JP2641941B2 - Alcohol production - Google Patents
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルコールの製造法に関し、詳しくは新規な
高活性触媒を用い、低温かつ低圧の条件下に対応するア
ルコールを高収率、高選択率で製造する方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an alcohol, and more particularly, to a method for producing a corresponding alcohol under a low-temperature and low-pressure condition with high yield and high selectivity using a novel highly active catalyst. Related to the method of manufacturing at a rate.
カルボン酸あるいはカルボン酸エステルを水素化して
脂肪族アルコールや脂環式アルコールあるいは芳香族ア
ルコールを製造する方法については1930年代以降多くの
方法が開示されてきている。Many methods for producing aliphatic alcohols, alicyclic alcohols, or aromatic alcohols by hydrogenating carboxylic acids or carboxylic acid esters have been disclosed since the 1930s.
ここで、カルボン酸エステルの水素化、特には脂肪酸
エステルの水素化に供される触媒として主に銅系触媒が
提案されているが、一般的には銅−クロム触媒が工業的
に賞用されている。しかし、銅−クロム触媒は触媒とし
ての性能には優れているものの、触媒製造時の廃水ある
いは使用済み触媒の廃棄といった面で非常に大きな問題
を抱えている。また、カルボン酸エステルの水素化にお
いて厳しい反応条件が要求される高級脂肪族アルコール
の製造では、250ないし300℃かつ200ないし300気圧とい
う高温・高圧の反応条件が必要とされるため、設備投資
あるいはメンテナンス等においても多くの問題点を有し
ている。さらには、高温反応であるため副反応生成物の
生成は避けられず、また省エネルギーという観点からも
好ましくないことは明らかである。Here, copper catalysts have been mainly proposed as catalysts used for hydrogenation of carboxylic acid esters, particularly hydrogenation of fatty acid esters, but copper-chromium catalysts are generally industrially awarded. ing. However, although the copper-chromium catalyst is excellent in the performance as a catalyst, it has a very serious problem in terms of wastewater during the production of the catalyst or disposal of the used catalyst. In addition, in the production of higher aliphatic alcohols, which require severe reaction conditions in the hydrogenation of carboxylic acid esters, high-temperature and high-pressure reaction conditions of 250 to 300 ° C. and 200 to 300 atm are required, so that capital investment or There are many problems in maintenance and the like. Furthermore, since it is a high-temperature reaction, generation of a side reaction product is inevitable, and it is apparent that it is not preferable from the viewpoint of energy saving.
この為、カルボン酸エステルを低温あるいは低圧で水
素化し得るような技術の開発が望まれてきた。For this reason, there has been a demand for the development of a technique capable of hydrogenating a carboxylic acid ester at low temperature or low pressure.
例えば、高級脂肪酸エステルを低温あるいは低圧で水
素化しようとする試みは古くから行われてきているが、
多くは銅−クロム触媒を多量に使用することでその目的
を達成せしめんとするものである。For example, attempts to hydrogenate higher fatty acid esters at low temperatures or low pressures have been made for a long time,
In many cases, the purpose is achieved by using a large amount of a copper-chromium catalyst.
アドキンス氏等〔J.Amer.Chem.Soc.,70,3121(194
8)〕は、液相懸濁床反応方式においてラウリン酸メチ
ルを水素化するにあたり、エステル100重量部に対し150
重量部と極めて多量の銅−クロム触媒を用いて150℃と
いう低温条件でラウリルアルコールの得られることを報
告しているが、水素圧力は340気圧と非常に高圧であ
り、かつ多量の触媒を使用しているにも拘らず反応時間
が長い。また、上野氏等〔工業化学雑誌,第38巻,1105
頁(1935);同雑誌,第48巻,18頁(1945年)〕は、各
種脂肪酸エステルを水素化するにあたり、エステル100
重量部に対し10重量部の銅−クロム系触媒を用い、水素
圧力(室温における仕込み初圧)が10ないし25気圧とい
う低圧条件で脂肪族アルコールの得られることを報告し
ているが、反応温度で270ないし300℃と非常に高温であ
り、従って副反応に伴う不鹸化物収量が多く、かつアル
コール収率が30ないし60%と非常に低い。Adkins et al. [J. Amer. Chem. Soc., 70 , 3121 (194
8)] is for hydrogenating methyl laurate in a liquid phase suspension bed reaction system,
It has been reported that lauryl alcohol can be obtained at a low temperature of 150 ° C using parts by weight and an extremely large amount of copper-chromium catalyst, but the hydrogen pressure is extremely high at 340 atm and a large amount of catalyst is used. The reaction time is long despite doing. Also, Ueno et al. [Industrial Chemistry Magazine, Vol. 38, 1105
P. (1935); the same magazine, Vol. 48, p. 18 (1945)] shows that in the hydrogenation of various fatty acid esters, 100
It has been reported that aliphatic alcohols can be obtained at low hydrogen pressures (initial charging pressure at room temperature) of 10 to 25 atm using 10 parts by weight of copper-chromium catalyst per part by weight. At 270 to 300 ° C., so that the yield of unsaponifiable substances accompanying side reactions is high, and the yield of alcohol is as low as 30 to 60%.
特開昭60−38333号では触媒の一成分に銅−クロムを
用い、固定床反応方式を採用することにより、218℃,60
バールという反応条件下でラウリン酸メチルの水素化を
試みているが、液空間速度(LHSV)が0.2と、生産性が
非常に低いという問題点を有している。Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-38333 discloses the use of copper-chromium as one component of a catalyst and the adoption of a fixed bed reaction system, whereby 218 ° C., 60 ° C.
Although hydrogenation of methyl laurate has been attempted under the reaction condition of bar, there is a problem that the liquid hourly space velocity (LHSV) is 0.2 and the productivity is very low.
一方、有害なクロムを含まない触媒の開発も行われて
いる。例えば〔工業化学雑誌,第53巻,74頁(1950
年)〕には、珪藻土に担持した銅−亜鉛触媒を用い、液
相懸濁床反応方式によりマッコウ鯨油の水素化を行って
いるが、反応条件は、280ないし290℃,110気圧(室温に
おける仕込み初圧)である。ドイツ特許2613226号で
は、銅−亜鉛固体触媒を用い気相固定床反応方式にて高
級脂肪酸メチルの水素化を行っている。この場合の反応
条件は230ないし240℃と比較的低温であるが、250気圧
という高圧条件を採用している。特開昭54−32191号で
は銅−モリブデン−亜鉛触媒を用い、液相懸濁床方式に
て300℃,95気圧(室温における仕込み初圧)の反応条件
下で高級脂肪酸メチルの水素化を行っており、非常に厳
しい反応条件を採用している。また、特公昭60−45940
号では、エステルに対し22重量部と非常に多量のコバル
ト−亜鉛−銅触媒を用い、液相懸濁床反応方式において
ラウリン酸メチルの水素化を250℃,204気圧の条件で行
っているが、反応条件の緩和は十分ではない。On the other hand, catalysts that do not contain harmful chromium are also being developed. For example, [Industrial Chemical Magazine, Vol. 53, p. 74 (1950
Year)], hydrogenation of sperm whale oil is carried out by a liquid-phase suspension bed reaction method using a copper-zinc catalyst supported on diatomaceous earth. The reaction conditions are 280 to 290 ° C and 110 atm (at room temperature). Initial charge). In German Patent 2613226, hydrogenation of higher fatty acid methyl is carried out by a gas phase fixed bed reaction method using a copper-zinc solid catalyst. The reaction conditions in this case are relatively low at 230 to 240 ° C., but high pressure conditions of 250 atm are employed. In JP-A-54-32191, higher fatty acid methyl is hydrogenated under the reaction conditions of 300 ° C. and 95 atm (initial pressure of charging at room temperature) in a liquid phase suspension bed system using a copper-molybdenum-zinc catalyst. And employs very harsh reaction conditions. Also, Japanese Patent Publication No. 60-45940
In No. 2, hydrogenation of methyl laurate was carried out at 250 ° C and 204 atm in a liquid-phase suspension bed reaction method using a very large amount of a cobalt-zinc-copper catalyst of 22 parts by weight based on the ester. However, the reaction conditions are not sufficiently relaxed.
特開昭61−56139号ではニッケル系触媒を用い、固定
床反応方式において50バールという低圧条件下で高級脂
肪酸エステルの水素化を試みているが、反応温度は250
℃と高く、かつアルコール収率も40%以下と非常に低
い。JP-A-61-56139 attempts to hydrogenate higher fatty acid esters using a nickel-based catalyst in a fixed-bed reaction system under a low pressure condition of 50 bar.
° C and the alcohol yield is very low at 40% or less.
また、触媒成分として銅に加えてマグネシウム、ラン
タニド金属又はアクチニド金属の少なくとも1種を含有
する触媒が提案されている(特開昭62−63533号)。Further, a catalyst containing at least one of magnesium, lanthanide metal and actinide metal in addition to copper as a catalyst component has been proposed (JP-A-62-63533).
さらに本発明者らは、先に酸化銅と亜鉛、イットリウ
ム及びトリウムの中から選ばれた少なくとも1種類の金
属酸化物との複合酸化物であって、複合酸化物中に酸化
銅として20乃至90重量部含有する触媒前駆体の還元によ
り得られた触媒を提案した(特開昭63−141937号)。Further, the present inventors have previously described a composite oxide of copper oxide and at least one metal oxide selected from zinc, yttrium and thorium, wherein the composite oxide contains 20 to 90 as copper oxide. A catalyst obtained by reduction of a catalyst precursor containing parts by weight was proposed (JP-A-63-141937).
しかしながら、銅−クロム系触媒及び有害なクロムを
含まない触媒を使用するこれらいずれの方法も触媒の活
性は未だ十分ではなく、より高活性な触媒が求められて
いた。However, none of these methods using a copper-chromium-based catalyst and a catalyst containing no harmful chromium have sufficient activity of the catalyst, and a catalyst having higher activity has been demanded.
本発明者らは、アルコールの製造の際に用いる触媒に
対して更に優れた活性を付与すべく鋭意検討を行った結
果、特定の触媒成分、触媒組成を有する従来にない極め
て高活性な触媒を得るに至り、本発明を完成した。The present inventors have conducted intensive studies in order to impart even more excellent activity to the catalyst used in the production of alcohol, and as a result, a catalyst having a specific catalyst component and an extremely high activity that has never been seen before. The present invention has been completed.
即ち本発明は、(a)酸化銅と(b)II a族元素、II
I b族元素、ランタニド元素及びアクチニド元素の中か
ら選ばれる1種類以上の金属の酸化物から構成される複
合金属酸化物であって、(a)/(b)が重量比で91/9
〜99/1の割合にあり、かつ該複合金属酸化物を(c)チ
タン酸化物及び/又は水酸化物担体に{(a)+
(b)}/(c)(重量比)=15/85〜65/35の割合で担
持もしくは含有させてなる触媒前駆体を還元して得られ
る触媒の存在下、有機カルボン酸エステルを水素で接触
還元することを特徴とするアルコールの製造法を提供す
るものである。That is, the present invention relates to (a) copper oxide and (b) a IIa group element, II
A composite metal oxide composed of an oxide of one or more metals selected from the group Ib, lanthanide and actinide elements, wherein (a) / (b) is 91/9 by weight.
99 (a) + on the titanium oxide and / or hydroxide carrier (c).
(B) 有機 / (c) (weight ratio) = 15/85 to 65/35 in the presence of a catalyst obtained by reducing a catalyst precursor supported or contained, and converting the organic carboxylic acid ester with hydrogen An object of the present invention is to provide a method for producing alcohol, which is characterized by catalytic reduction.
本発明に係わる触媒の、還元活性化前の触媒前駆対の
組成は、(a)酸化銅と(b)II a族元素、III b族元
素、ランタニド元素及びアクチニド元素の中から選ばれ
る1種類以上の金属の酸化物から構成される複合金属酸
化物であって、(a)/(b)が重量比で91/9〜99/1の
割合にあり、かつ該複合金属酸化物を(c)チタン酸化
物及び/又は水酸化物担体に{(a)+(b)}/
(c)(重量比)=15/85〜65/35、好ましくは20/80〜6
0/40の割合で担持もしくは含有させたものであり、この
組成範囲にある場合のみ、特異的に高活性が発現する。In the catalyst according to the present invention, the composition of the catalyst precursor before reduction activation is one kind selected from (a) copper oxide and (b) a IIa group element, a IIIb group element, a lanthanide element and an actinide element. A composite metal oxide composed of the above metal oxides, wherein (a) / (b) is in a ratio of 91/9 to 99/1 by weight and (c) ) {(A) + (b)} /
(C) (weight ratio) = 15 / 85-65 / 35, preferably 20 / 80-6
It is supported or contained at a ratio of 0/40, and specifically exhibits high activity only when it is within this composition range.
本発明に係わる触媒前駆体組成物の製法は特に限定さ
れず、公知の方法により調製される。例えば、それぞれ
の金属塩を含む混合水溶液に沈殿剤を添加するか、担持
成分であるチタン酸化物及び/又は水酸化物の存在下、
担体成分以外の触媒成分となり得る金属塩水溶液に沈殿
剤を添加する共沈殿法により得られる沈殿物を水洗・乾
燥・焼成する方法、あるいは担体成分であるチタン酸化
物及び/又は水酸化物上に担体成分以外の触媒成分とな
り得る金属塩を水溶液の状態から含浸担体させた後、乾
燥・焼成する方法、あるいはそれぞれの酸化物、水酸化
物、炭酸塩等の化合物を均一に混合させた後焼成する方
法等により調製される。The method for producing the catalyst precursor composition according to the present invention is not particularly limited, and is prepared by a known method. For example, a precipitant is added to a mixed aqueous solution containing each metal salt, or in the presence of a supporting component, titanium oxide and / or hydroxide,
A method in which a precipitate obtained by a coprecipitation method in which a precipitant is added to a metal salt aqueous solution that can be a catalyst component other than the carrier component is washed with water, dried and calcined, or on a titanium oxide and / or hydroxide as a carrier component. A method in which a metal salt that can be a catalyst component other than the carrier component is impregnated from an aqueous solution and then dried and calcined, or calcined after uniformly mixing compounds such as oxides, hydroxides, and carbonates thereof. It is prepared by a method such as
上記沈殿法及び含浸法で使用される金属塩は水溶性の
ものであれば、全て使用可能である。例えば、銅、II a
族元素、III b族元素、ランタニド元素あるいはアクチ
ニド元素の金属塩として、一般的には硫酸塩、硝酸塩、
アンモニウム錯体、酢酸塩、シュウ酸塩、アセチルアセ
トナート塩及び酸化物が、またチタン金属塩として硫酸
塩が用いられる。The metal salt used in the above precipitation method and impregnation method can be used as long as it is water-soluble. For example, copper, IIa
As metal salts of group III elements, group IIIb elements, lanthanide elements or actinide elements, generally sulfates, nitrates,
Ammonium complexes, acetates, oxalates, acetylacetonate salts and oxides, and sulfates as titanium metal salts are used.
本発明に用いられるチタン酸化物及び/又は水酸化物
としては、TiO2(チタニア)、TiO,Ti2O3などの酸化チ
タン、メタチタン酸(TiO(OH)2)、チタン酸(Ti(O
H)4)あるいはこれらの混合物が挙げられ、高表面積
であるほど好ましい。また、これらの担体は硫酸塩、塩
化物、シュウ酸塩及びアルコキシドの加水分解あるいは
硫酸塩水溶液からの沈殿により調製される。Examples of the titanium oxide and / or hydroxide used in the present invention include titanium oxide such as TiO 2 (titania), TiO and Ti 2 O 3 , metatitanic acid (TiO (OH) 2 ), and titanic acid (Ti (O
H) 4 ) or a mixture thereof, and the higher the surface area, the better. These carriers are prepared by hydrolysis of sulfates, chlorides, oxalates and alkoxides, or by precipitation from aqueous sulfate solutions.
本発明で用いられるII a族元素とはBe,Mg,Ca,Sr,Ba,R
aを、III b族元素とはSc,Yを、ランタニド元素とはLa,C
e,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luを、アクチ
ニド元素とはAc,Th,Pa,U,Np,Pu,Am,Cm,Bk,Cf,Es,Fm,Md,
No,Lrを差し、これらは単独あるいは2種類以上を混合
して調製に用いる。Group IIa element used in the present invention is Be, Mg, Ca, Sr, Ba, R
a, III b group element Sc, Y, lanthanide element La, C
e, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, actinide element is Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk , Cf, Es, Fm, Md,
No and Lr are used, and these may be used alone or in combination of two or more.
沈殿法において使用される沈殿剤として、アンモニ
ア、尿素、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水
素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど
のアルカリ水溶液が用いられる。As a precipitant used in the precipitation method, an aqueous alkali solution such as ammonia, urea, ammonium carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydroxide, or potassium hydroxide is used.
触媒前駆体である複合金属酸化物を共沈殿法により調
製する場合、調製pHや焼成温度の選定が重要となる。例
えば、調製pHとしては2ないし11が、また焼成温度とし
ては300ないし600℃で行うのが望ましい。When preparing a composite metal oxide as a catalyst precursor by a coprecipitation method, it is important to select a preparation pH and a calcination temperature. For example, it is desirable to carry out the preparation at a pH of 2 to 11 and at a firing temperature of 300 to 600 ° C.
かくして得られた触媒前駆体に対し、本発明の効果を
害しない範囲で、触媒強度等の向上のため黒鉛、脂肪酸
塩、澱粉、鉱油、タルク、ベントナイト、アルカリ金属
塩、アルカリ土類塩等の微量成分を添加しても良い。For the catalyst precursor thus obtained, graphite, a fatty acid salt, starch, mineral oil, talc, bentonite, an alkali metal salt, an alkaline earth salt, etc. for improving the catalyst strength and the like within a range not impairing the effects of the present invention. A trace component may be added.
次にカルボン酸エステルの水素化に際し、触媒の還元
活性化が必要となる。触媒前駆体を還元活性化する場
合、気相還元法あるいは流動パラフィン等の炭化水素、
ジオキサン、脂肪族アルコールもしくは脂肪酸エステル
などの溶媒中で行う液相還元法のいずれの方法を用いて
も良い。例えば、水素ガスを用いて還元する場合、100
ないし800℃、好ましくは150ないし500℃の温度で水の
生成が認められなくなる迄、もしくは水素の吸収が認め
られなくなる迄行うのが望ましい。特に、溶媒中で還元
を行う場合、150ないし350℃の温度で水素吸収が認めら
れなくなる迄行うのが望ましい。更に、水素化原料であ
るエステル中において、触媒前駆体を水素雰囲気下、昇
温、還元し、そのまま反応に供する通常の活性化方法を
用いても何ら問題はない。Next, when hydrogenating the carboxylic acid ester, reduction activation of the catalyst is required. When reducing and activating the catalyst precursor, a gas phase reduction method or a hydrocarbon such as liquid paraffin,
Any of the liquid phase reduction methods performed in a solvent such as dioxane, aliphatic alcohol or fatty acid ester may be used. For example, when reducing using hydrogen gas, 100
The reaction is preferably carried out at a temperature of from 800 to 800 ° C., preferably from 150 to 500 ° C., until water formation is no longer observed or hydrogen absorption is no longer observed. In particular, when the reduction is carried out in a solvent, it is desirable to carry out the reduction at a temperature of 150 to 350 ° C. until hydrogen absorption is not observed. Furthermore, there is no problem even if a normal activation method is used in which the catalyst precursor is heated and reduced in a hydrogen atmosphere in an ester as a hydrogenation raw material, and is subjected to the reaction as it is.
触媒前駆体を還元する場合に用いられる還元剤とし
て、前述の水素以外に一酸化炭素、アンモニア、ヒドラ
ジン、ホルムアルデヒドあるいはメタノール等の低級ア
ルコールなどがあり、これらの還元剤を単独もしくは混
合した状態で使用しても良い。また、窒素、ヘリウム、
アルゴン等の不活性気体で稀釈した状態もしくは少量の
水蒸気の存在下で使用しても差し支えない。As a reducing agent used for reducing the catalyst precursor, there are carbon monoxide, ammonia, hydrazine, formaldehyde and lower alcohols such as methanol in addition to the above-mentioned hydrogen, and these reducing agents are used alone or in a mixed state. You may. Also, nitrogen, helium,
It may be used in a state diluted with an inert gas such as argon or in the presence of a small amount of water vapor.
本発明の触媒前駆体から得られる触媒を用いる水素化
反応に供されるカルボン酸エステルとしては、脂環式カ
ルボン酸、芳香族カルボン酸及び脂肪族カルボン酸の低
級もしくは高級アルコールエステルが挙げられる。これ
らは水素化によりカルボン酸部分が還元されて対応する
アルコールとなる。例えば、炭素数1以上の直鎖又は分
岐鎖の飽和あるいは不飽和の脂肪酸とアルコールとのエ
ステル、更には脂環式カルボン酸又は芳香族カルボン酸
とアルコールとのエステルが挙げられる。カルボン酸エ
ステルを構成するところのアルコール部は特に限定され
るものではない。このようなカルボン酸エステルとして
は、ギ酸エステル、酢酸エステル、カプロン酸エステ
ル、カプリル酸エステル、ウンデセン酸エステル、ラウ
リン酸エステル、ミリスチン酸エステル、パルミチン酸
エステル、ステアリン酸エステル、イソステアリン酸エ
ステル、オレイン酸エステル、シュウ酸エステル、マレ
イン酸エステル、アジピン酸エステル、セバシン酸エス
テル、シクロヘキサンカルボン酸エステル、安息香酸エ
ステル、フタル酸エステルなどが一例として挙げられ
る。Examples of the carboxylic acid ester subjected to the hydrogenation reaction using the catalyst obtained from the catalyst precursor of the present invention include lower or higher alcohol esters of alicyclic carboxylic acids, aromatic carboxylic acids and aliphatic carboxylic acids. In these, the carboxylic acid moiety is reduced by hydrogenation to the corresponding alcohol. For example, an ester of a straight-chain or branched-chain saturated or unsaturated fatty acid having 1 or more carbon atoms and an alcohol, and an ester of an alicyclic carboxylic acid or an aromatic carboxylic acid and an alcohol are exemplified. The alcohol portion constituting the carboxylic acid ester is not particularly limited. Examples of such carboxylic esters include formate, acetate, caproate, caprylate, undecenoate, laurate, myristate, palmitate, stearate, isostearate, and oleate. Oxalate, maleate, adipate, sebacate, cyclohexanecarboxylate, benzoate, phthalate and the like.
上記のカルボン酸エステルを水素化するに際し、触媒
形状に応じて懸濁床反応方式、固定床反応方式、更には
流動床反応方式のいずれかの方法が採用される。In hydrogenating the carboxylic acid ester, any one of a suspension bed reaction system, a fixed bed reaction system, and a fluidized bed reaction system is employed depending on the shape of the catalyst.
例えば、懸濁床反応方式を採用する場合、粉末触媒が
用いられる。反応は溶媒を使用することも可能である
が、生産性を考慮した場合には無溶媒で反応を行うのが
望ましい。溶媒としては、アルコール、ジオキサンある
いは炭化水素等の反応に悪影響を与えないものが選ばれ
る。この場合、触媒量はカルボン酸エステルに対し0.1
ないし20重量%が好ましいが、反応温度あるいは反応圧
力に応じ、実用的な反応速度が得られる範囲内において
任意に選択できる。反応温度は160ないし350℃、好まし
くは180ないし280℃である。反応圧力は1ないし350kg/
cm2、好ましくは30ないし300kg/cm2である。For example, when a suspension bed reaction method is adopted, a powder catalyst is used. Although a solvent can be used for the reaction, it is preferable to perform the reaction without a solvent in consideration of productivity. As the solvent, those which do not adversely affect the reaction of alcohol, dioxane, hydrocarbon or the like are selected. In this case, the catalyst amount is 0.1
To 20% by weight, but can be arbitrarily selected according to the reaction temperature or reaction pressure within a range where a practical reaction rate can be obtained. The reaction temperature is from 160 to 350 ° C, preferably from 180 to 280 ° C. Reaction pressure is 1 ~ 350kg /
cm 2 , preferably 30 to 300 kg / cm 2 .
また、固定床反応方式を採用する場合、合目的に成形
された触媒が用いられる。反応温度は130ないし300℃、
好ましくは160ないし270℃である。反応圧力は0.1ない
し300kg/cm2である。ここで、反応条件に応じ液空間速
度(LHSV)は任意に決定されるが、生産性あるいは反応
性を考慮した場合、0.5ないし5の範囲が好ましい。When a fixed bed reaction system is adopted, a catalyst which is shaped for a purpose is used. The reaction temperature is 130-300 ° C,
Preferably it is 160 to 270 ° C. The reaction pressure is between 0.1 and 300 kg / cm 2 . Here, the liquid hourly space velocity (LHSV) is arbitrarily determined according to the reaction conditions, but is preferably in the range of 0.5 to 5 in consideration of productivity or reactivity.
本発明により得られた高活性触媒を用いれば、低温か
つ低圧力の条件下においても実用的な反応速度にて有機
カルボン酸エステルを水素で接触還元して高収率、高選
択率で対応するアルコールを製造することができる。ま
た、本発明の触媒は有害なクロムなどの原子を含まない
ので、人体及び環境に対する安全性も高い。By using the highly active catalyst obtained according to the present invention, the organic carboxylic acid ester can be catalytically reduced with hydrogen at a practical reaction rate even under low temperature and low pressure conditions to achieve high yield and high selectivity. Alcohol can be produced. Further, since the catalyst of the present invention does not contain harmful atoms such as chromium, it is highly safe for human bodies and the environment.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples,
The present invention is not limited to these examples.
実施例1 触媒調製:III b族元素であるイットリウム(Y)を含む
触媒の次の方法で調製した。Example 1 Catalyst preparation: A catalyst containing a group IIIb element yttrium (Y) was prepared by the following method.
硫酸チタンより製造した酸化チタン(アナターゼ型)
と硝酸銅及び硝酸イットリウムの混合水溶液と10重量%
の炭酸ナトリウム水溶液を98℃にて撹拌混合することに
より、pHが9のスラリーを得た。このスラリーより沈殿
物を濾別し、十分水洗した後乾燥し、次いで450℃で2
時間焼成することにより、酸化チタン担持酸化銅−酸化
イットリウムの複合酸化物を得た。かくして得られた複
合酸化物は次のような重量組成で表された。Titanium oxide produced from titanium sulfate (anatase type)
And 10% by weight of mixed aqueous solution of copper nitrate and yttrium nitrate
Was stirred and mixed at 98 ° C. to obtain a slurry having a pH of 9. The precipitate is separated from this slurry by filtration, washed thoroughly with water, dried, and then dried at 450 ° C. for 2 hours.
By firing for a time, a composite oxide of titanium oxide-supported copper oxide-yttrium oxide was obtained. The composite oxide thus obtained was represented by the following weight composition.
CuO:Y2O3:TiO2=47.5%:2.5%:50.0% (95.0%:5.0%) ただし、カッコ内は酸化銅と酸化イットリウムとの重
量組成である。CuO: Y 2 O 3 : TiO 2 = 47.5%: 2.5%: 50.0% (95.0%: 5.0%) where the weight composition of the copper oxide and the yttrium oxide is shown in parentheses.
触媒活性評価: 炭素数が8から18のアルキル組成を有する脂肪酸メチ
ルエステル(ケン化価:SV=258;酸価:AV=0.06)150gと
上記のごとく調製された触媒前躯体3.75g(エステルに
対し2.5重量%)を回転撹拌式0.5オートクレーブに仕
込み、水素圧10kg/cm2(ゲージ圧)、温度200℃、水素
流通下で2時間、触媒の還元活性化を行った。230℃に
昇温した後、水素圧を120kg/cm2に昇圧し、撹拌速度800
rpm、水素流速5/分で反応を開始した。Evaluation of catalytic activity: 150 g of fatty acid methyl ester having an alkyl composition having 8 to 18 carbon atoms (saponification value: SV = 258; acid value: AV = 0.06) and 3.75 g of catalyst precursor prepared as described above (for ester) (2.5% by weight) was charged into a rotary stirring type 0.5 autoclave, and the catalyst was activated for reduction under a hydrogen pressure of 10 kg / cm 2 (gauge pressure), a temperature of 200 ° C. and a flow of hydrogen for 2 hours. After the temperature was raised to 230 ° C, the hydrogen pressure was raised to 120 kg / cm 2 and the stirring speed was 800
The reaction was started at rpm and a hydrogen flow rate of 5 / min.
触媒の活性比較は、触媒前駆体1g当りの一次反応速度
定数で行った。The comparison of the activity of the catalyst was performed using the first-order reaction rate constant per 1 g of the catalyst precursor.
比較例1〜3 酸化イットリウムの組成を変える以外は実施例1に記
載の調製法に従い、酸化チタン担持酸化銅もしくは酸化
銅−酸化イットリウム触媒前駆体を得た。これらの触媒
前駆体を用い、実施例1に記載の触媒活性評価法に従っ
て脂肪酸メチルエステルの水素化を行った。Comparative Examples 1 to 3 Titanium oxide-supported copper oxide or a copper oxide-yttrium oxide catalyst precursor was obtained according to the preparation method described in Example 1 except that the composition of yttrium oxide was changed. Using these catalyst precursors, hydrogenation of fatty acid methyl esters was carried out in accordance with the catalyst activity evaluation method described in Example 1.
比較例4,5 酸化チタン担体を用いることなく、実施例1に記載の
調製法に従い、従来技術の組成領域で酸化銅/酸化イッ
トリウムの比の異なる2種類の触媒前駆体を得た。これ
らの触媒前駆体を用い、実施例1に記載の触媒活性評価
法に従って脂肪酸メチルエステルの水素化を行った。Comparative Examples 4 and 5 According to the preparation method described in Example 1 without using a titanium oxide carrier, two types of catalyst precursors having different ratios of copper oxide / yttrium oxide in the composition range of the prior art were obtained. Using these catalyst precursors, hydrogenation of fatty acid methyl esters was carried out in accordance with the catalyst activity evaluation method described in Example 1.
比較例6 実施例1における酸化チタン担体の代わりにアルミナ
担体(γ−Al2O3)を用いることを除いては、実施例1
に記載の調製法に従い触媒前駆体を得た。この触媒前駆
体を用いて実施例1に記載の触媒活性評価法に従って脂
肪酸メチルエステルの水素化を行った。Comparative Example 6 Example 1 was repeated except that an alumina carrier (γ-Al 2 O 3 ) was used instead of the titanium oxide carrier in Example 1.
A catalyst precursor was obtained according to the preparation method described in (1). Using this catalyst precursor, the fatty acid methyl ester was hydrogenated according to the catalytic activity evaluation method described in Example 1.
実施例2及び比較例7 酸化チタン担体の組成を代える以外は実施例1に記載
の調製法に従い、酸化銅と酸化イットリウムの重量組成
が95対5の触媒前駆体を得た。これらの触媒前駆体を用
い、実施例1に記載の触媒活性評価法に従って脂肪族メ
チルエステルの水素化を行った。ただし、触媒濃度は5.
0重量%とした。Example 2 and Comparative Example 7 A catalyst precursor in which the weight composition of copper oxide and yttrium oxide was 95: 5 was obtained in accordance with the preparation method described in Example 1, except that the composition of the titanium oxide support was changed. Using these catalyst precursors, aliphatic methyl esters were hydrogenated according to the catalyst activity evaluation method described in Example 1. However, the catalyst concentration is 5.
0% by weight.
実施例3〜8 III b族元素であるYの代わりに、II a族元素であるM
g,Ca,Ba、ランタニド元素であるLa,Ce、アクチニド元素
であるThについて、各元素の硝酸塩を用い、実施例1に
記載の調製法に従い触媒前駆体を得た。これらの触媒前
駆体を用い、実施例1に記載の触媒活性評価法に従って
脂肪酸メチルエステルの水素化を行った。Examples 3 to 8 In place of Y which is a IIIb group element, M which is a IIa group element
For g, Ca, Ba, La and Ce as lanthanide elements, and Th as actinide element, a catalyst precursor was obtained according to the preparation method described in Example 1 using nitrate of each element. Using these catalyst precursors, hydrogenation of fatty acid methyl esters was carried out in accordance with the catalyst activity evaluation method described in Example 1.
以上、実施例1〜8及び比較例1〜7によって得られ
た結果と、(a),(b),(c)成分の重量比を表1
に示した。The results obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7 and the weight ratios of the components (a), (b), and (c) are shown in Table 1.
It was shown to.
なお、触媒の活性比較は、触媒前駆体1g当たりの一次
反応速度定数k〔Hr-1・gr-1〕にて示した。この数値の
大きい方が反応速度は大きい。The activity comparison of the catalyst was represented by a first-order reaction rate constant k [Hr −1 · gr −1 ] per 1 g of the catalyst precursor. The larger the value, the higher the reaction rate.
───────────────────────────────────────────────────── 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 31/125 9155−4H C07C 31/125 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication location C07C 31/125 9155-4H C07C 31/125
Claims (1)
族元素、ランタニド元素及びアクチニド元素の中から選
ばれる1種類以上の金属の酸化物から構成される複合金
属酸化物であって、(a)/(b)が重量比で91/9〜99
/1の割合にあり、かつ該複合金属酸化物を(c)チタン
酸化物及び/又は水酸化物担体に{(a)+(b)}/
(c)(重量比)=15/85〜65/35の割合で担持もしくは
含有させてなる触媒前駆体を還元して得られる触媒の存
在下、有機カルボン酸エステルを水素で接触還元するこ
とを特徴とするアルコールの製造法。(1) Copper oxide (a) and (b) a group IIa element, IIIb
A composite metal oxide composed of an oxide of one or more metals selected from group III elements, lanthanide elements and actinide elements, wherein (a) / (b) is 91/9 to 99 by weight.
/ 1 and the composite metal oxide is added to the (c) titanium oxide and / or hydroxide carrier by {(a) + (b)} /
(C) Catalytic reduction of an organic carboxylic acid ester with hydrogen in the presence of a catalyst obtained by reducing a catalyst precursor supported or contained at a weight ratio of 15/85 to 65/35. Characteristic method for producing alcohol.
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| JP1080276A JP2641941B2 (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Alcohol production |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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