JP2000117103A - Catalyst for oxidation of alkane - Google Patents

Catalyst for oxidation of alkane

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JP2000117103A
JP2000117103A JP10290362A JP29036298A JP2000117103A JP 2000117103 A JP2000117103 A JP 2000117103A JP 10290362 A JP10290362 A JP 10290362A JP 29036298 A JP29036298 A JP 29036298A JP 2000117103 A JP2000117103 A JP 2000117103A
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JP
Japan
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catalyst
alkane
reaction
composite oxide
ammonium
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JP10290362A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Koyasu
幸夫 小安
Tomomi Numazawa
知美 沼澤
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for producing acrylonitrile, acrylic acid, and the like useful as industrial raw materials from alkanes. SOLUTION: This catalyst is a compounded oxide having a general formula; Nba Bib Vc Ze On; for (amm)oxidization of alkanes. In the formula, X stands for one or more elements selected from titanium, iron, and aluminum; Z for tungsten; and a, b, c, d, e, and n can be defined as b=0.1-9; c=0.1-10; d=0-5; e= 05; and n is the number determined by the oxidation valence of other elements in the case a=10.

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】本発明はアルカンの酸化に用
いられる触媒、詳しくは、アンモ酸化によりアルカンか
らニトリルを製造するための触媒、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アルデヒドおよ
び/またはカルボン酸を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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst used for alkane oxidation, more specifically, a catalyst for producing nitrile from alkane by ammoxidation, a method for producing nitrile from alkane, and aldehyde and / or carboxylic acid from alkane. The present invention relates to a method for producing an acid. Nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile are industrially important as intermediates for fibers, synthetic resins and synthetic rubbers, and 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。
2. Description of the Related Art As a method for producing a nitrile, a so-called ammoxidation method in which an alkene is subjected to a high-temperature catalytic reaction of ammonia and oxygen in the presence of a catalyst in the presence of a catalyst is known as a general method. On the other hand, a method for producing a nitrile from a less expensive alkane as a starting material has been extensively studied, and various catalysts have been reported.

【0003】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やバナジ
ウム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64−38051号公
報)、Mo−Ag−Bi−V系触媒(特開平3−589
61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5−1
94347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6−279351
合、特開平6−287146号公報、特開平7−108
101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)、V−Sb系触媒(特開
昭47−33783号公報、特公昭50−23016号
公報、特開平1−268668号公報、特開平2−18
0637号公報)、V−Sb−U−Ni系触媒(特公昭
47−14371号公報)、V−Sb−W−P系触媒
(特開平2−95439号公報)、V−W−Te系触媒
(特開平6−228073号公報)、Mo−W−Bi系
触媒(特開平9−276696)、Mo−Sb−Cr系
(特開平10−43586)などが例示される。また、
BiとVを必須元素として含む触媒(特開昭63−29
5545号公報)も知られている。その他、モリブデン
やバナジウムを必須としないCr−Sb−W系触媒(特
開平7−157そ461号公報)、Nb−Sb系触媒
(特開平10−1465号公報)なども公開されてい
る。
As a catalyst for nitrile production by a gas phase catalytic oxidation reaction of alkane and ammonia, a catalyst containing molybdenum or vanadium as an essential main element, Mo-Bi-
P-based catalyst (JP-A-48-16887), V-Sb
Catalysts obtained by mechanically mixing -W-based oxides and Mo-Bi-Ce-W-based oxides (JP-A-64-38051), Mo-Ag-Bi-V-based catalysts (JP-A-Heisei 3 -589
No. 61), a Mo-V-Sn-Bi-P catalyst (JP-A-4-247060), a Mo-Cr-Te catalyst (U.S. Pat. No. 5,171,876), Mo and Mn, Co
Composite metal oxide catalyst comprising an element such as
No. 94347), Mo-V-Te based catalysts (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
-257, JP-A-5-148212, JP-A-5-208136, JP-A-6-279351
JP-A-6-287146, JP-A-7-108
No. 101), a Mo-V-Sb-based catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open
No. 157241), a Mo-Cr-Bi-based catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-215925), a Mo-Te-based catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-215926), and a V-Sb-based catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-33783). JP, JP-B-50-23016, JP-A-1-268668, JP-A-2-18
No. 0637), V-Sb-U-Ni catalyst (Japanese Patent Publication No. 47-14371), V-Sb-WP catalyst (JP-A-2-95439), VW-Te catalyst (JP-A-6-228073), Mo-W-Bi catalysts (JP-A-9-276696), Mo-Sb-Cr catalysts (JP-A-10-43586) and the like. Also,
Catalyst containing Bi and V as essential elements
No. 5545) is also known. In addition, Cr-Sb-W-based catalysts that do not require molybdenum and vanadium (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-157 and 461) and Nb-Sb-based catalysts (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1465) are disclosed.

【0004】プロパンを気相接触酸化反応させることに
より一段でアクロレインおよび/またはアクリル酸を製
造する報告の例として、Mo−Sb−P−O系触媒(欧
州特許第0010902号明細書)、V−P−Te−O
系触媒(Journal of Catalysis、
vol.101、p389(1986))、Bi−Mo
−O系触媒および/またはV−P−Te−O系触媒(特
開平3−170445号公報)、Mo−Sb−V−X−
O系触媒(特開平9−316023号公報、平10−1
18491号公報、平10−120617号公報、平1
0−137585号公報)、P−Mo−V−W−X−O
系触媒(特開平10−045643号公報)Mo−Sb
−V−X−O系触媒(特開平10−045664号公
報)Mo−V−Te(Sb)−X−O(特開平10−0
57813号公報)等が知られている。一方、イソブタ
ンを気相接触酸化反応させることにより一段でメタクリ
ル酸を製造する報告の例として、P−Mo−O系触媒
(特開昭63−145249号公報)が知られている。
[0004] As an example of a report of producing acrolein and / or acrylic acid in a single step by subjecting propane to a gas phase catalytic oxidation reaction, Mo-Sb-PO catalysts (European Patent No. 0010902), V- P-Te-O
Based catalyst (Journal of Catalyst,
vol. 101, p389 (1986)), Bi-Mo
-O-based catalyst and / or VP-Te-O-based catalyst (JP-A-3-170445), Mo-Sb-VX-
O-based catalyst (JP-A-9-316023, 10-1
No. 18491, No. 10-120617, No. 1
0-137585), P-Mo-VWXO
-Based catalyst (JP-A-10-045643) Mo-Sb
-V-X-O based catalyst (JP-A-10-045664) Mo-V-Te (Sb) -X-O (JP-A-10-0)
No. 57813) is known. On the other hand, as an example of a report of producing methacrylic acid in one step by subjecting isobutane to a gas phase catalytic oxidation reaction, a P-Mo-O-based catalyst (JP-A-63-145249) is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする問題】しかしながらこれらの
系では反応性の低いアルカンを活性化させるために酸化
力の強い触媒を用いたり、ニトリルやアルデヒドおよび
/またはカルボン酸の収率を向上させるために反応器に
水を供給する方法が試みられたりしている。酸化力の強
い触媒の使用は、原料であるアンモニアの燃焼を増加さ
せるため、本来反応に必要なアンモニア量と比較して過
剰な量のアンモニアを原料として供給しなくてはいけな
いという問題があり、また、反応器に水を供給すること
は供給系の変動費の増加等のため有利ではない。また、
モリブデンやテルルなどの揮散しやすい元素を含んでい
る触媒系では、これらの元素は反応中に単独で、あるい
は化合物の形で揮散してしまうため、触媒性能の経時的
な低下等の問題がある。
However, in these systems, it is necessary to use a catalyst having a strong oxidizing power in order to activate alkanes having low reactivity or to improve the yield of nitrile, aldehyde and / or carboxylic acid. Attempts have been made to supply water to the reactor. The use of a catalyst with a strong oxidizing power increases the combustion of ammonia, which is a raw material.Therefore, there is a problem that an excessive amount of ammonia must be supplied as a raw material compared to the amount of ammonia originally required for the reaction. Also, supplying water to the reactor is not advantageous because of the increase in variable costs of the supply system. Also,
In a catalyst system containing easily volatilizable elements such as molybdenum and tellurium, these elements volatilize alone or in the form of a compound during the reaction, and there is a problem such as a decrease in catalytic performance over time. .

【0006】揮散しにくい元素の組み合せとしてビスマ
スとバナジウムを必須元素として含むアルカンのアンモ
酸化触媒が特開昭63−295545号公報に記載され
ている。この公報には、多数の実施例が記載されている
が、本発明の触媒と類似の構成元素からなり、組成比が
全く異なる複合酸化物からなる触媒が、実施例38とし
て記載されている。この実施例での反応条件は、アンモ
ニアがプロパンの2倍モル量供給されているアンモニア
過剰な条件であり、また、反応に直接必要のない水を反
応器に供給していることなどから、工業的には有利な反
応条件ではなく、さらなる触媒性能の改良が求められて
いる。
An ammoxidation catalyst for alkanes containing bismuth and vanadium as essential elements as a combination of elements that are difficult to volatilize is described in JP-A-63-295545. In this publication, a number of examples are described, but a catalyst composed of a composite oxide having a composition ratio similar to that of the catalyst of the present invention and a completely different composition ratio is described as Example 38. The reaction conditions in this example were such that ammonia was supplied in an amount of twice as much as that of propane in excess of ammonia, and water that was not directly required for the reaction was supplied to the reactor. However, it is not advantageous reaction conditions in general, and further improvement in catalyst performance is required.

【0007】[0007]

【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、過剰な量のアンモニアを
供給したり、反応器に水を供給しない条件において、モ
リブデンやテルルといった揮散しやすい元素を含まな
い、ニオブ、ビスマス、バナジウムを主成分とし、これ
らを特定割合で含有する触媒を用いることにより、アル
カンからニトリルまたはアルデヒドおよび/またはカル
ボン酸を良好な収率で製造できることを見出した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the above-mentioned problems, and as a result, it has been found that, when an excessive amount of ammonia is supplied or water is not supplied to the reactor, molybdenum or tellurium is not supplied. By using a catalyst containing niobium, bismuth, and vanadium as the main components, which do not contain easily volatilizable elements, and containing these in a specific ratio, nitrile or aldehyde and / or carboxylic acid can be produced from alkane in good yield. I found it.

【0008】即ち、本発明の要旨は、下記一般式(1)
で表される複合酸化物からなる、アルカンを(アンモ)
酸化するための触媒に存する。 Nba Bib c d e n (1) (式中、Xはチタン、鉄およびアルミニウムからなる群
から選ばれた1種以上の元素を示し、Zはクロムまたは
タングステンを示し、a=10とするとき、b=0.1
〜9、c=0.1〜10、d=0〜5、e=0〜5、n
は他の元素の酸化状態により決定される数を表す。)
That is, the gist of the present invention is that the following general formula (1)
Alkanes consisting of a complex oxide represented by
Exists in a catalyst for oxidation. Nb a Bi b V c X d Z e O n (1) ( wherein, X represents one or more elements selected from the group consisting of titanium, iron and aluminum, Z is showed chromium or tungsten, a = 10, b = 0.1
-9, c = 0.1-10, d = 0-5, e = 0-5, n
Represents a number determined by the oxidation state of another element. )

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の触媒に用いられる複合酸化物は、主成分
として揮散しやすいモリブデンやテルル等の元素を含ま
ず、ニオブ、ビスマスを骨格成分とし、同時にバナジウ
ムを含むものであり、具体的には、下記一般式(1)で
表されるものである。 Nba Bib c d e n (1) 式中、Xはチタン、鉄およびアルミニウムからなる群か
ら選ばれた1種以上の元素を示し、好ましくは、チタン
を示す。Zはクロムまたはタングステンを示す。但し、
クロムとタングステンを同時には含まない。Zは好まし
くはタングステンを示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The composite oxide used in the catalyst of the present invention does not contain an element such as molybdenum or tellurium which is easy to volatilize as a main component, niobium or bismuth as a skeletal component, and also contains vanadium at the same time. It is represented by the general formula (1). Nb a of Bi b V c X d Z e O n (1) formula, X is represents one or more elements selected from the group consisting of titanium, iron and aluminum, preferably, shows a titanium. Z represents chromium or tungsten. However,
Does not contain chromium and tungsten at the same time. Z preferably represents tungsten.

【0010】式中、各係数は、a=10とするとき、b
は0.1〜9、好ましくは0.1〜7、特に好ましくは
0.2〜5、cは0.1〜10、好ましくは0.1〜
3、特に好ましくは0.3〜2、dは0〜5、好ましく
は0〜3、特に好ましくは0〜2、eは0〜5、好まし
くは0.1〜4、特に好ましくは0.2〜3、nは他の
元素の酸化状態により決定される数である。本発明に用
いられる複合酸化物は、単一酸化物の混合物ではない
が、全結晶が同一組成比である必要はなく、平均的な組
成比がこの範囲であればよい。
In the equation, when a = 10, each coefficient is b
Is 0.1 to 9, preferably 0.1 to 7, particularly preferably 0.2 to 5, c is 0.1 to 10, preferably 0.1 to
3, particularly preferably 0.3-2, d is 0-5, preferably 0-3, particularly preferably 0-2, e is 0-5, preferably 0.1-4, particularly preferably 0.2. 3, n are numbers determined by the oxidation state of other elements. Although the composite oxide used in the present invention is not a mixture of single oxides, all crystals need not have the same composition ratio, and the average composition ratio may be within this range.

【0011】本発明の複合酸化物からなる触媒は、ビス
マスとニオブが主要な成分であるが、これらを含む複合
酸化物は様々な構造を形成することが知られている。例
えば、 Bi1.34NbCrO6 の一般式で表される欠陥パイロク
ロア構造もその1つとして Bulletin of the chemical
society of Japan,vol.50(10),2638-2642(1977) に記
載されている。この構造においては、ニオブ、クロムの
合計含有量は一定であり、最高価数が5価であるニオブ
と安定価数が3価であるクロムの比率により、安定価数
が3価であるビスマスの欠陥パイロクロア構造中の含有
量は結晶中のチャージバランスにより決定される。
In the catalyst comprising the composite oxide of the present invention, bismuth and niobium are the main components, and it is known that the composite oxide containing these forms various structures. For example, the defect pyrochlore structure represented by the general formula of Bi 1.34 NbCrO 6 is one such example.
society of Japan, vol. 50 (10), 2638-2642 (1977). In this structure, the total content of niobium and chromium is constant, and the ratio of niobium, the highest valence of which is pentavalent, to chromium, which has the highest valence of 3, is bismuth, whose stable valence is trivalent. The content in the defect pyrochlore structure is determined by the charge balance in the crystal.

【0012】本発明において、触媒性能と複合酸化物の
構造・組成についての関係は明らかではないが、各元素
の組成比は、このような考え方のもとに、ニオブ、バナ
ジウム、XおよびZの合計含有量を一定とすれば、これ
ら各元素の最高あるいは安定価数と含有量から、ビスマ
ス含有量を決定することができるものと推察される。
In the present invention, the relationship between the catalytic performance and the structure / composition of the composite oxide is not clear, but the composition ratio of each element is determined based on the above-mentioned concept based on niobium, vanadium, X and Z. If the total content is constant, it is presumed that the bismuth content can be determined from the highest or stable valence and the content of each of these elements.

【0013】本発明の触媒を構成する複合金属酸化物の
原料は、ニオブ原料としては、ニオブを含む物質であれ
ば特に制限はないが、好ましくはシュウ酸ニオブアンモ
ニウム、五酸化ニオブ、ニオブ酸、五塩化ニオブ、金属
ニオブを適当な試薬で可溶化したもの等が使用され、特
に好ましくはシュウ酸ニオブアンモニウムが使用され
る。
The raw material of the composite metal oxide constituting the catalyst of the present invention is not particularly limited as long as it is a substance containing niobium. Preferably, niobium ammonium oxalate, niobium pentoxide, niobate, Niobium pentachloride, niobium metal solubilized with a suitable reagent, and the like are used, and particularly preferred is niobium ammonium oxalate.

【0014】ビスマス原料としては、ビスマスを含む物
質であれば特に制限はないが、好ましくは硝酸ビスマ
ス、三酸化ビスマス、水酸化ビスマス、三塩化ビスマ
ス、酢酸ビスマス、硝酸酸化ビスマス、金属ビスマスを
適当な試薬で可溶化したもの等が使用され、特に好まし
くは硝酸ビスマスが使用される。
The bismuth raw material is not particularly limited as long as it is a substance containing bismuth. Preferably, bismuth nitrate, bismuth trioxide, bismuth hydroxide, bismuth trichloride, bismuth acetate, bismuth nitrate oxide, and metal bismuth are suitably used. Those solubilized with a reagent are used, and bismuth nitrate is particularly preferably used.

【0015】バナジウム原料としては、バナジウムを含
む物質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、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。
[0015] The vanadium raw material is not particularly limited as long as it is a substance containing vanadium. Preferably, a material obtained by solubilizing ammonium metavanadate, vanadium pentoxide, vanadium oxychloride, metal vanadium with a suitable reagent, or the like is used. Particularly preferably, ammonium metavanadate is used.

【0016】また、チタン、鉄およびアルミニウムから
なる群から選ばれた1つまたはそれ以上の元素の原料と
しては、これらの元素を含む物質であれば特に制限はな
いが、これらの元素を含む化合物やこれらの元素の金属
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。これらの元素を含む化合物としては、通常、硝酸
塩、硫酸塩、カルボン酸塩、カルボン酸アンモニウム
塩、ハロゲン化アンモニウム塩、酸化物、ハロゲン化
物、水酸化物、水和酸化物、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
しくは硝酸塩、カルボン酸塩、カルボン酸アンモニウム
塩が使用される。
The raw material of one or more elements selected from the group consisting of titanium, iron and aluminum is not particularly limited as long as it is a substance containing these elements. And those obtained by solubilizing metals of these elements with an appropriate reagent can be used. Compounds containing these elements usually include nitrates, sulfates, carboxylate salts, ammonium carboxylate salts, ammonium halide salts, oxides, halides, hydroxides, hydrated oxides, hydrogen acid, acetylacetate. Nartate, alkoxide and the like can be used, but nitrate, carboxylate and ammonium carboxylate are preferably used.

【0017】タングステンまたはクロムの原料として
は、これらを含む物質であれば特に制限はないが、これ
らの元素を含む化合物やこれらの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。これらの
元素を含む化合物としては、通常、硝酸塩、硫酸塩、カ
ルボン酸塩、カルボン酸アンモニウム塩、ハロゲン化ア
ンモニウム塩、酸化物、ハロゲン化物、水酸化物、水和
酸化物、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、好ましくは硝酸塩、カル
ボン酸塩、カルボン酸アンモニウム塩が使用される。
The raw material of tungsten or chromium is not particularly limited as long as it is a substance containing these, but it is preferable to use a compound containing these elements or a metal obtained by solubilizing a metal of these elements with an appropriate reagent. it can. Compounds containing these elements usually include nitrates, sulfates, carboxylate salts, ammonium carboxylate salts, ammonium halide salts, oxides, halides, hydroxides, hydrated oxides, hydrogen acid, acetylacetate. Nartate, alkoxide and the like can be used, but nitrate, carboxylate and ammonium carboxylate are preferably used.

【0018】複合酸化物の調製方法は、特に限定はない
が、複合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 method of preparing the composite oxide is not particularly limited, and a method of mixing each raw material of the composite oxide as a solution or slurry of water or an organic solvent and then preparing the mixed metal oxide and a method of mixing the raw materials of the composite metal oxide And then heating and preparing by a solid-phase reaction. However, a method of preparing a solution or a slurry-like aqueous liquid containing each component, followed by drying and baking is more preferable.

【0019】例えば、ニオブ、ビスマス、バナジウムを
含む複合金属酸化物の製造方法としては、10%の硝酸
水溶液に硝酸ビスマスを溶解した溶液に、メタバナジン
酸アンモニウムの水溶液および、シュウ酸ニオブアンモ
ニウム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、得られた混合溶液を、
蒸発乾固法、噴霧乾燥法、凍結乾燥法、真空乾燥法等の
乾燥法により乾燥させ、さらに、得られた乾燥物を焼成
する方法が挙げられる。
For example, as a method for producing a composite metal oxide containing niobium, bismuth and vanadium, an aqueous solution of ammonium metavanadate and an aqueous solution of ammonium niobium oxalate are dissolved in a solution of bismuth nitrate in a 10% aqueous nitric acid solution. Each metal element is sequentially added at a quantitative ratio such that the atomic ratio becomes a predetermined ratio, and the obtained mixed solution is
A method of drying by a drying method such as an evaporation to dryness method, a spray drying method, a freeze drying method, a vacuum drying method, and the like, and further firing the obtained dried product may be mentioned.

【0020】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。例えば、蒸発皿上
での熱処理や回転炉、固定床焼成炉、流動焼成炉等の加
熱炉による熱処理等が挙げられる。これらの焼成方法
は、単一の方法でも、複数の方法を組み合わせて行って
もよい。
The firing method can be arbitrarily adopted depending on the properties and scale of the dried product. For example, heat treatment on an evaporating dish, heat treatment using a heating furnace such as a rotary furnace, a fixed-bed firing furnace, a fluidized-bed firing furnace, and the like can be given. These firing methods may be performed by a single method or a combination of a plurality of methods.

【0021】焼成条件は、焼成方法により異なるが、温
度は、通常200 〜 900℃、好ましくは 250〜 750℃、時
間は、通常0.5 〜30時間、好ましくは 1〜10時間であ
る。焼成は、通常、空気のような酸素含有ガス雰囲気中
で行われるが、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ってもよい。
The firing conditions vary depending on the firing method, but the temperature is usually 200 to 900 ° C., preferably 250 to 750 ° C., and the time is generally 0.5 to 30 hours, preferably 1 to 10 hours. The calcination is usually performed in an atmosphere of an oxygen-containing gas such as air, but may be performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, argon, or helium or in a vacuum.

【0022】本発明の触媒は、このようにして製造され
る複合酸化物を単独で用いてもよいが、周知の担体成分
に担持されていてもよい。担体成分としては、特に制限
はないが、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、珪藻土などが挙げられ、
好ましくは、シリカ、アルミナ、あるいはシリカとアル
ミナの混合物であり、特に好ましくは、アルミナあるい
はシリカとアルミナの混合物である。担体は、1種で
も、2種以上を併用してもよい。
In the catalyst of the present invention, the composite oxide thus produced may be used alone or may be supported on a well-known carrier component. The carrier component is not particularly limited, and examples thereof include silica, alumina, titania, zirconia, aluminosilicate, and diatomaceous earth.
Preferred is silica, alumina, or a mixture of silica and alumina. Particularly preferred is alumina or a mixture of silica and alumina. One or more carriers may be used in combination.

【0023】担体成分の重量割合は、制限はないが、触
媒全体の重量に対する担体成分の重量の百分率で表した
場合、通常1〜90重量%、好ましくは10〜70重量%であ
る。また、本発明の触媒は、一般式(1)で表される複
合酸化物以外の金属酸化物をバインダーや希釈剤として
含んでいてもよい。
The weight ratio of the carrier component is not limited, but is usually 1 to 90% by weight, preferably 10 to 70% by weight, when expressed as a percentage of the weight of the carrier component with respect to the weight of the whole catalyst. Further, the catalyst of the present invention may contain a metal oxide other than the complex oxide represented by the general formula (1) as a binder or a diluent.

【0024】本発明の触媒はアルカンの(アンモ)酸化
に用いられる。本発明において(アンモ)酸化とは、ア
ンモ酸化と、アンモニア不存在下で行われる酸化との両
者を示す。本発明に用いられ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、好ましくは炭素数1〜4の低級
アルカン、特に好ましくはプロパン、イソブタンなどが
挙げられる。
The catalyst according to the invention is used for the (ammo) oxidation of alkanes. In the present invention, (ammoxidation) refers to both ammoxidation and oxidation carried out in the absence of ammonia. The alkane used in the present invention includes, for example, alkanes such as methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, pentane, hexane, heptane, and cyclohexane, and preferably a lower alkane having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably. Include propane and isobutane.

【0025】本発明の触媒は、アルカンをアンモ酸化し
てニトリルを製造する反応に用いられる。アンモ酸化
は、アンモニアの存在下、気相酸化反応を行う方法であ
る。アルカンのアンモ酸化反応は反応器中に、本発明の
触媒、アルカン、アンモニアとともに酸素含有ガスを供
給することにより行われる。
The catalyst of the present invention is used in a reaction for producing a nitrile by ammoxidizing an alkane. Ammoxidation is a method of performing a gas phase oxidation reaction in the presence of ammonia. The ammoxidation reaction of the alkane is carried out by supplying an oxygen-containing gas together with the catalyst of the present invention, the alkane, and ammonia into the reactor.

【0026】本発明のニトリルの製造に用いられるアル
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、好ましくは炭
素数1〜4の低級アルカン、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、特に好ましくはプロパンおよび/ま
たはイソブタンが用いられる。
The alkane used for producing the nitrile of the present invention includes, for example, methane, ethane, propane, n
Alkanes such as butane, isobutane, pentane, hexane, heptane, cyclohexane, etc., in consideration of the industrial use of the obtained nitrile, preferably a lower alkane having 1 to 4 carbon atoms, and acrylonitrile, methacryloyl as a nitrile to be formed. In particular, propane and / or isobutane are preferably used because nitriles can be obtained in a high yield.

【0027】酸素含有ガスとしては、通常、分子状酸素
が用いられ、分子状酸素は、通常、酸素ガス、空気など
が用いられるが、これらは反応に不活性なガス、例え
ば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどで希釈してあっても
よい。反応器に供給する酸素の割合は、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。
As the oxygen-containing gas, molecular oxygen is generally used. As the molecular oxygen, oxygen gas, air and the like are usually used, and these are inert gases such as nitrogen, helium, and the like. It may be diluted with argon or the like. The ratio of oxygen supplied to the reactor is not particularly limited, but in consideration of the yield and selectivity of acrylonitrile to be produced, it is usually 0.1 to 10 mol times, preferably 0.3 to 5 mol times, relative to the alkane. Particularly preferably, it is 0.5 to 4 times the molar amount.

【0028】反応器に供給する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 0.05 〜5 モ
ル倍量、好ましくは 0.1〜4 モル倍量である。アンモ酸
化の反応条件は、反応ガスの組成、使用する触媒の組
成、製造するニトリル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、反応温度は、通常 350〜 600
℃、好ましくは 400〜 550℃、気相反応におけるガス空
間速度 SV は、通常50〜10000 h-1、好ましくは 200〜
6000h-1の範囲で実施される。反応圧力は、通常大気圧
下で実施されるが、低度の加圧下または減圧下でもよ
い。
The proportion of ammonia supplied to the reactor is not particularly limited, but is usually 0.05 to 5 mol times, preferably 0.1 to 4 mol times, relative to the alkane. The reaction conditions for the ammoxidation vary depending on the composition of the reaction gas, the composition of the catalyst used, and the type of nitrile to be produced, and are not uniquely determined, but the reaction temperature is usually 350 to 600.
° C, preferably 400 to 550 ° C, and the gas space velocity SV in the gas phase reaction is usually 50 to 10,000 h -1 , preferably 200 to 10,000 h -1 .
Implemented in the range of 6000h -1 . The reaction pressure is usually carried out under atmospheric pressure, but may be under a low pressure or a low pressure.

【0029】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、反応は、供給する
アルカンやアンモニアをそれぞれ 80%以上の高い割合で
転化させるワンパス方式で実施することも、供給するア
ルカンの転化率を 50%以下に制御し、それに対応してア
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。
As the reaction system, any of a fixed bed, a fluidized bed and the like can be adopted. However, since the reaction is an exothermic reaction, the control of the reaction temperature is easier in the fluidized bed system. In addition, the reaction can be carried out in a one-pass system in which the supplied alkane and ammonia are each converted at a high ratio of 80% or more, or the conversion of the supplied alkane is controlled to 50% or less, and the ammonia supply amount , The unreacted alkane can be separated from the product, and then supplied to the reactor again.

【0030】本発明の触媒は、アルカンを気相酸化し
て、アルデヒドおよび/またはカルボン酸を製造する反
応にも用いることができる。アルカンの気相酸化による
アルデヒドおよび/またはカルボン酸の製造は、反応器
中に本発明の触媒、アルカンおよび酸素含有ガスを供給
することにより行われる。
The catalyst of the present invention can also be used in a reaction for producing an aldehyde and / or a carboxylic acid by subjecting an alkane to gas phase oxidation. The production of aldehydes and / or carboxylic acids by gas phase oxidation of alkanes is carried out by feeding the catalyst of the present invention, alkanes and an oxygen-containing gas into a reactor.

【0031】本発明のアルデヒドおよび/またはカルボ
ン酸の製造に用いられ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、得られるアルデヒドおよび/また
はカルボン酸の工業的用途を考慮すると、好ましくは炭
素数1〜4の低級アルカン、特に好ましくはプロパンが
用いられる。
The alkane used in the production of the aldehyde and / or carboxylic acid of the present invention includes, for example, alkanes such as methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, pentane, hexane, heptane and cyclohexane. In view of the industrial use of the obtained aldehyde and / or carboxylic acid, a lower alkane having 1 to 4 carbon atoms, particularly propane, is preferably used.

【0032】酸素含有ガスとしては、通常、分子状酸素
が用いられ、分子状酸素は、通常、酸素ガス、空気など
が用いられるが、これらは反応に不活性なガス、例え
ば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどで希釈してあっても
よい。反応器に供給する酸素の割合は、特に制限はない
が、生成するアルデヒドおよび/またはカルボン酸の収
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。
As the oxygen-containing gas, molecular oxygen is usually used. As the molecular oxygen, oxygen gas, air, etc. are usually used. These are gases inert to the reaction, for example, nitrogen, helium, and the like. It may be diluted with argon or the like. The proportion of oxygen supplied to the reactor is not particularly limited, but is usually 0.1 to alkane in consideration of the yield and selectivity of the aldehyde and / or carboxylic acid formed.
The amount is from 10 to 10 times, preferably from 0.3 to 5 times, particularly preferably from 0.5 to 4 times.

【0033】アルカンの気相酸化によりアルデヒドおよ
び/またはカルボン酸を製造する場合の反応条件は、反
応ガス組成、使用する触媒の組成、製造するアルデヒド
および/または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、反応温度は、通常350 〜
600℃、好ましくは 400〜 550℃、気相反応におけるガ
ス空間速度 SV は、通常50〜10000 h-1、好ましくは 2
00〜6000h-1の範囲で実施される。反応圧力は、通常大
気圧下で実施されるが、低度の加圧下または減圧下でも
よい。
The reaction conditions for producing an aldehyde and / or a carboxylic acid by gas phase oxidation of an alkane differ depending on the composition of the reaction gas, the composition of the catalyst used, and the type of the aldehyde and / or the carboxylic acid to be produced. Although not determined, the reaction temperature is usually 350 to
600 ° C., preferably 400 to 550 ° C., the gas space velocity SV in the gas phase reaction is usually 50 to 10,000 h −1 , preferably 2
It is performed in the range of 00 to 6000 h -1 . The reaction pressure is usually carried out under atmospheric pressure, but may be under a low pressure or a low pressure.

【0034】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
をそれぞれ 80%以上の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
率を 50%以下に制御し、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。
As the reaction system, any of a fixed bed, a fluidized bed and the like can be adopted. However, since the reaction is an exothermic reaction, the control of the reaction temperature is easier in the fluidized bed system. In addition, it can be carried out in a one-pass system in which the supplied alkane is converted at a high rate of 80% or more, and the conversion of the supplied alkane is controlled to 50% or less to separate unreacted alkane from the product. Alternatively, it can be carried out again by a recycling system in which the mixture is supplied to the reactor.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明を実施例をあげてさらに詳細に
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「A
N」ということもある)収率(%)、アクリロニトリル
選択率(%)は各々以下の式で算出される。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to 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 sometimes referred to as “PPA”) and acrylonitrile (hereinafter “A
N ") (yield (%)) and acrylonitrile selectivity (%) are calculated by the following formulas.

【0036】・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選択率(%)=(生成アクリロニトリルのモル数/消費
プロパンのモル数)×100
PPA conversion (%) = (moles of propane consumed / moles of supplied propane) × 100 AN yield (%) = (moles of acrylonitrile formed / moles of supplied propane) × 100 AN selectivity (%) = (moles of acrylonitrile formed / moles of propane consumed) × 100

【0037】実施例1 一般式が Nb10Bi3.5V0.53On である複合酸化物を次のよ
うに調製した。10%硝酸水溶液に 9.70gの硝酸ビスマス
・五水和物を溶解し、そこへ 0.35gのメタバナジン酸ア
ンモニウムを溶解した水溶液、25.70gのシュウ酸ニオブ
アンモニウムを溶解した水溶液を順次添加した。この溶
液を磁性皿上で蒸発乾固した後、そのまま加熱し、脱硝
分解し、NOx を除去した。その後 700℃で3時間焼成し
た。この複合酸化物を反応器に充填し、反応温度 520
℃、空間速度SVを約 400hr -1にしてプロパン:アンモ
ニア:空気=1:1.2:15のモル比でガスを供給し、気相ア
ンモ酸化反応を行った。反応成績を表1に示す。
Example 1 The general formula is NbTenBi3.5V0.53OnThe composite oxide is
Prepared as follows. 9.70g bismuth nitrate in 10% nitric acid aqueous solution
・ Dissolve pentahydrate and add 0.35 g of metavanadate
Aqueous solution of ammonium, 25.70 g of niobium oxalate
An aqueous solution in which ammonium was dissolved was sequentially added. This solution
After evaporating the solution to dryness on a magnetic dish, heat it as it is to remove it.
Decomposed to remove NOx. Then bake at 700 ℃ for 3 hours
Was. This complex oxide was charged into a reactor, and the reaction temperature was 520
℃, space velocity SV about 400hr -1And propane: Ammo
Gas is supplied at a molar ratio of near: air = 1: 1.2: 15,
An ammoxidation reaction was performed. The reaction results are shown in Table 1.

【0038】実施例2 一般式が Nb10Bi3.7V1.1O n である複合酸化物を、メタ
バナジン酸アンモニウムを 0.70g、シュウ酸ニオブアン
モニウムを 24.35g とした以外は実施例1と同様にして
調製した。この複合酸化物を反応器に充填し、実施例1
と同じ条件で気相アンモ酸化反応を行った。反応成績を
表1に示す。
[0038] EXAMPLE 2 Formula composite oxide is Nb 10 Bi 3.7 V 1.1 O n , ammonium metavanadate 0.70 g, except that the 24.35g of ammonium niobium oxalate in the same manner as in Example 1 Preparation did. This composite oxide was charged into a reactor, and
A gas-phase ammoxidation reaction was carried out under the same conditions as described above. The reaction results are shown in Table 1.

【0039】実施例3 一般式が Nb10Bi3.9V1.8O n である複合酸化物を、メタ
バナジン酸アンモニウムを 1.35g、シュウ酸ニオブアン
モニウムを 23.01g とした以外は実施例1と同様にして
調製した。この複合酸化物を反応器に充填し、実施例1
と同じ条件で気相アンモ酸化反応を行った。反応成績を
表1に示す。
[0039] EXAMPLE 3 Formula composite oxide is Nb 10 Bi 3.9 V 1.8 O n , ammonium metavanadate 1.35 g, except that the 23.01g of ammonium niobium oxalate in the same manner as in Example 1 Preparation did. This composite oxide was charged into a reactor, and
A gas-phase ammoxidation reaction was carried out under the same conditions as described above. The reaction results are shown in Table 1.

【0040】実施例4 一般式が Nb10Bi4.1V0.6Cr0.6On である複合酸化物を次
のように調製した。10%硝酸水溶液に 9.70gの硝酸ビス
マス・五水和物を溶解し、そこへ硝酸クロム・九水和物
1.10g を溶解した水溶液、メタバナジン酸アンモニウム
0.32gを溶解した水溶液、シュウ酸ニオブアンモニウム
22.33g を溶解した水溶液を順次添加した。この溶液を
磁性皿上で蒸発乾固した後、そのまま加熱し、脱硝分解
し、NOx を除去した。その後 700℃で3時間焼成した。
この複合酸化物を反応器に充填し、実施例1と同じ条件
で気相アンモ酸化反応を行った。反応成績を表1に示
す。
[0040] Example 4 formula to prepare a composite oxide is Nb 10 Bi 4.1 V 0.6 Cr 0.6 O n as follows. Dissolve 9.70 g of bismuth nitrate pentahydrate in 10% nitric acid aqueous solution, and add chromium nitrate
1.10 g aqueous solution, ammonium metavanadate
0.32 g dissolved aqueous solution, niobium ammonium oxalate
An aqueous solution in which 22.33 g was dissolved was sequentially added. The solution was evaporated to dryness on a magnetic dish, heated as it was, denitrified, and NOx was removed. Then, it was baked at 700 ° C. for 3 hours.
This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1.

【0041】実施例5 一般式が Nb10Bi3.5V0.6W0.6O n である複合酸化物を、
硝酸ビスマス・五水和物を 8.73g、硝酸クロム・九水和
物を溶解した水溶液の代わりに WO3に換算して50重量%
に相当するメタタングステン酸アンモニウム水溶液 1.2
5gを添加した以外は実施例4と同様にして調製した。こ
の複合酸化物を反応器に充填し、実施例1と同じ条件で
気相アンモ酸化反応を行った。反応成績を表1に示す。
[0041] EXAMPLE 5 Formula composite oxide is Nb 10 Bi 3.5 V 0.6 W 0.6 O n,
8.73 g of bismuth nitrate pentahydrate, 50% by weight in terms of WO 3 instead of an aqueous solution of chromium nitrate nonahydrate
Aqueous ammonium metatungstate solution equivalent to 1.2
It was prepared in the same manner as in Example 4 except that 5 g was added. This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1.

【0042】実施例6 一般式が Nb10Bi3.5V0.6W1.1O n である複合酸化物を、
硝酸ビスマス・五水和物を 8.31g、 WO3に換算して50重
量%に相当するメタタングステン酸アンモニウム水溶液
を 2.50g、シュウ酸ニオブアンモニウムを 21.09g とし
た以外は実施例4と同様にして調製した。この複合酸化
物を反応器に充填し、実施例1と同じ条件で気相アンモ
酸化反応を行った。反応成績を表1に示す。
[0042] EXAMPLE 6 Formula composite oxide is Nb 10 Bi 3.5 V 0.6 W 1.1 O n,
Same as Example 4 except that bismuth nitrate pentahydrate was 8.31 g, ammonium metatungstate aqueous solution corresponding to 50% by weight in terms of WO 3 was 2.50 g, and niobium ammonium oxalate was 21.09 g. Prepared. This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1.

【0043】実施例7 一般式が Nb10Bi3.5V0.6W1.1O n である複合酸化物50
重量%、担体としてのSiO225重量%、および担体とし
てのAl2O3 25重量%とからなる触媒を、シュウ酸ニオ
ブアンモニウムを溶解した水溶液を添加した後に、アル
ミナゾル27.50g、シリカゾル 13.75g を順次添加し、焼
成温度を 610℃とした以外は実施例6と同様にして調製
した。この複合酸化物を含む触媒を反応管に充填し、実
施例1と同じ条件で気相アンモ酸化反応を行った。反応
成績を表1に示す。
[0043] EXAMPLE 7 Formula is Nb 10 Bi 3.5 V 0.6 W 1.1 O n composite oxide 50
After adding a catalyst consisting of 25% by weight of SiO 2 as a carrier and 25% by weight of Al 2 O 3 as a carrier, an aqueous solution in which niobium ammonium oxalate was dissolved was added, 27.50 g of alumina sol and 13.75 g of silica sol were added. It was prepared in the same manner as in Example 6 except that the sintering temperature was changed to 610 ° C. The catalyst containing the composite oxide was filled in a reaction tube, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1.

【0044】実施例8 一般式が Nb10Bi3.9V0.56Ti0.56On である複合酸化物
を、硝酸ビスマス・五水和物を9.30g とし、硝酸クロム
・九水和物の代わりに0.86g のシュウ酸チタンアンモニ
ウムを溶解した水溶液を添加した以外は実施例4と同様
にして調製した。この複合酸化物を反応器に充填し、実
施例1と同じ条件で気相アンモ酸化反応を行った。反応
成績を表1に示す。
[0044] The composite oxide that is Embodiment 8 general formula Nb 10 Bi 3.9 V 0.56 Ti 0.56 O n, bismuth nitrate pentahydrate and 9.30 g, 0.86 g instead of chromium nitrate nonahydrate The preparation was performed in the same manner as in Example 4 except that an aqueous solution in which titanium ammonium oxalate was dissolved was added. This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1.

【0045】比較例1 一般式が Nb10O25である複合酸化物を、 20gのシュウ酸
ニオブアンモニウムを溶解した水溶液を蒸発乾固した
後、 700℃で3時間焼成して調製した。この複合酸化物
を反応器に充填し、実施例1と同じ条件で気相アンモ酸
化反応を行った。反応成績を表1に示す。この結果か
ら、ニオブの単独酸化物では有効な反応成績が得られな
いことがわかる。
Comparative Example 1 A composite oxide having a general formula of Nb 10 O 25 was prepared by evaporating an aqueous solution in which 20 g of niobium ammonium oxalate was dissolved and evaporating it to dryness, followed by baking at 700 ° C. for 3 hours. This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1. From these results, it can be seen that an effective reaction result cannot be obtained with a single oxide of niobium.

【0046】比較例2 一般式が Nb10Bi10O40である複合酸化物を次のように調
製した。10%硝酸水溶液に14.55gの硝酸ビスマス・五水
和物を溶解し、13.60gのシュウ酸ニオブアンモニウムを
溶解した水溶液を添加した。この溶液を蒸発乾固した
後、空気中にて分解し NOxを除去した。その後 700℃で
3時間焼成した。この複合酸化物を反応器に充填し、実
施例1と同じ条件で気相アンモ酸化反応を行った。反応
成績を表1に示す。この結果から、ニオブとビスマスの
複合酸化物では有効な反応成績が得られないことがわか
る。
Comparative Example 2 A composite oxide having the general formula Nb 10 Bi 10 O 40 was prepared as follows. 14.55 g of bismuth nitrate pentahydrate was dissolved in a 10% aqueous nitric acid solution, and an aqueous solution in which 13.60 g of niobium ammonium oxalate was dissolved was added. After evaporating this solution to dryness, it was decomposed in air to remove NOx. Then, it was fired at 700 ° C. for 3 hours. This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1. From this result, it can be seen that a composite oxide of niobium and bismuth cannot provide an effective reaction result.

【0047】比較例3 一般式が Nb10Bi3.4O n である複合酸化物を、硝酸ビス
マス・五水和物を 9.70gとし、シュウ酸ニオブアンモニ
ウムを 27.20g とした以外は比較例2と同様にして調製
した。この複合酸化物を反応器に充填し、実施例1と同
じ条件で気相アンモ酸化反応を行った。反応成績を表1
に示す。この結果から、ニオブとビスマスの複合酸化物
では有効な反応成績が得られないことがわかる。
[0047] Similarly to Comparative Example 3 Formula composite oxide is Nb 10 Bi 3.4 O n, bismuth nitrate pentahydrate and 9.70 g, except that the 27.20g of ammonium niobium oxalate and Comparative Example 2 Was prepared. This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. Table 1 shows reaction results
Shown in From this result, it can be seen that a composite oxide of niobium and bismuth cannot provide an effective reaction result.

【0048】比較例4 一般式が Nb10Bi3.5Mo0.6On である複合酸化物を、シュ
ウ酸ニオブアンモニウムを27.34gとし、メタバナジン酸
アンモニウムの代わりに0.56g のパラモリブデン酸アン
モニウムを溶解した水溶液を添加した以外は実施例1と
同様にして調製した。この複合酸化物を反応器に充填
し、実施例1と同じ条件で気相アンモ酸化反応を行っ
た。反応成績を表1に示す。この結果から、ニオブ、ビ
スマスおよびモリブデンの複合酸化物では有効な反応成
績が得られないことがわかる。
The aqueous solution of Comparative Example 4 Formula composite oxide is Nb 10 Bi 3.5 Mo 0.6 O n , ammonium niobium oxalate and 27.34G, dissolved ammonium paramolybdate 0.56g instead of ammonium metavanadate Was prepared in the same manner as in Example 1 except that was added. This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1. From these results, it can be seen that a composite oxide of niobium, bismuth and molybdenum cannot provide an effective reaction result.

【0049】比較例5 一般式が Nb10Bi20V17W10Cr10On である複合酸化物を、
硝酸ビスマス・五水和物を 9.70g、硝酸クロム・9水和
物を 4.00g、メタバナジン酸アンモニウムを 1.64g、シ
ュウ酸ニオブアンモニウムを 4.53gとし、メタバナジン
酸アンモニウムを溶解した水溶液の後にWO3 に換算して
50重量%に相当するメタタングステン酸アンモニウム水
溶液 4.64gを添加した以外は実施例4と同様にして調製
した。この複合酸化物を反応器に充填し実施例1と同じ
条件で気相アンモ酸化反応を行った。反応成績を表1に
示す。この結果から、タングステンとクロムの両元素を
同時に含有する複合酸化物では有効な反応成績が得られ
ないことがわかる。
[0049] Comparative Example 5 Formula composite oxide is Nb 10 Bi 20 V 17 W 10 C r10 O n,
9.70g bismuth nitrate pentahydrate, 4.00 g of chromium nitrate nonahydrate, 1.64 g of ammonium metavanadate, ammonium niobium oxalate and 4.53 g, the WO 3 after the aqueous solution of ammonium metavanadate Convert
It was prepared in the same manner as in Example 4 except that 4.64 g of an aqueous solution of ammonium metatungstate corresponding to 50% by weight was added. This composite oxide was filled in a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1. From these results, it is understood that an effective reaction result cannot be obtained with a composite oxide containing both elements of tungsten and chromium at the same time.

【0050】比較例6 一般式が Nb10Bi4.9V0.7W1.3Cr1.3On である複合酸化物
を、硝酸クロム・9水和物を 2.20g、シュウ酸ニオブア
ンモニウムを 4.53g、メタバナジン酸アンモニウムを
0.32g、WO3 に換算して50重量%に相当するメタタング
ステン酸アンモニウム水溶液を 2.54g、シュウ酸ニオブ
アンモニウムを 18.63g とした以外は比較例5と同様に
して調製した。この複合酸化物を反応器に充填し、実施
例1と同じ条件で気相アンモ酸化反応を行った。反応成
績を表1に示す。この結果から、タングステンとクロム
の両元素を同時に含有する複合酸化物では有効な反応成
績が得られないことがわかる。
[0050] Comparative Example 6 Formula composite oxide is Nb 10 Bi 4.9 V 0.7 W 1.3 Cr 1.3 O n, 2.20g of chromium nitrate nonahydrate, 4.53 g of ammonium niobium oxalate, ammonium metavanadate To
It was prepared in the same manner as in Comparative Example 5 except that an aqueous solution of ammonium metatungstate corresponding to 0.32 g, 50% by weight in terms of WO 3 was changed to 2.54 g, and ammonium niobium oxalate was changed to 18.63 g. This composite oxide was charged into a reactor, and a gas phase ammoxidation reaction was performed under the same conditions as in Example 1. The reaction results are shown in Table 1. From these results, it is understood that an effective reaction result cannot be obtained with a composite oxide containing both elements of tungsten and chromium at the same time.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、新規な複合酸化物を使
用することにより、工業原料として有用なアクリロニト
リル、アクリル酸等を製造することができる。
According to the present invention, acrylonitrile, acrylic acid and the like useful as industrial raw materials can be produced by using the novel composite oxide.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 253/24 C07C 253/24 255/08 255/08 Fターム(参考) 4G069 AA15 BB06A BC16A BC25A BC25B BC50A BC50B BC54A BC54B BC55A BC55B BC58A BC58B BC60A BC60B BC66A CB53 DA05 4H006 AA02 AC45 AC46 AC54 BA09 BA10 BA12 BA13 BA14 BA19 BE14 BE30 BS10 4H039 CA62 CA65 CA70 CC30 CL50──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07C 253/24 C07C 253/24 255/08 255/08 F term (Reference) 4G069 AA15 BB06A BC16A BC25A BC25B BC50A BC50B BC54A BC54B BC55A BC55B BC58A BC58B BC60A BC60B BC66A CB53 DA05 4H006 AA02 AC45 AC46 AC54 BA09 BA10 BA12 BA13 BA14 BA19 BE14 BE30 BS10 4H039 CA62 CA65 CA70 CC30 CL50

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記一般式(1)で表される複合酸化物か
らなる、アルカンを(アンモ)酸化するための触媒。 Nba Bib c d e n (1) (式中、Xはチタン、鉄およびアルミニウムからなる群
から選ばれた1種以上の元素を示し、Zはクロムまたは
タングステンを示し、 a=10とするとき、 b=0.1〜9、 c=0.1〜10、 d=0〜5、 e=0〜5、 nは他の元素の酸化状態により決定される数を表す。)
1. A catalyst for (ammo) oxidizing alkane, comprising a complex oxide represented by the following general formula (1). Nb a Bi b V c X d Z e O n (1) ( wherein, X represents one or more elements selected from the group consisting of titanium, iron and aluminum, Z is showed chromium or tungsten, a When b = 10, b = 0.1-9, c = 0.1-10, d = 0-5, e = 0-5, and n represents a number determined by the oxidation state of other elements. )
【請求項2】請求項1に記載の触媒であって、アルカン
をアンモ酸化してニトリルを製造するための触媒。
2. The catalyst according to claim 1, wherein the alkane is ammoxidized to produce a nitrile.
【請求項3】触媒の存在下、アルカンをアンモ酸化し、
ニトリルを製造する方法において、触媒として請求項2
に記載の触媒を用いるニトリルの製造方法。
3. An ammoxidation of an alkane in the presence of a catalyst,
A method for producing a nitrile, wherein the catalyst is used as a catalyst.
5. A method for producing a nitrile using the catalyst described in 1. above.
【請求項4】アルカンがプロパンおよび/またはイソブ
タンである請求項3に記載のニトリルの製造方法。
4. The method for producing a nitrile according to claim 3, wherein the alkane is propane and / or isobutane.
【請求項5】請求項1に記載の触媒であって、アルカン
を酸化してアルデヒドおよび/またはカルボン酸を製造
するための触媒。
5. The catalyst according to claim 1, wherein the alkane is oxidized to produce an aldehyde and / or a carboxylic acid.
【請求項6】触媒の存在下、アルカンを酸化し、アルデ
ヒドおよび/またはカルボン酸を製造する方法におい
て、触媒として請求項5に記載の触媒を用いるアルデヒ
ドおよび/またはカルボン酸の製造方法。
6. A method for producing an aldehyde and / or carboxylic acid by oxidizing an alkane in the presence of a catalyst, wherein the catalyst according to claim 5 is used as a catalyst.
【請求項7】アルカンがプロパンである請求項6に記載
のアルデヒドおよび/またはカルボン酸の製造方法。
7. The method for producing an aldehyde and / or carboxylic acid according to claim 6, wherein the alkane is propane.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007326737A (en) * 2006-06-07 2007-12-20 Asahi Kasei Chemicals Corp Oxide containing nb and v and its production method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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