JPS63154634A - Production of ethanol - Google Patents

Production of ethanol

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JPS63154634A
JPS63154634A JP61301198A JP30119886A JPS63154634A JP S63154634 A JPS63154634 A JP S63154634A JP 61301198 A JP61301198 A JP 61301198A JP 30119886 A JP30119886 A JP 30119886A JP S63154634 A JPS63154634 A JP S63154634A
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JP
Japan
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reactor
ruthenium
ethanol
compound
cobalt
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Pending
Application number
JP61301198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Iwasaki
正雄 岩崎
Shuichi Tokumoto
徳元 修一
Kenji Fujiwara
謙二 藤原
Hiroshi Ono
博司 小野
Kenji Yoshida
吉田 研治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Publication of JPS63154634A publication Critical patent/JPS63154634A/en
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To economically suppress corrosion of a reactor in directly synthesizing ethanol from a synthesis gas by using a specific catalyst containing a corrosive component, by using a reactor comprising stainless steel of austenite type containing molybdenum as a material. CONSTITUTION:In producing an oxygen-containing compound such as methanol, ethanol, etc., by bringing carbon monoxide and hydrogen into contact with a liquid medium containing a ruthenium compound, a cobalt compound and a halogen compound under high-temperature and high-pressure conditions at 180-260 deg.C under 300-500kg/cm<2>G, a reactor having a material stainless steel of austenite type containing molybdenum is used. Corrosion of a reactor in the presence of a highly corrosive catalyst and under corrosive reaction conditions is suppressed by using the reactor of an inexpensive material without using a reactor of an expensive material such as hastelloy C, titanium, etc., and cost of the reactor is extremely reduced to give ethanol advantageously.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、−酸化炭素および水素(以下、合成ガスと称
す。)から直接エタノールを合成する方法に関する。さ
らに詳しくは、本発明は、ルテニウム化合物およびコバ
ルト化合物を触媒として、およびハロゲン化合物を助触
媒として用いる液相均一触媒反応によって、合成ガスか
らエタノールを直接合成する方法の装置の材質に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for directly synthesizing ethanol from -carbon oxide and hydrogen (hereinafter referred to as synthesis gas). More specifically, the present invention relates to materials for equipment for a method for directly synthesizing ethanol from synthesis gas by a liquid phase homogeneous catalytic reaction using ruthenium and cobalt compounds as catalysts and a halogen compound as a promoter.

エタノールは、各種化学物質の中間原料または溶媒とし
て、広範囲な用途を有する化合物である。
Ethanol is a compound that has a wide range of uses as an intermediate raw material or solvent for various chemicals.

(従来の技術および発明が解決しようとする問題点) ルテニウム化合物の液相均一触媒を使用し、合成ガスか
らエタノールを直接合成する方法は、数多(提案されて
いる。例えば、可溶化ルテニウムカルボニル錯体を含む
適宜な溶剤中で合成ガスを反応させてメタノール、エチ
レングリコール及びエタノールまたはそれらのカルボキ
シレート誘導体を直接に製造する方法(特開昭55−1
15834号)。
(Prior art and problems to be solved by the invention) There are many methods (proposed) for directly synthesizing ethanol from synthesis gas using liquid phase homogeneous catalysts of ruthenium compounds. For example, solubilized ruthenium carbonyl A method for directly producing methanol, ethylene glycol and ethanol or their carboxylate derivatives by reacting synthesis gas in an appropriate solvent containing a complex (Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-1
No. 15834).

また、均質ルテニウム触媒、ハロゲンもしくはハロゲン
化促進剤および有機酸化ホスフィン化合物と合成ガスを
接触させてメタノールおよびエタノールを選択的に製造
する方法(特開昭57−82327号)などが挙げられ
る。
Other examples include a method of selectively producing methanol and ethanol by bringing a homogeneous ruthenium catalyst, a halogen or a halogenation promoter, and an organic oxidized phosphine compound into contact with synthesis gas (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-82327).

しかし、これらの公知の技術のほとんどはもっばら反応
成績の向上を目的としたものであり、装置、特に、反応
器の材質までも含めたものは全く知られていない。
However, most of these known techniques are aimed solely at improving the reaction performance, and nothing is known about the equipment, especially the material of the reactor.

合成ガスからエタノールを製造するには、原料として一
酸化炭素、また、触媒としてはハロゲン化合物および金
属のカルボニル化合物等が不可欠であるが、これらは反
応条件である高温高圧下では極めて腐食性が強い。従っ
て、ステンレス等の汎用の反応器では反応器の材質が腐
食され、反応器が腐食劣化し、安全性に問題があるだけ
でなく、腐食により生成する鉄カルボニルまたはニッケ
ルカルボニル等が反応成績に悪影響を及ぼす。
To produce ethanol from synthesis gas, carbon monoxide is needed as a raw material, and halogen compounds and metal carbonyl compounds are essential as catalysts, but these are extremely corrosive under the high temperature and high pressure conditions that are the reaction conditions. . Therefore, in general-purpose reactors such as stainless steel, the material of the reactor corrodes, causing corrosion and deterioration of the reactor, which not only poses a safety problem, but also produces iron carbonyl or nickel carbonyl due to corrosion, which has an adverse effect on reaction results. effect.

当業者間では、従来、腐食を避けるために、この様な反
応条件下ではハステロイC、ハステロイF、タンタル、
チタン、タンタル−チタン合金、インコネル600等の
材質からなる反応器が使用されている。しかし、これら
の金属材料はニッケル成分を多く含有している高級材料
であり、この様な金属材料を用いた反応器を使用するこ
とは設備費に大きく影響を与え、経済性を著しく損なう
ことは明白である。
Those skilled in the art have traditionally known that Hastelloy C, Hastelloy F, tantalum,
Reactors made of materials such as titanium, tantalum-titanium alloy, and Inconel 600 are used. However, these metal materials are high-grade materials that contain a large amount of nickel, and the use of reactors using such metal materials has a significant impact on equipment costs, and it is unlikely that economic efficiency will be significantly impaired. It's obvious.

このように、合成ガスからエタノールを製造する方法を
工業的に実施するには、上記のような腐食性成分に対し
て侵食されず、かつ経済的な材質を有する反応器が要請
される。
As described above, in order to industrially implement the method of producing ethanol from synthesis gas, a reactor is required that is not attacked by the above-mentioned corrosive components and is made of an economical material.

(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、このような問題を解決するため、反応器
の材質について鋭意検討を行った。その結果、ルテニウ
ム化合物、コバルト化合物を触媒として、およびハロゲ
ン化合物を助触媒として用いる液相均一触媒反応におい
て、モリブデンを含有するオーステナイト系ステンレス
鋼の材質がほとんど腐食を受けないことを見い出し、本
発明を完成するに至った。
(Means for Solving the Problems) In order to solve these problems, the present inventors conducted intensive studies on the material of the reactor. As a result, it was discovered that austenitic stainless steel containing molybdenum is hardly corroded in a liquid-phase homogeneous catalytic reaction using a ruthenium compound, a cobalt compound as a catalyst, and a halogen compound as a co-catalyst. It was completed.

すなわち、本発明は、ルテニウム化合物、コバルト化合
物およびハロゲン化合物を含有する液体媒体に合成ガス
を高温高圧下に接触させて、メタノール、エタノール等
の含酸素化合物を製造する方法において、材質がモリブ
デンを含有するオーステナイト系ステンレス鋼である反
応器を使用することを特徴とするエタノールの製造方法
である。
That is, the present invention provides a method for producing oxygen-containing compounds such as methanol and ethanol by bringing synthesis gas into contact with a liquid medium containing a ruthenium compound, a cobalt compound, and a halogen compound under high temperature and pressure. This method of producing ethanol is characterized by using a reactor made of austenitic stainless steel.

本発明の方法で使用されるルテニウム化合物は、反応条
件下において一酸化炭素の配位を有する錯3一 体を生成するものであれば、いずれも使用することがで
きる。これらの例としては、金属ルテニウムのほかに、
二酸化ルテニウムや四酸化ルテニウムなどのルテニウム
酸化物、これらの水和物、塩化ルテニウム、ヨウ化ルテ
ニウム、硝酸ルテニウムのようなルテニウムの鉱酸塩、
酢酸ルテニウム、プロピオン酸ルテニウムなどのルテニ
ウムの有機酸塩などがある。
As the ruthenium compound used in the method of the present invention, any ruthenium compound can be used as long as it forms a complex having carbon monoxide coordination under the reaction conditions. Examples of these include ruthenium metal, as well as
Ruthenium oxides such as ruthenium dioxide and ruthenium tetroxide, their hydrates, mineral acid salts of ruthenium such as ruthenium chloride, ruthenium iodide, and ruthenium nitrate;
Examples include organic acid salts of ruthenium such as ruthenium acetate and ruthenium propionate.

また、ルテニウム化合物は、配位化合物の形のものでも
直接用いることができ、これらの例としては、トリルテ
ニウムドデカカルボニルのようなルテニウムカルボニル
や、ルテニウムに酸素、硫黄、ハロゲン、窒素、リン、
ヒ素、アンチモン、ビスマスなどを含む配位子などを配
位させたルテニウム錯体やその塩類などがあげられる。
Ruthenium compounds can also be used directly in the form of coordination compounds, examples of which include ruthenium carbonyl, such as triruthenium dodecacarbonyl, and ruthenium combined with oxygen, sulfur, halogen, nitrogen, phosphorus,
Examples include ruthenium complexes coordinated with ligands containing arsenic, antimony, bismuth, etc., and their salts.

これらのルテニウム化合物の中でも、ルテニウム酸化物
、ルテニウムハロゲン化物、ルテニウムカルボニル、ル
テニウムアセチルアセトネート、または、ルテニウムカ
ルボニルの少くとも一部の一酸化炭素配位子を他の配位
子でおきかえたルテニウム錯体などが好ましい。
Among these ruthenium compounds, ruthenium oxide, ruthenium halide, ruthenium carbonyl, ruthenium acetylacetonate, or a ruthenium complex in which at least some of the carbon monoxide ligands of ruthenium carbonyl are replaced with other ligands. etc. are preferable.

本発明の方法において使用するルテニウム化合物の液体
媒体中の量は、ルテニウム金属に換算した重量として、
液体媒体1000重量部あたり0.1〜300重量部の
範囲である。
The amount of ruthenium compound used in the method of the invention in the liquid medium, expressed as weight in terms of ruthenium metal, is
It ranges from 0.1 to 300 parts by weight per 1000 parts by weight of liquid medium.

また、コバルト化合物として、金属コバルトのほかにコ
バルト酸化物、コバルト水酸化物、塩化コバルト、ヨウ
化コバルト、硝酸コバルトのようなコバルト鉱酸塩、酢
酸コバルト、安息香酸コバルト、ナフテン酸コバルトの
ようなコバルトの有機酸塩などがある。また、このほか
に配位化合物も使用することが可能で、このような例と
しては、ジコバルトオクタカルボニル、テトラコバルト
ドデカカルボニル、シクロベンクンジエニルコバルトジ
カルポニルのようなコバルトカルボニルや、コバルトに
酸素、硫黄、ハロゲン、窒素、リン、ヒ素、アンチモン
、ビスマスなどを含む配位子などを配位させたコバルト
錯体やその塩類などがあげられる。これらのコバルト化
合物の中でもコバル)酸化Lコバルトハロゲン化物、コ
バルトカルポニル、コバルト有機酸塩、コバルトアセチ
ルアセトネート、またはコバルトカルボニルの少くとも
一部の一酸化炭素配位子を他の配位子でおきかえたコバ
ルト錯体などが好ましい。
In addition to metal cobalt, cobalt compounds include cobalt oxide, cobalt hydroxide, cobalt chloride, cobalt iodide, cobalt mineral salts such as cobalt nitrate, cobalt acetate, cobalt benzoate, and cobalt naphthenate. These include organic acid salts of cobalt. Other coordination compounds can also be used, such as cobalt carbonyl, such as dicobalt octacarbonyl, tetracobalt dodecacarbonyl, cyclobencundienyl cobalt dicarponyl, and cobalt with oxygen. Examples include cobalt complexes coordinated with ligands containing sulfur, halogen, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, etc., and their salts. Among these cobalt compounds, at least some of the carbon monoxide ligands of cobalt oxide L cobalt halide, cobalt carbonyl, cobalt organic acid salt, cobalt acetylacetonate, or cobalt carbonyl are replaced with other ligands. Cobalt complexes and the like are preferred.

本発明の方法において使用するルテニウム化合物の液体
媒体中の量は、ルテニウム金属に換算した重量として、
液体媒体1000重量部あたり0.1〜300重量部の
範囲である。
The amount of ruthenium compound used in the method of the invention in the liquid medium, expressed as weight in terms of ruthenium metal, is
It ranges from 0.1 to 300 parts by weight per 1000 parts by weight of liquid medium.

また、本発明の方法において使用するコバルト化合物の
液体媒体中の量は、ルテニウム1グラム原子あたり、コ
バルト原子が0.1〜100グラム原子、好ましくは1
〜10グラム原子の範囲である。
The amount of the cobalt compound used in the method of the invention in the liquid medium is between 0.1 and 100 gram atoms, preferably 1 gram atom of cobalt per gram atom of ruthenium.
~10 gram atoms.

また、本発明の方法においては、ルテニウム化合物およ
びコバルト化合物に、助触媒としてハロゲン化合物を用
いることが必要である。これらのハロゲン化合物の不存
在下では、エタノール活性および選択性は著しく小さい
Further, in the method of the present invention, it is necessary to use a halogen compound as a co-catalyst in addition to the ruthenium compound and the cobalt compound. In the absence of these halogen compounds, ethanol activity and selectivity are significantly lower.

これらのハロゲン化合物としては、塩を構成する陰イオ
ンとして、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなど
のハロゲンイオンを有するアルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩のような金属塩、アンモニウム塩、第4級ホス
ホニウム塩、イミニウム塩などの塩類や、ハロゲン化ア
ルキル、ハロゲン化アリール等の炭化水素のハロゲン化
物などがあげられる。また、ハロゲン化水素や、酸ハロ
ゲン化物、遷移金属のハロゲン化物なども用いることが
できる。更に具体的には、(1)金属塩の例として、塩
化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化ナト
リウム、臭化カリウム、ヨウ化セシウム、塩化マグネシ
ウム、ヨウ化ランタンなど、(2)アンモニウム塩の例
として、トリメチルアンモニウムクロライド、トリメチ
ルアンモニウムブロマイド、トリメチルアンモニウムア
イオダイド、ジメチルエチルアンモニウムクロライド、
メチルジエチルアンモニウムアイオダイド、テトラメチ
ルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウム
アイオダイド、テトラフェニルアンモニウムクロライド
、セチルトリエチルアンモニウムブロマイドなど、(3
)第4級ホスホニウム塩の例として、テトラフェニルホ
スホニウムクロライド、テトラn−ブチルホスホニウム
ブロマイド、n−へブチルトリフェニルホスホニウムブ
ロマイド、ベンジルトリフェニルホスホニウムアイオダ
イド、メチルトリフェニルホスホニウムクロライドなど
、(4)イミニウム塩の例として、ビス(トリフェニル
ホスフィン)イミニウムクロライド、ビス(トリフェニ
ルホスフィン)イミニウムブロマイド、ビス(トリフェ
ニルホスフィン)イミニウムアイオダイドやこれらのイ
ミニウム化合物のフェニル基の少くとも1部がメチル基
やエチル基などで置換されたイミニウム塩など、(5)
ハロゲン化アルキルの例として、塩化メチル、塩化メチ
レン、クロロホルム、四塩化炭素、ヨウ化メチル、ヨウ
化エチル、塩化ベンジル、ヨウ化ベンジルなど、(6)
ハロゲン化水素の例として、塩化水素、臭化水素、ヨウ
化水素など、また、(7)酸ハロゲン化物の例として、
塩化アセチルや臭化アセチルなど、さらに、(8)遷移
金属ハロゲン化物の例としては、塩化ニッケルや塩化ル
テニウム、ヨウ化銅などをあげることができる。
These halogen compounds include metal salts such as alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, quaternary Examples include salts such as phosphonium salts and iminium salts, and hydrocarbon halides such as alkyl halides and aryl halides. Further, hydrogen halides, acid halides, transition metal halides, and the like can also be used. More specifically, (1) examples of metal salts include lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, sodium chloride, potassium bromide, cesium iodide, magnesium chloride, lanthanum iodide, etc.; (2) ammonium salts; Examples include trimethylammonium chloride, trimethylammonium bromide, trimethylammonium iodide, dimethylethylammonium chloride,
Methyldiethylammonium iodide, tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium iodide, tetraphenylammonium chloride, cetyltriethylammonium bromide, etc. (3
) Examples of quaternary phosphonium salts include tetraphenylphosphonium chloride, tetra-n-butylphosphonium bromide, n-hebutyltriphenylphosphonium bromide, benzyltriphenylphosphonium iodide, methyltriphenylphosphonium chloride, etc. (4) iminium salts Examples include bis(triphenylphosphine)iminium chloride, bis(triphenylphosphine)iminium bromide, bis(triphenylphosphine)iminium iodide, and at least a portion of the phenyl groups of these iminium compounds are methyl groups. and iminium salts substituted with ethyl groups, etc. (5)
Examples of alkyl halides include methyl chloride, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, methyl iodide, ethyl iodide, benzyl chloride, benzyl iodide, etc. (6)
Examples of hydrogen halides include hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide, and (7) examples of acid halides.
Examples of the (8) transition metal halides include acetyl chloride and acetyl bromide, as well as nickel chloride, ruthenium chloride, and copper iodide.

また、沃素や塩素ガスや臭素ガスも使用することができ
る。
Moreover, iodine, chlorine gas, and bromine gas can also be used.

これらのハロゲン化合物は、単独または2種類以上を混
合して用いることもできる。
These halogen compounds can be used alone or in combination of two or more.

本発明の方法において、これらのハロゲン化合物の使用
量は、ルテニウム1グラム原子あたり、ハロゲン原子が
0.1〜200グラム原子の範囲、更に好ましくは1〜
50グラム原子の範囲である。
In the method of the present invention, the amount of these halogen compounds used is in the range of 0.1 to 200 gram atoms of halogen per 1 gram atom of ruthenium, more preferably 1 to 200 gram atoms.
In the 50 gram atom range.

本発明の方法は、液体媒体中で実施する。使用する液体
媒体としては、非プロトン性液体溶媒が好ましい。
The method of the invention is carried out in a liquid medium. The liquid medium used is preferably an aprotic liquid solvent.

例えば、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、デカリ
ン、テトラリン、灯油、ベンゼン、トルエン、キシレン
、ジュレン、ヘキサメチルベンゼンなどの飽和炭化水素
および芳香族炭化水素、クロロペンクン、0−ジクロル
ベンゼン、p−クロルトルエン、フルオロベンゼンなど
のハロゲン化炭化水素、ジオキサン、テトラヒドロフラ
ン、エチルエーテル、アニソール、フェニルエーテル、
ジグライム、テトラグライム、18−クラウンー6など
のエーテル類、酢酸メチル、酪酸エチル、安息香酸メチ
ル、T−ブチロラクトンなどのエステル類、アセトン、
アセトフェノン、ベンゾフェノンなどのケトン類、N−
メチルピロリジン−2−オン、N−エチルピロリジン−
2−オン、N、  N−ジメチルアセトアミド、N−メ
チルピペリドン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド
などのN−置換アミド類、N、N−ジエチルアニリン、
N −メチルモルホリン、ピリジン、キノリンなどの3
級アミン類、スルホランなどのスルホン類、ジメチルス
ルホキサイドなどのスルホキサイド類、1゜3−ジメチ
ル−2−イミダブリジノンなどの尿素誘導体、さらに、
トリエチルホスフィンオキサイド、トリーn−プロピル
ホスフィンオキサイド、トリーn−ブチルホスフィンオ
キサイド、トリーn−へブチルホスフィンオキサイド、
トリーn −オクチルホスフィンオキサイド、トリフェ
ニルホスフィンオキサイド、トリーP−)リルホスフィ
ンオキサイド、トリーp−クロロフェニルホスフィンオ
キサイド、トリブチルホスフィンオキサイドなどの三価
の有機燐化合物のオキサイド類や、エーテル類および三
価の有機燐化合物のオキサイド類があげられる。
For example, saturated and aromatic hydrocarbons such as heptane, octane, cyclohexane, decalin, tetralin, kerosene, benzene, toluene, xylene, durene, hexamethylbenzene, chloropencune, 0-dichlorobenzene, p-chlorotoluene, fluorocarbons, etc. Halogenated hydrocarbons such as benzene, dioxane, tetrahydrofuran, ethyl ether, anisole, phenyl ether,
Ethers such as diglyme, tetraglyme, 18-crown-6, esters such as methyl acetate, ethyl butyrate, methyl benzoate, T-butyrolactone, acetone,
Ketones such as acetophenone and benzophenone, N-
Methylpyrrolidin-2-one, N-ethylpyrrolidine-
N-substituted amides such as 2-one, N, N-dimethylacetamide, N-methylpiperidone, hexamethylphosphoric triamide, N, N-diethylaniline,
3 such as N-methylmorpholine, pyridine, quinoline, etc.
amines, sulfones such as sulfolane, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, urea derivatives such as 1゜3-dimethyl-2-imidabridinone, and
triethylphosphine oxide, tri-n-propylphosphine oxide, tri-n-butylphosphine oxide, tri-n-hebutylphosphine oxide,
Oxides of trivalent organic phosphorus compounds such as tri-n-octylphosphine oxide, triphenylphosphine oxide, tri-P-)lylphosphine oxide, tri-p-chlorophenylphosphine oxide, and tributylphosphine oxide, ethers, and trivalent organic Examples include oxides of phosphorus compounds.

これらの液体溶媒は、単独で使用してもまた2種類以上
を混合しても使用できる。
These liquid solvents can be used alone or in combination of two or more.

また、本発明の方法において使用される液体溶媒は、少
くとも反応条件下において液体であれば、常温常圧下で
固体であっても使用することができる。
Further, the liquid solvent used in the method of the present invention can be used even if it is solid at normal temperature and normal pressure, as long as it is liquid under at least the reaction conditions.

本発明の方法は、反応温度が160〜300°Cの範囲
、好ましくは180〜260°Cの範囲である。反応温
度が160°C未満では一酸化炭素と水素の反応は極め
て遅い。また、反応温度が300°Cを越えると、メタ
ンの副生は著しく増大し、エタノールの選択率は低くな
る。
In the method of the present invention, the reaction temperature is in the range of 160 to 300°C, preferably in the range of 180 to 260°C. When the reaction temperature is less than 160°C, the reaction between carbon monoxide and hydrogen is extremely slow. Furthermore, when the reaction temperature exceeds 300°C, the amount of methane by-product increases significantly, and the selectivity of ethanol decreases.

また、反応圧力は150〜800kg/c艷Gの範囲、
好ましくは300〜500kg/c+lIGの範囲であ
る。反=11一 応圧力は、高い程−酸化炭素と水素の反応には好ましい
が、実用的な圧力としては800kg/cJG以下が好
ましい。
In addition, the reaction pressure is in the range of 150 to 800 kg/c G,
Preferably it is in the range of 300 to 500 kg/c+lIG. Anti=11 Although a higher pressure is preferable for the reaction between carbon oxide and hydrogen, a pressure of 800 kg/cJG or less is preferable for practical use.

原料として使用する一酸化炭素と水素のモル比は、1:
10〜10:1の範囲が好ましい。しかし、極端な例と
して水の存在下線−酸化炭素の使用や、二酸化炭素の存
在下純水素の使用であっても、反応条件を選択すること
によって、本発明の方法を実施することが可能である。
The molar ratio of carbon monoxide and hydrogen used as raw materials is 1:
A range of 10 to 10:1 is preferred. However, even in extreme cases such as the use of carbon oxide in the presence of water or the use of pure hydrogen in the presence of carbon dioxide, it is possible to carry out the method of the present invention by selecting the reaction conditions. be.

また、原料合成ガスに本発明に不活性な他の成分、たと
えば、メタン、窒素などが存在していても差し支えない
Further, other components inert to the present invention, such as methane, nitrogen, etc., may be present in the raw material synthesis gas.

本発明の方法において、未反応合成ガスを反応温度以下
で凝縮し、非凝縮性のガスを分離する方法は、当業者間
で公知の方法である。たとえば、通常、未反応合成ガス
を冷却管に通して、気液分離器で凝縮液と非凝縮性のガ
スに分離する方法が使用される。この時の冷却温度は一
5〜100°Cの範囲、好ましくは30〜100°Cで
ある。
In the method of the present invention, methods for condensing unreacted synthesis gas below the reaction temperature and separating non-condensable gases are methods known to those skilled in the art. For example, a method is usually used in which unreacted synthesis gas is passed through a cooling pipe and separated into a condensate and non-condensable gas in a gas-liquid separator. The cooling temperature at this time is in the range of -5 to 100°C, preferably 30 to 100°C.

本発明の方法で使用するモリブデンを含有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼とは、S U S −316また
は5US−316Lである。
The molybdenum-containing austenitic stainless steel used in the method of the present invention is SUS-316 or 5US-316L.

本発明の方法を図面により具体的に説明する。The method of the present invention will be specifically explained with reference to the drawings.

第1図において、反応器(1)には試験金属片が液相部
および気相部に接触するように取り付けられている。ま
た、反応器(1)にはルテニウム化合物およびハロゲン
化合物またはルテニウム化合物、コバルト化合物および
ハロゲン化合物を含有する液体溶媒が保持されている。
In FIG. 1, a test metal piece is attached to a reactor (1) so as to be in contact with a liquid phase portion and a gas phase portion. Further, the reactor (1) holds a ruthenium compound and a halogen compound, or a liquid solvent containing a ruthenium compound, a cobalt compound, and a halogen compound.

原料の合成ガスは、導管(6)を通して、反応器(1)
に供給される。また、反応器内のルテニウム、ハロゲン
および溶媒等の触媒成分の濃度が一定に保たれるように
、これらは導管(10)を通して供給される。
The raw material synthesis gas is passed through the conduit (6) to the reactor (1).
supplied to Also, so that the concentration of catalyst components such as ruthenium, halogen and solvent in the reactor is kept constant, these are fed through conduits (10).

このような反応器に連続的に供給された合成ガスは、液
体媒体中、触媒と接触してエタノールを生成する。
Synthesis gas continuously fed into such a reactor contacts a catalyst in a liquid medium to produce ethanol.

生成したエタノールおよび同時に生じた副生成物は、液
体媒体中を未反応のまま流れる合成ガスに同伴され、導
管(7)を通り、冷却器(2)に導かれる。ここで、エ
タノールおよび副生成物は冷却され、高圧気液分離器(
3)で非凝縮性ガスと凝縮液を含む液相に分離される。
The produced ethanol and the co-produced by-products are entrained by the synthesis gas flowing unreacted in the liquid medium and led through the conduit (7) to the cooler (2). Here, the ethanol and by-products are cooled and passed through a high-pressure gas-liquid separator (
In step 3), it is separated into a liquid phase containing non-condensable gas and condensate.

工業的にはこの非凝縮性ガスは再び反応器にリサイクル
される。
Industrially, this non-condensable gas is recycled back to the reactor.

導管(8)に導かれたガス相には、少量のメタノール等
の生成物が同伴する。一方、液相は導管(9)に導かれ
る。導管(8)に導かれたガス相は圧力調節弁(4)を
とおして、また、導管(9)に導かれた液は液面調節弁
(5)を通して取り出される。
The gas phase led into conduit (8) is accompanied by small amounts of products such as methanol. On the other hand, the liquid phase is led to the conduit (9). The gas phase introduced into the conduit (8) is removed through the pressure regulating valve (4), and the liquid introduced into the conduit (9) is removed through the level regulating valve (5).

(作用) 本発明では、ルテニウム化合物、コバルト化合物および
ハロゲン化合物を主触媒とする液相均一触媒に原料合成
ガスを接触させてエタノールを製造するにあたり、反応
器の材質として、モリブデンを含有するオーステナイト
系ステンレス鋼を使用する。この方法によれば、腐食性
の強い触媒および反応条件下でも材質の侵食は極めて少
ない。
(Function) In the present invention, when producing ethanol by bringing raw material synthesis gas into contact with a liquid-phase homogeneous catalyst whose main catalyst is a ruthenium compound, a cobalt compound, and a halogen compound, the material of the reactor is austenite containing molybdenum. Use stainless steel. According to this method, corrosion of the material is extremely small even under highly corrosive catalyst and reaction conditions.

この結果、ハステロイC、チタン等の高価な材質を有す
る反応器を使用する必要がなく、反応装置のコストが大
幅に軽減される。
As a result, there is no need to use a reactor made of expensive materials such as Hastelloy C or titanium, and the cost of the reactor is significantly reduced.

すなわち、本発明の方法は、従来の方法に比べ、C1化
学の技術を工業的な水準にまで向上させるものである。
That is, the method of the present invention improves C1 chemistry technology to an industrial level compared to conventional methods.

(実施例) 以下、実施例によって、本発明の方法を更に具体的に説
明する。
(Example) Hereinafter, the method of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 縦30闘、横15mm、厚さ2mmに切断した試験金属
片を41500のサンドペーパーで研磨し、アセトンで
洗滌した後、30分間100°Cで乾燥し、試験金属片
を製作した。
Example 1 A test metal piece cut into 30 mm length, 15 mm width, and 2 mm thickness was polished with 41500 sandpaper, washed with acetone, and dried at 100°C for 30 minutes to produce a test metal piece.

12g (Ruとして56mg原子)のトリルテニウム
ドデカカルボニル(Rua(CO)+z ) 、28.
88 (Coとして168m g原子)のジコバルトオ
クタカルボニル(Coz(Go)a) 、47.6g 
(CIとして1123mg原子)のリチウムクロライド
(LiCI)および?容量として560gのトリブチル
ホスフィンオキサイド(BusPO)を、5種類の試験
金属片が液相部および気相部に接触するように取り付け
られた容量1.5!の背型反応器に入れ、反応器を閉じ
た後、反応器下部から一酸化炭素と水素のモル比が1:
2である合成ガスを少量ずつ供給した。反応器の圧力が
320kg/cJGになった時に昇温を開始した。反応
器の温度が300°Cになった時合成ガスを供給し、反
応圧力を495kg/cJGに保ったまま、ガスを空間
速度2500/時間で供給した。また、同時に反応器内
の触媒濃度が変化しないように、ルテニウム化合物、ハ
ロゲンおよび溶媒を反応器の下部より供給した。
12 g (56 mg atoms as Ru) of triruthenium dodecacarbonyl (Rua(CO)+z ), 28.
88 (168 mg atoms as Co) dicobalt octacarbonyl (Coz(Go)a), 47.6 g
(1123 mg atoms as CI) of lithium chloride (LiCI) and ? A capacity of 560g of tributylphosphine oxide (BusPO) was installed so that five types of test metal pieces were in contact with the liquid phase and gas phase. After the reactor is closed, the molar ratio of carbon monoxide and hydrogen is 1:1 from the bottom of the reactor.
Synthesis gas No. 2 was fed little by little. When the pressure of the reactor reached 320 kg/cJG, temperature increase was started. Synthesis gas was supplied when the temperature of the reactor reached 300°C, and the gas was supplied at a space velocity of 2500/hour while maintaining the reaction pressure at 495 kg/cJG. At the same time, the ruthenium compound, halogen, and solvent were supplied from the bottom of the reactor so that the catalyst concentration within the reactor did not change.

このような方法で合計100時間の腐食試験を行った。Corrosion tests were conducted in this manner for a total of 100 hours.

液面調節弁(5)を通して、エタノールおよびメタノー
ル、酢酸メチル等の副生成物を含有する生成液を1時間
あたり420g回収した。
Through the liquid level control valve (5), 420 g of the product liquid containing by-products such as ethanol and methanol and methyl acetate was collected per hour.

金属片の反応前後の重量変化から求めた1年あたりの腐
食度を第1表に示す。
Table 1 shows the degree of corrosion per year determined from the weight change of the metal pieces before and after the reaction.

第1表 (発明の効果) 材質として、S U S−316または5US−316
Lは、反応器の液相部では全く腐食がなく、また、液相
部でも、1年あたりの腐食度はそれぞれ0.048mm
と0.046 mmであった。
Table 1 (Effects of the invention) As the material, SUS-316 or 5US-316
L has no corrosion at all in the liquid phase part of the reactor, and even in the liquid phase part, the degree of corrosion per year is 0.048 mm.
and 0.046 mm.

このように、本発明の方法を用いれば、高価なハステロ
イC1やインコネル600等の材質を有する反応器を使
用しなくても、ルテニウム化合物、コバルト化合物およ
びハロゲン化合物を触媒として使用し、エタノールを製
造することができる。
As described above, by using the method of the present invention, ethanol can be produced using ruthenium compounds, cobalt compounds, and halogen compounds as catalysts without using reactors made of expensive materials such as Hastelloy C1 and Inconel 600. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明を実施する製造フローシートの1例を
示すものである。図中、各符号は次の通りである。 1反応器、2冷却器、  3  高圧気液分離器、4減
圧弁、5液面調節弁
FIG. 1 shows an example of a manufacturing flow sheet for implementing the present invention. In the figure, each symbol is as follows. 1 reactor, 2 cooler, 3 high pressure gas-liquid separator, 4 pressure reducing valve, 5 liquid level control valve

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ルテニウム化合物、コバルト化合物およびハロゲ
ン化合物を含有する液体媒体に一酸化炭素および水素を
高温高圧下に接触させて、メタノール、エタノール等の
含酸素化合物を製造する方法において、材質がモリブデ
ンを含有するオーステナイト系ステンレス鋼である反応
器を使用することを特徴とするエタノールの製造方法。
(1) In a method for producing oxygen-containing compounds such as methanol and ethanol by bringing carbon monoxide and hydrogen into contact with a liquid medium containing a ruthenium compound, a cobalt compound, and a halogen compound under high temperature and pressure, the material contains molybdenum. A method for producing ethanol, characterized by using a reactor made of austenitic stainless steel.
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