JPH083084A - アルコールの製造方法及びそのための触媒前駆体 - Google Patents
アルコールの製造方法及びそのための触媒前駆体Info
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Abstract
し、高収率且つ高選択的にアルコールを製造する方法、
及びそのための触媒前駆体を提供する。 【構成】 アルデヒドを気相で水素と反応させて、対応
する飽和アルコールを製造する方法において、水素化触
媒として、下記一般式(I)で表わされる成分を含有す
る触媒前駆体組成物の還元物を用いる。 【化1】 Cu(a)-Cr(b)-Zn(c)-Mn(d)-Ba(e)-X(f) …(I) (式中、Xは周期律表第8族又は第4A族の遷移金属を
表わし、a〜fは各成分を酸化物に変換した場合の含有
量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%)
Description
化反応を行なう際に、望ましくない副生物の生成を抑制
し、高収率且つ高選択的に対応する飽和アルコールを製
造することのできる、アルコールの製造方法及びそのた
めの触媒前駆体に関するものである。
ールを製造する方法は公知である。例えば、ドイツ特許
第931827号においては、不飽和アルデヒドを2段
反応で気相下に還元する際、まず第1段反応において、
担体に保持させた銅−ニッケル触媒を使用し、第2段反
応において変性した銅−担体触媒を使用する方法が記載
されている。
は、還元した酸化銅−酸化亜鉛混合物に選択性増進剤を
含浸させた組成物を水素化触媒として用いて、アルデヒ
ドの気相水素化反応を行なう方法が記載されている。さ
らに、特開昭62−116526号公報においても、還
元した酸化銅−酸化亜鉛混合触媒を用いて、気相下に2
−エチルヘキセナールの水素化を行なう方法が記載され
ているが、この場合、少量生成する2−エチルヘキセノ
ール等の不飽和アルコールを除去するために、各々反応
条件の異なる3段階の水素化反応器が用いられている。
特許第931827号に記載の方法では、対応する飽和
アルコールと共に不飽和アルコールが生成し、飽和アル
コールの蒸留精製の際に、非常に困難を伴うことが認め
られる。また、特開昭64−85936号公報の方法で
は、反応生成物中にごく少量のエステルが副生してお
り、飽和アルコールとして未だ満足する製品が得られて
いない。さらに、特開昭62−116526号公報の方
法を工業的に採用しようとすると、工程が複雑であるこ
と、また、反応器のユニット数の多いことが建設費の増
加につながるという欠点があった。
生する不飽和アルコールとしては、例えば2−エチルヘ
キセナールの水素化反応の際に生ずる2−エチルヘキセ
ノール等が挙げられるが、この不飽和アルコールは、飽
和アルコールとの沸点が近接しているため、工業的に精
製分離を実施することは容易ではない。また、2−エチ
ルヘキサノール等の飽和アルコールの主要な用途は可塑
剤であるが、例えば、2−エチルヘキサノール中に少量
であってもこの不飽和アルコールが存在していると、得
られたフタル酸ジ−2−エチルヘキシルが黄色に着色す
る傾向があり、可塑剤としての使用に不適当となる。し
たがって、工業的な実施の際には、しばしば比較的高温
で水素化反応を行ない、不飽和アルコールを完全に水素
化することにより対応しているが、この場合、エステル
等の副生物の生成量が増加する傾向があり、その結果と
して飽和アルコールの生産性を低くするという問題点が
あった。
につき鋭意検討を重ねた結果、アルコールの製造用触媒
として、特定の成分を含有する触媒を用いることによ
り、反応速度を最大にするための高温条件下において
も、望ましくない副生物であるエステル、エーテル及び
不飽和アルコール等の生成を効果的に抑制できることを
見出し、飽和アルコールの生産性を低下させることな
く、高収率且つ高選択的にアルコールを製造する方法を
確立して本発明を完成した。
下にアルデヒドを気相で水素と反応させて、対応する飽
和アルコールを製造する方法において、該水素化触媒と
して、下記一般式(I)で表わされる成分を含有する触
媒前駆体組成物の還元物を用いることを特徴とするアル
コールの製造方法、に存する。
の遷移金属を表わし、a〜fは各成分を酸化物に変換し
た場合の含有量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) さらに、本発明の要旨は、下記一般式(I):
の遷移金属を表わし、a〜fは各成分を酸化物に変換し
た場合の含有量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) で表わされる成分を含有するアルコール製造用の触媒前
駆体組成物、に存する。
アルコールの製造方法において使用する触媒としては、
下記一般式(I):
成物の還元物が用いられる。上記一般式(I)中、Xは
周期律表第8族又は第4A族の遷移金属を表わし、好ま
しくは、Pd又はNi、或いはZr又はTiである。ま
た、a〜fは各成分を酸化物に変換した場合の含有量を
表わし、 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量% の範囲内の値を任意に組み合わせて選択することができ
る。
の各成分が酸化物に変換されたものと仮定して計算す
る。この際、CuはCuOに、CrはCr2 O3 に、Z
nはZnOに、MnはMn2 O3 に、BaはBaOに、
それぞれ変換する。またX成分はそれぞれ安定な酸化物
に変換するが、例えばPdはPdOに、NiはNiO
に、ZrはZrO2 に、TiはTiO2 に、それぞれ変
換する。具体的には、上記一般式(I)の中でも、下記
一般式(II)で表わされる触媒前駆体組成物を用いるこ
とが好ましい。
族の遷移金属の化合物を表わし、a〜fは各成分(但し
X′成分は酸化物に変換して計算する)の含有量を表わ
し、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) 上記X′成分の酸化物への変換はX成分についての変換
と同様に行なう。
cの少くとも一方が0.1〜50重量%であることが好
ましく、更には下記一般式(III )又(IV)の前駆体組
成物を用いることが好ましい。
た場合の含有量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:20〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%)
た場合の含有量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% c:20〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%)
媒物質を製造するのに適した任意の方法、例えば共沈法
又は含浸法等のいずれの方法によっても製造することが
できる。具体的には、一般式(I)中のX以外の成分
を、金属化合物、例えば金属塩の水溶液から混合物とし
て共沈させ、該混合物を対応する酸化物に転化(分解)
することにより金属酸化物を製造し、更に、X成分の塩
の水溶液、例えば硝酸塩水溶液を前記金属酸化物に含浸
させ、空気中で焼成(分解)することにより製造するこ
とができる。上記触媒前駆体組成物中のX成分は、周期
律表第8族又は第4A族の遷移金属であり、適当な化合
物、例えば酸化物等の形態で存在する。通常、本発明の
触媒前駆体組成物は、主に酸化物の形態をとるが、その
組成物の形態にかかわらず、一般式(I)で表わされる
各成分を特定量含むものであればよい。
は、場合によっては少量の変性剤を含んでいてもよく、
例えば打錠成形や押し出し成形等の公知の方法によりペ
レット化することができる。上記触媒前駆体組成物は、
アルデヒドの水素化反応に使用される前に、水素等の還
元剤の存在下で、150〜350℃、好ましくは170
〜300℃の温度範囲に調整しながら、数時間加熱して
還元される。還元時に約350℃以上の過度の温度をか
けることは触媒の活性を低下させる一因となるため好ま
しくない。
釈ガス中に1〜10%の水素を含有する希薄水素流を用
いることができ、希釈ガスとしては、窒素ガスを用いる
のが好ましい。原料アルデヒドとしては、通常、炭素数
3〜22の直鎖状又は分岐状の飽和又は不飽和のアルデ
ヒドが用いられ、単品でも混合アルデヒドとしても用い
ることができ、少量の不純物を含有していてもよい。
ブチルアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、n−バレル
アルデヒド、イソバレルアルデヒド、2−メチルバレル
アルデヒド、2−エチルヘキサナール、2−エチルブチ
ルアルデヒド、メチル−n−プロピルアセトアルデヒ
ド、カプロンアルデヒド、イソカプロンアルデヒド、カ
プリルアルデヒド、n−ノニルアルデヒド、イソノニル
アルデヒド、2−プロピルヘプテナール、2−プロピル
−4−メチルヘキセナール、n−デカナール、ドデカナ
ール、トリデカナール、ミリスチンアルデヒド、ペンタ
デカナール、パルミチンアルデヒド、ステアリンアルデ
ヒド、アクロレイン、メタクロレイン、エタクロレイ
ン、2−エチル−3−プロピルアクロレイン、クロトン
アルデヒド等が挙げられる。
プロセス(ヒドロホルミル化)、すなわちオレフィンを
一酸化炭素及び水素と触媒の存在下において反応させ
て、オレフィン性基の炭素原子の1つにホルミル基を付
加する反応の、生成混合物の一部か或いは全部のいずれ
かを使用することもできる。オキソプロセスから得た原
料アルデヒドとしては、例えば、イソブチルアルデヒド
とn−ブチルアルデヒドとの混合物、イソノニルアルデ
ヒド等が挙げられる。
と異なるプロセス、例えばオレフィン或いは飽和炭化水
素の酸化反応やアルドール縮合等によって得ることもで
きる。アルドール縮合から得た原料アルデヒドとしては
2−エチルヘキセナール、2−プロピルヘプテナールと
2−プロピル−4−メチルヘキセナールとの混合物等が
挙げられる。
アルデヒドを気相状態で水素と反応させる。水素として
は、実質的に純粋な水素ガスを単独で使用することがで
きるが、例えば、アルデヒド及び触媒に対し不活性な他
のガスと混和して供給することもできる。水素と混合す
るのに適した不活性ガスとしては窒素、メタン等が挙げ
られる。
ではないが、通常、還元すべきアルデヒドに対し化学量
論量を越える過剰の水素が存在するべきである。通常、
水素対アルデヒドのモル比は約3〜400、好ましくは
約5〜200とする。炭素原子2〜12個を含有するア
ルデヒドの場合、水素対アルデヒドのモル比は約3〜3
0の範囲であるのが好ましい。
℃で行なわれるが、本発明の水素化触媒の選択性を最も
有効に利用するために、好ましくは150〜200℃の
範囲で行なわれる。また反応圧力は、通常0〜10kg
/cm2 Gの範囲で行なわれる。10kg/cm2 Gを
超える圧力を用いた場合には、反応選択性には問題はな
いが、アルデヒドを完全に気化させるために多大なエネ
ルギーを要するため有利ではない。
アルデヒドの蒸気流と水素含有ガスとを一緒にして、所
望の温度及び圧力において、上記一般式(I)で表わさ
れる触媒前駆体組成物の還元物上にもたらすことにより
達成され、例えば、固定触媒床反応装置の様な流通(連
続)方式で行なうのが好ましい。また、水素化反応は、
恒温方式、断熱方式のいずれの方法でも行なうことがで
き、特に本発明においては、反応熱を有用な熱源とし
て、例えば高圧水蒸気を発生させる等して水素化反応に
循環することができる。
素及びアルデヒドは、水素化反応域に再循環させて使用
することができる。また、得られた粗アルコール生成物
は、分別蒸留等により更に精製してもよいが、通常、特
に精製操作を行なわなくともそのまま製品として十分に
使用することが可能である。
するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施
例によって限定されるものではない。なお、実施例1〜
4及び比較例1〜3においては、公知の共沈法により調
製した、下記の組成の触媒前駆体組成物を使用した。各
成分の含有量は重量%を表わす。
溶液に硝酸マンガン水溶液を加え銅及びマンガンを含有
する溶液を調整した。他方、重クロム酸アンモニウム
〔(NH4 )2 Cr2 O7 〕をアンモニア水溶液に溶解
しクロム含有溶液を調整した。
0℃に加熱後、同温度に維持しながら攪拌下、該溶液の
中に前記のクロム含有溶液を滴下していった。この時、
沈澱物が一部形成されたが、さらにpH調整をするため
に希硝酸を加え、攪拌を続け沈澱物の形成を完結させ
た。この後、沈澱物を濾別し、更に濾別された沈澱物を
十分水洗した。こうして得られた沈澱物を100℃で1
2時間乾燥し、銅、クロム、マンガンからなる粉末を得
た。この粉末に水酸化バリウム〔Ba(OH)2・8H
2 O〕温水用液を加え攪拌しながら蒸発乾固した。
バリウムからなる粉末に、硝酸ニッケル水溶液を加え1
00℃で攪拌混合し蒸発乾固した。得られた銅 クロム
−マンガン−バリウム−ニッケルを含む粉末を空気中で
350℃の温度で3時間焼成して、以下に示すA触媒を
得た。
と、Cu(31.5)-Cr(28.7)-Mn(1.0)-Ba(1.5)-Ni(0.8) であ
る。) 実施例2(B触媒) 実施例1に準ずる方法で、以下に示すB触媒を調製し
た。
と、Cu(31.5)-Cr(28.7)-Mn(1.0)-Ba(1.5)-Pd(0.09)であ
る。) 実施例3(C触媒) 実施例1に準ずる方法で、以下のC触媒を調製した。
7)-ZrO2(1.0)
と、Cu(31.5)-Cr(28.7)-Mn(1.0)-Ba(1.5)-Zr(0.7) であ
る。) 実施例4(D触媒) 実施例1に準ずる方法で、以下のD触媒を調製した。
と、Cu(32.1)-Zn(28.8)-Mn(1.0)-Ba(1.5)-Ni(0.8) であ
る。) 比較例1(E触媒) 実施例1に準ずる方法で、以下のE触媒を調製した。
と、Cu(31.5)-Cr(28.7)-Mn(1.0)-Ba(1.5) である。) 比較例2(F触媒) 実施例1に準ずる方法で、以下のF触媒を調製した。
と、Cu(30.2)-Cr(24.7)-Mn(1.3) となる。) 比較例3(G触媒) 実施例1に準ずる方法で、以下のG触媒を調製した。
と、Cu(39.4)-Zn(36.2) となる。) 実施例5〜8及び比較例4〜6 内径約2.4cm(1インチ)を有するステンレス単管
反応器に各触媒約10ccを仕込み、次いで反応器中に
窒素ガスを供給し、反応器の内温を170℃まで昇温さ
せた。続いて該窒素ガスを、10容量%の水素を含有す
る窒素ガスに切り替え、反応器内温を250℃まで2〜
3℃/分の速度で昇温させた後、各触媒について約3時
間還元を行なった。さらに、反応器内温を300℃まで
2〜3℃/分の速度で昇温させた後、約2時間上記触媒
の還元を行なった。
し、上記窒素ガスを90容量%以上の水素を含有する窒
素ガスに切り替え、反応系内の圧力を4.6kg/cm
2 Gに維持した。ロジウム含有触媒によるプロピレンの
ヒドロホルミル化反応及び苛性ソーダ触媒によるアルド
ール縮合によって得られた純度99%以上の2−エチル
ヘキセナール(以下、EPAという)を完全に気化さ
せ、前述の水素含有ガスと共に上記反応器へ供給した。
cc/hrであり、水素含有ガスの供給速度は水素/E
PAのモル比が約22となるように調節して供給した。
得られた反応生成物をコンデンサーに採取し、ガスクロ
マトグラフィーにより分析を行なった。結果を表−1に
示す。
の方法による水素化反応においては、特に不飽和アルコ
ールの副生が効果的に抑制されるので、得られたアルコ
ールを対応する可塑剤にした場合の着色試験性能は大き
く改善される。
物を用いて、アルデヒドの気相水素化反応を行なうこと
により、高温条件下においてもエステル、エーテル及び
不飽和アルコール等の副生物の生成を抑制し、対応する
飽和アルコールを高収率且つ高選択的に製造することが
可能となる。さらに、本発明によれば水素化の際に発生
する反応熱を、熱源として有効に利用することができる
ため工業的な利用価値が高い。
Claims (13)
- 【請求項1】 水素化触媒の存在下にアルデヒドを気相
で水素と反応させて、対応する飽和アルコールを製造す
る方法において、該水素化触媒として、下記一般式
(I)で表わされる成分を含有する触媒前駆体組成物の
還元物を用いることを特徴とするアルコールの製造方
法。 【化1】 Cu(a)-Cr(b)-Zn(c)-Mn(d)-Ba(e)-X(f) …(I) (式中、Xは周期律表第8族又は第4A族の遷移金属を
表わし、a〜fは各成分を酸化物に変換した場合の含有
量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) - 【請求項2】 水素化触媒の存在下にアルデヒドを気相
で水素と反応させて、対応する飽和アルコールを製造す
る方法において、該水素化触媒として、下記一般式(I
I)で表わされる触媒前駆体組成物の還元物を用いるこ
とを特徴とする請求項1に記載のアルコールの製造方
法。 【化2】 CuO(a)-Cr2O3(b)-ZnO(c)-Mn2O3(d)-BaO(e)-X′(f) …(II) (式中、X′は周期律表第8族又は第4A族の遷移金属
の化合物を表わし、a〜fは各成分(但しX′成分は酸
化物に変換して計算する)の含有量を表わし、以下に示
す値である。 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) - 【請求項3】 b及びcの少くとも一方が0.1〜50
重量%である請求項1又は2に記載のアルコールの製造
方法。 - 【請求項4】 水素化触媒が、下記一般式(III )で表
わされる成分を含有する触媒前駆体組成物の還元物であ
る請求項1〜3のいずれかに記載のアルコールの製造方
法。 【化3】 Cu(a)-Cr(b)-Mn(d)-Ba(e)-X(f) …(III ) (式中、a〜fは各成分を酸化物に変換した場合の含有
量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:20〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) - 【請求項5】 水素化触媒が、下記一般式(IV)で表わ
される成分を含有する触媒前駆体組成物の還元物である
請求項1〜3のいずれかに記載のアルコールの製造方
法。 【化4】 Cu(a)-Zn(c)-Mn(d)-Ba(e)-X(f) …(IV) (式中、a〜fは各成分を酸化物に変換した場合の含有
量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% c:20〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) - 【請求項6】 X成分がPd又はNiである請求項1〜
5のいずれかに記載のアルコールの製造方法。 - 【請求項7】 X成分がZr又はTiである請求項1〜
5のいずれかに記載のアルコールの製造方法。 - 【請求項8】 圧力が0〜10kg/cm2 G、温度が
100〜250℃の条件下で反応を行なう請求項1〜7
のいずれかに記載のアルコールの製造方法。 - 【請求項9】 下記一般式(I): 【化5】 Cu(a)-Cr(b)-Zn(c)-Mn(d)-Ba(e)-X(f) …(I) (式中、Xは周期律表第8族又は第4A族の遷移金属を
表わし、a〜fは各成分を酸化物に変換した場合の含有
量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) で表わされる成分を含有するアルコール製造用の触媒前
駆体組成物。 - 【請求項10】 下記一般式(II): 【化6】 CuO(a)-Cr2O3(b)-ZnO(c)-Mn2O3(d)-BaO(e)-X′(f) …(II) (式中、X′は周期律表第8族又は第4A族の遷移金属
の化合物を表わし、a〜fは各成分(但しX′成分は酸
化物に変換して計算する)の含有量を表わし、以下に示
す値である。 a:20〜50重量% b:0〜50重量% c:0〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) で表わされる請求項9に記載のアルコール製造用の触媒
前駆体組成物。 - 【請求項11】 b及びcの少くとも一方が0.1〜5
0重量%である請求項9又は10に記載の触媒前駆体組
成物。 - 【請求項12】 下記一般式(III ): 【化7】 Cu(a)-Cr(b)-Mn(d)-Ba(e)-X(f) …(III ) (式中、a〜fは各成分を酸化物に変換した場合の含有
量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% b:20〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) で表わされる成分を含有する請求項9〜11のいずれか
に記載の触媒前駆体組成物。 - 【請求項13】 下記一般式(IV): 【化8】 Cu(a)-Zn(c)-Mn(d)-Ba(e)-X(f) …(IV) (式中、a〜fは各成分を酸化物に変換した場合の含有
量を表わし、以下に示す値である。 a:20〜50重量% c:20〜50重量% d:0.1〜5.0重量% e:0.1〜5.0重量% f:0.01〜3.0重量%) で表わされる成分を含有する請求項9〜11のいずれか
に記載の触媒前駆体組成物。
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1995
- 1995-03-23 JP JP06413495A patent/JP3783243B2/ja not_active Expired - Lifetime
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