調節装圃を備えた、容ff1500m/
のグニャール型の反応器に、常温で100m/の酢酸エ
チル中に懸濁したラネーニッケル(10(+)を導入し
、かきまぜながらテトラ■デル錫の酢酸エチル溶液を注
入し、液体反応相の中の錫の含有量がラネーニッケルの
重量に対して10重量%に等しくなるようにする。懸濁
液をたえずかきまぜながら次第に温度を」二げて220
℃にする。この温度になった時に加圧水素を導入して、
全体の圧力が50バールになるJ、うにする。220℃
、50バールの圧力で1時間反応を起った後、反応生成
物を回収する。反応流出物の組成は、反応器を常圧にし
てから、気相と液相との分析によって得られる。主要イ
【成分は次の通りである。 1      ゛メタン“0・2重量%・■タン:0.
6M吊% ・−[タノール:79重量% ・酢酸エチル:20.2重量% エタノールの選択性は99%である。 実施例8(比較例) 実施例6で使用したと同じ反応器、同じ操作条件で、酢
酸エチルの還元を行なった。ただし錫を導入しなかった
点において異なる。反応流出物の組成は、反応器を常圧
に戻した後に、気相と液相との分析によって決定する。 に要な成分は次の通りである。 ・メタン:25.3重量% ・エタン:8.5重量% ・エタノール:18車ω% ・酢酸エチル:48.2型出% エタノールの選択性は34.7%である。 発明の効宋 本発明のカルボン酸エステルの水素化分解によるアルコ
ールのtJ造方法によれば、アルコールを好収量で生成
し、比較内樋やかな条件で操作することができ、さらに
高価で入手困ガなロジウムを使用することに伴う不都合
を示さない触媒を提供することができる。 以」二 特許出願人 アンステイテユ・フランセ・デュ・ベトロ
ール

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カルボン酸エステルを、ニッケルと、ゲルマニウ
    ム、錫および鉛より成る群から選ばれた少なくとも1種
    の第2の元素とを含有する触媒の存在下で、水素によっ
    て処理するアルコールの製造方法において、触媒が、ゲ
    ルマニウム、錫および鉛の群の少なくとも1種の金属の
    少なくとも1種の化合物を、ニッケルを含む担体または
    ラネーニッケルに含有させて生成されたものであること
    を特徴とする方法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項による方法において、触媒
    が担体上にニッケル0.1〜60重量%と、ゲルマニウ
    ム、錫および鉛の群の少なくとも1種の元素0.1〜2
    0重量%とを含有することを特徴とする方法。
  3. (3)特許請求の範囲第1または第2項による方法にお
    いて、触媒中に存在するゲルマニウム、錫および鉛の群
    の1種または複数種の元素と、ニッケルとの間の原子比
    が0.01:1〜4:1である方法。
  4. (4)特許請求の範囲第1項による方法において、触媒
    がラネーニッケルと、ラネーニッケルに対して0.1〜
    20重量%のゲルマニウム、錫および鉛の群の少なくと
    も1種の元素とを含有する方法。
  5. (5)特許請求の範囲第1〜第3項のいずれか1項によ
    る方法において、担体が10〜500m^2×g^−^
    1の表面積と、0.2〜1.3m^3×g^−^1の細
    孔容積とを示す方法。
  6. (6)特許請求の範囲第1〜第3項および第5項のいず
    れか1項による方法において、ニッケルを含む担体がシ
    リカである方法。
  7. (7)特許請求の範囲第1〜第3項および第5項のいず
    れか1項による方法において、ニッケルを含む担体が、
    元素の周期表の I _A、II_AまたはII_B族の1つ
    の元素のアルミニウム酸塩または混合アルミナ酸塩ある
    いはアルミナである方法。
  8. (8)特許請求の範囲第1〜第7項のいずれか1項によ
    る方法において、ゲルマニウム、錫および鉛の群の少な
    くとも1種の金属の化合物が、炭化水素−ゲルマニウム
    、化合物、炭化水素−錫化合物または炭化水素−鉛化合
    物である方法。
  9. (9)特許請求の範囲第1〜第8項のいずれか1項によ
    る方法において、触媒が、担体を少なくとも1種のニッ
    ケル化合物の水溶液または有機溶液で含浸し、含浸され
    た担体を乾燥し、続いで約110〜約600℃の温度で
    カ焼し、次に200〜約600℃の温度で水素によって
    還元し、最後にゲルマニウム、錫および鉛より成る群の
    少なくとも1種の金属の少なくとも1種の化合物を導入
    することによって得られる方法。
  10. (10)特許請求の範囲第1〜第9項のいずれか1項に
    よるアルコールの製造方法において、圧力が1〜30M
    Pa、温度が180〜330℃、水素/エステルのモル
    比が2:1〜50:1である方法。
JP60175615A 1984-08-08 1985-08-08 ニツケルと錫、ゲルマニウムまたは鉛とを含有する触媒の存在下におけるカルボン酸エステルの水素化分解によるアルコールの製造方法 Granted JPS6156139A (ja)

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