JP2000169420A - Production of acrylic acid - Google Patents

Production of acrylic acid

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JP2000169420A
JP2000169420A JP10346413A JP34641398A JP2000169420A JP 2000169420 A JP2000169420 A JP 2000169420A JP 10346413 A JP10346413 A JP 10346413A JP 34641398 A JP34641398 A JP 34641398A JP 2000169420 A JP2000169420 A JP 2000169420A
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acrylic acid
acrolein
propylene
composite oxide
catalyst
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Japanese (ja)
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Hisao Kinoshita
久夫 木下
Tsutomu Teshigawara
力 勅使河原
Nariyasu Kato
成康 嘉糖
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce acrylic acid causing little lowering of selectivity while selectively suppressing the formation of propionic acid by oxidizing an acrolein- containing gas with molecular oxygen in the presence of a specific multiple oxide catalyst. SOLUTION: (A) An acrolein-containing gas is oxidized with molecular oxygen in the presence of (B) a multiple oxide catalyst containing (i) molybdenum, (ii) vanadium and/or niobium, (iii) antimony and (iv) lead. Preferably, the component B is expressed by formula (Z is the component (ii); X is silicon and/or aluminum; Y is copper and tungsten; (a) to (h) are each the atomic ratio of element; (a), (c) and (d) are each 1-100; (b), (e) and (g) are each 0.1-50; (f) is 0-200; (h) is a number defined by the oxidation degree of each component) and the source of the component (iii) is an antimony multiple oxide produced by heating nickel carbonate as a part of raw material at 600-900 deg.C and expressed by Sb-Ni-X-O.

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、アクリル酸の製造
方法に関する。詳しくは、アクロレイン含有ガスを特定
の複合酸化物触媒の存在下に酸化してプロピオン酸の副
生を抑制しつつアクリル酸を製造する方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for producing acrylic acid. More specifically, the present invention relates to a method for oxidizing an acrolein-containing gas in the presence of a specific composite oxide catalyst to produce acrylic acid while suppressing the production of propionic acid.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクリル酸の製造方法には、プロピレン
を原料とし、気相酸化する方法が知られている。プロピ
レンの気相接触酸化によるアクリル酸の製造方法として
は、1つ目として、一挙に同一の触媒でプロピレンから
アクリル酸まで酸化する一段酸化法、2つ目として、第
一段の酸化工程で主としてアクロレインを製造し、これ
を副生するアクリル酸等の副生成物と分離し、得られた
アクロレインを第二段酸化工程で酸化する二段法、そし
て3つ目として第一段酸化工程で主としてアクロレイン
を製造し、これを副生するアクリル酸やオフガスと分離
することなく一緒に第二段酸化工程で酸化する連続方法
(以下、「連続法」という。)等があり、現在は連続法
が主として工業的に実施されている。
2. Description of the Related Art As a method for producing acrylic acid, there has been known a method in which propylene is used as a raw material and gas phase oxidation is performed. As a method for producing acrylic acid by gas phase catalytic oxidation of propylene, first, a single-step oxidation method in which propylene is oxidized from propylene to acrylic acid with the same catalyst at once, and second, mainly in the first oxidation step. Acrolein is produced, separated from by-products such as acrylic acid by-produced, and the resulting acrolein is oxidized in a second-stage oxidation step in a two-step method. There is a continuous method (hereinafter referred to as "continuous method") in which acrolein is produced and oxidized together with acrylic acid and off-gas as a by-product in the second oxidation step without being separated. It is mainly used industrially.

【0003】いずれの方法によっても、製造されるアク
リル酸中には微量のプロピオン酸が副生物として含まれ
ているのが現状である。プロピオン酸は分子量がアクリ
ル酸に非常に近いため、沸点等の物理的性質がよく似て
いる上に、化学的構造も類似しているため化学的性質も
よく似ていて、蒸留その他の物理的方法によっても、化
学的処理によっても分離が困難であるという問題があっ
た。そして、プロピオン酸またはそのエステルは重合す
ることはないので、用途によっては、アクリル酸または
アクリル酸エステルの品質に大きな影響を及ぼすため、
副生するプロピオン酸を抑制することが望まれていた。
[0003] In any method, a small amount of propionic acid is present as a by-product in the acrylic acid produced at present. Since propionic acid has a very similar molecular weight to acrylic acid, it has very similar physical properties, such as boiling point, and also has a similar chemical structure, and therefore has similar chemical properties. There is a problem that the separation is difficult depending on the method and the chemical treatment. And since propionic acid or its ester does not polymerize, depending on the application, it greatly affects the quality of acrylic acid or acrylic acid ester,
It has been desired to suppress by-produced propionic acid.

【0004】副生するプロピオン酸を低減するため、例
えば連続法の第二段触媒として、特開昭48−9101
4号公報にはMo−V−T−A−O(ただし、Tはタン
グステンまたはアンチモンを示し、Aはアルカリ金属を
示す。)系触媒が、また、特開昭52−29483号公
報にはMo−Nb−Cu−Fe−X−Oの触媒(ただ
し、Xはナトリウム、カリウム、ルピジウム、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの中から
選ばれた一種または二種以上の元素を表わす。)が、提
案されている。これらは触媒にアルカリ金属を含有する
ことにより、プロピレンからのプロピオン酸の生成抑制
に効果があることが開示されている。しかしながら、こ
れらの触媒は、プロピレンからのプロピオン酸の生成を
少なくするといっても、プロピオン酸副生量は生成した
アクリル酸に対して500ppm以上であり、満足し得
るものではなかった。
[0004] In order to reduce by-produced propionic acid, for example, as a second stage catalyst in a continuous process, JP-A-48-9101 is used.
No. 4 discloses a Mo-VTAO (where T represents tungsten or antimony and A represents an alkali metal) catalyst, and JP-A-52-29483 discloses a Mo-based catalyst. A catalyst of —Nb—Cu—Fe—X—O (where X represents one or more elements selected from sodium, potassium, rupidium, magnesium, calcium, strontium and barium) is proposed. Have been. It is disclosed that when the catalyst contains an alkali metal, it is effective in suppressing the production of propionic acid from propylene. However, even though these catalysts reduce the production of propionic acid from propylene, the amount of propionic acid by-produced was 500 ppm or more based on the generated acrylic acid, and was not satisfactory.

【0005】他方、連続法の第二段触媒として特開昭6
2−213846号公報にはSb−Mo−(V及び/ま
たはNb)−Ni−X−Y−Oの触媒(Xはケイ素及び
/またはアルミニウムを示し、Yは銅及び/またはタン
グステンを示す。)が提案されている。この触媒はアク
ロレインの酸化に適する反応温度ではプロピレンに対す
る活性が低いため、プロピレンからプロピオン酸への副
生は抑えられるが、それでもわずかではあるが、酸化さ
れたプロピレンがプロピオン酸に生成してしまうという
問題があった。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No.
JP-A-2-213846 discloses a catalyst of Sb-Mo- (V and / or Nb) -Ni-XYO (X represents silicon and / or aluminum, and Y represents copper and / or tungsten). Has been proposed. This catalyst has low activity on propylene at a reaction temperature suitable for oxidation of acrolein, so that by-products from propylene to propionic acid can be suppressed, but still, although slightly, oxidized propylene is formed in propionic acid. There was a problem.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは酸化の工
程でプロピオン酸の副生が次の2つの経路で生ずること
を見いだした。1つは、第一段酸化工程で未反応プロピ
レンとしてオフ・ガス中に含まれるプロピレンが、第二
段酸化工程のMo及びVを主成分とする触媒上で接触酸
化されてプロピオン酸が生成すること、2つ目は、第二
段酸化工程での主反応物であるアクロレイン、更にはア
クロレインの酸化により生成されるアクリル酸からもプ
ロピオン酸が生成するというものである。この他、第一
段酸化工程で、プロピオンアルデヒドとなり、更に酸化
されてプロピオン酸となる経路もあるが、この経路にお
いて生成する量は、若干であり問題とならないものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have found that by-products of propionic acid are generated in the oxidation step by the following two routes. One is that the propylene contained in the off-gas as unreacted propylene in the first oxidation step is catalytically oxidized on the catalyst mainly composed of Mo and V in the second oxidation step to produce propionic acid. Second, propionic acid is also produced from acrolein, which is a main reactant in the second oxidation step, and acrylic acid produced by oxidation of acrolein. In addition, there is a route in which propionaldehyde is formed in the first-stage oxidation step and further oxidized to form propionic acid, but the amount generated in this route is slight and does not cause any problem.

【0007】本発明者らの研究では、特開昭48−91
014号公報等で開示されているアルカリ金属を含有す
る触媒は、プロピレンからのプロピオン酸の生成抑制に
効果はあるが、アクロレインまたはアクリル酸から副生
するプロピオン酸生成の抑制には効果がないことがわか
っている。そのため、本発明のアクリル酸の製造方法
は、連続法でプロピレンからアクリル酸を製造する場合
に、プロピレン転化率が97%以上と高い条件でのプロ
ピオン酸生成量を抑制するものであり、いいかえると、
アクロレインまたはアクリル酸からのプロピオン酸の生
成を抑制することにより、アクロレイン含有ガスを酸化
してアクリル酸を製造する際に、アクリル酸の選択率を
ほとんど低下することなく選択的にプロピオン酸の生成
を抑制してアクリル酸を製造する方法を提供するもので
ある。
In the study of the present inventors, JP-A-48-91 discloses
No. 014, etc., the catalyst containing an alkali metal is effective in suppressing the production of propionic acid from propylene, but not effective in suppressing the production of propionic acid by-produced from acrolein or acrylic acid. I know. Therefore, the method for producing acrylic acid of the present invention, when producing acrylic acid from propylene by a continuous method, suppresses the amount of propionic acid produced under the condition that the propylene conversion rate is as high as 97% or more. ,
By suppressing the production of propionic acid from acrolein or acrylic acid, when oxidizing the acrolein-containing gas to produce acrylic acid, the production of propionic acid can be selectively reduced with almost no decrease in the selectivity of acrylic acid. An object of the present invention is to provide a method for producing acrylic acid while suppressing the production of acrylic acid.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、アクロ
レイン含有ガスを、下記(1)〜(4)の各元素を含有
する複合酸化物触媒の存在下、分子状酸素により酸化す
るアクリル酸の製造方法に関する。 (1)モリブデン、(2)バナジウム及び/またはニオ
ブ、(3)アンチモン、(4)鉛
The gist of the present invention is to provide an acrylic acid which oxidizes an acrolein-containing gas with molecular oxygen in the presence of a composite oxide catalyst containing the following elements (1) to (4): And a method for producing the same. (1) molybdenum, (2) vanadium and / or niobium, (3) antimony, (4) lead

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のアクリル酸の製造方法に
使用する複合酸化物触媒とは、(1)モリブデン、
(2)バナジウム及び/またはニオブ、(3)アンチモ
ン及び(4)鉛の各元素を含有する複合酸化物触媒であ
れば特に限定されないが、下記一般式(I)で表わされ
る複合酸化物触媒が特に好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The composite oxide catalyst used in the method for producing acrylic acid of the present invention includes (1) molybdenum,
The complex oxide catalyst is not particularly limited as long as it is a complex oxide catalyst containing each element of (2) vanadium and / or niobium, (3) antimony and (4) lead, and the complex oxide catalyst represented by the following general formula (I) is used. Particularly preferred.

【0010】[0010]

【化2】 Moa b Nic Sbd Pbe f g h (I)## STR2 ## Mo a Z b Ni c Sb d Pb e X f Y g O h (I)

【0011】(式中、Zはバナジウム及び/またはニオ
ブを示し、Xはケイ素及び/またはアルミニウムを示
し、Yは銅及び/またはタングステンを示し、a〜h
は、各元素の原子比を示し、a=1〜100、b=0.
1〜50、c=1〜100、d=1〜100、e=0.
1〜50、f=0〜200、g=0.1〜50、hは各
成分の酸化度によって決まる数である) 更に、上記複合酸化物におけるアンチモン源が、炭素ニ
ッケルを原料の一部とし、600〜900℃で加熱処理
して得られたSb−Ni−X−O(ただし、Xは珪素及
び/またはアルミニウムを示す)で示されるアンチモン
複合酸化物であることが特に好ましい。また、複合酸化
物触媒の鉛源としては、酸化鉛、硝酸鉛等が好ましい。
(Wherein, Z represents vanadium and / or niobium, X represents silicon and / or aluminum, Y represents copper and / or tungsten, and a to h
Represents the atomic ratio of each element, a = 1 to 100, b = 0.
1-50, c = 1-100, d = 1-100, e = 0.
1 to 50, f = 0 to 200, g = 0.1 to 50, and h are numbers determined by the degree of oxidation of each component.) Further, the antimony source in the composite oxide is obtained by using carbon nickel as a part of the raw material. And an antimony composite oxide represented by Sb-Ni-X-O (where X represents silicon and / or aluminum) obtained by heat treatment at 600 to 900 ° C. Further, as a lead source of the composite oxide catalyst, lead oxide, lead nitrate and the like are preferable.

【0012】更に、触媒を製造する際に用いる他の各成
分の原料としては、種々の化合物が使用できる。具体的
な化合物としては、例えば、Mo源の化合物としては、
モリブデン酸アンモニウム、三酸化モリブデン、モリブ
デン酸等が、V源の化合物としては、メタバナジウム酸
アンモニウム、五酸化バナジウム等が挙げられる。ま
た、Nb源の化合物としては、水酸化ニオブ、五酸化ニ
オブ等が、Cu源の化合物としては、硫酸銅、硝酸銅、
塩化銅等が、W源の化合物としては、パラタングステン
酸アンモニウム、三酸化タングステン、タングステン酸
等が挙げられる。
Further, various compounds can be used as raw materials for other components used in producing the catalyst. As a specific compound, for example, as a compound of Mo source,
Ammonium molybdate, molybdenum trioxide, molybdic acid and the like, and examples of the compound of V source include ammonium metavanadate, vanadium pentoxide and the like. Further, as the compound of the Nb source, niobium hydroxide, niobium pentoxide and the like, and as the compound of the Cu source, copper sulfate, copper nitrate,
Examples of the compound used as a W source such as copper chloride include ammonium paratungstate, tungsten trioxide, and tungstic acid.

【0013】次に、この複合酸化物触媒の製造方法につ
いて、具体的に説明する。まず、Sb−Ni−X−O
は、Sb供給源として金属アンチモンや酸化アンチモン
等を、Ni供給源としては炭酸ニッケル等を、X元素で
あるSi供給源としてはコロイダルシリカや粒状シリカ
等を、また、Al供給源としてはアルミナ等より製造さ
れる。具体的な操作としては、例えば、五酸化アンチモ
ンまたは三酸化アンチモンの粉末と、シリカまたはアル
ミナとを炭酸ニッケルの水スラリに加え、撹拌しながら
蒸発乾固し、生成固体を600〜900℃、好ましくは
650〜850℃で空気存在下に焼成する。
Next, a method for producing the composite oxide catalyst will be specifically described. First, Sb-Ni-X-O
Are metal antimony or antimony oxide as a Sb supply source, nickel carbonate or the like as a Ni supply source, colloidal silica or granular silica as a Si source as X element, and alumina or the like as an Al supply source. Manufactured. As a specific operation, for example, antimony pentoxide or antimony trioxide powder and silica or alumina are added to an aqueous slurry of nickel carbonate and evaporated to dryness with stirring, and the resulting solid is heated to 600 to 900 ° C., preferably. Is calcined at 650 to 850 ° C. in the presence of air.

【0014】なお、Sb−Ni−X−Oにおける各元素
の原子比については、Sb:1〜40、好ましくは1〜
20、Ni:1〜20、好ましくは1〜10、X:0〜
10、好ましくは0〜5であり、Oについては各成分の
酸化度によって決まる値である。そして、上記のように
して得られたSb−Ni−(X)−O複合酸化物粉末を
前記に示したMo、V及び/またはNbの化合物、Y元
素である銅化合物及び/またはタングステン化合物及び
鉛化合物を湿式にて混合し、濃縮、乾燥後、粉砕する。
The atomic ratio of each element in Sb—Ni—X—O is Sb: 1 to 40, preferably 1 to 40.
20, Ni: 1 to 20, preferably 1 to 10, X: 0
10, preferably 0 to 5, and O is a value determined by the degree of oxidation of each component. Then, the Sb—Ni— (X) —O composite oxide powder obtained as described above is mixed with the Mo, V and / or Nb compounds, a copper compound and / or a tungsten compound as the Y element, and The lead compound is mixed by a wet method, concentrated, dried, and pulverized.

【0015】これによって得られた化合物を、そのまま
あるいは適当な担体および賦形剤、例えばシリカ、グラ
ファイト、アピセル等とともに適当な形状、例えば小粒
状、小柱状、リング状等の形状に賦型(打錠、押出し、
または、その他の方法による)した後、300〜500
℃程度の温度で1〜10時間程加熱して、複合酸化物を
製造することができる。この場合の加熱の雰囲気は非還
元性、好ましくは分子状酸素の共存下が好ましい。
The compound thus obtained is formed as it is or together with a suitable carrier and excipient, for example, silica, graphite, apicel, etc., into a suitable shape, for example, a small particle, a small column, a ring, etc. Tablets, extrusions,
Or by other methods) and then 300-500
The composite oxide can be manufactured by heating at a temperature of about 1 ° C. for about 1 to 10 hours. The heating atmosphere in this case is preferably non-reducing, preferably in the presence of molecular oxygen.

【0016】また、本発明の製造方法に用いられるアク
ロレイン含有ガスとは、純アクロレインの他、アクロレ
インとその他の成分を含むアクロレイン混合ガスをい
う。アクロレイン混合ガスの具体例としては、プロピレ
ンを酸化することにより得られたアクロレイン含有ガ
ス、プロパンを酸化することにより得られたアクロレイ
ン含有ガスが挙げられる。この内、プロピレンを酸化す
ることにより得られたアクロレイン含有ガスが好適に用
いられる。
The acrolein-containing gas used in the production method of the present invention refers to pure acrolein as well as acrolein mixed gas containing acrolein and other components. Specific examples of the acrolein mixed gas include an acrolein-containing gas obtained by oxidizing propylene and an acrolein-containing gas obtained by oxidizing propane. Among them, an acrolein-containing gas obtained by oxidizing propylene is preferably used.

【0017】具体的な方法としては、プロピレンを酸化
しアクロレインを製造する触媒として、Mo−Bi系の
複合酸化物触媒が知られており、工業的に広く用いられ
ている。例えば、特開昭55−102536号公報に開
示されるMo−Bi−Ni−Co−Fe−Mn−B−K
−Si−O系触媒を用い、プロピレン濃度4〜12%、
温度280〜350℃、接触時間1〜8秒で、接触酸化
反応を行うと、アクロレイン2〜8モル%、アクリル酸
0.1〜4モル%、未反応プロピレン0.01〜0.3
モル%、残りは窒素、炭酸ガス、一酸化炭素等を含有し
たアクロレイン含有ガスを得ることができる。
As a specific method, as a catalyst for producing acrolein by oxidizing propylene, a Mo-Bi type composite oxide catalyst is known and widely used industrially. For example, Mo-Bi-Ni-Co-Fe-Mn-BK disclosed in JP-A-55-102536.
Using a -Si-O-based catalyst, a propylene concentration of 4 to 12%,
When a catalytic oxidation reaction is performed at a temperature of 280 to 350 ° C. and a contact time of 1 to 8 seconds, acrolein 2 to 8 mol%, acrylic acid 0.1 to 4 mol%, unreacted propylene 0.01 to 0.3
An acrolein-containing gas containing mol% and the remainder nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and the like can be obtained.

【0018】本発明の製造方法において、複合酸化物触
媒を用いて接触酸化により、アクリル酸を製造する条件
としては、通常、一般的な連続法で実施される条件を採
用することができ、例えば、180〜400℃程度の反
応温度で、0.5〜10気圧程度の圧力下で行うことが
できる。反応原料は、アクロレインまたはプロピレンの
酸化により得られるアクロレイン含有ガスであり、酸化
剤としては分子状酸素または分子状酸素を含む混合ガス
(例えば、空気)に加えて、水蒸気の共存で行うのが好
ましい。そして、これらの反応に使用する混合ガスを触
媒に流通して、アクリル酸を製造する。触媒との接触時
間は、通常0.5〜10秒程度が好ましい。反応混合ガ
スの組成としては、例えばアクロレイン1モルに対し
て、分子状酸素1〜20モルが使用される。この反応混
合ガスとしては、アクロレインを製造する目的でプロピ
レンを接触酸化した生成ガスをそのまま導入してもよ
く、またこれに酸素等を追加して反応ガスとしてもよ
い。酸素源としては、一般に空気が使用されるが、純粋
な酸素(分子状酸素)または、酸素を二酸化炭素や窒素
などの不活性ガスで希釈した混合ガスを使用することも
できる。その他、この接触酸化反応には本発明の主旨を
超えない限り、通常のアクロレインの気相接触酸化に関
する知見を参考にすることができる。
In the production method of the present invention, as the conditions for producing acrylic acid by catalytic oxidation using a composite oxide catalyst, conditions generally carried out by a general continuous method can be employed. At a reaction temperature of about 180 to 400 ° C. and a pressure of about 0.5 to 10 atm. The reaction raw material is an acrolein-containing gas obtained by oxidation of acrolein or propylene, and is preferably performed in the presence of water vapor in addition to molecular oxygen or a mixed gas containing molecular oxygen (for example, air) as an oxidizing agent. . Then, the mixed gas used for these reactions is passed through a catalyst to produce acrylic acid. The contact time with the catalyst is usually preferably about 0.5 to 10 seconds. As a composition of the reaction mixture gas, for example, 1 to 20 mol of molecular oxygen is used per 1 mol of acrolein. As the reaction mixed gas, a product gas obtained by catalytically oxidizing propylene for the purpose of producing acrolein may be introduced as it is, or oxygen and the like may be added thereto to form a reaction gas. Air is generally used as the oxygen source, but pure oxygen (molecular oxygen) or a mixed gas obtained by diluting oxygen with an inert gas such as carbon dioxide or nitrogen can also be used. In addition to this, the catalytic oxidation reaction can refer to the knowledge on ordinary gas-phase catalytic oxidation of acrolein as long as it does not exceed the gist of the present invention.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて本発明の内
容を具体的に説明するが、本発明はその主旨を超えない
限り、本実施例により限定されるものではない。 実施例1 (a)触媒の製造 塩基性炭酸ニッケル(NiCO3 ・2Ni(OH)2
4H2 O)228g(ただし、含水率76%の塩基性炭
酸ニッケルを該換算量使用(以下同様))を純水300
mlに分散させ、これにシリカ(シオノギ製薬(株)製
「カーフレックス#67」)50gおよび三酸化アンチ
モン150gを加えて充分に撹拌した。このスラリー液
を加熱濃縮し、乾燥した。次に、得られた固体をマッフ
ル炉にて800℃で3時間焼成し、これを粉砕して、6
0メッシュ以下とした(Sb−Ni−Si−O粉末)。
EXAMPLES Hereinafter, the content of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the Examples unless it exceeds the gist thereof. Example 1 (a) Preparation of catalyst Basic nickel carbonate (NiCO 3 .2Ni (OH) 2.
228 g of 4H 2 O) (however, a basic nickel carbonate having a water content of 76% is used in the reduced amount (the same applies hereinafter)) to pure water 300
Then, 50 g of silica ("Carflex # 67" manufactured by Shionogi Pharmaceutical Co., Ltd.) and 150 g of antimony trioxide were added thereto, and the mixture was sufficiently stirred. The slurry was concentrated by heating and dried. Next, the obtained solid was calcined in a muffle furnace at 800 ° C. for 3 hours, crushed,
0 mesh or less (Sb-Ni-Si-O powder).

【0020】純水540mlを約80℃に加熱し、パラ
モリブデン酸アンモニウム63.9g、メタバナジウム
酸アンモニウム8.4g、水酸化ニオブ4.6g、硝酸
鉛10.2gおよび硫酸銅21.2gを撹拌しながら順
次加えて溶解し、次に、上記Sb−Ni−Si−O粉末
をこの溶液に加えて、充分撹拌混合した。このスラリー
を80〜100℃に加熱濃縮乾燥し、この乾燥品を粉砕
して24メッシュ以下とし、1.5重量%のグラファイ
トを添加混合した。次に、小型打錠成型機にて5φ×4
mmに成型した。これをマッフル炉にて400℃で5時
間焼成して、触媒とした。ここで得られた触媒の組成
は、原子比で下記の通りであった。 Mo:V:Nb:Sb:Pb:Ni:Cu:Si=3
5:7:3:100:3:43:9:80
540 ml of pure water is heated to about 80 ° C., and 63.9 g of ammonium paramolybdate, 8.4 g of ammonium metavanadate, 4.6 g of niobium hydroxide, 10.2 g of lead nitrate and 21.2 g of copper sulfate are stirred. The Sb-Ni-Si-O powder was added to the solution, and the mixture was sufficiently stirred and mixed. This slurry was heated and dried at 80 to 100 ° C., and the dried product was pulverized to 24 mesh or less, and 1.5% by weight of graphite was added and mixed. Next, use a small tableting machine to make 5φ × 4
mm. This was calcined in a muffle furnace at 400 ° C. for 5 hours to obtain a catalyst. The composition of the catalyst obtained here was as follows in atomic ratio. Mo: V: Nb: Sb: Pb: Ni: Cu: Si = 3
5: 7: 3: 100: 3: 43: 9: 80

【0021】(b)反応 第一段酸化工程のプロピレン酸化用触媒として特公平6
−13097に開示される方法にて調製した下記組成の
触媒40ml Mo:Bi:Co:Fe:Na:B:K:Si=12:
1:0.6:7:0.1:0.2:0.1:18 を内径20mmのステンレス鋼製ナイタージャケット付
き反応器に充填し、プロピレン濃度10%、スチーム濃
度17%、および空気濃度73%の原料ガスを常圧にて
ガス空間速度750hr-1、反応浴温310℃にて通過
させた。
(B) Reaction A catalyst for propylene oxidation in the first stage oxidation step
40 ml of a catalyst having the following composition, prepared by the method disclosed in US Pat. No. 13097, Mo: Bi: Co: Fe: Na: B: K: Si = 12:
1: 0.6: 7: 0.1: 0.2: 0.1: 18 was charged into a stainless steel night game jacketed reactor having an inner diameter of 20 mm, propylene concentration 10%, steam concentration 17%, and air concentration. A 73% raw material gas was passed at a normal pressure and a gas space velocity of 750 hr -1 at a reaction bath temperature of 310 ° C.

【0022】第一段酸化工程で供給したプロピレンの9
7.5%が反応し、残りの2.5%は未反応プロピレン
として第一段酸化工程の出ガス中に存在した。反応した
プロピレンの86%はアクロレインに転化し、9%は副
生アクリル酸となった。残りは炭酸ガス、一酸化炭素が
主体で、少量の酢酸も含まれていた。これらのガスと反
応の残りの酸素、反応に関与しない窒素、水蒸気よりな
る第一段酸化工程の出ガスをそのまま第二段酸化工程に
送入した。
9 of propylene supplied in the first oxidation step
7.5% had reacted and the remaining 2.5% was present as unreacted propylene in the output of the first oxidation step. 86% of the reacted propylene was converted to acrolein, and 9% was acrylic acid by-product. The rest consisted mainly of carbon dioxide and carbon monoxide, and contained a small amount of acetic acid. The outgas from the first oxidation step, consisting of these gases, the remaining oxygen of the reaction, nitrogen not involved in the reaction, and water vapor, was sent directly to the second oxidation step.

【0023】連結部にノズルを設け連続して接続した内
径20mmのステンレス鋼ナイタージャケット付き反応
器に、上記のごとく調製した触媒50mlを充填し、ノ
ズルより中間空気を導入し、ガス空間速度1350hr
-1、反応浴温260℃にて通過させた。得られたアクリ
ル酸の供給したプロピレンに対する収率はモル比89.
0%、未反応プロピレン2.4%、副生アクロレイン
0.7%、プロピオン酸0.022%で、その他は主と
して炭酸ガスおよび一酸化炭素であった。得られたアク
リル酸に対するプロピオン酸含有量は、198ppmで
あった。
A reactor equipped with a stainless steel night game jacket having an inner diameter of 20 mm and connected continuously by providing a nozzle at the connection portion was charged with 50 ml of the catalyst prepared as described above, intermediate air was introduced from the nozzle, and the gas space velocity was 1350 hr.
-1 , and passed at a reaction bath temperature of 260 ° C. The molar ratio of the obtained acrylic acid to the supplied propylene was 89.
0%, unreacted propylene 2.4%, by-product acrolein 0.7%, propionic acid 0.022%, and the others were mainly carbon dioxide and carbon monoxide. The propionic acid content based on the obtained acrylic acid was 198 ppm.

【0024】比較例1 第一段酸化工程は、装置、触媒、反応条件等すべて実施
例1と同様に行い、その出ガスをすべて第二段酸化工程
に送入した。第二段酸化工程では、実施例1で第二段酸
化工程に用いた触媒からPbを除いた他は、同様に調製
した触媒(Mo:V:Nb:Sb:Ni:Cu:Si=
35:7:3:100:43:9:80)を用いた以外
は、実施例1と同様に行った。得られたアクリル酸の供
給したプロピレンに対する収率はモル比89.0%、未
反応プロピレン2.4%、副生アクロレイン0.7%、
プロピオン酸0.039%で、その他は主として炭酸ガ
スおよび一酸化炭素であった。得られたアクリル酸に対
するプロピオン酸含有量は、350ppmであった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 The first-stage oxidation step was performed in the same manner as in Example 1, except for the equipment, catalyst, reaction conditions, etc., and all the outgas was sent to the second-stage oxidation step. In the second oxidation step, a catalyst prepared in the same manner except that Pb was removed from the catalyst used in the second oxidation step in Example 1 (Mo: V: Nb: Sb: Ni: Cu: Si =
35: 7: 3: 100: 43: 9: 80) was used in the same manner as in Example 1. The yield of the obtained acrylic acid with respect to the supplied propylene was 89.0% in molar ratio, 2.4% of unreacted propylene, 0.7% of by-product acrolein,
Propionic acid was 0.039%, and the others were mainly carbon dioxide and carbon monoxide. The propionic acid content based on the obtained acrylic acid was 350 ppm.

【0025】実施例2 第一段酸化工程は、装置、触媒、反応条件等すべて実施
例1と同様に行い、その出ガスをすべて第二段酸化工程
に送入した。第二段酸化工程では、実施例1で第二段酸
化工程に用いた触媒のPb原料としての硝酸鉛に代えて
酸化鉛80.7gを用いた他は、実施例1と同様に調製
した触媒(Mo:V:Nb:Sb:Pb:Ni:Cu:
Si=35:7:3:100:35:43:9:80)
を用いた以外は、実施例1と同様に行った。得られたア
クリル酸の供給したプロピレンに対する収率はモル比8
8.9%、未反応プロピレン2.4%、副生アクロレイ
ン0.6%、プロピオン酸0.022%で、その他は主
として炭酸ガスおよび一酸化炭素であった。得られたア
クリル酸に対するプロピオン酸含有量は、196ppm
であった。実施例及び比較例より、次のことが分かる。
本発明の特定複合酸化物触媒の存在下に反応を行った場
合には、アクリル酸に対するプロピオン酸の含有量は、
200ppm(モル)以下であるのに対し、Pbを含有
しない公知の複合酸化物触媒の場合には、350ppm
とプロピオン酸の含有量が多いことが分かる。本発明の
方法によると、アクリル酸のプロピレンに対する収率を
維持しながら、プロピオン酸を大幅に減少させることが
できる。
Example 2 The first-stage oxidation step was carried out in the same manner as in Example 1, except for the equipment, catalyst, reaction conditions, etc., and all the gas emitted was sent to the second-stage oxidation step. In the second-stage oxidation step, a catalyst prepared in the same manner as in Example 1 except that 80.7 g of lead oxide was used instead of lead nitrate as a Pb raw material of the catalyst used in the second-stage oxidation step in Example 1. (Mo: V: Nb: Sb: Pb: Ni: Cu:
Si = 35: 7: 3: 100: 35: 43: 9: 80)
The procedure was performed in the same manner as in Example 1, except that was used. The yield of the obtained acrylic acid with respect to the supplied propylene was 8 by mole.
8.9%, unreacted propylene 2.4%, by-product acrolein 0.6%, propionic acid 0.022%, and the others were mainly carbon dioxide and carbon monoxide. The propionic acid content based on the obtained acrylic acid was 196 ppm.
Met. The following can be seen from the examples and comparative examples.
When the reaction is performed in the presence of the specific composite oxide catalyst of the present invention, the content of propionic acid relative to acrylic acid is
200 ppm (mole) or less, whereas in the case of a known composite oxide catalyst containing no Pb, 350 ppm
It is understood that the content of propionic acid is high. According to the method of the present invention, propionic acid can be greatly reduced while maintaining the yield of acrylic acid relative to propylene.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の方法により、プロピレンの気相
酸化により得られるアクロレイン混合ガスを酸化してア
クリル酸を製造する際に、プロピオン酸を低減させるこ
とによりアクリル酸製品中のプロピオン酸含有量を減ら
すことができるので、アクリル酸またはアクリル酸エス
テルの重合に際し有利となり、その工業的意義は大きい
ものがある。
According to the method of the present invention, when oxidizing acrolein mixed gas obtained by gas-phase oxidation of propylene to produce acrylic acid, the propionic acid content is reduced by reducing propionic acid. Is advantageous in the polymerization of acrylic acid or acrylic acid ester, and its industrial significance is large.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嘉糖 成康 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) 4H006 AA02 AC45 AC46 BA05 BA09 BA11 BA12 BA13 BA14 BA30 BA33 BA81 BD70 BE30 BS10 4H039 CA65 CC30  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Shigeyasu Kashika 1 Tohocho, Yokkaichi-shi, Mie Pref. BE30 BS10 4H039 CA65 CC30

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクロレイン含有ガスを、下記(1)〜
(4)の各元素を含有する複合酸化物触媒の存在下、分
子状酸素により酸化することを特徴とするアクリル酸の
製造方法。 (1)モリブデン、(2)バナジウム及び/またはニオ
ブ、(3)アンチモン、(4)鉛
1. An acrolein-containing gas is prepared according to the following (1) to
(4) A method for producing acrylic acid, comprising oxidizing with molecular oxygen in the presence of a composite oxide catalyst containing each element. (1) molybdenum, (2) vanadium and / or niobium, (3) antimony, (4) lead
【請求項2】 複合酸化物が、下記一般式(I)で示さ
れる複合酸化物であることを特徴とする請求項1記載の
アクリル酸の製造方法。 【化1】 Moa b Nic Sbd Pbe f g h (I) (式中、Zはバナジウム及び/またはニオブを示し、X
はケイ素及び/またはアルミニウムを示し、Yは銅及び
/またはタングステンを示し、a〜hは、各元素の原子
比を示し、a=1〜100、b=0.1〜50、c=1
〜100、d=1〜100、e=0.1〜50、f=0
〜200、g=0.1〜50、hは各成分の酸化度によ
って決まる数である)
2. The method for producing acrylic acid according to claim 1, wherein the composite oxide is a composite oxide represented by the following general formula (I). ## STR1 ## Mo a Z b Ni c Sb d Pb e X f Y g O h (I) ( wherein, Z is shown the vanadium and / or niobium, X
Represents silicon and / or aluminum, Y represents copper and / or tungsten, a to h represent the atomic ratio of each element, a = 1 to 100, b = 0.1 to 50, c = 1
-100, d = 1-100, e = 0.1-50, f = 0
-200, g = 0.1-50, h is a number determined by the degree of oxidation of each component)
【請求項3】 複合酸化物触媒におけるアンチモン源
が、炭酸ニッケルを原料の一部とし、600〜900℃
で加熱処理して得られたSb−Ni−X−O(ただし、
Xは珪素及び/またはアルミニウムを示す)で表わされ
るアンチモン複合酸化物であることを特徴とする請求項
1または2記載のアクリル酸の製造方法。
3. An antimony source in the composite oxide catalyst, wherein nickel carbonate is used as a part of the raw material, and 600 to 900 ° C.
Sb-Ni-X-O obtained by heat treatment (provided that
3. The method for producing acrylic acid according to claim 1, wherein X is an antimony composite oxide represented by the following formula:
【請求項4】 アクロレイン含有ガスがプロピレンの気
相接触酸化により得られるものであることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれかに記載のアクリル酸の製造
方法。
4. The process for producing acrylic acid according to claim 1, wherein the acrolein-containing gas is obtained by gas-phase catalytic oxidation of propylene.
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Cited By (4)

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