JPS5841831A - エタノ−ルの製造法 - Google Patents

エタノ−ルの製造法

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JPS5841831A
JPS5841831A JP56139731A JP13973181A JPS5841831A JP S5841831 A JPS5841831 A JP S5841831A JP 56139731 A JP56139731 A JP 56139731A JP 13973181 A JP13973181 A JP 13973181A JP S5841831 A JPS5841831 A JP S5841831A
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methanol
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ethanol
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cobalt
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JP56139731A
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JPS599528B2 (ja
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Yoshio Isogai
磯貝 宣雄
Motomasa Hosokawa
細川 元征
Takashi Okawa
隆 大川
「湧」井 奈都子
Natsuko Wakui
Toshiyasu Watanabe
利康 渡辺
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/32—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions without formation of -OH groups
    • 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
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本li@はメタノールと一酸化炭素および水嵩−もエタ
ノールなIImする方法に−する。
従来、メタノールと一酸化炭素および水嵩からエタノー
ルなlII@する方法としては、−献釣Tlcクバルト
塩を主触謀6c、ieつ素、臭素又はそれらの化合物を
併用し、必要に応しこれに更にルテニウム、オスミウム
化合物を添加する方鉄−知られている。しかしこの方法
はエタノール以外にジメチルエーテル、メチルエチルエ
ーテル、7セシアルデヒド、ジメトキシエタン、酢酸#
酢酸メチル、*酸エチル、ギ鐵メチル、その倫Ca1l
l上の化食物など多数のm生物が生威し、遊謔のエタノ
ールへの選択性が十分とは言い難い。
さらに、これら触媒系ではヨウ素、轟嵩叉はそれらの化
合物の併用な必須とするため、工槃#には装置#科とし
て耐食性の犬会い真個な材l!を使用せねばならず、叉
、コバルト化金物と一つ嵩化舎物およびルテ1つふ化合
物が共存した場會には原料系においてミー不壊性物質が
析出し、高圧装置への円層な供給がで会ないなどの欠点
があった。
これらの観点から工業的には1つ嵩、臭素又はそれらの
化金物を併用することなく、エタノールへの高選択性を
示す触媒系の一発が望まれている。
ヨウ素、臭素又はそれらの化合物を併用しない方法もい
くつか提案されている。たとえば。
米@1lllvlII4 、168 、5914+に+
tシ2i4hトオタタカルボニルを触媒とし、エステル
、アルコール、ケトン、ニーデルなどの含酸素化合物の
存在下でメタノールを水素及び−酸化炭素と反応させ、
メタノール反応率 55%、エタノール選択率 49%
を得たと記載されている。
又、善WIa1185!l−147009ki!jパ4
)化合物を触媒とし、エステル、有機酸などのカルボ中
シル基な有する溶媒の存在下でメタノールを水嵩lび一
酸化炭素と反応さ葉、メタノール反応率 36%、エタ
ノール選択率 82゜2%(実現可能エタノール)を得
たと記載されている。
買に畳−1!54−125605にはコバ4)化金物を
触媒とし、アルデヒド、ケトン、アルコール又はエーテ
ルなどの含酸素化合物の存在下でメタノールを水嵩及び
−酸化炭素と反応さて反応を行なった場合には、l約物
のエタノール以外にジメチルエーテル、メチルエチルエ
ーテル、アセトアルデヒド、ジメトキシエタン。
ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、その他Cs以上
の化金物など多機の一生物が生威し。
遊離の一タノールへの選択性が低(、かつ、一応生成物
からのエタノールの分離に複雑なl1を要するなどの欠
点があった。現kli―者の追試によると上記の方法は
記載されたよりはるかに低いエタノール選択率しか得ら
れず1畳k。
善−曙5M−147009に記載されている有機酸を嬉
IIAK用いた場合には、生成したエタノールは有機酸
エステルになるため、遊離のエタノールが少なく1、さ
らに原料メタノールの大部分が有機酸メチルに転化する
ので、これらのエステルを加水分解した後、メタノール
およびエタノールを回収するl1を!大るなと、工業的
には好ましい方法とは言い難いものであった。
本発明者らは従来法における株々の欠点を解消すべく鋭
意検討を重ねた結果、メタノールと一酸化炭素および水
素とからエタノールを製造するV−巖し。炭化水素又は
エーテル溶媒の存傘下、:1パルト化合物、ルデニウム
化合物およびフルキルホスフィンの組合せ触媒系を使用
し。
コバルト:ルテニウム化合物の原子比を1=0゜05−
0,5:0.1〜2の範1!に維持し0反応を行なえば
、ヨウ素、臭素等のハロゲンの非存在下に高選択率で遊
離のエタノール−合・威し得ることを見い出し0本発明
を完成した。
本偽@においては、触媒として〒パルト化合物、ルデニ
ウム化合物及びリン化合物の三成分系が必畳であり、コ
バルト化合物とルテニウム化合物の二成分糸触媒を使用
−すれば、ギ酸メチルの一生が極端に多く、エタノール
への選択性が低い。
本発明におけるコバルト触媒としてはジコバルトオクタ
カルボニル、コバルトヒドリドテトラカルボニルなどの
フルくレト力ルボニル以外!IC。
水酸化コバル、ト、炭!コバルト、塩基性炭酸コバルト
、塩化コバルトの如卆無1m’ /4k ) 化合物、
”ハ4)jl!酸塩酸塩式コバルーセンバルトアセチル
7セトネートなど有機コバルト化合物を出発原料とし9
反応種のメタノール中で合成ガス(CO、、H,x 、
)と反応させて得られる合成波、又は上記操作において
フルキルホスフィン。
炭化水素溶媒又はエーテル溶媒の共存下で得られる合成
波もコバルト触媒として使用することができる。しかし
、臭化コバルト、ヨウ化コバル、ト等のハロゲン化コバ
ルトは本発明の主旨から範−外である。
コバルト化合物の使用量はメタノニル1モル蟲り1〜3
00Jリモル、好ましくは5〜1001%1モルである
。これより少なくても反応は進むが反応速度が遅くなる
。このI!囲より多(でも悪影響はないが経済的でない
。
本発@におけるルテニウム化合物としては。
例えば、塩化ルテニウム II化ルテニウム、および酢
酸ルテニウムなどの有@酸塩、ルテノセン、ルテニウム
7セチル7セトネート、ルテニウムカルボニルなどが使
用しつる。
臭化ルテニウム、ヨウ化ルデニウムは本発明の主旨から
範鴫外である。
ルテニウム化合物の使用量はメタノール1モルに対し、
ルデニウム原子として0.1〜10049グラム原子、
好ましく41〜50!リグラム原子である。
本発明におけるアルキルホスフィンとしては例えば、ト
リーn−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、
トリーパラ−トリルホスフィン、トリシクロヘキシルホ
スフィン、1.4−ビスト替フエニルホスフイノブタ7
.1.6=ビストリフエニルホスフイノヘキサンなどが
使用しうる アルキルホスフィンの使用量はメタノール1モV蟲り、
リン原子として2〜600jリグラム原子8好ましくは
10〜200Rリグラム原子である。これより少ない場
合はギ酸メチルの副生を抑制する効果が少なく、このa
mより多い場合はメタノール反応率およびエタノール選
択率が低下し好ましくない。
本発明を好適に実施しうるコバルト:ルテニウムニリン
の原子比は1:0.O5〜0.5:0 、 IS2 、
好ましくは1 :0−1〜0.4:0.5〜1.5であ
る。この範囲外ではギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチ
ルなどの1生が多(なり、好ましくない。
本発明における溶媒は炭化水素又はエーテルである。炭
化水素溶媒としてはトルエン、ベンゼン、キシレンなど
の芳香族炭化水素、ヘキ量ン、オクタンなどの脂肪族炭
化水素が使用しうる。このうちトルエンは特に好ましい
溶媒である。エーテル#1#lとしてはジエチルエーテ
ル。
ジイソグービルエーテル、ジオキサン、テトラヒト−フ
ランなどが使用しうる。
溶媒の使用量はメタノール1モル蟲り0.01〜5モル
、好ましくは0.1〜2モルである。
これより少ない場合は共存の効果が少な(、これより多
い場合は空時収率が小さくなり、実用的でない。
一酸化炭素および水素の使用量はメタノールに対して化
学量論量以上あればよい、−酸化縦索:水嵩のモル比は
4:1〜1:4.好ましくは2:1〜1:5の範囲であ
る。
反応圧力は50にνj以上あればよく、上限は4Iにな
いが、実用的には150〜450暖−の範囲が好適であ
る。
反応に使用する一酸化炭葉および水嵩には。
例えばアルゴン、窒素、炭酸ガス、メタンおよびエタン
など0反応に不活性なガスが混入していてもよいが、こ
の場合には一酸化炭素および水素の分圧の和を前記の圧
力範囲に対しさせる必要がある。
反応銀度は使用する触媒系および他の反応条件により異
なるが、−毅に150℃〜500℃。
好ましくは180℃〜260℃である。これ以下でも反
応は進行するが1反応速度が遍くなる。
この範囲以上では副反応が生じるので好ましくない。
本発明によれば、aつ素、臭素等のハーゲン化合物を併
用せずに、メタ/−ルと一酸化炭素および水嵩とから遊
離のエタノールを高遥択率で得ることができ、工業的に
有利にエタノールを製造することが出来る。
本発明の方法は回分式および連続式のいずれにおいても
実施できる。
以下に実施例を示すが、am例および比較例(おけるメ
タノール反応率、エタ/−ル選択率。
実質メタノール反応率、実現可能エタノール選択率は次
の如く定義される。
メタノール反応率(%) 仕込みメタノール、七ル 舎生成物への選択率(%) 実現可能なエタノール選択率(%) 注1)ジメトキシメタン、メチルエステルなど加水分解
により容易に回収されるメタノール分を意味する。
注2)遊離のエタノールおよびアセトアルデヒド、I)
メトキシエタン、エチルエステルなどの水嵩化又は加水
分解により容易に回収されるエタノール分を意味する・ 実施例 1 内容積100−のステンレス側振とぅ式オートクレーブ
にメタノール 10Jll(0,312′1モル)゛、
ジコバルトオクタカルボニル 21(0,0058モル
):塩化ルテ・ニウム墨水和物  0.5□M(0,0
0204ル)、ト リー。
−ブチルホスフィン 3&(0,0148セル)。
およびトルエン 5″&(0,164’3モル)を仕込
み1次に水嵩と一酸化”炭素との拠金ガス(Ha/CO
4ニル比= 1 ) 200 v−ヲffi入し、21
0℃で1時間反応させた。
反応後、オートクレーブを冷却して残雪ガスをパージし
0反応生成wikついてガスタロマドグラ7による内S
働単法にて分析を行なった。
その結果、メタノール反応率は13.2%、遊離エタノ
ールへの選択率72.8%となり、その他の各成分への
選択率はギ酸メチル 5.5%、酢酸メチル 5.0%
、ジメトキシエタン6.9%であった。これは実質メタ
ノール反応率10,9%において、実現可能なエタノー
ル選択率85.9%である。
実施例 2 反応時間をS時間とした以外、実施1F11と同様にし
て反応を行なった。その結果、メタノ−kKt、皐 2
2.6%、遊離エタノールへの選択率 68.9%とな
り、その他の各成分への選択率はギ酸メチル 5.4%
、酢酸メチル5.7%、ジメトキシエタン 6.4%で
あった。これは実質メタノール反応率 20.5%Km
いて、1!現可能なエタノール選択率 78゜6%であ
る。
比較例 1〜6 ジコバルトオクタカルボニルを主触媒として。
塩化ルテニウム5永和物、ト替−縣−ブチルホスフィン
又はトルエンを縞1表の如くとした以外は実施例2と同
様の条件で反応を行なった。
結果を嬉1表に示したが、ジクパルトオタタカルボニル
、塩化ルテニウム3水和物、トシー鳳−ブチルホスフィ
ン禽よびトルエンの4雀が共存しない場會は、遊離エタ
ノールの選択率が低いことがわかる。
実施例 3 塩化ルテニウム5水和物 1.0&(0,0840モル
□)を用いた以外、実−941と同じ条件1反応さ誓た
。メタノール反応率は16.2%、遊−エタノールへの
選択率 77.3%となり、その41&%成分への選択
率は♀酸メチル4.5%、酢酸メチル 7.1%であっ
た。これは実質メタノール反応率 14.9%において
、実現可能なエタノール選択496.2%である。  
i 実施例 4〜7 内容積100−のステンレスMSとう式オートタ゛レー
プにメタノール 10&(0,!$1214ニル)、ジ
コバルトオクタカルボニル 21(o、ooj6モル)
、塩化ルテニウム墨水和m  o、5iIto、oo2
oモル)、トリブチルホスフィン 3N(0,0148
−tル)、およびベンゼン、イソオクタン、ジオキサン
又はジイソブービルエーテル溶媒を所定量仕込み。
次に、水嵩と一酸化炭素との混合ガス(H*/(X)モ
ル比=1)200Kv/aIを圧入し、210℃で3時
間反応させた。反応後、オートクレーブを冷却して残ガ
スなパージし1反応生成液についてガスクーマドグラ7
による内部標準法にて分析を行なった。結果な第2表に
示す。
手続補正書(自発) 昭和57年「月16日 ′ 特許庁兼官 殿 t 事件の表示 昭和56年特Nm*139731 2 発@j名称 エタノールの製造法 「発明の詳細な説明」の項 & 抽圧の内容 明細書5頁、15行目及び10頁、7行目「等のハロゲ
ン」を特徴する 特許請求の範囲を別紙の如く訂正する。
別紙 特許請求の範囲 メタノールと一酸化訳素および水嵩を反応させてエタノ
ールを製造するに際し、駅化水素又はエーテル溶媒の存
在下、触媒としてメタノール1モル当り、コバルト原子
換算1〜500j1グラム隊子のフバルト化合物、ルテ
ニウム原子換算0゜1〜1001炉グラム原子のルテニ
ウム化合物、およびシン原子“換算2〜d00jVダラ
ム原子のフルキルホスフィンを使用し、ざらにコバルト
iルテニウム!リンの原子比v1!0.05〜0゜5!
0.1〜2Kg持し、1つ素、夷素の非存在下反応させ
ることを特徴とするエタノールの製造法 手鏡抽圧書(自発) 昭和57年2月21日 特許庁長官 騙 11N件の表示 昭和56年特許1第159731号 2、発明の名称 エタノールの製造法 「発明の詳細な説明」の項 翫 補正の内裏 WI4IH書5頁12行目、6頁15行目、7頁15行
目 「アル中ル」を「第3級」と訂正 明細書6頁20行目、7頁1行目 「lリモル」を「jリグラム原子」と訂正明細書7頁1
9行目及び20行U 「ビストリフェニル」を「ビスジフェニル」と訂正 特許請求のSSを別紙の如く訂正 別紙 特許請求の範囲

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. メタノールと一酸化炭素および水素を反応さ昔でエタノ
    ールをIII造するV−巖し、炭化水素叉はエーテルS
    Sの存在下、触媒としてメタノ−に1毫ル蟲9.クパル
    シ原子換算1〜80019グラム原子のコバ廣ト化合物
    、ルデエウム原子換算0.1〜1001リグラム原子の
    ルナ1化合物舎物、およびリン原子換算2〜40019
    グラム原子の7慶キルホスフイ/を使用し、さらにコバ
    ルト:ルテニウム二11ノの原子比を1:O,O5〜0
    .5二0.1〜2に錐持し、゛ハーゲンの非存在下反応
    させることを善黴とするエタノールの製造機
JP56139731A 1981-09-07 1981-09-07 エタノ−ルの製造法 Expired JPS599528B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56139731A JPS599528B2 (ja) 1981-09-07 1981-09-07 エタノ−ルの製造法
US06/414,020 US4423257A (en) 1981-09-07 1982-09-02 Process for producing ethanol

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JPS5841831A true JPS5841831A (ja) 1983-03-11
JPS599528B2 JPS599528B2 (ja) 1984-03-03

Family

ID=15252067

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