JPS60142933A - 溶媒存在下にメタノ−ル、一酸化炭素および水素を、金属触媒を用いて液相反応させ、エタノ−ルおよび/またはアセトアルデヒドを製造する方法 - Google Patents
溶媒存在下にメタノ−ル、一酸化炭素および水素を、金属触媒を用いて液相反応させ、エタノ−ルおよび/またはアセトアルデヒドを製造する方法Info
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Classifications
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/49—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶剤の存在においてメタノール、−酸化炭素お
よび水素の金属触媒液相反応によってエタノールおよび
(またはうアセトアルデヒドを製造する方法に関する。
よび水素の金属触媒液相反応によってエタノールおよび
(またはうアセトアルデヒドを製造する方法に関する。
金属触媒、例えばコバルトカルゲニル触媒の存在におい
て、一般に合成ガスといわれている一酸化炭素と水素と
の混合物を使用するメタノールの液相反応はよく知られ
ている。例えばリチャードR,ブルツクス(Rlcha
rd R,Brooks ) に対して/り≠g年72
月2g日に与えられた米国特許第2.≠37 、201
/L号および1. ウエンダーラ(1゜Wender
et a+、 )による1サイx y ス(Sclen
ce)’、第1/3巻、第206〜207頁(/り57
年)を参照されたい。報告されているこの反応において
は、メチルアセテート、アセトアルデヒド、ジメチルア
セタール(へ/−ジメトキシエタンとしても知られてい
る)、エタノール、グロノぐノール、インゲタノール、
インゲタノール、エチルアセテート、メタン、水および
その池の化合物を含め、いろいろな生成物が生成されて
いる。得られる生成物が雑多なこと社この反応の主なる
不利であり、それ以来、特に所望の生成物、特にエタノ
ールおよび(または)アセトアルデヒドの生成にもつと
選択的に反応させることに対して可成りの研究が指向さ
れてきた。これらは現在は殆んどが石油誘導供給原料か
らつくられており、例えばエタノールはエチレンの水和
によって得られ、またアセトアルデヒドはエチレンの酸
化によって得られている。近年の、石油工業における不
運な展開は経済的な見通しを改めさせ、メタノールおよ
び例えば石炭および天然ガスからのような他の炭素源か
ら誘導される合成ガスからのエタノールおよびアセトア
ルデヒドへの研究を刺激した。その結果、この10年の
間に、このルートを経由するメタノールおよびエタノー
ルの製造を包含する数多くの特許が公表された。これら
の特許の代表例は、米国特許第弘、/21..7J−,
2号、第ψ、lり/、201号、第≠#/!i−0..
2≠6号、第≠、/7/、≠67号、第≠、20/、g
b1号、第≠、23り、705号、第≠、23り、70
≠号、第≠、23り、り2I号、第≠、2り3 、7/
、5’号、第≠、30≠、り≠6号、第≠、30乙、0
7/号、第≠、31./、701s号、第1A、3b/
、707号、第1/L、37’l 、1gj号および第
≠、31り、53!号であり、公表された英国特許出願
第2.013.1I−1,!r号、第2.01.2.7
I1号および第2.θg♂、ど70号である。
て、一般に合成ガスといわれている一酸化炭素と水素と
の混合物を使用するメタノールの液相反応はよく知られ
ている。例えばリチャードR,ブルツクス(Rlcha
rd R,Brooks ) に対して/り≠g年72
月2g日に与えられた米国特許第2.≠37 、201
/L号および1. ウエンダーラ(1゜Wender
et a+、 )による1サイx y ス(Sclen
ce)’、第1/3巻、第206〜207頁(/り57
年)を参照されたい。報告されているこの反応において
は、メチルアセテート、アセトアルデヒド、ジメチルア
セタール(へ/−ジメトキシエタンとしても知られてい
る)、エタノール、グロノぐノール、インゲタノール、
インゲタノール、エチルアセテート、メタン、水および
その池の化合物を含め、いろいろな生成物が生成されて
いる。得られる生成物が雑多なこと社この反応の主なる
不利であり、それ以来、特に所望の生成物、特にエタノ
ールおよび(または)アセトアルデヒドの生成にもつと
選択的に反応させることに対して可成りの研究が指向さ
れてきた。これらは現在は殆んどが石油誘導供給原料か
らつくられており、例えばエタノールはエチレンの水和
によって得られ、またアセトアルデヒドはエチレンの酸
化によって得られている。近年の、石油工業における不
運な展開は経済的な見通しを改めさせ、メタノールおよ
び例えば石炭および天然ガスからのような他の炭素源か
ら誘導される合成ガスからのエタノールおよびアセトア
ルデヒドへの研究を刺激した。その結果、この10年の
間に、このルートを経由するメタノールおよびエタノー
ルの製造を包含する数多くの特許が公表された。これら
の特許の代表例は、米国特許第弘、/21..7J−,
2号、第ψ、lり/、201号、第≠#/!i−0..
2≠6号、第≠、/7/、≠67号、第≠、20/、g
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、707号、第1/L、37’l 、1gj号および第
≠、31り、53!号であり、公表された英国特許出願
第2.013.1I−1,!r号、第2.01.2.7
I1号および第2.θg♂、ど70号である。
これらの刊行物の大部分は反応の溶剤としてのメタノー
ルの使用を開示しているが、若干のものは特に/Ill
または池の生成物への反応の選択性を改善する目的で補
足の溶剤を加えることに指向されている。かくして、英
国特許第1.j≠6.≠、2品号の完全明細書には、ア
ルカン、ベンゼンおヨヒアルキル置換ベンゼンのような
炭化水素溶剤の使用が開示されている。米国特許第V、
/bg、3り7号には溶剤として酸素化された液体の炭
化水素の使用が開示されているが、その溶剤の中には反
応条件のもとてメタノールおよびコバルト力ルゲニルが
可溶であり、またそ9m剤は、メタノールよりも小さい
比誘電率を有し、コノ々ルトカルボニルとは強く配位せ
ず、その中に存在する唯一の酸素原子はエーテル性酸素
、アルコールのヒドロキシル基の酸素、エステル基の酸
素、またはアルコールのヒドロキシル基の酸素、エステ
ル基の酸素またはケトンのケト/基の酸素であり、この
酸素化された炭化水素はへ≠−ジオキサン、シクロヘキ
サノンル、3−ペンタノン、シクロヘキサノン・、n−
ブタノール、シエチレングリコールジゾチルエーテル、
ネオ(メタノールおよびメチルゾチレートからなる群の
/員である。
ルの使用を開示しているが、若干のものは特に/Ill
または池の生成物への反応の選択性を改善する目的で補
足の溶剤を加えることに指向されている。かくして、英
国特許第1.j≠6.≠、2品号の完全明細書には、ア
ルカン、ベンゼンおヨヒアルキル置換ベンゼンのような
炭化水素溶剤の使用が開示されている。米国特許第V、
/bg、3り7号には溶剤として酸素化された液体の炭
化水素の使用が開示されているが、その溶剤の中には反
応条件のもとてメタノールおよびコバルト力ルゲニルが
可溶であり、またそ9m剤は、メタノールよりも小さい
比誘電率を有し、コノ々ルトカルボニルとは強く配位せ
ず、その中に存在する唯一の酸素原子はエーテル性酸素
、アルコールのヒドロキシル基の酸素、エステル基の酸
素、またはアルコールのヒドロキシル基の酸素、エステ
ル基の酸素またはケトンのケト/基の酸素であり、この
酸素化された炭化水素はへ≠−ジオキサン、シクロヘキ
サノンル、3−ペンタノン、シクロヘキサノン・、n−
ブタノール、シエチレングリコールジゾチルエーテル、
ネオ(メタノールおよびメチルゾチレートからなる群の
/員である。
上記の従来の技術において記載されている溶剤はすべて
(1)、一定の時間内に生成するエタノールまたはアセ
トアルデヒドの収率の増大による触媒の生産性の改善、
または(II)、二次反応または競争反応によって生ず
る、望ましくない副生成物の量の減少のいずれかを狙っ
て使用されてきた。
(1)、一定の時間内に生成するエタノールまたはアセ
トアルデヒドの収率の増大による触媒の生産性の改善、
または(II)、二次反応または競争反応によって生ず
る、望ましくない副生成物の量の減少のいずれかを狙っ
て使用されてきた。
しかしながら、一般に連続式または半連続式で操作され
る工業的なグランドにおいては、溶剤の必要条件はいく
らか異っており、したがって最も望ましい溶剤は、さき
に開示した溶剤とはいくらか異っている。このような相
異は、溶剤の役割が、触媒のストックを保存するために
、反応生成物の流れから触媒および付随の助触媒を反応
容器に循環することにある場合に特に重要となる。
る工業的なグランドにおいては、溶剤の必要条件はいく
らか異っており、したがって最も望ましい溶剤は、さき
に開示した溶剤とはいくらか異っている。このような相
異は、溶剤の役割が、触媒のストックを保存するために
、反応生成物の流れから触媒および付随の助触媒を反応
容器に循環することにある場合に特に重要となる。
これら全ての要求に合致し、かつそれ故にメタノール、
−酸化炭素及び水素の液相反応によるエタノール及び/
又はアセトアルデヒドの製造のための商業的な金属触媒
プロセスに使用することができる溶媒の群が見出された
。
−酸化炭素及び水素の液相反応によるエタノール及び/
又はアセトアルデヒドの製造のための商業的な金属触媒
プロセスに使用することができる溶媒の群が見出された
。
よって、本発明は、
(1) プロセスを通して、メタノール及びそのプロセ
スにおける液体生成物と単−相を形成する溶媒、 (2)触媒及び組み合わされた促進剤を完全に溶解する
ものである溶媒、 (3)大気圧において720℃をこえる沸点を有する溶
媒、 (4) 反応条件下において化学的に安定であり、触媒
又は池の反応成分のいずれに対しても有害な相互作用を
及ぼさない溶媒、 であることを特徴とする、メタノール、−酸化炭素及び
水素の液相反応によるエタノール及び/又はアセトアル
デヒドの製造のための金属触媒プロセスにおいて良好に
使用できる再循fRm媒を提供するものである。
スにおける液体生成物と単−相を形成する溶媒、 (2)触媒及び組み合わされた促進剤を完全に溶解する
ものである溶媒、 (3)大気圧において720℃をこえる沸点を有する溶
媒、 (4) 反応条件下において化学的に安定であり、触媒
又は池の反応成分のいずれに対しても有害な相互作用を
及ぼさない溶媒、 であることを特徴とする、メタノール、−酸化炭素及び
水素の液相反応によるエタノール及び/又はアセトアル
デヒドの製造のための金属触媒プロセスにおいて良好に
使用できる再循fRm媒を提供するものである。
りつの特徴の全てを満足することが、再循環溶媒の重要
な特徴である。従って、例えば水は、特徴(1)及び(
2)は満足するが、特徴(3)及び(4)はともに満足
しない。特に触媒との相互作用により、それは触媒の著
しい不活性化を引き起こすことができる0 111i1 mにして、エチレングリゴール、オクタン
、シクロヘキサン及びデカンのような溶媒も好ましくな
い。このような溶媒は、ある条件下、反応混合物と相溶
しない第二の相を形成するため、再循環溶媒としての使
用は特に好ましくない。従って反応生成物から触媒/再
循環溶媒を分離する際に、蒸留カラム、・(イゾ等のよ
うな付属的な装置の中に固体と17で析出することによ
り、実質的な触媒の損失が生じる。
な特徴である。従って、例えば水は、特徴(1)及び(
2)は満足するが、特徴(3)及び(4)はともに満足
しない。特に触媒との相互作用により、それは触媒の著
しい不活性化を引き起こすことができる0 111i1 mにして、エチレングリゴール、オクタン
、シクロヘキサン及びデカンのような溶媒も好ましくな
い。このような溶媒は、ある条件下、反応混合物と相溶
しない第二の相を形成するため、再循環溶媒としての使
用は特に好ましくない。従って反応生成物から触媒/再
循環溶媒を分離する際に、蒸留カラム、・(イゾ等のよ
うな付属的な装置の中に固体と17で析出することによ
り、実質的な触媒の損失が生じる。
好ましい再循環溶媒は、先に列挙した特徴を満たすもの
でなければならないが、触媒/再循環溶媒の移送ライン
を外部加熱する必要を避けるために、この溶媒は室温に
おいて液体であることも好ましい。
でなければならないが、触媒/再循環溶媒の移送ライン
を外部加熱する必要を避けるために、この溶媒は室温に
おいて液体であることも好ましい。
先に列挙した特徴を満たす必要から、うまく使用できる
溶媒の数は著しく少なくなる。好ましい溶媒の例には、
スルホラン、そのモノ−及びジ−メチル誘導体及びジフ
ェニルエーテル、ジ) IJルエーテル及びそれに類す
るもののような高沸点エーテルを含む。好ましい溶媒は
スルホラ/である。
溶媒の数は著しく少なくなる。好ましい溶媒の例には、
スルホラン、そのモノ−及びジ−メチル誘導体及びジフ
ェニルエーテル、ジ) IJルエーテル及びそれに類す
るもののような高沸点エーテルを含む。好ましい溶媒は
スルホラ/である。
メタノールは容易に利用できる工業生産物である。それ
は、合成ガスから工業的規模で一般に製造されている。
は、合成ガスから工業的規模で一般に製造されている。
また、メタノールは実質的に純粋であることが好ましい
が、少量のある不純物の存在は許容できる。
が、少量のある不純物の存在は許容できる。
ガス状の水素及び−酸化炭素の混合物は、合成ガスの形
のものを豊富に利用できる。合成ガスの製造法は、当該
技術分野において公知のものであリ、通常石炭のような
炭素質の物質の部分酸化工程を含んでいる。あるいはま
た、合成ガスは、例えばメタンの熱水蒸気改質により合
成することもできる。本発明のためには、水素に対する
一酸化炭素のモル比は1.2:/〜/:3の範囲であり
、好ましくは3:2〜.2:3とすることかで睡、又よ
り好ましくは/ニアである。水素に対する一酸化炭素の
モル比の調整法は、当該技術に精通した者にはよく知ら
れている。実質的に純粋な合成ガスの使用が好ましいが
、二酸化炭素及び窒素のような不純物の存在は許容でき
る。一方、反応に有害な影響を及ぼす不純物は避けるべ
きである。従って、連続操作フロセスにおいては、有害
不純物の増加を防ぐためのガス/#−ゾの使用が必要と
なることがある。メタノールの一酸化炭素及び水素との
液相反応は金属触媒される。金属触媒されるとは、その
反応が金属又は触媒的に活性な化合物又は金属錯体の単
独あるいは池の金属助触媒又は助触媒として作用する物
質との組合せにより触媒されていることを意味する。こ
の金属触媒はWill族金属が好ましく、中でもコバル
トが好ましい。
のものを豊富に利用できる。合成ガスの製造法は、当該
技術分野において公知のものであリ、通常石炭のような
炭素質の物質の部分酸化工程を含んでいる。あるいはま
た、合成ガスは、例えばメタンの熱水蒸気改質により合
成することもできる。本発明のためには、水素に対する
一酸化炭素のモル比は1.2:/〜/:3の範囲であり
、好ましくは3:2〜.2:3とすることかで睡、又よ
り好ましくは/ニアである。水素に対する一酸化炭素の
モル比の調整法は、当該技術に精通した者にはよく知ら
れている。実質的に純粋な合成ガスの使用が好ましいが
、二酸化炭素及び窒素のような不純物の存在は許容でき
る。一方、反応に有害な影響を及ぼす不純物は避けるべ
きである。従って、連続操作フロセスにおいては、有害
不純物の増加を防ぐためのガス/#−ゾの使用が必要と
なることがある。メタノールの一酸化炭素及び水素との
液相反応は金属触媒される。金属触媒されるとは、その
反応が金属又は触媒的に活性な化合物又は金属錯体の単
独あるいは池の金属助触媒又は助触媒として作用する物
質との組合せにより触媒されていることを意味する。こ
の金属触媒はWill族金属が好ましく、中でもコバル
トが好ましい。
コバルトの場合、この触媒と共に用いることができる他
の金属助触媒としては、白金、ルテニウム及びロジウム
があげられる。助触媒に対する触媒の原子比は2θ:7
以上であり、好ましくは、20 : /〜100 :
/の範囲である。1 一酸化炭素/水素混合物と反応してコバルトカルビニル
またはカルボニル水素化物錯体を生成するコバルト源は
、本発明の方法に於いて触媒として使用し得る。コバル
トはイオン形態で使用するのが好ましいか、その場で反
応してイオン性コバルトを形成しこれが更に反応して所
望のコバルト錯体を形成する、コバルト金属を使用する
ことが本発明の範囲内にある。典型的なコバルト源は、
例、t ハ酢酸コバルト、フマル酸コバルト、フロピオ
/酸コバルト、ヨウ化コバルト、コバルトカルビニル等
の如き化合物であり、これは反応条件下でカルボニル水
素化物錯体を形成する。上記化合物は水和形態または無
水形態であり得る。また配位子が本件出願人の冒−ロッ
・ヤ特許出願公告第31,724を号に記載されている
シクログンタノエンまたは置換シクロペンタジェンから
誘導されるコバルト錯体が使用し得る。
の金属助触媒としては、白金、ルテニウム及びロジウム
があげられる。助触媒に対する触媒の原子比は2θ:7
以上であり、好ましくは、20 : /〜100 :
/の範囲である。1 一酸化炭素/水素混合物と反応してコバルトカルビニル
またはカルボニル水素化物錯体を生成するコバルト源は
、本発明の方法に於いて触媒として使用し得る。コバル
トはイオン形態で使用するのが好ましいか、その場で反
応してイオン性コバルトを形成しこれが更に反応して所
望のコバルト錯体を形成する、コバルト金属を使用する
ことが本発明の範囲内にある。典型的なコバルト源は、
例、t ハ酢酸コバルト、フマル酸コバルト、フロピオ
/酸コバルト、ヨウ化コバルト、コバルトカルビニル等
の如き化合物であり、これは反応条件下でカルボニル水
素化物錯体を形成する。上記化合物は水和形態または無
水形態であり得る。また配位子が本件出願人の冒−ロッ
・ヤ特許出願公告第31,724を号に記載されている
シクログンタノエンまたは置換シクロペンタジェンから
誘導されるコバルト錯体が使用し得る。
・一般に、全反応速度を促進しまたは副生成物の形成を
最小にする促進剤と組合せて触媒を使用することが望ま
しい。典型的には促進剤はヨウ化物促進剤からなり、必
要により共促進剤を含む。
最小にする促進剤と組合せて触媒を使用することが望ま
しい。典型的には促進剤はヨウ化物促進剤からなり、必
要により共促進剤を含む。
上記ヨウ化物促進剤は少くと(一つの共有結合コク化物
であり、必要により少くとも一つのイオン性ロク化物で
ある。好適な共有結合ヨウ化物は分子状ヨウ素およびg
り化アルキル、例えばヨウ化メチルまたはヨウ化了り−
ルを含む。上記共有結合コク化物はダウ化メチルである
ことが好ましい。上記イオン性冒つ化物は好適には冒り
化アルカリ金属、例えばヨ9化カリウム、ヨウ化アルカ
リ土類金属、例えばヨク゛化マグネシウム、コク化アン
モニウム、四級コク化アンモニウム、例えば讐つ化テト
ラメチルアンモニウム、ヨウ化ホスホニウム、例えばヨ
ウ化トリアリールホスフィン、四級ミラ化ホスホニウム
、例えばミク化テトラアリールホス示二りム、ホスフィ
7日−ドニウム1り化物および言り化コバルトから選択
し得る。コラ素対コバルトの原子比は約弘:lであるこ
とが好ましい。
であり、必要により少くとも一つのイオン性ロク化物で
ある。好適な共有結合ヨウ化物は分子状ヨウ素およびg
り化アルキル、例えばヨウ化メチルまたはヨウ化了り−
ルを含む。上記共有結合コク化物はダウ化メチルである
ことが好ましい。上記イオン性冒つ化物は好適には冒り
化アルカリ金属、例えばヨ9化カリウム、ヨウ化アルカ
リ土類金属、例えばヨク゛化マグネシウム、コク化アン
モニウム、四級コク化アンモニウム、例えば讐つ化テト
ラメチルアンモニウム、ヨウ化ホスホニウム、例えばヨ
ウ化トリアリールホスフィン、四級ミラ化ホスホニウム
、例えばミク化テトラアリールホス示二りム、ホスフィ
7日−ドニウム1り化物および言り化コバルトから選択
し得る。コラ素対コバルトの原子比は約弘:lであるこ
とが好ましい。
共促進剤とシテ式zRR1R2([!lシ、R,R1お
よびR2は7〜20個の炭素原子を含有するヒドロカル
ビン基であり、これらは同種または異種であってもよく
、zは元素N、P、八Sまたはsbの一つである)の化
合物を使用し得る。上記ヒドロカルビル基は好適には飽
和脂肪族基、飽和脂環式基、芳香族基、置換飽和脂肪族
基、置換脂環式基、または置換芳香族基であり得、なか
でも飽和脂肪族基、脂環式基および芳香族基が好ましい
。上記置換基は脂肪族炭素−炭素不飽和基を含まないこ
とが好ましく、炭素原子および水素原子の池に酸素、硫
黄およびハロダン、特にハロrンノ如キ、その池の原子
を含有し得るが、これら原子け2原子に直接結合されて
いないことを条件とする。好適な飽和脂肪族基の例はメ
チル、エチル、フロピル、インフロビル、ブチル、イソ
オクチル、fシル、ドデシル、オクタデシル、シクロヘ
キシル、シクロペンチル、3.弘−ジメチルシクロペン
チル、シクロオクチル、ベンジルおヨヒβ−フェニルエ
チルの如きヒドロカルビル基である。好適な芳香tl基
は、フェニル、トリル、キシリル、p−エチルフェニk
、p−1−シー’ry−−7”チルフェニル、m−オク
チルフェニル、2.17−− ジエチルフェニル、p−
フェニルフェニル、m−ペンシルフェニル、および2.
≠、6−ドリメチルフエニルの如キヒドロカルビル芳香
族基を含む。好ましいヒドロカルビル基はフェニル基で
ある。好ましい共促進剤はアミンまたはホスフィンであ
る。
よびR2は7〜20個の炭素原子を含有するヒドロカル
ビン基であり、これらは同種または異種であってもよく
、zは元素N、P、八Sまたはsbの一つである)の化
合物を使用し得る。上記ヒドロカルビル基は好適には飽
和脂肪族基、飽和脂環式基、芳香族基、置換飽和脂肪族
基、置換脂環式基、または置換芳香族基であり得、なか
でも飽和脂肪族基、脂環式基および芳香族基が好ましい
。上記置換基は脂肪族炭素−炭素不飽和基を含まないこ
とが好ましく、炭素原子および水素原子の池に酸素、硫
黄およびハロダン、特にハロrンノ如キ、その池の原子
を含有し得るが、これら原子け2原子に直接結合されて
いないことを条件とする。好適な飽和脂肪族基の例はメ
チル、エチル、フロピル、インフロビル、ブチル、イソ
オクチル、fシル、ドデシル、オクタデシル、シクロヘ
キシル、シクロペンチル、3.弘−ジメチルシクロペン
チル、シクロオクチル、ベンジルおヨヒβ−フェニルエ
チルの如きヒドロカルビル基である。好適な芳香tl基
は、フェニル、トリル、キシリル、p−エチルフェニk
、p−1−シー’ry−−7”チルフェニル、m−オク
チルフェニル、2.17−− ジエチルフェニル、p−
フェニルフェニル、m−ペンシルフェニル、および2.
≠、6−ドリメチルフエニルの如キヒドロカルビル芳香
族基を含む。好ましいヒドロカルビル基はフェニル基で
ある。好ましい共促進剤はアミンまたはホスフィンであ
る。
また共促進剤として、ドナー原子が窒素、リン、ヒ素、
またはアンチモンの同一原子または異種原子の組合せで
ある多座配位子が使用し得る。好適な多座配位子は本件
出願のヨーa゛ツ・母特許出願公告第10373号に記
載されている。
またはアンチモンの同一原子または異種原子の組合せで
ある多座配位子が使用し得る。好適な多座配位子は本件
出願のヨーa゛ツ・母特許出願公告第10373号に記
載されている。
種々の成分のモル比に関しては、金属触媒対メタノール
のモル比がl:10〜/ : jooの範囲、好ましく
はl:弘0〜l:λOOOの範囲にあることが望ましい
。ヨウ化愉促進剤対金属触媒のモル比はヨウ素対金属の
原子比が2二/より大きいかまたは等しくなるような範
囲である。金属触媒対共促進剤のモル比は2:l〜/:
10θ、好ましくはl:2〜/”、JOの範囲内にあり
得る。
のモル比がl:10〜/ : jooの範囲、好ましく
はl:弘0〜l:λOOOの範囲にあることが望ましい
。ヨウ化愉促進剤対金属触媒のモル比はヨウ素対金属の
原子比が2二/より大きいかまたは等しくなるような範
囲である。金属触媒対共促進剤のモル比は2:l〜/:
10θ、好ましくはl:2〜/”、JOの範囲内にあり
得る。
酸媒の使用量に関しては、その量は一般にメタノール使
用重量基準でj−λj重量−の範囲内にある。
用重量基準でj−λj重量−の範囲内にある。
メタノールと合成ガスとの反応は/2θ〜、2j’0℃
、好ましくは760〜210℃、更に好ましくは約−1
70〜110℃の温度範囲で、jθバール以上、好まし
くは1O−2jOバールの範囲内の圧力の下で行なわれ
ることが適当である。
、好ましくは760〜210℃、更に好ましくは約−1
70〜110℃の温度範囲で、jθバール以上、好まし
くは1O−2jOバールの範囲内の圧力の下で行なわれ
ることが適当である。
本法は半連続的又は連続的に遂行されるが連続1操作が
好ましい。本法は例えば反応諸条件下に保たれた反応器
に対しメタノール、溶剤、触媒、コラ化物促進剤及び共
促進剤並びに合成ガスを送給し、アセトアルデヒド、副
産物(例えば水)、未変化のメタノール、触媒、促進剤
(II&)及び未反応合成ガスを反応器から取出し、反
応器へ再循環させる合成ガスを分別し、軽い終末生成物
を除−1、”アセトアルデヒド、副産物、メタノール及
びその他の揮発性諸成分を含有する生成物1を触媒と溶
剤とから蒸留によって分別し、その後にアセトアルデヒ
ドを副産物から回収し、触媒、促進剤、共促進剤、メタ
ノール及び溶剤を反応器へ再循環させる。他の反応副産
物、特にアセトアルデヒド生成用前駆体として作用し得
る副産物、をも又反応器へ再循環させることは有利であ
る。重い終末生成物を許容レベルにまで減するために再
循環溶剤の一部分を時々流出させて対応量の新鮮溶剤を
添加することが必要であろう。更に触媒を時々送給する
ことが必要かも知れない。
好ましい。本法は例えば反応諸条件下に保たれた反応器
に対しメタノール、溶剤、触媒、コラ化物促進剤及び共
促進剤並びに合成ガスを送給し、アセトアルデヒド、副
産物(例えば水)、未変化のメタノール、触媒、促進剤
(II&)及び未反応合成ガスを反応器から取出し、反
応器へ再循環させる合成ガスを分別し、軽い終末生成物
を除−1、”アセトアルデヒド、副産物、メタノール及
びその他の揮発性諸成分を含有する生成物1を触媒と溶
剤とから蒸留によって分別し、その後にアセトアルデヒ
ドを副産物から回収し、触媒、促進剤、共促進剤、メタ
ノール及び溶剤を反応器へ再循環させる。他の反応副産
物、特にアセトアルデヒド生成用前駆体として作用し得
る副産物、をも又反応器へ再循環させることは有利であ
る。重い終末生成物を許容レベルにまで減するために再
循環溶剤の一部分を時々流出させて対応量の新鮮溶剤を
添加することが必要であろう。更に触媒を時々送給する
ことが必要かも知れない。
滞留時間は2時間以下が適当であるが好適範囲は10−
/fO分間である。滞留時間は短いことが好ましいがそ
の理由は滞留時間が長いとアセトアルデヒド製品がアル
ドール縮合型反応により、更に反応を起して例えばn−
ブチルアルデヒド及び(又は)アセトアルデヒドを与え
ることに在る。
/fO分間である。滞留時間は短いことが好ましいがそ
の理由は滞留時間が長いとアセトアルデヒド製品がアル
ドール縮合型反応により、更に反応を起して例えばn−
ブチルアルデヒド及び(又は)アセトアルデヒドを与え
ることに在る。
この間係において回分式操業のための滞留時間は反応器
が特定の反応温度に保たれる時間である。
が特定の反応温度に保たれる時間である。
本方法が連続式に操業されるときの滞留時間は下記の通
りに計算される: 本発明を以下の開側を8照して更に詳細に記載すること
とする。
りに計算される: 本発明を以下の開側を8照して更に詳細に記載すること
とする。
該開側においてアセトアルデヒドの全実収量カ参照され
る。これはアセトアルデヒド−生成性化合物(例えばジ
メチルアセタール)の加水分解によって実際に生成する
アセトアルデヒド収量グラス遊離アセトアルデヒド収量
を意味する。同様にしてメタノール実収量は遊離メタノ
ールプラスメタノール−生成性エステル(例えば酢酸メ
チル)の加水分解により実際に生成するメタノールグラ
スジメチルアセタールの加水分解により実際に生成する
メタノールを意味する。従って アセトアルデヒド実際収率(モル)1 送給メタノール実景の全量(モル) アセトアルデヒド実際選択率(モル)−アセトアルデヒ
ド実景へ転化したメタノール実景(モル)×/〃転化メ
タノール実景の全量(モル) 転化したメタノール実景の全量(モル)及び アセトアルデヒド実景の生成度(モル/最終反応溶液k
g/時)〔アセトアルデヒド(モル)+ジメチルアセタ
ール(モル)〕滞留時間(時) 000 である。
る。これはアセトアルデヒド−生成性化合物(例えばジ
メチルアセタール)の加水分解によって実際に生成する
アセトアルデヒド収量グラス遊離アセトアルデヒド収量
を意味する。同様にしてメタノール実収量は遊離メタノ
ールプラスメタノール−生成性エステル(例えば酢酸メ
チル)の加水分解により実際に生成するメタノールグラ
スジメチルアセタールの加水分解により実際に生成する
メタノールを意味する。従って アセトアルデヒド実際収率(モル)1 送給メタノール実景の全量(モル) アセトアルデヒド実際選択率(モル)−アセトアルデヒ
ド実景へ転化したメタノール実景(モル)×/〃転化メ
タノール実景の全量(モル) 転化したメタノール実景の全量(モル)及び アセトアルデヒド実景の生成度(モル/最終反応溶液k
g/時)〔アセトアルデヒド(モル)+ジメチルアセタ
ール(モル)〕滞留時間(時) 000 である。
実施例 /
高圧反応用に装備されたハステロイ(Hastal I
oy)82 (Hastelloyは登録商標である)
製の磁気攪拌スる3θθ−容量の反応器に、ヨウ化コバ
ルト(II)2水和物(0,12、jil : 0.0
0211 mole )、ヨウ化テトラメチルアンモニ
ウA(o、7g:O刀0jjmole ) 、トリルテ
ニウム・ドr力力ル?ニル(O9θ//61:0.0/
I mmole )及びヨウ化メチ/’ (0,!;
11: 0−003!mole )のll/−h(/
、2J’ l! : 4’moles )溶液とスルホ
ラフ(IAO9: 、2 ’A % w/w )を入れ
た。−酸化炭素と水素の/:l混合物で2回・トフした
後、オートクレーブをこのガスで約ljQバールに加圧
した。反応器温度を急速に770℃に上げ、また圧力は
270バールに調節し九。この圧力をついでjパール以
内に7時間維持し、その後オートクレーブを室温まで冷
却して反応生成物を気体−液体クロマトグラフィー(G
LC)で分析シた。
oy)82 (Hastelloyは登録商標である)
製の磁気攪拌スる3θθ−容量の反応器に、ヨウ化コバ
ルト(II)2水和物(0,12、jil : 0.0
0211 mole )、ヨウ化テトラメチルアンモニ
ウA(o、7g:O刀0jjmole ) 、トリルテ
ニウム・ドr力力ル?ニル(O9θ//61:0.0/
I mmole )及びヨウ化メチ/’ (0,!;
11: 0−003!mole )のll/−h(/
、2J’ l! : 4’moles )溶液とスルホ
ラフ(IAO9: 、2 ’A % w/w )を入れ
た。−酸化炭素と水素の/:l混合物で2回・トフした
後、オートクレーブをこのガスで約ljQバールに加圧
した。反応器温度を急速に770℃に上げ、また圧力は
270バールに調節し九。この圧力をついでjパール以
内に7時間維持し、その後オートクレーブを室温まで冷
却して反応生成物を気体−液体クロマトグラフィー(G
LC)で分析シた。
実施例 2
実施例/の反応溶液を留去して全ての揮発性有機化合物
と水を除去し、それにより触媒と促進剤のスルホ2ン溶
液を得た。これを新たに用意したytpノール(/、2
/r1)(!:gつ化1f−ルcO,J−1)に加えた
。その後実施例/の操作を行った。
と水を除去し、それにより触媒と促進剤のスルホ2ン溶
液を得た。これを新たに用意したytpノール(/、2
/r1)(!:gつ化1f−ルcO,J−1)に加えた
。その後実施例/の操作を行った。
実施例 3
実施例1の反応溶液のかわりに実施例1の反応溶液を用
いて実施例2の操作をくり返した。
いて実施例2の操作をくり返した。
実施例 ≠
反応器へのスルホ2ンの添加量を弘Oyから、20fi
(/コ%w/w )K減じた以外は実施例1の操作をく
り返した。
(/コ%w/w )K減じた以外は実施例1の操作をく
り返した。
実施例 j
実施例/の反応溶液のかわりに実施例≠の反応溶液を用
いて実施例λの操作をくり返した。
いて実施例λの操作をくり返した。
実施例 6
実施例/の反応溶液のかわりに実施例jの反応溶液を使
用した以外は実施例2の操作をくり返した。
用した以外は実施例2の操作をくり返した。
実施例 7
加えたスルホランの′I/ktl−≠θyθ)ら/θ1
1(6% w/w )に減じた以外は実施例/の操作を
くり返した。
1(6% w/w )に減じた以外は実施例/の操作を
くり返した。
比較試験A
スルホランの添加を省いた以外は実施例1の操作をくり
返した。
返した。
収量、アセトアルデヒド実収量に対するモル選択率及び
生成率、並びにメタノール転化率を実施例/〜7及び比
較試験について第1表に記載した。
生成率、並びにメタノール転化率を実施例/〜7及び比
較試験について第1表に記載した。
実施例/〜≠で得た主な液状副生物(−)メチルエーテ
ル、メチルアセテート、エタノール、n−ブチルアルデ
ヒド、エチルアセテート及び[t)第1表および第2表
から、触媒および促進剤は、活性が実質的に低下するこ
となく、また副生成物の分布が実質的に変化することな
く、溶媒としてのスルホラン中で再循環できること、す
なわち、スルホランは不活性溶媒としてふるまうという
ことがわかる。
ル、メチルアセテート、エタノール、n−ブチルアルデ
ヒド、エチルアセテート及び[t)第1表および第2表
から、触媒および促進剤は、活性が実質的に低下するこ
となく、また副生成物の分布が実質的に変化することな
く、溶媒としてのスルホラン中で再循環できること、す
なわち、スルホランは不活性溶媒としてふるまうという
ことがわかる。
比較試験B
この試験は、反応の溶媒としてr−ブチロ2クトンを使
用する例を示すものである。γ−ブチロ2クトンは反応
条件下で分解するので、本発明の溶媒ではない。
用する例を示すものである。γ−ブチロ2クトンは反応
条件下で分解するので、本発明の溶媒ではない。
ハステロイ(登録商標)82オートクレーブに以下のも
のをチャージした。
のをチャージした。
ヨウ化コバルト 0.I21
トリルテニウム・ドデカカルゲニル 0.0/2gダウ
化メチル o−si テトラメチルアンモニウム−アイオダイド 0.7fl
メタノール /21# γ−ブチロラクトン ≠09 −酸化炭素と水素のl−7混合物で2回lや−ジを行っ
たのち、オートクレーブを同じガス混合物で/60バー
ルまで加圧した。反応温度を770℃まで急速に上昇さ
せ、圧力を2ノθバールに調整した。この圧力を7時間
、jバール以内に保持したのち、オートクレーブを室温
まで冷却し、反応生成物を気体・液体クロマドグ2フイ
ー(G L C)で分析した。分析後、反応混合物を蒸
留し、残渣として触媒、それに組み込まれた溶媒および
痕跡量の高沸点生成物を得た。
化メチル o−si テトラメチルアンモニウム−アイオダイド 0.7fl
メタノール /21# γ−ブチロラクトン ≠09 −酸化炭素と水素のl−7混合物で2回lや−ジを行っ
たのち、オートクレーブを同じガス混合物で/60バー
ルまで加圧した。反応温度を770℃まで急速に上昇さ
せ、圧力を2ノθバールに調整した。この圧力を7時間
、jバール以内に保持したのち、オートクレーブを室温
まで冷却し、反応生成物を気体・液体クロマドグ2フイ
ー(G L C)で分析した。分析後、反応混合物を蒸
留し、残渣として触媒、それに組み込まれた溶媒および
痕跡量の高沸点生成物を得た。
比較試験C
比較試験8で回収された残渣を、新たKqつ化メチル0
.s gおよびメタノール/、2ggとともにオートク
レーブに再循環した。再循環した残渣の重量は弘0.弘
jyであった(比較試験8で添加した量を基準として理
論量は≠46≠1)。添加後、比較試験8の実験操作を
繰り返した。
.s gおよびメタノール/、2ggとともにオートク
レーブに再循環した。再循環した残渣の重量は弘0.弘
jyであった(比較試験8で添加した量を基準として理
論量は≠46≠1)。添加後、比較試験8の実験操作を
繰り返した。
比較試験り
比較試験Cで回収された残渣を、新たにヨウ化メチルO
0jおよびメタノール/ 、219とともにオートクレ
ーブKN循環した。今度再?#環した残渣の重量は33
.J21/C理論量≠/、 64L、!? >であった
。添加後、比較試験1旦の実験操作を繰り返した。
0jおよびメタノール/ 、219とともにオートクレ
ーブKN循環した。今度再?#環した残渣の重量は33
.J21/C理論量≠/、 64L、!? >であった
。添加後、比較試験1旦の実験操作を繰り返した。
比較試験E
r−ブチロ2クトンの代りにエチレングリコール≠Og
を用いたほかは、比較試験Bを繰り返した。反応の最後
に、蒸留による、反応生成物と水の除去を試みた。蒸留
の最終段階の際に、λつの液相が形成され、大量の触媒
が、蒸留ユニットの壁面に付着した。この損失のため、
触媒の再循環は試みられなかった・ 第1頁の続き ■Int、C1,’ 識別記号 庁内整理番号// B
01 J 23/40 7624−4G@発 明 者
フィリップ ジエフリ イギリス国 サリ一 ロッジ
り シルバースミス ウオーキング ゴールズヮース7 ウェイ 50 f 続 捕 市 書(方式) 勃詐庁長官 志 賀 学 殿 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名称 ザ ブリティッシュ ベトロリュームコムパニー
ビー エル シー 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和61)年1月29F+明ll
1111!の浄*(内容に変更なし)。
を用いたほかは、比較試験Bを繰り返した。反応の最後
に、蒸留による、反応生成物と水の除去を試みた。蒸留
の最終段階の際に、λつの液相が形成され、大量の触媒
が、蒸留ユニットの壁面に付着した。この損失のため、
触媒の再循環は試みられなかった・ 第1頁の続き ■Int、C1,’ 識別記号 庁内整理番号// B
01 J 23/40 7624−4G@発 明 者
フィリップ ジエフリ イギリス国 サリ一 ロッジ
り シルバースミス ウオーキング ゴールズヮース7 ウェイ 50 f 続 捕 市 書(方式) 勃詐庁長官 志 賀 学 殿 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名称 ザ ブリティッシュ ベトロリュームコムパニー
ビー エル シー 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和61)年1月29F+明ll
1111!の浄*(内容に変更なし)。
Claims (9)
- (1) メタノール、−酸化炭素および水素を液相汐応
させて1漬ノールおよび/またはアセトアルデヒドを製
造するための、金属触媒反応に部片するのに適した再循
環溶媒において、 (1) 該溶媒は、メタノールおよび、反応中に付成し
た液体生成物と単一層を形成し、 11) 該溶媒は、前記触媒および組み合わされI促進
剤が完全に溶解するようなものであり1、(1) 該溶
媒は、大気圧下において7.20℃以」の沸点を有し、 蚊)該溶媒は、上記反応条件Fで化学的に安拓であり、
前記触媒および池の反応成分と好」しくない相互作用を
することがない、 ことを特徴とする上記再循環溶媒。 - (2) 室温で液体である特許請求の範囲第1項記載の
再循環溶媒。 - (3) スルホランまたはその置換誘導体である特許請
求の範囲第1項記載の再tf13Jl溶媒。 - (4)高沸点エーテル、たとえばジフェニルエーテルま
たはジトリルエーテルである特許請求の範囲第1項記載
の再循環溶媒。 - (5) 再循環溶媒の存在下、メタノール、−W化炭1
素および水素を、金属触媒を用いて反応させ、エタノ
ールおよヒ/またはアセトアルデヒドを二 製造する方
法において、 (+) カルコニル化段階において、再循環溶媒存在下
に1メタノールを、触媒、−酸化炭素および水素と反応
させ、 : 01) 分離段階において、反応生成物および未反
応メタノールを、IIBt録および再循環溶媒から分離
し、 +it p4循環段階において、触媒と再循環溶媒を、
カルコニル化段階に再循環する、 ことを特徴とする上記方法。 - (6) 触媒がコバルトである特許請求の範囲第j項記
載の方法。 - (7) 触媒がアイオダイド促進剤を含んでいる特許請
求の範囲第6項記載の方法。 - (8) 触媒が共促進剤を含んでいる特許請求の範囲第
7項記載の方法。 - (9)金属助触媒、たとえばルテニウムまたは白金も使
用される特許請求の範囲第6項または第7項記載の方法
。 (10!続的にまたは半連続的に行われる特許請求の範
囲第j項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8326986A GB8326986D0 (en) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | Production of ethanol |
| GB8326986 | 1983-10-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60142933A true JPS60142933A (ja) | 1985-07-29 |
Family
ID=10549905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59212421A Pending JPS60142933A (ja) | 1983-10-08 | 1984-10-08 | 溶媒存在下にメタノ−ル、一酸化炭素および水素を、金属触媒を用いて液相反応させ、エタノ−ルおよび/またはアセトアルデヒドを製造する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4556744A (ja) |
| EP (1) | EP0141535A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60142933A (ja) |
| GB (1) | GB8326986D0 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3506714A1 (de) * | 1985-02-26 | 1986-08-28 | Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG, 5000 Köln | Verfahren zur kontinuierlichen homologisierung von methanol |
| US20050154239A1 (en) * | 2004-01-08 | 2005-07-14 | Windhorst Kenneth A. | Methods for preparing 1,3 butylene glycol |
| AU2007275036A1 (en) | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Xyleco, Inc. | Conversion systems for biomass |
| US8912240B2 (en) * | 2013-02-22 | 2014-12-16 | Eastman Chemical Company | Production of methanol and ethanol from CO or CO2 |
| US9238606B1 (en) | 2014-12-30 | 2016-01-19 | Eastman Chemical Company | Methyl-Iodide-free carbonylation of methanol to acetaldehyde |
| US9266807B1 (en) | 2014-12-30 | 2016-02-23 | Eastman Chemical Company | Conversion of alcohols to longer chain aldehydes or alcohols |
| US9714206B2 (en) | 2014-12-30 | 2017-07-25 | Eastman Chemical Company | Methyl-iodide-free carbonylation of an alcohol to its homologous aldehyde and/or alcohol |
| US9266806B1 (en) | 2014-12-30 | 2016-02-23 | Eastman Chemical Company | Reductive carbonylation of methanol to acetaldehyde |
| US9365479B1 (en) | 2014-12-30 | 2016-06-14 | Eastman Chemical Company | Methyl-iodide-free carbonylation of an alcohol to its homologous aldehyde and/or alcohol |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4201868A (en) * | 1975-03-05 | 1980-05-06 | Celanese Corporation | Reaction of methanol with synthesis gas |
| US4096093A (en) * | 1976-06-24 | 1978-06-20 | Chemplex Company | Polymerization catalyst and method |
| US4289704A (en) * | 1976-08-02 | 1981-09-15 | Pfizer Inc. | Preparation of gamma-pyrones |
| US4150246A (en) * | 1976-08-30 | 1979-04-17 | Celanese Corporation | Homologation of alkanols |
| US4190729A (en) * | 1977-09-19 | 1980-02-26 | Monsanto Company | Carbonylation process with stabilized catalyst |
| CA1094105A (en) * | 1977-11-08 | 1981-01-20 | Brian R. Gane | Process for the production of acetaldehyde by the reaction of methanol with synthesis gas |
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