JP2018158915A - ヒドロホルミル化混合物のクロムおよびニッケル不要の水素化 - Google Patents
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Abstract
Description
触媒が、担体材料およびそれに付与された銅を含み、担体材料が二酸化ケイ素であり、かつ活性化形態の触媒が、合計して100重量%になる以下の組成:
二酸化ケイ素:86重量%から90重量%;
銅:10重量%から14重量%;
ニッケル:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
クロム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
酸化アルミニウム:重量比で0ppmから重量比で1000ppm;および
他の物質:重量比で0ppmから1重量%
を有する、方法を提供する。
二酸化ケイ素:87重量%から89重量%;
銅:11重量%から13重量%;
ニッケル:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
クロム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
水酸化物:重量比で0ppmから重量比で100ppm;
ルテニウム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
パラジウム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
白金:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
酸化アルミニウム:重量比で0ppmから重量比で100ppm;
水:重量比で0ppmから重量比で100ppm;
炭酸塩:重量比で0ppmから重量比で100ppm;および
他の物質:重量比で0ppmから0.5重量%
を有するものであることが分かった。
9個の炭素原子を有するアルデヒドの総分率:25重量%から75重量%;
9個の炭素原子を有するアルコールの総分率:10重量%から55重量%;
アセタールの総分率:0.5重量%から5.5重量%;
更なる炭化水素の総分率:0重量%から40重量%;および
水:0重量%から3重量%
を有するC9アルデヒド混合物の水素化のために特に最適化された。
9個の炭素原子を有するアルデヒドの総分率:15重量%から65重量%;
9個の炭素原子を有するアルコールの総分率:20重量%から65重量%;
アセタールの総分率:0.5重量%から5.5重量%;
更なる炭化水素の総分率:0重量%から40重量%;および
水:0重量%から1重量%
を有するC9アルデヒド混合物の水素化に特に適している。
a)少なくとも99重量%の二酸化ケイ素を含有する担体材料を用意するステップ;
b)ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水を用意するステップ;
c)溶液が、10重量%から15重量%の間で銅含量を有するように、ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水から溶液を製造するステップであって、溶液中のクロムの比率が、重量比で0ppmから重量比で50ppmの間であり、溶液中のニッケルの比率が、重量比で0ppmから重量比で50ppmの間である、ステップ;
d)担体材料を、溶液に含浸させるステップ;
e)50℃から150℃の間の温度で、含浸した担体材料を乾燥させるステップ;
f)300℃から600℃の間の温度で、含浸乾燥させた担体材料をか焼させて、前駆体を得るステップ;および
g)水素を用いた還元により前駆体を活性化して、活性触媒を得るステップ
により基本的に特許請求の範囲(claim)により達成される。
二酸化ケイ素:84重量%から86重量%;
酸化銅:14重量%から16重量%;
ニッケル:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
クロム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
酸化アルミニウム:重量比で0ppmから重量比で1000ppm;および
他の物質:重量比で0ppmから1重量%
を有する。
a)少なくとも99重量%の二酸化ケイ素を含有する担体材料を用意するステップ;
b)ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水を用意するステップ;
c)溶液が、10重量%から15重量%の間で銅含量を有するように、ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水を含む溶液を製造するステップであって、溶液中のクロムの比率が、重量比で0ppmから重量比で50ppmの間であり、溶液中のニッケルの比率が、重量比で0ppmから重量比で50ppmの間である、ステップ;
d)担体材料を溶液に含浸させるステップ;
e)50℃から150℃の間の温度で、含浸した担体材料を乾燥させるステップ;
f)300℃から600℃の間の温度で、含浸乾燥させた担体材料をか焼して、合計して100重量%になる以下の組成:
二酸化ケイ素:84重量%から86重量%;
酸化銅:14重量%から16重量%;
ニッケル:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
クロム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
酸化アルミニウム:重量比で0ppmから重量比で1000ppm;
他の物質:重量比で0ppmから1重量%
を特に有する前駆体を得るステップ、
g)前駆体を反応器に移動させるステップ;
h)水素を用いた還元により反応器中の前駆体を活性化させて、合計して100重量%になる以下の組成:
二酸化ケイ素:86重量%から90重量%;
銅:10重量%から14重量%;
ニッケル:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
クロム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
酸化アルミニウム:重量比で0ppmから重量比で1000ppm;および
他の物質:重量比で0ppmから1重量%
を特に有する活性触媒を得るステップ、および
i)水素の存在下で、反応器中の活性触媒を、少なくとも1種のアルデヒドおよび少なくとも1種の付随成分を含む供給混合物と接触させて、水素化されるアルデヒドに対応する少なくともアルコールおよび少なくとも1種の副生物を含む生成混合物を特にもたらすステップ
を含み、
担体材料を含浸のためにドラムに導入し、ドラムを回転させ、溶液をドラム内に噴霧し、乾燥フェーズの間に、50℃から100℃の間の温度の気流をドラム中に通過させるように、上記含浸および上記乾燥の少なくとも一部をドラム中で行う。
クロム不含およびニッケル不含のCu/SiO2触媒の前駆体の製造
SiO2担体を、周囲温度で、テトラアンミン銅炭酸塩水溶液(ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水から本発明により製造される)に含浸する。これは、中程度の温度で気流での乾燥により行われる。最終的に、か焼は、空気中で、450℃で行われる。
使用される触媒Aは、DE19842370A1で記載される実験のためにも使用されるとおりクロム含有触媒である。
実施例0から得られるクロムおよびニッケル不含の触媒(「触媒C」)を用いたバッチ式水素化は、実施例1で記載されるとおりに行われる。触媒Aは、ここで触媒Cに交換される。変換および選択性プロットは、より高いアルコール選択性が、触媒Cで達成されうることを示す。
代替の水素化触媒の平行評価は、不均一触媒システムの試験のための連続して操作される16−チャネルシステムで行われた。そのシステムは、長さ96cmおよび内径5mmを有する16個の個別のステンレス鋼反応器を有する中央反応器ブロックを有する。反応器ブロックを、電気で加熱し、±1℃の精度での反応器の等温操作を可能にする。毛管リストリクターのシステムは、液体および気体反応剤を分配および測定するために使用される。反応器の圧力保持は、Equilibarから得られる背圧膜モジュールに基づく。水素化触媒の評価のために、実施例1および2に記載されるバッチ式実験から触媒活性を評価した後、0.2gから0.6gの触媒(乾燥形態で)を、シーブ分率(0.2mmから0.4mm)の形態で使用し、破砕石英(0.3mmから0.5mm)で薄めた。使用された触媒は、10cmの触媒的に活性な一定の長さの床を生じるように常に薄めた。液相水素化は、トリクルベッド操作で行われる。水素は、ここで気体状形態で供給されなければならない。その後、水素は、液相に部分的に溶解され、気相で気泡の形態で部分的に溶解される。さらに、気体状副生物の蓄積を避けるために、オフガスフローがある。したがって、試験は、180℃の温度で、6h−1のLHSV(液時空間速度)で25*105Paの水素圧および2000h−1のGHSV(気体状水素の気体時空間速度)で行われた。全ての測定は、二重測定として行われた。生成物サンプルを、実施例1および実施例2による水素化実験と同様に、オフラインGC(7890B GC;Agilent Technologiesから得られる)により分析した。
実施例の比較によって、本発明によるCrおよびNi不含のCu触媒を使用して、工業的ヒドロホルミル化から得られるC5、C9、C13およびC17アルデヒド混合物を水素化し、同時に、高い比率の対応するアルデヒドを含有する一方で、不要な副生物の比率が小さい生成混合物を得ることが可能であることが示される。
Claims (13)
- アルデヒドの水素化によりアルコールを製造する方法であって、少なくとも1種のアルデヒドおよび少なくとも1種の付随成分を含む供給混合物を、水素の存在下で不均一触媒と接触させて、水素化されるアルデヒドに対応する少なくともアルコール、および少なくとも1種の副生物を含む生成混合物をもたらし、前記触媒が、担体材料およびそれに付与された銅を含む方法において、
担体材料が、二酸化ケイ素であり;
活性化形態の触媒が、合計して100重量%になる以下の組成:
二酸化ケイ素:86重量%から90重量%;
銅:10重量%から14重量%;
ニッケル:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
クロム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
酸化アルミニウム:重量比で0ppmから重量比で1000ppm;および
他の物質:重量比で0ppmから1重量%
を有することを特徴とする、方法。 - 活性化形態の触媒が、合計して100重量%になる以下の組成:
二酸化ケイ素:87重量%から89重量%;
銅:11重量%から13重量%;
ニッケル:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
クロム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
ルテニウム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
パラジウム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
白金:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
酸化アルミニウム:重量比で0ppmから重量比で100ppm;
水:重量比で0ppmから重量比で100ppm;
炭酸塩:重量比で0ppmから重量比で100ppm;
水酸化物:重量比で0ppmから重量比で100ppm;および
他の物質:重量比で0ppmから0.5重量%
を有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 担体材料の比細孔容積が、シクロヘキサン浸漬法により決定して0.8cm3/gから1.2cm3/gの間であり、担体材料の比表面積(BET表面積)が、ISO法9277により決定して130m2/gから170m2/gの間であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の方法。
- その方法が、15*105Paから25*105Paの間の圧力および、140℃から180℃の間の温度で行われ、前記圧力および温度が供給混合物および生成混合物が液相中にあるように選択されることを特徴とする、請求項1、または請求項2および3のいずれかに記載の方法。
- 水素が、超化学量論量で存在し、水素の濃度は、水素の少なくとも一部が液相に溶解するように選択されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 供給混合物が、ヒドロホルミル化に由来し、したがって同じ炭素原子数nを有する複数のアルデヒド、ならびに対応するアルコールおよび高沸点物質を含み、nが3から18の間の自然数であることを特徴とする、請求項1、または請求項2から5のいずれかに記載の方法。
- 供給混合物が、合計して100重量%になる以下の組成:
9個の炭素原子を有するアルデヒドの総分率:25重量%から75重量%;
9個の炭素原子を有するアルコールの総分率:10重量%から55重量%;
アセタールの総分率:0.5重量%から5.5重量%;
更なる炭化水素の総分画:0重量%から40重量%;および
水:0重量%から3重量%
を有することを特徴とする、請求項6に記載の方法。 - 供給混合物が、合計して100重量%になる以下の組成:
9個の炭素原子を有するアルデヒドの総分率:15重量%から65重量%;
9個の炭素原子を有するアルコールの総分率:20重量%から65重量%;
アセタールの総分率:0.5重量%から5.5重量%;
更なる炭化水素の総分率:0重量%から40重量%;および
水:0重量%から1重量%
を有することを特徴とする、請求項6に記載の方法。 - 以下のステップ:
a)少なくとも99重量%の二酸化ケイ素を含有する担体材料を用意するステップ;
b)ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水を用意するステップ;
c)溶液中の銅含量が、10重量%から15重量%の間であるように、ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水から溶液を製造するステップであって、溶液中のクロムの比率が、重量比で0ppmから重量比で50ppmの間であり、溶液中のニッケルの比率が、重量比で0ppmから重量比で50ppmの間である、ステップ;
d)担体材料を、溶液に含浸するステップ;
e)50℃から150℃の間の温度で、含浸した担体材料を乾燥させるステップ;
f)300℃から600℃の間の温度で、含浸乾燥させた担体材料をか焼させて、前駆体を得るステップ;ならびに
g)水素を用いた還元により前駆体を活性化して、活性触媒を得るステップ
を含む触媒を製造する方法であって、
担体材料を含浸のためにドラムに導入し、ドラムを回転させ、溶液をドラム内に噴霧し、乾燥フェーズの間に、50℃から100℃の間の温度で気流をドラム中に通過させるように、含浸および乾燥の少なくとも一部を、ドラム中で行うことを特徴とする、方法。 - 溶液の銅含量が、10.5重量%から11.5重量%の間であることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 用意される担体材料が、1mmから2mmの間の直径を有する円筒状押出成形物を含むことを特徴とする、請求項9または10に記載の方法。
- 前駆体が、合計して100重量%になる以下の組成:
二酸化ケイ素:84重量%から86重量%;
酸化銅:14重量%から16重量%;
ニッケル:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
クロム:重量比で0ppmから重量比で50ppm;
酸化アルミニウム:重量比で0ppmから重量比で1000ppm;および
他の物質:重量比で0ppmから1重量%
を有することを特徴とする、請求項9から11のいずれかに記載の方法。 - 以下のステップ:
a)少なくとも99重量%の二酸化ケイ素を含有する担体材料を用意するステップ;
b)ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水を用意するステップ;
c)溶液が、10重量%から15重量%の間で銅含量を有するように、ヒドロキシ炭酸銅(II)、炭酸水素アンモニウムおよび/または炭酸アンモニウム、アンモニアならびに水から溶液を製造するステップであって、溶液中のクロムの比率が、重量比で0ppmから重量比で50ppmの間であり、溶液中のニッケル比率が、重量比で0ppmから重量比で50ppmの間である、ステップ;
d)担体材料を、溶液に含浸させるステップ;
e)50℃から150℃の間の温度で、含浸した担体材料を乾燥させるステップ;
f)300℃から600℃の間の温度で、含浸乾燥させた担体材料をか焼させて、前駆体を得るステップ、
g)前駆体を反応器に移動させるステップ;
h)水素を用いた還元により反応器中の前駆体を活性化させて、活性触媒を得るステップ、ならびに
i)水素の存在下で、反応器中の活性触媒を、少なくとも1種のアルデヒドおよび少なくとも1種の付随成分を含む供給混合物と接触させるステップ
を含み、
担体材料を含浸のためにドラムに導入し、ドラムを回転させ、溶液をドラム内に噴霧し、乾燥フェーズの間に、50℃から100℃の間の温度で気流をドラム中に通過させるように、含浸および乾燥の少なくとも一部をドラム中で行う、アルデヒドの水素化の方法。
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