JP2000001464A - Production of nitrile from alkane - Google Patents

Production of nitrile from alkane

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JP2000001464A
JP2000001464A JP10200258A JP20025898A JP2000001464A JP 2000001464 A JP2000001464 A JP 2000001464A JP 10200258 A JP10200258 A JP 10200258A JP 20025898 A JP20025898 A JP 20025898A JP 2000001464 A JP2000001464 A JP 2000001464A
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Japan
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nitrile
reaction
acrylonitrile
catalyst
yield
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JP10200258A
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Japanese (ja)
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Tomomi Numazawa
知美 沼澤
Kazunori Oshima
一典 大島
Takashi Ushikubo
孝 牛窪
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a nitrile in a high yield in high ammonia utilization efficiency under the reduced combustion of ammonia by subjecting an alkane to an ammoxydation reaction in the presence of a catalyst and a small amount of water in a gaseous phase. SOLUTION: This method for producing a nitrile comprises subjecting (A) an alkane (for example, propane) to an ammoxydation reaction in the presence of (B) a catalyst in a gaseous phase, while controlling the concentration of water in a gas charged in a gaseous phase reactor to 3-19 mol.%, preferably 4-18 mol.%. The component B preferably contains a compound oxide of the formula: MoVXZOn [X is tellurium or antimony; Z is niobium, tantalum, rare earth elements, alkaline earth metals or the like; the content ratios of the components excluding oxygen are expressed by the inequalities: 0.25<rMo<0. 98, 0.003<rV<0.5, 0.003<rX<0.5, 0<=rZ<0.5 (rMo, rV, rX and rZ are the mol fractions of Mo, V, X and Z on the basis of the total amount of the essential components excluding oxygen); (n) is determined by the oxidation states of the other elements].

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はアンモ酸化によりア
ルカンからニトリルを製造する方法およびアルカンから
ニトリルとカルボン酸を同時に製造する方法に関するも
のである。アクリロニトリルやメタクリロニトリルなど
のニトリルは繊維、合成樹脂、合成ゴムなどの重要な中
間体として工業的に重要であり、また、アクリル酸、メ
タクリル酸等のカルボン酸は各種合成樹脂、塗料、可塑
剤などの原料として工業的に重要である。
The present invention relates to a method for producing nitriles from alkanes by ammoxidation and a method for simultaneously producing nitriles and carboxylic acids from alkanes. Nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile are industrially important as important intermediates such as fibers, synthetic resins and synthetic rubbers.Carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid are used for various synthetic resins, paints and plasticizers. It is industrially important as a raw material.

【0002】[0002]

【従来の技術】ニトリルの製造法としては、従来アルケ
ンを触媒の存在下でアンモニアおよび酸素を気相におい
て高温で接触反応させるいわゆるアンモ酸化法、また、
カルボン酸の製造法としては、同様にアルケンを触媒の
存在下で酸素と気相において高温で接触反応させる製造
方法が一般的な方法として知られている。一方、原料と
してより安価なアルカンを出発原料としてニトリルおよ
びカルボン酸を製造する方法についても広範に研究され
ており、種々の触媒が報告されている。アルカンとアン
モニアとの気相接触酸化反応によるニトリル製造用触媒
としてモリブデンを必須主元素として含む触媒として、
Mo−Bi−P系触媒(特開昭48−16887号公
報)、V−Sb−W系酸化物とMo−Bi−Ce−W系
酸化物を機械的に混合して得た触媒(特開昭64−38
051号公報)、Mo−Ag−Bi−V系触媒(特開平
3−58961号公報)、Mo−V−Sn−Bi−P系
触媒(特開平4−247060号公報)、Mo−Cr−
Te系触媒(米国特許5171876号公報)、Moと
Mn、Coなどの元素からなる複合金属酸化物触媒(特
開平5−194347号公報)、Mo−V−Te系触媒
(特開平2−257号公報、特開平5−148212号
公報、特開平5−208136号公報、特開平6−27
9351号、特開平6−287146号公報、特開平7
−108101号公報など)、Mo−V−Sb系触媒
(特開平9−157241号公報)、Mo−Cr−Bi
系触媒(特開平7−215925号公報)、Mo−Te
系触媒(特開平7−215926号公報)などが例示さ
れる。
2. Description of the Related Art As a method for producing a nitrile, a so-called ammoxidation method in which an alkene is catalytically reacted with ammonia and oxygen in the gas phase at a high temperature in the presence of a catalyst,
As a method for producing a carboxylic acid, a production method in which an alkene is contact-reacted with oxygen in the gas phase at a high temperature in the presence of a catalyst is also known as a general method. On the other hand, methods for producing nitriles and carboxylic acids using less expensive alkanes as starting materials have been extensively studied, and various catalysts have been reported. As a catalyst containing molybdenum as an essential main element as a catalyst for nitrile production by gas phase catalytic oxidation reaction of alkane and ammonia,
Mo-Bi-P-based catalysts (JP-A-48-16887), catalysts obtained by mechanically mixing V-Sb-W-based oxides and Mo-Bi-Ce-W-based oxides (JP-A-48-16887) 1964-38
No. 051), a Mo-Ag-Bi-V catalyst (JP-A-3-58961), a Mo-V-Sn-Bi-P catalyst (JP-A-4-247060), a Mo-Cr-
Te-based catalysts (U.S. Pat. No. 5,171,876), composite metal oxide catalysts comprising Mo and elements such as Mn and Co (Japanese Patent Laid-Open No. 5-194347), Mo-V-Te-based catalysts (Japanese Patent Laid-Open No. 2-257) JP-A-5-148212, JP-A-5-208136, JP-A-6-27
9351, JP-A-6-287146 and JP-A-7-287146
-108101), a Mo-V-Sb-based catalyst (JP-A-9-157241), Mo-Cr-Bi
-Based catalyst (JP-A-7-215925), Mo-Te
A system catalyst (JP-A-7-215926) is exemplified.

【0003】また、特にバナジウムを必須主元素として
含む触媒として、V−Sb系触媒(特開昭47−337
83号公報、特公昭50−23016号公報、特開平1
−268668号公報、特開平2−180637号公
報)、V−Sb−U−Ni系触媒(特公昭47−143
71号公報)、V−Sb−W−P系触媒(特開平2−9
5439号公報)、V−W−Te系触媒(特開平6−2
28073号公報)などが例示される。
[0003] Further, as a catalyst containing vanadium as an essential main element, a V-Sb-based catalyst (JP-A-47-337) has been proposed.
No. 83, Japanese Patent Publication No. 50-23016,
-268668, JP-A-2-180637), V-Sb-U-Ni-based catalyst (Japanese Patent Publication No. 47-143)
No. 71), a V-Sb-WP-based catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 2-9 / 1990).
No. 5439), VW-Te-based catalysts (JP-A-6-2)
28073) and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする問題】しかしながらこれらの
アルカンをアンモ酸化する方法は、アルケンをアンモ酸
化する方法と比較すると、その収率は満足し得るもので
はない。また、アルカンを原料として用いる場合、アル
カンの反応性が低いために酸化力の強い触媒を用いるこ
とや高温で接触反応させることが必要となり、これによ
りアンモニアの燃焼が大きくなるという問題がある。ア
ンモニアの燃焼が大きくなると、ニトリルの製造に使わ
れるアンモニアが不足し、より多くのアンモニアを供給
する必要があり、工業的に不利である。このような理由
から、アンモニアの燃焼による損失を少なくし、アンモ
ニアが効率的にアンモ酸化反応に使用されニトリルが製
造されることが望まれていた。また、工業原料として重
要なカルボン酸をニトリルと同じ反応装置設備で同時に
製造し、ニトリルとカルボン酸の比率を制御しながら両
者を同時に高い収率で得られれば工業的に有利である。
However, these methods for ammoxidizing alkanes are not satisfactory in yield when compared with the method for ammoxidizing alkenes. Further, when alkane is used as a raw material, the reactivity of alkane is low, so that it is necessary to use a catalyst having a strong oxidizing power or to perform a contact reaction at a high temperature, which causes a problem that combustion of ammonia increases. When the combustion of ammonia increases, the amount of ammonia used for nitrile production becomes insufficient, and more ammonia needs to be supplied, which is industrially disadvantageous. For these reasons, it has been desired that the loss due to the combustion of ammonia be reduced and that the ammonia be efficiently used in the ammoxidation reaction to produce nitriles. It is industrially advantageous if carboxylic acids, which are important as industrial raw materials, are simultaneously produced in the same reactor equipment as nitriles, and both can be obtained at a high yield simultaneously while controlling the ratio of nitriles and carboxylic acids.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
に鑑み鋭意検討を重ねた結果、特定少量の水の存在下で
アンモ酸化を行うと、アンモニアの燃焼を少なくし、ア
ンモニアの利用効率を向上させ、その結果、高収率で目
的物が得られることを見出し本発明に至ったものであ
る。即ち、本発明の要旨は、触媒の存在下、アルカンを
気相反応にてアンモ酸化しニトリルを製造する方法にお
いて、気相反応器に供給するガス中の水濃度を3〜19
mol%に調節することを特徴とするニトリルの製造方
法に存する。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that when ammoxidation is carried out in the presence of a specific small amount of water, the combustion of ammonia is reduced and the use of ammonia is reduced. The present inventors have found that the efficiency can be improved, and as a result, the desired product can be obtained in a high yield, which has led to the present invention. That is, the gist of the present invention is to provide a method for producing a nitrile by ammoxidizing an alkane by a gas phase reaction in the presence of a catalyst, wherein the water concentration in the gas supplied to the gas phase reactor is 3 to 19
mol%, which is characterized in that it is adjusted to mol%.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で用いるアルカンとしては例えば、メタ
ン、エタン、プロパン、 n−ブタン、イソブタン、ペン
タン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等のアルカ
ンが挙げられるが、得られるニトリルの工業的用途を考
慮すると炭素数1〜4の低級アルカン、特に生成するニ
トリルとしてアクリロニトリル、メタクリロニトリルが
高い収率で得られるという点からプロパンおよび/また
はイソブタンを用いるのが好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The alkane used in the present invention includes, for example, alkanes such as methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, pentane, hexane, heptane, and cyclohexane.When the industrial use of the obtained nitrile is considered, the number of carbon atoms is 1 to 1. It is preferable to use propane and / or isobutane from the viewpoint that acrylonitrile and methacrylonitrile can be obtained in a high yield as the lower alkane of No. 4, in particular, as the nitrile formed.

【0007】アンモ酸化は、アンモニアの存在下酸化反
応を行う方法である。アンモ酸化反応は反応器内にアン
モニアとともに分子状酸素などの酸素含有ガスを供給す
ることにより行われる。分子状酸素は通常、酸素ガス、
空気が用いられるが、これらは反応に不活性な窒素、ヘ
リウム、アルゴンなどで希釈してもよい。反応器に供給
するガス中の酸素の割合は特に制限はないが生成するア
クリロニトリルまたはアクリロニトリルおよびアクリル
酸の収率や選択率を考慮するとアルカンに対して通常
0.1〜10モル倍量、好ましくは0.3〜5モル倍
量、特に好ましくは0.5〜4モル倍量である。反応器
に供給する反応ガス中のアンモニアの割合は特に制限は
ないが、アルカンに対して通常0.03〜6モル倍量、
好ましくは0.05〜5モル倍量、さらに好ましくは
0.1〜4モル倍量の範囲が好適である。
[0007] Ammoxidation is a method of performing an oxidation reaction in the presence of ammonia. The ammoxidation reaction is performed by supplying an oxygen-containing gas such as molecular oxygen together with ammonia into the reactor. Molecular oxygen is usually oxygen gas,
Although air is used, these may be diluted with nitrogen, helium, argon or the like which is inert to the reaction. The proportion of oxygen in the gas supplied to the reactor is not particularly limited, but is usually 0.1 to 10 times the molar amount of the alkane, preferably considering the yield and selectivity of acrylonitrile or acrylonitrile and acrylic acid to be generated, preferably The molar amount is 0.3 to 5 times, particularly preferably 0.5 to 4 times. Although the ratio of ammonia in the reaction gas supplied to the reactor is not particularly limited, it is usually 0.03 to 6 times the molar amount of the alkane,
The range is preferably 0.05 to 5 times by mole, and more preferably 0.1 to 4 times by mole.

【0008】本発明の特徴は、アルカンのアンモ酸化を
気相反応にて実施する際に反応器へ水を供給することで
ある。これによってニトリルの収率を向上させることが
でき、また、ニトリルとカルボン酸を併産する場合に
は、ニトリルとカルボン酸の合量の収率を向上させるこ
とができる。これは水がアンモニアの燃焼を抑制し、ア
ンモニアがより効率よくアンモ酸化に用いられるためで
ある。ニトリルとカルボン酸を併産する場合には、この
ようなアンモニアの利用効率の向上によって、合量の収
率は向上するが、カルボン酸単独の収率は低くなる場合
がある。そのような場合には、反応器へのアンモニア供
給量を制御しながら水を供給することによって、ニトリ
ルとカルボン酸の収率をそれぞれ向上させることもでき
る。このように反応器に供給する水量およびアンモニア
量を制御することによって製造するニトリルとカルボン
酸の比率を任意に制御することもできる。しかし、ニト
リルとカルボン酸の含量の収率を考慮すると、ニトリル
に対するカルボン酸の比率が通常0.001〜2モル倍
量、好ましくは0.005〜1.5モル倍量の範囲にな
るような条件で反応させることが好適である。水の供給
方法については特に制限はないが、反応ガスとともにス
チーム状で反応器に供給する方法が一般的である。具体
的には、プロパンからのアクリロニトリルの製造、プロ
パンからのアクリロニトリルおよびアクリル酸の製造、
イソブタンからのメタクリロニトリルの製造、イソブタ
ンからのメタクリロニトリルおよびメタクリル酸の製造
に有効である。例えば、プロパンからアクリロニトリル
の製造、プロパンからアクリロニトリルおよびアクリル
酸を製造する反応において、反応器に供給される反応ガ
ス中の濃度で表わした場合、3〜19mol%の範囲で
あり、好ましくは4〜18mol%、さらに好ましくは
5〜18mol%である。反応器に供給する水量が19
mol%より大きくなるとアンモニア効率は低下し、好
ましくない。反応器に供給されるガス中の水濃度が19
mol%以下の反応条件においては、反応器に供給され
る水量のアンモニア量に対する比率および反応器に供給
される水量のプロパン量に対する比率については特に制
限はない。しかし、生成するアクリロニトリルまたはア
クリロニトリルおよびアクリル酸の収率を考慮すると、
反応器に供給される水量のアンモニア量に対する比率は
通常0.1〜20モル倍量、好ましくは0.5〜10モ
ル倍量、さらに好ましくは0.7〜7モル倍量の範囲が
好適であり、反応器に供給される水量のプロパン量に対
する比率は、通常0.05〜10モル倍量、好ましくは
0.1〜5モル倍量、さらに好ましくは0.2〜4モル
倍量の範囲が好適である。本発明において、反応器に供
給されるガスとは、アルカン、アンモニア、酸素、水の
他に希釈剤として反応器に供給される反応に不活性な気
体など、反応器に供給される全てのガスを含む。
A feature of the present invention is that water is supplied to a reactor when ammoxidation of an alkane is carried out in a gas phase reaction. As a result, the yield of the nitrile can be improved, and when the nitrile and the carboxylic acid are produced together, the yield of the total amount of the nitrile and the carboxylic acid can be improved. This is because water suppresses the combustion of ammonia, and ammonia is used more efficiently for ammoxidation. When a nitrile and a carboxylic acid are produced together, such an improvement in the utilization efficiency of ammonia improves the yield of the total amount, but may decrease the yield of the carboxylic acid alone. In such a case, by supplying water while controlling the amount of ammonia supplied to the reactor, the yields of nitrile and carboxylic acid can each be improved. Thus, by controlling the amount of water and the amount of ammonia supplied to the reactor, the ratio between the nitrile and the carboxylic acid to be produced can be arbitrarily controlled. However, considering the yield of the nitrile and the carboxylic acid content, the ratio of the carboxylic acid to the nitrile is usually 0.001-2 mol times, preferably 0.005-1.5 times times. It is preferable to carry out the reaction under the conditions. The method of supplying water is not particularly limited, but a method of supplying water to the reactor in a steam state together with the reaction gas is generally used. Specifically, production of acrylonitrile from propane, production of acrylonitrile and acrylic acid from propane,
It is effective for the production of methacrylonitrile from isobutane and the production of methacrylonitrile and methacrylic acid from isobutane. For example, in the reaction for producing acrylonitrile from propane and the reaction for producing acrylonitrile and acrylic acid from propane, when expressed as the concentration in the reaction gas supplied to the reactor, it is in the range of 3 to 19 mol%, preferably 4 to 18 mol%. %, More preferably 5 to 18 mol%. The amount of water supplied to the reactor is 19
If it is larger than mol%, the ammonia efficiency decreases, which is not preferable. The water concentration in the gas supplied to the reactor is 19
Under the reaction conditions of mol% or less, there is no particular limitation on the ratio of the amount of water supplied to the reactor to the amount of ammonia and the ratio of the amount of water supplied to the reactor to the amount of propane. However, considering the yield of acrylonitrile or acrylonitrile and acrylic acid formed,
The ratio of the amount of water supplied to the reactor to the amount of ammonia is usually 0.1 to 20 times, preferably 0.5 to 10 times, more preferably 0.7 to 7 times. The ratio of the amount of water supplied to the reactor to the amount of propane is usually 0.05 to 10 times, preferably 0.1 to 5 times, more preferably 0.2 to 4 times. Is preferred. In the present invention, the gas supplied to the reactor refers to all gases supplied to the reactor, such as alkane, ammonia, oxygen, water, and a gas inert to the reaction supplied to the reactor as a diluent. including.

【0009】本発明に用いる触媒について特に制限はな
いが、より効率良くアルカンからニトリル、アルカンか
らニトリルおよびカルボン酸を得られる触媒として、以
下の式(I)で表される触媒が好ましい。
Although there is no particular limitation on the catalyst used in the present invention, a catalyst represented by the following formula (I) is preferred as a catalyst that can more efficiently obtain nitriles from alkanes and nitriles and carboxylic acids from alkanes.

【0010】[0010]

【化3】MoVXZOn ・・・・(I)Embedded image MoVXZO n (I)

【0011】(式中、Xはテルル、アンチモンのうちの
1種以上の元素、Zはニオブ、タンタル、タングステ
ン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、クロム、マ
ンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケ
ル、パラジウム、白金、ビスマス、ホウ素、インジウ
ム、リン、希土類元素、アルカリ土類金属からなる群か
ら選ばれた1種以上の元素を示し、酸素を除く各成分の
存在割合が、下記式
Wherein X is at least one element of tellurium and antimony, and Z is niobium, tantalum, tungsten, titanium, aluminum, zirconium, chromium, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium Represents one or more elements selected from the group consisting of platinum, bismuth, boron, indium, phosphorus, rare earth elements, and alkaline earth metals, and the proportion of each component excluding oxygen is represented by the following formula:

【0012】[0012]

【化4】0.25<rMo<0.98 0.003<rV<0.5 0.003<rX<0.5 0≦rZ<0.5Embedded image 0.25 <rMo <0.98 0.003 <rV <0.5 0.003 <rX <0.5 0 ≦ rZ <0.5

【0013】(ただし、rMo、rV、rX、rZは酸
素を除く上記必須成分の合計に対するMo、V、Xおよ
びZのモル分率を表わす)を満たし、nは他の元素の酸
化状態により決定される。) また、このうちのZ成分としてはニオブ、タンタル、タ
ングステン、チタンが好ましく、特にニオブが好まし
い。また、Mo、V、XおよびZの存在割合は下記式の
範囲が特に好ましい。
(Where rMo, rV, rX, and rZ represent the mole fractions of Mo, V, X, and Z with respect to the sum of the above essential components excluding oxygen), and n is determined by the oxidation state of other elements. Is done. As the Z component, niobium, tantalum, tungsten, and titanium are preferable, and niobium is particularly preferable. The proportions of Mo, V, X and Z are particularly preferably in the following ranges.

【0014】[0014]

【化5】0.4<rMo<0.8 0.05<rV<0.4 0.03<rX<0.25 0.02<rZ<0.25Embedded image 0.4 <rMo <0.8 0.05 <rV <0.4 0.03 <rX <0.25 0.02 <rZ <0.25

【0015】上記の複合金属酸化物の原料としては、モ
リブデン原料としてはモリブデンを含む原料であれば特
に制限はないが、好ましくはパラモリブデン酸アンモニ
ウム塩、三酸化モリブデン、モリブデン酸、五塩化モリ
ブデン、モリブデニルアセチルアセトナート、モリブデ
ンのアルコキシド、金属モリブデンを適当な試薬で可溶
化したもの等が使用され、特に好ましくはパラモリブデ
ン酸アンモニウム塩が使用される。バナジウム原料とし
てはバナジウムを含む原料であれば特に制限はないが、
好ましくはメタバナジン酸アンモニウム塩、五酸化バナ
ジウム、オキシ塩化バナジウム、金属バナジウムを適当
な試薬で可溶化したもの等が使用され、特に好ましくは
メタバナジン酸アンモニウム塩が使用される。テルル原
料としてはテルルを含む原料であれば特に制限はない
が、好ましくはテルル酸、二酸化テルル、三酸化テル
ル、金属テルルを適当な試薬で可溶化したもの等が使用
され、特に好ましくはテルル酸が使用される。アンチモ
ン原料としてはアンチモンを含む原料であれば特に制限
はないが、好ましくは三酸化アンチモン、塩化アンチモ
ン、金属アンチモンを適当な試薬で可溶化したもの等が
使用され、特に好ましくは三酸化アンチモンが使用され
る。また、ニオブ、タンタル、タングステン、チタン、
アルミニウム、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、
ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウ
ム、白金、ビスマス、硼素及びセリウムの中から選ばれ
た1つまたはそれ以上の元素の原料としてはそれぞれの
元素を含む化合物やそれぞれ元素の金属を適当な試薬で
可溶化したものを使用することができる。化合物として
はカルボン酸塩、カルボン酸アンモニウム塩、酸素酸ア
ンモニウム塩、ハロゲン化アンモニウム塩、酸化物、ハ
ロゲン化物、水素酸、アセチルアセトナート、アルコキ
シド等を使用することができるが、好ましくはカルボン
酸塩、カルボン酸アンモニウム塩、酸素酸アンモニウム
塩が使用される。複合金属酸化物の調製方法は、特に限
定はないが、複合金属酸化物の各原料を水もしくは有機
溶媒の溶液又はスラリーとして混合してから調製する方
法と、複合金属酸化物の原料を混合して加熱し、固相反
応により調製する方法が挙げられるが、各成分を含む溶
液又はスラリー状の水性液を調製後、乾燥し、焼成する
方法がより好ましい。
The raw material of the composite metal oxide is not particularly limited as long as the molybdenum raw material is a raw material containing molybdenum, but is preferably ammonium paramolybdate, molybdenum trioxide, molybdic acid, molybdenum pentachloride, Molybdenyl acetylacetonate, molybdenum alkoxide, metal molybdenum solubilized with a suitable reagent, and the like are used, and ammonium paramolybdate is particularly preferably used. The vanadium raw material is not particularly limited as long as it is a raw material containing vanadium,
Preferably, ammonium metavanadate, vanadium pentoxide, vanadium oxychloride, metal vanadium solubilized with a suitable reagent, and the like are used, and particularly preferably, ammonium metavanadate is used. The tellurium raw material is not particularly limited as long as it is a raw material containing tellurium, but preferably, telluric acid, tellurium dioxide, tellurium trioxide, solubilized metallic tellurium with an appropriate reagent, and the like are used, and particularly preferably telluric acid. Is used. The antimony raw material is not particularly limited as long as it is a material containing antimony, but preferably, antimony trioxide, antimony chloride, a material obtained by solubilizing antimony metal with a suitable reagent or the like is used, and particularly preferably, antimony trioxide is used. Is done. Also, niobium, tantalum, tungsten, titanium,
Aluminum, zirconium, chromium, manganese, iron,
As a raw material of one or more elements selected from ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, platinum, bismuth, boron and cerium, a compound containing each element or a metal of each element with an appropriate reagent Solubilized ones can be used. As the compound, carboxylate, ammonium carboxylate, ammonium oxyacid, ammonium halide, oxide, halide, hydrogen acid, acetylacetonate, alkoxide and the like can be used, but preferably carboxylate , Ammonium carboxylate and ammonium oxyacid are used. The method for preparing the composite metal oxide is not particularly limited, and a method in which each raw material of the composite metal oxide is mixed as a solution or slurry of water or an organic solvent and then prepared, and a method in which the raw materials of the composite metal oxide are mixed. And a method of preparing by a solid phase reaction by heating, and then a method of preparing a solution or a slurry-like aqueous liquid containing each component, followed by drying and baking is more preferable.

【0016】例えば、モリブデン、バナジウム、テルル
及びニオブを含む複合金属酸化物の製造方法としては、
メタバナジン酸アンモニウム塩の水溶液に、テルル酸の
水溶液、シュウ酸ニオブアンモニウム塩の水溶液および
パラモリブデン酸アンモニウム塩の水溶液を各々の金属
元素の原子比が所定の割合となるような量比で順次添加
し、蒸発乾固法、噴霧乾燥法、凍結乾燥法、真空乾燥法
等で乾燥させ、乾燥物を得て、次に得られた乾燥物を焼
成することにより得ることができる。焼成方法はその乾
燥物の性状や規模により任意に採用することが可能であ
るが、蒸発皿上での熱処理や回転炉、流動焼成炉等の加
熱炉による熱処理等が一般的である。また、これらの処
理を複数種組み合わせてもよい。これら焼成条件も採用
される方法により異なるが、通常、温度は200〜70
0℃、好ましくは250〜650℃、時間は通常0.5
〜30時間、好ましくは1〜10時間行われる。また、
焼成は、酸素存在下で行ってもよいが、酸素不存在下で
行うことが好ましく、具体的には、窒素、アルゴン、ヘ
リウム等の不活性ガス雰囲気中または真空中で行われ
る。
For example, as a method for producing a composite metal oxide containing molybdenum, vanadium, tellurium and niobium,
To an aqueous solution of ammonium metavanadate, an aqueous solution of telluric acid, an aqueous solution of niobium ammonium oxalate and an aqueous solution of ammonium paramolybdate are sequentially added in an amount ratio such that the atomic ratio of each metal element becomes a predetermined ratio. It can be obtained by drying by an evaporation to dryness method, a spray drying method, a freeze drying method, a vacuum drying method or the like to obtain a dried product, and then baking the obtained dried product. The firing method can be arbitrarily adopted depending on the properties and scale of the dried product, but heat treatment on an evaporating dish or heat treatment with a heating furnace such as a rotary furnace or a fluidized firing furnace is generally used. Further, a plurality of these processes may be combined. These firing conditions also vary depending on the method employed, but usually the temperature is 200-70.
0 ° C., preferably 250-650 ° C., usually for 0.5 hour
It is carried out for up to 30 hours, preferably 1 to 10 hours. Also,
The firing may be performed in the presence of oxygen, but is preferably performed in the absence of oxygen. Specifically, the firing is performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, argon, or helium or in a vacuum.

【0017】また、このようにして得られた触媒におい
ては、Cu−Kα線で連続法で粉末X線回折を行った場
合、下記に示す回折角に粉末X線回折ピークを有し、回
折角2θ=22.1±0.3°の回折ピークの強度を1
00としたときの回折角2θ=27.3±0.3°の回
折ピークの強度が5〜100である特定の構造を有する
触媒が、他の類似の組成の触媒と比較して低い反応温度
である400〜450℃で効率よくアルカンからニトリ
ルおよびカルボン酸を得ることができるので最も好まし
い。
The catalyst obtained in this manner has a powder X-ray diffraction peak at the following diffraction angle when subjected to powder X-ray diffraction by a continuous method using Cu-Kα radiation. The intensity of the diffraction peak at 2θ = 22.1 ± 0.3 ° is 1
A catalyst having a specific structure in which the intensity of the diffraction peak at a diffraction angle 2θ = 27.3 ± 0.3 ° when set to 00 is 5 to 100 has a lower reaction temperature as compared with catalysts of other similar compositions. It is most preferable that the nitrile and carboxylic acid can be efficiently obtained from the alkane at 400 to 450 ° C.

【0018】[0018]

【表2】 回折角2θ(°) ──────────── 6.7±0.3 7.9±0.3 9.0±0.3 22.2±0.3 27.3±0.3 28.2±0.3 35.4±0.3 45.2±0.3Table 2 Diffraction angle 2θ (°) ────────────6.7 ± 0.3 7.9 ± 0.3 9.0 ± 0.3 22.2 ± 0.3 27.3 ± 0.3 28.2 ± 0.3 35.4 ± 0.3 45.2 ± 0.3

【0019】このようにして製造される触媒は、単独で
用いてもよいが、周知の担体成分、例えば、シリカ、ア
ルミナ、チタニア、ジルコニア、アルミノシリケ−ト、
珪藻土などを 1〜90重量%程度含んだ混合物として使
用することもでき、またバインダーとしての他の金属酸
化物、希釈剤としての金属酸化物などを含むこともでき
る。担体、バインダー、希釈剤などを用いる場合、触媒
としての粉末X線回折ピークは上に示した複合酸化物由
来の回折ピークの他に担体、バインダー、希釈剤などに
由来する回折ピークを有しても良い。
The catalyst thus produced may be used alone, but may be any of well-known carrier components such as silica, alumina, titania, zirconia, aluminosilicate, and the like.
It may be used as a mixture containing about 1 to 90% by weight of diatomaceous earth and the like, and may also contain other metal oxides as a binder, metal oxides as a diluent, and the like. When using a carrier, a binder, a diluent, etc., the powder X-ray diffraction peak as a catalyst has a diffraction peak derived from a carrier, a binder, a diluent, etc., in addition to the diffraction peak derived from the composite oxide shown above. Is also good.

【0020】アンモ酸化の反応条件は反応ガス組成、使
用する触媒、製造するニトリルやカルボン酸の種類によ
り異なり、一義的に決定されるものではないが、通常反
応温度350〜600℃、好ましくは380〜500℃
の範囲で、また、気相反応におけるガス空間速度SVが
50〜10000h-1、好ましくは300〜6000h
-1の範囲で実施される。反応は通常大気圧下で実施でき
るが、低度の加圧下または減圧下でもよい。反応方式は
固定床、流動層等のいずれも採用できるが、発熱反応で
あるため、流動層方式の方が反応温度の制御が容易であ
る。また、供給するアルカンやアンモニアを高い割合で
転化させるワンパス方式で実施することもできるし、供
給するアルカンの転化率およびアンモニア供給量を低く
抑え、未反応のアルカンを生成物から分離し、再度、反
応器に供給するリサイクル方式で実施することもでき
る。
The reaction conditions for the ammoxidation vary depending on the composition of the reaction gas, the catalyst used, and the type of the nitrile or carboxylic acid to be produced, and are not determined uniquely. However, the reaction temperature is usually 350 to 600 ° C., preferably 380. ~ 500 ° C
And the gas hourly space velocity SV in the gas phase reaction is 50 to 10,000 h -1 , preferably 300 to 6000 h.
It is performed in the range of -1 . The reaction can usually be carried out under atmospheric pressure, but may be carried out under a slightly increased or reduced pressure. The reaction system may be a fixed bed, a fluidized bed, or the like. However, since the reaction is an exothermic reaction, the fluidized bed system is easier to control the reaction temperature. In addition, it can be carried out in a one-pass system in which the supplied alkane or ammonia is converted at a high rate, the conversion rate of the supplied alkane and the ammonia supply amount are kept low, the unreacted alkane is separated from the product, and again, It can also be carried out by a recycle method of supplying the reactor.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限りこれらの
実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例
および比較例におけるプロパン(以下「PPA」という
こともある)転化率(%)、アクリロニトリル(以下
「AN」ということもある)収率(%)、アクリロニト
リルとアクリル酸の合量(以下「AN+AA」というこ
ともある)収率(%)、アンモニア(NH3 )利用効率
(%)は各々以下の式で算出される。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist. In the following Examples and Comparative Examples, the conversion (%) of propane (hereinafter, also referred to as “PPA”), the yield (%) of acrylonitrile (hereinafter, also referred to as “AN”), the total of acrylonitrile and acrylic acid, Amount (hereinafter also referred to as “AN + AA”) yield (%) and ammonia (NH 3 ) utilization efficiency (%) are calculated by the following equations.

【0022】・PPA転化率(%)=(消費プロパンの
モル数/供給プロパンのモル数)×100 ・AN収率(%)=(生成アクリロニトリルのモル数/
供給プロパンのモル数)×100 ・(AN+AA)収率(%)={(生成アクリロニトリ
ルのモル数)+(生成アクリル酸のモル数)}/供給プ
ロパンのモル数×100 ・NH3 利用効率(%)=(生成アクリロニトリルのモ
ル数/転化したアンモニアのモル数)×100
PPA conversion (%) = (moles of propane consumed / moles of propane fed) × 100 AN yield (%) = (moles of acrylonitrile formed /
(Moles of propane supplied) × 100 ・ (AN + AA) yield (%) = {(moles of acrylonitrile produced) + (moles of acrylic acid produced)} / moles of propane supplied × 100 ・ NH 3 utilization efficiency ( %) = (Mol number of acrylonitrile formed / mol number of converted ammonia) × 100

【0023】触媒製造例1 実験式Mo1 0.3 Nb0.12Te0.23x (90重量
%)/SiO2 (10重量%)を有する触媒を次のよう
に調製した。温水3250mlにパラモリブデン酸アン
モニウム塩・4水和塩789g、メタバナジン酸アンモ
ニウム塩157g、テルル酸236gを溶解し、均一な
溶液を得た。さらにシリカ含有量20wt%のシリカゾ
ル565g、およびニオブの濃度が0.456mol/
kgのシュウ酸ニオブアンモニウム水溶液1175gを
混合し、スラリーを調製した。このスラリーを乾燥器の
中心温度が160℃の噴霧乾燥機により水分を除去し乾
燥させた。次いでこの乾燥物をアンモニア臭がなくなる
まで300℃で加熱処理した後、窒素気流中600℃で
2時間焼成した。また、このようにして得た触媒はX線
源としてCu−Kα線を用いてX線回折測定を行ったと
ころ、以下のピークおよび強度を示した。
Catalyst Production Example 1 A catalyst having the empirical formula Mo 1 V 0.3 Nb 0.12 Te 0.23 O x (90% by weight) / SiO 2 (10% by weight) was prepared as follows. 789 g of ammonium paramolybdate tetrahydrate, 157 g of ammonium metavanadate and 236 g of telluric acid were dissolved in 3250 ml of warm water to obtain a uniform solution. Further, 565 g of a silica sol having a silica content of 20 wt% and a niobium concentration of 0.456 mol /
A slurry was prepared by mixing 1175 g of an aqueous niobium ammonium oxalate solution. The slurry was dried by removing water with a spray dryer having a center temperature of a dryer of 160 ° C. Next, the dried product was heated at 300 ° C. until the smell of ammonia disappeared, and then calcined at 600 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream. Further, the catalyst thus obtained was subjected to X-ray diffraction measurement using Cu-Kα radiation as an X-ray source, and showed the following peaks and intensities.

【0024】[0024]

【表3】 回折角2θ(°) 相対強度 ────────────────────── 6.7±0.3 5.8 7.9±0.3 14.6 9.0±0.3 9.3 22.2±0.3 100 27.3±0.3 29.2 28.2±0.3 58.0 35.4±0.3 8.8 45.2±0.3 11.5[Table 3] Diffraction angle 2θ (°) Relative intensity ──────────────────────6.7 ± 0.3 5.8 7.9 ± 0.3 14.6 9.0 ± 0.3 9.3 22.2 ± 0.3 100 27.3 ± 0.3 29.2 28.2 ± 0.3 58.0 35.4 ± 0.3 8.8 45.2 ± 0.3 11.5

【0025】触媒製造例2 実験式Mo1 0.3 Nb0.05Sb0.2 x (90重量
%)/SiO2 (10重量%)を有する触媒を次のよう
に調製した。温水2100mlに122gのメタバナジ
ン酸アンモニウム塩、三酸化アンチモン102gを添加
し90℃で6時間スラリーを加熱処理し、水分を除去し
て約3/4に濃縮した。これをスラリーAとする。これ
とは別に温水1230mlにパラモリブデン酸アンモニ
ウム塩・4水和塩614gを添加し溶解させた後40℃
に加温してモリブデンを含む水溶液を調製した。さらに
温水462mlにシュウ酸ニオブアンモニウム77g溶
解させた後40℃に加温しニオブを含む水溶液を調製し
た。これらのスラリーと水溶液を約30℃に冷却し、ス
ラリーAに前述のモリブデンを含む水溶液、次いでシリ
カ含有量が20wt%のシリカゾル400g、さらに前
述のニオブを含む水溶液を添加し攪拌、混合した後、乾
燥器の中心温度が160℃の噴霧乾燥機により水分を除
去し乾燥させた。次いでこの乾燥物をアンモニア臭がな
くなるまで300℃で加熱処理した後、窒素気流中60
0℃で2時間焼成した。また、このようにして得た触媒
はX線源としてCu−Kα線を用いてX線回折測定を行
ったところ、以下のピークおよび強度を示した。
Catalyst Preparation Example 2 A catalyst having the empirical formula Mo 1 V 0.3 Nb 0.05 Sb 0.2 O x (90% by weight) / SiO 2 (10% by weight) was prepared as follows. 122 g of ammonium metavanadate and 102 g of antimony trioxide were added to 2100 ml of warm water, and the slurry was heated at 90 ° C. for 6 hours to remove water, and concentrated to about /. This is called slurry A. Separately, 614 g of ammonium paramolybdate tetrahydrate salt was added to 1230 ml of warm water and dissolved,
To prepare an aqueous solution containing molybdenum. Further, 77 g of ammonium niobium oxalate was dissolved in 462 ml of warm water, and heated at 40 ° C. to prepare an aqueous solution containing niobium. The slurry and the aqueous solution were cooled to about 30 ° C., and the above-mentioned aqueous solution containing molybdenum, then 400 g of a silica sol having a silica content of 20 wt%, and the above-mentioned aqueous solution containing niobium were added to the slurry A, followed by stirring and mixing. Moisture was removed by a spray dryer having a center temperature of a dryer of 160 ° C., and drying was performed. Next, the dried product is heated at 300 ° C. until the smell of ammonia disappears, and then dried in a nitrogen stream.
It was baked at 0 ° C. for 2 hours. Further, the catalyst thus obtained was subjected to X-ray diffraction measurement using Cu-Kα radiation as an X-ray source, and showed the following peaks and intensities.

【0026】[0026]

【表4】 回折角2θ(°) 相対強度 ────────────────────── 6.7±0.3 6.9 7.9±0.3 11.9 9.0±0.3 9.9 22.2±0.3 100 27.3±0.3 20.8 28.2±0.3 127.0 35.4±0.3 5.5 45.2±0.3 8.9[Table 4] Diffraction angle 2θ (°) Relative intensity ──────────────────────6.7 ± 0.3 6.9 7.9 ± 0.3 11.9 9.0 ± 0.3 9.9 22.2 ± 0.3 100 27.3 ± 0.3 20.8 28.2 ± 0.3 127.0 35.4 ± 0.3 5.5 45.2 ± 0.3 8.9

【0027】実施例1 触媒製造例1で得られた触媒0.55gを固定床流通型
反応器に充填し、ガス全量の空間速度SVを680hr
-1として、反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H
2 O=1/1.2/3.3/10.7/1の比率で供給
した。この反応では、430℃でアクリロニトリル収率
の最高値が得られたので、430℃におけるアクリロニ
トリル収率および(アクリロニトリル+アクリル酸)収
率の値を表1に示す。
Example 1 A fixed bed flow reactor was charged with 0.55 g of the catalyst obtained in Catalyst Production Example 1, and the space velocity SV of the total gas was 680 hr.
−1 , the reaction gas is PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H
It was supplied at a ratio of 2O = 1 / 1.2 / 3.3 / 10.7 / 1. In this reaction, the highest value of the acrylonitrile yield was obtained at 430 ° C., and the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 430 ° C. are shown in Table 1.

【0028】実施例2 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
1.2/3.3/9.7/2の比率で供給した以外は実
施例1と同様の反応を行った。この反応では、430℃
でアクリロニトリル収率の最高値が得られたので、43
0℃におけるアクリロニトリル収率および(アクリロニ
トリル+アクリル酸)収率の値を表1に示す。
Example 2 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 1 was performed except that the mixture was supplied at a ratio of 1.2 / 3.3 / 9.7 / 2. In this reaction, 430 ° C
The highest acrylonitrile yield was obtained in
Table 1 shows the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 0 ° C.

【0029】実施例3 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
1.2/3.3/8.7/3の比率で供給した以外は実
施例1と同様の反応を行った。この反応では430℃で
アクリロニトリル収率の最高値が得られたので、430
℃におけるアクリロニトリル収率および(アクリロニト
リル+アクリル酸)収率の値を表1に示す。
Example 3 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 1 was performed except that the mixture was supplied at a ratio of 1.2 / 3.3 / 8.7 / 3. In this reaction, the highest value of acrylonitrile yield was obtained at 430 ° C.
Table 1 shows the values of acrylonitrile yield and (acrylonitrile + acrylic acid) yield at ° C.

【0030】実施例4 触媒製造例1で得られた触媒0.55gを固定床流通型
反応器に充填し、ガス全量の空間速度SVを680hr
-1として、反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H
2 O=1/1.0/3.3/10.7/1の比率で供給
した。この反応では、420℃でアクリロニトリル収率
の最高値が得られたので、420℃におけるアクリロニ
トリル収率および(アクリロニトリル+アクリル酸)収
率の値を表1に示す。
Example 4 0.55 g of the catalyst obtained in Catalyst Production Example 1 was charged into a fixed-bed flow reactor, and the space velocity SV of the total gas was 680 hr.
−1 , the reaction gas is PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H
2 O = 1 / 1.0 / 3.3 / 10.7 / 1. In this reaction, the highest value of the acrylonitrile yield was obtained at 420 ° C., and the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 420 ° C. are shown in Table 1.

【0031】実施例5 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
1.0/3.3/9.7/2の比率で供給した以外は実
施例4と同様の反応を行った。この反応では、420℃
でアクリロニトリル収率の最高値が得られたので、42
0℃におけるアクリロニトリル収率および(アクリロニ
トリル+アクリル酸)収率の値を表1に示す。
Example 5 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 4 was performed except that the mixture was supplied at a ratio of 1.0 / 3.3 / 9.7 / 2. In this reaction, 420 ° C
The highest acrylonitrile yield was obtained in
Table 1 shows the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 0 ° C.

【0032】実施例6 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
1.0/3.3/8.7/3の比率で供給した以外は実
施例4と同様の反応を行った。この反応では、430℃
でアクリロニトリル収率の最高値が得られたので、43
0℃におけるアクリロニトリル収率および(アクリロニ
トリル+アクリル酸)収率の値を表1に示す。
Example 6 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 4 was performed except that the mixture was supplied at a ratio of 1.0 / 3.3 / 8.7 / 3. In this reaction, 430 ° C
The highest acrylonitrile yield was obtained in
Table 1 shows the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 0 ° C.

【0033】実施例7 触媒製造例1に示した触媒0.55gを固定床流通型反
応器に充填し、ガス全量の空間速度SVを680hr-1
として、反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N 2 /H2
O=1/0.8/3.3/10.7/1の比率で供給し
た。この反応では、410℃でアクリロニトリル収率の
最高値が得られたので、410℃におけるアクリロニト
リル収率および(アクリロニトリル+アクリル酸)収率
の値を表1に示す。
Example 7 0.55 g of the catalyst shown in Catalyst Production Example 1 was applied to a fixed bed flow type
And the space velocity SV of the total gas is 680 hr-1
The reaction gas is PPA / NHThree/ OTwo/ N Two/ HTwo
O = 1 / 0.8 / 3.3 / 10.7 / 1
Was. In this reaction, the acrylonitrile yield was
Acrylonit at 410 ° C
Ryl yield and (acrylonitrile + acrylic acid) yield
Are shown in Table 1.

【0034】実施例8 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
0.8/3.3/9.7/2の比率で供給した以外は実
施例7と同様の反応を行った。この反応では、410℃
でアクリロニトリル収率の最高値が得られたので、41
0℃におけるアクリロニトリル収率および(アクリロニ
トリル+アクリル酸)収率の値を表1に示す。
Example 8 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 7 was performed except that the mixture was supplied at a ratio of 0.8 / 3.3 / 9.7 / 2. In this reaction, 410 ° C
The highest value of acrylonitrile yield was obtained in
Table 1 shows the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 0 ° C.

【0035】実施例9 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
0.8/3.3/8.7/3の比率で供給した以外は実
施例7と同様の反応を行った。この反応では、420℃
でアクリロニトリル収率の最高値が得られたので、42
0℃におけるアクリロニトリル収率および(アクリロニ
トリル+アクリル酸)収率の値を表1に示す。
Example 9 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 7 was performed, except that the mixture was supplied at a ratio of 0.8 / 3.3 / 8.7 / 3. In this reaction, 420 ° C
The highest acrylonitrile yield was obtained in
Table 1 shows the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 0 ° C.

【0036】実施例10 触媒製造例1で得られた触媒0.1gを固定床流通型反
応器に充填し、ガス全量の空間速度SVを5000hr
-1に固定して反応ガスをPPA/NH3 /O2/N2
2 O=1/0.3/0.88/2.82/0.3の比
率で供給した。この反応で得られたプロパン転化率が2
5%の時のアクリロニトリル収率および(アクリロニト
リル+アクリル酸)収率を表1に示す。
Example 10 0.1 g of the catalyst obtained in Catalyst Production Example 1 was charged into a fixed-bed flow reactor, and the space velocity SV of the entire gas was set to 5000 hr.
-1 and the reaction gas is PPA / NH 3 / O 2 / N 2 /
H 2 O was supplied at a ratio of 1 / 0.3 / 0.88 / 2.82 / 0.3. The propane conversion obtained in this reaction is 2
Table 1 shows the yield of acrylonitrile and the yield of (acrylonitrile + acrylic acid) at 5%.

【0037】実施例11 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
0.3/0.88/2.52/0.6の比率で供給した
以外は実施例10と同様の反応を行った。この反応で得
られたプロパン転化率が25%の時のアクリロニトリル
収率および(アクリロニトリル+アクリル酸)収率を表
1に示す。
Example 11 The reaction gas was changed to PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 10 was performed, except that the mixture was supplied at a ratio of 0.3 / 0.88 / 2.52 / 0.6. Table 1 shows the yields of acrylonitrile and (acrylonitrile + acrylic acid) when the conversion of propane obtained by this reaction is 25%.

【0038】実施例12 触媒製造例1で得られた触媒0.1gを固定床流通型反
応器に充填し、ガス全量の空間速度SVを5000hr
-1に固定して反応ガスをPPA/NH3 /O2/N2
2 O=1/0.1/0.88/2.52/0.6の比
率で供給した。この反応で得られたプロパン転化率が2
5%の時のアクリロニトリル収率および(アクリロニト
リル+アクリル酸)収率を表1に示す。
Example 12 0.1 g of the catalyst obtained in Catalyst Production Example 1 was charged into a fixed-bed flow reactor, and the space velocity SV of the entire gas was set to 5000 hr.
-1 and the reaction gas is PPA / NH 3 / O 2 / N 2 /
H 2 O was supplied at a ratio of 1 / 0.1 / 0.88 / 2.52 / 0.6. The propane conversion obtained in this reaction is 2
Table 1 shows the yield of acrylonitrile and the yield of (acrylonitrile + acrylic acid) at 5%.

【0039】実施例13 触媒製造例2で得られた触媒0.15gを固定床流通型
反応器に充填し、ガス全量の空間速度SVを680hr
-1に固定して反応ガスをPPA/NH3 /O2/N2
2 O=1/0.3/0.88/2.82/0.3の比
率で供給した。この反応で得られたプロパン転化率が2
5%の時のアクリロニトリル収率および(アクリロニト
リル+アクリル酸)収率を表1に示す。
Example 13 A fixed bed flow reactor was charged with 0.15 g of the catalyst obtained in Catalyst Production Example 2, and the space velocity SV of the total gas was 680 hr.
-1 and the reaction gas is PPA / NH 3 / O 2 / N 2 /
H 2 O was supplied at a ratio of 1 / 0.3 / 0.88 / 2.82 / 0.3. The propane conversion obtained in this reaction is 2
Table 1 shows the yield of acrylonitrile and the yield of (acrylonitrile + acrylic acid) at 5%.

【0040】比較例1 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 =1/1.2/
3.3/11.7の比率で供給した以外は実施例1と同
様の反応を行った。この反応では、410℃でアクリロ
ニトリル収率の最高値が得られたので、410℃におけ
るアクリロニトリル収率および(アクリロニトリル+ア
クリル酸)収率の値を表1に示す。
Comparative Example 1 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 = 1 / 1.2 /
The same reaction as in Example 1 was carried out except that the mixture was supplied at a ratio of 3.3 / 11.7. In this reaction, the highest value of the acrylonitrile yield was obtained at 410 ° C., and thus the values of the acrylonitrile yield and (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 410 ° C. are shown in Table 1.

【0041】比較例2 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
1.2/3.3/7.7/4の比率で供給した以外は実
施例1と同様の反応を行った。この反応では、430℃
でアクリロニトリル収率の最高値が得られたので、43
0℃におけるアクリロニトリル収率および(アクリロニ
トリル+アクリル酸)収率の値を表1に示す。
Comparative Example 2 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 1 was performed except that the mixture was supplied at a ratio of 1.2 / 3.3 / 7.7 / 4. In this reaction, 430 ° C
The highest acrylonitrile yield was obtained in
Table 1 shows the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 0 ° C.

【0042】比較例3 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 /H2 O=1/
1.2/3.3/6.7/5の比率で供給した以外は実
施例1と同様の反応を行った。この反応では、430℃
でアクリロニトリル収率の最高値が得られたので、43
0℃におけるアクリロニトリル収率および(アクリロニ
トリル+アクリル酸)収率の値を表1に示す。
Comparative Example 3 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 / H 2 O = 1 /
The same reaction as in Example 1 was performed except that the mixture was supplied at a ratio of 1.2 / 3.3 / 6.7 / 5. In this reaction, 430 ° C
The highest acrylonitrile yield was obtained in
Table 1 shows the values of the acrylonitrile yield and the (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 0 ° C.

【0043】比較例4 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 =1/1.0/
3.3/11.7の比率で供給した以外は実施例4と同
様の反応を行った。この反応では、410℃でアクリロ
ニトリル収率の最高値が得られたので、410℃におけ
るアクリロニトリル収率および(アクリロニトリル+ア
クリル酸)収率の値を表1に示す。
Comparative Example 4 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 = 1 / 1.0 /
The same reaction as in Example 4 was performed except that the mixture was supplied at a ratio of 3.3 / 11.7. In this reaction, the highest value of the acrylonitrile yield was obtained at 410 ° C., and thus the values of the acrylonitrile yield and (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 410 ° C. are shown in Table 1.

【0044】比較例5 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 =1/0.8/
3.3/11.7の比率で供給した以外は実施例7と同
様の反応を行った。この反応では、410℃でアクリロ
ニトリル収率の最高値が得られたので、410℃におけ
るアクリロニトリル収率および(アクリロニトリル+ア
クリル酸)収率の値を表1に示す。
Comparative Example 5 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 = 1 / 0.8 /
The same reaction as in Example 7 was performed, except that the mixture was supplied at a ratio of 3.3 / 11.7. In this reaction, the highest value of the acrylonitrile yield was obtained at 410 ° C., and thus the values of the acrylonitrile yield and (acrylonitrile + acrylic acid) yield at 410 ° C. are shown in Table 1.

【0045】比較例6 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 =1/0.3/
0.88/3.12の比率で供給した以外は実施例10
と同様の反応を行った。この反応で得られたプロパン転
化率が25%の時のアクリロニトリル収率および(アク
リロニトリル+アクリル酸)収率を表1に示す。
Comparative Example 6 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 = 1 / 0.3 /
Example 10 except that it was supplied at a ratio of 0.88 / 3.12.
The same reaction as described above was performed. Table 1 shows the yields of acrylonitrile and (acrylonitrile + acrylic acid) when the conversion of propane obtained by this reaction is 25%.

【0046】比較例7 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 =1/0.1/
0.88/3.12の比率で供給した以外は実施例12
と同様の反応を行った。この反応で得られたプロパン転
化率が25%の時のアクリロニトリル収率および(アク
リロニトリル+アクリル酸)収率を表1に示す。
Comparative Example 7 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 = 1 / 0.1 /
Example 12 except that it was supplied at a ratio of 0.88 / 3.12.
The same reaction as described above was performed. Table 1 shows the yields of acrylonitrile and (acrylonitrile + acrylic acid) when the conversion of propane obtained by this reaction is 25%.

【0047】比較例8 反応ガスをPPA/NH3 /O2 /N2 =1/0.3/
0.88/3.12の比率で供給した以外は実施例13
と同様の反応を行った。この反応で得られたプロパン転
化率が25%の時のアクリロニトリル収率および(アク
リロニトリル+アクリル酸)収率を表1に示す。
Comparative Example 8 The reaction gas was PPA / NH 3 / O 2 / N 2 = 1 / 0.3 /
Example 13 except that it was supplied at a ratio of 0.88 / 3.12.
The same reaction as described above was performed. Table 1 shows the yields of acrylonitrile and (acrylonitrile + acrylic acid) when the conversion of propane obtained by this reaction is 25%.

【0048】[0048]

【表5】 [Table 5]

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の方法によれば、アルカンをアン
モ酸化させてニトリルまたはニトリルおよびカルボン酸
を製造する際に、反応器へ水を供給することによりアン
モニアの利用効率を向上させ、効率よくアルカンからニ
トリルまたはニトリルおよびカルボン酸を製造すること
ができる。
According to the method of the present invention, in producing a nitrile or a nitrile and a carboxylic acid by ammoxidation of an alkane, water is supplied to a reactor to improve the efficiency of ammonia utilization, thereby improving the efficiency. Nitriles or nitriles and carboxylic acids can be produced from alkanes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛窪 孝 三重県四日市市東邦町1番地 三菱化学株 式会社四日市事業所内 Fターム(参考) 4G069 AA03 AA08 BA02C BA21C BA37 BB01A BB01B BB01C BB04A BB04B BB04C BB06A BB06B BC08A BC16A BC25A BC26A BC26B BC26C BC38A BC50A BC51A BC54A BC54B BC55A BC55B BC55C BC56A BC58A BC59A BC59B BC59C BC60A BC62A BC66A BC67A BC68A BC70A BC71A BC72A BC74A BC75A BD01C BD03A BD06C BD07A BD10A BD10B BE08C CB01 CB53 CB76 DA06 EC25 FA02 FB06 FB30 FB57 FC08 4H006 AA02 AC13 AC54 BA09 BA10 BA12 BA13 BA14 BA16 BA19 BA20 BA21 BA25 BA26 BA30 BE14 BE30 QN24 4H039 CA70 CL50  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Ushikubo 1st Toho-cho, Yokkaichi-shi, Mie F-term in Yokkaichi Office of Mitsubishi Chemical Corporation (reference) 4G069 AA03 AA08 BA02C BA21C BA37 BB01A BB01B BB01C BB04A BB04B BB04C BB06A BB06 BC16A BC25A BC26A BC26B BC26C BC38A BC50A BC51A BC54A BC54B BC55A BC55B BC55C BC56A BC58A BC59A BC59B BC59C BC60A BC62A BC66A BC67A BC68A BC70A BC71A BC72A BC74A BC75A BD01C BD03A BD06C BD07B10 CB10A BD06C BD07A BA10 BA12 BA13 BA14 BA16 BA19 BA20 BA21 BA25 BA26 BA30 BE14 BE30 QN24 4H039 CA70 CL50

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 触媒の存在下、アルカンを気相反応にて
アンモ酸化しニトリルを製造する方法において、気相反
応器に供給するガス中の水分濃度を3〜19mol%に
調節することを特徴とするニトリルの製造方法。
1. A method for producing nitrile by ammoxidizing alkanes by a gas phase reaction in the presence of a catalyst, wherein the concentration of water in a gas supplied to a gas phase reactor is adjusted to 3 to 19 mol%. A method for producing a nitrile.
【請求項2】 ニトリルとカルボン酸を同時に製造する
ことを特徴とする請求項1に記載のニトリルの製造方
法。
2. The method for producing a nitrile according to claim 1, wherein the nitrile and the carboxylic acid are produced simultaneously.
【請求項3】 触媒が式(I)で表される複合酸化物を
含有することを特徴とする請求項1または2に記載のニ
トリルの製造方法。 【化1】MoVXZOn ・・・・(I) (式中、Xはテルル、アンチモンのうちの1種以上の元
素、Zはニオブ、タンタル、タングステン、チタン、ア
ルミニウム、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、ル
テニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウ
ム、白金、ビスマス、ホウ素、インジウム、リン、希土
類元素、アルカリ土類金属からなる群から選ばれた1種
以上の元素を示し、酸素を除く各成分の存在割合が、下
記式 【化2】0.25<rMo<0.98 0.003<rV<0.5 0.003<rX<0.5 0≦rZ<0.5 (ただし、rMo、rV、rX、rZは酸素を除く上記
必須成分の合計に対するMo、V、XおよびZのモル分
率を表わす)を満たし、nは他の元素の酸化状態により
決定される。)
3. The method for producing a nitrile according to claim 1, wherein the catalyst contains a composite oxide represented by the formula (I). ## STR1 ## MoVXZO n ···· (I) (wherein, X is tellurium, one element among antimony, Z is niobium, tantalum, tungsten, titanium, aluminum, zirconium, chromium, manganese, iron One or more elements selected from the group consisting of, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, platinum, bismuth, boron, indium, phosphorus, rare earth elements, alkaline earth metals, and the presence of each component except oxygen The ratio is represented by the following formula: 0.25 <rMo <0.98 0.003 <rV <0.5 0.003 <rX <0.50 ≦ rZ <0.5 (provided that rMo, rV, rX and rZ satisfy the molar fraction of Mo, V, X and Z with respect to the sum of the above essential components excluding oxygen), and n is determined by the oxidation state of other elements.)
【請求項4】 式(I)で表される複合酸化物が、表1
に示す回折角に粉末X線回折ピークを示し、回折角2θ
=22.2±0.3°の回折ピークの強度を100とし
たときの回折角2θ=27.3±0.3°の回折ピーク
強度が5〜100であることを特徴とする請求項1ない
し3いずれか一項に記載のニトリルの製造方法。 【表1】 回折角2θ(°) ──────────── 6.7±0.3 7.9±0.3 9.0±0.3 22.2±0.3 27.3±0.3 28.2±0.3 35.4±0.3 45.2±0.3
4. The composite oxide represented by the formula (I) is as shown in Table 1.
Shows the powder X-ray diffraction peak at the diffraction angle shown in FIG.
2. The diffraction peak intensity at a diffraction angle 2θ = 27.3 ± 0.3 °, where the intensity of a diffraction peak at 22.2 ± 0.3 ° is 100, is 5 to 100. 4. The method for producing a nitrile according to any one of claims 3 to 3. Table 1 Diffraction angle 2θ (°) ──────────── 6.7 ± 0.3 7.9 ± 0.3 9.0 ± 0.3 22.2 ± 0.3 27.3 ± 0.3 28.2 ± 0.3 35.4 ± 0.3 45.2 ± 0.3
【請求項5】 気相反応器に供給するガス中の水分濃度
を5〜18mol%に調節することを特徴とする請求項
1ないし4いずれか一項に記載のニトリルの製造方法。
5. The method for producing a nitrile according to claim 1, wherein the concentration of water in the gas supplied to the gas-phase reactor is adjusted to 5 to 18 mol%.
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