JP2000202293A - 触媒およびこれを用いた不飽和ニトリルの製造法 - Google Patents
触媒およびこれを用いた不飽和ニトリルの製造法Info
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Abstract
び酸素と気相接触させるアンモ酸化反応によって不飽和
ニトリルを製造する際に用いる、強度の高い、シリカに
担持された触媒で、且つ不飽和ニトリルの収率が高く、
しかもアンモニアから窒素への分解を抑制し、アンモニ
アの利用効率の高い触媒を、複雑な触媒製造工程を経る
ことなしに提供する。 【解決手段】 20〜60重量%のシリカに担持され、
且つシリカ以外の成分組成が式Mo1VpXqNbrYsZt
On で示される、プロパンまたはイソブタンを気相接触
アンモ酸化させて、不飽和ニトリルを製造するために用
いる触媒、式中、XはTe及び/又はSbであり、Yは
Ce及び/又はLaであり、0.1≦p≦0.6、0.
01≦q≦0.6、0.01≦r≦0.6、0.001
≦s≦0.3、0≦t≦1、そして、nは構成金属元素
の酸化数によって決まる酸素の原子比である。
Description
ソブタンの気相接触アンモ酸化に用いる触媒、および該
触媒を用いる不飽和ニトリルの製造方法に関する。
代わって、プロパンまたはイソブタンをアンモニアおよ
び酸素と気相接触させるアンモ酸化反応によって、不飽
和ニトリルを製造する方法が注目されている。例えば、
Mo−V−Nb−Teを含む触媒が特開平2−257号
公報、特開平5−148212号公報、特開平5−20
8136号公報、特開平5−279313号公報、特開
平6−227819号公報、特開平6−285372号
公報、特開平7−144132号公報、特開平7−28
9907号公報、特開平7−232071号公報、特開
平8−57319号公報、特開平8−141401号公
報、特開平10−28862号公報等に開示されてい
る。これらの中で、特開平7−144132号公報、特
開平7−289907号公報、特開平8−57319号
公報、特開平8−141401号公報、特開平10−2
8862号公報においては、シリカに担持した触媒が開
示されている。
5−213848号公報、特開平9−157241号公
報、特開平10−28862号公報等に開示されてい
る。これらの中で特開平10−28862号公報におい
てはシリカに担持した触媒が開示されている。特開平5
−279313号公報にはMo−V−Nb−Teからな
るシリカに担持されていない触媒へ更に酸化セリウムを
添加し混合し、再度焼成して得られる触媒が、特開平1
0−28862号公報にはMo−V−Nb−Teからな
り、10重量%のシリカに担持された触媒へ酸化セリウ
ムゾルを含浸させて得られる触媒が開示されている。
又、同公報にはMo−V−Nb−Teからなり、10重
量%のシリカに担持された触媒へ酢酸ランタン四水和物
水溶液を含浸させて得られる触媒も開示されている。特
開平9−157241号公報にはシリカに担持されてい
ない、Mo−V−Sb−Nb−Ceからなる触媒が開示
されている。
接触アンモ酸化反応は、発熱量の大きな反応である。そ
れゆえ、蓄熱を避け温度分布を均一に保つには流動床反
応方式が好ましい。流動床反応に用いるためには、触媒
強度を付与すべくシリカ担持された触媒とすることが必
要となる。しかしながら、特開平7−144132号公
報、特開平7−289907号公報、特開平8−573
19号公報および特開平8−141401号公報に開示
されている様に、触媒原料調合工程−噴霧乾燥工程−焼
成工程を経て得られたシリカに担持した触媒では収率が
低下するという問題があった。特開平8−141401
号公報、特開平7−144132号公報において、触媒
強度を有するためには20重量%以上のシリカに担持す
ることを教示しているが、強度を高めるために20重量
%シリカに担持した触媒では、不飽和ニトリルの収率の
低下が著しい。
せるために、特開平8−57319号公報および特開平
8−141401号公報においては、焼成工程を経て得
られた触媒をシュウ酸水溶液による洗浄工程を行い、濾
過工程を経て、再度焼成するという方法が開示されてい
る。この方法は、触媒製造工程そのものが複雑となる
上、洗浄されて溶出した金属成分を含む大量の廃シュウ
酸水溶液を処理する工程も必要となるという問題があ
る。また、洗浄して得られた触媒は、表面積の増大に伴
い活性が著しく増大するため反応器での発熱が大きく、
除熱を行うためのプロセス上の工夫を必要とする。
は、前記したように10重量%のシリカに担持された触
媒へ酸化セリウムゾルまたは酢酸ランタン四水和物水溶
液の含浸を行い、乾燥工程を経て、再度焼成する方法が
開示されている。開示されている触媒はシリカの含有量
が低く強度が弱い上に、この方法も触媒製造工程が複雑
となるという問題がある。また大量の触媒に均一に含浸
させるのは容易ではないため、触媒の品質管理が難しい
という問題もある。
s A General 157,143−172(1
997)に記載されているように、アンモニアはプロパ
ンのアンモ酸化反応の目的生成物であるアクリロニトリ
ルに転化されるだけでなく、副生成物のアセトニトリル
と青酸、そして酸化分解物としての窒素に転換される。
プロパンまたはイソブタンのアンモ酸化反応において、
従来技術はアンモニアから窒素への分解率が大きいこと
が難点であり、これを抑制してアンモニアの利用効率を
高めることが望まれている。
む触媒系において、強度が高く、且つ不飽和ニトリル収
率が高く、しかもアンモニアから窒素への分解を抑制
し、アンモニアの利用効率の高い触媒を、複雑な触媒製
造工程を経ることなしに製造することが望まれていた。
パンまたはイソブタンをアンモニアおよび酸素と気相接
触させるアンモ酸化反応によって不飽和ニトリルを製造
する際に用いる、強度の高い、シリカに担持された触媒
で、且つ不飽和ニトリルの収率が高く、しかもアンモニ
アから窒素への分解を抑制し、アンモニアの利用効率の
高い触媒を、複雑な触媒製造工程を経ることなしに提供
することである。
またはイソブタンを気相接触アンモ酸化させて不飽和ニ
トリルを製造するための触媒を鋭意検討した結果、シリ
カに担持した触媒において、Mo、V、Nb、Te及び
/又はSbに更にCe及び/又はLaを含有させると、
不飽和ニトリルの収率が著しく向上するばかりではな
く、アンモニアの窒素への酸化分解が抑制されアンモニ
アの利用効率が改良されることを見いだし、本発明をな
すに至った。
ソブタンを気相接触アンモ酸化させて、不飽和ニトリル
を製造するために用いる触媒であって、20〜60重量
%のシリカに担持され、且つシリカ以外の成分組成が下
記式で示されることを特徴とする触媒、 Mo1VpXqNbrYsZtOn (式中、XはTe及び/又はSbであり、YはCe及び
/又はLaであり、ZはTi、W、Cr、Ta、Zr、
Y、Yb、Sn、Bi、Hf、Mn、Re、Fe、R
u、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Ag、Zn、B、
Al、Ga、In、Ge、Pb、P、Pr、Nd、S
m、Gd、Pm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、T
m、Luおよびアルカリ土類金属から選ばれる少なくと
も1種以上の元素であり、p、q、r、s、tおよびn
はMo1原子当たりの原子比を表し、0.1≦p≦0.
6、0.01≦q≦0.6、0.01≦r≦0.6、
0.001≦s≦0.3、0≦t≦1、そして、nは構
成金属元素の酸化数によって決まる酸素の原子比であ
る。)(2)20〜60重量%のシリカに担持され、且
つシリカ以外の成分組成が式で示される触媒が、ジカ
ルボン酸/ニオブのモル比が1〜8であるニオブ原料液
を用いて製造されることを特徴とする(1)に記載の触
媒、(3)20〜60重量%のシリカに担持され、且つ
シリカ以外の成分組成が式で示される触媒が、Mo原
料、Te及び/又はSb原料、V原料、シリカゾル及び
ニオブ原料液を含む混合液とCe及び/又はLa原料を
混合して得られる原料調合液を用いて製造されることを
特徴とする(2)に記載の触媒、(4)20〜60重量
%のシリカに担持され、且つシリカ以外の成分組成が式
で示される触媒が、該触媒の成分を有する原料調合液
を噴霧乾燥して得られる乾燥粉体を実質的に酸素を含ま
ないガス雰囲気下、500〜700℃で焼成されて製造
されることを特徴とする(1)、(2)又は(3)に記
載の触媒、(5)(1)、(2)、(3)、又は(4)
に記載の触媒の存在下、プロパン又はイソブタンを気相
接触アンモ酸化させて不飽和ニトリルを製造することを
特徴とする不飽和ニトリルの製造方法、である。
はSbに、更にCe及び/又はLaを含有させた触媒に
おいて、該触媒がシリカに担持されていない場合には、
Ce及び/又はLaを含有させることによる不飽和ニト
リル収率の向上効果は小さいものの、触媒強度を高める
ために該触媒を20重量%以上のシリカに担持させた場
合には、Ce及び/又はLaを含有させることによって
不飽和ニトリルの収率が著しく向上することを見出した
ことに基づくものである。特にTeを含む触媒におい
て、不飽和ニトリルの収率向上効果が著しい。即ち、本
発明は、Ce及び/又はLaを含有させることで、触媒
強度が高く、且つ収率の高い触媒を、複雑な触媒製造工
程を経ることなしに得ることができ、また、アンモニア
の窒素への酸化分解が抑制されアンモニアの利用効率が
改良されるという効果を有するものである。
触媒は、プロパンまたはイソブタンを気相接触アンモ酸
化させて、不飽和ニトリルを製造するために用いる触媒
であって、20〜60重量%のシリカに担持され、且つ
シリカ以外の成分組成が下記式で示されることを特徴
とする触媒である。 Mo1VpXqNbrYsZtOn (式中、XはTe及び/又はSbであり、YはCe及び
/又はLaであり、ZはTi、W、Cr、Ta、Zr、
Y、Yb、Sn、Bi、Hf、Mn、Re、Fe、R
u、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Ag、Zn、B、
Al、Ga、In、Ge、Pb、P、Pr、Nd、S
m、Gd、Pm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、T
m、Luおよびアルカリ土類金属から選ばれる少なくと
も1種以上の元素であり、p、q、r、s、tおよびn
はMo1原子当たりの原子比を表し、0.1≦p≦0.
6、0.01≦q≦0.6、0.01≦r≦0.6、
0.001≦s≦0.3、0≦t≦1、そしてnは構成
金属元素の酸化数によって決まる酸素の原子比であ
る。) 本発明において、Xは好ましくはTe、又は、Te及び
Sbであり、特に好ましくはXはTeである。Yは好ま
しくはCe、又は、Ce及びLaであり、特に好ましく
はYはCeである。
6、好ましくは0.15≦p≦0.5、特に好ましくは
0.2≦p≦0.4であり、qは0.01≦q≦0.
6、好ましくは0.05≦q≦0.4、特に好ましくは
0.1≦q≦0.3であり、rは0.01≦r≦0.
6、好ましくは0.02≦r≦0.4、特に好ましくは
0.03≦r≦0.3であり、sは0.001≦s≦
0.3、好ましくは0.01≦s≦0.2、特に好まし
くは0.02≦s≦0.08である。s<0.001に
おいては不飽和ニトリルの収率が低く、またs>0.3
においても不飽和ニトリルの収率が低い。
リカ量(シリカ重量%)は、上記式の酸化物の重量を
W1、シリカの重量をW2として、下記式で定義され
る。W 1、は、仕込み組成と仕込み金属成分の酸化数に
基づいて算出された重量である。W2は、仕込み組成に
基づいて算出された重量である。 シリカ重量%=100×W2/(W1+W2) 本発明の触媒は、20〜60重量%、好ましくは25重
量%〜40重量%のシリカに担持されている。20重量
%未満では強度が小さく、60重量%以上では強度は大
きいものの、不飽和ニトリルの収率が低い。
原料は下記の化合物を用いることができる。モリブデン
の原料はヘプタモリブデン酸アンモニウムを、バナジウ
ムの原料はメタバナジン酸アンモニウム、五酸化バナジ
ウムを、テルルの原料はテルル酸を、アンチモンの原料
はアンチモン酸化物を、そしてニオブの原料はニオブ酸
を好適に用いることができる。
化合物でも4価のセリウム化合物でも用いることがで
き、例えば酸化セリウム(III)、水酸化セリウム(II
I)、炭酸セリウム(III)、ハロゲン化セリウム(II
I)、硫酸セリウム(III)、硝酸セリウム(III)、酢
酸セリウム(III)、シュウ酸セリウム(III)、硝酸二
アンモニウムセリウム(III)四水和物、酸化セリウム
(IV)、水酸化セリウム(IV)、ハロゲン化セリウム
(IV)、硫酸セリウム(IV)、硝酸セリウム(IV)、硝
酸二アンモニウムセリウム(IV)等を挙げることができ
る。その中でも好ましくは酸化セリウム(IV)、水酸化
セリウム(IV)、硝酸セリウム(IV)、酸化セリウム
(III)、炭酸セリウム(III)であり、特に好ましくは
酸化セリウム(IV)、水酸化セリウム(IV)である。
(III)、水酸化ランタン(III)、炭酸ランタン(II
I)、ハロゲン化ランタン(III)、硫酸ランタン(II
I)、硝酸ランタン(III)、酢酸ランタン(III)、シ
ュウ酸ランタン(III)等を用いることができる。その
中でも好ましくは酸化ランタン(III)、水酸化ランタ
ン(III)、硝酸ランタン(III)、酢酸ランタン(II
I)であり、特に好ましくは酸化ランタン(III)、水酸
化ランタン(III)である。
Sn、Bi、Hf、Mn、Re、Fe、Ru、Co、R
h、Ni、Pd、Pt、Ag、Zn、B、Al、Ga、
In、Ge、Pb、P、Pr、Nd、Sm、Gd、P
m、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Luおよび
アルカリ土類金属の原料としては、これらの金属の硝酸
塩、シュウ酸塩、酢酸塩、水酸化物、酸化物、アンモニ
ウム塩、炭酸塩等を用いることができる。
ことができる。アルカリ金属イオンで安定化したシリカ
ゾルよりもアンモニウムイオンで安定化したゾルを用い
ることが好ましい。本発明の触媒は下記の原料調合、乾
燥および焼成の3つの工程を経て製造することができ
る。 (原料調合工程)ヘプタモリブデン酸アンモニウム、テ
ルル酸およびメタバナジン酸アンモニウムを水に溶解し
て混合液(A)を調製する。アンチモンを用いる場合
は、メタバナジン酸アンモニウムの水溶液に酸化アンチ
モン粉末を分散したスラリ−をリフラックス条件下に加
熱して得た液に、ヘプタモリブデン酸アンモニウムを添
加し、場合に応じて、さらにテルル酸を添加して混合液
(A’)を調製する。
ニア水に溶解してニオブ原料液を調製する。ジカルボン
酸としてはシュウ酸が好ましい。ニオブ原料液のシュウ
酸/ニオブのモル比は1〜8、好ましくは2〜4であ
り、特に好ましくは2.5〜3.5である。そして、
(NH3+NH4 +)/ニオブのモル比は2以下、好まし
くは、1以下である。不溶のニオブ酸がある場合には、
濾過等によって不溶分を分離除去しておくことが好まし
い。シュウ酸/ニオブのモル比が1未満においては不飽
和ニトリルの収率が低く、またシュウ酸/ニオブのモル
比が8を超えると不飽和ニトリルの収率が低い。
V)及び/又は酸化セリウム(IV)を用いる場合、これ
らのセリウム原料を水に分散させて、混合液(B)を調
製するか、又はセリウム原料粉末のまま用いる。好まし
くは混合液(B)を用いる。混合液(B)を調製する場
合、これらのセリウム原料粉末は予め、充分に粉砕して
おき、更に水中で充分分散させておくことが好ましい。
I)及び/又は酸化ランタン(III)を用いる場合、これ
らのランタン原料を水に分散させて、混合液(C)を調
製するか、又はランタン原料粉末のまま用いる。好まし
くは混合液(C)を用いる。混合液(C)を調製する場
合、これらのランタン原料粉末は予め、充分に粉砕して
おき、更に水中で充分分散させておくことが好ましい。
Sn、Bi、Hf、Mn、Re、Fe、Ru、Co、R
h、Ni、Pd、Pt、Ag、Zn、B、Al、Ga、
In、Ge、Pb、P、Pr、Nd、Sm、Gd、P
m、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Luおよび
アルカリ土類金属を用いる場合は、これらの金属の硝酸
塩、シュウ酸塩、酢酸塩、水酸化物、酸化物、アンモニ
ウム塩、炭酸塩等を水に溶解及び/又は分散して混合液
(D)を調製する。
料、テルル及び/又はアンチモン原料、バナジウム原
料、シリカゾル及びニオブ原料液を含む混合液と、セリ
ウム原料及び/又はランタン原料を混合して得られる。
より好ましくは混合液(A)又は混合液(A’)に、シ
リカゾル及びニオブ原料液を含む混合液と、混合液
(B)及び/又は混合液(C)、又はセリウム原料粉末
及び/又はランタン原料粉末を混合して得られる。更に
好ましくは混合液(A)又は混合液(A’)にシリカゾ
ル、ニオブ原料液、混合液(B)又はセリウム原料粉末
を順次添加し、原料調合液を得る
液を噴霧乾燥して、乾燥粉体を得ることができる。噴霧
化は、遠心方式、二流体ノズル方式または高圧ノズル方
式を採用して行うことができる。乾燥熱源は、スチー
ム、電気ヒーター等によって加熱された空気を用いるこ
とができる。熱風の乾燥器入口温度は150〜300℃
が好ましい。噴霧乾燥は、簡便には、100〜300℃
に加熱された鉄板上へ原料調合液を噴霧することによっ
て行うこともできる。
を焼成することによって触媒を得ることができる。焼成
は実質的に酸素を含まない窒素等の不活性ガス雰囲気
下、好ましくは、不活性ガスを流通させながら、500
〜700℃、好ましくは、550〜650℃の条件下に
実施することができる。本発明において実質的に酸素を
含まないとは、酸素濃度が、ガスクロマトグラフィーま
たは微量酸素分析計で測定して1000ppm以下であ
ることをいう。焼成時間は0.5〜5時間、好ましく
は、1〜3時間である。不活性ガス中の酸素濃度は、ガ
スクロマトグラフィーまたは微量酸素分析計で測定して
1000ppm以下、好ましくは、100ppm以下、
特に好ましくは、50ppm以下である。焼成は回転
炉、トンネル炉、管状炉、流動焼成炉等を用いて行うこ
とができる。焼成は反復することができる。この焼成の
前に大気雰囲気下または空気流通下、200〜350℃
で10分〜5時間前焼成することができる。また、焼成
の後に大気雰囲気下で200〜400℃で5分〜5時間
後焼成することもできる。
プロパンまたはイソブタンを気相接触アンモ酸化させ
て、不飽和ニトリルを製造することができる。プロパン
またはイソブタンとアンモニアの供給原料は必ずしも高
純度である必要はなく、工業グレードのガスを使用でき
る。供給酸素源として空気、酸素を富化した空気、また
は純酸素を用いることができる。さらに、希釈ガスとし
てヘリウム、アルゴン、炭酸ガス、水蒸気、窒素等を供
給してもよい。
はイソブタンに対するモル比は0.1〜1.5、好まし
くは、0.2〜1.2である。本発明の触媒をプロパン
またはイソブタンのアンモ酸化反応に用いる場合は、従
来技術に比べて相対的に小さい該モル比を適用すること
ができる。反応に供給する分子状酸素のプロパンまたは
イソブタンに対するモル比は0.2〜6、好ましくは、
0.4〜4である。反応圧力は0.1〜10atm、好
ましくは、1〜3atmである。反応温度は350〜6
00℃、好ましくは、380〜470℃である。接触時
間は0.1〜30sec・g/cc、好ましくは、0.
5〜10sec・g/ccである。反応方式は、固定
床、流動床、移動床等を採用できるが、流動床が好まし
い。反応は単流方式でもリサイクル方式でも行うことが
できる。
モ酸化反応の実施例で説明する。各例において、プロパ
ン転化率、アクリロニトリル選択率、アクリロニトリル
収率、アンモニア分解率はそれぞれ次の定義に従う。 プロパン転化率(%)=100×(反応したプロパンの
モル数)/(供給したプロパンのモル数) アクリロニトリル選択率(%)=100×(生成したア
クリロニトリルのモル数)/(反応したプロパンのモル
数) アクリロニトリル収率(%)=100×(生成したアク
リロニトリルのモル数)/(供給したプロパンのモル
数) アンモニア分解率(%)=100×2×(生成した窒素
のモル数)/(供給したアンモニアのモル数)
された、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23Ce
0.05Onで表される触媒を次のようにして調製した。水
720gに、ヘプタモリブデン酸アンモニウム〔(NH
4)6Mo7O24・4H2O〕164.31g、テルル酸
〔H6TeO6〕49.16gおよびメタバナジン酸アン
モニウム〔NH4VO3〕32.66gを順次加え、攪拌
下、60℃に加熱して溶解後、室温へ放冷させて混合液
(A)を得た。水170gに、Nb2O5として71.0
重量%を含有するニオブ酸20.91gとシュウ酸二水
和物〔H2C2O4・2H2O〕37.99gを加え、攪拌
下、70℃に加熱して溶解させた後、30℃まで冷却し
て、透明なニオブ原料液を得た。このとき、シュウ酸/
ニオブのモル比は2.7であった。室温で混合液(A)
にシリカ含有量30重量%のシリカゾルを298g添加
し、続いて直ちにニオブ原料液、水160gに水酸化セ
リウム(IV)粉末〔Ce(OH)4〕(CeO2として8
3.3重量%含有)9.61gを充分に分散させて得た
混合液(B)を添加し、30分間激しく攪拌して原料調
合液を得た。得られた原料調合液を遠心式噴霧乾燥器を
用い、入口温度240℃と出口温度145℃の条件で乾
燥して微小球状の乾燥粉体を得た。得られた乾燥粉体5
gを内径20mmの石英管に充填し、350Ncc/m
in.の窒素ガス流通下、600℃で2時間焼成して触
媒を得た。用いた窒素ガスの酸素濃度は微量酸素分析計
(306WA型、テレダインアナリティカルインスルー
メント社製)を用いて測定した結果、1ppmであっ
た。触媒の組成と主要な製法因子(シュウ酸/ニオブの
モル比、触媒乾燥方法、焼成方法)を表1に記載した。
た触媒を重量W=0.35g、内径4mmの固定床反応
管に充填し、反応温度T=420℃に設定し、プロパ
ン:アンモニア:酸素:ヘリウム=1:1.1:2.
8:13.9のモル比の混合ガスを流量F=4.1Nc
c/min.で流した。反応圧力Pは1atmであっ
た。接触時間は2.0(=W/F×60×273/(2
73+T)×P)sec・g/ccであった。反応ガス
の分析はオンラインクロマトグラフィーを用いて行っ
た。得られた結果をプロパン転化率、アクリロニトリル
選択率およびアクリロニトリル収率を指標として表1に
示す。
M−500型、(株)島津製作所製)を用い、粒子に荷
重をかけ、粒子が破壊されるときの強度F(gf)と粒
子径D(μm)から圧縮強度を測定した。40〜50μ
mの粒子を用い、10点の平均値から式によって圧縮
強度を算出した。 圧縮強度(MPa)=12490×F/D2 結果を表2に示す。
た以外は、実施例1の触媒調製を反復して、30重量%
のSiO2に担持された、組成式がMo1V0.30Nb0.12
Te0. 23Onで表される触媒を得た。触媒の組成と主要
な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。 (触媒強度試験)得られた触媒について実施例1の触媒
強度試験と同様に測定した。結果を表3に示す。
された、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23Ce
0.05Onで表される触媒を次のようにして調製した。原
料調合液の調製において、ニオブ原料液の調製におい
て、シュウ酸二水和物〔H2C2O4・2H2O〕35.1
9gを用いた以外は、実施例1の触媒調製を反復した。
このとき、ニオブ原料液のシュウ酸/ニオブのモル比は
2.5であった。触媒の組成と主要な製法因子を表1に
記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。
た以外は、実施例2の触媒調製を反復して、30重量%
のSiO2に担持された、組成式がMo1V0.30Nb0.12
Te0. 23Onで表される触媒を得た。触媒の組成と主要
な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。
された、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23Ce
0.02Onで表される触媒を次のようにして調製した。原
料調合液の調製において、水160gに水酸化セリウム
(IV)粉末〔Ce(OH)4〕(83.3重量%のCe
O2を含有)3.85gを充分分散させた混合液(B)
を用い、ニオブ原料液の調製において、シュウ酸二水和
物〔H2C2O4・2H2O〕42.22gを用いた以外は
実施例1の触媒調製を反復した。このとき、ニオブ原料
液のシュウ酸/ニオブのモル比は3.0であった。触媒
の組成と主要な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。 (触媒強度試験)得られた触媒について実施例1の触媒
強度試験と同様に測定した。結果を表2に示す。
た以外は、実施例3の触媒調製を反復して、30重量%
のSiO2に担持された、組成式がMo1V0.30Nb0.12
Te0. 23Onで表される触媒を得た。触媒の組成と主要
な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。
された、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23Ce
0.03Onで表される触媒を次のようにして調製した。原
料調合液の調製において、水160gに水酸化セリウム
(IV)粉末〔Ce(OH)4〕(83.3重量%のCe
O2を含有)5.77gを充分分散させた混合液(B)
を用い、ニオブ原料液の調製において、シュウ酸二水和
物〔H2C2O4・2H2O〕46.45gを用いた以外は
実施例1の触媒調製を反復した。このとき、ニオブ原料
液のシュウ酸/ニオブのモル比は3.3であった。触媒
の組成と主要な製法因子を表1に記載した。触媒の組成
と主要な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。(触媒強度試験)
得られた触媒について実施例1の触媒強度試験と同様に
測定した。結果を表2に示す。
た以外は、実施例4の触媒調製を反復して、30重量%
のSiO2に担持された、組成式がMo1V0.30Nb0.12
Te0. 23Onで表される触媒を得た。触媒の組成と主要
な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。
された、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23La
0.01Onで表される触媒を次のようにして調製した。原
料調合液の調製において、水160gに水酸化ランタン
(IV)粉末1.77gを充分分散させた混合液(C)を
用いた以外は実施例1の触媒調製を反復した。このと
き、ニオブ原料液のシュウ酸/ニオブのモル比は2.7
であった。触媒の組成と主要な製法因子を表1に記載し
た。触媒の組成と主要な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。 (触媒強度試験)得られた触媒について実施例1の触媒
強度試験と同様に測定した。結果を表2に示す。
された、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23Ce
0.05Onで表される触媒を次のようにして調製した。遠
心式噴霧乾燥器を用いる代わりに、140℃に加熱した
テフロンコーティング鉄板上に噴霧して乾燥粉体を得た
以外は実施例1の触媒調製を反復した。触媒の組成と主
要な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。
た以外は、実施例6の触媒調製を反復して、30重量%
のSiO2に担持された、組成式がMo1V0.30Nb0.12
Te0. 23Onで表される触媒を得た。触媒の組成と主要
な製法因子を表1に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表1に示す。
た乾燥粉体100gを直径1インチのステンレス製管に
充填し、150Ncc/min.の窒素ガス流通下60
0℃で2時間流動焼成して触媒を得た。触媒の組成と主
要な製法因子を表3に記載した。(プロパンのアンモ酸
化反応試験)得られた触媒45gを内径25mmのバイ
コールガラス流動床型反応管に充填し、反応温度420
℃と反応圧力1atmの条件下に、プロパン:アンモニ
ア:酸素:ヘリウム=1:0.85:2.57:12.
8のモル比の混合ガスを355Ncc/min.の流量
で流した。接触時間は3.0sec・g/ccであっ
た。反応ガスの分析はオンラインクロマトグラフィーを
用いて行った。得られた結果を表3に示す。
た乾燥粉体100gを直径1インチのステンレス製管に
充填し、150Ncc/min.の窒素ガス流通下60
0℃で2時間流動焼成して触媒を得た。触媒の組成と主
要な製法因子を表3に記載した。(プロパンのアンモ酸
化反応試験)得られた触媒についてプロパンのアンモ酸
化反応を実施例7と同じ条件下に行った。得られた結果
を表3に示す。
水酸化セリウムを用いなかった以外は比較例1の触媒調
製を反復して、10重量%のSiO2に担持された、組
成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23Onで表される触媒
を得た。触媒の組成と主要な製法因子を表4に記載し
た。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を実施例1と同じ条件下に
行った。得られた結果を表4に示す。 (触媒強度試験)得られた触媒について実施例1の触媒
強度試験と同様に測定した。結果を表2に示す。
外は実施例1の触媒調製を反復して、シリカに担持され
ない、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23Ce0.05
Onで表される触媒を得た。触媒の組成と主要な製法因
子を表4に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を、接触時間を1.2se
c・g/ccとした以外は実施例1と同じ条件下に行っ
た。得られた結果を表4に示す。 (触媒強度試験)得られた触媒について実施例1の触媒
強度試験と同様に測定した。結果を表2に示す。
外は実施例5の触媒調製を反復して、シリカに担持され
ない、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23La0.01
Onで表される触媒を得た。触媒の組成と主要な製法因
子を表4に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を、接触時間を1.2se
c・g/ccとした以外は実施例5と同じ条件下に行っ
た。得られた結果を表4に示す。
った以外は比較例7の触媒調製を反復して、シリカに担
持されない、組成式がMo1V0.30Nb0.12Te0.23On
で表される触媒を得た。触媒の組成と主要な製法因子を
表4に記載した。 (プロパンのアンモ酸化反応試験)得られた触媒につい
てプロパンのアンモ酸化反応を比較例8と同じ条件下に
行った。得られた結果を表4に示す。 (触媒強度試験)得られた触媒について実施例1の触媒
強度試験と同様に測定した。結果を表2に示す。
経ることなしに得られる触媒であり、高い強度を有しな
がらも、プロパンまたはイソブタンの不飽和ニトリルへ
の収率が高く、アンモニアから窒素への分解を抑制し、
アンモニアの利用効率の高い触媒触媒である。
Claims (5)
- 【請求項1】 プロパンまたはイソブタンを気相接触ア
ンモ酸化させて、不飽和ニトリルを製造するために用い
る触媒であって、20〜60重量%のシリカに担持さ
れ、且つシリカ以外の成分組成が下記式で示されるこ
とを特徴とする触媒。 Mo1VpXqNbrYsZtOn (式中、XはTe及び/又はSbであり、YはCe及び
/又はLaであり、ZはTi、W、Cr、Ta、Zr、
Y、Yb、Sn、Bi、Hf、Mn、Re、Fe、R
u、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Ag、Zn、B、
Al、Ga、In、Ge、Pb、P、Pr、Nd、S
m、Gd、Pm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、T
m、Luおよびアルカリ土類金属から選ばれる少なくと
も1種以上の元素であり、p、q、r、s、tおよびn
はモリブデン(Mo)1原子当たりの原子比を表し、
0.1≦p≦0.6、0.01≦q≦0.6、0.01
≦r≦0.6、0.001≦s≦0.3、0≦t≦1、
そして、nは構成金属元素の酸化数によって決まる酸素
の原子比である。) - 【請求項2】 20〜60重量%のシリカに担持され、
且つシリカ以外の成分組成が式で示される触媒が、ジ
カルボン酸/ニオブのモル比が1〜8であるニオブ原料
液を用いて製造されることを特徴とする請求項1に記載
の触媒。 - 【請求項3】 20〜60重量%のシリカに担持され、
且つシリカ以外の成分組成が式で示される触媒が、M
o原料、Te及び/又はSb原料、V原料、シリカゾル
及びニオブ原料液を含む混合液と、Ce及び/又はLa
原料とを混合して得られる原料調合液を用いて製造され
ることを特徴とする請求項2に記載の触媒。 - 【請求項4】 20〜60重量%のシリカに担持され、
且つシリカ以外の成分組成が式で示される触媒が、該
触媒の成分を有する原料調合液を噴霧乾燥して得られる
乾燥粉体を実質的に酸素を含まないガス雰囲気下、50
0〜700℃で焼成されて製造されることを特徴とする
請求項1、2又は3に記載の触媒。 - 【請求項5】 請求項1、2、3又は4に記載の触媒の
存在下、プロパン又はイソブタンを気相接触アンモ酸化
させて不飽和ニトリルを製造することを特徴とする不飽
和ニトリルの製造方法。
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JP2006055681A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 複合酸化物からなる触媒 |
CN103769138A (zh) * | 2012-10-25 | 2014-05-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 氨氧化制不饱和腈流化床催化剂、制备方法及其应用 |
-
1999
- 1999-01-19 JP JP01104399A patent/JP4187856B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR100893429B1 (ko) * | 2004-08-17 | 2009-04-17 | 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 | 복합 산화물을 포함하는 촉매 |
US8642501B2 (en) | 2004-08-17 | 2014-02-04 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Composite oxide catalyst |
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