JPH0959189A - Method for producing methanol - Google Patents

Method for producing methanol

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JPH0959189A
JPH0959189A JP7211693A JP21169395A JPH0959189A JP H0959189 A JPH0959189 A JP H0959189A JP 7211693 A JP7211693 A JP 7211693A JP 21169395 A JP21169395 A JP 21169395A JP H0959189 A JPH0959189 A JP H0959189A
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JP
Japan
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copper
reaction
methanol
catalyst
hydrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP7211693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Matsuda
洋和 松田
Takeshi Oomatsuzawa
武志 大松澤
Harushige Sugawara
晴茂 菅原
Mitsuo Tanaka
光夫 田中
Kenji Fujiwara
謙二 藤原
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.)
Sakai Chemical Industry Co Ltd
Japan Petroleum Energy Center JPEC
Original Assignee
Petroleum Energy Center PEC
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Petroleum Energy Center PEC, Sakai Chemical Industry Co Ltd filed Critical Petroleum Energy Center PEC
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Publication of JPH0959189A publication Critical patent/JPH0959189A/en
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain in an industrially advantageous way the subject methanol exhibiting excellent methanol activity even under low-temperature and low- pressure reaction conditions, by reaction between carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst consisting of a combination of a copper compound plus metal alkoxide with active carbon. SOLUTION: The objective methanol is obtained by reaction between carbon monoxide and hydrogen in a solvent in the presence of a catalyst composed of (A) a copper compound, (B) a metal alkoxide and (C) active carbon pref. at 40-200 deg.C under a pressure of <=50atm. It is preferable that the component A be a cuprous halide (e.g. cuprous chloride) and the amount of the component C to be used is 0.1-10wt. times that of the component A, and it is recommended that the component B be a 1-10C alkoxide of a metal such as Na or K (specifically, e.g. sodium methoxide).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メタノールの新規
な製造方法に関する。メタノールは各種化学製品の中間
原料として、また、それ自身、溶剤、自動車用燃料、火
力発電用燃料として安価で汎用性の高い有用な化合物で
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel method for producing methanol. Methanol is an inexpensive and highly versatile compound as an intermediate raw material for various chemical products and as a solvent, a fuel for automobiles, and a fuel for thermal power generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】一酸化炭素と水素からメタノールを製造
する方法は、古くから工業的に実施されている。例え
ば、1913年ドイツのBASF社により、Cr,Zn
等の酸化物を主成分とする触媒を用い、300℃以上、
100気圧以上の条件で水性ガスからメタノールを含む
含酸素化合物の製造の可能性が示され、その後、いわゆ
る高圧法メタノールの製造方法が各国で開始された。1
959年には、イギリスのICI社により、合成ガスの
高レベルの脱硫技術を背景に、CuOを主成分とする触
媒を用いて従来よりも低温、低圧下、即ち、200℃〜
300℃、50〜150気圧の条件で反応を行う、いわ
ゆる低圧法メタノールの製造方法が開発された。その後
も触媒及びプロセスの改良がなされ、現在では、メタノ
ールの工業的製造方法の殆どが銅系触媒を使用し、反応
温度200℃、反応圧力100気圧程度の低圧法で実施
されている。
2. Description of the Related Art A method for producing methanol from carbon monoxide and hydrogen has been used industrially for a long time. For example, in 1913, BASF, Germany,
Using a catalyst mainly composed of an oxide such as 300 ° C. or more,
The possibility of producing oxygen-containing compounds containing methanol from water gas under the conditions of 100 atm or more was shown, and thereafter, so-called high-pressure methanol production methods were started in various countries. 1
In 959, the company ICI of the United Kingdom made use of CuO-based catalysts at a lower temperature and lower pressure, that is, 200 ° C.
A so-called low-pressure process for producing methanol has been developed in which the reaction is carried out at 300 ° C. and 50 to 150 atm. Since then, catalysts and processes have been improved. At present, most of industrial production methods of methanol use a copper-based catalyst and are carried out by a low pressure method at a reaction temperature of 200 ° C. and a reaction pressure of about 100 atm.

【0003】一酸化炭素と水素からのメタノール合成の
反応は次式で示すように発熱反応である。 CO + 2H2 → CH3OH ΔH298=−21.
7 kcal/mol 従って、反応条件が低温、高圧であるほどメタノール合
成には有利である。より低温で高活性な触媒は、原料ガ
スの転化率を著しく向上させることにより、未反応のガ
スを反応系へ再循環する必要がなくなるという点で、ま
た、合成ガスの製造工程よりも低圧で高いメタノール生
成活性を示す触媒は、原料の合成ガスをメタノール反応
器へ導入するにあたり、昇圧する必要がなくなるという
点で工業的に極めて有利である。
The reaction of methanol synthesis from carbon monoxide and hydrogen is an exothermic reaction as shown in the following equation. CO + 2H 2 → CH 3 OH ΔH 298 = -21.
7 kcal / mol Therefore, the lower the reaction temperature and the higher the pressure, the more advantageous for methanol synthesis. Catalysts that are highly active at lower temperatures have the advantage of not needing to recycle unreacted gas to the reaction system by significantly improving the conversion rate of the raw material gas. A catalyst showing a high methanol production activity is industrially extremely advantageous in that it is not necessary to pressurize when introducing a raw material synthesis gas into a methanol reactor.

【0004】低温及び低圧、例えば160℃以下、50
気圧以下の反応条件で、ある程度の活性を有する低温・
低圧活性触媒としていくつかの触媒が知られている。中
でも活性の高い触媒として、銅あるいはニッケル触媒が
知られている。しかし、ニッケル触媒を用いると、極め
て毒性の強いニッケルカルボニルが生成することが知ら
れており、その取扱いは極めて困難である。例えば、特
公昭63−51130号公報には、一酸化炭素と水素と
を銅酸化物を除く銅化合物とナトリウムアルコキサイド
あるいはカリウムアルコキサイドを触媒として反応させ
て含酸素有機化合物を合成する方法が開示されている。
Low temperature and low pressure, eg below 160 ° C., 50
Low temperature with some activity under reaction conditions below atmospheric pressure
Several catalysts are known as low-pressure active catalysts. Among them, a copper or nickel catalyst is known as a highly active catalyst. However, it is known that nickel carbonyl, which is extremely toxic, is generated when a nickel catalyst is used, and its handling is extremely difficult. For example, JP-B-63-51130 discloses a method of synthesizing an oxygen-containing organic compound by reacting carbon monoxide and hydrogen with a copper compound other than copper oxide and sodium alkoxide or potassium alkoxide as a catalyst. Is disclosed.

【0005】例えば、特公平6−2686(WO86/
03190)では、アドキン法によって調製した銅触
媒、アルカリ金属アルコキサイドとからなる触媒の存在
下において、反応器中の液体反応媒質がメタノールおよ
びギ酸メチルに加えて、同一温度における純粋メタノー
ルのものより低い誘電恒数を有する少なくとも50容量
%の非極性有機溶媒を使用して、液相中で一酸化炭素と
水素からメタノールを製造する方法が開示されている。
For example, Japanese Patent Publication No. 6-2686 (WO86 /
03190), the liquid reaction medium in the reactor, in addition to methanol and methyl formate, has a lower dielectric constant than that of pure methanol at the same temperature in the presence of a catalyst consisting of a copper catalyst prepared by the Adkin method, an alkali metal alkoxide. A method for producing methanol from carbon monoxide and hydrogen in a liquid phase using at least 50% by volume of a non-polar organic solvent having a constant number is disclosed.

【0006】また、Appl. Catal.,10
3,105−122(1993)では、一酸化炭素と水
素によるメタノール合成において、銅クロマイト触媒、
カリウムメトキサイド(またはナトリウムメトキサイ
ド)を用いると、従来の方法に比べ、反応温度が約10
0℃低くなり、リサイクルガス量が大幅に少なくなると
報告されている。
Further, Appl. Catal. , 10
3,105-122 (1993), in a methanol synthesis with carbon monoxide and hydrogen, a copper chromite catalyst,
When potassium methoxide (or sodium methoxide) is used, the reaction temperature is about 10 compared to the conventional method.
It is reported that the amount of recycled gas will be significantly reduced by lowering the temperature by 0 ° C.

【0007】また、例えば、米国特許第4,992,4
80号、同4,935,395号明細書には、Cu,N
i,Pd,Co,Ru,Mo,Feから選ばれた金属の
カルボニル化合物とアルコキサイドを触媒とした均一触
媒を使用して合成ガスからメタノールを製造する方法が
開示されている。
Also, for example, US Pat. No. 4,992,4
No. 80, No. 4,935,395 describes Cu, N.
A method for producing methanol from synthesis gas using a homogeneous catalyst using a carbonyl compound of a metal selected from i, Pd, Co, Ru, Mo and Fe and alkoxide as a catalyst is disclosed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らが検証した
限りにおいては、いずれの触媒も活性が十分とはいえな
い上に、活性の劣化が激しい、あるいは、取扱が困難で
ある等の問題を有しており、工業的に実施するにはいま
だ不十分であることが確認された。従って、低温・低圧
の反応条件下で更に高活性な触媒が強く切望されている
のが現状である。
As far as the inventors of the present invention have verified, there is a problem that the activity of each catalyst is not sufficient, the activity is severely deteriorated, or the handling is difficult. It has been confirmed that it is still insufficient for industrial implementation. Therefore, under the present circumstances, there is a strong demand for a catalyst having higher activity under the reaction conditions of low temperature and low pressure.

【0009】本発明の目的は、低温、低圧の反応条件下
で一酸化炭素と水素からメタノールを製造するための高
活性な触媒を用いる新規な製造方法を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a novel production method using a highly active catalyst for producing methanol from carbon monoxide and hydrogen under reaction conditions of low temperature and low pressure.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは工業的に有
利な160℃以下の低温及び50気圧以下の低圧で高活
性が得られる触媒について鋭意検討した結果、銅化合物
を含む触媒中に活性炭を共存させることによって、メタ
ノールが高活性で生成することを見出し本発明を完成す
るに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made earnest studies on a catalyst which is industrially advantageous and can obtain high activity at a low temperature of 160 ° C. or lower and a low pressure of 50 atm or lower. It was found that methanol is produced with high activity by coexisting with activated carbon, and the present invention has been completed.

【0011】すなわち本発明は、溶媒の存在下、溶媒の
存在下、一酸化炭素と水素から含酸素化合物を製造する
にあたり、(1)銅化合物、(2)金属アルコキサイド
および(3)活性炭から構成される触媒を使用すること
を特徴とするメタノールの製造方法である。
That is, the present invention comprises (1) a copper compound, (2) a metal alkoxide and (3) activated carbon in the production of an oxygen-containing compound from carbon monoxide and hydrogen in the presence of a solvent and in the presence of a solvent. The method for producing methanol is characterized by using a catalyst as described above.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0013】本発明の方法で使用する銅化合物とは、具
体的には、塩化銅(I,II)、臭化銅(I,II)、ヨウ
化銅(I,II)、あるいは硫酸銅、スルファミン酸銅、
リン酸銅、炭酸銅のような、ハロゲン化水素、硫酸、リ
ン酸等の鉱酸から誘導される無機の銅塩や、酢酸銅、ギ
酸銅、シュウ酸銅、オレイン酸銅、ステアリン酸銅、ナ
フテン酸銅、安息香酸銅、クエン酸銅、酒石酸銅のよう
なカルボン酸銅などが挙げられる。また、銅アセチルア
セトナート、銅アルコキサイド、シアン化銅(I)、チ
オシアン酸銅、銅カルボニル、ラネー銅も用いることが
できる。また、酸化銅も用いることができる。さらに、
シリカやアルミナに担持された上記の銅化合物も使用で
きる。しかしながら、これらの銅化合物以外を使用して
も本発明を限定するものではない。
The copper compound used in the method of the present invention is specifically copper chloride (I, II), copper bromide (I, II), copper iodide (I, II), or copper sulfate. Copper sulfamate,
Inorganic copper salts derived from mineral acids such as copper phosphate, copper carbonate, hydrogen halide, sulfuric acid, phosphoric acid, copper acetate, copper formate, copper oxalate, copper oleate, copper stearate, Examples thereof include copper naphthenate, copper benzoate, copper citrate, and copper carboxylates such as copper tartrate. Further, copper acetylacetonate, copper alkoxide, copper (I) cyanide, copper thiocyanate, copper carbonyl, and Raney copper can also be used. Copper oxide can also be used. further,
The above-mentioned copper compounds supported on silica or alumina can also be used. However, use of other than these copper compounds does not limit the present invention.

【0014】これらの銅化合物を触媒として使用する
際、このような銅化合物の中でも、銅として2価の銅よ
り1価の銅を含む銅化合物の方が、高活性が得られ好ま
しい。しかし、2価の銅化合物であっても反応条件下で
容易に一酸化炭素または水素によって1価に還元される
銅であれば好ましく使用できる。このような2価の銅化
合物の例としては、炭酸銅(II)、酢酸銅(II)、銅ア
セチルアセトネート(II)、塩化銅(II)等が挙げられ
る。
When using these copper compounds as a catalyst, among these copper compounds, a copper compound containing monovalent copper as the copper is more preferable than divalent copper because high activity can be obtained. However, even a divalent copper compound can be preferably used as long as it is a copper that is easily reduced to monovalent by carbon monoxide or hydrogen under the reaction conditions. Examples of such divalent copper compounds include copper (II) carbonate, copper (II) acetate, copper acetylacetonate (II), and copper (II) chloride.

【0015】本発明で使用される銅化合物の使用量は、
使用される溶媒の量に対して適宜決定される。担体に担
持された銅化合物の場合、その使用量は担体の重量を含
んだ総重量を意味する。銅化合物の使用量は少量で充分
であるが、多すぎるとかえって活性が低下する。従っ
て、銅化合物の使用量は溶媒に対して0.5〜50wt%
の範囲であり、好ましくは1〜30wt%の範囲である。
The amount of the copper compound used in the present invention is
It is appropriately determined depending on the amount of the solvent used. In the case of a copper compound supported on a carrier, the amount used means the total weight including the weight of the carrier. A small amount of the copper compound is sufficient, but if it is too large, the activity is rather lowered. Therefore, the amount of copper compound used is 0.5 to 50 wt% with respect to the solvent.
Range, and preferably in the range of 1 to 30 wt%.

【0016】本発明の方法で使用する活性炭は、その原
料として、植物系のものでは木炭、ヤシ殻、リグニンな
ど、鉱物系のものとしては石油ピッチ、石炭ピッチ、コ
ークス、レキ青炭、褐炭、亜炭、泥炭、石油蒸留残渣、
コールタールなど、その他のものとしては、レーヨンな
どの天然繊維や、フェノール、アクリル樹脂などの合成
素材を用いたものなどが挙げられる。これら以外の原料
からなる活性炭を使用しても本発明を限定するものでは
ない。また、粉末炭、破砕炭、粒状炭などいずれの形態
でも使用できる。しかし、塩素、硫黄などの不純物は本
発明の触媒の被毒物質となることがあるので、不純物の
割合は低い方が好ましい。また、使用前に水蒸気賦活、
薬品賦活のいずれかの方法で賦活する方が好ましい。さ
らに、使用する活性炭は大きいBET比表面積を有する
ことが好ましい。一般に、ヤシ殻を原料とする活性炭は
表面積が大きいので好ましく用いられる。また、ヤシ殻
以外の原料を用いたものであっても、特殊に加工され、
高表面積を有するものについても好ましく用いられる。
表面積としては、300m2/g以上、好ましくは50
0m2/g以上、さらに好ましくは1000m2/g以上
の範囲である。
The activated carbon used in the method of the present invention includes, as its raw materials, charcoal, coconut shell, lignin and the like for plant-based ones, and petroleum pitch, coal pitch, coke, leek coal and lignite for mineral-based ones. Lignite, peat, petroleum distillation residue,
Examples of other materials such as coal tar include natural fibers such as rayon and synthetic materials such as phenol and acrylic resin. The present invention is not limited even if activated carbon made of a raw material other than these is used. Further, any form such as powdered coal, crushed coal, and granular coal can be used. However, since impurities such as chlorine and sulfur may become poisonous substances of the catalyst of the present invention, it is preferable that the proportion of impurities is low. Also, steam activation before use,
It is preferable to activate by either method of chemical activation. Furthermore, the activated carbon used preferably has a large BET specific surface area. Generally, activated carbon made from coconut shell has a large surface area and is preferably used. In addition, even if using raw materials other than coconut shell, it is specially processed,
Those having a high surface area are also preferably used.
The surface area is 300 m 2 / g or more, preferably 50
The range is 0 m 2 / g or more, more preferably 1000 m 2 / g or more.

【0017】このような活性炭として具体的には、特殊
加工された関西熱化学(株)製の「マックスソーブ」
(商品名)や大阪瓦斯(株)製の「M−30」(商品
名)、また、ヤシ殻などの植物系原料から製造された武
田薬品工業(株)製の「白鷺C2X」(商品名)や北炭
化成工業(株)製の「スターコールW−YC」(商品
名)、フェノール樹脂を原料として製造されたクラレケ
ミカル(株)製の「クラレコールBP−25」(商品
名)、鉱物系原料から製造された東洋カルゴン(株)製
の「CPG」、その他、(株)ツルミコール製の「ツル
ミコール4GV」(商品名)、キャタラー工業(株)製
の「PG3」などが挙げられる。
Specifically, as such activated carbon, "Maxsorb" manufactured by Kansai Thermochemical Co., Ltd., which has been specially processed, is used.
(Trade name) and “M-30” (trade name) manufactured by Osaka Gas Co., Ltd., and “Shirasagi C 2 X” manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. manufactured from plant-based raw materials such as coconut shells ( (Trade name), "Star Coal W-YC" (trade name) manufactured by Kita Kasei Kogyo Co., Ltd., and "Kuraray Coal BP-25" (trade name) manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd. manufactured from phenolic resin as a raw material. ), "CPG" manufactured by Toyo Calgon Co., Ltd. manufactured from mineral raw materials, "Tsurumi Coal 4GV" (trade name) manufactured by Tsurumi Coal, "PG3" manufactured by Cataler Industry Co., Ltd., and the like. To be

【0018】本発明の方法において、活性炭の使用量は
銅化合物の使用量に対して適宜決定される。活性炭の使
用量が多いほど活性向上効果はあるが、実用的には、銅
化合物の重量の0.1〜10倍の範囲であり、好ましく
は、0.2〜5倍の範囲である。
In the method of the present invention, the amount of activated carbon used is appropriately determined with respect to the amount of copper compound used. The larger the amount of the activated carbon used, the more the activity is improved, but practically, it is in the range of 0.1 to 10 times, preferably 0.2 to 5 times the weight of the copper compound.

【0019】本発明で使用する金属アルコキサイドは、
Li,Na,Kから選ばれた金属のアルコキサイドであ
る。この中でも、金属としてNa,Kが好ましく、更に
Kは最適である。また、アルコキサイドは炭素数1〜1
0のアルコキサイドが使用される。この中でも、アルコ
ールから誘導されるメトキサイド、エトキサイド、プロ
ポキサイド、ブトキサイドが好ましい。
The metal alkoxide used in the present invention is
It is an alkoxide of a metal selected from Li, Na and K. Among these, Na and K are preferable as the metal, and K is most preferable. Also, alkoxide has 1 to 1 carbon atoms.
Zero alkoxides are used. Among these, methoxide, ethoxide, propoxide and butoxide derived from alcohol are preferable.

【0020】本発明の方法において、金属アルコキサイ
ドの使用量は銅化合物の使用量に対して適宜決定され
る。金属アルコキサイドの使用量が少なすぎると触媒効
果が充分に得られず、多すぎると反応を阻害するため好
ましくない。従って、金属アルコキサイドの使用量は銅
化合物の重量の0.1〜30倍の範囲であり、好ましく
は0.3〜10倍の範囲である。
In the method of the present invention, the amount of metal alkoxide used is appropriately determined with respect to the amount of copper compound used. If the amount of the metal alkoxide used is too small, the catalytic effect cannot be sufficiently obtained, and if it is too large, the reaction is hindered, which is not preferable. Therefore, the amount of metal alkoxide used is in the range of 0.1 to 30 times, preferably 0.3 to 10 times the weight of the copper compound.

【0021】本発明で使用する溶媒としては、特に制限
はないが、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチル
エーテル、ジフェニルエーテルのようなエーテル類、グ
ライム、ジグライム、トリグライムのようなグライム
類、酢酸メチル、プロピオン酸エチルのようなエステル
類、ヘキサノール、ヘプタノールのような炭素数が6以
上のアルコール類、ヘキサン、ベンゼン、デカリン、ク
ロルベンゼンのような炭化水素、ハロゲン化炭化水素類
が好ましく使用される。また、ジメチルホルムアミド、
N−メチルピロリドンのような非プロトン性極性溶媒も
使用することができる。これらの中でも、エーテル類や
グライム類が特に好ましい。
The solvent used in the present invention is not particularly limited, but includes ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, diethyl ether and diphenyl ether, glymes such as glyme, diglyme and triglyme, methyl acetate and ethyl propionate. Such esters, alcohols having 6 or more carbon atoms such as hexanol and heptanol, hydrocarbons such as hexane, benzene, decalin and chlorobenzene, and halogenated hydrocarbons are preferably used. Also, dimethylformamide,
An aprotic polar solvent such as N-methylpyrrolidone can also be used. Among these, ethers and glymes are particularly preferable.

【0022】本発明の方法で使用する(1)銅化合物、
(2)金属アルコキサイドおよび(3)活性炭は、前も
って混合して使用しても、また、そのまま溶媒に順次投
入して使用してもメタノールの合成触媒として効果があ
り、いずれの方法も使用できる。
(1) a copper compound used in the method of the present invention,
The metal alkoxide (2) and the activated carbon (3) are effective as a catalyst for synthesizing methanol even if they are used by mixing them in advance, or when they are sequentially added to the solvent as they are, and any method can be used.

【0023】本発明では、160℃以下の低温において
も優れたメタノール活性を有する触媒を使用するもので
あるが、反応は40〜200℃の温度範囲で行うことが
できる。反応温度が200℃を超えると転化率が著しく
低下する。一方、反応温度が40℃未満では反応速度が
小さく実用的ではない。好ましくは、60〜180℃の
範囲である。さらに好ましくは80〜160℃の範囲で
ある。しかし、反応熱の回収等を含めた総合的な経済性
等を考慮して、これ以上の温度で実施しても本発明の方
法を限定するものではない。
In the present invention, a catalyst having excellent methanol activity even at a low temperature of 160 ° C. or lower is used, but the reaction can be carried out in the temperature range of 40 to 200 ° C. If the reaction temperature exceeds 200 ° C., the conversion will be significantly reduced. On the other hand, if the reaction temperature is lower than 40 ° C., the reaction rate is small and not practical. Preferably, it is in the range of 60 to 180 ° C. More preferably, it is in the range of 80 to 160 ° C. However, the method of the present invention is not limited to a higher temperature in consideration of overall economic efficiency including recovery of reaction heat and the like.

【0024】原料の一酸化炭素及び水素には窒素や二酸
化炭素が含有されていても使用することができるが、二
酸化炭素は少ない方が好ましい。また、硫黄化合物や水
分は場合によってはメタノール合成の反応を開始する前
に、これらを痕跡量まで除去しておくことが望ましい。
一酸化炭素と水素の混合比は1:0.5〜1:5の範囲
である。水素の一酸化炭素に対する使用量が化学量論比
である2よりも大きいとメタノールの選択率は向上する
が、更に大きくなれば過剰の水素が利用されずに残るた
めに不経済である。従って、実用的には1:1.5〜
1:2.5の範囲が好ましい。
Although carbon monoxide and hydrogen as raw materials can be used even if they contain nitrogen and carbon dioxide, it is preferable that the amount of carbon dioxide is small. In some cases, it is desirable to remove sulfur compounds and water to trace amounts before starting the reaction of methanol synthesis.
The mixing ratio of carbon monoxide and hydrogen is in the range of 1: 0.5 to 1: 5. If the amount of hydrogen used with respect to carbon monoxide is larger than the stoichiometric ratio of 2, the selectivity of methanol improves, but if it is further increased, excess hydrogen remains unutilized and is uneconomical. Therefore, practically 1: 1.5-
A range of 1: 2.5 is preferred.

【0025】本発明の方法では、反応圧力が高いほどメ
タノール活性は高くなるが、合成ガスを昇圧することな
く反応器へ供給するための実用的な圧力として50kg
/cm2−G以下が好ましい。しかしながら、これ以上
の圧力での実施も本発明の範疇に含まれるものである。
In the method of the present invention, the higher the reaction pressure, the higher the methanol activity. However, as a practical pressure for supplying the synthesis gas to the reactor without increasing the pressure, it is 50 kg.
/ Cm 2 −G or less is preferable. However, implementation at higher pressures is also included in the scope of the present invention.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0027】実施例1 塩化第一銅(CuCl)1g(10mmol)、活性炭
A(商品名:マックスソーブ、関西熱化学(株)製、BE
T比表面積:3000 m2/g)0.5g、ナトリウムメトキサ
イド1.6g(30mmol)、ジオキサン20mlを
オートクレーブへ仕込み、室温でCO/H2=1/2
(モル比)の合成ガスを50kg/cm2−Gまで圧入
し、反応温度120℃で3時間反応を行った。分析の結
果、CO転化率95%、メタノール選択率99%以上の
反応成績が得られた。圧力の吸収は約30分で終了し、
この圧力の低下が認められた時間を反応時間とした場合
の溶媒基準の収量[STY(Space time yield)]は1
75g-MeOH/l/hrであった。
Example 1 Cuprous chloride (CuCl) 1 g (10 mmol), activated carbon A (trade name: MaxSorb, manufactured by Kansai Thermochemical Co., Ltd., BE
T specific surface area: 3000 m 2 / g) 0.5 g, sodium methoxide 1.6 g (30 mmol), dioxane 20 ml were charged into an autoclave, and CO / H 2 = 1/2 at room temperature.
A synthesis gas (molar ratio) was injected under pressure up to 50 kg / cm 2 -G, and a reaction was carried out at a reaction temperature of 120 ° C. for 3 hours. As a result of the analysis, a reaction result with a CO conversion of 95% and a methanol selectivity of 99% or more was obtained. Absorption of pressure is completed in about 30 minutes,
The solvent-based yield [STY (Space time yield)] is 1 when the reaction time is the time when this pressure drop is observed.
It was 75 g-MeOH / l / hr.

【0028】実施例2 活性炭Aを、活性炭B(商品名:M−30、大阪瓦斯
(株)製、BET比表面積:3000 m2/g)0.5gに替えた
以外は実施例1と同様に反応を行った結果、CO転化率
93%の反応成績が得られた。また、STYは165g
/l/hrであった。
Example 2 The same as Example 1 except that the activated carbon A was changed to 0.5 g of activated carbon B (trade name: M-30, manufactured by Osaka Gas Co., Ltd., BET specific surface area: 3000 m 2 / g). As a result of the reaction, a reaction result with a CO conversion rate of 93% was obtained. Also, STY is 165g
It was / l / hr.

【0029】実施例3 市販の銅−クロム系触媒(商品名:G−99c(Cu:Cr:
Mn:Ba=36:32:2.2:2.4)、日産ガードラー触媒(株)
製)1g(Cuとして5.7mmol)、ナトリウムメ
トキサイド2.1g(40mmol)、活性炭Aを1
g、トリグライム20mlをオートクレーブへ仕込み、
実施例1と同様の反応条件で反応を行った結果、CO転
化率93%の反応成績が得られた。また、STYは15
5g/l/hrであった。
Example 3 Commercially available copper-chromium catalyst (trade name: G-99c (Cu: Cr:
Mn: Ba = 36: 32: 2.2: 2.4), Nissan Gardler Catalyst Co., Ltd.
1 g (made as 5.7 mmol as Cu), 2.1 g (40 mmol) of sodium methoxide, and 1 part of activated carbon A.
g, triglyme 20ml into an autoclave,
As a result of carrying out the reaction under the same reaction conditions as in Example 1, a reaction result with a CO conversion of 93% was obtained. Also, STY is 15
It was 5 g / l / hr.

【0030】実施例4 臭化銅(I)(CuBr)1.4g(10mmol)、
活性炭C(商品名:白鷺C2X、武田薬品工業(株)
製、BET比表面積:1200 m2/g)0.5g、ナトリウムメ
トキサイド1.6g(30mmol)、ジオキサン20
mlをオートクレーブへ仕込み、CO/H2=1/2
(モル比)の合成ガスを40kg/cm2−Gまで圧入
し、反応温度150℃で3時間反応を行った。分析の結
果、CO転化率90%の反応成績が得られた。また、S
TYは130g/l/hrであった。
Example 4 1.4 g (10 mmol) of copper (I) bromide (CuBr),
Activated carbon C (Product name: Shirasagi C 2 X, Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.)
Made, BET specific surface area: 1200 m 2 / g) 0.5 g, sodium methoxide 1.6 g (30 mmol), dioxane 20
Charge ml to autoclave, CO / H 2 = 1/2
(Mole ratio) of synthetic gas was injected up to 40 kg / cm 2 -G, and the reaction was carried out at a reaction temperature of 150 ° C. for 3 hours. As a result of the analysis, a reaction result with a CO conversion rate of 90% was obtained. Also, S
TY was 130 g / l / hr.

【0031】実施例5 硫酸銅(CuSO4)1.6g(10mmol)、活性
炭B0.5g、カリウムメトキサイド2.1g(30m
mol)、ジオキサン20mlをオートクレーブへ仕込
み、CO/H2=1/2(モル比)の合成ガスを50k
g/cm2−Gまで圧入し、反応温度160℃で3時間
反応を行った。分析の結果、CO転化率91%の反応成
績が得られた。また、STYは86g/l/hrであっ
た。尚、この反応の後、触媒液を分析した結果、1価の
銅の存在が認められた。
Example 5 Copper sulfate (CuSO 4 ) 1.6 g (10 mmol), activated carbon B 0.5 g, potassium methoxide 2.1 g (30 m)
mol) and 20 ml of dioxane were charged into an autoclave and 50 k of a synthesis gas of CO / H 2 = 1/2 (molar ratio) was charged.
The mixture was pressed into g / cm 2 -G and reacted at a reaction temperature of 160 ° C. for 3 hours. As a result of the analysis, a reaction result with a CO conversion rate of 91% was obtained. The STY was 86 g / l / hr. As a result of analyzing the catalyst solution after this reaction, the presence of monovalent copper was confirmed.

【0032】実施例6 酢酸銅(Cu(OAc)2)1.8g(10mmo
l)、活性炭B0.5g、カリウムメトキサイド2.1
g(30mmol)、ジオキサン20mlをオートクレ
ーブへ仕込み、実施例1と同様に反応を行った結果、C
O転化率90%の反応成績が得られた。また、STYは
85g/l/hrであった。尚、この反応の後、触媒液
を分析した結果、1価の銅の存在が認められた。
Example 6 1.8 g (10 mmo) of copper acetate (Cu (OAc) 2 ).
l), activated carbon B 0.5 g, potassium methoxide 2.1
g (30 mmol) and 20 ml of dioxane were charged into an autoclave and the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. As a result, C
A reaction result with an O conversion of 90% was obtained. The STY was 85 g / l / hr. As a result of analyzing the catalyst solution after this reaction, the presence of monovalent copper was confirmed.

【0033】実施例7 銅アセチルアセトナート(Cu(acac)2)2.6
g(10mmol)、活性炭D(商品名:CPG、東洋
カルゴン(株)製、BET比表面積:1000 m2/g)0.
7g、カリウムメトキサイド2.1g(30mmo
l)、トリグライム20mlをオートクレーブへ仕込
み、反応温度110℃で実施例1と同様に反応を行った
結果、CO転化率91%の反応成績が得られた。また、
STYは85g/l/hrであった。尚、この反応の
後、触媒液を分析した結果、1価の銅の存在が認められ
た。
Example 7 Copper acetylacetonate (Cu (acac) 2 ) 2.6
g (10 mmol), activated carbon D (trade name: CPG, manufactured by Toyo Calgon Co., Ltd., BET specific surface area: 1000 m 2 / g)
7 g, potassium methoxide 2.1 g (30 mmo
l) and 20 g of triglyme were charged into an autoclave and the reaction was performed at 110 ° C. in the same manner as in Example 1. As a result, a reaction result with a CO conversion of 91% was obtained. Also,
The STY was 85 g / l / hr. As a result of analyzing the catalyst solution after this reaction, the presence of monovalent copper was confirmed.

【0034】実施例8 塩化第二銅(CuCl2)1.3g(10mmol)、
活性炭E(商品名:クラレコールBP−25、クラレケ
ミカル(株)製、BET比表面積:1200 m2/g)0.5
g、ナトリウムエトキサイド2.0g(30mmo
l)、ジオキサン20mlをオートクレーブへ仕込み、
実施例1と同様に反応を行った結果、CO転化率90%
の反応成績が得られた。また、STYは88g/l/h
rであった。
Example 8 1.3 g (10 mmol) of cupric chloride (CuCl 2 ),
Activated carbon E (trade name: Kuraray Coal BP-25, manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd., BET specific surface area: 1200 m 2 / g) 0.5
g, sodium ethoxide 2.0 g (30 mmo
l), 20 ml of dioxane was charged into the autoclave,
As a result of carrying out the reaction in the same manner as in Example 1, the CO conversion was 90%.
The reaction result of was obtained. Also, STY is 88g / l / h
r.

【0035】比較例1 塩化第一銅(CuCl)1g(10mmol)、ナトリ
ウムメトキサイド1.6g(30mmol)、ジオキサ
ン20mlをオートクレーブへ仕込み、室温でCO/H
2=1/2(モル比)の合成ガスを50kg/cm2−G
まで圧入し、反応温度120℃で3時間反応を行った。
分析の結果、CO転化率80%であった。また、STY
は78g-MeOH/l/hrであった。
Comparative Example 1 1 g (10 mmol) of cuprous chloride (CuCl), 1.6 g (30 mmol) of sodium methoxide and 20 ml of dioxane were charged into an autoclave, and CO / H was added at room temperature.
2 = 1/2 (molar ratio) of synthetic gas at 50 kg / cm 2 -G
Then, the mixture was pressed into the flask and reacted at a reaction temperature of 120 ° C. for 3 hours.
As a result of the analysis, the CO conversion rate was 80%. Also, STY
Was 78 g-MeOH / l / hr.

【0036】比較例2 市販の銅−クロム系触媒(商品名:G−99c(Cu:Cr:
Mn:Ba=36:32:2.2:2.4)、日産ガードラー触媒(株)
製)1g(Cuとして5.7mmol)、トリグライム
20mlをオートクレーブへ仕込み、比較例1と同様の
反応条件で反応を行った結果、CO転化率78%の反応
成績が得られた。また、STYは68g/l/hrであ
った。
Comparative Example 2 Commercially available copper-chromium catalyst (trade name: G-99c (Cu: Cr:
Mn: Ba = 36: 32: 2.2: 2.4), Nissan Gardler Catalyst Co., Ltd.
1 g (manufactured by Co., Ltd.) (5.7 mmol as Cu) and 20 ml of triglyme were charged into an autoclave and reacted under the same reaction conditions as in Comparative Example 1, as a result, a CO conversion rate of 78% was obtained. The STY was 68 g / l / hr.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、一酸化炭素と水素から
メタノールを製造する方法において、溶媒の存在下、銅
化合物および金属アルコキサイド化合物を触媒に、活性
炭を共存させて反応させることにより、160℃以下、
50気圧以下の反応条件下でも公知触媒よりもはるかに
優れたメタノール活性(STYとして比較)を示し、ま
た90%以上の一酸化炭素転化率が得られた。この結
果、未反応の合成ガスを反応系へ再循環する必要がなく
なる上に、合成ガス製造工程よりも低圧でメタノール合
成反応が可能となるため、原料の合成ガスを昇圧する必
要がなくなる等、工業的に有利な製造方法である。
According to the present invention, in a method for producing methanol from carbon monoxide and hydrogen, a copper compound and a metal alkoxide compound are allowed to react in the presence of a solvent with an active carbon as a catalyst to give 160 Below ℃,
Even under a reaction condition of 50 atm or less, it showed far superior methanol activity (compared to STY) than the known catalyst, and a carbon monoxide conversion rate of 90% or more was obtained. As a result, it is not necessary to recycle unreacted synthesis gas to the reaction system, and since the methanol synthesis reaction can be performed at a lower pressure than the synthesis gas manufacturing process, it is not necessary to pressurize the synthesis gas as a raw material. This is an industrially advantageous manufacturing method.

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/154 C07C 29/154 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 田中 光夫 大阪府高石市高砂1丁目6番地 三井東圧 化学株式会社内 (72)発明者 藤原 謙二 大阪府高石市高砂1丁目6番地 三井東圧 化学株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C07C 29/154 C07C 29/154 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72) Inventor Mitsuo Tanaka 1-6 Takasago, Takaishi-shi, Osaka Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Fujiwara 1-6 Takasago, Takaishi-shi, Osaka Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶媒の存在下、一酸化炭素と水素から含
酸素化合物を製造するにあたり、(1)銅化合物、
(2)金属アルコキサイドおよび(3)活性炭から構成
される触媒を使用することを特徴とするメタノールの製
造方法。
1. In producing an oxygen-containing compound from carbon monoxide and hydrogen in the presence of a solvent, (1) a copper compound,
A method for producing methanol, which comprises using a catalyst composed of (2) metal alkoxide and (3) activated carbon.
【請求項2】 銅化合物が、1価の銅を含有する銅化合
物である請求項1に記載の製造方法。
2. The production method according to claim 1, wherein the copper compound is a copper compound containing monovalent copper.
【請求項3】 銅化合物が、1価の銅のハロゲン化物で
ある請求項1または2に記載の製造方法。
3. The production method according to claim 1, wherein the copper compound is a monovalent copper halide.
【請求項4】 活性炭の使用量が銅化合物の重量の0.
1〜10倍である請求項1〜3のいずれか1項に記載の
製造方法。
4. The amount of activated carbon used is 0.
It is 1-10 times, The manufacturing method of any one of Claims 1-3.
【請求項5】 反応温度40〜200℃、反応圧力50
気圧以下で反応を行う請求項1〜4のいずれか1項に記
載の製造方法。
5. A reaction temperature of 40 to 200 ° C. and a reaction pressure of 50.
The production method according to claim 1, wherein the reaction is performed at atmospheric pressure or less.
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