オキソアルコールとFTオイルの同時合成

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12750685
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 椿 範正 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00272401)
• キーワード: 固体触媒 / オキソ合成 / FT合成反応 / 合成燃料 / 合成ガス

研究概要

バイオディーゼルのような含酸素ディーゼル燃料も注目されている、とくにディーゼル排ガスクリーン化の燃料サイトからのアプローチとして含酸素化合物の添加が有効とされている。それ自身セタン価が高く、また排気中すす(particle material)を低減できる有効な化合物としてアルキルアルコール、エステルが挙げられる。炭素数C3以上のものが有効とされている。
FT反応中のオレフィンは全部α-オレフィンであるため、以下のオキソ合成を経由すると、FT反応器の中で軽いFTオレフィンが原料ガスと反応してアルコールに変換できる。
R-CH=CH2+CO+2H2=R-CH2CH2CH2OH(オキソ合成)
従来のオキソ合成はロジウム錯体触媒あるいはコバルト錯体触媒を用いて300気圧、130℃で行われている。異常な高圧で反応が行われても、触媒の回収と安定性は問題になっている。本研究はFT反応の条件下(230℃、20-30気圧)、固体触媒を用いて、上記反応を有効に進行するのを目的とする。FT反応と同時に行うことも目的であるため、既存のFT工場でも簡単に工業化できる。
炭素数4、5、6のα-オレフィンをモデル化合物として、合成ガスとの反応を行った。高圧流通式反応器を用いて、温度、圧力、ガス組成比、原料比などの影響を調べた。触媒としては担持コバルト触媒を使用した。担体には活性炭、シリカなどの中性担体を使った。
オレフィンの水素化を抑制するために、水素より一酸化炭素の吸着を優先的にさせる必要がある。一酸化炭素の解離を防ぐのに、コバルト金属を高分散させることも考えられる。従って、各コバルト塩の前駆体効果、金属分散度と還元度の関係も調べた。微量貴金属の添加影響も検討した。微量パラジウムを添加したコバルト/シリカ触媒は極めて高い活性をしめした。
コバルト以外、パラジウム、ルテニウムなど貴金属も活性を検討した。FTIR,ICP,XRDなど分光手法で微量パラジウムを添加したコバルト/シリカ触媒を考察した。パラジウムの微量添加で、コバルトは高分散度かつ高還元度で担持でき、リニア状吸着CO分子の生成に有利であったことが分った。

研究成果

• [文献書誌] X.Qiu,N,Tsubaki,K.Fujimoto: "Promoting Effect of Noble Metals to Co/SiD_2 catalysts for Hydroformylation of l-hexene"catalysis communications. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] S.Sun,N.Tsubaki,K.Fujimoto: "Reaction Performances and characterization of FT Co/SiO_2 catalysts from Mixed cobalt salts"Applied Catalysis A. 202. 121-131 (2000)
• [文献書誌] S.Sun,N.Tsubaki,K.Fujimoto: "Promotional Effect of Nable Metal to Co-Based FT Catalysts prepared from Mixed Cobalt salts"Chemistry Letters. 176-177 (2000)
• [文献書誌] S.Sun,N.Tsubaki,K.Fujimoto: "Characteristic Feature of Co/SiO_2 Catalysts for slurry phase FT synthesis"Journal of Chemial Engineering of Japan. 33. 232-238 (2000)
• [文献書誌] N.Tsubaki,S.Sun,K.Fujimoto: "Different Function of the Added Noble Metal to Co-Based FT Catalysts"Journal of Catalysis. (印刷中). (2001)