JP2000300986A - アクリル酸製造用触媒、その調製方法およびアクリル酸の製造方法 - Google Patents
アクリル酸製造用触媒、その調製方法およびアクリル酸の製造方法Info
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Abstract
収率でアクリル酸を製造し得るアクリル酸製造用触媒、
この触媒を調製するに好適な調製方法、この触媒を用い
たアクリル酸の製造方法を提供する。 【解決手段】 担体として、下記処理後の水の比抵抗が
10,000Ωcm(25℃)以上となるものを用い
る。(処理方法)担体300mlを500mlコニカル
ビーカーにとり、120℃で2時間乾燥した後、純水を
(吸水量+220)ml加え、常圧下、90℃で30分
間加熱する。ここで、吸水量とは、下記式で示されるも
のである: 吸水量=A/B ただし、式中、 A=300(ml)×充填密度(g/ml)×吸水率
(wt%)/100 B=水の密度(g/ml)。
Description
触媒、その調製方法およびアクリル酸の製造方法に関
し、詳しくは触媒性能に優れ、しかもその性能を長期に
わたって維持して、アクリル酸を製造し得るアクリル酸
製造用触媒およびこの触媒を調製するに好適な調製方
法、ならびにこの触媒を用いたアクリル酸の製造方法に
関する。
レインを原料として、触媒の存在下で分子状酸素により
接触気相酸化する方法が工業的に広く行われている。こ
のアクリル酸製造用触媒に関しては、モリブデン−バナ
ジウムを主成分とする触媒が主流であり、これらモリブ
デン−バナジウム系触媒の特許としては、例えば、特公
昭50−25914、特公昭57−54172、特開昭
47−8360、特開昭51−70718、特開昭51
−70719各公報などを挙げることができる。
に高い水準に達しているがいまだに収率の向上が求めら
れているのは、アクリル酸の生産規模が大きく、収率が
わずかでも向上するだけで、原料の節約による経済効果
が極めて高いことによるものである。また、この触媒の
寿命ないし耐久性の向上も、それがもたらす経済的効果
は極めて大きい。
活性、選択性および寿命がより優れたアクリル酸製造用
触媒を開発することは、当該技術分野の研究者の継続的
なテーマとなっている。
性能に優れ、長期にわたって安定的に高い収率でアクリ
ル酸を製造し得るアクリル酸製造用触媒およびこの触媒
を調製するに好適な調製方法、ならびにこの触媒を用い
たアクリル酸の製造方法を提供することにある。
を解決するために、アクリル酸製造用触媒に用いられる
担体に着目し、鋭意検討の結果、一般に用いられている
担体を予め洗浄すると、この洗浄担体を用いて得られる
アクリル酸製造用触媒は触媒性能に優れていることを見
出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
ウムを主成分とする金属元素組成の酸化物または複合酸
化物を不活性な担体に担持させてなるアクリル酸製造用
触媒において、該担体として、下記処理後の水の比抵抗
が10,000Ωcm(25℃)以上となるものを用い
ることを特徴とするアクリル酸製造用触媒である。 (処理方法)担体300mlを500mlコニカルビー
カー(JIS R−3503準拠)にとり、120℃で
2時間乾燥した後、純水を(吸水量+220)ml加
え、常圧下、90℃で30分間加熱する。ここで、吸水
量とは、下記式で示されるものである: 吸水量=A/B ただし、式中、 A=300(ml)×充填密度(g/ml)×吸水率
(wt%)/100 B=水の密度(g/ml)。
=W1(g)/1000ml(ここで、W1は乾燥担体を
1000mlメスシリンダー(内径65mm)に200
0ml/分の速さで充填したときにメスシリンダーに充
填される担体の重量である)によって示される。
W2(g))/W2(g)]×100(ここで、W2は乾
燥担体300mlの重量であり、W3は乾燥担体300
mlをステンレス鋼製カゴにいれ、沸騰した純水中で3
0分間沸騰させた後、取り出して、濡れたガーゼで余分
な水分を拭き取ってから秤量したときの重量である)に
よって示される。
を主成分とする金属元素組成の酸化物または複合酸化物
を不活性な担体に担持させてなるアクリル酸製造用触媒
において、該担体として、予め下記処理後の水の比抵抗
が10,000Ωcm(25℃)以上となるまで洗浄し
たものを用いることを特徴とするアクリル酸製造用触媒
の調製方法である: (処理方法)担体300mlを500mlコニカルビー
カーにとり、120℃で2時間乾燥した後、純水を(吸
水量+220)ml加え、常圧下、90℃で30分間加
熱する。ここで、吸水量とは、下記式で示されるもので
ある: 吸水量=A/B ただし、式中、 A=300(ml)×充填密度(g/ml)×吸水率
(wt%)/100 B=水の密度(g/ml)。
媒の存在下にアクロレインまたはアクロレイン含有ガス
を分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより気相酸化
することを特徴とするアクリル酸の製造方法である。
は特に制限はなく、アクロレインまたはアクロレイン含
有ガスを気相酸化してアクリル酸を製造するための酸化
触媒を製造する際に用いることができ、また一般に用い
ることが知られている担体を使用することができる。例
えば、アルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、チタニ
ア、マグネシア、シリカ・マグネシア、シリカ・マグネ
シア・アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ゼオライト
など一般的に触媒用担体として用いられるものを挙げる
ことができるが、なかでも、シリカ・アルミナ、シリカ
・マグネシア・アルミナ、炭化ケイ素が好ましい。
はないが、物性に関していえば、比表面積は2m2/g
以下、好ましくは0.01〜1.5m2/gである。吸
水率は0〜70%、好ましくは0〜50%である。ま
た、平均細孔径は1〜1,500μm、好ましくは5〜
500μmである。また、形状については球状、円柱
状、中空状などいずれでもよく、大きさについては、球
状の場合は直径1〜10mm、好ましくは3〜8mmで
ある。
後の水の比抵抗が10,000Ωcm(25℃)以上と
なるものを用いることに特徴を有する。すなわち、担体
300mlを500mlコニカルビーカーにとり、12
0℃で2時間乾燥した後、純水を(吸水量+220)m
l加え、常圧下、90℃で30分間加熱したとき、この
処理後の水の比抵抗が10,000Ωcm(25℃)以
上、好ましくは15,000〜1,000,000Ωc
m(25℃)、特に好ましくは20,000〜1,00
0,000Ωcm(25℃)となるものを用いる。
処理後の水の導電率を導電率計で測定し、その逆数をも
って示したものであり、本発明においては、例えば比抵
抗が10,000Ωcmの場合、それを10,000Ω
cm(25℃)として表示する。
cm(25℃)以上の担体は、担体を水、好ましくは純
水で洗浄することにより好適に調製できる。
℃で30分間加熱する操作を繰り返して、前記処理後の
水の比抵抗が10,000Ωcm(25℃)以上、好ま
しくは15,000〜1,000,000Ωcm(25
℃)、特に好ましくは20,000から1,000,0
00Ωcm(25℃)となるようにすることである。前
記処理後の水の比抵抗が10,000Ωcm(25℃)
以上となるのであれば、上記操作は1回でもよい。な
お、上記操作を複数回行う場合には、操作毎に新たな水
を用い、操作毎に前記処理後の水の比抵抗を測定する。
水の使用量には特に制限はないが、例えば担体300m
lとすると第1回の操作には、吸水量+220ml、第
1回以降の操作には、220mlの水を用いる。
酸性の水溶液やアンモニア水などの塩基性の水溶液、ま
たは、アルコール類などの有機溶媒で洗浄してもよい。
例えば、硝酸の水溶液で洗浄する場合、常圧下、90℃
で加熱する操作を繰り返すのがよい。この場合、その後
の水洗は必要であるが、この水洗の際には、必ずしも常
圧下90℃で加熱しなくてもよい。
はなく、担体を流水中で一定時間洗浄したり、洗浄液に
浸して一定時間静置するだけでもよく、洗浄液と共に加
熱したり、減圧もしくは加圧条件下で該担体の洗浄を行
って、処理後の水が一定の比抵抗値を示すまで洗浄を行
うことが好ましい。
で洗浄することにより、あるいは前記処理後の水の比抵
抗が10,000Ωcm(25℃)以上である担体を用
いることにより、触媒性能に優れたアクリル酸製造用触
媒を得ることができる。
して、上記担体を使用する点を除けば、従来公知の方法
にしたがって調製することができる。すなわち触媒組成
や調製方法、担体の種類、担体への触媒成分の担持方法
は公知のものいずれでもよい。
物は必ずしもアンモニウム塩、硝酸塩に限られるもので
はなく、各種酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、水酸化
物、有機酸塩などが使用できる。
はなく、アクロレインを気相酸化してアクリル酸を製造
するに有効な量を担持すればよい。例えば、その担持量
は担体の重量基準で1〜200重量%、好ましくは10
〜100重量%である。
クロレインまたはアクロレイン含有ガスを気相酸化しア
クリル酸を製造することは、触媒として上記のアクリル
酸製造用触媒を使用する点を除けば特に制限はなく、こ
の種の反応に用いることができ、また、一般に用いるこ
とが知られている方法にしたがって行うことができる。
例えば、アクロレインまたはアクロレイン含有ガスを1
80〜350℃、好ましくは200〜330℃の温度で
常圧または加圧下に触媒と接触させればよい。
説明する。導電率の測定は導電率計(カスタニーLAB
導電率計DS−12、HORIBA製)を用いて行っ
た。
チ・球形、充填密度1.20g/ml、吸水率20%)
を3Lの純水を用い、90℃で30分間加熱して洗浄し
た。
ブデン酸アンモニウム676g、メタバナジン酸アンモ
ニウム149g、パラタングステン酸アンモニウム21
5gを溶解させた。別に、水200mlを加熱撹拌しな
がら硝酸銅154g溶解させた。得られた2つの水溶液
を混合し湯浴上の磁性蒸発皿に入れ、120℃で充分乾
燥させた上記洗浄担体2Lと共に撹拌させながら蒸発乾
固して担体に触媒成分を担持した後、400℃で6時間
空気流通下で熱処理して触媒1を得た。この触媒の酸素
を除く金属元素組成は次の通りであった。 Mo12V4W2.5Cu2 なお、上記使用した担体300mlを500mlのコニ
カルビーカーにとり、120℃で2時間乾燥した後、純
水を292ml(=(300×1.20×0.2)+2
20)加え、常圧下、90℃で30分間加熱した。担体
を分離した後の水の導電率を測定し、比抵抗を求めたと
ころ、16,300Ωcm(25℃)であった。
℃で30分間加熱して洗浄した後、水を分離し、引き続
き新たに純水2Lを加えて90℃で30分間加熱して洗
浄した。
た以外は実施例1と同様にして触媒2を得た。
上記使用した担体について導電率を測定し、比抵抗を求
めたところ、23,100Ωcm(25℃)であった。
℃で30分間加熱して洗浄した。その後、水を分離し、
新たに純水2Lを加えて90℃で30分間加熱して洗浄
する操作を2回繰り返した。
ブデン酸アンモニウム676g、メタバナジン酸アンモ
ニウム149g、パラタングステン酸アンモニウム21
5gを溶解させた。別に、水200mlを加熱撹拌しな
がら硝酸銅154g溶解させた。得られた2つの水溶液
を混合し、加熱撹拌を続けながら蒸発乾固したのち、ブ
ロック状で乾燥機中にて120℃で5時間乾燥し、約1
00メッシュに粉砕し、粉体を得た。120℃で充分乾
燥させた上記洗浄担体2Lを遠心流動コーティング装置
に投入し、続いて結合材としての蒸留水と共に上記の粉
体を90℃の熱風を通しながら投入して担体に担持させ
た。かくして得られた球状粒子を、400℃で6時間空
気流通下で熱処理して触媒3を得た。
上記使用した担体について導電率を測定し、比抵抗を求
めたところ、24,700Ωcm(25℃)であった。
(2mol/L)を加え、常圧下、90℃で30分間加
熱した。その後、硝酸水溶液を分離し、新たに純水2L
を加えて90℃で30分間加熱して洗浄する操作を2回
繰り返した。
た以外は実施例1と同様にして触媒4を得た。
上記使用した担体について導電率を測定し、比抵抗を求
めたところ、21,600Ωcm(25℃)であった。
同じ担体について導電率を測定し、比抵抗を求めたとこ
ろ、8,500Ωcm(25℃)であった。
た以外は実施例1と同様にして触媒5を得た。
球形、充填密度1.30g/ml、吸水率5%)を3L
の純水を用い、90℃で30分間加熱して洗浄した。そ
の後、水を分離し、引き続き新たに純水2Lを加えて9
0℃で30分間加熱して洗浄する操作を2回繰り返し
た。
た以外は実施例1と同様にして触媒6を得た。
0mlのコニカルビーカーにとり、120℃で2時間乾
燥した後、純水を240ml(=(300×1.30×
0.05)+220)加え、常圧下、90℃で30分間
加熱した。担体を分離した後の水の導電率を測定し、比
抵抗を求めたところ、20,600Ωcm(25℃)で
あった。
(アンモニア29%含有)を加え、常圧下、90℃で3
0分間加熱した。その後、アンモニア水を分離し、新た
に純水2Lを加えて90℃で30分間加熱して洗浄する
操作を2回繰り返した。
た以外は実施例3と同様にして触媒7を得た。
上記使用した担体について導電率を測定し、比抵抗を求
めたところ、13,300Ωcm(25℃)であった。
同じ担体について導電率を測定し、比抵抗を求めたとこ
ろ、7,900Ωcm(25℃)であった。
た以外は実施例1と同様にして触媒8を得た。
インチ・球形、充填密度1.0g/ml、吸水率30
%)を3Lの純水を用い、90℃で30分間加熱して洗
浄した。その後、水を分離し、新たに純水2Lを加えて
90℃で30分間加熱して洗浄する操作を2回繰り返し
た。
た以外は実施例1と同様にして触媒9を得た。
0mlのコニカルビーカーにとり、120℃で2時間乾
燥した後、純水を310ml(=(300×1.0×
0.3)+220)加え、常圧下、90℃で30分間加
熱した。担体を分離した後の水の導電率を測定し、比抵
抗を求めたところ、11,900Ωcm(25℃)であ
った。
同じ担体について導電率を測定し、比抵抗を求めたとこ
ろ、9,000Ωcm(25℃)であった。
た以外は実施例1と同様にして触媒10を得た。
1〜触媒10)500mlを直径25mmのステンレス
製U字管内に充填し、下記組成の反応ガスを空間速度
(SV)2,000Hr-1で導入し、反応させた。結果
を表1に示す。 アクロレイン 5容量% 空気 25容量% 水蒸気 20容量% 窒素 50容量%実施例9 実施例1および比較例1で得られた触媒(触媒1および
触媒5)を実施例8に記載の反応条件で反応させ、この
反応を4,000時間継続して行った。結果を表2に示
す。
性、選択性および触媒寿命に優れ、長期にわたって高収
率でアクリル酸を製造することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 モリブデンとバナジウムを主成分とする
金属元素組成の酸化物または複合酸化物を不活性な担体
に担持させてなるアクリル酸製造用触媒において、該担
体として、下記処理後の水の比抵抗が10,000Ωc
m(25℃)以上となるものを用いることを特徴とする
アクリル酸製造用触媒: (処理方法)担体300mlを500mlコニカルビー
カーにとり、120℃で2時間乾燥した後、純水を(吸
水量+220)ml加え、常圧下、90℃で30分間加
熱する。ここで、吸水量とは、下記式で示されるもので
ある: 吸水量=A/B ただし、式中、 A=300(ml)×充填密度(g/ml)×吸水率
(wt%)/100 B=水の密度(g/ml)。 - 【請求項2】 アクリル酸製造用触媒が、一般式1 MoaVbWcCudXeYfZgOh (1) (ただし、式中、Moはモリブデン、Vはバナジウム、
Wはタングステン、Cuは銅、Xはジルコニウム、チタ
ニウムおよびセリウムよりなる群から選ばれた少なくと
も1種の元素、Yはマグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウムおよびバリウムよりなる群から選ばれた少なく
とも1種の元素、Zはニオブ、アンチモン、スズ、テル
ル、リン、コバルト、ニッケル、クロム、マンガン、亜
鉛およびビスマスよりなる群から選ばれた少なくとも1
種の元素、Oは酸素であり、a=12としたとき、b=
1〜14、0<c≦12、0<d≦6、e=0〜10、
f=0〜3、g=0〜10およびhは各元素の酸化状態
により定まる数値である)で表される金属元素組成の酸
化物または複合酸化物を不活性な担体に担持させてなる
ものである請求項1記載のアクリル酸製造用触媒。 - 【請求項3】 モリブデンとバナジウムを主成分とする
金属元素組成の酸化物または複合酸化物を不活性な担体
に担持させてなるアクリル酸製造用触媒において、該担
体として、予め下記処理後の水の比抵抗が10,000
Ωcm(25℃)以上となるまで洗浄したものを用いる
ことを特徴とするアクリル酸製造用触媒の調製方法: (処理方法)担体300mlを500mlコニカルビー
カーにとり、120℃で2時間乾燥した後、純水を(吸
水量+220)ml加え、常圧下、90℃で30分間加
熱する。ここで、吸水量とは、下記式で示されるもので
ある: 吸水量=A/B ただし、式中、 A=300(ml)×充填密度(g/ml)×吸水率
(wt%)/100 B=水の密度(g/ml)。 - 【請求項4】 請求項1または請求項2のアクリル酸製
造用触媒の存在下にアクロレインまたはアクロレイン含
有ガスを分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより気
相酸化することを特徴とするアクリル酸の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23435799A JP4041250B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-08-20 | アクリル酸製造用触媒、その調製方法およびアクリル酸の製造方法 |
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---|---|---|---|
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JP11-41917 | 1999-02-19 | ||
JP23435799A JP4041250B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-08-20 | アクリル酸製造用触媒、その調製方法およびアクリル酸の製造方法 |
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JP2000300986A true JP2000300986A (ja) | 2000-10-31 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007167748A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | メタクリル酸合成用触媒およびその製造方法、メタクリル酸の製造方法 |
CN105148900A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-12-16 | 北京林业大学 | 一类用于阳离子型染料废水湿式催化氧化的催化剂、制备方法及其应用 |
-
1999
- 1999-08-20 JP JP23435799A patent/JP4041250B2/ja not_active Expired - Fee Related
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