JPS6222973B2 - - Google Patents

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JPS6222973B2
JPS6222973B2 JP59053606A JP5360684A JPS6222973B2 JP S6222973 B2 JPS6222973 B2 JP S6222973B2 JP 59053606 A JP59053606 A JP 59053606A JP 5360684 A JP5360684 A JP 5360684A JP S6222973 B2 JPS6222973 B2 JP S6222973B2
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JP
Japan
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ruthenium
ethylene glycol
reaction
acid
acetic acid
Prior art date
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Application number
JP59053606A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS60199842A (en
Inventor
Yoshihisa Watanabe
Shoichiro Mori
Hisao Kinoshita
Juji Ookago
Makoto Ue
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP59053606A priority Critical patent/JPS60199842A/en
Publication of JPS60199842A publication Critical patent/JPS60199842A/en
Publication of JPS6222973B2 publication Critical patent/JPS6222973B2/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、合成ガスすなわち一酸化炭素と水素
との混合ガスからエチレングリコールを製造する
方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing ethylene glycol from synthesis gas, a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen.

本発明の方法によれば、比較的温和な条件下
に、効率よく含酸素化合物を製造できる。
According to the method of the present invention, oxygen-containing compounds can be efficiently produced under relatively mild conditions.

エチレングリコールは利用範囲の広い重要な基
礎化学品であり、常に工業的に安価な製造法が期
待されるものである。
Ethylene glycol is an important basic chemical with a wide range of applications, and there is always hope for an inexpensive industrial production method.

従来、一酸化炭素と水素とを原料として、直接
一段でエチレングリコールを製造する方法とし
て、ロジウム系触媒を使用する方法が数多く提案
されている。しかしながら、特公昭53−31122号
公報等に例示されるこれらの方法は高価なロジウ
ムを使用するもので、ロジウム触媒の回収、再使
用など工業的規模で実用化するための困難が伴な
い、また触媒性能も必らずしも充分でないことか
ら、実用化プロセスとして完成されていないのが
実情である。
Conventionally, many methods using rhodium-based catalysts have been proposed as methods for directly producing ethylene glycol in one step using carbon monoxide and hydrogen as raw materials. However, these methods, such as those exemplified in Japanese Patent Publication No. 53-31122, use expensive rhodium, and are difficult to put into practical use on an industrial scale, such as recovering and reusing the rhodium catalyst. The fact is that the catalyst performance is not always sufficient, so it has not been completed as a practical process.

一方、これらのロジウム触媒の有する欠点を回
避するための一つの方策として、ロジウムに較べ
て安価なルテニウム触媒を使用するいくつかの方
法が提案されている。例えば、米国特許第
4170605号明細書にはルテニウムとピリジン類配
位子よりなる触媒を使用したエチレングリコール
の製造法が示されている。この場合ピリジン配位
子として2−ヒドロキシピリジンをルテニウム1
g原子当り5.74モル使用し、15000psi(1057.8
Kg/cm2)で実施した例が示されている。また、他
のピリジン配位子として、2−アミノピリジン、
2−(ジメチルアミノ)ピリジンの例も記されて
いるが、実際に使用された例もなく、またどのよ
うな効果が得られるか記述されていない。
On the other hand, as one way to avoid the drawbacks of these rhodium catalysts, several methods have been proposed that use ruthenium catalysts, which are cheaper than rhodium. For example, U.S. Pat.
No. 4170605 discloses a method for producing ethylene glycol using a catalyst consisting of ruthenium and pyridine ligands. In this case, 2-hydroxypyridine is used as the pyridine ligand and ruthenium 1
Using 5.74 moles per g atom, 15000 psi (1057.8
Kg/cm 2 ) is shown. In addition, other pyridine ligands include 2-aminopyridine,
An example of 2-(dimethylamino)pyridine is also described, but there is no example of it actually being used, and there is no description of what kind of effects can be obtained.

又、特開昭56−100728号公報では、ルテニウム
化合物を低融点ホスホニウム塩、アンモニウム塩
に分散させた系、特開昭56−123925号公報ではル
テニウムとロジウム化合物からなる触媒系、特開
〓〓〓〓
昭57−109735号公報ではルテニウムと多価フエノ
ール類からなる触媒系、特開昭57−130939号公報
ではルテニウムとレニウム化合物からなる触媒
系、特開昭58−121226号公報ではルテニウムとマ
ンガン化合物からなる触媒系などが、一酸化炭素
と水素から遊離のエチレングリコールを製造する
方法として提案されている。しかしながら、これ
らの公報明細書に開示されたルテニウム系触媒の
活性は、いずれの場合にも高水準とは言い難く、
比較的低圧の600Kg/cm2以下の条件下では、エチ
レングリコールの生成速度が1モルエチレングリ
コール/グラム原子・時間程度であり、未だ充分
な活性を示すとは言い難い。
Furthermore, JP-A-56-100728 discloses a system in which a ruthenium compound is dispersed in a low-melting point phosphonium salt or ammonium salt, and JP-A-56-123925 discloses a catalyst system consisting of ruthenium and rhodium compounds. 〓〓
Publication No. 57-109735 discloses a catalyst system consisting of ruthenium and polyvalent phenols, JP-A-57-130939 discloses a catalyst system consisting of ruthenium and a rhenium compound, and JP-A 58-121226 discloses a catalyst system consisting of ruthenium and a manganese compound. A catalyst system has been proposed as a method for producing free ethylene glycol from carbon monoxide and hydrogen. However, the activity of the ruthenium-based catalysts disclosed in these publications cannot be said to be at a high level in any case.
Under relatively low pressure conditions of 600 Kg/cm 2 or less, the production rate of ethylene glycol is about 1 mol ethylene glycol/gram atom/hour, and it is difficult to say that it still exhibits sufficient activity.

さらに、カルボン酸を反応溶媒としてルテニウ
ム化合物を触媒として分散させた系で、一酸化炭
素と水素からエチレングリコールエステルを合成
する方法がいくつか提案されている。特開昭55−
9088号公報ではカルボン酸を溶媒とし、ルテニウ
ム、オスミウムを含む触媒系でアルカノールエス
テル及び隣位グリコールエステルを同時に製造す
る方法が提案されている。この明細書中には、カ
ルボン酸として脂肪族カルボン酸、芳香族カルボ
ン酸及びその置換体が例示してあるが、これらの
中でその実施例に示されるような酢酸、トリフロ
ロ酢酸、プロピオン酸のような脂肪族カルボン酸
が好ましいと記載されている。また、特開昭56−
51426号公報では、脂肪族カルボン酸溶媒で、ル
テニウム化合物とホスホニウム塩を使用する系
が、特開昭56−123925号公報では、主として酢酸
溶媒中で、ルテニウムとロジウム化合物を混合使
用する系が、米国特許第4323513号明細書では、
ルテニウム化合物とカルボン酸からなる均一液相
で、エチレングリコールエステルを製造する際に
メチルエステル、エチレングリコールエステル及
び水濃度を30%以下に保つことが提案されてい
る。
Furthermore, several methods have been proposed for synthesizing ethylene glycol ester from carbon monoxide and hydrogen using a system in which carboxylic acid is used as a reaction solvent and a ruthenium compound is dispersed as a catalyst. Japanese Unexamined Patent Publication 1973-
Publication No. 9088 proposes a method for simultaneously producing an alkanol ester and a vicinal glycol ester using a carboxylic acid as a solvent and a catalyst system containing ruthenium and osmium. In this specification, aliphatic carboxylic acids, aromatic carboxylic acids, and substituted products thereof are exemplified as carboxylic acids, but among these, acetic acid, trifluoroacetic acid, and propionic acid as shown in the examples are used. It is stated that such aliphatic carboxylic acids are preferred. Also, JP-A-56-
No. 51426 discloses a system using a ruthenium compound and a phosphonium salt in an aliphatic carboxylic acid solvent, and JP-A-56-123925 discloses a system using a mixture of ruthenium and rhodium compounds mainly in an acetic acid solvent. In US Pat. No. 4,323,513,
It has been proposed to maintain the concentrations of methyl ester, ethylene glycol ester, and water below 30% when producing ethylene glycol ester using a homogeneous liquid phase consisting of a ruthenium compound and a carboxylic acid.

しかしながら、これらのカルボン酸を反応溶媒
とする系においても、エチレングリコールエステ
ルの生成速度は小さく、実用性のある触媒活性レ
ベルに達していないと判断され(600Kg/cm2以下
の反応条件下では上記いずれの公知技術の実施例
においても、エチレングリコールエステルの生成
速度は1.0モル/グラム原子Ru・時程度以下であ
る)、かつエチレングリコールを製造するために
はエチレングリコールエステルの加水分解工程が
必要になるなど工業的プロセスとして必らずしも
有利であると言い難い。
However, even in systems using these carboxylic acids as reaction solvents, the production rate of ethylene glycol ester is low, and it is judged that the catalyst activity level for practical use has not been reached (under the reaction conditions of 600 kg/cm 2 or less, the above-mentioned In any of the examples of the known technology, the production rate of ethylene glycol ester is about 1.0 mol/gram atom Ru·hr or less), and a hydrolysis step of ethylene glycol ester is required to produce ethylene glycol. It is difficult to say that it is necessarily advantageous as an industrial process.

本発明者らは、ルテニウム触媒の活性を高める
ために鋭意検討した結果本発明に到達した。
The present inventors have arrived at the present invention as a result of extensive studies to increase the activity of ruthenium catalysts.

即ち、本発明は、一酸化炭素及び水素を触媒の
存在下に反応させてエチレングリコールを製造す
る方法において、触媒がルテニウム含有化合物及
びルテニウム1グラム原子に対して0.1〜200モル
の総炭素数6以下の一価又は二価の脂肪族カルボ
ン酸若しくはそのハロゲン置換体、並びにオニウ
ム塩を含有するものであることを特徴とするエチ
レングリコールの製造方法を提供するものであ
る。
That is, the present invention provides a method for producing ethylene glycol by reacting carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst, in which the catalyst contains a ruthenium-containing compound and a total carbon number of 6 to 200 moles per gram atom of ruthenium. The present invention provides a method for producing ethylene glycol, characterized in that it contains the following monovalent or divalent aliphatic carboxylic acid or its halogen-substituted product, and an onium salt.

本発明の方法において用いられるルテニウム含
有化合物としては、特に限定されるものでない
が、例えばルテニウム金属及びルテニウムの酸化
物、水酸化物、無機酸塩、有機酸塩あるいは錯化
合物などが例示される。
The ruthenium-containing compound used in the method of the present invention is not particularly limited, but examples thereof include ruthenium metal, ruthenium oxides, hydroxides, inorganic acid salts, organic acid salts, and complex compounds.

さらに具体的には、例えば二酸化ルテニウム、
四酸化ルテニウム、塩化ルテニウム、臭化ルテニ
ウム、トリス(アセチルアセトン)ルテニウム、
テトラカルボニルルテニウム酸ジカリウム、ヘキ
サクロルルテニウム酸ナトリウム、ペンタカルボ
ニルルテニウム、ジクロルトリカルボニルルテニ
ウム、ジアイオドトリカルボニルルテニウム、ク
ロロトリス(トリフエニルホスフイン)ヒドリド
ルテニウム、ビス(トリ−n−ブチルホスフイ
ン)トリカルボニルルテニウム、ビス(トリ−i
−プロピルホスフイン)トリカルボニルルテニウ
ム、ドデカカルボニルトリルテニウム、テトラヒ
ドリドドデカカルボニルテトラルテニウム、ウン
デカルボニルヒドリドトリルテニウム酸テトラフ
エニルホスホニウム、テトラカルボニルヒドリド
ルテニウム酸ビス(トリフエニルホスフイン)イ
ミニウム、オクタデカカルボニルヘキサルテニウ
ム酸ジカリウムなどが挙げられる。
More specifically, for example, ruthenium dioxide,
Ruthenium tetroxide, ruthenium chloride, ruthenium bromide, tris(acetylacetone)ruthenium,
Dipotassium tetracarbonylruthenate, sodium hexachlororuthenate, pentacarbonylruthenium, dichlorotricarbonylruthenium, diiodotricarbonylruthenium, chlorotris(triphenylphosphine)hydridoruthenium, bis(tri-n-butylphosphine)tricarbonylruthenium , bis(tri-i)
-propylphosphine)tricarbonylruthenium, dodecacarbonyltriruthenium, tetrahydridododecacarbonyltetraruthenium, undecarbonylhydridotriruthenate tetraphenylphosphonium, tetracarbonylhydridoruthenate bis(triphenylphosphine)iminium, octadecacarbonylhexa Examples include dipotassium ruthenate.

ルテニウムの使用量は、反応液中のルテニウム
濃度として、反応溶液1リツトル当りルテニウム
原子として1×10-6〜100グラム原子、好ましく
は1×10-5〜10グラム原子である。
The amount of ruthenium used is 1 x 10 -6 to 100 gram atoms, preferably 1 x 10 -5 to 10 gram atoms of ruthenium per liter of reaction solution, as a ruthenium concentration in the reaction solution.

本発明の方法においては、上述したルテニウム
含有化合物とともに、反応促進剤として脂肪族カ
ルボン酸を使用することが必須である。
In the method of the present invention, it is essential to use an aliphatic carboxylic acid as a reaction promoter together with the above-mentioned ruthenium-containing compound.

〓〓〓〓
反応促進剤として使用される脂肪族カルボン酸
とは、総炭素数が6以下の脂肪族モノカルボン酸
又はジカルボン酸であつて、炭化水素鎖中にハロ
ゲン置換基を有するものを含む。
〓〓〓〓
The aliphatic carboxylic acids used as reaction accelerators include aliphatic monocarboxylic acids or dicarboxylic acids having a total carbon number of 6 or less and having a halogen substituent in the hydrocarbon chain.

このような化合物の具体例としては、ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、クロロ酢酸、トリフロ
ロ酢酸、マレイン酸、コハク酸、マロン酸、アジ
ピン酸などを例示することができる。
Specific examples of such compounds include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, chloroacetic acid, trifluoroacetic acid, maleic acid, succinic acid, malonic acid, and adipic acid.

これらの脂肪族カルボン酸の使用量は、ルテニ
ウム1グラム原子当り0.1〜200モルの範囲が用い
られる。脂肪族カルボン酸の使用量があまり少な
いとその促進剤としての効果が小さい場合が多
く、使用量があまり多くなると促進効果が最大限
に発揮できなかつたり、目的生成物であるエチレ
ングリコールと添加したカルボン酸がエステル体
を形成して、生成物の分離、リサイクル系が複雑
化するなどの難点が生ずるので、より好ましくは
ルテニウム1グラム原子当り0.5〜100モルの範囲
で用いるのがよい。
The amount of these aliphatic carboxylic acids used is in the range of 0.1 to 200 mol per gram atom of ruthenium. If the amount of aliphatic carboxylic acid used is too small, its effect as a promoter is often small; if the amount used is too large, the promoting effect may not be maximized, or it may be mixed with the target product ethylene glycol. Since the carboxylic acid forms an ester, which causes problems such as complicating product separation and recycling systems, it is more preferable to use the ester in an amount of 0.5 to 100 mol per gram atom of ruthenium.

さらに、本発明の方法において使用される触媒
構成成分に対して、第3成分としてオニウム塩を
促進剤として使用する。
Additionally, onium salts are used as promoters as a third component for the catalyst components used in the process of the invention.

これらのオニウム塩の例として、アルカリ金属
金属塩、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム
塩、イミニウム塩などを挙げることができる。
Examples of these onium salts include alkali metal salts, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, and iminium salts.

さらに具体的に例示すると、テトラメチルアン
モニウムクロライド、テトラエチルアンモニウム
アイオダイド、テトラ(n−ブチル)アンモニウ
ムクロライド、トリブチル・エチルアンモニウム
アイオダイド、トリメチルベンジルアンモニウム
ブロマイド、N−メチルピリジニウムクロライ
ド、エチル−4−ジメチルアミノピリジニウムア
イオダイド、エチル−1−メチルイミダゾリウム
クロライド、エチル−1−メチルベンズイミダゾ
リウムアイオダイド、ビス(トリフエニルホスフ
イン)イミニウムクロライド、ビス(トリフエニ
ルホスフイン)イミニウムブロマイド、ビス(ト
リフエニルホスフイン)イミニウムアイオダイ
ド、ビス(トリフエニルホスフイン)イミニウム
ベンゾエート、テトラエチルホスホニウムクロラ
イド、テトラ(n−ブチル)ホスホニウムアイオ
ダイド、トリフエニルメチルホスホニウムクロラ
イドなどを挙げることができる。
More specific examples include tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium iodide, tetra(n-butyl)ammonium chloride, tributyl ethylammonium iodide, trimethylbenzylammonium bromide, N-methylpyridinium chloride, ethyl-4-dimethylamino Pyridinium iodide, ethyl-1-methylimidazolium chloride, ethyl-1-methylbenzimidazolium iodide, bis(triphenylphosphine)iminium chloride, bis(triphenylphosphine)iminium bromide, bis(triphenyl) Examples include phosphine) iminium iodide, bis(triphenylphosphine) iminium benzoate, tetraethylphosphonium chloride, tetra(n-butyl)phosphonium iodide, triphenylmethylphosphonium chloride, and the like.

オニウム塩を第3成分として添加することによ
り脂肪族カルボン酸との顕著な複合効果が認めら
れる。
By adding the onium salt as the third component, a remarkable combined effect with the aliphatic carboxylic acid is observed.

これらのオニウム塩は通常ルテニウム1グラム
原子当り0.05〜500モルの範囲、好ましくは0.1〜
300モルの範囲で使用される。
These onium salts usually range from 0.05 to 500 moles per gram atom of ruthenium, preferably from 0.1 to 500 moles per gram atom of ruthenium.
Used in the range of 300 mol.

本発明の方法においては、反応溶媒を使用する
が、反応溶媒としては、以下に記載するようなも
のを使用することができる。例えば、ジエチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエ
チレングリコールジメチルエーテル、テトラエチ
レングリコールジメチルエーテル等のエーテル
類、アセトン、ジエチルケトン、アセトフエノン
等のケトン類、メタノール、エタノール、n−ブ
タノール、エチレングリコール等のアルコール
類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸
類、フエノール、メトキシフエノール等のフエノ
ール類、酢酸メチル、酢酸エチル、エチレングリ
コールジアセテート、γ−ブチロラクトン等のエ
ステル類、スルホラン、ジメチルスルホン等のス
ルホン類、ジメチルスルホキシド、ジエチルスル
ホキシド等のスルホキシド類、N・N−ジメチル
ホルムアミド、N・N−ジメチルアセトアミド、
N−メチルピロリジノン、N−イソプロピルピロ
リジノン、N−メチル−2−ピリドン等のアミド
類、N・N・N′・N′−テトラメチル尿素、N・
N′−ジメチルイミダゾリジノンなどの置換尿素
類、ヘキサメチルリン酸トリアミド、トリピペリ
ジノホスフインオキシド等のリン酸トリアミド
類、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリン
等の芳香族炭化水素、n−ヘキサン、n−オクタ
ン、シクロヘキサン、デカリンなどの脂肪族ある
いは脂環族炭化水素、ニトロメタン、ニトロベン
ゼン等のニトロ化合物、トリエチルアミン、トリ
−n−ブチルアミン、ピリジン、N−メチル−ピ
ペリジン、N−メチルモルホリン、α−ピコリ
ン、2・6−ルチジン、1−メチルイミダゾール
等の三級アミン類、アセトニトリル、ベンゾニト
リル等のニトリル類、ジメチルカーボネート、エ
チレンカーボネート等の炭酸エステル類などであ
る。
In the method of the present invention, a reaction solvent is used, and as the reaction solvent, those described below can be used. For example, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether, ketones such as acetone, diethyl ketone, and acetophenone, alcohols such as methanol, ethanol, n-butanol, and ethylene glycol, formic acid, and acetic acid. , carboxylic acids such as propionic acid, phenols such as phenol and methoxyphenol, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, ethylene glycol diacetate, and γ-butyrolactone, sulfones such as sulfolane and dimethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, and diethyl sulfoxide. sulfoxides such as N・N-dimethylformamide, N・N-dimethylacetamide,
Amides such as N-methylpyrrolidinone, N-isopropylpyrrolidinone, N-methyl-2-pyridone, N・N・N′・N′-tetramethylurea, N・
Substituted ureas such as N'-dimethylimidazolidinone, phosphoric acid triamides such as hexamethylphosphoric acid triamide and tripiperidinophosphine oxide, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and tetralin, n-hexane , aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-octane, cyclohexane, and decalin, nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene, triethylamine, tri-n-butylamine, pyridine, N-methyl-piperidine, N-methylmorpholine, α- These include tertiary amines such as picoline, 2,6-lutidine, and 1-methylimidazole, nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, and carbonic acid esters such as dimethyl carbonate and ethylene carbonate.

本発明の方法において反応は加熱加圧条件下で
実施される。反応圧力としては、通常1〜2000
Kg/cm2G、好ましくは30〜1000Kg/cm2G、より好
ましくは50〜600Kg/cm2Gの範囲である。この際
〓〓〓〓
エチレングリコール製造のための原料ガスとして
反応系に供給される一酸化炭素と水素の割合は、
通常水素ガスに対する一酸化炭素のモル比として
0.05〜20、好ましくは0.1〜10の範囲である。ま
た反応温度としては通常50〜350℃、好ましくは
100〜300℃の範囲である。更に反応時間としては
通常0.1〜20時間、好ましくは0.3〜10時間の範囲
が使用される。本法はバツチ式、半連続式又は連
続式で実施することができる。
In the method of the present invention, the reaction is carried out under heated and pressurized conditions. The reaction pressure is usually 1 to 2000
Kg/ cm2G , preferably 30-1000Kg/ cm2G , more preferably 50-600Kg/ cm2G . At this time〓〓〓〓
The ratio of carbon monoxide and hydrogen supplied to the reaction system as raw material gas for ethylene glycol production is
Usually as a molar ratio of carbon monoxide to hydrogen gas
It ranges from 0.05 to 20, preferably from 0.1 to 10. The reaction temperature is usually 50 to 350℃, preferably
It is in the range of 100-300℃. Further, the reaction time is usually 0.1 to 20 hours, preferably 0.3 to 10 hours. The process can be carried out batchwise, semi-continuously or continuously.

本発明の趣旨を明確にするために、反応溶媒と
してN・N′−ジメチルイミダゾリジノンと、本
発明の脂肪族カルボン酸の一例として酢酸を用
い、これらの混合溶媒系における後述する実施例
5の反応成績を図1に示す。図1は、一酸化炭素
と水素からのエチレングリコール、エチレングリ
コールモノアセテートおよびエチレングリコール
ジアセテートの生成速度と、ルテニウム1グラム
原子当りの酢酸のモル比をパラメーターとして図
示したものである。横軸の酢酸対ルテニウム比が
1300の点が酢酸単独溶媒の条件に相当する。前述
の公知の方法はいずれも脂肪族カルボン酸(主と
して酢酸)を単独溶媒とする反応系であるが、図
1から明らかなようにエチレングリコールは全く
生成せず、エチレングリコールのエステル類も痕
跡量であつた。これに対して酢酸対ルテニウムモ
ル比が1〜200の範囲では、エチレングリコール
骨格を有する生成物の量が極めて多く、しかも遊
離のエステル体ではないエチレングリコールが主
生成物であることが明らかである。酢酸対ルテニ
ウムモル比が200以上になると、モノエステル体
からジエステル体の生成量が若干増加する領域が
ある。すなわち、このことは、遊離のエチレング
リコールを生成するためにも、エチレングリコー
ル骨格を有する生成物を製造するためにも、本発
明で特定される量の脂肪族カルボン酸を、反応促
進剤として使用することの優位性を明解に示して
いる。
In order to clarify the purpose of the present invention, N.N'-dimethylimidazolidinone was used as the reaction solvent and acetic acid was used as an example of the aliphatic carboxylic acid of the present invention, and Example 5 described below in a mixed solvent system of these was used. The reaction results are shown in Figure 1. FIG. 1 illustrates the production rate of ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate and ethylene glycol diacetate from carbon monoxide and hydrogen, and the molar ratio of acetic acid per gram atom of ruthenium as parameters. The acetate to ruthenium ratio on the horizontal axis is
The point 1300 corresponds to the condition of acetic acid as a sole solvent. All of the above-mentioned known methods use reaction systems that use aliphatic carboxylic acids (mainly acetic acid) as the sole solvent, but as is clear from Figure 1, no ethylene glycol is produced and only trace amounts of ethylene glycol esters are produced. It was hot. On the other hand, when the molar ratio of acetic acid to ruthenium is in the range of 1 to 200, the amount of products having an ethylene glycol skeleton is extremely large, and it is clear that ethylene glycol, which is not a free ester, is the main product. . When the molar ratio of acetic acid to ruthenium exceeds 200, there is a region in which the amount of diester produced from monoester increases slightly. In other words, this means that the amount of aliphatic carboxylic acid specified in the present invention can be used as a reaction accelerator both for producing free ethylene glycol and for producing a product having an ethylene glycol skeleton. clearly shows the superiority of doing so.

上述した本発明の方法を用いると、より低圧下
で、エステル体ではなく遊離のエチレングリコー
ルの生成速度が飛躍的に増大し、諸条件を適切に
制御することによつて、従来の単位ルテニウム当
りの活性を数十倍以上高めることが可能であるこ
とを見い出したものである。
By using the method of the present invention described above, the production rate of free ethylene glycol instead of ester form is dramatically increased under lower pressure, and by appropriately controlling various conditions, the production rate per unit ruthenium can be increased dramatically. We have discovered that it is possible to increase the activity of

以下実施例により本発明を詳細に説明するが、
本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。
The present invention will be explained in detail with reference to Examples below.
The present invention is not limited to the following examples.

実施例 1 ルテニウムドデカカルボニル0.1mg−原子、ビ
ス(トリフエニルホスフイン)イミニウムクロラ
イド1.2mmol、アジピン酸0.6mmolおよびN・
N′−ジメチルイミダゾリジノン7.5mlを、内容積
35mlのハステロイ製オートクレーブに封入した。
このオートクレーブを加熱炉に設置したのち、ガ
ス導入管から一酸化炭素対水素モル比が1:1の
混合ガスを導入して系内のガスを置換し、室温で
仕込圧として360Kg/cm2Gの混合ガスを仕込ん
だ。反応温度を240℃に設定し、設定温度になつ
た時点から30分間反応を行つた。その間、反応圧
は480Kg/cm2Gまで上昇し、反応終了時には380
Kg/cm2Gまで低下した。反応終了後、オートクレ
ーブを速やかに冷却して内容物をガスクロマトグ
ラフイーで分析した。エチレングリコール及びメ
タノールの生成速度は、それぞれ18.5および
239.8モル/グラム原子ルテニウム・時であつ
た。その他の反応生成物としてメタン、二酸化炭
素、ギ酸メチル、エタノールのほか若干のアジピ
ン酸のエステル化物の生成が認められた。
Example 1 Ruthenium dodecacarbonyl 0.1 mg-atom, bis(triphenylphosphine)iminium chloride 1.2 mmol, adipic acid 0.6 mmol and N.
Add 7.5 ml of N′-dimethylimidazolidinone to the inner volume
It was sealed in a 35ml Hastelloy autoclave.
After installing this autoclave in a heating furnace, a mixed gas with a carbon monoxide to hydrogen molar ratio of 1:1 was introduced from the gas introduction pipe to replace the gas in the system, and the charging pressure was 360 Kg/cm 2 G at room temperature. A mixed gas was charged. The reaction temperature was set at 240°C, and the reaction was carried out for 30 minutes from the time the set temperature was reached. During that time, the reaction pressure rose to 480Kg/cm 2 G, and at the end of the reaction it was 380Kg/cm 2 G.
It decreased to Kg/cm 2 G. After the reaction was completed, the autoclave was quickly cooled and the contents were analyzed by gas chromatography. The production rates of ethylene glycol and methanol are 18.5 and 18.5, respectively.
It was 239.8 mol/gram atom ruthenium/hour. Other reaction products include methane, carbon dioxide, methyl formate, and ethanol, as well as the production of some adipic acid esters.

実施例 2 アジピン酸の代りに酢酸0.6mmolを使用した以
外は実施例1と同様の条件で反応を行つたとこ
ろ、エチレングリコール及びメタノールの生成速
度はそれぞれ20.8及び193.9モル/グラム原子ル
テニウム・時であつた。
Example 2 When the reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 0.6 mmol of acetic acid was used instead of adipic acid, the production rates of ethylene glycol and methanol were 20.8 and 193.9 mol/gram atom ruthenium-hour, respectively. It was hot.

実施例 3 アジピン酸の代りにトリフロロ酢酸0.6mmolを
使用した以外は実施例1と同様の条件で反応した
ところ、エチレングリコール及びメタノールの生
成速度はそれぞれ、14.0および136.7モル/グラ
ム原子ルテニウム・時であつた。
Example 3 When the reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 0.6 mmol of trifluoroacetic acid was used instead of adipic acid, the production rates of ethylene glycol and methanol were 14.0 and 136.7 mol/gram atom ruthenium-hour, respectively. It was hot.

実施例 4 アジピン酸の代りにマロン酸0.6mmolを使用し
た以外は実施例1と同様の条件で反応したとこ
ろ、エチレングリコール及びメタノールの生成速
度はそれぞれ、15.9及び170.7モル/グラム原子
ルテニウム・時であつた。
Example 4 When the reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 0.6 mmol of malonic acid was used instead of adipic acid, the production rates of ethylene glycol and methanol were 15.9 and 170.7 mol/gram atom ruthenium-hour, respectively. It was hot.

実施例 5 ルテニウムドデカカルボニル0.1mg−原子、ビ
ス(トリフエニルホスフイン)イミニウムクロラ
〓〓〓〓
イド1.2mmol、およびN・N′−ジメチルイミダゾ
リジノン7.5mlを仕込み、実施例1と同様の反応
条件で反応を行つた。尚、本実施例では反応促進
剤として酢酸の添加量を変化させて反応を行つた
が、その際反応溶媒の使用量はN・N′−ジメチ
ルイミダゾリジノンと酢酸の合計量が7.5mlにな
るよう考慮した。得られた反応生成物のうちエチ
レングリコール骨格を有する生成物の速度と酢酸
対ルテニウム比(モル/グラム原子)との関係を
図1に示した。図1から、エチレングリコール骨
格を有する生成物(エチレングリコール、エチレ
ングリコールモノアセテートおよびエチレングリ
コールジアセテート)の量は、酢酸対ルテニウム
比が10〜200モル/グラム原子の範囲にあり、こ
の領域では遊離したエチレングリコールの生成が
主であることが判つた。また、酢酸/ルテニウム
比が200モル/グラム原子を越える領域では、エ
チレン骨格を有する生成物が大巾に低下し、エス
テル体の生成が主となることとが伴つた。図1の
右端は、酢酸対ルテニウムモル比が大体1300モ
ル/グラム原子で酢酸単独溶媒系に相当するが、
この系ではエチレングリコール骨格を有する生成
物は全く認められなかつた。
Example 5 Ruthenium dodecacarbonyl 0.1 mg - atom, bis(triphenylphosphine) iminium chlora〓〓〓〓
A reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1. In this example, the reaction was carried out by varying the amount of acetic acid added as a reaction accelerator, but the amount of reaction solvent used was such that the total amount of N・N'-dimethylimidazolidinone and acetic acid was 7.5 ml. I considered it to be. Among the reaction products obtained, the relationship between the rate of the product having an ethylene glycol skeleton and the acetic acid to ruthenium ratio (mol/gram atom) is shown in FIG. From Figure 1, it can be seen that the amount of products with an ethylene glycol backbone (ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate and ethylene glycol diacetate) is in the range of acetic acid to ruthenium ratios of 10 to 200 moles/gram atom, and in this region, free It was found that the main production was ethylene glycol. Furthermore, in the range where the acetic acid/ruthenium ratio exceeds 200 mol/gram atom, the production of products having an ethylene skeleton decreases significantly, and the production of ester products becomes the main product. The right end of Figure 1 corresponds to an acetic acid single solvent system with an acetic acid to ruthenium molar ratio of approximately 1300 moles/gram atom.
No products having an ethylene glycol skeleton were observed in this system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図1は、実施例5で行つた実験結果を、添加し
た酢酸とルテニウム化合物の比率に及ぼすエチレ
ングリコール骨格を有する生成物の生成速度の関
係として示したものである。 1……エチレングリコール、2……エチレング
リコールモノアセテート、3……エチレングリコ
ールジアセテート。 〓〓〓〓
FIG. 1 shows the experimental results conducted in Example 5 as a relationship between the rate of production of a product having an ethylene glycol skeleton and the ratio of added acetic acid and ruthenium compound. 1...Ethylene glycol, 2...Ethylene glycol monoacetate, 3...Ethylene glycol diacetate. 〓〓〓〓

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一酸化炭素及び水素を触媒の存在下に反応さ
せてエチレングリコールを製造する方法におい
て、触媒がルテニウム含有化合物及びルテニウム
1グラム原子に対して0.1〜200モルの総炭素数6
以下の一価又は二価の脂肪族カルボン酸若しくは
そのハロゲン置換体、並びにオニウム塩を含有す
るものであることを特徴とするエチレングリコー
ルの製造方法。
1. A method for producing ethylene glycol by reacting carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst, in which the catalyst contains a ruthenium-containing compound and a total carbon number of 6 to 200 moles per gram atom of ruthenium.
A method for producing ethylene glycol, which comprises the following monovalent or divalent aliphatic carboxylic acid or its halogen-substituted product, and an onium salt.
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