WO2011078354A1 - 水素化触媒とその製造方法、及びその用途 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a catalyst used for hydrogenation of organic compounds. Specifically, the present invention relates to a useful catalyst used for hydrogenation of aldehydes, ketones, carboxylic acids, carboxylic acid esters, aromatic nitro compounds and the like.
- the present invention does not cause any environmental pollution or health hazard by not containing chromium oxide, and moreover, the activity is equal to or higher than that of the conventional copper / chromium oxide catalyst.
- An object of the present invention is to provide a catalyst exhibiting selectivity and durability.
- the hydrogenation catalyst of the present invention does not contain harmful chromium as a component, and has excellent activity and selection for hydrogenation reaction of aldehydes, ketones, carboxylic acids, carboxylic acid esters, aromatic nitro compounds, etc. With high rate and long catalyst life.
- a molar ratio of CaO / SiO 2 of calcium silicate and the estimated catalyst life relationship The relationship between the sodium concentration in the catalyst and the estimated life of the catalyst is shown.
- Copper which is a component of the hydrogenation catalyst, is a hydrogenation catalyst precursor containing a copper oxide, a hydroxide that can be easily changed into a copper oxide form upon firing, a carbonate or a nitrate, or a mixture of two or more. Prepared by reducing.
- the hydrogenation catalyst of the present invention contains copper in an amount of 20 to 60% by weight, preferably 30 to 60% by weight, more preferably 30 to 55% by weight, based on the total amount of the hydrogenation catalyst. If the copper concentration is less than 20% by weight, the activity is insufficient with respect to the reaction load (raw material feed amount), coking is increased, and the catalyst life is shortened.
- calcium silicate is most preferred and may be either a natural source or a synthetic source.
- the calcium oxide (CaO) molar ratio of calcium silicate to silicon oxide (SiO 2 ) is less than 1, more preferably in the range of 0.1 to 0.7, most preferably 0.2. It is in the range of ⁇ 0.4.
- the molar ratio of CaO in terms of calcium oxide to SiO 2 in terms of silicon oxide of calcium silicate is less than 1, preferably in the range of 0.1 to 0.7, the dispersibility of copper is remarkably increased when copper is supported. The particle diameter of the supported copper becomes fine particles.
- the surface area of copper is increased and the activity of the catalyst is increased.
- the acid basicity of the catalyst is modified, and the effect of suppressing carbon deposition on the catalyst surface, so-called coking, is observed. Therefore, it is considered that the activity deterioration due to coking is suppressed and the catalyst life is remarkably increased.
- the molar ratio of calcium oxide (CaO) to silicon oxide (SiO 2 ) of calcium silicate is in the range of 0.2 to 0.4 because further improvement in catalyst life can be expected.
- the surface area of copper is increased, and the effect of increasing the activity of the catalyst is observed. Therefore, it is considered that coking is suppressed and the catalyst life is remarkably prolonged. Further, it is preferable that the surface area of the calcium silicate is 150 m 2 / g or more because further improvement of the catalyst life can be expected.
- the surface area of calcium silicate was calculated by a method based on the gas adsorption method described in JIS Z8830.
- the calcium silicate used in the present invention may be either a natural source or a synthetic source.
- the molar ratio of calcium oxide (CaO) to silicon oxide (SiO 2 ) is 0.1 to 0.7. It is preferable to use one synthesized by controlling the molar ratio. More specifically, calcium sources such as quick lime (calcium oxide), slaked lime (calcium hydroxide), calcium chloride, and calcium carbonate that can react with silicon oxide are mixed under atmospheric pressure at room temperature or under warming. Obtain calcium acid. At this time, an alkali such as sodium hydroxide or sodium carbonate may be added to accelerate the reaction.
- the silicon oxide can be amorphous, crystalline, or a mixture thereof, but is preferably amorphous.
- Carboxylic acids and carboxylic acid esters that can be produced by hydrogenation using the catalyst of the present invention include formic acid, acetic acid, caproic acid, caprylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, Examples include isostearyl acid, oleic acid, oxalic acid, maleic acid, adipic acid, sebacic acid, cyclohexanecarboxylic acid, benzoic acid, phthalic acid, and esters thereof.
- a calcium silicate carrier for 24 hours to obtain a calcium silicate carrier.
- 382.7 g of 39 wt% aqueous copper nitrate solution (manufactured by Kansai Catalysts Chemical Co., Ltd.) was added at a constant rate over 3 hours.
- the pH of the slurry aqueous solution was adjusted to 6.5 to 7.5 with a 20 wt% sodium carbonate aqueous solution.
- the mixture was aged with stirring at 25 ° C. for 2 hours.
- Example 7-8 The same operation as in Example 6 was performed except that the predetermined copper concentration (% by weight) shown in Table 1 and the predetermined CaO / SiO 2 molar ratio were obtained. Table 1 shows the results of aniline selectivity and estimated catalyst life after 800 hours of reaction.
- Comparative Example 4 Preparation of hydrogenation catalyst precursor
- a 2 L glass container 400 mL of ion-exchanged water is charged, and under stirring, 286 mL of sodium silicate No. 3 solution having a silica content of 6.76 mol / L (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) and a 0.16 mol / L aluminum sulfate aqueous solution.
- 302 mL manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.
- the reaction operation was performed at 25 ° C., and the pH after the reaction was 4. Subsequently, the resulting reaction solution was aged by heating at 95 ° C.
- the mixture was stirred at 80 ° C. for 30 minutes, and then the slurry was cooled to 50 ° C., the precipitate was filtered, and the wet cake was washed with 366 mL of ion-exchanged water.
- 1 L of ion-exchanged water is added to a 2 L glass container, the above precipitate is added, repulped, and further hydrotalcite containing 40.2 g of calcium silicate (made by Tokuyama, Fluorite) and magnesium 1.8 g (Alkamak, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) was added and stirred for 1 hour. The slurry was filtered to obtain a wet cake.
- Example 1 (Nitrobenzene hydrogenation reaction) The same procedure as in Example 1 was performed except that the obtained hydrogenation catalyst precursor was used. Table 1 shows the results of aniline selectivity and estimated catalyst life after 800 hours of reaction.
Abstract
Description
その具体的な例として、反応温度180~370℃、圧力0.1~0.5MPa、ニトロベンゼン濃度2~14容量%の条件下で、銅/クロム酸化物触媒を用いてガス状のニトロベンゼンを水素還元し、アニリンを製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかし、このようなクロム酸化物を含む触媒は、クロムによる健康被害や環境汚染の恐れがあるため、その取り扱いに際しては細心の注意が求められるとともに、使用済み触媒の処理と回収にも多大な労力と費用が必要であった。
1.(1)銅と、(2)ケイ素酸化物、カルシウム酸化物及びケイ酸カルシウムからなる群から選ばれる1種類以上と、を主成分として含有する水素化触媒であり、前記銅の含有量が水素化触媒の総量に対して20~60重量%であり、前記ケイ酸カルシウム中のケイ素酸化物(SiO2)に対するカルシウム酸化物(CaO)のモル比が1未満であることを特徴とする水素化触媒。
2.さらに、アルカリ金属を水素化触媒の総量に対して、0.22~2.5重量%含有する上記1に記載の水素化触媒。
3.前記ケイ酸カルシウム中のケイ素酸化物(SiO2)に対するカルシウム酸化物(CaO)のモル比が0.1~0.7である上記1または2に記載の水素化触媒。
4.前記ケイ酸カルシウムの表面積が、100m2/g以上である上記1乃至3のいずれか一項に記載の水素化触媒。
5.前記アルカリ金属が、ナトリウムである上記2乃至4のいずれか一項に記載の水素化触媒。
6.アルデヒド類、ケトン類、カルボン酸類、カルボン酸エステル類または芳香族ニトロ化合物類の水素化の触媒として用いられる上記1乃至5のいずれか一項に記載の水素化触媒。
7.芳香族ニトロ化合物類がニトロベンゼンである上記6に記載の水素化触媒。
8.(1)銅酸化物を水素化触媒前駆体の総量に対して30~75重量%、及び(2)ケイ素酸化物、カルシウム酸化物及びケイ酸カルシウムからなる群から選ばれる1種類以上を含有する水素化触媒前駆体を水素ガスで還元する上記1に記載の水素化触媒の製造方法。
9.(1)銅酸化物を水素化触媒前駆体の総量に対して30~75重量%、(2)ケイ素酸化物、カルシウム酸化物及びケイ酸カルシウムからなる群から選ばれる1種類以上、及び(3)アルカリ金属を水素化触媒前駆体の総量に対して0.22~2.5重量%含有する水素化触媒前躯体を水素ガスにより還元する上記2に記載の水素化触媒の製造方法。
10.上記1乃至5のいずれか一項に記載の水素化触媒を使用し、100~350℃の温度範囲で、アルデヒド類、ケトン類、カルボン酸類、カルボン酸エステル類及び芳香族ニトロ化合物類からなる群から選ばれる少なくとも1種類から選ばれる化合物を水素と接触させて還元する水素化化合物の製造方法。
11.前記芳香族ニトロ化合物類がニトロベンゼンであり、水素化化合物がアニリンである上記10に記載の水素化化合物の製造方法。
すなわち、本発明は、(1)銅と、(2)ケイ素酸化物、カルシウム酸化物及びケイ酸カルシウムからなる群から選ばれる1種類以上と、を水素化触媒の総量の好ましくは90重量%以上、特に好ましくは95重量%以上である主成分として含有する水素化触媒であり、前記銅の含有量が水素化触媒の総量に対して20~60重量%であり、前記ケイ酸カルシウム中のケイ素酸化物(SiO2)に対するカルシウム酸化物(CaO)のモル比が1未満であることを特徴とする水素化触媒。さらに、アルカリ金属を水素化触媒の総量に対して、0.22~2.5重量%含有する組成物からなる水素化触媒に関する。
銅の水素化触媒中の濃度は、銅イオンとしてJIS K0400-52-30に記載のICP分析方法に準拠した方法により算出した。
本発明で用いるケイ酸カルシウムの表面積は100m2/g以上が好ましく、更に好適には150m2/g以上である。ケイ酸カルシウムの表面積が100m2/g以上であるとケイ酸カルシウム上に銅が高分散されて担持される。従って、銅の粒子径は微粒子となり、その結果、銅の表面積が大きくなり、触媒の活性が高くなる効果がみられる。よって、コーキングが抑制され、触媒ライフが著しく長くなるものと思われる。また、ケイ酸カルシウムの表面積が150m2/g以上であると触媒ライフの向上が更に見込める為好ましい。
ケイ酸カルシウムの表面積は、JIS Z8830に記載の気体吸着法に準拠した方法で算出した。
より詳細には、ケイ素酸化物と反応しうる生石灰(酸化カルシウム)、消石灰(水酸化カルシウム)、塩化カルシウム、炭酸カルシウム等のカルシウム源とを大気圧下、常温あるいは加温下で混合し、ケイ酸カルシウムを得る。この際、反応を早めるために水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリを添加してもよい。ケイ素酸化物は非結晶性、結晶性またはその混合物を使用することができるが、非結晶性のものが好ましい。非結晶性のケイ素酸化物は乾式合成法または湿式合成法のどちらで製造されたものでもよいが、安価な湿式合成法で製造されたもの、例えば、東ソーシリカ社製のNipsil「NS-K」(登録商標)が、市販品として入手することができる。
ここで、アルカリ金属の水素化触媒中の濃度は、アルカリ金属イオンとして、JIS K0400-52-30に記載のICP分析方法に準拠した方法により測定し、求めたものである。
必要に応じて、流動調節剤、細孔付与剤、補強剤、粘土のようなバインダーを助剤として用い、粉末状の触媒を押出し成型または圧縮成型して、種々の構造や形態の成型体を得た後、焼成することにより水素化触媒前躯体の成型体を得ることができる。
このようにして得られる本発明の水素化触媒は、アルデヒド類、ケトン類、カルボン酸類、カルボン酸エステル類及び芳香族ニトロ化合物類を対象とした水素化反応に好適に用いられる。
ニトロベンゼンの水素化は、通常、100~350℃の範囲の温度、0.1~0.5MPaの加圧下で行うことにより、副反応を抑え、触媒ライフを長くすることができるため効果的である。水素/ニトロベンゼンのモル比は10~20倍が好適であり、また、反応熱の除去や触媒劣化の観点から窒素などの不活性ガスを混合して行うことも可能である。GHSV(単位容積あたりの原料ガス流入速度)は1000~2000h-1の範囲が好適である。
実施例1
(水素化成型触媒前躯体の調製)
2L(リットル)のガラス容器に、イオン交換水225mLを添加し、次に、シリカ(ケイ素酸化物)に対する酸化カルシウムのモル比(CaO/SiO2モル比)が0.25になるように、シリカ粉末(東ソーシリカ社製、Nipsil「NS-K」)30.0g及び生石灰粉末(関東化学社製、試薬1級)7.0gを仕込み、25℃で24時間攪拌して、ケイ酸カルシウム担体を調製した。この調製したケイ酸カルシウムスラリー水溶液を攪拌下、25℃に保ちながら、39重量%硝酸銅水溶液(関西触媒化学社製)382.7gを3時間かけて等速添加した。その時、該スラリー水溶液は、20重量%炭酸ナトリウム水溶液でpHを6.5~7.5に調整した。硝酸銅水溶液の添加終了後、25℃で2時間攪拌熟成した。次に、沈殿物をろ過し、湿潤ケーク(cake)を3Lのイオン交換水で洗浄した。
得られた湿潤ケークは110℃で一晩、空気中で乾燥し、この乾燥した固形物は粗粉砕し、450℃で3時間焼成した。得られた焼成粉末に滑剤としてグラファイト2.0gを添加し、混合した後、ロータリー打錠機で5mmΦ×5mmの円筒形に成型した。得られた成型物は450℃で3時間、再び焼成して水素化成型触媒前駆体とした。
上記水素化成型触媒前駆体を乳鉢で破砕し、2.8mmと1.0mmの篩を用いて、触媒を2.8~1.0mmの粒子に篩分けした。篩分けした触媒粒子30mLをSUS製の固定床反応器に充填し、水素流通下、還元(215℃で24時間)し、活性化した。触媒性能評価は、水素圧0.14MPa、反応温度175℃、GHSV1500h-1、LHSV(単位容積あたりの原料液体の供給速度)0.4h-1、及び水素/ニトロベンゼンモル比15の条件下にて、ニトロベンゼンの水素化反応を800時間連続して行った。得られた反応生成物をガスクロマトグラフィー(装置は島津製作所社製GC-14A、カラムはDB170。)にて分析した。反応800時間後のアニリン選択率は99.8%であった。また、この反応800時間の触媒層内最高温度位置の移動速度から計算した触媒推定ライフは約17,000時間となった。
表1に銅濃度(重量%)、CaO/SiO2モル比、反応800時間後のアニリン選択率(%)及び触媒推定ライフ(時間)を示す。
なお、銅の濃度は、パーキンエルマー社製ICP Optima5300DVにより定量した。また、担体表面積は、島津製作所社製フローソープII2300により計測した。
表1に示す所定の銅濃度(重量%)と所定のCaO/SiO2モル比となるようにしたこと以外は、実施例1と同様に水素化成型触媒前駆体の調製、ニトロベンゼンの水素化反応を実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
(水素化成型触媒前躯体の調製)
2Lのガラス容器に、イオン交換水225mLを添加し、次に、シリカ(ケイ素酸化物)に対する酸化カルシウムのモル比(CaO/SiO2モル比)が0.25になるように、シリカ粉末(東ソーシリカ社製、Nipsil「NS-K」)36.0g及び消石灰粉末(関東化学社製、試薬1級)11.1gを仕込み、40℃で6時間攪拌して、ケイ酸カルシウム担体を調製した。この調製したケイ酸カルシウムスラリー水溶液を攪拌下、40℃に保ちながら、39重量%硝酸銅水溶液(関西触媒化学社製)305.5gを4時間かけて等速添加した。その時、該スラリー水溶液は、20重量%炭酸ナトリウム水溶液でpHを6.5~7.5に調整した。硝酸銅水溶液の添加終了後、2時間、40℃で攪拌熟成した。次に、沈殿物をろ過し、湿潤ケークを3Lのイオン交換水で洗浄した。
得られた湿潤ケークは110℃で一晩、空気中で乾燥した。得られた乾燥粉末に滑剤としてグラファイト2.0gを添加し、混合した後、ロータリー打錠機で5mmΦ×5mmの円筒形に成型した。得られた成型物は450℃で3時間、再び焼成して水素化成型触媒前駆体とした。
得られた水素化成型触媒前駆体を用いること以外は実施例1と同様に実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
表1に示す所定の銅濃度(重量%)と所定のCaO/SiO2モル比となるようにしたこと以外は、実施例6と同様に実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
シリカ成分として、シリカ粉末(東ソーシリカ社製、Nipgel「CX-200」)を使用して、表1に示す所定の銅濃度(重量%)と所定のCaO/SiO2モル比となるようにしたこと以外は、実施例6と同様に実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
表面積130m2/gのケイ酸カルシウム(トクヤマ社製、フローライト)を使用して、表1に示すCaO/SiO2モル比と所定の銅濃度(重量%)となるようにしたこと以外は、実施例6と同様に実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
表1に示す所定の銅濃度(重量%)と所定のCaO/SiO2モル比となるようにしたこと以外は、実施例1と同様に実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
(水素化成型触媒前躯体の調製)
2Lのガラス容器に、イオン交換水400mLを仕込み、攪拌下、シリカ含有量が6.76mol/Lのケイ酸ソーダ3号液(キシダ化学社製)286mLと、0.16mol/Lの硫酸アルミニウム水溶液(関東化学社製)302mLを、それぞれ定量ポンプを用いて1時間で等速投入した。該反応操作は25℃で実施し、反応終了後のpHは4となった。続いて、得られた反応液を95℃で1時間加熱し熟成した。
その後、ヌッチェ(Nutsche)を用いて吸引ろ過し、湿潤ケークを500mLのイオン交換水で洗浄した。得られた湿潤ケークを75℃で一晩、空気中で乾燥し、得られた固形物を粗粉砕して、ケイ酸アルミニウム担体を得た。
得られた湿潤ケークは110℃で一晩、空気中で乾燥し、この乾燥した固形物は粗粉砕し、450℃で3時間焼成した。得られた焼成粉末にバインダーとしてシリカゾル(日産化学社製、スノーテックス40)を5g添加し、混合した後、ロータリー打錠機で5mmΦ×5mmの円筒形に成型した。得られた成型物は450℃で3時間、再び焼成して水素化成型触媒前駆体とした。
得られた水素化成型触媒前駆体を用いること以外は実施例1と同様に実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
(水素化成型触媒前躯体の調製)
2Lのガラス容器に、イオン交換水1Lを添加し、次に硝酸銅三水和物(関東化学社製、試薬特級)111.2gを加え、攪拌しながら80℃に昇温して、硝酸銅水溶液を調製した。別に、イオン交換水0.8Lに水酸化ナトリウム(関東化学社製、試薬1級)45gを加えて溶解し、水酸化ナトリウム水溶液を調製した。上記硝酸銅水溶液を80℃に保ち、攪拌しながら、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。添加終了後に80℃で30分間攪拌した後、スラリーを50℃まで冷却し、沈殿物をろ過し、湿潤ケークを366mLのイオン交換水で洗浄した。
次に、2Lガラス容器に、イオン交換水1Lを加え、上記沈殿物を添加、リパルプ(repulp)し、さらにケイ酸カルシウム(トクヤマ社製、フローライト)40.2g及びマグネシウムを含有するハイドロタルサイト(協和化学工業社製、アルカマック)1.8gを添加し、1時間攪拌した。該スラリーをろ過し、湿潤ケークを得た。
得られた湿潤ケークは110℃で一晩、空気中で乾燥し、この乾燥した固形物は粗粉砕した。得られた乾燥粉末に滑剤としてグラファイト1.5gを添加し、混合した後、プレス成型機にて成型した。この成型物は400℃で6時間焼成して、水素化成型触媒前駆体とした。
得られた水素化成型触媒前駆体を用いること以外は実施例1と同様に実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
(水素化成型触媒前躯体の調製)
2Lのガラス容器に、イオン交換水1Lを添加し、次に硝酸銅三水和物(関東化学社製、試薬特級)111.2gを加え、攪拌しながら80℃に昇温して、硝酸銅水溶液を調製した。別に、イオン交換水0.8Lに水酸化ナトリウム(関東化学社製、試薬1級)45gを加え溶解して、水酸化ナトリウム水溶液を調製した。上記硝酸銅水溶液を80℃に保ち、攪拌しながら、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。添加終了後に80℃で30分間攪拌した後、スラリーを50℃まで冷却し、沈殿物をろ過し、湿潤ケークを366mLのイオン交換水で洗浄した。得られた湿潤ケークを110℃で一晩乾燥し、酸化第二銅粉末を得た。
得られた混練物はプレス成型機にて成型し、125℃で一晩、空気中で乾燥し、この乾燥した成型物は600℃で2時間焼成し、水素化成型触媒前駆体を得た。
得られた水素化成型触媒前駆体を用いること以外は実施例1と同様に実施した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
(水素化成型触媒前躯体の調製)
2Lのガラス容器に、イオン交換水225mLを添加し、次に、シリカ(ケイ素酸化物)に対する酸化カルシウムのモル比(CaO/SiO2モル比)が0.25になるように、シリカ粉末(東ソーシリカ社製、Nipsil「NS-K」)30.0g及び生石灰粉末(関東化学社製、試薬1級)7.0gを仕込み、25℃で24時間攪拌して、ケイ酸カルシウム担体を調製した。この調製したケイ酸カルシウムスラリー水溶液に、攪拌下、25℃に保ちながら、39重量%硝酸銅水溶液(関西触媒化学製)382.7gを3時間かけて等速添加した。その時、該スラリー水溶液は、20重量%炭酸ナトリウム水溶液でpHを6.5~7.5に調整した。硝酸銅水溶液の添加終了後、2時間、25℃で攪拌熟成した。次に、沈殿物をろ過し、湿潤ケークを5Lのイオン交換水で洗浄した。
なお、ナトリウムの濃度は、パーキンエルマー社製ICP Optima5300DVにより測定した。
上記水素化成型触媒前駆体を乳鉢で破砕し、2.8mmと1.0mmの篩を用いて、触媒を2.8~1.0mmの粒子に篩分けした。篩分けした触媒粒子30mLをSUS製の固定床反応器に充填し、水素流通下、還元(215℃、24時間。)し、活性化した。触媒性能評価は、水素圧0.14MPa、反応温度175℃、GHSV1500h-1、LHSV(単位容積あたりの原料液体の供給速度)0.4h-1、及び水素/ニトロベンゼンモル比15の条件下にて、ニトロベンゼンの水素化反応を800時間連続して行った。得られた反応生成物はガスクロマトグラフィーにて分析した。反応800時間後のアニリン選択率は99.6%であった。また、この反応800時間の触媒層内最高温度位置の移動速度から計算した触媒推定ライフは約13,000時間となった。
表2に銅濃度(重量%)、CaO/SiO2モル比、ナトリウム濃度(重量%)、反応800時間後のアニリン選択率(%)及び触媒推定ライフ(時間)を示す。
銅の濃度の測定は、実施例1と同様に行なった。
表2に示す所定の銅濃度(重量%)と所定のCaO/SiO2モル比となるようにしたこと以外は、実施例11と同様に水素化成型触媒前駆体の調製、ニトロベンゼンの水素化反応を実施した。すなわち、スラリー水溶液はろ過し、含有ナトリウムが所定の濃度となるように洗浄水量を変えて湿潤触媒を洗浄した。得られた湿潤ケークは実施例11と同様の操作を行い、水素化触媒を調製した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表1に示す。
表2に示す所定の銅濃度(重量%)と所定のCaO/SiO2モル比となるように、実施例11と同様に水素化成型触媒前駆体の調製、ニトロベンゼンの水素化反応を実施した。すなわち、スラリー水溶液はろ過し、含有ナトリウムが所定の濃度となるように洗浄水量を変えて湿潤触媒を洗浄した。得られた湿潤ケークは実施例11と同様の操作を行い、水素化触媒を調製した。反応800時間後のアニリン選択率と触媒推定ライフの結果を表2に示す。
なお、2009年12月25日に出願された日本特許出願2009-295876号、及び2009年12月25日に出願された日本特許出願2009-295877号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (11)
- (1)銅と、(2)ケイ素酸化物、カルシウム酸化物及びケイ酸カルシウムからなる群から選ばれる1種類以上と、を主成分として含有する水素化触媒であり、前記銅の含有量が水素化触媒の総量に対して20~60重量%であり、前記ケイ酸カルシウム中のケイ素酸化物(SiO2)に対するカルシウム酸化物(CaO)のモル比が1未満であることを特徴とする水素化触媒。
- さらに、アルカリ金属を水素化触媒の総量に対して、0.22~2.5重量%含有することを特徴とする請求項1に記載の水素化触媒。
- 前記ケイ酸カルシウム中のケイ素酸化物(SiO2)に対するカルシウム酸化物(CaO)のモル比が0.1~0.7であることを特徴とする請求項1または2に記載の水素化触媒。
- 前記ケイ酸カルシウムの表面積が、100m2/g以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の水素化触媒。
- 前記アルカリ金属が、ナトリウムであることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の水素化触媒。
- アルデヒド類、ケトン類、カルボン酸類、カルボン酸エステル類または芳香族ニトロ化合物類の水素化の触媒として用いられることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の水素化触媒。
- 芳香族ニトロ化合物類がニトロベンゼンであることを特徴とする請求項6に記載の水素化触媒。
- (1)銅酸化物を水素化触媒前駆体の総量に対して30~75重量%、及び(2)ケイ素酸化物、カルシウム酸化物及びケイ酸カルシウムからなる群から選ばれる1種類以上を含有する水素化触媒前駆体を水素ガスで還元することを特徴とする請求項1に記載の水素化触媒の製造方法。
- (1)銅酸化物を水素化触媒前駆体の総量に対して30~75重量%、(2)ケイ素酸化物、カルシウム酸化物及びケイ酸カルシウムからなる群から選ばれる1種類以上、及び(3)アルカリ金属を水素化触媒前駆体の総量に対して0.22~2.5重量%含有する水素化触媒前躯体を水素ガスにより還元することを特徴とする請求項2に記載の水素化触媒の製造方法。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の水素化触媒を使用し、100~350℃の温度範囲で、アルデヒド類、ケトン類、カルボン酸類、カルボン酸エステル類及び芳香族ニトロ化合物類からなる群から選ばれる少なくとも1種類から選ばれる化合物を水素と接触させて還元することを特徴とする水素化化合物の製造方法。
- 前記芳香族ニトロ化合物類がニトロベンゼンであり、水素化化合物がアニリンであることを特徴とする請求項10に記載の水素化化合物の製造方法。
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