銅亜鉛系触媒を用いたシクロペンタノールの脱水素によるシクロペンタノンの工業的製法の検討

抄録

シクロペンタノン（CPN）の工業的製造法の開発を目的として，Cu系触媒を用いたシクロペンタノール（CPL）の脱水素反応の詳細検討を行った。触媒の一次評価の結果から，銅亜鉛触媒が活性，選択性の両面で優れていることが明らかとなった。目標の触媒性能を長時間維持するためには，触媒性能の経時変化に関する技術的な知見が不可欠である。そこで，銅亜鉛触媒の活性化法を検討したところ，触媒の水素還元を行わずにそのまま反応させることによって，目標性能を達成できることを見出した。また，300時間の連続運転の結果から，50時間程度の活性誘導期を経て目標性能を維持できることを確認した。活性誘導期の現象に関する詳細検討を行ったところ，副反応であるCPNのaldol縮合への触媒活性が経時的に低下していることが明らかとなった。さらに，得られた知見を基にベンチスケール反応器を用いてスケールアップの検討を行い，スケールアップ条件下でも目標性能を達成できることを確認した。一連の検討で得られた知見を基に，触媒性能が定常状態に至るメカニズムについて考察した。