JPH0527609B2 - - Google Patents

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JPH0527609B2
JPH0527609B2 JP58220673A JP22067383A JPH0527609B2 JP H0527609 B2 JPH0527609 B2 JP H0527609B2 JP 58220673 A JP58220673 A JP 58220673A JP 22067383 A JP22067383 A JP 22067383A JP H0527609 B2 JPH0527609 B2 JP H0527609B2
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JP
Japan
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catalyst
synthesis gas
water
copper
cobalt
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JP58220673A
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JPS60115540A (ja
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Soichi Uchama
Tsutomu Uchama
Yasuo Oohayashi
Yoshinobu Aoki
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SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は含酸素有機化合物の製造方法に関し、
詳しくは合成ガスからメタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノールなどのアルコールをは
じめジメチルエーテル、エステルなどの含酸素有
機化合物を効率よく製造する方法に関する。 従来から合成ガスを原料としてアルコール、ジ
メチルエーテル、エステルなどの含酸素有機化合
物を製造する方法は、各種のものが開発されてい
る。例えば特開昭55−141420号公報にはCu/Co
(Fe、Cr、V、Mn、希土類)系の触媒を用いて
アルコールを製造する方法、特開昭57−126434号
公報には(Cu、Pd、Pt)/塩基性物質(アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、周期律表第B、
A、B、AまたはB族金属の化合物)系の
触媒の存在下にメタノールを製造する方法、特開
昭58−122045号公報にCu/Ti/Co/Fe/K系の
合金触媒を用いて燃料に適したアルコール混合物
を製造する方法、または特開昭58−159847号公報
にはアモルフアス合金である一酸化炭素還元触媒
により炭化水素を製造する方法がそれぞれ開示さ
れている。 しかしながら、これらの従来方法は合成ガスの
転化率が小さい、あるいは所望する種類の含酸素
有機化合物の選択率が小さいなど実用上様々な問
題がある。 そこで本発明者らは上記従来技術の欠点を克服
して、合成ガスから効率よく所望の含酸素有機化
合物を製造する方法を開発すべく鋭意研究を重ね
た。その結果、銅、コバルト、チタンまたはジル
コニウムならびにアルカリ金属を含有する触媒を
用いて合成ガスの転化反応を行なうと目的とする
含酸素有機化合物が効率よく得られることを見出
した。本発明はかかる知見に基いて完成したもの
である。すなわち本発明は触媒の存在下で合成ガ
スから含酸素有機化合物を製造するにあたり、(A)
銅、(B)コバルト、(C)チタンまたはジルコニウムの
それぞれの水溶性化合物を水中に混合溶解し、次
いで共沈させて得られる沈殿物におよび(D)ナトリ
ウムを添加して製造した触媒を使用することを特
徴とする含酸素有機化合物の製造方法を提供する
ものである。 本発明の方法に使用する触媒は、前述の(A)、
(B)、(C)、(D)各成分の金属あるいは金属化合物を原
料として後記する方法により調製することができ
る。 ここで各成分の調製原料について述べれば、ま
ず(A)銅としては、金属の銅にとどまらず、銅を含
有する各種の化合物が使用可能であるが、好まし
くは水溶性を有する硝酸銅、硫酸銅、塩化銅など
があげられる。また、(B)コバルトについても、前
記(A)銅と同様に、金属コバルトや各種のコバルト
化合物があげられるが、好ましくは水溶性の硝酸
コバルト、硫酸コバルト、塩化コバルトなどであ
る。 さらに(C)成分は、チタンまたはジルコニウムで
ある。このうちチタンとしては様々なものがあ
り、四塩化チタン、酸化チタン、硫酸チタンなど
があげられるが、水溶性でしかも安定な化合物で
ある硫酸チタンが最も好ましい。ジルコニウムと
しては、酸化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、
オキシ塩化ジルコニウムなどがあるが、特に水溶
性で取扱いの便利なオキシ塩化ジルコニウムが好
ましい。 また、(D)成分は、ナトリウムである。ナトリウ
ムとしては、例えば炭酸ナトリウム、硝酸ナトリ
ウム、硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなどが
あり、特に水溶性のものが好まい。 本発明の方法に用いる触媒の調製法を示すと、
(A)成分である銅の原料化合物として硝酸銅などの
水溶性銅化合物、(B)成分であるコバルトの原料化
合物として硝酸コバルトなどの水溶性コバルト化
合物および(C)成分であるチタンまたはジルコニウ
ムの化合物、例えば硫酸チタンやオキシ塩化ジル
コニウムなどの水溶性化合物を同時にあるいは順
次水に加えて(A)、(B)、(C)成分の化合物の水溶液と
する。次にこれを室温あるいは加温しながら炭酸
ナトリウムや酢酸マグネシウムなどの共沈剤を加
えて共沈させて沈澱物を生成せしめ、さらに(D)成
分としての水酸化ナトリウムなどの水溶液を前記
沈澱物に含浸せしめて(A)、(B)、(C)、(D)の各成分を
含有する沈澱物を生成せしめる。その後、沈澱物
を必要に応じて熟成し、水洗後乾燥して所望によ
り焼成、成型あるいはさらに還元処理をしたりす
れば目的とする触媒が得られる。このような共沈
法によつて得られる、各化合物の混合した沈澱物
から製造される触媒は、他の方法によつて得られ
る同一組成の触媒に比べて活性が高く、好ましい
ものである。 本発明の方法に用いる触媒は、上述の如く得る
ことができるが、この触媒中における(A)、(B)、
(C)、(D)各成分の含有割合は特に制限はなく、触媒
の使用条件、目的とする反応生成物など各種状況
に応じて適宜定めればよい。しかし、一般には各
成分を酸化物に換算して、(A)銅5〜50重量%、(B)
コバルト1〜50重量%、(C)チタンまたはジルコニ
ウム1〜50重量%および(D)ナトリウム0.1〜1.5重
量%の範囲で選定すべきである。 本発明の方法は、叙上の如く調製した触媒を用
いることにより、合成ガス、即ち水素と一酸化炭
素の混合ガスから混合アルコールを製造するもの
である。ここで原料として用いる合成ガスの組成
は特に制限はないが、一般に水素/一酸化炭素の
モル比として1/3〜3/1の範囲のガスが好適
である。 また、本発明の方法の他の条件は、各種状況に
応じて適宜選定すればよいが、反応温度は200〜
500℃、好ましくは240〜400℃であり、また反応
圧力は比較的圧力でよく、一般に20〜200気圧、
好ましくは40〜100気圧の範囲とし、ガス空間速
度(GHSV)は500〜100000hr-1、好ましくは
1000〜50000hr-1の範囲とすべきである。 上述の如き本発明の方法によれば、メタノール
およびそれより高級なアルコールを含む混合アル
コール、具体的にはメタノール、エタノール、プ
ロパノール、ブタノール等の混合アルコールが高
収率にて製造されると共に、ジメチルエーテル、
アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケト
ンなどの様々な含酸素有機化合物を製造される。
また、その際の反応圧力は比較的低圧で充分であ
り、設備費、運転費等を大幅に節約することがで
きる。その上、得られる含酸素有機化合物中には
メタノールならびにそれより高級アルコールの割
合が多いため、自動車ガソリンへのブレンド用ア
ルコールなどに好適であり、従つて本発明の方法
は工業的価値の極めて高いものである。 次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明す
る。 実施例 1 (1) 触媒の調製 硝酸銅(3水塩)29.0g、硝酸コバルト(6
水塩)17.5gおよび硫酸チタン(30%水溶液)
96gを水に溶解して水溶液1.5を調製し、60
℃に加温した。別途、炭酸ナトリウム(無水
塩)79.5gを水に溶解して水溶液1.5を調製
し、90℃に加温した。次いでこれら二つの水溶
液を素早く混合し、激しく撹拌しながら85℃に
て2時間保持した。その後、濾過、洗浄し、
120℃にて5時間乾燥後、450℃にて2時間焼成
した。次いで1.0モル/の水酸化ナトリウム
水溶液38.4mlを90℃に加熱した水浴上で含浸
し、蒸発乾固し、さらに120℃にて5時間乾燥
した。その後、グラフアイトを2重量%加えて
打錠成形機にてペレツトに打錠した触媒を得
た。この触媒の組成はCu:Co:Ti:Na=
2:1:2:0.64(モル比)であつた。 (2) 合成ガスの転化反応 上記(1)で得られた触媒をステンレス製反応管
(SUS反応管)に1ml充填した。次いでこの反
応管にCO/N2=1/9のガスをGHSV=
4000hr-1で流しながら、徐々に温度を上げ240
℃にて20時間前処理した。その後、CO/H2
1/2の合成ガスをGHSV=4000hr-1で流しな
がら、徐々に昇圧し61Kg/cm2Gとし、所定温度
で合成ガスの転化反応を行なつた。結果を第1
表に示す。なお、生成物は反応管出口で凝縮さ
れず200℃に加熱したラインを通してガスクロ
マトグラフイーに直接導入し分析した。 実施例 2 (1) 触媒の調製 実施例1(1)において、硫酸チタンの代わりに
オキシ塩化ジルコニウム(8水塩)38.7gを用
い、また炭酸ナトリウム(無水塩)を79.5gの
代わりに40.8gを用いたこと以外は実施例1(1)
と同様の操作を行なつて触媒を調製した。この
触媒の組成はCu:Co:Zr:Na=2:1:2:
0.64(モル比)であつた。 (2) 合成ガスの転化反応 上記(1)で得られた触媒を用いたこと以外は、
実施例1(2)と同様の操作を行なつて合成ガスの
転化反応を行なつた。結果を第1表に示す。 比較例 1 (1) 触媒の調製 硝酸銅(3水塩)36.2gおよび硫酸チタン
(30%水溶液)120gを水に溶解して水溶液1.5
を調製し60℃に加温した。別途、炭酸ナトリ
ウム(無水塩)78.0gを水に溶解して水溶液
1.5を調製し、90℃に加温した。以下は実施
例1(1)と同様の操作を行なつて触媒を調製し
た。この触媒の組成はCu:Ti:Na=1:1:
0.26(モル比)であつた。 (2) 合成ガスの転化反応 上記(1)で得られた触媒を用いたこと以外は、
実施例1(2)と同様の操作を行なつて合成ガスの
転化反応を行なつた。結果を第1表に示す。 比較例 2 (1) 触媒の調製 硝酸銅(3水塩)48.3gおよび硫酸コバルト
(6水塩)29.1gを水に溶解して水溶液1.5を
調製し、60℃に加温した。別途、炭酸ナトリウ
ム(無水塩)59.8gを水に溶解して水溶液1.5
を調製し、90℃に加温した。以下は実施例1
(1)と同様の操作を行なつて触媒を調製した。こ
の触媒の組成はCu:Co:Na=2:1:0.38
(モル比)であつた。 (2) 合成ガスの転化反応 上記(1)で得られた触媒を用いたこと以外は、
実施例1(2)と同様の操作を行なつて合成ガスの
転化反応を行なつた。結果を第1表に示す。 比較例 3 (1) 触媒の調製 硝酸銅(3水塩)29.0g、硝酸コバルト(6
水塩)17.5gおよび硫酸チタン(30%水溶液)
96gを水に溶解して水溶液1.5を調製し、60
℃に加温した。別途、炭酸ナトリウム(無水
塩)79.5gを水に溶解して水溶液1.5を調製
し、90℃に加温した。次いでこれら二つの水溶
液を素早く混合し、激しく撹拌しながら85℃に
て2時間保持した。その後濾過、洗浄して炭酸
ナトリウムを充分に除去してから、120℃にて
5時間乾燥後、450℃にて2時間焼成した。そ
の後グラフアイトを2重量%加えて打錠成形機
にてペレツトに打錠した触媒を得た。得られた
触媒の組成はCu:Co:Ti=2:1:2(モル
比)であつた。 (2) 合成ガスの転化反応 上記(1)で得られた触媒を用いたこと以外は、
実施例1(2)と同様の操作を行なつて合成ガスの
転化反応を行なつた。結果を第1表に示す。 比較例 4 (1) 触媒の調製 合金組成が60Cu・5Co・35Tiとなるように
Cu・CoおよびTiをそれぞれ秤量し、これらを
特開昭57−184442号公報に記載の方法と同様に
してアーク溶解して母合金とし、この母合金の
溶湯から非晶質合金の触媒を得た。このときの
ロール回転数は5000rpm、アルゴン圧2Kg/cm2
G、ノズルの直径0.3mmであつた。得られた合
金はX線回折測定によれば完全に無定形である
ことが確認された。 (2) 合成ガスの転化反応 上記(1)で得られた触媒を用いたこと以外は、
実施例1(2)と同様の操作を行なつて合成ガスの
転化反応を行なつた。結果を第1表に示す。 比較例 5 (1) 触媒の調製 合金組成が40Cu・20Co・40Zrとなるように
Cu、CoおよびZrをそれぞれ秤量し、以下比較
例4(1)と同様の操作を行なつて非晶質合金の触
媒を得た。 (2) 合成ガスの転化反応 上記(1)で得られた触媒を用いたこと以外は、
実施例1(2)と同様の操作を行なつて合成ガスの
転化反応を行なつた。結果を第1表に示す。 比較例 6 (1) 触媒の調製 合金組成が43Cu・20Co・40Hfとなるように
Cu・CoおよびHfをそれぞれ秤量し、以下比較
例4(1)と同様の操作を行なつて非晶質合金の触
媒を得た。 (2) 合成ガスの転化反応 上記(1)で得られた触媒を用いたこと以外は、
実施例1(2)と同様の操作を行なつて合成ガスの
転化反応を行なつた。結果を第1表に示す。 【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 触媒の存在下で合成ガスから含酸素有機化合
    物を製造するにあたり、(A)銅、(B)コバルト、(C)チ
    タンまたはジルコニウムのそれぞれの水溶性化合
    物を水中に混合溶解し、次いで共沈させて得られ
    る沈殿物に(D)ナトリウムを添加して製造した触媒
    を使用することを特徴とする含酸素有機化合物の
    製造方法。
JP58220673A 1983-11-25 1983-11-25 含酸素有機化合物の製造方法 Granted JPS60115540A (ja)

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JPS60115540A JPS60115540A (ja) 1985-06-22
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2515983A1 (fr) * 1981-11-06 1983-05-13 Ammonia Casale Sa Catalyseurs de syntheses heterogenes, procede de leur preparation et leur utilisation pour la production de melanges d'alcools

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