Effective Dechlorination of 2-Chloropropene to Propylene on a Metallic Nickel Catalyst Supported on γ-Alumina

We previously reported that the reductive conversion of 2-chloropropene (2-PEN) on γ-alumina-supported palladium catalysts showed high activity at 348 K. However, 2-chloropropane (2-PAN), propylene, and propane were produced non-selectively in this catalyst system, so industrial development would require separation process. In the present study, an alumina-supported nickel catalyst achieved a highly selective conversion of 2-PEN to propylene. For example, the propylene selectivity reached 95.7 % and conversion of 2-PEN was 15.0 % on the catalyst loaded with 10 % nickel at 473 K. However, the propylene yield was only 14.3 %, so the reaction was examined at 623 K, which resulted in 75.6 % conversion of 2-PEN and 78.6 % selectivity to propylene, with an adequate 59.4 % yield. Importantly, no propane was produced under these conditions, eliminating the need to separate propane and propylene. We concluded that by using nickel as a catalyst, an excessive reduction of propylene to propane could be suppressed.

前報では，アルミナ担持パラジウム触媒による 2-クロロプロペン（2-PEN）の接触還元が348 Kで高い活性を示したことを報告した。しかしこの場合，2-クロロプロパン（2-PAN），プロピレンおよびプロパンが非選択的に生成されたので，実際の社会実装を考えると分離プロセス併設が不可欠となっていた。本研究では，アルミナ担持ニッケル触媒が2-PENのプロピレンへの高選択的変換を達成できることを明らかにした。たとえば，473 Kでは，10 %のNiを担持した触媒を用いると，2-PENの転化率が15.0 %，プロピレンの選択率は95.7 %に達した。ただし，プロピレン収率が14.3 %であったため，623 Kで反応を検討した。その結果，2-PENの転化率75.6 %，プロピレンへの選択率78.6 %となり，プロピレン収率が59.4 %となった。最も注目すべき点は，この条件下でプロパンが生成されなかったことである。したがって，本触媒系では，プロパンとプロピレンを分離する必要はない。ニッケルを触媒として用いることで，プロピレンからプロパンへの過度の還元が抑制されると結論付けられた。