JPH06220033A - アルキレンオキサイドの製造方法 - Google Patents
アルキレンオキサイドの製造方法Info
- Publication number
- JPH06220033A JPH06220033A JP5009910A JP991093A JPH06220033A JP H06220033 A JPH06220033 A JP H06220033A JP 5009910 A JP5009910 A JP 5009910A JP 991093 A JP991093 A JP 991093A JP H06220033 A JPH06220033 A JP H06220033A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- electrode
- alkylene oxide
- oxygen
- olefin
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Epoxy Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池システムを用い、従来のオレフィン
と酸素からの直接アルキレンオキサイドの製造法におけ
る低い選択性を改良し、かつ、必要に応じて反応系外に
電力を取り出す、極めて経済性の高いアルキレンオキサ
イドの製造法を提供する。 【構成】 プロトン伝導膜を使用し、アノード１及びカ
ソード２に金属および／または金属化合物と導電性炭素
質物質材料からなる触媒電極を使用し、アノード室３に
水素、カソード室４にオレフィン及び酸素を導入させ
て、両極を導線で短絡させることよりなる燃料電池シス
テムにより、アルキレンオキサイドを製造する方法。
と酸素からの直接アルキレンオキサイドの製造法におけ
る低い選択性を改良し、かつ、必要に応じて反応系外に
電力を取り出す、極めて経済性の高いアルキレンオキサ
イドの製造法を提供する。 【構成】 プロトン伝導膜を使用し、アノード１及びカ
ソード２に金属および／または金属化合物と導電性炭素
質物質材料からなる触媒電極を使用し、アノード室３に
水素、カソード室４にオレフィン及び酸素を導入させ
て、両極を導線で短絡させることよりなる燃料電池シス
テムにより、アルキレンオキサイドを製造する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池システムを応
用した新規なアルキレンオキサイドの製造方法に関す
る。
用した新規なアルキレンオキサイドの製造方法に関す
る。
【０００２】アルキレンオキサイドは、アルキレングリ
コール、ポリアルキレングリコール等製造の中間体であ
り、工業的に極めて重要な物質である。
コール、ポリアルキレングリコール等製造の中間体であ
り、工業的に極めて重要な物質である。
【０００３】
【従来の技術】従来、アルキレンオキサイド、例えばプ
ロピレンオキサイドの工業的製造法としては、クロルヒ
ドリン法やハルコン法が知られている。例えば、クロル
ヒドリン法はプロピレンと希薄塩素水溶液との反応によ
り一旦プロピレンクロルヒドリンとした後、脱塩化水素
を行ってプロピレンオキサイドを製造しており、極めて
エネルギー的及び経済的に不利な製造方法である。ま
た、ハルコン法では有機過酸化物を用いてプロピレンオ
キサイドを製造している。また、触媒としてチタンシリ
カライトを用い、酸化剤として過酸化水素を用いる方法
も知られている。これらの有機過酸化物や過酸化水素に
よる酸化では酸化剤が高価であり、経済性の観点から有
利とはいい難い。上記のような背景から、プロピレンと
酸素から直接プロピレンオキサイドを製造する方法が工
業的、経済的な見地から望まれている。プロピレンと酸
素から直接プロピレンオキサイドを触媒を用いて製造す
る方法は近年盛んに研究されているが極めて低いプロピ
レンの転化率に留まっており、かつプロピレンオキサイ
ドの選択率も低く、工業的に製造する段階には至ってい
ない。また、最近チタンシリカライトにパラジウムを担
持させた触媒を用いて酸素、プロピレン及び水素の混合
物を接触させプロピレンオキサイドを製造する方法が知
られている。この方法では酸素、水素が共存するため爆
発の危険性が大きく、更に、プロピレンオキサイドの収
率も低いなどの欠点があり、工業的製造法とはいい難
い。
ロピレンオキサイドの工業的製造法としては、クロルヒ
ドリン法やハルコン法が知られている。例えば、クロル
ヒドリン法はプロピレンと希薄塩素水溶液との反応によ
り一旦プロピレンクロルヒドリンとした後、脱塩化水素
を行ってプロピレンオキサイドを製造しており、極めて
エネルギー的及び経済的に不利な製造方法である。ま
た、ハルコン法では有機過酸化物を用いてプロピレンオ
キサイドを製造している。また、触媒としてチタンシリ
カライトを用い、酸化剤として過酸化水素を用いる方法
も知られている。これらの有機過酸化物や過酸化水素に
よる酸化では酸化剤が高価であり、経済性の観点から有
利とはいい難い。上記のような背景から、プロピレンと
酸素から直接プロピレンオキサイドを製造する方法が工
業的、経済的な見地から望まれている。プロピレンと酸
素から直接プロピレンオキサイドを触媒を用いて製造す
る方法は近年盛んに研究されているが極めて低いプロピ
レンの転化率に留まっており、かつプロピレンオキサイ
ドの選択率も低く、工業的に製造する段階には至ってい
ない。また、最近チタンシリカライトにパラジウムを担
持させた触媒を用いて酸素、プロピレン及び水素の混合
物を接触させプロピレンオキサイドを製造する方法が知
られている。この方法では酸素、水素が共存するため爆
発の危険性が大きく、更に、プロピレンオキサイドの収
率も低いなどの欠点があり、工業的製造法とはいい難
い。
【０００４】一方、近年燃料電池システムを用いて、穏
和な条件で種々の有用な化合物を製造すると同時に電力
を取り出す試みがなされてきているが、プロピレンと酸
素から直接プロピレンオキサイドを製造する方法は今ま
でには知られていない。
和な条件で種々の有用な化合物を製造すると同時に電力
を取り出す試みがなされてきているが、プロピレンと酸
素から直接プロピレンオキサイドを製造する方法は今ま
でには知られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来知られ
ている製造法における製造工程の煩雑さ、多量の副産物
の生成、エネルギーの大量消費等の従来の問題点を解決
し、極めて簡便な反応システムにより穏和な条件でオレ
フィンと酸素からアルキレンオキサイドを製造し、さら
に必要ならば電力も同時に生産することにより経済性を
高めようとするものである。すなわち、本発明の目的
は、オレフィンと酸素から直接アルキレンオキサイドを
製造する極めて高い経済性を有する方法を提供すること
である。
ている製造法における製造工程の煩雑さ、多量の副産物
の生成、エネルギーの大量消費等の従来の問題点を解決
し、極めて簡便な反応システムにより穏和な条件でオレ
フィンと酸素からアルキレンオキサイドを製造し、さら
に必要ならば電力も同時に生産することにより経済性を
高めようとするものである。すなわち、本発明の目的
は、オレフィンと酸素から直接アルキレンオキサイドを
製造する極めて高い経済性を有する方法を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らはオレフィン
と酸素によるアルキレンオキサイドの製造について鋭意
検討した結果、触媒電極を設けたイオン伝導体物質の一
方の電極に水素等の水素供与体を、他方の電極にオレフ
ィン及び酸素を接触させることよりなる燃料電池システ
ムを用いることにより、高選択率でプロピレンオキサイ
ドを製造すると同時に必要に応じて電力エネルギーを取
り出すことができることを見い出し、極めて経済性の高
いアルキレンオキサイドの製造方法を完成した。
と酸素によるアルキレンオキサイドの製造について鋭意
検討した結果、触媒電極を設けたイオン伝導体物質の一
方の電極に水素等の水素供与体を、他方の電極にオレフ
ィン及び酸素を接触させることよりなる燃料電池システ
ムを用いることにより、高選択率でプロピレンオキサイ
ドを製造すると同時に必要に応じて電力エネルギーを取
り出すことができることを見い出し、極めて経済性の高
いアルキレンオキサイドの製造方法を完成した。
【０００７】即ち本発明は、触媒電極を設けたイオン伝
導体物質の一方の電極に水素供与体を、他方の電極にオ
レフィン及び酸素を接触させることよりなる燃料電池シ
ステムによるアルキレンオキサイドの製造方法である。
また本発明は、好ましくは触媒電極が金属および／また
は金属化合物から選ばれた少なくとも一種の金属成分を
含む電極であり、また触媒電極が導電性高分子材料や導
電性炭素質物質を含む電極であるのもも好ましい。
導体物質の一方の電極に水素供与体を、他方の電極にオ
レフィン及び酸素を接触させることよりなる燃料電池シ
ステムによるアルキレンオキサイドの製造方法である。
また本発明は、好ましくは触媒電極が金属および／また
は金属化合物から選ばれた少なくとも一種の金属成分を
含む電極であり、また触媒電極が導電性高分子材料や導
電性炭素質物質を含む電極であるのもも好ましい。
【０００８】本発明方法を実施するために用いられる燃
料電池型反応器の概念図を図１に示す。触媒電極からな
るアノード１を有するアノード室３と、カソード２を有
するカソード室４はイオン伝導体５で隔てられており、
アノード１とカソード２はリード線６で短絡されてい
る。触媒電極は好ましくは多孔質もしくはシート状であ
るが、必ずしもこれに制限されない。７はスターラーで
ある。必要によっては、アノードとカソードの間に電圧
をかけることも可能である。
料電池型反応器の概念図を図１に示す。触媒電極からな
るアノード１を有するアノード室３と、カソード２を有
するカソード室４はイオン伝導体５で隔てられており、
アノード１とカソード２はリード線６で短絡されてい
る。触媒電極は好ましくは多孔質もしくはシート状であ
るが、必ずしもこれに制限されない。７はスターラーで
ある。必要によっては、アノードとカソードの間に電圧
をかけることも可能である。
【０００９】本発明方法において用いられる触媒電極と
しては種々の材料を使用できるが、本発明方法において
はとりわけ種々の金属および／または金属化合物から選
ばれた少なくとも一種以上を用いることが推奨される。
または、金属および／または金属化合物から選ばれた少
なくとも一種以上を電気伝導性物質、好ましくは導電性
高分子材料に混合または担持して使用することも可能で
ある。また、本発明方法をさらに実施し易くするため
に、電極のこれらの構成成分に加えてバインダーを用い
て成形したものを用いることが好ましい。しかしなが
ら、本発明はこれらの方法のみに限定されるものではな
い。本発明において用いる導電性高分子材料としては、
一般的にはその安価なこと、入手し易さ及び良好な電気
伝導性などからグラファイト等の炭素質物質を使用する
ことが好ましい。具体的にはグラファイト、活性炭、カ
ーボンブラック、カーボンウィスカー等が入手し易いも
のとして挙げられる。
しては種々の材料を使用できるが、本発明方法において
はとりわけ種々の金属および／または金属化合物から選
ばれた少なくとも一種以上を用いることが推奨される。
または、金属および／または金属化合物から選ばれた少
なくとも一種以上を電気伝導性物質、好ましくは導電性
高分子材料に混合または担持して使用することも可能で
ある。また、本発明方法をさらに実施し易くするため
に、電極のこれらの構成成分に加えてバインダーを用い
て成形したものを用いることが好ましい。しかしなが
ら、本発明はこれらの方法のみに限定されるものではな
い。本発明において用いる導電性高分子材料としては、
一般的にはその安価なこと、入手し易さ及び良好な電気
伝導性などからグラファイト等の炭素質物質を使用する
ことが好ましい。具体的にはグラファイト、活性炭、カ
ーボンブラック、カーボンウィスカー等が入手し易いも
のとして挙げられる。
【００１０】また、電極を成形する際に使用するバイン
ダーとしては種々のバインダーを使用することが可能で
あるが、その成形し易さ等の点から、テフロン樹脂粉末
を用い、ホットプレス成形することが好ましい。しかし
ながら、本発明方法がこれらの材料及び方法のみに限定
されるものではない。
ダーとしては種々のバインダーを使用することが可能で
あるが、その成形し易さ等の点から、テフロン樹脂粉末
を用い、ホットプレス成形することが好ましい。しかし
ながら、本発明方法がこれらの材料及び方法のみに限定
されるものではない。
【００１１】本発明方法において用いられる触媒電極
は、基本的には金属および／または金属化合物からな
る。触媒電極に用いられる金属および／または金属化合
物を構成する金属は特に限定されることはないが、好ま
しくは周期律表で第８族、９族及び１０族の金属であ
る。具体的には第８族金属としては、元素記号Ｆｅ、Ｒ
ｕ、Ｏｓで表される金属であり、第９族金属としては、
元素記号Ｃｏ、Ｒｈ，Ｉｒで表される金属であり、第１
０族金属としては、元素記号Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔで表され
る金属である。 本発明方法に使用される金属化合物は
特に限定されることはなく、無機化合物、有機金属化合
物等種々の化合物が使用されるが、好ましくはハロゲン
化物、酸化物、水酸化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等が
入手し易い金属化合物として例示される。本発明方法に
おいては、触媒電極１、触媒電極２がそれぞれ少なくと
も１種以上の金属成分（金属および／または金属化合
物）を含む電極であることが望ましい。
は、基本的には金属および／または金属化合物からな
る。触媒電極に用いられる金属および／または金属化合
物を構成する金属は特に限定されることはないが、好ま
しくは周期律表で第８族、９族及び１０族の金属であ
る。具体的には第８族金属としては、元素記号Ｆｅ、Ｒ
ｕ、Ｏｓで表される金属であり、第９族金属としては、
元素記号Ｃｏ、Ｒｈ，Ｉｒで表される金属であり、第１
０族金属としては、元素記号Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔで表され
る金属である。 本発明方法に使用される金属化合物は
特に限定されることはなく、無機化合物、有機金属化合
物等種々の化合物が使用されるが、好ましくはハロゲン
化物、酸化物、水酸化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等が
入手し易い金属化合物として例示される。本発明方法に
おいては、触媒電極１、触媒電極２がそれぞれ少なくと
も１種以上の金属成分（金属および／または金属化合
物）を含む電極であることが望ましい。
【００１２】本発明方法でいう周期律表とは国際純正お
よび応用化学連合無機化学命名法（１９８９年）による
周期律表のことである。
よび応用化学連合無機化学命名法（１９８９年）による
周期律表のことである。
【００１３】本発明方法で用いられるイオン伝導体とし
てはリン酸、硫酸、塩酸、硝酸等のプロトン酸、ヘテロ
ポリ酸、Ｈ−モンモリロナイト、リン酸ジルコニウム等
のプロトン伝導体として知られている固体電解質、Ｓｒ
ＣｅＯ3を母体としたペロブスカイト型固溶体等が使用
できる。又、パーフルオロカーボンのような含フッ素高
分子をベースとし、これにスルホン酸基或いはカルボン
酸基などのカチオン交換基の１種以上を導入したもの、
例えば、Ｎａｆｉｏｎ（デュポン社の登録商標）も使用
できる。リン酸等の液体はシリカウール等に含浸させて
使用したり、イオン透過性のフィルター又は膜ではさん
で使用することもできる。
てはリン酸、硫酸、塩酸、硝酸等のプロトン酸、ヘテロ
ポリ酸、Ｈ−モンモリロナイト、リン酸ジルコニウム等
のプロトン伝導体として知られている固体電解質、Ｓｒ
ＣｅＯ3を母体としたペロブスカイト型固溶体等が使用
できる。又、パーフルオロカーボンのような含フッ素高
分子をベースとし、これにスルホン酸基或いはカルボン
酸基などのカチオン交換基の１種以上を導入したもの、
例えば、Ｎａｆｉｏｎ（デュポン社の登録商標）も使用
できる。リン酸等の液体はシリカウール等に含浸させて
使用したり、イオン透過性のフィルター又は膜ではさん
で使用することもできる。
【００１４】本発明に使用する水素供与体とは、一般的
にアノード（触媒電極）１によって酸化されプロトン
（水素陽イオン）を発生させることが可能な物質をい
う。具体的には水素分子、アルコール類、ハイドロキノ
ン類、飽和炭化水素等が挙げられ、本発明法においては
好ましくは水素分子が用いられる。また、供給する水素
供与体は通常気体または液体として供給するが、必要に
応じて本反応に適した媒体に溶解させて液相状態で電極
に接触させても差し支えなく、さらには窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性ガスとの混合ガスとして気相状
態で電極に接触させてもよい。供給方法についても特に
限定されるものではなく、連続方式でもバッチ方式でも
よい。例えば気相で供給する場合には連続方式であるこ
とが好ましい。本発明方法において用いられる酸素は必
ずしも純粋なものである必要はなく、空気または窒素、
ヘリウム、アルゴン等の不活性なガスとの混合物であっ
てもよい。本発明方法で用いられるオレフィンとしては
エチレン、プロピレン、ブチレン、アミレン、ヘキセン
等が有り、これらについても同様に必ずしも純粋なもの
である必要はなく、例えばプロピレンを用いる場合にプ
ロパン等の炭化水素を含んでいてもよく、また、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性ガスとの混合物であっても差し
支えない。また、カソード室に供給されるオレフィンお
よび酸素についても気体状態として、もしくは適当な溶
媒や水などに溶解もしくは懸濁させて使用することがで
きる。供給方式についても連続方式、バッチ方式いずれ
であっても差し支えない。また、オレフィンと酸素の混
合比についても特に限定されることはないが、好ましく
はオレフィン：酸素モル比が０．０１：１から１：１で
あることが望ましい。液相状態で実施する場合には、触
媒電極との接触を効果的に行わせるため、激しく攪拌す
ることが好ましい。反応温度は特に限定されないが、通
常−２０℃から２００℃の範囲で行われることが好まし
く、０℃から１００℃で行うことがより好ましい。余り
に低温で行えば、反応速度の低下と共に冷却等のエネル
ギーを必要とし、余りに高温で行えば選択率の低下と共
に加熱等のエネルギーを必要とするため効率的ではな
い。又、本発明方法に従えば、反応は一般に常圧で行わ
れるが、必要に応じて加圧もしくは減圧下で実施するこ
とも可能である。反応生成物であるアルキレンオキサイ
ドは、通常反応生成液もしくはガスから蒸留、凝縮後の
蒸留、気液分離後の蒸留、抽出等の方法で分離精製して
目的物を得ることができる。
にアノード（触媒電極）１によって酸化されプロトン
（水素陽イオン）を発生させることが可能な物質をい
う。具体的には水素分子、アルコール類、ハイドロキノ
ン類、飽和炭化水素等が挙げられ、本発明法においては
好ましくは水素分子が用いられる。また、供給する水素
供与体は通常気体または液体として供給するが、必要に
応じて本反応に適した媒体に溶解させて液相状態で電極
に接触させても差し支えなく、さらには窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性ガスとの混合ガスとして気相状
態で電極に接触させてもよい。供給方法についても特に
限定されるものではなく、連続方式でもバッチ方式でも
よい。例えば気相で供給する場合には連続方式であるこ
とが好ましい。本発明方法において用いられる酸素は必
ずしも純粋なものである必要はなく、空気または窒素、
ヘリウム、アルゴン等の不活性なガスとの混合物であっ
てもよい。本発明方法で用いられるオレフィンとしては
エチレン、プロピレン、ブチレン、アミレン、ヘキセン
等が有り、これらについても同様に必ずしも純粋なもの
である必要はなく、例えばプロピレンを用いる場合にプ
ロパン等の炭化水素を含んでいてもよく、また、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性ガスとの混合物であっても差し
支えない。また、カソード室に供給されるオレフィンお
よび酸素についても気体状態として、もしくは適当な溶
媒や水などに溶解もしくは懸濁させて使用することがで
きる。供給方式についても連続方式、バッチ方式いずれ
であっても差し支えない。また、オレフィンと酸素の混
合比についても特に限定されることはないが、好ましく
はオレフィン：酸素モル比が０．０１：１から１：１で
あることが望ましい。液相状態で実施する場合には、触
媒電極との接触を効果的に行わせるため、激しく攪拌す
ることが好ましい。反応温度は特に限定されないが、通
常−２０℃から２００℃の範囲で行われることが好まし
く、０℃から１００℃で行うことがより好ましい。余り
に低温で行えば、反応速度の低下と共に冷却等のエネル
ギーを必要とし、余りに高温で行えば選択率の低下と共
に加熱等のエネルギーを必要とするため効率的ではな
い。又、本発明方法に従えば、反応は一般に常圧で行わ
れるが、必要に応じて加圧もしくは減圧下で実施するこ
とも可能である。反応生成物であるアルキレンオキサイ
ドは、通常反応生成液もしくはガスから蒸留、凝縮後の
蒸留、気液分離後の蒸留、抽出等の方法で分離精製して
目的物を得ることができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明方法を実施例に基づき更に詳細
に説明する。しかしながら、これらは例示的なものであ
り、本発明方法は実施例によって制限されるものではな
い。なお、本実施例に表記した記号のうち、ｍＦはミリ
ファラデー、μｍｏｌはマイクロモル、ＰＯはプロピレ
ンオキサイド、t-BuOHは２−メチル−２−プロパノー
ル、MeOHはメタノールを表している。生成物の分析はガ
スクロマトグラフ法により行った。
に説明する。しかしながら、これらは例示的なものであ
り、本発明方法は実施例によって制限されるものではな
い。なお、本実施例に表記した記号のうち、ｍＦはミリ
ファラデー、μｍｏｌはマイクロモル、ＰＯはプロピレ
ンオキサイド、t-BuOHは２−メチル−２−プロパノー
ル、MeOHはメタノールを表している。生成物の分析はガ
スクロマトグラフ法により行った。
【００１６】実施例１ 触媒電極の調製 （ａ）アノードの調製 白金黒粉末２０ｍｇ、グラファイト粉末５０ｍｇ及びテ
フロン粉末７ｍｇを良く混合し、これをホットプレスに
より円形シート状としたものをアノードとした。 （ｂ）カソードの調製 パラジウム黒粉末１５０ｍｇ、テフロン粉末１５ｍｇを
良く混合し、これをホットプレスにより円形シート状と
したものをカソードとした。ディスク状のガラスウール
２枚（厚さ１．０ｍｍ、直径２１ｍｍ及び２６ｍｍ）に
１Ｍリン酸水溶液を含ませたものをイオン伝導体膜と
し、前記したアノード及びカソードをそれぞれアノード
室、カソード室に取り付けた。アノード室へは水素６
０．９ＫＰａ、水蒸気２．９ＫＰａとし、残りをアルゴ
ンでバランスさせ大気圧とし、これを４８．５ｍｌ／分
の流速で供給した。また、カソード室へは溶媒として２
−メチル−２−プロパノールを４３．８５ｇ入れ、プロ
ピレン及び酸素の供給量はプロピレン５５．５ＫＰａ、
酸素４５．８ＫＰａとし、これを３６．５ｍｌ／分の流
速で、スターラーで激しく攪拌したカソード室へ供給
し、さらにアノードとカソードを導線で結線した閉回路
としてプロピレンの酸化反応を行った。反応時間１．５
時間、反応温度２３℃で反応を行った。結果は、表１に
示したようにプロピレンオキサイドの生成と共に電流の
発生も認められた。
フロン粉末７ｍｇを良く混合し、これをホットプレスに
より円形シート状としたものをアノードとした。 （ｂ）カソードの調製 パラジウム黒粉末１５０ｍｇ、テフロン粉末１５ｍｇを
良く混合し、これをホットプレスにより円形シート状と
したものをカソードとした。ディスク状のガラスウール
２枚（厚さ１．０ｍｍ、直径２１ｍｍ及び２６ｍｍ）に
１Ｍリン酸水溶液を含ませたものをイオン伝導体膜と
し、前記したアノード及びカソードをそれぞれアノード
室、カソード室に取り付けた。アノード室へは水素６
０．９ＫＰａ、水蒸気２．９ＫＰａとし、残りをアルゴ
ンでバランスさせ大気圧とし、これを４８．５ｍｌ／分
の流速で供給した。また、カソード室へは溶媒として２
−メチル−２−プロパノールを４３．８５ｇ入れ、プロ
ピレン及び酸素の供給量はプロピレン５５．５ＫＰａ、
酸素４５．８ＫＰａとし、これを３６．５ｍｌ／分の流
速で、スターラーで激しく攪拌したカソード室へ供給
し、さらにアノードとカソードを導線で結線した閉回路
としてプロピレンの酸化反応を行った。反応時間１．５
時間、反応温度２３℃で反応を行った。結果は、表１に
示したようにプロピレンオキサイドの生成と共に電流の
発生も認められた。
【００１７】実施例２ １Ｍリン酸水溶液を含ませたＮａｆｉｏｎ膜を２枚のガ
ラスウールの間に挟んだものをイオン伝導膜とし、反応
時間を３時間とした以外は実施例１と同一の条件で反応
を行った。結果を表１に示した。
ラスウールの間に挟んだものをイオン伝導膜とし、反応
時間を３時間とした以外は実施例１と同一の条件で反応
を行った。結果を表１に示した。
【００１８】実施例３ カソード室に加えた溶媒をメタノールとした以外は全て
実施例２と同一の条件で反応を行った。結果を表１に示
した。
実施例２と同一の条件で反応を行った。結果を表１に示
した。
【００１９】実施例４ カソード室にチタンシリカライト０．０５２４ｇを加え
た以外は全て実施例２と同一の条件で反応を行った。結
果を表１に示した。
た以外は全て実施例２と同一の条件で反応を行った。結
果を表１に示した。
【００２０】比較例１ 電極間を開回路（両電極間を結線しない）状態で、その
ほかの条件は全て実施例３と同一でプロピレンの酸化を
行った。結果は、反応は進行せず、プロピレンオキサイ
ドは検出されなかった。
ほかの条件は全て実施例３と同一でプロピレンの酸化を
行った。結果は、反応は進行せず、プロピレンオキサイ
ドは検出されなかった。
【００２１】
【表１】 表１ ──────────────────────────────────── 実施例 溶媒 反応時間 電流量 ＰＯ生成量 番号 （時間） （ｍＦ） （μｍｏｌ） ─────────────────────────────────── １ t-BuOH １．５ ０．６７ １８．５４ ２ t-BuOH ３．０ １．０１ ６０．２４ ３ MeOH ３．０ ０．１０ ４．７５ ４ t-BuOH1) ３．０ １．００ １０８．６８ ──────────────────────────────────── 1)チタンシリカライト添加
【００２２】
【発明の効果】本発明に従えば、以下の効果が得られ
る。 （１）極めて穏和な条件で、多量の副成物の生成もなく
オレフィンと酸素からアルキレンオキサイドを製造する
ことができる。 （２）反応を遂行するに際し、必要に応じて反応のエネ
ルギー変化分を電気エネルギー（電力）として反応系外
へ取り出すことができ、電力を副産物として利用するこ
とが可能であり、極めて経済的にアルキレンオキサイド
をを製造できる。
る。 （１）極めて穏和な条件で、多量の副成物の生成もなく
オレフィンと酸素からアルキレンオキサイドを製造する
ことができる。 （２）反応を遂行するに際し、必要に応じて反応のエネ
ルギー変化分を電気エネルギー（電力）として反応系外
へ取り出すことができ、電力を副産物として利用するこ
とが可能であり、極めて経済的にアルキレンオキサイド
をを製造できる。
【図１】燃料電池型反応器の概念図である。
１ アノード（触媒電極） ２ カソード（触媒電極） ３ アノード室 ４ カソード室 ５ イオン伝導体 ６ リード線 ７ スターラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｒ
Claims (8)
- 【請求項１】 触媒電極を設けたイオン伝導体物質の一
方の電極に水素供与体を、他方の電極にオレフィン及び
酸素を接触させることよりなる燃料電池システムによる
アルキレンオキサイドの製造方法。 - 【請求項２】 触媒電極が金属および／または金属化合
物から選ばれた少なくとも一種の金属成分を含む電極で
ある請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 触媒電極が導電性高分子材料を含む電極
である請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 導電性高分子材料が導電性炭素質物質で
ある請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 触媒電極を構成する金属および／または
金属化合物の構成金属が周期律表において、第８、９お
よび１０族金属よりなる群から選ばれた金属である請求
項２記載の方法。 - 【請求項６】 水素供与体が水素分子である請求項１記
載の方法。 - 【請求項７】 導電性炭素質物質が、活性炭、グラファ
イト、カーボンブラックおよびカーボンウィスカーより
なる群から選ばれた少なくとも１種以上のものである請
求項４記載の方法。 - 【請求項８】 オレフィンがプロピレンである請求項１
記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009910A JPH06220033A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | アルキレンオキサイドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009910A JPH06220033A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | アルキレンオキサイドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220033A true JPH06220033A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=11733268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5009910A Pending JPH06220033A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | アルキレンオキサイドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06220033A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0712851A1 (en) * | 1994-11-21 | 1996-05-22 | ARCO Chemical Technology, L.P. | Electrochemical alkylene oxide production |
| JP2020023742A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-13 | Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 | エポキシ誘導体の製造装置、エポキシ誘導体の製造方法およびエポキシ誘導体製造装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP5009910A patent/JPH06220033A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0712851A1 (en) * | 1994-11-21 | 1996-05-22 | ARCO Chemical Technology, L.P. | Electrochemical alkylene oxide production |
| US5527436A (en) * | 1994-11-21 | 1996-06-18 | Arco Chemical Technology, L.P. | Akylene oxide production |
| JP2020023742A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-13 | Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 | エポキシ誘導体の製造装置、エポキシ誘導体の製造方法およびエポキシ誘導体製造装置の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100519692B1 (ko) | 연료 전지형 반응 장치 및 그것을 사용하는 화합물의 제조방법 | |
| JP5311478B2 (ja) | 電子・イオン混合伝導性膜およびそれを用いた過酸化水素の製造方法 | |
| EP0758264B1 (en) | Composite membrane for chemical synthesis | |
| US20040053098A1 (en) | Electrochemical cell | |
| JP3456714B2 (ja) | メタノールの部分酸化物の製造方法 | |
| JPH11512784A (ja) | 複合膜および化学合成へのその使用 | |
| JPH05295578A (ja) | 芳香族化合物の部分酸化物の製造方法 | |
| JPH06220033A (ja) | アルキレンオキサイドの製造方法 | |
| JP2001236968A (ja) | 燃料電池型反応装置およびその使用方法 | |
| JP2005281057A (ja) | 燃料電池型反応装置 | |
| JPH07216570A (ja) | 塩素の製造方法 | |
| JP2919633B2 (ja) | プロピレンの部分酸化物の製造方法 | |
| JPH03122297A (ja) | カルボン酸ビニルエステルの製造方法 | |
| JP3090972B2 (ja) | 芳香族化合物の部分酸化物の製造方法 | |
| JP3110484B2 (ja) | 脂環式化合物の部分酸化物の製造方法 | |
| JPH03122296A (ja) | 芳香族化合物の部分酸化物の製造方法 | |
| JP3110485B2 (ja) | 脂環式化合物の部分酸化物の製造方法 | |
| JPH0672919A (ja) | トルエンの部分酸化物の製造方法 | |
| JP2701153B2 (ja) | カルボニル化合物の製造方法 | |
| JP2947967B2 (ja) | アセトアルデヒドの製造方法 | |
| JP2640372B2 (ja) | 芳香族化合物の部分酸化物の製造方法 | |
| JPH04364149A (ja) | アセトアルデヒドの製造方法 | |
| JPH06293681A (ja) | 芳香族化合物の部分酸化物の製造方法 | |
| Otsuka et al. | Synthesis of methyl formate by electrocatalytic oxidation of methanol in the gas phase using heteropoly and phosphoric acids. | |
| JPH0790660A (ja) | 芳香族アミン類の製造方法 |