[go: up one dir, main page]

JPH0751575A - Catalyst for synthesis of acetic acid or methyl acetate and production of acetic acid or methyl acetate - Google Patents

Catalyst for synthesis of acetic acid or methyl acetate and production of acetic acid or methyl acetate

Info

Publication number
JPH0751575A
JPH0751575A JP5205066A JP20506693A JPH0751575A JP H0751575 A JPH0751575 A JP H0751575A JP 5205066 A JP5205066 A JP 5205066A JP 20506693 A JP20506693 A JP 20506693A JP H0751575 A JPH0751575 A JP H0751575A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
acetic acid
methyl acetate
coordinating
cation exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5205066A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sumio Shinoda
純雄 篠田
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.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP5205066A priority Critical patent/JPH0751575A/en
Publication of JPH0751575A publication Critical patent/JPH0751575A/en
Priority to US08/604,797 priority patent/US5679837A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an Ru-Sn catalyst with improved catalytic activity and with which acetic acid, etc., can be produced by using methanol as a single source by one step reaction by a method wherein the cation in a cation exchanger (e.g. zeolite) is cation-exchanged with a complex contg. a positive valent Ru and the cation exchanger is treated with a bi- or tetra-valent tin compd. CONSTITUTION:The catalyst for synthesis of acetic acid or methyl acetate is obtd. by using a cation exchanger (e.g. zeolite), an Ru complex contg. positive valent Ru carried on the cation exchanger by means of cation exchange (e.g. an Ru ammine complex) and a tin compd. with zero-, bi- or tetra-valence carried on the cation exchanger (e.g. tin (I) halide)). This catalyst exhibits high catalytic activity and acetic acid or methy acetate can be produced with this catalyst by using methanol as a single source by one step reaction. In addition, the high catalytic activity can be kept for a long period and acetic acid or methyl acetate can be prepd. therewith with a high selectivity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はメタノールから一段の反
応で酢酸又は酢酸メチルを製造する上で有用な触媒、こ
の触媒の製造方法、および前記の触媒を用いた酢酸また
は酢酸メチルの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst useful for producing acetic acid or methyl acetate from methanol in a one-step reaction, a process for producing this catalyst, and a process for producing acetic acid or methyl acetate using the above catalyst. .

【0002】[0002]

【従来の技術】酢酸は、メタノール・カルボニル化法、
いわゆるモンサント法により工業的に多量に製造されて
いる。この方法では、メタノールと一酸化炭素とを、ロ
ジウム成分とヨウ化物とを含む触媒系の存在下で液相反
応させている (例えば、特公昭47-3334 号公報、特開昭
60-54334号公報、特開昭60-239434 号公報、特公平3-38
256 号公報参照) 。
2. Description of the Related Art Acetic acid is a methanol carbonylation method,
It is industrially produced in large quantities by the so-called Monsanto method. In this method, methanol and carbon monoxide are caused to undergo a liquid phase reaction in the presence of a catalyst system containing a rhodium component and an iodide (see, for example, Japanese Patent Publication No. 47-3334).
60-54334, JP-A-60-239434, JP-B-3-38
No. 256).

【0003】しかし、これらの方法では、非常に高価な
ロジウムを必要とする。また、高純度の一酸化炭素を入
手するため付帯設備が必要であり、場合により立地の条
件が制約される。さらには、ヨウ化物として使用するヨ
ウ化メチルは装置を腐蝕させる。さらにまた、前記の反
応は、通常、水を含む液相系で反応が行われるので、生
成した酢酸の回収に多くのエネルギーを必要とする。
However, these methods require very expensive rhodium. In addition, additional equipment is required to obtain high-purity carbon monoxide, which may limit the location conditions. Furthermore, the methyl iodide used as iodide corrodes the device. Furthermore, since the above-mentioned reaction is usually carried out in a liquid phase system containing water, a large amount of energy is required to recover the produced acetic acid.

【0004】一方、一段の液相反応によりメタノールか
ら酢酸および酢酸メチルを製造する触媒として、 [Ru(S
nCl3)5L]3-(Lはリガンドを示す) からなる陰イオンを含
むRu−Snの異核クラスター (多核化合物) が提案されて
いる〔J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1511-1512(1990)〕。
On the other hand, as a catalyst for producing acetic acid and methyl acetate from methanol by a one-step liquid phase reaction, [Ru (S
A heteronuclear cluster (polynuclear compound) of Ru-Sn containing an anion consisting of nCl 3 ) 5 L] 3- (L represents a ligand) has been proposed [J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1511-1512 (1990)].

【0005】しかし、メタノールに対する前記の異核ク
ラスターの溶解度は0.05mM程度と小さい。しかも、前記
の異核クラスターが陰イオン錯体であるため、反応原料
や生成する酢酸のみならず、通常の有機溶媒に対する前
記の異核クラスターの溶解度はさらに低い。そのため、
触媒濃度を高めることができず、反応速度が小さくな
る。また、メタノールの反応によりホルムアルデヒドが
生成するので、金属が還元されて析出し、触媒が短時間
内に失活することもある。特に高温で反応させると、触
媒の失活が生じ易い。
However, the solubility of the above-mentioned heteronuclear cluster in methanol is as small as about 0.05 mM. Moreover, since the heteronuclear cluster is an anion complex, the solubility of the heteronuclear cluster in not only the reaction raw material and acetic acid produced but also a normal organic solvent is further low. for that reason,
The catalyst concentration cannot be increased and the reaction rate becomes low. Further, since formaldehyde is produced by the reaction of methanol, the metal may be reduced and deposited, and the catalyst may be deactivated within a short time. Particularly when the reaction is carried out at a high temperature, the catalyst is easily deactivated.

【0006】本発明者は、一段の反応によりメタノール
から酢酸および酢酸メチルを製造するため、不均一系の
気相/固相反応において [Ru(SnCl3)6]4- で表されるRu
(II)−Sn(II)クラスター錯体が有用であることを報告し
た〔Appl.Catal. 92A ,.L1−L5(1992)〕。しかし、この
クラスター錯体は、高温でメタノールを反応させると、
酢酸および酢酸メチルの選択率が低下する。
Since the present inventor produces acetic acid and methyl acetate from methanol by a one-step reaction, Ru represented by [Ru (SnCl 3 ) 6 ] 4− in a heterogeneous gas phase / solid phase reaction.
It was reported that the (II) -Sn (II) cluster complex is useful [Appl. Catal. 92A , .L1-L5 (1992)]. However, when this cluster complex reacts with methanol at high temperature,
The selectivity of acetic acid and methyl acetate is reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
のRu−Sn系触媒の触媒活性をさらに高め、メタノールを
単一源として一段の反応で、酢酸または酢酸メチルを製
造できる触媒およびその製造方法を提供することにあ
る。
The object of the present invention is to further enhance the catalytic activity of the Ru-Sn catalyst described above, and a catalyst capable of producing acetic acid or methyl acetate in a single step reaction with methanol as a single source, and a catalyst thereof. It is to provide a manufacturing method.

【0008】本発明の他の目的は、高い触媒活性を長期
にわたり維持しつつ、高い選択率で酢酸または酢酸メチ
ルを製造できる触媒およびその製造方法を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a catalyst capable of producing acetic acid or methyl acetate with a high selectivity while maintaining a high catalytic activity for a long period of time, and a method for producing the same.

【0009】本発明のさらに他の目的は、活性の高い触
媒の存在下、高い選択率および反応速度で酢酸または酢
酸メチルを製造できる方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a method capable of producing acetic acid or methyl acetate with high selectivity and reaction rate in the presence of a highly active catalyst.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の目的
を達成するため、前記のRu−Sn系触媒についてさらに検
討した結果、カチオン交換体のカチオンとRu錯体とがカ
チオン交換し、Sn成分を担持した固体触媒が高い触媒活
性を示すことを見出し、本発明を完成した。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor further studied the above Ru-Sn catalyst, and as a result, the cation of the cation exchanger and the Ru complex were cation-exchanged and Sn The present invention has been completed by finding that the solid catalyst supporting the components exhibits high catalytic activity.

【0011】即ち、本発明は、カチオン交換体と、カチ
オン交換によりカチオン交換体に担持された正原子価の
ルテニウムを含むルテニウム錯体と、前記のカチオン交
換体に担持された0価、二価または四価のスズ化合物と
で構成されている酢酸または酢酸メチル合成用触媒およ
び該触媒の存在下、メタノールを反応させる酢酸または
酢酸メチルの製造方法に関する。
That is, the present invention provides a cation exchanger, a ruthenium complex containing a positive valence ruthenium supported on the cation exchanger by cation exchange, and a zero-valent, divalent or The present invention relates to a catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate composed of a tetravalent tin compound, and a method for producing acetic acid or methyl acetate by reacting methanol in the presence of the catalyst.

【0012】本発明の触媒はカチオン交換体のカチオン
を、正原子価のルテニウムを含む錯体でカチオン交換す
ると共に、前記のカチオン交換体を二価または四価のス
ズ化合物で処理することにより製造できる。
The catalyst of the present invention can be produced by cation exchange of the cation of the cation exchanger with a complex containing positive valence ruthenium and treatment of the cation exchanger with a divalent or tetravalent tin compound. .

【0013】本発明の触媒のカチオン交換体の種類は、
カチオン交換能を有する限り特に制限されない。カチオ
ン交換体としては、例えば、天然または合成ゼオライ
ト、スルホン化石炭などの炭質交換体、リン酸ジルコニ
ウム系の耐熱性イオン交換体、モンモリロナイトなどの
無機カチオン交換体;スルホン基、スルホニルメチル基
を有するポリスチレンスルホン酸型樹脂などの強酸性カ
チオン交換樹脂、カルボキシル基、フェノール性水酸
基、ホスホン基などを有する弱酸性カチオン交換樹脂な
どの有機カチオン交換体が例示される。
The type of cation exchanger of the catalyst of the present invention is
There is no particular limitation as long as it has a cation exchange ability. Examples of the cation exchanger include natural or synthetic zeolites, carbonaceous exchangers such as sulfonated coal, zirconium phosphate heat-resistant ion exchangers, inorganic cation exchangers such as montmorillonite; polystyrene having a sulfone group and a sulfonylmethyl group. Examples thereof include strong acid cation exchange resins such as sulfonic acid type resins, and organic cation exchangers such as weak acid cation exchange resins having a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a phosphon group and the like.

【0014】好ましいカチオン交換体には、無機カチオ
ン交換体や強酸性カチオン交換樹脂、特に反応温度より
も高い耐熱性を有するカチオン交換体 (例えば、ゼオラ
イトなどの耐熱性の高い無機カチオン交換体) が含まれ
る。
Preferred cation exchangers include inorganic cation exchangers and strongly acidic cation exchange resins, especially cation exchangers having a heat resistance higher than the reaction temperature (for example, a highly heat-resistant inorganic cation exchanger such as zeolite). included.

【0015】縮合アルミノケイ酸塩の構造を有するゼオ
ライトとしては、例えば、A型ゼオライト、X型ゼオラ
イト、Y型ゼオライト、 ZSM−5型ゼオライト、 ZSM−
11型ゼオライト、 ZSM−34型ゼオライト、T型ゼオライ
ト、フォージャサイト、モルデナイト、エリオナイト、
シャバサイト、フェリエライトなどが例示される。これ
らのゼオライトは一種または二種以上使用できる。
As the zeolite having the structure of condensed aluminosilicate, for example, A type zeolite, X type zeolite, Y type zeolite, ZSM-5 type zeolite, ZSM-
11 type zeolite, ZSM-34 type zeolite, T type zeolite, faujasite, mordenite, erionite,
Examples include chabazite and ferrierite. These zeolites can be used alone or in combination of two or more.

【0016】ゼオライトにおけるSi/Al比は適当に選択
でき、例えば、Si/Al=1〜10,000、好ましくは1〜50
程度である。ゼオライトおけるカチオンは特に制限され
ず、Li+ 、 K+ 、Na+ 、Cs+ 、Rb+ 、 NH4 + 、Ca2+など
が挙げられる。ゼオライトとしては、 NaY型ゼオライト
などのように、Na+ を含むゼオライトを用いる場合が多
い。
The Si / Al ratio in the zeolite can be appropriately selected. For example, Si / Al = 1 to 10,000, preferably 1 to 50.
It is a degree. The cation in the zeolite is not particularly limited, and examples thereof include Li + , K + , Na + , Cs + , Rb + , NH 4 + , Ca 2+ . As the zeolite, zeolite containing Na + is often used, such as NaY type zeolite.

【0017】尚、無機カチオン交換体などのカチオン交
換体の比表面積は特に制限されず、例えば、BET 比表面
積20〜3000m2/g程度であり、比表面積 100〜2000m2/g程
度のカチオン交換体が繁用される。
[0017] The specific surface area of the cation exchanger, such as an inorganic cation exchanger is not particularly limited, for example, a BET specific surface area of 20~3000m 2 / g approximately, cation exchange about a specific surface area of 100-2000 m 2 / g The body is heavily used.

【0018】カチオン交換により担持されたルテニウム
錯体 (Ru錯体) におけるRuの原子価は、好ましくは二価
または三価である。Ru錯体のカチオンには、一般式
(3) で表されるカチオンが含まれる。 [Ru(L)m]q+ (3) (式中、L はハロゲン原子、水素原子、配位性炭素含有
配位子、配位性窒素含有配位子、配位性酸素含有配位
子、配位性リン含有配位子、配位性イオウ含有配位子、
配位性ヒ素含有配位子およびカチオン交換体に含まれる
配位性原子からなる群から選ばれる配位子を表し、mは
0〜6の整数、qは1〜3の整数である。尚、mが2以
上の場合、L はそれぞれ同一でも異なってもどちらでも
よい。)本発明において、L で表されるハロゲン原子に
は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。好
ましいハロゲン原子は塩素、臭素原子、特に塩素原子で
ある場合が多い。
The valence of Ru in the ruthenium complex (Ru complex) supported by cation exchange is preferably divalent or trivalent. The Ru complex cation has the general formula
The cation represented by (3) is included. [Ru (L) m ] q + (3) (In the formula, L is a halogen atom, a hydrogen atom, a coordinating carbon-containing ligand, a coordinating nitrogen-containing ligand, a coordinating oxygen-containing ligand, Coordinating phosphorus-containing ligand, coordinating sulfur-containing ligand,
It represents a ligand selected from the group consisting of a coordinating arsenic-containing ligand and a coordinating atom contained in a cation exchanger, m is an integer of 0 to 6, and q is an integer of 1 to 3. When m is 2 or more, L may be the same or different. ) In the present invention, examples of the halogen atom represented by L 1 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Preferred halogen atoms are often chlorine and bromine atoms, especially chlorine atoms.

【0019】本発明にいう配位性炭素含有配位子として
は、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、ア
ラルキル、置換されていてもよいシクロペンタジエニ
ル、置換されていてもよいオレフィン、CO、RNC (R=ア
ルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル
基、アルコキシ基) などが挙げられる。
Examples of the coordinating carbon-containing ligand in the present invention include alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, optionally substituted cyclopentadienyl, optionally substituted olefin, CO, RNC (R = alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxy group) and the like can be mentioned.

【0020】本発明にいう配位性窒素含有配位子として
は、例えば、NH3 、アミン類 (例えば、メチルアミン、
エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミンなどの
アミン類、エチレンジアミンなどのジアミン類、イミダ
ゾール、ピリジン、ピリミジン、ピペリジン、ピペラジ
ン、モルホリン、フェナントロリンなどの含窒素複素環
化合物、アニリンなどの窒素含有芳香族化合物) 、 RCN
(R=アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラ
ルキル基、アルコキシ基) などが挙げられる。これらの
中では、NH3 が好ましい。
The coordinating nitrogen-containing ligand referred to in the present invention includes, for example, NH 3 , amines (eg, methylamine,
Amine such as ethylamine, dimethylamine, diethylamine, diamine such as ethylenediamine, nitrogen-containing heterocyclic compound such as imidazole, pyridine, pyrimidine, piperidine, piperazine, morpholine and phenanthroline, nitrogen-containing aromatic compound such as aniline, RCN
(R = alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxy group) and the like. Of these, NH 3 is preferred.

【0021】本発明にいう配位性酸素含有配位子として
は、例えば、H2O 、脂肪族アルコールや芳香族アルコー
ルなどのアルコール類、脂肪族エーテルや芳香族エーテ
ルなどのエーテル類、ヒドロキシイオン、アルコキシド
イオンが挙げられる。
Examples of the coordinating oxygen-containing ligand in the present invention include H 2 O, alcohols such as aliphatic alcohols and aromatic alcohols, ethers such as aliphatic ethers and aromatic ethers, and hydroxy ions. , And alkoxide ions.

【0022】本発明にいう配位性リン含有配位子として
は、例えば、PR3 または O=PR3 (Rはアルキル基、シク
ロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ
基である) 、 1,2−ビス (ジフェニルホスフィノ) エタ
ンなどの二座配位性ホスフィンなどが挙げられる。
Examples of the coordinating phosphorus-containing ligand referred to in the present invention include PR 3 or O═PR 3 (R is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkoxy group), 1 Examples thereof include bidentate phosphines such as 2,2-bis (diphenylphosphino) ethane.

【0023】本発明にいう配位性イオウ含有配位子とし
ては、例えば、RSR 、RSH (Rはアルキル基、シクロアル
キル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基であ
る)などが挙げられる。
Examples of the coordinating sulfur-containing ligand according to the present invention include RSR and RSH (R is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkoxy group).

【0024】本発明にいう配位性ヒ素含有配位子として
は、例えば、AsR3または O=AsR3(Rはアルキル基、シク
ロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ
基である) 、 1,2−ビス (ジフェニルアルシノ) エタン
などの二座配位性アルシンなどが挙げられる。
The coordinating arsenic-containing ligand referred to in the present invention is, for example, AsR 3 or O═AsR 3 (R is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkoxy group), 1 Examples include bidentate arsines such as 2,2-bis (diphenylarsino) ethane.

【0025】本発明においてアルキル基としては、例え
ば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル基などが例示でき
る。シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチ
ル、シクロヘキシル、シクロオクチル基などが例示でき
る。アリール基としては、例えば、フェニル、ナフチル
基などが挙げられる。アラルキル基としては、ベンジ
ル、フェネチル、ベンズヒドリル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、
プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキ
シ、t−ブトキシ基などが挙げられる。
In the present invention, examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, pentyl and hexyl groups. Examples of the cycloalkyl group include cyclopentyl, cyclohexyl and cyclooctyl groups. Examples of the aryl group include phenyl and naphthyl groups. Examples of the aralkyl group include benzyl, phenethyl and benzhydryl groups.
As the alkoxy group, for example, methoxy, ethoxy,
Examples include propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, t-butoxy groups and the like.

【0026】カチオン交換体に含まれる配位性原子とし
ては、例えば、ゼオライト中の格子酸素である O2-が挙
げられる。
The coordinating atom contained in the cation exchanger includes, for example, O 2− which is lattice oxygen in zeolite.

【0027】好ましいRu錯体としては、 L= NH3、Cl、
Br、CO、N2またはH2O 、m=6である錯体が挙げられ
る。
Preferred Ru complexes include L = NH 3 , Cl,
Br, CO, N 2 or H 2 O, complexes with m = 6 are mentioned.

【0028】カチオン交換体に導入された好ましいRu錯
体のカチオンとしては、例えば、[Ru(NH3)6]q+、[Ru(NH
3)5Cl]q+、[Ru(NH3)5(CO)]q+、[Ru(NH3)5(N2)]q+、[Ru
(NH3)5H2O]q+ (式中、q=1〜3である) などが挙げら
れる。
The cation of the preferable Ru complex introduced into the cation exchanger is, for example, [Ru (NH 3 ) 6 ] q + , [Ru (NH
3 ) 5 Cl] q + , [Ru (NH 3 ) 5 (CO)] q + , [Ru (NH 3 ) 5 (N 2 )] q + , [Ru
(NH 3 ) 5 H 2 O] q + (wherein q = 1 to 3) and the like.

【0029】Ru錯体の使用量は、Ru換算で、例えば、イ
オン交換体に対して 0.1〜25重量%、好ましくは 0.5〜
10重量%程度である。
The amount of the Ru complex used is, in terms of Ru, for example, 0.1 to 25% by weight, preferably 0.5 to 25% by weight of the ion exchanger.
It is about 10% by weight.

【0030】前記のようにカチオン交換を行ったカチオ
ン交換体に対し、更にスズ化合物を担持する。スズ化合
物としては、二価または四価のスズ化合物等が好まし
い。二価のスズ化合物としては、例えば、ハロゲン化第
一スズ (フッ化第一スズ、塩化第一スズ、臭化第一ス
ズ、ヨウ化第一スズなど) 、スズのアルコキシド (例え
ば、ジメトキシスズ、ジエトキシスズ、ジプロポキシス
ズ、ジブトキシスズなど)が挙げられる。四価のスズ化
合物としては、例えば、ハロゲン化第二スズ (フッ化第
二スズ、塩化第二スズ、臭化第二スズなど) が挙げられ
る。これらの二価または四価のスズ化合物の中で、ハロ
ゲン化第一スズ、特に塩化第一スズなどが繁用される。
スズ化合物の担持量は、前記のRu錯体のRu 100重量部に
対して、例えば、1〜5000重量部、好ましくは5〜1000
重量部程度である。本発明においてRuは、例えば、一価
〜四価等の正原子価を有している。また、後記の一般式
(1)や一般式 (4) におけるSnは、0価、二価または
四価の原子価を有している。
A tin compound is further supported on the cation exchanger subjected to cation exchange as described above. The tin compound is preferably a divalent or tetravalent tin compound. Examples of the divalent tin compound include stannous halide (stannous fluoride, stannous chloride, stannous bromide, stannous iodide, etc.), tin alkoxide (for example, dimethoxytin, Diethoxytin, dipropoxytin, dibutoxytin, etc.). Examples of the tetravalent tin compound include stannic halides (stannic fluoride, stannic chloride, stannic bromide, etc.). Among these divalent or tetravalent tin compounds, stannous halide, particularly stannous chloride, is often used.
The amount of the tin compound supported is, for example, 1 to 5000 parts by weight, or preferably 5 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of Ru of the Ru complex.
It is about part by weight. In the present invention, Ru has a positive valence such as monovalent to tetravalent. In addition, the following general formula
Sn in (1) and the general formula (4) has a zero-valent, divalent or tetravalent valence.

【0031】尚、前記の一般式 (3) において、Ru錯体
が二価または三価のRuを含むRu錯体の場合、二価のRuを
含む錯体は、三価のRuを含む錯体を還元することにより
生成でき、三価のRuを含む錯体は、三価のRuを含む錯体
をカチオン交換により導入したり、二価のRuを含む錯体
を酸化することにより生成できる。また、反応過程で三
価のRu(III) は二価のRu(II)に還元されるようである。
本発明の触媒には、このような反応過程で生成する二価
のRu(II)錯体を含む触媒も含まれる。
In the above general formula (3), when the Ru complex is a Ru complex containing divalent or trivalent Ru, the divalent Ru-containing complex reduces the complex containing trivalent Ru. The complex containing trivalent Ru can be produced by introducing a complex containing trivalent Ru by cation exchange or oxidizing the complex containing divalent Ru. Also, trivalent Ru (III) seems to be reduced to divalent Ru (II) during the reaction process.
The catalyst of the present invention also includes a catalyst containing a divalent Ru (II) complex formed in such a reaction process.

【0032】さらに、スズ化合物の担持状態としては、
一例として、前記の一般式 (3) のL(例えばNH3 など)
の一部または全部が脱離したRu(II)またはRu(III) に、
触媒活性を高めるSnZ3 - (Zはハロゲン原子またはアルコ
キシ基を示す) が配位しており、Ru(II)−Sn(II)クラス
ター触媒と Ru(III)−Sn(II)クラスター触媒とが混在す
ることがあるようである。
Furthermore, the supported state of the tin compound is as follows.
As an example, L of the general formula (3) (for example, NH 3 etc.)
To Ru (II) or Ru (III) in which some or all of
SNZ 3 enhances the catalytic activity - (Z represents a halogen atom or an alkoxy group) has been coordinated, and the Ru (II) -Sn (II) cluster catalyst and Ru (III) -Sn (II) cluster catalyst It seems to be mixed.

【0033】このような錯体は、例えば、一般式 (4)
で表すことができる。 [Ru(L)n(SnZ3)r] (4) (式中、L はハロゲン原子、水素原子、配位性炭素含有
配位子、配位性窒素含有配位子、配位性酸素含有配位
子、配位性リン含有配位子、配位性イオウ含有配位子、
配位性ヒ素含有配位子およびカチオン交換体に含まれる
配位性原子からなる群から選ばれる配位子を表し、Z は
ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリー
ル基、アラルキル基またはアルコキシ基を表し、L はRu
とRuとの間及び/又はRuとSnとの間を架橋していてもよ
く、nは0〜5の整数、rは1〜6の整数を示し、n+
r=1〜6である。尚、nが2以上の場合、L はそれぞ
れ同一でも異なっていてもどちらでももよい。)SnZ3 -
が配位した錯体はカチオン、ノニオンまたはアニオンで
あってもよい。Z で表されるハロゲン原子としては、フ
ッ素、塩素、臭素およびヨウ素が挙げられる。好ましい
ハロゲン原子は、塩素または臭素原子、特に塩素原子で
ある。Zで表されるアルコキシ基としては、例えば、メ
トキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブト
キシ、イソブトキシ、t−ブトキシ基などが挙げられ
る。
Such a complex can be obtained, for example, by the general formula (4)
Can be expressed as [Ru (L) n (SnZ 3 ) r ] (4) (wherein L is a halogen atom, a hydrogen atom, a coordinating carbon-containing ligand, a coordinating nitrogen-containing ligand, a coordinating oxygen-containing Ligand, coordinating phosphorus-containing ligand, coordinating sulfur-containing ligand,
Represents a ligand selected from the group consisting of a coordinating arsenic-containing ligand and a coordinating atom contained in a cation exchanger, Z is a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkoxy group. Represents a group, L is Ru
And Ru and / or Ru and Sn may be crosslinked, n is an integer of 0 to 5, r is an integer of 1 to 6, and n +
r = 1 to 6. When n is 2 or more, L may be the same or different. ) SnZ 3 -
The complex coordinated with may be a cation, nonion or anion. The halogen atom represented by Z includes fluorine, chlorine, bromine and iodine. Preferred halogen atoms are chlorine or bromine atoms, especially chlorine atoms. Examples of the alkoxy group represented by Z include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy and t-butoxy groups.

【0034】本発明の触媒は、例えば、一般式 (1) で
表すことができる。 [Ru(L)n(SnZ3)r]・I (1) (式中、L はハロゲン原子、水素原子、配位性炭素含有
配位子、配位性窒素含有配位子、配位性酸素含有配位
子、配位性リン含有配位子、配位性イオウ含有配位子、
配位性ヒ素含有配位子およびカチオン交換体に含まれる
配位性原子からなる群から選ばれる配位子を表し、Z は
ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリー
ル基、アラルキル基またはアルコキシ基を表し、L はRu
とRuとの間及び/又はRuとSnとの間を架橋していてもよ
い。I はカチオン交換体を表し、nは0〜5の整数、r
は1〜6の整数を示し、n+r=1〜6である。尚、n
が2以上の場合、L はそれぞれ同一でも異なっていても
どちらでももよい。)触媒は、粉末状、顆粒状、ペレッ
ト状、棒状、楕円状、球状などのいずれであってもよ
い。
The catalyst of the present invention can be represented by, for example, the general formula (1). [Ru (L) n (SnZ 3 ) r ] ・ I (1) (In the formula, L represents a halogen atom, a hydrogen atom, a coordinating carbon-containing ligand, a coordinating nitrogen-containing ligand, and a coordinating property. Oxygen-containing ligand, coordinating phosphorus-containing ligand, coordinating sulfur-containing ligand,
Represents a ligand selected from the group consisting of a coordinating arsenic-containing ligand and a coordinating atom contained in a cation exchanger, and Z is a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkoxy group. Represents a group, L is Ru
And Ru and / or Ru and Sn may be crosslinked. I represents a cation exchanger, n is an integer of 0 to 5, r
Represents an integer of 1 to 6, and n + r = 1 to 6. Note that n
When is 2 or more, L's may be the same or different. ) The catalyst may be in the form of powder, granules, pellets, rods, ellipses, spheres, or the like.

【0035】本発明の触媒は、カチオン交換体のケージ
内にRu−Snクラスターが閉じ込められているため、他の
担体 (例えば銅酸化物、活性炭、ハイドロタルサイトや
シリカなど) に担持させた触媒に比べて、触媒寿命が極
めて長いという特色がある。このことは、触媒成分が、
イオン交換体のケージ内に閉じ込められ、凝集などによ
る失活が抑制されたためと推測される。しかも、Sn成分
による助触媒効果が顕著に発現し、触媒活性が極めて高
い。
Since the Ru-Sn clusters are confined in the cage of the cation exchanger, the catalyst of the present invention is a catalyst supported on another carrier (for example, copper oxide, activated carbon, hydrotalcite, silica, etc.). Compared with, the catalyst has a feature that it has a very long catalyst life. This means that the catalyst component
It is presumed that it was confined in the cage of the ion exchanger and the deactivation due to aggregation was suppressed. Moreover, the cocatalyst effect of the Sn component is remarkably exhibited, and the catalytic activity is extremely high.

【0036】本発明の触媒のような、カチオン交換体の
ケージに陰イオン (または中性あるいは陽イオン) でか
つ分子サイズの大きいRu−Sn錯体を閉じ込めた触媒を得
るためには、Ru−Snクラスターを一旦単離してから導入
するよりも、先ず陽イオンであるRu錯体とカチオン交換
した後、スズ化合物で処理する方が容易である。
In order to obtain a catalyst in which an anion (or neutral or cation) and Ru—Sn complex having a large molecular size are confined in a cage of a cation exchanger, such as the catalyst of the present invention, Ru—Sn is used. It is easier to first cation-exchange the Ru complex, which is a cation, and then treat it with a tin compound, rather than once isolating and introducing the cluster.

【0037】前記のRu錯体としては、一般式 (3) で表
される化合物のうちRuを含む錯体の塩 (錯塩) が使用で
きる。Ru錯塩は、例えば、一般式 (2) で表すことがで
きる。 [Ru(L')m]q+・Aq- (2) (式中、L'はハロゲン原子、水素原子、配位性炭素含有
配位子、配位性窒素含有配位子、配位性酸素含有配位
子、配位性リン含有配位子、配位性イオウ含有配位子お
よび配位性ヒ素含有配位子からなる群から選ばれる配位
子を表し、A はアニオンを表し、mは0〜6の整数、q
は1〜3の整数である。尚、mが2以上の場合、L'はそ
れぞれ同一でも異なっていてもどちらでもよい。)A で
表されるアニオンとしては、例えば、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素などのハロゲンイオン、硫酸イオン、リン酸
イオンなどの無機アニオン;アセテート、トリクロロア
セテート、トリフルオロアセテートなどの有機カルボン
酸アニオン、メタンスルホナート、エタンスルホナー
ト、ベンゼンスルホナート、p−トルエンスルホナート
などのスルホン酸アニオンなどの有機アニオンが挙げら
れる。これらのアニオンの中では、無機アニオン、特に
ハロゲンイオン、例えば塩素イオンなどである場合が多
い。
As the Ru complex, a salt (complex salt) of a complex containing Ru among the compounds represented by the general formula (3) can be used. The Ru complex salt can be represented by, for example, the general formula (2). [Ru (L ') m ] q + · A q- (2) (In the formula, L'is a halogen atom, a hydrogen atom, a coordinating carbon-containing ligand, a coordinating nitrogen-containing ligand, a coordinating property. Represents a ligand selected from the group consisting of an oxygen-containing ligand, a coordinating phosphorus-containing ligand, a coordinating sulfur-containing ligand and a coordinating arsenic-containing ligand, A represents an anion, m is an integer from 0 to 6, q
Is an integer of 1 to 3. When m is 2 or more, L ′ may be the same or different. ) Examples of the anion represented by A include halogen ions such as fluorine, chlorine, bromine and iodine, inorganic anions such as sulfate ion and phosphate ion; organic carboxylate anions such as acetate, trichloroacetate and trifluoroacetate, Organic anions such as sulfonate anions such as methane sulfonate, ethane sulfonate, benzene sulfonate and p-toluene sulfonate can be mentioned. Of these anions, inorganic anions, particularly halogen ions, such as chloride ions, are often used.

【0038】イオン交換は、慣用の方法、例えば、前記
のイオン交換体と、前記のRu錯体の溶液とを混合するこ
とにより行うことができる。前記のRu錯塩の溶液として
は、水溶液、前記のハロゲンイオンに対応するハロゲン
化水素酸 (例えば、塩酸など) 、硝酸、硫酸、リン酸な
どの無機酸、前記の有機アニオンに対応する有機酸の水
溶液を用いる場合が多い。前記のRu錯塩溶液のpHは、錯
塩およびイオン交換体の種類によるが、例えばpH=2〜
6程度である。
The ion exchange can be carried out by a conventional method, for example, by mixing the above-mentioned ion exchanger with the above-mentioned solution of the Ru complex. The solution of the Ru complex salt may be an aqueous solution, a hydrohalic acid corresponding to the halogen ion (for example, hydrochloric acid), an inorganic acid such as nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or an organic acid corresponding to the organic anion. An aqueous solution is often used. The pH of the Ru complex salt solution depends on the types of complex salt and ion exchanger, but is, for example, pH = 2 to
It is about 6.

【0039】イオン交換は、例えば、10〜40℃程度で行
うことができ、攪拌時間は、例えば、10分〜96時間程度
であり、1〜48時間程度攪拌する場合が多い。
The ion exchange can be carried out, for example, at about 10 to 40 ° C., and the stirring time is, for example, about 10 minutes to 96 hours, and the stirring is often carried out for about 1 to 48 hours.

【0040】カチオン交換した後、イオン交換体を、前
記に例示したスズ化合物で処理する。スズ化合物による
処理は、Ru錯体がカチオン交換されたイオン交換体を、
スズ化合物の溶液に浸漬または混合することにより行う
ことができる。スズ化合物は、水溶液、ハロゲン化水素
酸 (例えば、塩酸など) 、硝酸、硫酸、リン酸などの無
機酸の水溶液、メタノール、エタノールなどのアルコー
ルやその他の有機溶媒溶液として使用できる。また、必
要に応じて、ハロゲン化第一スズは、塩化ナトリウム、
塩化カリウムなどの塩を含む溶液として用いてもよい。
After cation exchange, the ion exchanger is treated with the tin compounds exemplified above. The treatment with the tin compound was carried out using an ion exchanger in which the Ru complex was cation-exchanged,
It can be performed by dipping or mixing in a solution of a tin compound. The tin compound can be used as an aqueous solution, an aqueous solution of a hydrohalic acid (eg, hydrochloric acid), an inorganic acid such as nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, an alcohol such as methanol or ethanol, or another organic solvent solution. If necessary, stannous halide may be sodium chloride,
It may be used as a solution containing a salt such as potassium chloride.

【0041】カチオン交換によりRu錯体が担持されたイ
オン交換体の浸漬または混合は、適当な温度、例えば、
10〜40℃程度で行うことができ、浸漬または攪拌時間
は、特に限定されず、例えば、10分〜96時間程度であ
り、1〜60時間程度である場合が多い。
Immersion or mixing of the ion exchanger carrying the Ru complex by cation exchange is carried out at a suitable temperature, for example,
It can be performed at about 10 to 40 ° C., and the immersion or stirring time is not particularly limited, and is, for example, about 10 minutes to 96 hours, and often about 1 to 60 hours.

【0042】これらの操作は、空気中、または窒素、ヘ
リウム、アルゴンなどの不活性雰囲気中、常圧、減圧ま
たは加圧下で行うことができる。スズ化合物をカチオン
交換体に担持した後、濾別などの方法により得られたカ
チオン交換体を必要に応じて洗浄し、乾燥することによ
り触媒を得ることができる。尚、触媒は、必要に応じて
バインダーを用い、慣用の方法により造粒または成形し
てもよい。
These operations can be carried out in air or in an inert atmosphere such as nitrogen, helium or argon under normal pressure, reduced pressure or increased pressure. After the tin compound is supported on the cation exchanger, the cation exchanger obtained by a method such as filtration is washed as needed and dried to obtain a catalyst. The catalyst may be granulated or molded by a conventional method using a binder if necessary.

【0043】本発明の方法の特色は、 (a)メタノールを
単一の原料とするにもかかわらず、前記の触媒の安定し
た高い活性により、酢酸または酢酸メチルを製造できる
点、および (b)空間速度を調製することにより、高い触
媒活性を維持しつつ、高い選択率で酢酸または酢酸メチ
ルを製造できる点にある。
The feature of the method of the present invention is that (a) acetic acid or methyl acetate can be produced by the stable and high activity of the above-mentioned catalyst, even though methanol is used as a single raw material, and (b) By adjusting the space velocity, acetic acid or methyl acetate can be produced with high selectivity while maintaining high catalytic activity.

【0044】本発明の方法は、前記の固体触媒の存在
下、メタノールを液相で反応させることもできるが、メ
タノールを気相で触媒と接触させて反応させる気相/固
相反応を利用するのが有利である。固体触媒にメタノー
ルを接触させて反応すると、一段の反応で酢酸または酢
酸メチルが生成する。この反応は次のように進行すると
推測される。 2CH3OH → 2HCHO + 2H2 2HCHO → HCOOCH3 HCOOCH3 → CH3COOH CH3COOH + CH3OH → CH3COOCH3 + H2O 上記反応式より明らかなように、生成した酢酸は、原料
であるメタノールと反応して酢酸メチルを生成させる。
そのため、反応系でのメタノールの割合を小さくするこ
とにより、酢酸メチルの生成を抑制し、酢酸を効率よく
生成させることができる。
The method of the present invention can be carried out by reacting methanol in the liquid phase in the presence of the above-mentioned solid catalyst, but utilizes a gas phase / solid phase reaction in which methanol is contacted with the catalyst in the gas phase to carry out the reaction. Is advantageous. When methanol is brought into contact with the solid catalyst and reacted, acetic acid or methyl acetate is produced in a one-step reaction. It is speculated that this reaction proceeds as follows. 2CH 3 OH → 2HCHO + 2H 2 2HCHO → HCOOCH 3 HCOOCH 3 → CH 3 COOH CH 3 COOH + CH 3 OH → CH 3 COOCH 3 + H 2 O As is clear from the above reaction formula, the acetic acid produced is a raw material. Reacts with some methanol to produce methyl acetate.
Therefore, by reducing the proportion of methanol in the reaction system, it is possible to suppress the production of methyl acetate and efficiently produce acetic acid.

【0045】また、上記反応式から明らかなように、本
発明の方法においては、ホルムアルデヒド (またはパラ
ホルムアルデヒドなどのホルムアルデヒド源) やギ酸メ
チルを反応成分として用いても、酢酸または酢酸メチル
を生成させることができる。そのため、メタノール、ホ
ルムアルデヒドおよびギ酸メチルから選択された少なく
とも1種の反応成分を用いることにより酢酸または酢酸
メチルを生成させることができるが、安価なメタノール
を反応成分として用いるのが有利である。
As is clear from the above reaction formula, in the method of the present invention, acetic acid or methyl acetate can be produced even when formaldehyde (or a formaldehyde source such as paraformaldehyde) or methyl formate is used as a reaction component. You can Therefore, acetic acid or methyl acetate can be produced by using at least one reaction component selected from methanol, formaldehyde, and methyl formate, but it is advantageous to use inexpensive methanol as a reaction component.

【0046】尚、反応条件によっては、酢酸や酢酸メチ
ルの前駆体として有用なギ酸メチルが比較的多く副生す
る場合がある。従って、本発明の方法は、反応条件を適
当に選択することにより、ギ酸メチルの製造方法として
も利用できる。
Depending on the reaction conditions, a relatively large amount of methyl formate useful as a precursor of acetic acid or methyl acetate may be produced as a by-product. Therefore, the method of the present invention can be used as a method for producing methyl formate by appropriately selecting the reaction conditions.

【0047】反応は、例えば、50〜400 ℃、好ましくは
100〜300 ℃程度で行うことができる。反応は、好まし
くは窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性雰囲気下、
常圧または加圧下で行うことができる。反応はバッチ式
に行ってもよく連続的に行ってもよい。
The reaction is carried out, for example, at 50 to 400 ° C., preferably
It can be performed at about 100 to 300 ° C. The reaction is preferably carried out under an inert atmosphere such as nitrogen, helium or argon,
It can be carried out under normal pressure or under pressure. The reaction may be carried out batchwise or continuously.

【0048】バッチ式で反応させる場合、前記の固体触
媒に対するメタノールの割合は、酢酸または酢酸メチル
の生成効率が低下しない範囲で適当に選択できる。固体
触媒のRu錯体およびSn成分 (以下、触媒成分という)1
モルに対するメタノールの割合は、例えば 0.1〜10,000
モル、好ましくは10〜1,000 モル程度である。
When the reaction is carried out in a batch system, the ratio of methanol to the solid catalyst can be appropriately selected within a range in which the efficiency of producing acetic acid or methyl acetate does not decrease. Ru complex and Sn component of solid catalyst (hereinafter referred to as catalyst component) 1
The ratio of methanol to the mole is, for example, 0.1 to 10,000.
It is about 10 to 1,000 mol, preferably about 10 to 1,000 mol.

【0049】好ましい方法としては、固体触媒にガス状
メタノールを連続的に供給する方法である。連続法にお
いて、メタノールの供給量は、例えば、固体触媒の触媒
成分1モルに対して 0.001〜1,000 モル/分程度の範囲
で適当に選択できる。
A preferable method is a method in which gaseous methanol is continuously supplied to the solid catalyst. In the continuous method, the amount of methanol supplied can be appropriately selected, for example, in the range of about 0.001 to 1,000 mol / min with respect to 1 mol of the catalyst component of the solid catalyst.

【0050】連続法において、単位触媒重量当たりのメ
タノールの供給速度をモル/hrで表すと、空間速度W/F
は広い範囲で選択でき、例えば W/F= 0.001〜10,000
(g-cata.h mol-1) 、好ましくは0.01〜5,000(g-cata.h
mol-1) 程度である。
In the continuous method, when the feed rate of methanol per unit weight of catalyst is expressed in mol / hr, the space velocity W / F
Can be selected in a wide range, for example W / F = 0.001 to 10,000
(g-cata.h mol -1 ), preferably 0.01 to 5,000 (g-cata.h
mol -1 ).

【0051】本発明の触媒は、空間速度を大きくするこ
とにより酢酸または酢酸メチルの選択率が顕著に向上
し、反応生成物の組成をコントロールできるという特異
な挙動を示す。即ち、空間速度が50〜300(g-cata.h mol
-1) 程度では、ギ酸メチルと酢酸または酢酸メチルが生
成し、空間速度が 500〜10,000 (g-cata.h mol-1) 、特
に1,000(g-cata.h mol-1) 以上では、ギ酸メチルがほと
んど生成せず、略 100%という高い選択率で酢酸または
酢酸メチルが生成する。そのため、メタノールを単一の
原料として、酢酸または酢酸メチルを工業的に生産性よ
く製造できる。
The catalyst of the present invention exhibits a peculiar behavior that the selectivity of acetic acid or methyl acetate is remarkably improved and the composition of the reaction product can be controlled by increasing the space velocity. That is, the space velocity is 50 to 300 (g-cata.h mol
-1 ), methyl formate and acetic acid or methyl acetate are produced, and at a space velocity of 500 to 10,000 (g-cata.h mol -1 ), especially above 1,000 (g-cata.h mol -1 ), formate Almost no methyl is produced, and acetic acid or methyl acetate is produced with a high selectivity of approximately 100%. Therefore, acetic acid or methyl acetate can be industrially produced with high productivity using methanol as a single raw material.

【0052】連続法においては、慣用の方法、例えば、
固体触媒を充填した充填層にガス状メタノールを供給す
る流通反応方式、固体触媒をガス状メタノールで浮遊さ
せ流動層を形成して反応させる方式、反応蒸留方式など
のいずれ方式でも採用できる。連続反応方式において
は、流通反応方式が好ましい。反応生成物を、必要に応
じて蒸留などの精製工程に供することにより、酢酸また
は酢酸メチルを製造できる。
In the continuous method, a conventional method, for example,
Any method such as a flow reaction method in which gaseous methanol is supplied to a packed bed filled with a solid catalyst, a method in which a solid catalyst is suspended in gaseous methanol to form a fluidized bed for reaction, and a reactive distillation method can be used. In the continuous reaction system, the flow reaction system is preferable. Acetic acid or methyl acetate can be produced by subjecting the reaction product to a purification step such as distillation, if necessary.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の触媒は、触媒活性が高く、メタ
ノールを単一源として一段の反応で、酢酸または酢酸メ
チルを製造できる。また、高い触媒活性を長期にわたり
維持でき、高い選択率で酢酸または酢酸メチルを製造で
きる。本発明では、カチオン交換体と担持という簡単な
操作で、前記の如き優れた特性を有する触媒を得ること
ができる。さらに、本発明の方法では、メタノールを単
一源として一段の反応で高い選択率および反応速度で酢
酸または酢酸メチルを製造できる。しかも、空間速度を
調整することにより、酢酸または酢酸メチルを略 100%
という高い選択率で製造することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The catalyst of the present invention has a high catalytic activity and can produce acetic acid or methyl acetate in a single step reaction with methanol as a single source. In addition, high catalytic activity can be maintained for a long time, and acetic acid or methyl acetate can be produced with high selectivity. In the present invention, the catalyst having the above-mentioned excellent properties can be obtained by a simple operation of cation exchange and loading. Further, in the method of the present invention, it is possible to produce acetic acid or methyl acetate with a high selectivity and a high reaction rate in a single reaction using methanol as a single source. Moreover, by adjusting the space velocity, acetic acid or methyl acetate is almost 100%.
Can be manufactured with a high selectivity.

【0054】[0054]

【実施例】以下に実施例を用いて本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0055】実施例1 (1) NaY 型ゼオライト (東ソー(株)製、HSZ-320NA
A、SiO2/Al2O3 =5.5 、比表面積700m2/g) 5.0g、お
よび[Ru(NH3)6]Cl3 0.60g (Ru換算でゼオライトに対し
て3重量%) を、塩酸水溶液 (pH=4.5)1500mlに添加
し、空気中、48時間攪拌することにより、Ru錯体でカチ
オン交換したゼオライトを調整した。 (2) アルゴン雰囲気下、メタノール 500mlに SnCl2
2H2O 2.23g (Sn/Ru=25) および NaCl 3.69gを溶解
した。得られた溶液に、前記のゼオライト1.10gを添加
し、24時間室温で攪拌した後、空気中で濾過し、真空乾
燥することにより触媒を得た。 (3) 常圧固定床流通型反応器に、前記の触媒 3.0gを
充填し、反応温度 200℃で、キャリアーガスとしてのヘ
リウムと共に、乾燥したメタノールを空間速度1300 (g-
cata.h mol-1) で 240時間にわたり供給した。反応生成
物をガスクロマトグラフィーにより定量したところ、図
1に示す結果を得た。図1より明らかなように、触媒は
約40時間の誘導期を経た後、酢酸メチルの転化率約9%
の活性を示した。酢酸メチルは略 100%の選択率で生成
し、ギ酸メチルの副生は極めて少量である。尚、前記の
反応を 240時間にわたり行っても、触媒の活性はやや低
下するに止まっている。
Example 1 (1) NaY type zeolite (manufactured by Tosoh Corporation, HSZ-320NA)
A, SiO 2 / Al 2 O 3 = 5.5, specific surface area 700 m 2 / g) 5.0 g, and [Ru (NH 3 ) 6 ] Cl 3 0.60 g (3% by weight based on the zeolite in terms of Ru) of hydrochloric acid The zeolite cation-exchanged with the Ru complex was prepared by adding it to 1500 ml of an aqueous solution (pH = 4.5) and stirring in air for 48 hours. (2) SnCl 2 · in 500 ml of methanol under argon atmosphere
2.23 g of 2H 2 O (Sn / Ru = 25) and 3.69 g of NaCl were dissolved. To the resulting solution was added 1.10 g of the above zeolite, the mixture was stirred at room temperature for 24 hours, filtered in air, and dried in vacuum to obtain a catalyst. (3) The atmospheric pressure fixed bed flow reactor was charged with 3.0 g of the above catalyst, and at a reaction temperature of 200 ° C., dry methanol was added with helium as a carrier gas at a space velocity of 1300 (g-
cata.h mol -1 ) for 240 hours. When the reaction product was quantified by gas chromatography, the results shown in FIG. 1 were obtained. As is clear from Fig. 1, the catalyst had a conversion rate of methyl acetate of about 9% after an induction period of about 40 hours.
The activity of Methyl acetate is produced with a selectivity of approximately 100%, and the by-product of methyl formate is extremely small. Even when the above reaction was carried out for 240 hours, the activity of the catalyst was only slightly decreased.

【0056】実施例2 実施例1で得られた触媒1.00gを常圧固定床流通型反応
器に充填し、キャリアーガスとしてのヘリウムと共に、
乾燥したメタノールを空間速度1100 (g-cata.hmol-1)
で供給する以外、実施例1と同様にして反応させたとこ
ろ、図2に示す結果を得た。図2より明らかなように、
約70時間の誘導期を経た後、触媒は酢酸メチルの転化率
3.5%の活性を示すとともに、ギ酸メチルが転化率 0.3
%で副生した。反応を 160時間にわたり行っても、触媒
は、酢酸メチルの転化率 3.5%、ギ酸メチルの転化率
0.3%の活性を示し、触媒活性はほとんど低下していな
い。
Example 2 1.00 g of the catalyst obtained in Example 1 was charged into a fixed pressure fixed bed flow type reactor and, together with helium as a carrier gas,
Space velocity of dried methanol was 1100 (g-cata.hmol -1 ).
When the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the solution was supplied in step 1, the results shown in FIG. 2 were obtained. As is clear from FIG.
After an induction period of about 70 hours, the catalyst converted to methyl acetate
In addition to showing 3.5% activity, methyl formate has a conversion rate of 0.3.
% Was a byproduct. Even if the reaction was carried out for 160 hours, the catalyst had a methyl acetate conversion rate of 3.5% and a methyl formate conversion rate.
It shows an activity of 0.3%, and the catalytic activity is almost unchanged.

【0057】実施例3 実施例1で得られた触媒 300mgを常圧固定床流通型反応
器に充填し、キャリアーガスとしてのヘリウムと共に、
乾燥したメタノールを空間速度 130 (g-cata.hmol-1)
で供給する以外、実施例1と同様にして反応させたとこ
ろ、図3に示す結果を得た。図3より明らかなように、
約20時間の誘導期を経た後、触媒は酢酸メチルの転化率
2.5%の活性を示すとともに、ギ酸メチルが転化率 2.3
%で副生した。反応を 200時間にわたり行っても、触媒
は、酢酸メチルの転化率 2.2%、ギ酸メチルの転化率
1.8%の活性を示し、触媒活性はほとんど低下していな
い。
Example 3 300 mg of the catalyst obtained in Example 1 was charged into an atmospheric fixed bed flow type reactor and, together with helium as a carrier gas,
Space velocity of dried methanol was 130 (g-cata.hmol -1 ).
When the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the solution was supplied in step 1, the results shown in FIG. 3 were obtained. As is clear from FIG.
After an induction period of about 20 hours, the catalyst converted to methyl acetate
It has 2.5% activity and methyl formate has a conversion rate of 2.3.
% Was a byproduct. Even if the reaction was carried out for 200 hours, the catalyst had a methyl acetate conversion of 2.2% and methyl formate conversion.
It shows an activity of 1.8%, and the catalytic activity is hardly reduced.

【0058】上記実施例1〜3から明らかなように、触
媒使用量および空間速度を調整することにより、酢酸メ
チルやギ酸メチルの転化率をコントロールできる。
As is clear from Examples 1 to 3, the conversion rates of methyl acetate and methyl formate can be controlled by adjusting the amount of catalyst used and the space velocity.

【0059】比較例 触媒の調製に際して、実施例1のステップ (2) のSnCl
2 による処理を行うことなく、実施例1と同様にして、
Ru錯体でカチオン交換したゼオライトを調製した。得ら
れた触媒を用いる以外、実施例2と同様にして、90時間
にわたりメタノールを連続的に反応させたところ、痕跡
量のギ酸メチルの生成が認められたものの、酢酸または
酢酸メチルは全く生成しなかった。。
Comparative Example In preparing the catalyst, SnCl 2 of step (2) of Example 1 was used.
In the same manner as in Example 1 without performing the treatment according to 2 ,
A zeolite cation exchanged with Ru complex was prepared. When methanol was continuously reacted for 90 hours in the same manner as in Example 2 except that the obtained catalyst was used, a trace amount of methyl formate was observed, but acetic acid or methyl acetate was not generated at all. There wasn't. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は実施例1における結果を示すグラフであ
る。
FIG. 1 is a graph showing the results of Example 1.

【図2】図2は実施例2における結果を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing the results of Example 2.

【図3】図3は実施例3における結果を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing the results of Example 3.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 69/14 9279−4H // C07B 61/00 300 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location C07C 69/14 9279-4H // C07B 61/00 300

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カチオン交換体と、カチオン交換により
カチオン交換体に担持された正原子価のルテニウムを含
むルテニウム錯体と、前記のカチオン交換体に担持され
た0価、二価または四価のスズ化合物とで構成されてい
る酢酸または酢酸メチル合成用触媒。
1. A cation exchanger, a ruthenium complex containing positive valence ruthenium supported on the cation exchanger by cation exchange, and zero-valent, divalent or tetravalent tin supported on the cation exchanger. A catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate composed of a compound.
【請求項2】 一般式 (1) [Ru(L)n(SnZ3)r]・I (1) (式中、L はハロゲン原子、水素原子、配位性炭素含有
配位子、配位性窒素含有配位子、配位性酸素含有配位
子、配位性リン含有配位子、配位性イオウ含有配位子、
配位性ヒ素含有配位子およびカチオン交換体に含まれる
配位性原子からなる群から選ばれる配位子を表し、Z は
ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリー
ル基、アラルキル基またはアルコキシ基を表し、L はRu
とRuとの間及び/又はRuとSnとの間を架橋していてもよ
い。I はカチオン交換体を表し、nは0〜5の整数、r
は1〜6の整数を示し、n+r=1〜6である。尚、n
が2以上の場合、L はそれぞれ同一でも異なっていても
どちらでもよい。)で表される請求項1記載の酢酸また
は酢酸メチル合成用触媒。
2. A compound represented by the general formula (1) [Ru (L) n (SnZ 3 ) r ] .I (1) (wherein L is a halogen atom, a hydrogen atom, a coordinating carbon-containing ligand, or a coordination atom). Nitrogen-containing ligand, coordinating oxygen-containing ligand, coordinating phosphorus-containing ligand, coordinating sulfur-containing ligand,
Represents a ligand selected from the group consisting of a coordinating arsenic-containing ligand and a coordinating atom contained in a cation exchanger, and Z is a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkoxy group. Represents a group, L is Ru
And Ru and / or Ru and Sn may be crosslinked. I represents a cation exchanger, n is an integer of 0 to 5, r
Represents an integer of 1 to 6, and n + r = 1 to 6. Note that n
When is 2 or more, L may be the same or different. ) The catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate according to claim 1, represented by
【請求項3】 カチオン交換体が無機カチオン交換体で
ある請求項1記載の酢酸または酢酸メチル合成用触媒。
3. The catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate according to claim 1, wherein the cation exchanger is an inorganic cation exchanger.
【請求項4】 カチオン交換体がゼオライトである請求
項1記載の酢酸または酢酸メチル合成用触媒。
4. The catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate according to claim 1, wherein the cation exchanger is zeolite.
【請求項5】 カチオン交換体が NaY型ゼオライトであ
る請求項1記載の酢酸または酢酸メチル合成用触媒。
5. The catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate according to claim 1, wherein the cation exchanger is NaY type zeolite.
【請求項6】 ルテニウム錯体が、ルテニウムアンミン
錯体である請求項1記載の酢酸または酢酸メチル合成用
触媒。
6. The catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate according to claim 1, wherein the ruthenium complex is a ruthenium ammine complex.
【請求項7】 スズ化合物がハロゲン化第一スズまたは
スズのアルコキシドである請求項1記載の酢酸または酢
酸メチル合成用触媒。
7. The catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate according to claim 1, wherein the tin compound is stannous halide or an alkoxide of tin.
【請求項8】 スズ化合物が塩化第一スズである請求項
1記載の酢酸または酢酸メチル合成用触媒。
8. The catalyst for synthesizing acetic acid or methyl acetate according to claim 1, wherein the tin compound is stannous chloride.
【請求項9】 カチオン交換体のカチオンを正原子価の
ルテニウムを含むルテニウム錯塩でカチオン交換すると
共に、前記のカチオン交換体を二価または四価のスズ化
合物で処理する触媒の製造方法。
9. A method for producing a catalyst, wherein the cation of the cation exchanger is cation-exchanged with a ruthenium complex salt containing ruthenium having a positive valence, and the cation exchanger is treated with a divalent or tetravalent tin compound.
【請求項10】 ルテニウム錯塩が、一般式 (2) [Ru(L')m]q+・Aq- (2) (式中、L'はハロゲン原子、水素原子、配位性炭素含有
配位子、配位性窒素含有配位子、配位性酸素含有配位
子、配位性リン含有配位子、配位性イオウ含有配位子お
よび配位性ヒ素含有配位子からなる群から選ばれる配位
子を表し、A はアニオンを表し、mは0〜6の整数、q
は1〜3の整数である。尚、mが2以上の場合、L'はそ
れぞれ同一でも異なっていてもどちらでもよい。)で表
されるルテニウム錯塩である請求項9記載の触媒の製造
方法。
10. The ruthenium complex salt has the general formula (2) [Ru (L ′) m ] q + · A q− (2) (wherein, L ′ is a halogen atom, a hydrogen atom, and a coordinating carbon-containing coordination). Child, a coordinating nitrogen-containing ligand, a coordinating oxygen-containing ligand, a coordinating phosphorus-containing ligand, a coordinating sulfur-containing ligand and a coordinating arsenic-containing ligand Represents a selected ligand, A represents an anion, m is an integer of 0 to 6, and q
Is an integer of 1 to 3. When m is 2 or more, L ′ may be the same or different. 10. The method for producing a catalyst according to claim 9, which is a ruthenium complex salt represented by
【請求項11】 ルテニウム錯塩が、式 [Ru(NH3)6]Cl3 で表されるルテニウム錯塩である請求項9記載の触媒の
製造方法。
11. The method for producing a catalyst according to claim 9, wherein the ruthenium complex salt is a ruthenium complex salt represented by the formula [Ru (NH 3 ) 6 ] Cl 3 .
【請求項12】 カチオン交換体が NaY型ゼオライトで
ある請求項11記載の触媒の製造方法。
12. The method for producing a catalyst according to claim 11, wherein the cation exchanger is NaY type zeolite.
【請求項13】 スズ化合物が塩化第一スズである請求
項12記載の触媒の製造方法。
13. The method for producing a catalyst according to claim 12, wherein the tin compound is stannous chloride.
【請求項14】 請求項1記載の触媒の存在下、メタノ
ールを反応させる酢酸または酢酸メチルの製造方法。
14. A process for producing acetic acid or methyl acetate, which comprises reacting methanol in the presence of the catalyst according to claim 1.
【請求項15】 メタノールを気相で反応させる請求項
14記載の酢酸または酢酸メチルの製造方法。
15. A method of reacting methanol in a gas phase.
14. The method for producing acetic acid or methyl acetate according to 14.
JP5205066A 1992-09-10 1993-08-19 Catalyst for synthesis of acetic acid or methyl acetate and production of acetic acid or methyl acetate Pending JPH0751575A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5205066A JPH0751575A (en) 1993-08-19 1993-08-19 Catalyst for synthesis of acetic acid or methyl acetate and production of acetic acid or methyl acetate
US08/604,797 US5679837A (en) 1992-09-10 1996-02-23 Process for producing acetic acid or methyl acetate and catalyst therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5205066A JPH0751575A (en) 1993-08-19 1993-08-19 Catalyst for synthesis of acetic acid or methyl acetate and production of acetic acid or methyl acetate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0751575A true JPH0751575A (en) 1995-02-28

Family

ID=16500869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5205066A Pending JPH0751575A (en) 1992-09-10 1993-08-19 Catalyst for synthesis of acetic acid or methyl acetate and production of acetic acid or methyl acetate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0751575A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526786A (en) * 2009-05-14 2012-11-01 ビーピー ケミカルズ リミテッド Carbonylation process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526786A (en) * 2009-05-14 2012-11-01 ビーピー ケミカルズ リミテッド Carbonylation process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3689533A (en) Production of carboxylic acids and esters
JPS58159432A (en) Preparation of branched dimerized alcohol
WO1992006066A1 (en) Process for producing diester of carbonic acid
US5387708A (en) Production of dialkyl carbonates using copper catalysts
JPH02211251A (en) Oxychlorination catalyst composition and oxychlorination process using said composition
US4288558A (en) Process for the manufacture of oxygen-containing carbon compounds from synthesis gas
JPH0751575A (en) Catalyst for synthesis of acetic acid or methyl acetate and production of acetic acid or methyl acetate
JP2757885B2 (en) Method for producing carbonic acid diester
US5679837A (en) Process for producing acetic acid or methyl acetate and catalyst therefor
US5393919A (en) Process for producing acetic acid or methyl acetate and catalyst therefor
JP3285655B2 (en) Method for producing tartronate
JP3951006B2 (en) Process for producing alkylene carbonate and catalyst used therefor
JPS6033413B2 (en) Ethanol manufacturing method
JP2882561B2 (en) Method for producing carbonic acid diester
US5414110A (en) Ru-Sn hetero-polynuclear complex and process for producing acetic acid or methyl acetate by using the same
JPS6147819B2 (en)
JPH05301840A (en) Production of acetic acid or methyl acetate and catalyst
JP3541448B2 (en) Method for producing acetamide
JPH06501014A (en) Method for producing naphthalene and 2-monoiodonaphthalene enriched product streams
JPS5849536B2 (en) Method for producing alkenyl ester of polycarboxylic acid
JP2549799B2 (en) Catalyst for producing carbonic acid diester and method for producing carbonic acid diester using the same
CA2086400A1 (en) Process for preparing carbonic diester
JPH01301645A (en) Production of carboxylic acid aryl esters and catalyst used in said production process
JPS5932456B2 (en) Method for producing ethylidene diacetate and/or acetaldehyde
JPH05221929A (en) Production of carbonate