JP6578376B2 - 炭水化物源からエチレングルコールを製造する方法 - Google Patents
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Description
このことは、触媒システムが、炭化水素の水素化分解を触媒する貴金属を含む少なくとも2つの成分を含み、その水素化分解触媒成分が、炭化水素に対して特定の量で存在し、タングステン化合物が貴金属と比較してモル過剰で存在する方法において達成された。
水素、炭水化物源、液体希釈剤、及び触媒システムが、反応剤として、反応ゾーンに導入され;
前記触媒システムは、タングステン化合物と、貴金属であるPd、Pt、Ru、Rh、Ir、及びそれらの組み合せから選択される少なくとも1つの水素化分解金属とを含み;
前記炭水化物源は、反応ゾーン内の希釈剤中の炭水化物源の濃度が、希釈剤の質量当たりの炭水化物源の質量として計算して、少なくとも4質量%となるように反応ゾーンに導入され;
貴金属であるPd、Pt、Ru、Rh、Ir、及びそれらの組み合せから選択される前記少なくとも1つの水素化分解金属の量は、金属として計算して、かつ反応ゾーンに導入される炭水化物源の量を基準にして、0.2〜1.0質量%の範囲であり;
タングステンの、前記少なくとも1つの水素化分解金属に対するモル比は、1〜25の範囲であり;
前記炭水化物源が、前記触媒システムの存在下で水素と反応して、エチレングリコールを含む生成物が得られる方法を提供する。
反応槽内で、グルコースを、希釈剤としての水と、約1.0質量%〜約10質量%の範囲の様々な濃度で混合した。タングステン酸(H2WO4)を、様々な量で添加して、様々な濃度とした。また、活性炭上の5質量%のルテニウムを含む触媒を、様々な量で添加して、様々なルテニウム濃度とした。50バールの水素圧を、20℃でかけた。反応槽を、180℃に90分間加熱した。次いで、反応混合物を、速やかに冷却し、グルコースの転化率を、存在するグルコースの量を反応の開始時に存在するグルコースの量で割った値として決定した。生成物を分析し、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びブチレングリコールの収率を、出発物質としてのグルコースのグラム量で割ることによって得たグラム百分率として計算して決定した。また、エチレングリコール/ブチレングリコールの質量比を決定した。結果を下記表1に示す。
実施例1の手順を、炭水化物源としてグルコースの代わりにデンプンを用いた一連の試験において繰り返した。水は希釈剤であり、温度、圧力、及び反応時間は、実施例1のとおりであった。反応の変数及び結果を表2に示す。表2において、[St]は、水及びデンプンの質量に基づくデンプンの濃度を表す。
Claims (16)
- 炭水化物源からエチレングリコールを製造するための方法であって、
水素、炭水化物源、液体希釈剤、及び触媒システムが、反応剤として、反応ゾーンに導入され;
前記触媒システムは、タングステン酸とルテニウムとを含み;
前記炭水化物源は、反応ゾーン内において、希釈剤中の炭水化物源の濃度が、希釈剤の質量当たりの炭水化物源の質量として計算して、少なくとも4質量%となるように反応ゾーンに導入され;
前記ルテニウムの量は、金属として計算して、かつ反応ゾーンに導入される炭水化物源の量を基準にして、0.2〜1.0質量%の範囲であり;
タングステンの、前記ルテニウムに対するモル比は、1〜25の範囲であり;
前記炭水化物源が、前記触媒システムの存在下で水素と反応して、エチレングリコールを含む生成物が得られる方法。 - 前記炭水化物源が、多糖類、オリゴ糖類、二糖類、及び単糖類からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記炭水化物源が、セルロース、ヘミセルロース、ヘミセルロース糖、デンプン、糖類、及びそれらの混合物からなる群から選択される炭水化物を含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記炭水化物源が、木材廃棄物、紙屑、農業廃棄物、都市廃棄物、紙、段ボール、砂糖きび、砂糖大根、小麦、ライ麦、大麦、及びそれらの組み合わせに由来するものである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ルテニウムが、担体上に担持された触媒の形態で存在し、前記担体が、活性炭、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ニオビア、酸化鉄、酸化スズ、酸化亜鉛、シリカ−ジルコニア、ゼオライトアルミノシリケート、チタノシリケート、マグネシア、炭化ケイ素、クレイ、及びそれらの組み合わせからなる支持体から選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒システムが、活性炭上のルテニウムを含む、請求項5に記載の方法。
- タングステンの、前記ルテニウムに対するモル比が、2〜15の範囲である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記タングステン酸の濃度が、炭水化物源の質量に基づいて1〜35質量%の範囲である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記炭水化物源が、少なくも1種のペントース含有炭水化物と、少なくとも1種のヘキソース含有炭水化物との組み合わせを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体希釈剤中の炭水化物源の濃度が、希釈剤の質量当たりの炭水化物源の質量として計算して、7〜25質量%の範囲である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体希釈剤が、水、スルホキシド類、アルコール類、アミド類、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記エチレングリコールを含む生成物が精製される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記エチレングリコールを含む生成物が、1つ以上の連行剤を用いて精製される、請求項12に記載の方法。
- 反応ゾーン内の温度が120〜300℃の範囲である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 反応ゾーン内の水素分圧が1〜6MPaの範囲である、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 反応ゾーン内での触媒システムの平均滞留時間が5分〜6時間の範囲である、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
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