JPH062699B2 - Formaldehyde production method - Google Patents

Formaldehyde production method

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JPH062699B2
JPH062699B2 JP61133066A JP13306686A JPH062699B2 JP H062699 B2 JPH062699 B2 JP H062699B2 JP 61133066 A JP61133066 A JP 61133066A JP 13306686 A JP13306686 A JP 13306686A JP H062699 B2 JPH062699 B2 JP H062699B2
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formaldehyde
methanol
urea
zinc
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正一 佐合
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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】 <産業上の利用分野> 本発明はホルムアルデヒドの製造法に関する。詳しくは
メタノールを酸素の実質的非存在下で脱水素せしめてホ
ルムアルデヒドを製造するにあたり、特定の酸化亜鉛−
シリカ系の触媒を用いることを特徴とするホルムアルデ
ヒドの製造法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention relates to a method for producing formaldehyde. Specifically, in the case of producing formaldehyde by dehydrogenating methanol in the substantial absence of oxygen, a specific zinc oxide-
The present invention relates to a method for producing formaldehyde, which is characterized by using a silica-based catalyst.

<従来の技術、発明が解決しようとする問題点> ホルムアルデヒドはポリアセタール樹脂、尿素樹脂、フ
ェノールホルムアルデヒド樹脂等の樹脂原料あるいは、
ペンタエリスリトール、ヘキサメチレンテトラミン等の
種々の工業薬品の原料として使用され、化学工業におけ
る重要な基幹原料である。
<Prior art and problems to be solved by the invention> Formaldehyde is a resin raw material such as polyacetal resin, urea resin, and phenol formaldehyde resin, or
It is used as a raw material for various industrial chemicals such as pentaerythritol and hexamethylenetetramine, and is an important basic raw material in the chemical industry.

ホルムアルデヒドの工業的製法としては空気流通下にメ
タノールを銀触媒で接触酸化脱水素せしめる方法、ある
いは銀触媒の代りに酸化鉄と酸化モリブデンの混合触媒
を使用する接触酸化法が良く知られており またこのような方法ではホルムアルデヒドの他に水を多
量に副生し、ホルムアルデヒドは通常水に吸収せしめ3
0〜50%濃度の水溶液として回収されることも良く知
られている。
As a formaldehyde industrial production method, a method of catalytically oxidizing and dehydrogenating methanol with a silver catalyst under air circulation, or a catalytic oxidation method using a mixed catalyst of iron oxide and molybdenum oxide in place of the silver catalyst is well known. In addition to formaldehyde, a large amount of water is by-produced by this method, and formaldehyde is usually absorbed in water.
It is also well known that it is recovered as an aqueous solution having a concentration of 0 to 50%.

しかしながら、これらの方法は触媒失活防止、副生物の
除去等のために複雑で高額な設備、多量のエネルギーを
必要とするという欠点があり、更に得られたホルムアル
デヒドが含水品であるため、近年その需要が著しく増大
している水を嫌う分野、特にポリアセタール樹脂等の樹
脂分野の原料については、多量存在する水の除去が必要
であり、そのために多大のエネルギーを消費する点でも
問題であった。
However, these methods have drawbacks in that they require complicated and expensive equipment and a large amount of energy for prevention of catalyst deactivation, removal of by-products, and the like. There is a problem in that a large amount of water needs to be removed from the raw materials in the field where the demand for water is remarkably increased, particularly in the field of resins such as polyacetal resin, which consumes a large amount of energy. .

このような触媒酸化脱水法、接触酸化法の問題点を解決
すべく、酸素の実質的非存在下にメタノールを脱水素せ
しめてホルマリンを製造する、いわゆる接触脱水素法に
ついても種々の方法が提案されている。
In order to solve the problems of the catalytic oxidative dehydration method and the catalytic oxidation method, various methods are proposed for the so-called catalytic dehydrogenation method, in which formalin is produced by dehydrogenating methanol in the substantial absence of oxygen. Has been done.

例えば、触媒として、銅、銀およびケイ素よりなる触媒
を用いる方法(特公昭41−11858号公報)、溶融
した亜鉛、ガリウム、インジウム、またアルミ等を用い
る方法(特公昭47−19251号および特開昭48−
97808号公報)、銅、亜鉛および硫黄またはセレン
よりなる触媒を用いる方法(特開昭51−1407号、
51−76209号、52−215号公報)などが提案
されているが、いずれもホルムアルデヒドの収率、選択
率、触媒寿命などの触媒の基本性能を同時に満足せしめ
るものではなかった。
For example, as a catalyst, a method using a catalyst composed of copper, silver and silicon (Japanese Patent Publication No. 41-11858), a method using molten zinc, gallium, indium, aluminum or the like (Japanese Patent Publication No. 47-19251) 48-
97808), and a method using a catalyst composed of copper, zinc and sulfur or selenium (JP-A-51-1407,
Nos. 51-76209 and 52-215) have been proposed, but none of them simultaneously satisfy the basic performance of the catalyst such as the yield of formaldehyde, the selectivity and the life of the catalyst.

本発明者らはメタノールの触媒脱水素法の上記問題点を
解決すべく種々検討を行い、既に触媒として特定の亜鉛
塩および/またはインジウム塩を焼成して得られる金属
酸化物を用いる方法、亜鉛の酸化物および/またはイン
ジウムの酸化物をシリカに担持せしめた触媒を用いる方
法を提案している(特開昭60−4147号および60
−6629号公報)。
The present inventors have made various studies to solve the above problems of the catalytic dehydrogenation method of methanol, and have already used a metal oxide obtained by calcining a specific zinc salt and / or indium salt as a catalyst, zinc. Has proposed a method using a catalyst in which the above oxide and / or the oxide of indium are supported on silica (JP-A-60-4147 and 60).
-6629 publication).

本発明者らは更に優れたホルムアルデヒドの製造法を見
い出すべく、鋭意検討を重ねた結果特定の処方で得られ
た酸化亜鉛−シリカ系の触媒を使用すれば、更に高収率
でしかも長期間にわたり安定的にホルムアルデヒドが製
造できることを見い出し本発明に至った。
The inventors of the present invention have conducted extensive studies in order to find a further excellent method for producing formaldehyde, and if a zinc oxide-silica-based catalyst obtained in a specific formulation is used, a higher yield and a long period of time are obtained. The inventors have found that formaldehyde can be produced stably, and have completed the present invention.

<問題点を解決するための手段> すなわち本発明は、酸素の実質的非存在下でメタノール
を脱水素せしめてホルムアルデヒドを製造せしめるにあ
たり、触媒として、酸化亜鉛の前駆体と有機ケイ素とを
含む溶液に尿素を加えて沈殿を生成せしめ、次いで該沈
殿物を焼成処理を施すことによって得られる酸化亜鉛−
シリカ系触媒を用いることを特徴とする工業的に優れた
ホルムアルデヒドの製造方法を提供するものである。
<Means for Solving Problems> That is, according to the present invention, a solution containing a precursor of zinc oxide and an organosilicon as a catalyst for dehydrogenating methanol to produce formaldehyde in the substantial absence of oxygen. Zinc oxide obtained by adding urea to the above to form a precipitate, and then subjecting the precipitate to a calcination treatment
The present invention provides an industrially excellent method for producing formaldehyde, which is characterized by using a silica-based catalyst.

本発明は上記のように特定の処方によって得られる酸化
亜鉛−シリカ系触媒を用いるものであるが、亜鉛の含量
は通常5〜75wt%、好ましくは20〜60%であ
る。ケイ素は亜鉛に対する原子比で通常1/10〜10/1であ
る。
The present invention uses the zinc oxide-silica catalyst obtained by the specific formulation as described above, but the zinc content is usually 5 to 75 wt%, preferably 20 to 60%. Silicon has an atomic ratio to zinc of usually 1/10 to 10/1.

かかる触媒を調製するにあたり、用いられる酸化亜鉛の
前駆体としては、亜鉛の種々の塩類、例えば硝酸塩、硫
酸塩、有機カルボン酸塩、炭酸塩、水酸化物、オキシ酸
アンモニウム塩等が挙げられるが、中でも硝酸塩、有機
カルボン酸塩が好ましい。
Examples of zinc oxide precursors used in preparing such a catalyst include various salts of zinc, such as nitrates, sulfates, organic carboxylates, carbonates, hydroxides, and ammonium oxyacid salts. Of these, nitrates and organic carboxylates are preferable.

また有機ケイ素化合物としては下記一般式(I) (式中、A,B,C,Dはそれぞれ酸素または単なる結
合を示し、少くとも1つは酸素である。R1,R2
3,R4はそれぞれ水素、アルキル基、アルケニル基、
アルキニル基、アリール基、アラルキル基もしくは有機
カルボニル基を示し、同時にすべて水素であることはな
い。) で示される有機ケイ素およびこれらが縮合し、シロキサ
ン結合(−Si−O−Si)したポリオルガノシロキサン等
が挙げられる。
Further, as the organosilicon compound, the following general formula (I) (In the formula, each of A, B, C and D represents oxygen or a simple bond, and at least one is oxygen. R 1 , R 2 ,
R 3 and R 4 are each hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group,
It represents an alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an organic carbonyl group, and is not all hydrogen at the same time. ) And organopolysiloxanes in which these are condensed to form a siloxane bond (-Si-O-Si).

ここでR1,R2,R3,R4としては例えば、水素、メチ
ル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチ
ル、i−ブチル、sec−ブチル、ペンチル、シクロペ
ンチル、ヘキシル、シクロヘキシル等のアルキル基、ビ
ニル、プロペニル、アリル、イソプロペニル、シクロヘ
キセニル等のアルケニル基、エチニル、2−プロピニル
等のアルキニル基、フェニル、トリル、キシリル等のア
リール基、ベンジル等のアラルキル基、ホルミル、アセ
チル、プロピオニル等の有機カルボニル基などが挙げら
れる。
Examples of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 include hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, sec-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl and cyclohexyl. Alkyl groups such as vinyl, propenyl, allyl, isopropenyl, cyclohexenyl, etc., alkynyl groups such as ethynyl, 2-propynyl, aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, aralkyl groups such as benzyl, formyl, acetyl. , An organic carbonyl group such as propionyl, and the like.

より具体的な有機化合物としてはテトラメトキシシラ
ン、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシ
ラン、メチルトリメトキシシラン、メトキシジメチルビ
ニルシラン、アセトキシトリメチルシラン、エトキシト
リメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、エチルトリ
メトキシシラン、2−プロピニル、ジアセトキシジメチ
ルシラン、トリメチルプロポキシシラン、トリエチルシ
ラノール、ジエトキシジメチルシラン、トリエトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシラン、トリアセトキシビニ
ルシラン、ジエトキシジメチルシラン、トリエトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシラン、トリアセトキシビニ
ルシラン、ジアセトキシビニルシラン、ジエトキシジエ
チルシラン、ジメチルジプロポキシシラン、エチルトリ
エトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリ
メトキシシラン、アリルトリエトキシシラン等およびこ
れ等の縮合物が例示できる。
More specific organic compounds include tetramethoxysilane, methoxytrimethylsilane, dimethoxydimethylsilane, methyltrimethoxysilane, methoxydimethylvinylsilane, acetoxytrimethylsilane, ethoxytrimethylsilane, diethoxymethylsilane, ethyltrimethoxysilane, and 2-propynyl. , Diacetoxydimethylsilane, trimethylpropoxysilane, triethylsilanol, diethoxydimethylsilane, triethoxysilane, methyltriethoxysilane, triacetoxyvinylsilane, diethoxydimethylsilane, triethoxysilane, methyltriethoxysilane, triacetoxyvinylsilane, diacetoxysilane Acetoxyvinylsilane, diethoxydiethylsilane, dimethyldipropoxysilane, ethyltriethoxysilane, TE La silane, phenyl trimethoxy silane, allyl triethoxy silane, etc., and which like condensate of it can be exemplified.

本発明に使用される触媒は上記のような酸化亜鉛の前駆
体と有機ケイ素化合物とを含む溶液に尿素を加えること
によって生ずる沈殿物を焼成処理して得られるが、沈殿
いとして用いる尿素は通常使用される尿素、例えば工業
薬品として市販されているものでも充分使用できる。
The catalyst used in the present invention is obtained by calcining a precipitate produced by adding urea to a solution containing the above-mentioned zinc oxide precursor and an organosilicon compound. Urea used, for example, one commercially available as an industrial chemical, can be sufficiently used.

尿素の使用量は使用する亜鉛1モルに対し通常1〜20
モル好ましくは2〜10モルである。
The amount of urea used is usually 1 to 20 per 1 mol of zinc used.
It is preferably 2 to 10 mol.

ここで尿素の代りに金属イオンの沈殿剤として通常使用
されている水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸水素ナトリウム、アンモニア等のアルカ
リを用いた触媒は活性が著しく劣り、極めて低いアルデ
ヒド収率しか示さない、これに対し尿素を沈殿剤として
用いた触媒は、活性も極めて高く、しかも公知触媒に比
し長期間にわたり高い活性を保つ。
Here, a catalyst using an alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, or ammonia, which is usually used as a metal ion precipitating agent instead of urea, has remarkably poor activity and extremely low aldehyde yield. In contrast to this, the catalyst using urea as a precipitant has a very high activity, and retains a high activity for a long period of time as compared with known catalysts.

かかる尿素の作用は完全には解明されてないが、尿素を
用いた場合はBET表面積が極めて高い値であることか
ら、亜鉛の水酸化物の生成と有機ケイ素の加水分解等の
反応を同時に進行せしめ、組成の均一な沈殿を生成せし
める役割を果しているものと推定される。
Although the action of such urea has not been completely clarified, when urea is used, the BET surface area is extremely high, so that reactions such as formation of zinc hydroxide and hydrolysis of organosilicon proceed simultaneously. It is presumed that it plays a role in producing a precipitate having a uniform composition.

触媒の具体的調製法としては例えば、前記酸化亜鉛の前
駆体と有機ケイ素とをアルコール等の有機溶媒または水
もしくは両者の混合物に溶解せしめ、これに尿素を溶解
させる。
As a specific method for preparing the catalyst, for example, the precursor of zinc oxide and organosilicon are dissolved in an organic solvent such as alcohol or water or a mixture of both, and urea is dissolved therein.

次で60〜150℃で2〜100時間加熱することによ
り沈殿を生成せしめる。
A precipitate is then formed by heating at 60-150 ° C for 2-100 hours.

かかる沈殿物を過、水洗、乾燥後、焼成処理を施すこ
とにより目的とする触媒が得られる。
The desired catalyst can be obtained by subjecting such a precipitate to washing with water, drying, and then calcination.

ここで焼成処理は、通常空気もしくは窒素気流中で40
0〜1000℃、好ましくは500〜900℃の温度下
で実施される。
Here, the firing treatment is usually performed in air or nitrogen stream at 40
It is carried out at a temperature of 0 to 1000 ° C, preferably 500 to 900 ° C.

かくして本発明に使用する触媒が得られるが、メタノー
ルを脱水素せしめるにあたっては通常、気相流通方式で
実施され、メタノールは触媒層へ気体として供給され
る。
Thus, the catalyst used in the present invention can be obtained, but dehydrogenation of methanol is usually carried out by a gas phase flow system, and methanol is supplied to the catalyst layer as a gas.

触媒層温度は通常450〜650℃であり、500〜6
00℃が好適である。反応圧力は特に制限はないが、通
常、常圧〜10kg/cm2で実施される。
The catalyst layer temperature is usually 450 to 650 ° C., 500 to 6
00 ° C is preferred. The reaction pressure is not particularly limited, but is usually atmospheric pressure to 10 kg / cm 2 .

ここでメタノールは窒素やメタンなどのような不活性ガ
スおよび/または水素等で希釈して供給しても良い。メ
タノールの供給量は反応器の大きさ形状にもよるが触媒
1kgあたり、通常0.1〜10kg/hrであり、0.1kg/hr未
満では実用生に劣り、10kg/hrを超えるとメタノール
の反応率は低下の傾向を示す。
Here, methanol may be supplied after being diluted with an inert gas such as nitrogen or methane and / or hydrogen. Although the amount of methanol supplied depends on the size and shape of the reactor, it is usually 0.1 to 10 kg / hr per 1 kg of the catalyst. If it is less than 0.1 kg / hr, it is inferior in practical use. It shows a downward trend.

反応器を出た反応ガスは冷却されて通常の化学工業的方
法、例えば熱交換型凝縮塔、吸収塔等によってホルムア
ルデヒドが回収される。
The reaction gas discharged from the reactor is cooled and formaldehyde is recovered by an ordinary chemical industrial method, for example, a heat exchange type condensation tower, an absorption tower and the like.

ここで反応ガス中に含まれる水の量はホルムアルドヒド
1モルに対し0.02モル以下と著しく少量であるため、水
を含まない高純度ホルムアルデヒドを得るのに有利であ
る。例えば吸収剤としてポリエチレングリコール、ジエ
チレングリコール、シクロヘキサノール等の高級アルコ
ールを用いると、高級アルコールヘミホルマール液とし
て回収され、これを加熱分解することにより容易に高純
度ホルムアルデヒドが得られる。
Here, the amount of water contained in the reaction gas is 0.02 mol or less per 1 mol of formaldehyde, which is extremely small, which is advantageous for obtaining high-purity formaldehyde containing no water. For example, when a higher alcohol such as polyethylene glycol, diethylene glycol or cyclohexanol is used as the absorbent, it is recovered as a higher alcohol hemiformal solution, and high-purity formaldehyde can be easily obtained by heating and decomposing it.

<発明の効果> かくしてホルムアルデヒドが製造されるが、本発明によ
れば、メタノールの転化率が著しく高くしかも高収率で
ホルムアルデヒドが得られ、更には触媒上への炭素質の
沈着、触媒のブロッキング等も殆ど認められず触媒が長
期間高活性を示し、ホルムアルデヒドが長期にわたり高
収率で得られる。
<Effects of the Invention> Formaldehyde is thus produced. According to the present invention, the conversion of methanol is extremely high and formaldehyde can be obtained in a high yield, and further, the deposition of carbonaceous matter on the catalyst and the blocking of the catalyst. Etc. are hardly observed, the catalyst exhibits high activity for a long time, and formaldehyde is obtained in a high yield for a long time.

また本発明によれば、得られるホルムアルデヒドは水分
含量が極めてわずかであるため容易に水分が除去でき、
水分をきらう分野の原料としても有利である。さらには
副生する水素も高収率で得られるため、オフガスも熱源
あるいは化学原料として有効に利用できる。
Further, according to the present invention, since the formaldehyde obtained has a very small water content, water can be easily removed,
It is also advantageous as a raw material in the field where moisture is absent. Further, since hydrogen produced as a by-product can be obtained in a high yield, off-gas can be effectively used as a heat source or a chemical raw material.

本発明方法はこのような種々の利点を有するため、メタ
ノール以外の他のアルコール類の脱水素反応、例えばエ
タノール、ブタノール、イソプロパノール、シクロヘキ
サノール等を脱水素せしめて対応するアルデヒドもしく
はケトンを製造する方法にも適用できる。
Since the method of the present invention has such various advantages, a method for producing a corresponding aldehyde or ketone by dehydrogenation of alcohols other than methanol, for example, by dehydrogenating ethanol, butanol, isopropanol, cyclohexanol and the like. Can also be applied to.

<実施例> 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれ等のみに限定されるものではない。
<Examples> Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

(1) 触媒の調製 <触媒A> 硝酸亜鉛Zn(NO3)2・6H2O 23.93gをエタノール100g
に溶解し、これにエタノール100gにトリエトキシシ
ラン16.66gを溶解した液を加え、室温下30分撹拌し
た後、尿素28.8gを蒸留水84.6gに溶解した溶液を加え
室温下で30分撹拌した。
(1) Preparation of Catalyst <Catalyst A> zinc nitrate Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O 23.93g ethanol 100g
, And a solution of 16.66 g of triethoxysilane dissolved in 100 g of ethanol was added and stirred for 30 minutes at room temperature, and then a solution of 28.8 g of urea dissolved in 84.6 g of distilled water was added and stirred for 30 minutes at room temperature. .

次で撹拌下に液温を80℃まで昇温し、同温度で9時間
保温撹拌し白色スラリー液を得た。白色固体を過、・
水洗した後、150℃で12時間乾燥し、次で電気炉を
用いて空気中350℃下、2時間、更に600℃下5時
間焼成処理を行い触媒Aを得た。
Next, the liquid temperature was raised to 80 ° C. with stirring, and the mixture was heated and stirred at the same temperature for 9 hours to obtain a white slurry liquid. Over white solids,
After washing with water, it was dried at 150 ° C. for 12 hours, and then calcined in an electric furnace at 350 ° C. for 2 hours and further at 600 ° C. for 5 hours to obtain a catalyst A.

得られた触媒のZnの含量は36.2wt%、Si含量は25.5w
t%であり、BET法による表面積は29.65m2/gであ
った。
The obtained catalyst has a Zn content of 36.2 wt% and a Si content of 25.5 w.
The surface area measured by the BET method was 29.65 m 2 / g.

<触媒B> 触媒Aの調製において、尿素水溶液の代りに28wt%
アンモニア水58.8gを用い、これを室温、撹拌下に30
分間かけて滴下する以外は触媒Aの場合と同様に調製し
た。
<Catalyst B> In the preparation of Catalyst A, 28 wt% was used instead of the urea aqueous solution.
Ammonia water (58.8 g) was used, and this was stirred at room temperature for 30
It was prepared in the same manner as in the case of catalyst A except that the solution was added dropwise over a period of minutes.

得られた触媒BのZn含量は34.6wt%、Si含量は24.5w
t%であり、BET法による表面積は6.6m2/gであっ
た。
The obtained catalyst B has a Zn content of 34.6 wt% and a Si content of 24.5 w.
t%, and the surface area by the BET method was 6.6 m 2 / g.

<触媒C> 硝酸亜鉛Zn(NO3)2・6H2O 53.4gをエタノール39.5gに溶
解し、これにエタノール39.5gとトリエトキシシラン3
7.2gとからなる溶液を加え、室温下で30分間撹拌し
た後、尿素61.5gと蒸留水150gよりなる溶液を加え
室温下で30分間撹拌した。
<Catalyst C> zinc nitrate Zn (NO 3) 2 · 6H 2 and O 53.4 g was dissolved in ethanol 39.5g, which ethanol 39.5g triethoxysilane 3
After adding a solution of 7.2 g and stirring at room temperature for 30 minutes, a solution of 61.5 g of urea and 150 g of distilled water was added and stirred at room temperature for 30 minutes.

次で撹拌下に液温で80℃まで昇温し、6時間同程度で
保温撹拌し白色スラリー液を得た。
Next, the liquid temperature was raised to 80 ° C. with stirring, and the mixture was heated and stirred at the same temperature for about 6 hours to obtain a white slurry liquid.

白色固体を過・水洗した後、150℃で12時間乾燥
し、次で電気炉を用いて空気中350℃下2時間、更に
600℃下1時間焼成処理を行い触媒Cを得た。
The white solid was washed with water and washed with water, dried at 150 ° C. for 12 hours, then calcined in an electric furnace at 350 ° C. for 2 hours and further at 600 ° C. for 1 hour to obtain a catalyst C.

得られた触媒のZn含量は44.6wt%、Si含量は19.5wt
%であり、BET法による表面積は225m2/gであっ
た。
The obtained catalyst has a Zn content of 44.6 wt% and a Si content of 19.5 wt.
%, And the surface area according to the BET method was 225 m 2 / g.

<触媒D> 触媒Cの調製において硝酸亜鉛26.7gおよびその溶媒と
してのメタノール39.5g、尿素30.7gおよびその溶媒と
しての蒸留水170gを用いる以外は触媒Cの場合と同
様にして調製した。
<Catalyst D> Catalyst C was prepared in the same manner as catalyst C except that 26.7 g of zinc nitrate, 39.5 g of methanol as a solvent thereof, 30.7 g of urea and 170 g of distilled water as a solvent thereof were used.

得られた触媒DのZn含量は31.3wt%、Si含量は27.7w
t%であり、BET法による表面積は371m2/gであ
った。
The obtained catalyst D had a Zn content of 31.3 wt% and a Si content of 27.7 w.
The surface area measured by the BET method was 371 m 2 / g.

<触媒E> 硝酸亜鉛Zn(NO3)2・6H2O 18.27gを蒸留水200mlに溶
解し、これにシリカゲル(日産化学製 商品名スノーテ
ックス−N,SiO2含量20wt%)25gを加えた。次
でこのスラリー状混合物を80℃湯浴上で1時間充分撹
拌した後、ロータリーエバポレーターにて減圧乾燥し、
得られた固形物を電気炉を用いて空気中350℃下2時
間、600℃下5時間焼成処理を行い触媒Eを得た。
<Catalyst E> zinc nitrate Zn a (NO 3) 2 · 6H 2 O 18.27g was dissolved in distilled water 200 ml, which was added silica gel (Nissan Chemical trade name Snowtex -N, SiO 2 content 20 wt%) and 25g . Next, after thoroughly stirring this slurry mixture on a hot water bath at 80 ° C. for 1 hour, it was dried under reduced pressure by a rotary evaporator,
The obtained solid matter was calcined in air at 350 ° C. for 2 hours and at 600 ° C. for 5 hours to obtain a catalyst E.

得られた触媒のZn含量は40.2wt%、Si含量は23.4wt
%であり、BET法による表面積は78m2/gであっ
た。
The obtained catalyst has a Zn content of 40.2 wt% and a Si content of 23.4 wt.
%, And the surface area according to the BET method was 78 m 2 / g.

<触媒F> 触媒Eの調製において硝酸亜鉛を14.6g用い、シリカゾ
ルの代りにあらかじめ300℃で5時間乾燥処理を行っ
たシリカ20gを用いる他は触媒Eと同様に行って所媒
Fを得た。
<Catalyst F> In the preparation of the catalyst E, 14.6 g of zinc nitrate was used, and instead of the silica sol, 20 g of silica that had been dried at 300 ° C. for 5 hours was used in advance, and the catalyst F was obtained in the same manner as the catalyst E to obtain a medium F. .

得られた触媒のZn含量は12.9wt%、Si含量は38.0wt
%でありBET法による表面積は75m2/gであった。
The obtained catalyst has a Zn content of 12.9 wt% and a Si content of 38.0 wt%.
%, And the surface area measured by the BET method was 75 m 2 / g.

尚、用いたシリカの性状は以下の通りである。The properties of the silica used are as follows.

かさ比重 約0.50 化学組成 気孔率 約60% SiO2 93〜95% BET表面積 110m2/g Al2O3 約0.5% Fe2O3 0.5% IgLoss 4〜6% 以上触媒A〜Fの調製について述べたが調製後の触媒は
24〜48メッシュの粒径に成形した後デシケータ中に
保管した。
Bulk specific gravity about 0.50 Chemical composition Porosity about 60% SiO 2 93 to 95% BET surface area 110 m 2 / g Al 2 O 3 about 0.5% Fe 2 O 3 0.5% IgLoss 4 to 6% or more Preparation of catalysts A to F However, the prepared catalyst was molded into a particle size of 24-48 mesh and then stored in a desiccator.

また比表面積の測定は200℃で30分窒素気流中で脱
水処理を行なった後、モノソーブ(カンタクローム社
製)を使用して測定した。
The specific surface area was measured using a monosorb (manufactured by Cantachrome) after dehydration treatment at 200 ° C. for 30 minutes in a nitrogen stream.

(2) 触媒反応試験 触媒1.0gを内径10m/mの石英製管型反応器に充填す
る。そしてこの反応器に150℃であらかじめ気化混合
させたメタノールと窒素の混合気体(CH3OH/N2=1
8/82モル比)またはメタノールと水素の混合気体
(CH3OH/N2=18/82モル比)を550mmol/h
r、常圧の条件で流通させ反応温度550℃でメタノー
ルの脱水素反応を行なった。
(2) Catalytic reaction test 1.0 g of the catalyst is filled in a quartz tube reactor having an inner diameter of 10 m / m. Then, a mixed gas of methanol and nitrogen (CH 3 OH / N 2 = 1) which was vaporized and mixed at 150 ° C. in advance in this reactor.
850 mmol / h or a mixed gas of methanol and hydrogen (CH 3 OH / N 2 = 18/82 molar ratio).
The mixture was circulated under conditions of r and atmospheric pressure to carry out the dehydrogenation reaction of methanol at a reaction temperature of 550 ° C.

反応器の出口ガスはそのまま、保温されたガスサンプラ
ーによって、APS−201 20% FlusinT(ガスクロ工
業社製)カラム3m及びモレキュラーシープ13Xカラ
ム2mを使用した熱電導度型ガスクロマトグラフに導入
し、反応生成物であるホルムアルデヒド〔HCHO〕、
ギ酸メチル、ジメチルエーテル〔DME〕、水素
〔H2〕、一酸化炭素〔CO〕、メタン〔CH4〕及び未反
応のメタノール〔出口CH3OH〕、窒素の分析定量をお
こなった。
The outlet gas of the reactor is introduced as it is into a thermoelectric conductivity type gas chromatograph using an APS-201 20% FlusinT (manufactured by Gascro Industrial Co., Ltd.) column 3 m and a molecular sieve 13X column 2 m by a heat-insulated gas sampler to generate a reaction. Formaldehyde [HCHO],
Analysis and quantification of methyl formate, dimethyl ether [DME], hydrogen [H 2 ], carbon monoxide [CO], methane [CH 4 ] and unreacted methanol [outlet CH 3 OH], and nitrogen were performed.

反応結果は表−1に示したが、いずれも設定温度に到達
後、20時間および50時間反応を継続後の値である。
ガスクロマトグラフによる分析では、ギ酸メチルはほと
んど生成しなかった。
The reaction results are shown in Table-1 and are the values after the reaction was continued for 20 hours and 50 hours after reaching the set temperature.
Gas chromatographic analysis produced almost no methyl formate.

尚、〔HCHO〕、〔CO〕、〔CH4〕、〔DME〕は
各々の成分の生成速度(mmol/hr)を、〔CH3OH〕は
反応管出口の未反応メタノール(mmol/hr)を示す。
In addition, [HCHO], [CO], [CH 4 ] and [DME] are the production rates (mmol / hr) of each component, and [CH 3 OH] is the unreacted methanol (mmol / hr) at the outlet of the reaction tube. Indicates.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メタノールを酸素の実質的な非存在下で脱
水素せしめてホルムアルデヒドを製造するにあたり、触
媒として、酸化亜鉛の前駆体と有機ケイ素とを含む溶液
に尿素を加えて沈殿を生成せしめ、次で該沈殿物を焼成
処理を施すことによって得られる酸化亜鉛−シリカ系触
媒を用いることを特徴とするホルムアルデヒドの製造
法。
1. When producing formaldehyde by dehydrogenating methanol in the substantial absence of oxygen, urea is added to a solution containing a precursor of zinc oxide and organosilicon as a catalyst to form a precipitate. A method for producing formaldehyde, characterized by using a zinc oxide-silica catalyst obtained by subsequently subjecting the precipitate to a calcination treatment.
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