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JPS6114130B2 - - Google Patents
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JPS6114130B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6114130B2
JPS6114130B2 JP58189328A JP18932883A JPS6114130B2 JP S6114130 B2 JPS6114130 B2 JP S6114130B2 JP 58189328 A JP58189328 A JP 58189328A JP 18932883 A JP18932883 A JP 18932883A JP S6114130 B2 JPS6114130 B2 JP S6114130B2
Authority
JP
Japan
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rhodium
catalyst
potassium
compound
permanganate
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.)
Expired
Application number
JP58189328A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6081137A (en
Inventor
Keiji Ishii
Takushi Yokoyama
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
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP58189328A priority Critical patent/JPS6081137A/en
Publication of JPS6081137A publication Critical patent/JPS6081137A/en
Publication of JPS6114130B2 publication Critical patent/JPS6114130B2/ja
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    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は合成ガスから、酢酸など含酸素有機
化合物を製造する方法に関するものである。特に
特定のロジウムおよびマンガン含有触媒を用いて
高められた比率の酢酸を含むC2含酸素化合物を
得る方法に関するものである。 一酸化炭素と水素とから炭素数2個のものを主
とする含酸素有機化合物、特に酢酸、アセトアル
デヒド、エタノールを成分とする含酸素化合物を
製造する方法は、公知である。この反応には、実
質上金属ロジウムよりなる不均一系触媒がもちい
られ(特公昭54−41568)、また、触媒としてロジ
ウムおよびマンガンを組合せて含む固形微粒子を
使用することにより成る、含酸素化合物を合成す
る触媒の活性を増大した改良方法(特公昭55−
43453)がなされている。 更に、リチウム、カリウム、セシウムおよびル
ビジウムなどを組合せてメタンの生成を抑制する
方法も知られている(特開昭56−8334)。 このように、ロジウム、マンガン、およびカリ
ウムを組合せた触媒の存在下、一酸化炭素と水素
の混合ガス(以下合成ガスという)を反応させて
C2含酸素化合物を製造する方法は、公知であ
り、その具体例は前記特開昭56−8334号公報に表
としてまとめられている。この技術は、生成さ
れるC2化合物の分布を酢酸側に移動させるよう
に作用する(同公報p.2右下9〜10行)ものであ
るが、このような観点に立ち表のデータから
C2含酸素化合物中に占める酢酸の割合を計算し
てみると、8例中最高のもの(J)において約48%で
あり、その比率は十分高いものとはいえない。 本発明は、このような先行技術をふまえて、合
成ガスからC2含酸素化合物を製造する方法にお
いて、更に高められた比率の酢酸を含む生成物を
得る改良法を提供することを目的とする。 担体上におけるロジウム化合物の加熱処理によ
り活性化されたロジウム触媒とアルカリ金属とを
組合せて用いる方法の中で、該加熱処理が過マン
ガン酸イオンの存在下におこなわれ、かつ共存す
るアルカリ金属がカリウムイオンである場合に限
り、合成ガスの反応により得られるC2含酸素化
合物の組成が著しく酢酸の比率の高められたもの
であることが見出された。 即ち本発明はロジウムおよびマンガンを含む触
媒の存在下、一酸化炭素と水素とを反応させて、
酢酸、アセトアルデヒド、エタノールを成分とす
る含酸素化合物を製造する方法において、過マン
ガン酸イオンと共に担体上に担持されたロジウム
化合物の加熱処理により得られる活性なロジウム
触媒と、カリウムイオンとを共存させた触媒を用
いることを特徴とする含酸素有機化合物の製法で
ある。 公知のロジウム−マンガン含有触媒において、
マンガンの供給源は、具体的には硝酸マンガンと
して開示されている。しかし、本発明ではこのよ
うなマンガンカチオンでなく、過マンガン酸イオ
ンを用いこれをロジウム化合物と共に担体に担持
させる。過マンガン酸イオン化合物であれば過マ
ンガン酸自体でも、またその金属塩例えばリチウ
ム、ナトリウムなどのアルカリ金属塩でもよい。 このような過マンガン酸イオンをロジウム化合
物、例えば塩化ロジウムと共に担体例えばシリカ
ゲルに担持させ加熱処理して活性化する。 この触媒をカリウムイオンと共存させて、合成
ガスからC2含酸素化合物を得る反応に用いるの
が本発明のの方法である。 共存させるカリウムイオンは、上記のような特
定の製法による活性なロジウム−マンガン含有触
媒の調製後に加えてもよいが、むしろ触媒の調製
時にロジウム、マンガン成分と共に担体に担持さ
せる方が簡単であり好都合である。 過マンガン酸イオン化合物として過マンガン酸
カリウムを用いた場合、これをロジウムと共に担
持後加熱処理して得られる触媒には、すでにカリ
ウムイオンが共存している。しかし過マンガン酸
リチウムなどの他の過マンガン酸イオン化合物を
用いた場合、カリウムイオンを別に添加共存させ
た触媒を用いることによりはじめて本発明の効果
が達成出来る。 以下本発明で用いる触媒とその調製法につき更
に詳細に説明する。 触媒調製上使用されるロジウム化合物として
は、例えば塩化ロジウム、臭化ロジウム、ヨウ化
ロジウム、硝酸ロジウム、硫酸ロジウム、等の無
機酸塩、酢酸ロジウム、ギ酸ロジウム、シユウ酸
ロジウムなどの有機酸塩、酸化ロジウム、あるい
はアンミン錯塩、クラスター、ロジウムカルボニ
ル、及びロジウムカルボニルアセチルアセトナー
トなどの通常の貴金属触媒調製に用いられる化合
物がいずれも使用できるが、取り扱いの容易さか
ら塩化物が特に推奨される。これらのロジウム化
合物は、加熱処理前は活性(一酸化炭素と水素と
から酢酸等の含酸素有機化合物の合成活性をさ
す。以下同じ)状態にはない。 これらのロジウム、マンガン成分を担持するた
めの担体としては、比表面積1〜1000m2/gを有
するものが好ましく、シリカ、アルミナ、シリカ
アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化
トリウム、酸化マグネシウム、活性炭、ゼオライ
ト等が用いうるが特にシリカ系担体が好ましい。
これらの担体は粉末状、ペレツト状等あらゆる形
状のものについて適用可能である。 添加共存させるカリウムイオン化合物として
は、塩化カリウムなどのハロゲン化物、塩素酸カ
リウムなどのハロゲン酸素酸塩、硫酸塩、硝酸
塩、炭酸塩等の無機酸塩、水酸化物、酢酸塩、ギ
酸塩、シユウ酸塩等の有機酸塩など、加熱処理の
際のアニオン成分の安定性の有無を問わずに使用
することができる。 担体上への担持を容易ならしめるため、水など
適当な溶媒に可溶性の化合物が好ましく用いられ
る。 本発明はマンガン源およびアルカリ金属として
特定のものを用いる点に特徴あるものの、そこで
用いられる触媒に調製に関する一般的技術として
は、貴金属触媒調製における常法が適用できる。
たとえば、含浸法、浸せき法、イオン交換法、共
沈法、混練法等が用いられる。更に詳しくは、上
記触媒成分を水またはn−ヘキサン、アルコール
等の有機溶媒に溶解し、この溶液に多孔無機担体
を加え担持させた後、還元加熱処理することによ
り触媒を得ることができる。担体上への触媒成分
の担持方法は、すべての触媒成分を同時に担持し
てもよく、また各成分ごとに逐時的に担体に担持
する方法、あるいは、各成分を必要に応じて還元
加熱処理等の処理を行いながら、逐時的、段階的
に担持する方法などの各手法を用いることができ
る。 含浸法を一例として更に説明すれば、熱分解性
無機ロジウム化合物および過マンガン酸塩および
カリウム塩を担体の吸水率に応じた水量により水
溶液とし、その溶液中に担体を加え、撹拌混合
後、加熱乾燥して担持させる。このようなロジウ
ムとマンガンとの化合物とを担持した固体は、更
に加熱処理により、微細に分散したロジウムおよ
びマンガンを担持した活性な触媒になる。 加熱処理は、過マンガン酸イオンと共に担体上
に担持されたロジウム化合物を150℃以上の温度
に、通常は還元条件下で加熱することにより行な
われ、この加熱処理により、ロジウム化合物は活
性なロジウム触媒になる。例えば過マンガン酸イ
オンと共に担持された塩化ロジウムは、水素気流
中で加熱処理されて金属またはそれに近い低い原
子価状態に変わり、活性を呈する。 先行技術に開示されたロジウム系触媒も、担持
されたロジウム化合物を還元条件下で加熱するこ
とにより得られ、沈着させたロジウムは代表的に
は金属の形のものであると記載されており、本発
明で用いる触媒を得るにあたつては過マンガン酸
イオンの存在下である点を除けば先行技術と同様
の加熱処理を適用可能である。 活性なロジウム化合物は金属ないし、わずかに
正電荷を有する形が主体であると考えられるの
で、原子価の高いロジウム塩を担持させた場合は
加熱処理は還元を伴うことになる。しかしロジウ
ムカルボニルなど低原子価のロジウム化合物を担
持させた場合は還元を伴わない加熱処理でよい。 ロジウム化合物を活性状態に変える加熱処理
は、反応条件下すなわち反応系に原料として供給
される一酸化炭素と水素との混合ガス中の水素の
存在下における反応温度への加熱であつてもよい
が、反応に用いる以前に水素気流中で還元を伴う
加熱処理を行うことによつて活性化することが望
ましい。 還元処理は水素ガスまたは一酸化炭素と水素の
混合ガスの存在下に行うことができる。場合によ
つては窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス
で一部希釈して行なつてもよい。還元処理温度と
しては、100〜600℃好ましくは150〜500℃の温度
において行う。この際触媒の各成分の活性状態を
最適な状態に保つ目的で、低温より徐々にあるい
は段階的に昇温しながら還元処理を行つてもよ
い。またメタノール、ヒドラジン、ホルマリン等
の還元剤を用いて化学的に還元を行うこともでき
る。 各触媒成分の使用量についてはかならずしも厳
密な制限はないが、担体の表面積(1〜1000m2/
g)を考慮して定める。通常、担持触媒中のロジ
ウムの含有量は0.01〜15重量%、好ましくは0.1
〜10重量%、マンガンの含有量は0.001〜10重量
%、好ましくは0.01〜5重量%である。カリウム
とロジウムの比率は原子比で0.001〜2、好まし
くは0.01〜1の範囲である。 上記のような触媒を用いて、合成ガス即ち一酸
化炭素と水素の混合ガスを酢酸に富んだC2含酸
素化合物に転化させる。 反応は通常気相で行われ、例えば触媒を充填し
た固定床式反応器に一酸化炭素と水素を含む原料
ガスを導通させる。この場合原料ガスには一酸化
炭素と水素以外に、例えば二酸化炭素、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、メタン、水蒸気等の他の成分
を含んでいてもよい。また触媒反応器は固定床式
に限らず、移動床式や流動床式等他の形式であつ
ても良い。また、場合によつて触媒を適当な溶媒
中に懸濁して原料ガスを導通して反応させる液相
反応でも実施することができる。 反応条件は広い範囲で変えることができるが、
好適な範囲として一酸化炭素と水素のモル比は
20:1から1:5、好ましくは10:1から1:
2、反応温度は200〜400℃、好ましくは220〜350
℃、圧力は1から30気圧、好ましくは20から200
気圧、空間速度は標準状態換算(0℃、1気圧)
で102から106Hr-1、好ましくは103から5X104Hr-1
である。 本発明における特定のロジウム−マンガン含有
触媒と特定アルカリ金属(K)との組合せが一酸化炭
素と水素とから直接に触媒反応で合成されるC2
含酸素化合物中の酢酸の割合を高めることにつき
予想外の効果を発揮することを実例に沿つて説明
する。 例1は、過マンガン酸リチウムを用いて調整し
たロジウム−マンガン含有触媒を、塩化カリウム
として加えられたカリウムイオンの共存下で用い
た場合、C2含酸素化合物中63%以上もの割合で
酢酸が得られることを示しており、例2塩素酸カ
リウムを用いた場合と共にカリウムイオンが共存
しない比較例(例3)に比べ酢酸の割合が増して
いる。他のアルカリ金属の添加ではこのような効
果はない(例4〜6)。例7〜10は他の条件にお
いて種々の量の塩素酸カリウムを用いた場合で無
添加の例12と比例される。例13は過マンガン酸カ
リウムを用いた場合である。
This invention relates to a method for producing oxygen-containing organic compounds such as acetic acid from synthesis gas. In particular, it relates to a process for obtaining C2 oxygenates containing increased proportions of acetic acid using certain rhodium- and manganese-containing catalysts. BACKGROUND ART A method for producing an oxygen-containing organic compound containing mainly two carbon atoms from carbon monoxide and hydrogen, particularly an oxygen-containing compound containing acetic acid, acetaldehyde, and ethanol as components, is known. In this reaction, a heterogeneous catalyst consisting essentially of metal rhodium is used (Japanese Patent Publication No. 54-41568), and an oxygen-containing compound consisting of solid fine particles containing a combination of rhodium and manganese is used as a catalyst. Improved method for increasing the activity of the synthesized catalyst (Special Publication 1983-
43453) has been done. Furthermore, a method of suppressing the production of methane by combining lithium, potassium, cesium, rubidium, etc. is also known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8334-1983). In this way, a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen (hereinafter referred to as synthesis gas) is reacted in the presence of a catalyst that combines rhodium, manganese, and potassium.
Methods for producing C 2 oxygen-containing compounds are well known, and specific examples thereof are summarized in a table in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-open No. 8334/1983. This technology works to shift the distribution of the generated C2 compounds toward the acetic acid side (lines 9 to 10 at the bottom right of p. 2 of the same publication).
When the proportion of acetic acid in the C 2 oxygen-containing compounds was calculated, it was approximately 48% in the highest case (J) among the eight cases, which cannot be said to be sufficiently high. In view of this prior art, it is an object of the present invention to provide an improved process for the production of C2 oxygenates from synthesis gas, in which a product containing a further increased proportion of acetic acid is obtained. . A method using a rhodium catalyst activated by heat treatment of a rhodium compound on a carrier in combination with an alkali metal, in which the heat treatment is performed in the presence of permanganate ions, and the coexisting alkali metal is potassium. It has been found that, only in the case of ions, the composition of the C 2 oxygenate obtained by the reaction of synthesis gas is one with a significantly increased proportion of acetic acid. That is, the present invention involves reacting carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst containing rhodium and manganese,
In a method for producing an oxygen-containing compound containing acetic acid, acetaldehyde, and ethanol as components, an active rhodium catalyst obtained by heat treatment of a rhodium compound supported on a carrier together with permanganate ions and potassium ions are allowed to coexist. This is a method for producing an oxygen-containing organic compound characterized by using a catalyst. In known rhodium-manganese containing catalysts,
The source of manganese is specifically disclosed as manganese nitrate. However, in the present invention, permanganate ions are used instead of such manganese cations, and these are supported on a carrier together with a rhodium compound. As long as the permanganate ion compound is permanganate itself, it may be permanganate itself or its metal salts, such as alkali metal salts such as lithium and sodium. Such permanganate ions are supported on a carrier such as silica gel together with a rhodium compound such as rhodium chloride and activated by heat treatment. The method of the present invention uses this catalyst in the coexistence of potassium ions in a reaction to obtain a C 2 oxygen-containing compound from synthesis gas. The coexisting potassium ions may be added after preparing the active rhodium-manganese-containing catalyst by the specific production method described above, but it is easier and more convenient to support them on the carrier together with the rhodium and manganese components during catalyst preparation. It is. When potassium permanganate is used as the permanganate ion compound, potassium ions already coexist in the catalyst obtained by supporting this together with rhodium and then heating it. However, when other permanganate ion compounds such as lithium permanganate are used, the effects of the present invention can only be achieved by using a catalyst to which potassium ions are separately added. The catalyst used in the present invention and its preparation method will be explained in more detail below. Rhodium compounds used for catalyst preparation include, for example, inorganic acid salts such as rhodium chloride, rhodium bromide, rhodium iodide, rhodium nitrate, and rhodium sulfate; organic acid salts such as rhodium acetate, rhodium formate, and rhodium oxalate; Any of the compounds commonly used in the preparation of noble metal catalysts, such as rhodium oxide or ammine complex salts, clusters, rhodium carbonyl, and rhodium carbonyl acetylacetonate, can be used, but chloride is particularly recommended for ease of handling. These rhodium compounds are not in an active state (referring to the activity of synthesizing an oxygen-containing organic compound such as acetic acid from carbon monoxide and hydrogen; the same applies hereinafter) before heat treatment. The carrier for supporting these rhodium and manganese components preferably has a specific surface area of 1 to 1000 m 2 /g, and includes silica, alumina, silica alumina, titanium oxide, zirconium oxide, thorium oxide, magnesium oxide, activated carbon, Although zeolite and the like can be used, silica-based carriers are particularly preferred.
These carriers can be used in any form such as powder or pellets. Potassium ion compounds to be added and allowed to coexist include halides such as potassium chloride, halogen oxygen salts such as potassium chlorate, inorganic acid salts such as sulfates, nitrates, and carbonates, hydroxides, acetates, formates, and sulfates. Organic acid salts such as acid salts can be used regardless of whether or not the anion component is stable during heat treatment. In order to facilitate loading onto a carrier, a compound soluble in a suitable solvent such as water is preferably used. Although the present invention is characterized by the use of specific manganese sources and alkali metals, conventional methods for preparing noble metal catalysts can be applied to the catalysts used therein.
For example, an impregnation method, a dipping method, an ion exchange method, a coprecipitation method, a kneading method, etc. are used. More specifically, the catalyst can be obtained by dissolving the above catalyst component in water or an organic solvent such as n-hexane or alcohol, adding a porous inorganic carrier to this solution to support the solution, and then subjecting the solution to a reductive heat treatment. The catalyst components may be supported on the carrier by simultaneously supporting all the catalyst components, by sequentially supporting each component, or by subjecting each component to reduction heat treatment as necessary. It is possible to use various methods such as a method of carrying the data sequentially or in stages while performing processing such as the following. To further explain the impregnation method as an example, a thermally decomposable inorganic rhodium compound, permanganate, and potassium salt are made into an aqueous solution in an amount of water depending on the water absorption rate of the carrier, the carrier is added to the solution, and after stirring and mixing, heating is performed. Dry and support. Such a solid supporting a compound of rhodium and manganese is further heated to become an active catalyst supporting finely dispersed rhodium and manganese. The heat treatment is performed by heating the rhodium compound supported on the carrier together with permanganate ions to a temperature of 150°C or higher, usually under reducing conditions.This heat treatment converts the rhodium compound into an active rhodium catalyst. become. For example, rhodium chloride supported together with permanganate ions is heated in a hydrogen stream to become a metal or a low valence state close to it, and becomes active. The rhodium-based catalysts disclosed in the prior art are also described as being obtained by heating a supported rhodium compound under reducing conditions, and that the rhodium deposited is typically in the metallic form; To obtain the catalyst used in the present invention, the same heat treatment as in the prior art can be applied, except that the catalyst is in the presence of permanganate ions. Since active rhodium compounds are thought to be mainly metallic or slightly positively charged, if a rhodium salt with a high valence is supported, the heat treatment will involve reduction. However, when a low valence rhodium compound such as rhodium carbonyl is supported, heat treatment without reduction may be sufficient. The heat treatment for converting the rhodium compound into an active state may be heating to the reaction temperature under reaction conditions, that is, in the presence of hydrogen in a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen supplied as a raw material to the reaction system. , it is desirable to activate it by carrying out a heat treatment accompanied by reduction in a hydrogen stream before using it in the reaction. The reduction treatment can be performed in the presence of hydrogen gas or a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen. Depending on the case, it may be partially diluted with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. The reduction treatment temperature is 100 to 600°C, preferably 150 to 500°C. At this time, in order to maintain the activation state of each component of the catalyst in an optimal state, the reduction treatment may be performed while raising the temperature gradually or stepwise from a low temperature. Further, the reduction can also be carried out chemically using a reducing agent such as methanol, hydrazine, or formalin. There is no strict limit on the amount of each catalyst component used, but the surface area of the carrier (1 to 1000 m 2 /
g). Usually the content of rhodium in the supported catalyst is 0.01-15% by weight, preferably 0.1
-10% by weight, the content of manganese is 0.001-10% by weight, preferably 0.01-5% by weight. The ratio of potassium to rhodium is in the range of 0.001 to 2, preferably 0.01 to 1 in terms of atomic ratio. Catalysts such as those described above are used to convert synthesis gas, a mixture of carbon monoxide and hydrogen, into acetic acid-rich C 2 oxygenates. The reaction is usually carried out in the gas phase, for example, a raw material gas containing carbon monoxide and hydrogen is passed through a fixed bed reactor packed with a catalyst. In this case, the raw material gas may contain other components other than carbon monoxide and hydrogen, such as carbon dioxide, nitrogen, argon, helium, methane, and water vapor. Further, the catalytic reactor is not limited to a fixed bed type, but may be of other types such as a moving bed type or a fluidized bed type. In addition, depending on the case, a liquid phase reaction may also be carried out in which the catalyst is suspended in a suitable solvent and the raw material gas is passed therethrough for the reaction. Although reaction conditions can be varied within a wide range,
The preferred range is the molar ratio of carbon monoxide and hydrogen.
20:1 to 1:5, preferably 10:1 to 1:
2. Reaction temperature is 200-400℃, preferably 220-350℃
°C, pressure 1 to 30 atm, preferably 20 to 200
Atmospheric pressure and space velocity are converted to standard conditions (0°C, 1 atm)
at 10 2 to 10 6 Hr -1 , preferably 10 3 to 5X10 4 Hr -1
It is. The combination of a specific rhodium-manganese-containing catalyst and a specific alkali metal (K) in the present invention is C 2 synthesized directly from carbon monoxide and hydrogen through a catalytic reaction.
The unexpected effects of increasing the proportion of acetic acid in oxygen-containing compounds will be explained using practical examples. Example 1 shows that when a rhodium-manganese-containing catalyst prepared using lithium permanganate was used in the coexistence of potassium ions added as potassium chloride, acetic acid accounted for more than 63% of the C2 oxygenated compounds. The ratio of acetic acid is increased compared to the case of Example 2 in which potassium chlorate is used and the comparative example (Example 3) in which potassium ions do not coexist. Addition of other alkali metals does not have such an effect (Examples 4 to 6). Examples 7-10 are proportioned to Example 12 without additives using various amounts of potassium chlorate under other conditions. Example 13 uses potassium permanganate.

【表】 これら具体例における反応の結果はまとめて第
1表に示した。選択率(%)は次の式で定義され
る。 特定の生成物へ変換されたCOのモル数X100/消費されたCOのモル数 エステル数はそれぞれ酸とアルコールにふりわ
けて計算した。 例 1 三塩化ロジウム三水塩0.9591gと、過マンガン
酸リチウム0.2186gと塩化カリウム0.0272gを蒸
溜水25mlに完全に溶解させてから、シリカゲル
(富士デビソン化学社製ID型シリカゲル、以下同
じ)15gに含浸し、一夜間風乾した。 送風乾燥器で110℃、4時間乾燥させた後、石
英ガラス製還元管に充填し、水素気流中(201/
時)350℃、2時間保持し加熱処理した後、直ち
に窒素気流に切り換え放冷した。 この触媒10mlをSUS−316製U字形反応管に充
填し、圧力50Kg/cm2G、温度278℃の条件で原料ガ
ス(CO:H2=2:1)を100Nl/時の速度で送
入し反応を行ない、C2含酸素化合物を選択率67
%で得た。これら3種のC2含酸素化合物への選
択率の合計値の63%以上が主生成物の酢酸であ
る。なお分析は反応ガスを直接ガスクロマトグラ
フに導入して行なつた。 例 2 塩化カリウムの代りに塩素酸カリウム0.0447g
を用いた他は例1と同様にして調整した触媒をも
ちいて、同条件で反応させた。合成ガスからC2
含酸素化合物への選択率72%、その63%以上は酢
酸である。 例 3〜6 カリウムイオン化合物を用いない比較例である
(反応条件は例1〜2と同じ)。例3は塩化カリウ
ムを用いない他は例1と同条件である。例4〜6
は塩化カリウムの代りにそれぞれ同モルのLiCl、
NaCl、CsClを用いた場合でありカリウムイオン
化合物のようなC2含酸素化合物中の酢酸の比率
を増す効果は見られない。 例 7〜12 例9は例2と同じ触媒を用い、異なる条件で反
応させた例である。即ち、ロジウムに対して1/3
モル倍の過マンガン酸リチウムと1/10モル倍の塩
素酸カリウムを用いて調製した触媒5mlを、シリ
カゲル5mlで希釈して同様の反応管に充填し、圧
力100Kg/cm2G、温度300℃の条件で原料ガスを
100Nl/時の速度で送入し反応を行なつた。 例7、8、10は塩素酸カリウム使用量を変えた
場合、例11は1/25モル倍の硫酸カリウムを用いた
場合である。例12は、例3と同様カリウム塩を用
いない触媒を用いた比較例である。例7〜12は例
9と同じ反応条件を用いた。 例 13、14 三塩化ロジウム三水塩1.9182gと、過マンガン
酸カリウム0.3839gを蒸溜水50mlに完全に溶解さ
せてから、シリカゲルに含浸し以下例1と同様に
して得た触媒を用い(例13)、過マンガン酸カリ
ウムの代りに同モルの過マンガン酸を用いた場合
(例14)と比較した。反応は触媒15mlをハステロ
イB製U字形反応管に充填し圧力50Kg/cm2G、温
度277℃の条件で原料ガス(CO:H2=2:1)
を50Nl/時の速度で送入して行つた。 例 15(実施例) 三塩化ロジウム三水塩1.9194gと、過マンガン
酸カリウム0.3849gを、蒸溜水50mlに完全に溶解
させてから、シリカゲル30gに含浸し、以下、例
1と同様にして、触媒を得た。この触媒の金属組
成は、Rh:2.5%、Mn:0.44%、K:0.32%であ
つた。この触媒15mlを、ハステロイB製U字型反
応管に充填し、圧力50Kg/cm2G、温度269℃の条件
で、原料ガス(CO:H2=2:1)を、50Nl/時
の速度で送入し、活性評価を行なつた。 例 16(比較例) 三塩化ロジウム三水塩1.9184gと、硝酸マンガ
ン六水塩0.6922gと、硝酸カリウム0.2488gを、
蒸溜水50mlに完全に溶解させてから、シリカゲル
30gに含浸し、以下、例1と同様にして、触媒を
得た。触媒の金属組成は、例15(実施例)と等し
かつた。例15と同様に、活性評価を行なつた。 結果をまとめて表2に示す。
[Table] The reaction results in these specific examples are summarized in Table 1. Selectivity (%) is defined by the following formula. Number of moles of CO converted to a specific product x 100/Number of moles of CO consumed The number of esters was calculated by dividing each into acid and alcohol. Example 1 Completely dissolve 0.9591 g of rhodium trichloride trihydrate, 0.2186 g of lithium permanganate, and 0.0272 g of potassium chloride in 25 ml of distilled water, then add 15 g of silica gel (ID type silica gel manufactured by Fuji Davison Chemical Co., Ltd., the same applies hereinafter). and air-dried overnight. After drying in a blow dryer at 110℃ for 4 hours, it was filled into a quartz glass reduction tube and heated in a hydrogen stream (201/
After heat treatment at 350°C for 2 hours, the temperature was immediately changed to a nitrogen stream and allowed to cool. 10ml of this catalyst was packed into a SUS-316 U-shaped reaction tube, and raw material gas (CO: H2 = 2:1) was fed at a rate of 100Nl/hour at a pressure of 50Kg/ cm2G and a temperature of 278℃. The reaction is carried out to select C2 oxygenated compounds with a selectivity of 67
Obtained in %. The main product, acetic acid, accounts for more than 63% of the total selectivity to these three C2 oxygenated compounds. The analysis was conducted by directly introducing the reaction gas into a gas chromatograph. Example 2 Potassium chlorate 0.0447g instead of potassium chloride
A reaction was carried out under the same conditions using a catalyst prepared in the same manner as in Example 1 except that . C2 from syngas
Selectivity to oxygenates is 72%, more than 63% of which is acetic acid. Examples 3 to 6 These are comparative examples in which no potassium ion compound is used (reaction conditions are the same as Examples 1 to 2). Example 3 had the same conditions as Example 1 except that potassium chloride was not used. Examples 4-6
are equivalent moles of LiCl instead of potassium chloride,
This is the case when NaCl and CsCl are used, and there is no effect of increasing the ratio of acetic acid in C 2 oxygen-containing compounds such as potassium ion compounds. Examples 7 to 12 Example 9 is an example in which the same catalyst as in Example 2 was used, but the reaction was carried out under different conditions. i.e. 1/3 for rhodium
5 ml of a catalyst prepared using twice the molar amount of lithium permanganate and 1/10 times the molar amount of potassium chlorate was diluted with 5 ml of silica gel and filled into a similar reaction tube, and the pressure was 100 Kg/cm 2 G and the temperature was 300°C. feedstock gas under the conditions of
The reaction was carried out by feeding at a rate of 100 Nl/hour. In Examples 7, 8, and 10, the amount of potassium chlorate used was changed, and in Example 11, 1/25 times the amount of potassium sulfate was used. Example 12, like Example 3, is a comparative example using a catalyst that does not use potassium salt. Examples 7-12 used the same reaction conditions as Example 9. Examples 13, 14 After completely dissolving 1.9182 g of rhodium trichloride trihydrate and 0.3839 g of potassium permanganate in 50 ml of distilled water, the catalyst was impregnated with silica gel and the following was carried out in the same manner as in Example 1. 13), compared with the case where the same molar amount of permanganic acid was used instead of potassium permanganate (Example 14). The reaction was carried out by filling 15 ml of the catalyst into a U-shaped reaction tube made of Hastelloy B and using the raw material gas (CO:H 2 = 2:1) at a pressure of 50 Kg/cm 2 G and a temperature of 277°C.
was fed at a rate of 50 Nl/hour. Example 15 (Example) 1.9194 g of rhodium trichloride trihydrate and 0.3849 g of potassium permanganate were completely dissolved in 50 ml of distilled water, and then impregnated with 30 g of silica gel. I got a catalyst. The metal composition of this catalyst was Rh: 2.5%, Mn: 0.44%, and K: 0.32%. 15 ml of this catalyst was packed into a Hastelloy B U-shaped reaction tube, and the raw material gas (CO:H 2 = 2:1) was fed at a rate of 50 Nl/hour under the conditions of a pressure of 50 Kg/cm 2 G and a temperature of 269°C. and the activity was evaluated. Example 16 (comparative example) 1.9184 g of rhodium trichloride trihydrate, 0.6922 g of manganese nitrate hexahydrate, and 0.2488 g of potassium nitrate,
Completely dissolve in 50ml of distilled water, then add silica gel.
A catalyst was obtained in the same manner as in Example 1. The metal composition of the catalyst was the same as Example 15 (Example). Activity evaluation was performed in the same manner as in Example 15. The results are summarized in Table 2.

【表】 第2表より明らかなように、例15、及び、例16
は、触媒の金属組成が同等であるにもかかわら
ず、マンガン原料として、過マンガン酸塩を用い
た場合(例15)は、硝酸塩を用いた場合(例16)
に比べて、C2含酸素化合物中の酢酸の生成比率
が、著しく大きい。
[Table] As is clear from Table 2, Example 15 and Example 16
Although the metal composition of the catalyst is the same, when permanganate is used as the manganese raw material (Example 15), when nitrate is used (Example 16)
Compared to this, the production ratio of acetic acid in C2 oxygenated compounds is significantly larger.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ロジウムおよびマンガンを含む触媒の存在
下、一酸化炭素と水素とを反応させて、酢酸、ア
セトアルデヒド、エタノールを成分とする含酸素
化合物を製造する方法において、過マンガン酸イ
オンと共に担体上に担持されたロジウム化合物の
加熱処理により得られる活性なロジウム触媒と、
カリウムイオンとを共存させた触媒を用いること
を特徴とする含酸素有機化合物の製法。
1 In a method for producing an oxygen-containing compound containing acetic acid, acetaldehyde, and ethanol by reacting carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst containing rhodium and manganese, the compound is supported on a carrier together with permanganate ions. an active rhodium catalyst obtained by heat treatment of a rhodium compound;
A method for producing an oxygen-containing organic compound, characterized by using a catalyst coexisting with potassium ions.
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