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公開番号2024048691
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154752
出願日2022-09-28
発明の名称触媒及びブタジエンの製造方法
出願人積水化学工業株式会社
代理人弁理士法人IPX
主分類B01J 23/89 20060101AFI20240402BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】エタノールを原料としてブタジエンをより高い収率(エタノールの転化率及び/又はブタジエンの選択率)で製造し得る触媒、及びかかる触媒を使用したブタジエンの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様によれば、エタノールから、直接、ブタジエンを製造するのに使用される触媒が提供される。この触媒における触媒は、触媒活性を示す活性成分を有する。活性成分は、周期表の第3族に属する元素から選択される元素Aと、周期表の第4族に属する元素から選択される元素Bと、周期表の第12族に属する元素から選択される元素Cと、周期表の第5族及び第11族に属する元素から選択される元素Dとを含む。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
エタノールから、直接、ブタジエンを製造するのに使用される触媒であって、
前記触媒は、触媒活性を示す活性成分を有し、
前記活性成分は、
周期表の第３族に属する元素から選択される元素Ａと、
周期表の第４族に属する元素から選択される元素Ｂと、
周期表の第１２族に属する元素から選択される元素Ｃと、
周期表の第５族及び第１１族に属する元素から選択される元素Ｄとを含む、触媒。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分に含まれる前記元素Ａ、前記元素Ｂ及び前記元素Ｃの合計量は、４０モル％以上である、触媒。
【請求項３】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分は、さらに、周期表の第６族に属する元素から選択される元素Ｅを含む、触媒。
【請求項４】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分は、さらに、周期表の第２族に属する元素から選択される元素Ｆを含む、触媒。
【請求項５】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分は、さらに、周期表の第１３族に属する元素から選択される元素Ｇを含む、触媒。
【請求項６】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分は、さらに、周期表の第１０族に属する元素から選択される元素Ｈを含む、触媒。
【請求項７】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分は、さらに、周期表の第６族に属する元素から選択される元素Ｅ、周期表の第２族に属する元素から選択される元素Ｆ、及び周期表の第１３族に属する元素から選択される元素Ｇを含む、触媒。
【請求項８】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分は、さらに、周期表の第６族に属する元素から選択される元素Ｅ、周期表の第２族に属する元素から選択される元素Ｆ、周期表の第１３族に属する元素から選択される元素Ｇ、及び周期表の第１０族に属する元素から選択される元素Ｈを含む、触媒。
【請求項９】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分は、さらに、周期表の第２族に属する元素から選択される元素Ｆ、及び周期表の第１３族に属する元素から選択される元素Ｇを含む、触媒。
【請求項１０】
請求項１に記載の触媒において、
前記活性成分は、さらに、周期表の第６族に属する元素から選択される元素Ｅ、周期表の第１３族に属する元素から選択される元素Ｇ、及び周期表の第１０族に属する元素から選択される元素Ｈを含む、触媒。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒及びブタジエンの製造方法に関し、より詳しくは、エタノールから直接ブタジエンを製造し得る触媒、及びかかる触媒を使用したブタジエンの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、合成ゴムの原料として有用なブタジエンを、エタノールから製造することが検討されている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載の触媒は、金属（Ａ）と金属（Ｂ）と金属（Ｃ）とを担体に担持してなる固体触媒である。かかる固体触媒は、金属（Ａ）が、第１２族から選択される金属であり、金属（Ｂ）が、第４族から選択される金属であり、金属（Ｃ）が、第２族、スカンジウム、セリウム、ネオジム、ガドリニウム、第６族、第７族、第９族、パラジウム、及び第１３族からなる群から選択される少なくとも１種の金属である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の触媒でも、比較的高い収率でブタジエンを製造し得るが、さらにブタジエンの流率の高い触媒の開発が求められている。
本発明では上記事情に鑑み、エタノールを原料としてブタジエンをより高い収率（エタノールの転化率及び／又はブタジエンの選択率）で製造し得る触媒、及びかかる触媒を使用したブタジエンの製造方法を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、エタノールから、直接、ブタジエンを製造するのに使用される触媒が提供される。この触媒における触媒は、触媒活性を示す活性成分を有する。活性成分は、周期表の第３族に属する元素から選択される元素Ａと、周期表の第４族に属する元素から選択される元素Ｂと、周期表の第１２族に属する元素から選択される元素Ｃと、周期表の第５族及び第１１族に属する元素から選択される元素Ｄとを含む。
【０００６】
かかる態様によれば、より高い収率でエタノールから、直接、ブタジエンを製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の触媒及びブタジエンの製造方法について、好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．１触媒
本発明の触媒は、エタノールから、直接、ブタジエンを製造するのに使用される（すなわち、本発明のブタジエンの製造方法に使用される）。
この際、好ましくは、本発明の触媒を反応管に充填してなる反応床（反応容器）に、エタノールを含むガスを通過させることにより、エタノールが、直接、ブタジエンに変換される。
【０００８】
本発明の触媒は、触媒活性を示す活性成分（触媒成分）を有する。
この活性成分は、周期表の第３族に属する元素から選択される元素Ａと、周期表の第４族に属する元素から選択される元素Ｂと、周期表の第１２族に属する元素から選択される元素Ｃと、周期表の第５族及び第１１族に属する元素から選択される元素Ｄとを含む。
かかる元素Ａ～Ｄを含む触媒によれば、十分に高い収率で、エタノールからブタジエンを製造することができる。
【０００９】
ここで、エタノールからのブタジエンの収率は、エタノールが他の化合物に転化された割合（エタノールの転化率）×転化された他の化合物に占めるブタジエンの割合（ブタジエンの選択率）により計算される値である。
したがって、ブタジエンの収率が高いとは、エタノールの転化率が高い場合、ブタジエンの選択率が高い場合、エタノールの転化率及びブタジエンの選択率の双方が高い場合のいずれをも含む。
【００１０】
［元素Ａ］
元素Ａは、周期表の第３族に属する元素から選択される元素である。なお、以下では、「周期表の第Ｘ族に属する元素」を、単に「第Ｘ族元素」と記載する。
第３族元素としては、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）等が挙げられる。
これらの中でも、ブタジエンの収率がより高くなることから、第３族元素としては、イットリウム、ランタンが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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