JPS63224737A - 酸化チタン担持パラジウム触媒 - Google Patents

酸化チタン担持パラジウム触媒

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JPS63224737A
JPS63224737A JP62303453A JP30345387A JPS63224737A JP S63224737 A JPS63224737 A JP S63224737A JP 62303453 A JP62303453 A JP 62303453A JP 30345387 A JP30345387 A JP 30345387A JP S63224737 A JPS63224737 A JP S63224737A
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02Alkenes
    • C07C11/04Ethene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44Palladium

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はアセチレン選択的水素化触媒およびその製法に
関し、さらに詳しくは、エチレン中に微量含有されるア
セチレンを選択的に水素化してエチレンに転換し得る高
選択性触媒およびその製法に関する。
(従来の技術及びその問題点) エチレン中に微量含有されており、エチレンの重合反応
において致命的な妨害物質として作用するアセチレンの
除去に関する研究は、高純度のエチレンが必要とされは
じめた1950年頃から現在に至るまで持続的に行なわ
れてきた。
その代表的な方法が、触媒を使用したアセチレンの選択
的水素化方法である。米国特許第2.511,453号
および米国特許第2.735,897号には、低床な触
媒としてクロム、コバルト、ニッケル等が開示されてい
る。
しかし、より高純度のエチレンが必要とされるに従って
、より選択性の高い触媒の開発が必要とされるようにな
った。
エチレンに含有されるアセチレンの含有許容限界値は次
第に低くなり、1950年代には50〜100 ppm
以下であったが、1960年代には10〜20ppm以
下となり、最近ではエチレンを利用した工業製品の品質
向」二が進み、アセチレン含有許容限界値が5 ppm
以下まで要求されるようになった。
エチレンに含有されるアセチレンの水素化反応は、過剰
のエチレン存在下で行われるために、極めて高い選択性
が要求される。すなわち、過剰に存在するエチレンが水
素化反応によりエタンに転換されて損失されるのを極力
防止して、アセチレンのみを選択的に水素化してエチレ
ンに転換させる機能が触媒に要求されるのである。
そのため、1950年代末頃か6貴金属として高価では
あるが、その活性と選択性の面で遷移金属のうちで最も
優れているパラジウム触媒が開発され(米国特許第2,
927,141号)、1960年代中盤から工業的に実
用化されるに至った9 現在量も広く使用されている触媒は、Pd/α−A12
03であり、パラジウム含量が0.025〜0.3重量
%程度である。市販されている代表的な触媒は、インペ
リアルケミカル社(Imperial Chemica
l Industry)で開発した触媒(ICI −3
8−1)と、ユニオンカーバイド(UnionCarb
ide )社で開発した触媒(Girdler G−5
83)である。  ところが、これらの市販の触媒を用
いた場合には、高分子化合物による被毒により、一定期
間使用してから再生しなければならず、選択性も比較的
低いので、高分子化合物に対する抵抗性が大きく、選択
性の高い触媒の開発が必要とされた。
本発明は、より高選択性のアセチレン水素化触媒を開発
することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段と作用)本発明者らは、
従来広く使用されているα−アルミナ(A1203)担
体とは異なり、特定の条件下で水素により自身が還元さ
れ、金属と強い相互作用を示すことが知られている酸化
チタンにパラジウムを担持させると、高選択性のアセチ
レン水素化触媒が得られることを見出した。
すなわち本発明の酸化チタン担持パラジウム触媒は、パ
ラジウム0.O1〜0.20重量%、酸化チタン99.
99〜99.80重量%からなることを特徴とする。
パラジウムの含有量が少なすぎると触媒活性が低下し、
多すぎると選択性が低下するので好ましくない。
本発明の酸化チタン担持パラジウム触媒は、その比表面
積が30〜60m2/gであるのが好ましい。
本発明の酸化チタン担持パラジウム触媒は、例えば次の
ようして製造することができる。
(A)乾燥酸化チタン粉末5〜20g。
(B)PdC12等のパラジウム化合物0.5〜40g
を0.8〜1.5Nの塩酸80〜120m1に溶解し、
酢酸ナトリウム0.5〜1.5gを混合したものを水で
希釈して1200m1の水溶液としたもの。
(A)および(B)を例えば回転式真空蒸発器(ロータ
リエバポレータ)のような装置を用いて混合し、溶媒を
蒸発除去する。この時の条件は、5〜10 torr、
70〜100°Cで、25〜100時間である。
次いで、かくして得られた触媒前駆体を450〜500
℃で2〜6時uJl焼成すると本発明の触媒が得られる
本発明の触媒を使用してアセチレンをエチレンに転換す
る際の、触媒の水素による活性化温度(還元温度)は1
00〜500°Cが好ましく、さらに好ましくは175
〜270℃である。また、アセチレンをエチレンに転換
するときの反応温度は、30〜80°Cが好ましい。
本発明の酸化チタン担持パラジウム触媒は、従来のアル
ミナ担持パラジウム触媒に比較して、反応条件の多少の
変化によらず高活性を示し、またアセチレンの選択性が
高く経時的変動も少ない。
さらに、触媒毒となる高分子化合物の累積速度が遅く、
その生成に対して高い抵抗性を示す。
(実施例) 以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、こ
れらの実施例は本発明の範囲を何ら制限するものではな
い。
実施例1 450℃で12時間真空処理をし、水分を除去した10
gの酸化チタンを回転式真空蒸発器の丸底フラスコに入
れた。
それとは別に、塩化パラジウム(PdC12)の表1に
示した量をINの塩酸溶液100 m lに溶解し、酢
酸ナトリウム0.8gを混合した。次いで、この溶液を
蒸留水で希釈して1200m1とした。
前記の酸化チタンを入れたフラスコに、この溶液を徐々
に注入した後、フラスコ内部の圧力が10torrで温
度が85℃になるように維持しながら、48時間フラス
コを回転させた。
このようにして得たものを、空気循環式加熱炉に入れ、
500℃で3峙間焼成した後、常温で冷却させた。
次に、触媒製造時の塩化パラジウム (PdC12)の量を変化させたときの触媒の活性と選
択性の変化を調べた。
まず、触媒 0.1gを6莢製のU字型反応器(直径1
.2cm、長さ20cm)に充填しH2を1分間に20
 m lの速度で流しながら、触媒の温度を1分間に5
°Cづつ250℃(還元温度)まで上げ、250°Cで
30分間維持させた。
その後H2の流れを止め、代わりにHeを同じ流速で流
しながら反応温度の50°Cまで冷却した。
次イで、試料ガス(アセチレン0.5〜2.5モル%含
有スるエチレン90〜98.5モル%、H2l〜7.5
モル%の組成のガス)を1分間に20m1の速度で8時
間前記触媒層に流した。
なお、触媒の活性は単位時間(秒)当たり、単位触媒(
g)当たりに転換されたアセチレンのモル数×106で
定義され、選択性は反応生成物中のエタンとエチレンの
和に対するエチレンのモル分率で示した。また、活性お
よび選択性は反応時間中の平均値でなく、反応時間の間
の平均値である。触媒は非活性化により8時間の反応時
間の間、活性および選択性が変化するため、その変化す
る値の平均値を表1の活性および選択性とした。
表1 塩化パラジウムの量を増加させるに従って、平均活性は
増加するが、平均遣択性は塩化パラジウムの量が8.4
0mg (パラジウムに換算して0.05重量%)の場
合に最も高くなることがわかった。
実施例2 実施例1で製造した塩化パラジウムの量が8.40mg
の触媒を用いて、還元温度を表2に示したように種々に
変化させた他は実施例1と同様にして、同一の条件で触
媒の活性および選択性を調べた。結果を表2に示す。
表2 還元温度200’Oの時に活性が最大となり、250°
Cの時に選択性が最大となることがわかった。
実施例3 実施例1で製造した塩化パラジウムの量が8.40mg
の触媒を用いて、反応温度を変化させた時の触媒の活性
と選択性の経時変化を調べた。
試料ガスをアセチレン1モル%、H22モル%。
エチレン97モル%のガスを用い、反応温度300C2
50°C175℃、反応時間を6時間とした他は実施例
1と同様にして反応を行なった。各温度における触媒活
性および選択性の時間による変化を第1図に示した。
比較例I Pd/α−アルミナ触媒(m化チタン担持パラジウム触
媒と同様な方法で製造されたもの)を用いた他は実施例
3と同様にして、同一の条件で触媒の活性および選択性
を調べた。その結果を第2図に示した。
比較例2 Pd−アルミナ触媒は通常は、その選択性を高めるため
に一酸化炭素(CO)を添加して使用される。そこで、
試料ガスに20ppmのCOを添加した他は比較例1と
同様にして、同一の条件で触奴の活性および選択性を調
べた。その結果を第3図に示した。
実施例4 実施例1で製造した塩化パラジウムの量が8.40mg
の触媒を用いて、試料ガス中のアセチレンの濃度を変化
させた時の触媒の活性と選択性の変化を調べた。
試料ガスの組成比を次のように変えた他は実施例1と同
様にして、同一条件で反応を行なった。
アセチレン    H2エチレン 0.5    1.0    98.51.0    
2.0    97.02.0    4.0    
94.0いずれもモル% 結果を第4図に示した。
比較例3 Pd/α−アルミナ触媒(酸化チタン担持パラジウム触
媒と同様な方法で製造されたもの)を用い、試料ガスの
組成比を以下のようにした他は実施例4と同様にして、
同一の条件で触媒の活性および選択性を調べた。その結
果を第5図に示した。
アセチレン    H2エチレン 1.0    2.0    97.01.5    
3.0    95.52.0    4.0    
94.0いずれもモル% 実施例5 実施例1で製造した塩化パラジウムの量が8.40mg
の触媒を用いて、試料ガス中のアセチレンとH2の濃度
比を変化させた時の触媒の活性と選択性の変化を調べた
試料ガスの組成比を次のように変えた他は実施例1と同
様にして、同一条件で反応を行なった。
アセチレン    H2エチレン 1.0    1.0    98.01.0    
2.0    97.01.0    3.0    
96.0いずれもモル% 結果を第6図に示した。
比較例4 Pd/α−アルミナ触媒(酸化チタン担持パラジウム触
媒と同様な方法で製造yれたもの)を用いた他は実施例
5と同様にして、同一の条件で触媒の活性および選択性
を調べた。その結果を第7図に示した。
実施例6 実施例3.4および5の反応に使用した本発明の触媒の
高分子化合物の累積速度を測定し、表3に示した。
なお、高分子化合物の累積速度は、反応開始前の触媒の
重量に対する、単位時間(hr)当たりの増加重量を百
分率で表した。
比較例5 比較例1.2および4の反応に使用したPd/α−アル
ミナ触媒の高分子化合物の累積速度を実施例6と同様に
測定し1表3に併記した。
表3 [発明の効果] 本発明の酸化チタン−パラジウム触媒を用いれば、エチ
レン中に微量含有されるアセチレンを高い選択性を持っ
てエチレンに変換することができるので、エチレンの損
失が少なく、有効にアセチレンのみを減少させることが
できる。また、触媒の活性持続時間も長く、選択性の経
時的変動も少ない。さらには、触媒毒となる高分子化合
物累積速度も遅いので、長期に亘って使用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は、反応温度を変化させた
ときの触媒の活性および選択性の経時変化を示し、第4
図および第5図は、アセチレン濃度を変化させたときの
触媒の活性および選択性の経時変化を示し、第6図およ
び第7図は、アセチレンとH2の濃度比を変化させたと
きの触媒の活性および選択性の経時変化を示した図であ
る。また、第1図、第4図および第6図は本発明の触媒
を、第2図、第3図、第5図および第7図は従来型の触
媒を用いた場合である。 反応時向 (hr) 反応停止布 (hy) 反応め向 (hr) 反応時向 (IT)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. パラジウム0.01〜0.20重量%、酸化チタン99
    .99〜99.80重量%からなることを特徴とする酸
    化チタン担持パラジウム触媒。
JP62303453A 1987-03-11 1987-12-02 酸化チタン担持パラジウム触媒 Granted JPS63224737A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019870002169A KR900001368B1 (ko) 1987-03-11 1987-03-11 산화티탄 담지 팔라듐 촉매의 제조방법
KR2169/1987 1987-03-11

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JPS63224737A true JPS63224737A (ja) 1988-09-19
JPH0542298B2 JPH0542298B2 (ja) 1993-06-28

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