JP2000256257A - アクリル酸の製造方法 - Google Patents

アクリル酸の製造方法

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JP2000256257A JP11062163A JP6216399A JP2000256257A JP 2000256257 A JP2000256257 A JP 2000256257A JP 11062163 A JP11062163 A JP 11062163A JP 6216399 A JP6216399 A JP 6216399A JP 2000256257 A JP2000256257 A JP 2000256257A
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propane
gas
acrylic acid
catalyst
oxygen
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Mamoru Takahashi
衛 高橋
Shinrin To
新林 屠
Hiroshi Niitsuma
裕志 新妻
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロパンの一段の気相接触酸化によりアクリ
ル酸を高収率で製造する方法の提供。 【解決手段】 金属Mo、V、SbおよびA(但しA
は、Nb、Ta、Sn、W、Ti、Ni、Fe、Crお
よびCoからなる群から選ばれた一種以上の元素であ
る)を下記組成式(I)で表される割合で含有する金属
酸化物触媒を使用してプロパンの気相接触酸化によりア
クリル酸を製造する方法において、反応器への供給ガス
中のプロパン濃度が2容量%以上で、該供給ガスを構成
する各ガスの体積比が、プロパン:酸素:希釈ガス=
1:0〜0.5:0〜49であり、且つ反応により生じ
る還元状態にある金属酸化物触媒を生成物ガス流から分
離し、これを再びプロパンと接触させる前に酸素含有ガ
スで再酸化することを特徴とするアクリル酸の製造方
法。 MoViSbjAk (I) (式中、i、jおよびkは、いずれも0.001〜3.
0である)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロパンの気相接
触酸化によるアクリル酸の製法に関するものである。
【0002】
【従来技術】一般にアクリル酸は、触媒の存在下にプロ
ピレンと分子状酸素を接触反応させてアクロレインを製
造し、さらにこれを分子状酸素と接触反応させる二段酸
化により製造されている。一方、近年プロパンとプロピ
レンの価格差等の理由で、プロパンを出発原料として一
段階でアクリル酸を製造する方法が検討されており、そ
の際に使用される触媒に関する提案が多数なされてい
る。代表例としては、〔V、P、Te〕系の触媒[キャ
タリシス ツデイー(Catal.Today)、1
3,679(1992)]、AgBiVMoO(特開平
2−83348号公報)、BiMo12V5Nb0.5
SbKOn(USP第5198580号)および〔M
o、Te、V、Nb〕系の触媒(特開平6ー27935
1号公報)等が挙げられる。本発明者らも〔Mo、S
b、V、Nb〕系触媒(特開平9−316023公報、
特開平10−230164公報等)を報告している。し
かしながら、上記の方法はいずれも目的とするアクリル
酸への選択率が低く、アルカンの気相接触酸化によるア
クリル酸製造において、効率よくアクリル酸を製造する
ことが出来なかった。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、プロパン
の気相接触酸化によりアクリル酸を製造する方法を鋭意
検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、金属Mo、V、SbおよびA(但しAは、N
b、Ta、Sn、W、Ti、Ni、Fe、CrおよびC
oからなる群から選ばれた一種以上の元素である)を下
記組成式(I)で表される割合で含有する金属酸化物触
媒を使用してプロパンの気相接触酸化によりアクリル酸
を製造する方法において、反応器への供給ガス中のプロ
パン濃度が2容量%以上で、該供給ガスを構成する各ガ
スの体積比が、プロパン:酸素:希釈ガス=1:0〜
0.5:0〜49であり、且つ反応により生じる還元状
態にある金属酸化物触媒を生成物ガス流から分離し、こ
れを再びプロパンと接触させる前に酸素含有ガスで再酸
化することを特徴とするアクリル酸の製造方法である。 MoViSbjAk (I) (式中、i、jおよびkは、いずれも0.001〜3.
0である) 以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
【0004】
【発明の実施の形態】本発明に使用される金属酸化物触
媒は、金属Mo、V、SbおよびA(但しAは、Nb、
Ta、Sn、W、Ti、Ni、Fe、CrおよびCoか
らなる群から選ばれた一種以上の元素である)および分
子状酸素からなり、上記の金属の含有割合が次式の組成
式で表される金属酸化物である。 MoViSbjAk (I) (式中、i、jおよびkは、いずれも0.001〜3.
0である) 上記Aのうち好ましい金属は、NbおよびTaである。
また、より好ましいi、jおよびkは0.01〜0.5
である。上記金属酸化物において、Moを1とした場合
のVの割合が、3を越えると燃焼反応の割合が大きくな
る。Moを1とした場合のSbの割合が、3を越えると
プロパンの転化率が低下する。また、Moを1とした場
合のAの割合が、3を越えると転化率および反応物にお
けるアクリル酸の割合すなわち選択率のいずれもが低下
する。Moを1とした場合のV、SbおよびAの割合
が、それぞれ0.001未満であると、いずれの場合に
もプロパンの転化率およびアクリル酸選択率に劣る。
【0005】上記の酸化物触媒は、公知の方法で製造で
きる。すなわち、以下に挙げるようなモリブデン化合
物、バナジウム化合物、アンチモン化合物および金属A
化合物を使用して、それらを水またはアルコール等の溶
剤に溶解または分散させて混合した後、蒸発乾固または
噴霧乾燥等の方法により溶剤を除去し、得られた固形分
を300〜700℃の温度で焼成する方法である。必要
に応じて、金属化合物の上記水溶液または分散液等に、
塩化水素または硝酸等の酸化合物および過酸化水素等の
酸化剤を添加しても良い。また、機械的強度、磨耗損失
を低く保つ目的で、金属化合物の上記水溶液または分散
液等にシリカ、またはアルミナ等の造粒補助材を添加し
てもよい。焼成の雰囲気は、窒素およびアルゴン等の不
活性ガス気流中または空気および分子状酸素等の酸素含
有気流中が好ましく、好ましい焼成時間は、1〜20時
間である。金属化合物としては、酸化物、塩化物、水酸
化物、硝酸塩またはアルコキシド等を用いることがで
き、好ましい具体例は以下のとおりである。 Mo:モリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム、酸化
モリブデン V:酸化バナジウム、メタバナジン酸アンモニウム Sb:塩化アンチモン、酢酸アンチモン、三酸化アンチ
モン Nb:ニオブ酸、蓚酸水素ニオブ、酸化ニオブ、塩化ニ
オブ Ta:タンタル酸、酸化タンタル、塩化タンタル、タン
タルエトキシド Sn:酸化スズ、水酸化スズ、塩化第一スズ、塩化第二
スズ、蓚酸スズ W:酸化タングステン、タングステン酸、塩化タングス
テン、パラタングステン酸アンモニウム、メタタングス
テン酸アンモニウム Ti:蓚酸チタンアンモニウム、チタンブトキシド、塩
化チタン Ni:硝酸ニッケル、蓚酸ニッケル、塩化ニッケル Fe:硝酸鉄、塩化第二鉄、水酸化鉄 Cr:硝酸クロム、塩化クロム、酸化クロム Co:硝酸コバルト、酢酸コバルト、水酸化コバルト、
塩化コバルト
【0006】本発明においては、上記のようにして得ら
れた複合酸化物触媒を用いてプロパンを気相接触酸化さ
せアクリル酸を製造する方法である。酸化状態にある触
媒層に供給される原料ガス中の分子状酸素量を、触媒層
内での反応により消費されるプロパンの総量に対して必
要な化学量論量よりも少なくする。プロパンの酸化に使
用し、還元状態になった触媒を生成物流から分離し、プ
ロパンと再度接触させる前に酸化性雰囲気中250〜5
00℃に加熱することで酸化状態に活性化させる。プロ
パンをアクリル酸に転化するのに必要な酸素の化学量論
量は、転化されるプロパン1モルに対し2モルの酸素で
あるが、本発明の場合、供給ガス中の分子状酸素の量
は、プロパン1モルに対し、分子状酸素0.5モル以下
であり、好ましくは0.1モル以下である。プロパンか
らのアクリル酸への選択率を高く保つには、上記のよう
に分子状酸素が少ない方が良く、その際、プロパンの酸
化反応により触媒が過剰に還元されないように制御する
のが望ましい。上記の方法は、通常、以下のような工程
により実施される。 (工程1)酸化状態にある触媒とプロパンを350℃〜
500℃の温度条件下で接触させ、酸化反応を行う。プ
ロパンの濃度は、2モル%〜100モル%であり、好ま
しくは、3モル%〜30モル%である。プロパンに対す
る分子状酸素ガスのモル比は0.5以下、好ましくは
0.1以下である。残部の不活性ガスとしては、窒素、
二酸化炭素、水蒸気などであるが、特に水蒸気はアクリ
ル酸の収率を向上させる効果があるため、プロパンに対
する水蒸気のモル比は0.5以上使用するのが好まし
い。使用される触媒の形状は通常流動層触媒としての利
用に適している20〜200μm程度の粒径のものを使
用するのが好ましい。酸化反応器中での原料ガスと触媒
との接触時間は、好ましくは0.1〜30秒である。 (工程2)工程1から排出する触媒および反応生成ガス
を分離し、還元された触媒を再循環固相反応器の再生領
域に輸送し、反応により得られたアクリル酸、プロピレ
ン、および未反応のプロパンを含む排出ガスを回収す
る。 (工程3)工程2によって分離した還元状態の触媒を2
50℃〜500℃の温度条件下、分子状酸素を含有した
ガスと接触させ、酸化状態に再活性化させる。再生領域
中での触媒の滞留時間は、2秒〜10分間で、分子状酸
素含有ガスの接触時間は2秒〜30秒である。 (工程4)工程3で酸化再活性化された触媒を反応領域
に再循環させる。上記工程の反応器圧力は、大気圧〜1
MPaで用いられる。
【0007】工程2において回収した排出ガスからアク
リル酸を分離した後、プロピレンおよびプロパンを含む
ガスを再び気相接触反応装置に導入し、酸化反応の原料
として使用することにより、アクリル酸製造収率を向上
させることが出来る。再度酸化反応に使用するプロピレ
ン及びプロパンを含むガスは、不足分の原料であるプロ
パンを加えて、そのまま再度気相酸化に使用することも
できるが、その際、不活性ガスとして使用したガス、あ
るいは、反応により生成したガスである、窒素、水蒸
気、二酸化炭素、一酸化炭素などの蓄積を避ける為に、
再度反応器に供給するガスの割合を調節するのが好まし
い。また、上記ガスの蓄積を避ける為に、上記ガスの一
部または全量を選択的に分離・除去することにより、プ
ロピレン及びプロパンを濃縮または回収し、再度反応器
に供給する方法が好ましい。上記ガスの分離・除去する
方法としては、例えば、圧力スイング吸着ユニットや、
有機分離膜、無機分離膜を使用したガス分離装置が挙げ
られる。回収したプロパンおよびプロピレンを再度気相
酸化する際に使用される反応装置は、同一の装置でもよ
く、あるいは、別途設置された装置でもよい。
【0008】以下、実施例および比較例を挙げて、本発
明をさらに具体的に説明する。
【参考例1】3000mlのガラス製フラスコ内の蒸留
水1300ml中にメタバナジン酸アンモニウム61.
5gを加え、撹拌下で加熱溶解させた後、三酸化アンチ
モン63.5gおよびモリブデン酸アンモニウム30
5.0gを加えた。さらに、上記フラスコ内に大量の窒
素ガスを流通させて十分に窒素置換した。上記成分から
なる混合物を十分に撹拌させながら、該液中に空気を5
00ml/ 分の流量で吹き込みかつ92℃に昇温して
6.5時間反応させた。得られた青いコロイド分散液状
の分散液を室温まで冷却し、そこに蓚酸131.5gお
よびニオブ酸32.5gを900mlの蒸留水に溶解し
た常温の水溶液を加えた。得られた混合液を、窒素ガス
雰囲気下30分間激しく撹拌した後、加熱処理し乾燥さ
せた。得られた固体を290℃で5時間焼成した後、窒
素ガス気流中において600℃で2時間焼成することに
より、金属酸化物の触媒を得た。この触媒の原子比は、
Mo/V/Sb/Nb=1.0/0.3/0.25/
0.12であった。
【0009】
【実施例1】参考例1によって得た触媒1500gを用
いて、再循環固相反応器において、プロパンの酸化反応
を行った。反応器の酸化反応部は内径2.2cm、高さ
100cmであり、触媒の再酸化装置部は内径10c
m、高さ50cmであった。触媒層の温度が400℃の
反応器にプロパン5容量%、窒素35容量%、水蒸気6
0容量%のガスを接触時間約2秒になるように導入し
た。触媒再酸化部は400℃に維持し、空気を接触時間
10秒になるように流通させた。プロパンの転化率は5
3.5%、アクリル酸の選択率は63.7%であった。
反応器から排出されたガスを室温に冷却し、凝集しなか
ったガス成分からプロパンおよび少量のプロピレンを回
収し、プロパンおよびプロピレンの合計5容量%、窒素
35容量%、水蒸気60容量%のガス組成比になるよう
に再度反応器に供給し反応を行ったところ、上記の反応
結果とほぼ同様の結果が得られた。
【0010】
【発明の効果】本発明の方法によれば、プロパンからア
クリル酸が高収率で合成できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA02 AA08 AA09 BB06A BB06B BB06C BC26A BC26B BC26C BC54A BC54B BC54C BC55A BC55B BC55C BC59A BC59B BC59C BD02A BD02B BD02C CB07 CB17 EA01X EA01Y EA02X EA02Y FB09 FC02 4H006 AA02 AC12 AC46 BA10 BA11 BA12 BA13 BA14 BA19 BA21 BA30 BA75 BA83 BA84 BC10 BC11 BC13 BC30 BD33 BD52 BE30 BS10 4H039 CA65 CC20 CC30

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属Mo、V、SbおよびA(但しA
    は、Nb、Ta、Sn、W、Ti、Ni、Fe、Crお
    よびCoからなる群から選ばれた一種以上の元素であ
    る)を下記組成式(I)で表される割合で含有する金属
    酸化物触媒を使用してプロパンの気相接触酸化によりア
    クリル酸を製造する方法において、反応器への供給ガス
    中のプロパン濃度が2容量%以上で、該供給ガスを構成
    する各ガスの体積比が、プロパン:酸素:希釈ガス=
    1:0〜0.5:0〜49であり、且つ反応により生じ
    る還元状態にある金属酸化物触媒を生成物ガス流から分
    離し、これを再びプロパンと接触させる前に酸素含有ガ
    スで再酸化することを特徴とするアクリル酸の製造方
    法。 MoViSbjAk (I) (式中、i、jおよびkは、いずれも0.001〜3.
    0である)
  2. 【請求項2】 生成ガス流からアクリル酸等を分離した
    後、未反応のプロパンを含むガス状物質を再度反応器に
    供給する請求項1に記載の方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161065A (ja) * 2000-09-29 2002-06-04 Rohm & Haas Co 不飽和カルボン酸の製造方法
WO2004024665A1 (fr) * 2002-09-10 2004-03-25 Arkema Procede de fabrication d'acide acrylique a partir de propane
WO2004024666A1 (fr) * 2002-09-10 2004-03-25 Arkema Procede de fabrication d'acide acrylique a partir de propane, en presence d'oxygene moleculaire
FR2855515A1 (fr) * 2003-05-27 2004-12-03 Atofina Procede de fabrication d'acide acrylique a partir de propane
FR2855514A1 (fr) * 2003-05-27 2004-12-03 Atofina Procede de fabrication d'acide acrylique a partir de propane, en presence d'oxygene moleculaire
JP2005314314A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Mitsubishi Chemicals Corp (メタ)アクリル酸または(メタ)アクロレインの製造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161065A (ja) * 2000-09-29 2002-06-04 Rohm & Haas Co 不飽和カルボン酸の製造方法
WO2004024665A1 (fr) * 2002-09-10 2004-03-25 Arkema Procede de fabrication d'acide acrylique a partir de propane
WO2004024666A1 (fr) * 2002-09-10 2004-03-25 Arkema Procede de fabrication d'acide acrylique a partir de propane, en presence d'oxygene moleculaire
US7332625B2 (en) 2002-09-10 2008-02-19 Arkema Process for the production of acrylic acid from propane
US7345198B2 (en) 2002-09-10 2008-03-18 Arkema Method for the production of acrylic acid from propane, in the presence of molecular oxygen
FR2855515A1 (fr) * 2003-05-27 2004-12-03 Atofina Procede de fabrication d'acide acrylique a partir de propane
FR2855514A1 (fr) * 2003-05-27 2004-12-03 Atofina Procede de fabrication d'acide acrylique a partir de propane, en presence d'oxygene moleculaire
JP2005314314A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Mitsubishi Chemicals Corp (メタ)アクリル酸または(メタ)アクロレインの製造方法
WO2005105714A1 (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Mitsubishi Chemical Corporation (メタ)アクリル酸または(メタ)アクロレインの製造方法
US7388107B2 (en) 2004-04-30 2008-06-17 Mitsubishi Chemical Corporation Process for producing (meth)acrylic acid or (meth)acrolein

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