JPS6110028A - マラカイト結晶塊の凝集物及びその製造方法 - Google Patents

マラカイト結晶塊の凝集物及びその製造方法

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JPS6110028A JP60121384A JP12138485A JPS6110028A JP S6110028 A JPS6110028 A JP S6110028A JP 60121384 A JP60121384 A JP 60121384A JP 12138485 A JP12138485 A JP 12138485A JP S6110028 A JPS6110028 A JP S6110028A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は塩基性炭酸鋼(マラカイト)の新しい形態に係
わり、特にマラカイト結晶楕円球塊の凝集物、これを製
造する方法、この結晶から製造される鋼アセチリド触媒
、及びアセチレンとホルムアルデヒドから1.4−ブチ
ンジオールを製造する際の触媒としての用途に関する。
〔従来の技術〕
毎年大量の1.4−ブチンジオールがテ)?ヒドロフラ
ンの中間物として製造場れている。
1、4−7”チンジオールを水素付加して1.4−ブタ
ンジオールにし、これを脱水、環化してテトラヒドロフ
ランにするのである。
ここ数年1.4−ブチンジオールは銅アセチリド錯体を
触媒としてアセチレンとホルムアルデヒドから製造する
方法が定着している。この方法は米国特許第4,110
,249号に開示式れており、ここで本発明者は鋼(I
I)化合物の生成を抑えるため、ビスマスオキン化合物
を含有するマラカイト結晶の楕円球塊から製造した触媒
について説明している。
この触媒は非常に優れたものであるが1本発明者はもし
このマラカイトが0.5ないし3.5重i/に%のケイ
酸を含有するならば、磨砕に対する抵抗性が増すことを
見い出した。また本発明者はこのケイ酸は触媒の活性を
高め、さらにこの活性が本発明者自身の従来の触媒よシ
長時間持続することを発見した。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明のマラカイトは3つの段階を経て製造される。第
1段階においては水中で、銅(IQ化合物、ビスマス化
合物、アルカリ金属の炭酸塩または炭酸水素塩とケイ酸
をかき混ぜなら一緒にする仁とによって非晶質rル状炭
酸鋼(IOを形成する。この段階においては銅(II)
塩、ビスマス塩、およびケイ酸は必要とする全量の30
ないし60容量チだけを用いる。
ケイ酸の仕様はどのようなものでもよいが、水100重
量部、ケイ酸ナトリウム10重量部、硝酸10重量部を
攪拌して混合したものを使用すると、よシ有効な触媒が
できる。この場合ケイ酸はコロイド状に分散しているが
、これはそのままマラカイト製造に使用できる。
銅(ω塩は水溶性のものなら何でもよい@例えば硝酸塩
、塩化物、硫酸塩である。しかし、硝酸鋼(II)が好
ましい。
同様にビスマス化合物も水溶性なら何でもよい。−例を
挙げると硝酸塩、オキシ炭酸塩、クエン酸塩、硫酸塩、
リン酸塩である。これらのうち硝酸塩が好ましい。
アルカリ金属の炭酸塩および炭酸水素塩としては炭酸ナ
トリウムおよび炭酸水素ナトリウムが好ましい。
各基の水溶液はそれぞれ静置状態あるいは使用中に結晶
を生じない範囲で最大限の濃度をもつように調整する。
それから銅塩溶液、ビスマス塩溶液、および混合する。
混合物のpalは適量のアルカリ金属炭酸塩または炭酸
水素塩の水溶液を加えて約5.5ないし7.5、好まし
く Vi6.5ないし70に保たれる。
溶液混合の順番はどれからでもよく、通常攪拌しなから
10ないし30分間かけて行う。本具体例においては、
銅塩、ビスマス塩およびケイ酸の水溶液を準備し、これ
をアルカリ金属の脚酸塩または炭酸水素塩の水溶液とと
もに少量の水に注ぎ込む。
これら塩の混合物は攪拌しながら凝固点より少し高い温
度ないし約55℃の間、好ましくは45ないし55℃の
温度に維持される。すると直ちに非晶質のrル状水和炭
酸銅が形成する。
第2段階においては第1段階の生成物をいかなる攪拌も
せず[45ないし55℃の温度に保つ。すると二酸化炭
素が発生し、マラカイトの結晶塊が形成する。この結晶
の生成は通常10〜30分で完了する。
第3段階においては、このマラカイト結晶塊を含有する
媒体を攪拌しながら、45〜55℃の温度に保つ。この
間に鋼(II)塩、ビスマス塩およびケイ酸の残りた分
を第1段階と同じ割合で、この媒体に添加する。声は第
1段階と同じよう罠アルカリ金属の炭酸塩または炭酸水
素塩の水溶液を加えて5.5〜7,5.好ましく #i
6.5〜7、0に保つ。マラカイトの楕円状結晶塊が本
発明の凝集物を形成するのは、この段階である。
第3段階の完了後、通常およそ10ないし60分かけて
マラカイトを反応媒体からろ過し、残存する塩を水で洗
浄除去する。
以上の結果生成したiラカイト結晶塊の楕円球形凝集物
#2(無水ケイ酸に換算して)0,5ないし3.5−重
量%、好ましくは0.5〜1チのケイ酸を含有する。こ
のケイ酸は結晶表面で若干濃度が高いという傾向を有す
るものの、結晶全体にわたってほぼ均一に分布している
結晶はまた工ないし7重li%の均一に分布したビスマ
スオキシ化合物を含有する。
本発明の効果はマラカイト結茜塊および結晶塊の凝集物
の寸法にはへとんと依存しないが、もしマラカイト凝集
物のヲ均最長寸法が約15ミクロンで、その約95−以
上が約14〜18ミクロンの最長寸法を有し、かつ結晶
塊の平均最長寸法が約5ミクロンで、その約95%以上
が3〜8ミクロンの最長寸法を有するならば、触媒は反
応媒体からより簡単にろ過でき、より均一な構成のもの
が得られる。なお、これらの寸法t’i Coulte
r Counterにより、おるいは標準を対照として
光学的に測定したものに基づく。
このような好ましい態様のマラカイトはもし第1段階に
おいて各溶液が少量たとえば約0.2〜2重量−の予め
成形しておいたマラカイトの糧を含有する少量の水中で
混合することKよシ製造することができる。この種は水
中に直接投与するか、あるいは従前のマラカイト製造の
残留物をそのまま使用する。
こうして生成したマラカイトは水中でスラリーにし、こ
れにアセチレンとホルムアルデヒドを作用させて、銅ア
セチリド錯体に変換することができる。この手法は米国
特許第3,650,985号の第5カラム以下に開示さ
れている。
この銅アセチリド錯体は、アセチレンとホルムアルデヒ
ドから1.4−ブチンジオールを生成する反応の触媒と
してそのまま用いられる。この触媒使用に際して、特別
な技術や注意というものは不要でおる。触媒の使用につ
いての詳細は前述の特許を参照されたい。
〔実施例〕
本実施例においては全ての部Vi重量基準である。
(実施例1−マラカイトの製造) (a)  水900部に以下の物質を溶解した。
Cu(NO3)2− H2O980部 B1(No、)、・5H2035部 濃硝酸        90部 (b)  以下の要領で混合物をつくった。
水              100部濃硝酸   
     1o部 ケイ酸ナトリウム   10部 (a)  混合物(b)を攪拌しながら水溶液(a)に
加えた。
(d)  無水炭酸ナトリウム675部を3300部の
水に溶解した。
する水3300部を反応容器に装入した。
この装入物を攪拌しながら加熱して45℃に保ち、溶液
(a)の半分を15分間かけて、この反応容器に注ぎ込
んだ。同時KpHを65ないし7.0に保つため十分な
量の溶液(d)を反応容器に注いた。
注入が完了したら攪拌を停止し、反応物の温度を20分
間45℃に保った。緑青色のグルが生じ、これは徐々に
緑色のマラカイト結晶に変化した。
再び攪拌をしながら、溶液(c)の残シ半分を15分間
かけて反応物に加えた。この間温度は約47℃、声は溶
液(d)を使って6.5ないし7.0に保った。
生成した凝集物は平均15〜17ミクロンの寸法を有し
、平均寸法約6ミクロンのマラカイト結晶楕円球塊から
できわがっていた。この結晶は0.67重量−のケイ酸
を含有していた。
この凝集物は溶液からろ過し、水で洗浄してから乾燥し
た。
(実施例2−銅アセチリド錯体の製造)47%のホルム
アルデヒド水溶液600部(pH7,0)と実施例1で
形成したマラカイト100部を反応容器に装入した。
アセチレンと窒素の混合物を固体が浮遊の状態を保ち、
圧力が3.515.351v’m2(5psig)にな
るようにこの容器に充填する。反応物の温度は65〜7
5℃、内は炭酸ナトリウムの飽和溶液をつかって5.0
〜65に保った。
二酸化炭素、窒素及びアセチレンからなる流出ガスを二
叉に分けた。一方は大気中に排出し、もう一方は再び反
応器に還流した。排出量とアセチレンの反応器への流入
量は、アセチレンの反応器中の濃度が常時1ないし5チ
に保たれるよう調節した。
約6時間経過したところ、CO2の発生が減少した。ガ
ス流出量とアセチレンの流入量をCO2の発生が終止す
るまで、C02と置換するよう増量した。
その後圧力を解除して、生成物を冷却し、反応器から取
シ出した。
(実施例3−1.4−プチンソオールの製造)実施例2
で形成した解媒とホルムアルデヒド600部(45%の
水溶液)を反応器に入れた・アセチレンガスを器内の固
体が浮遊し、ガス圧が約3.515.35 kyrn2
(5palg)になるよう継続して注入した。反応物の
温度は90℃、−4は炭水水素ナトリウムの飽和水溶液
で約6に保った。
反応は約2時間継続して行なわれ、この時点でホルムア
ルデヒドは最初の約5重量%に減少した。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1ないし7重量%のオキシ炭酸ビスマスと無水ケ
    イ酸に換算して0.5ないし3.5重量%のケイ酸を含
    有するマラカイト結晶楕円球塊の凝集物。
  2. (2)各凝集物の最長寸法の平均が約15ミクロンで、
    前記凝集物全体の少くとも95%は最長寸法が14ない
    し18ミクロンあり、各マラカイト結晶だ円球塊の最長
    寸法の平均が約5ミクロンで、前記マラカイト結晶だ円
    球塊の少くとも95%は最長寸法が3ないし8ミクロン
    ある特許請求の範囲第1項記載のマラカイト結晶楕円球
    塊の凝集物。
  3. (3)銅(II)塩、ビスマス塩およびケイ酸からマラカ
    イト結晶だ円球塊の凝集物を製造する方法において、(
    a)銅(II)塩、ビスマス塩およびケイ酸の必要量の3
    0ないし60容量%を温度は45ないし55℃、pHは
    アルカリ金属の炭酸塩または炭酸水素塩によって5.5
    ないし7.5に保った水中で攪拌しながら混合して非晶
    質のゲル状水和炭酸銅を形成させる工程と;(b)マラ
    カイトの結晶塊が生ずるまで、(a)のゲル状物を攪拌
    せずに温度約45ないし55℃で保持し、マラカイト結
    晶を形成させる工程と;(c)前記(a)のスラリーを
    温度を45ないし55℃、pHをアルカリ金属の炭酸塩
    または炭酸水素塩で5.5ないし7.5に保ちながら、
    残余の銅(II)塩、ビスマス塩およびケイ酸を前記スラ
    リーに添加することを特徴とする、1ないし7重量%の
    オキシ炭酸ビスマスと無水ケイ酸に換算して0.5ない
    し3.5重量%のケイ酸を含有するマラカイト結晶楕円
    球塊の凝集物を製造する方法。
  4. (4)銅(II)塩が硝酸銅(II)、ビスマス塩が硝酸ビ
    スマス、アルカリ金属の炭酸塩が炭酸ナトリウムである
    特許請求の範囲第3項記載の方法。
  5. (5)特許請求の範囲第3項(a)記載の手続が、1な
    いし7重量%のオキシ炭酸ビスマスと無水ケイ酸に換算
    して0.5ないし3.5重量%のケイ酸を含有するマラ
    カイト結晶楕円球塊の凝集物を少量伴って行われる特許
    請求の範囲第3項記載の方法。
  6. (6)銅アセチリド錯体の形式において、1ないし7重
    量%のオキシ炭酸ビスマスと無水ケイ酸に換算して0.
    5ないし3.5重量%のケイ酸を含有するマラカイト結
    晶楕円球塊の凝集物にアセチレンとホルムアルデヒドを
    作用させる方法。
  7. (7)各凝集物の最長寸法の平均が15ミクロンで、前
    記凝集物全体の少くとも95%は最長寸法が14ないし
    18ミクロンあり、各マラカイト結晶だ円球塊の最長寸
    法の平均が5ミクロンで、前記マラカイト結晶楕円球塊
    の少くとも95%は最長寸法が3ないし8ミクロンある
    特許請求の範囲第6項記載の方法。
  8. (8)1ないし7重量%のオキシ炭酸ビスマスと無水ケ
    イ酸に換算して0.5ないし3.5重量%のケイ酸を含
    有するマラカイト結晶楕円球塊の凝集物をアセチレンと
    ホルムアルデヒドの反応にさらして形成した銅アセチリ
    ド錯体を使って、アセチレンとホルムアルデヒドの反応
    から1.4−ブチンジオールを生成する方法。
  9. (9)各凝集物の最長寸法の平均が15ミクロンで、前
    記凝集物全体の少くとも95%は最長寸法が14ないし
    18ミクロンあり、各マラカイト結晶楕円球塊の最長寸
    法の平均が5ミクロンで、前記マラカイト結晶だ円球塊
    の少くとも95%は最長寸法が3ないし8ミクロンある
    特許請求の範囲第8項記載の方法。
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