JP2000354765A - Production of metal oxide catalyst - Google Patents

Production of metal oxide catalyst

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JP2000354765A
JP2000354765A JP11171636A JP17163699A JP2000354765A JP 2000354765 A JP2000354765 A JP 2000354765A JP 11171636 A JP11171636 A JP 11171636A JP 17163699 A JP17163699 A JP 17163699A JP 2000354765 A JP2000354765 A JP 2000354765A
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metal
metal oxide
acrylic acid
compound
catalyst
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Shinrin To
新林 屠
Mamoru Takahashi
衛 高橋
Hiroshi Niitsuma
裕志 新妻
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Toagosei Co Ltd
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Toagosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a catalyst suitable for producing acrylic acid at high yield from propane by gas phase catalytic oxidation. SOLUTION: The metal oxide catalyst for producing acrylic acid is produced by depositing a compound comprising an element X (X is one or more elements selected from the group consisting of Na and K) as the main component on powder of a metal oxide containing a metal element Mo, V, Sb or A (A is Nb or Ta) and a B (B is one or more elements selected from the group consisting of Ag, Zn, Sn, Pb, As, Cu, Tl and Se) and sintering the mixture of the metal compounds at 400 deg.C or higher.

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、プロパンを気相接
触酸化によるアクリル酸の製造方法に使用される金属酸
化物触媒の製造方法および該金属酸化物触媒を用いるア
クリル酸の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing a metal oxide catalyst used in a method for producing acrylic acid by gas phase catalytic oxidation of propane and a method for producing acrylic acid using the metal oxide catalyst. is there.

【0002】[0002]

【従来技術】アクリル酸は、従来プロピレンと酸素とを
接触酸化させてアクロレインを製造し、次いでアクロレ
インと酸素と接触酸化させるという二段酸化法により製
造されている。他方、上記二段酸化法と比較して製造コ
ストを大幅に低減できる可能性のある一段酸化法すなわ
ちプロパンを出発原料として用い、それと酸素から一段
の反応でアクリル酸を製造する方法の実用化に関する研
究も各所で行われている。たとえば特開平9−3160
23号公報には、プロパンの一段酸化法によるアクリル
酸の製法において、Mo、VおよびSbを必須金属と
し、それらとNb、Ta、W、Ti、CrおよびFe等
からなる金属群から選ばれた金属とからなる4成分系の
金属酸化物触媒が提案されており、また特開平10−4
5664号公報にも同様な金属からなる4成分系の金属
酸化物触媒が開示されている。
2. Description of the Related Art Acrylic acid is conventionally produced by a two-stage oxidation method in which propylene and oxygen are contact-oxidized to produce acrolein, and then acrolein is contact-oxidized with oxygen. On the other hand, the present invention relates to the practical use of a single-stage oxidation method which can significantly reduce the production cost as compared with the above-described two-stage oxidation method, that is, a method of using acrylic acid as a starting material and producing acrylic acid by a one-step reaction with oxygen. Research is being conducted in various places. For example, JP-A-9-3160
No. 23 discloses that in a process for producing acrylic acid by a one-stage oxidation method of propane, Mo, V, and Sb are used as essential metals and selected from a metal group consisting of Nb, Ta, W, Ti, Cr, Fe, and the like. A four-component metal oxide catalyst comprising a metal has been proposed.
No. 5664 also discloses a four-component metal oxide catalyst made of a similar metal.

【0003】上記4成分系の金属酸化物触媒よりもアク
リル酸合成反応における転化率および選択率に優れる触
媒として、特開平10−120617号公報には、前記
特開平9−316023号公報に開示の4成分系金属酸
化物触媒に、さらにAs、Pまたはアルカリ金属を含む
溶液を含浸させてなる基本的に5成分系の金属酸化物触
媒が開示されている。かかる5成分系の金属酸化物触媒
によれば、プロパンの一段酸化法により収率約20〜2
5%でアクリル酸を合成できる。また、特開平10−2
8862号公報は、主にニトリル合成のためのアルカン
とアンモニアの接触酸化反応触媒に関するものである
が、前記特開平10−45664号公報に開示の4成分
系金属酸化物触媒に、さらにMo、W、Zr、Cr、T
i、Nb、Ta、Fe、P、Si、アルカリ金属または
アルカリ土類金属等から選ばれた1種以上の元素を担持
させた金属酸化物触媒が提案されている。
As a catalyst having a higher conversion and selectivity in an acrylic acid synthesis reaction than the above four-component metal oxide catalyst, JP-A-10-120617 discloses a catalyst disclosed in JP-A-9-316023. A basically five-component metal oxide catalyst in which a four-component metal oxide catalyst is further impregnated with a solution containing As, P or an alkali metal is disclosed. According to such a five-component metal oxide catalyst, the yield is about 20 to 2 by a one-step oxidation method of propane.
Acrylic acid can be synthesized at 5%. Also, JP-A-10-2
No. 8862 relates mainly to a catalyst for the catalytic oxidation reaction of alkane and ammonia for nitrile synthesis. In addition to the four-component metal oxide catalyst disclosed in the above-mentioned JP-A-10-45664, Mo, W , Zr, Cr, T
A metal oxide catalyst supporting one or more elements selected from i, Nb, Ta, Fe, P, Si, an alkali metal or an alkaline earth metal has been proposed.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、金属化合物の混合物を
400℃以上で焼成してなる、金属元素Mo、V、S
b、A(AはNbまたはTa)およびB(BはAg、Z
n、Sn、Pb、As、Cu、TlおよびSeからなる
群から選ばれた1種以上の元素)を含有する金属酸化物
の粉末に、元素X(但し、XはNaおよびKからなる群
より選ばれた1種以上の元素)を構成成分とする化合物
を担持させ、しかる後焼成することを特徴とするアクリ
ル酸製造用の金属酸化物触媒の製造方法である。以下、
本発明についてさらに詳しく説明する。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, completed the present invention. That is, the present invention provides a metal element Mo, V, S formed by firing a mixture of metal compounds at 400 ° C. or higher.
b, A (A is Nb or Ta) and B (B is Ag, Z
The powder of the metal oxide containing at least one element selected from the group consisting of n, Sn, Pb, As, Cu, Tl and Se is added to the element X (where X is a group consisting of Na and K). A method for producing a metal oxide catalyst for producing acrylic acid, which comprises supporting a compound having at least one selected element (at least one selected element) as a constituent component, followed by firing. Less than,
The present invention will be described in more detail.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明において元素X(但し、X
はNaおよびKからなる群より選ばれた1種以上の元
素)を構成成分とする化合物を担持させる金属酸化物
を、以下担持用酸化物という。本発明における担持用酸
化物としては、以下の製法によって得られるものが好ま
しく使用できる。すなわち、水性媒体中で、モリブデン
酸アンモニウム、酸化モリブデンまたはモリブデン酸等
のMo+6を構成元素とするMo+6化合物の存在下に、メ
タバナジン酸アンモンニウムまたは五酸化バナジウム等
のV+5化合物および三酸化アンチモンまたは酢酸アンチ
モン等のSb+3化合物を70℃以上の温度で反応させた
後に(以下これまでの操作を工程1という)、得られる
反応生成物に金属元素AすなわちNbまたはTaを構成
成分とする化合物を加えて均一に混合する工程(以下こ
の操作を工程2という)により製造される混合物に、さ
らに金属元素Bを構成元素とする化合物(以下金属B化
合物ということがある)を添加する。金属B化合物は、
前記工程1におけるMo+6化合物とともに使用するか、
または工程2におけるNbまたはTaを構成成分とする
化合物とともに使用することにより、他の成分と混合す
ることが好ましい。Nb化合物としては、酸化ニオブお
よびニオブ酸等が挙げられ、またTa化合物としては、
酸化タンタルおよびタンタル酸等が挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, an element X (provided that X
Is a metal oxide that supports a compound having at least one element selected from the group consisting of Na and K) as a constituent. As the supporting oxide in the present invention, those obtained by the following production method can be preferably used. That is, in an aqueous medium, in the presence of a Mo +6 compound having Mo +6 as a constituent element, such as ammonium molybdate, molybdenum oxide or molybdic acid, a V +5 compound such as ammonium monvanadate or vanadium pentoxide and After reacting an Sb +3 compound such as antimony trioxide or antimony acetate at a temperature of 70 ° C. or higher (hereinafter, the above operation is referred to as step 1), a metal element A, ie, Nb or Ta is formed in the obtained reaction product. A compound containing a metal element B as a constituent element (hereinafter sometimes referred to as a metal B compound) is further added to a mixture produced by a step of adding and uniformly mixing the compound as a component (hereinafter, this operation is referred to as step 2). I do. The metal B compound is
Used together with the Mo +6 compound in the step 1,
Alternatively, it is preferable to mix with other components by using together with a compound containing Nb or Ta as a component in step 2. Examples of the Nb compound include niobium oxide and niobate, and examples of the Ta compound include:
Examples include tantalum oxide and tantalic acid.

【0006】金属B化合物としては、硝酸銀、酢酸銀、
炭酸銀等の銀化合物;硝酸亜鉛、酸化亜鉛等の亜鉛化合
物;塩化第一錫、塩化第二錫等の錫化合物;酢酸鉛、塩
化鉛等の鉛化合物;三酸化砒素、酸化砒素等の砒素化合
物;硝酸銅、酸化第二銅、酸化第一銅等の銅化合物;硝
酸第一タリウム、硝酸第二タリウム等のタリウム化合
物;セレン酸、亜セレン酸、塩化セレン酸等のセレン化
合物が挙げられる。
[0006] As the metal B compound, silver nitrate, silver acetate,
Silver compounds such as silver carbonate; zinc compounds such as zinc nitrate and zinc oxide; tin compounds such as stannous chloride and stannic chloride; lead compounds such as lead acetate and lead chloride; arsenic such as arsenic trioxide and arsenic oxide. Compounds; Copper compounds such as copper nitrate, cupric oxide, cuprous oxide; thallium compounds such as thallous nitrate and thallous nitrate; selenium compounds such as selenic acid, selenous acid, and selenic chloride; .

【0007】担持用酸化物における金属元素Mo、V、
Sb、AおよびBの好ましい原子比は、下記組成式
(1)において、gおよびhは、各々0.01〜1.5
でかつh/g=0.3〜1であり、iは0.001〜
3.0であり、jは0.0001〜0.05である。 MoVgSbhAiBj (1) h/gが0.3未満であると、アクリル酸の選択率が低
い。iが0.001未満であると触媒の劣化が起こり易
く、一方3.0を越えると触媒が低活性となり、プロパ
ンの転化率に劣る。jが0.0001未満であると元素
Bの添加効果が発現せず、一方0.05を越えるとアク
リル酸の収率が低下する。
The metal elements Mo, V,
A preferable atomic ratio of Sb, A and B is such that in the following composition formula (1), g and h are each 0.01 to 1.5.
And h / g = 0.3 to 1, and i is 0.001 to
3.0 and j is 0.0001 to 0.05. MoVgSbhAiBj (1) When h / g is less than 0.3, the selectivity for acrylic acid is low. If i is less than 0.001, the catalyst is liable to deteriorate, while if i exceeds 3.0, the catalyst has low activity and the conversion of propane is poor. If j is less than 0.0001, the effect of adding the element B is not exhibited, while if it exceeds 0.05, the yield of acrylic acid decreases.

【0008】担持用酸化物の製法において、工程1の反
応は、水性媒体の沸点付近で、10〜30時間行うこと
が好ましい。さらに、Sb+3、V+5およびMo+6の三者
間の酸化還元反応を促進するために、工程1における反
応液中に酸素ガスを吹き込むか、または酸化還元反応が
ある程度進行した後に反応液中に過酸化水素を滴下する
ことが好ましい。酸素ガスの代わりに空気等の酸素ガス
を含有する気体を使用しても良く、酸素ガス含有気体に
おける好ましい酸素ガス濃度は、0.5vol %以上であ
り、さらに好ましくは、1〜20vol %であり、特に好
ましくは、2〜15vol %(以下%と略す)である。酸
素ガス含有気体の反応液中への吹き込み時間は、4時間
以上が好ましい。過酸化水素の滴下に当たっては、過酸
化水素濃度が0.01〜35重量%程度の過酸化水素水
を用いることが好ましく、過酸化水素の好ましい滴下量
は、モル比でSbの1に対して、0.2〜1.2である。そ
の際に滴下を受ける反応液の好ましい温度は80〜10
0℃である。また、過酸化水素の滴下は短時間内で終了
させてもよいし、長時間に渡ってもよい。
In the method for producing a supporting oxide, the reaction in step 1 is preferably carried out at around the boiling point of the aqueous medium for 10 to 30 hours. Further, in order to promote the redox reaction among the three members of Sb +3 , V +5 and Mo +6 , oxygen gas is blown into the reaction solution in Step 1 or the reaction is carried out after the oxidation-reduction reaction has progressed to some extent. It is preferable to drop hydrogen peroxide into the liquid. Instead of oxygen gas, a gas containing oxygen gas such as air may be used. The preferred oxygen gas concentration in the oxygen gas-containing gas is 0.5 vol% or more, and more preferably 1 to 20 vol%. Particularly preferably, it is 2 to 15 vol% (hereinafter abbreviated as%). The time for blowing the oxygen gas-containing gas into the reaction solution is preferably 4 hours or more. In dropping the hydrogen peroxide, it is preferable to use a hydrogen peroxide solution having a hydrogen peroxide concentration of about 0.01 to 35% by weight, and a preferable dropping amount of the hydrogen peroxide is 1 mol of Sb to 1 mol of Sb. , 0.2 to 1.2. In this case, the preferable temperature of the reaction solution to be dropped is 80 to 10
0 ° C. Further, the dropping of hydrogen peroxide may be completed within a short time, or may be performed for a long time.

【0009】工程2においては、上記反応の反応生成物
であるMo、VおよびSbを含む分散液またはその蒸発
乾固物に、Nb化合物またはTa化合物を加えて均一に
混合する。Nb化合物は、蓚酸塩の水溶液の形で用いる
ことが好ましく、その際には、工程1で得られた反応液
にアンモニウムイオンを共存させておくことが好まし
く、Nbに対するアンモニウムイオンおよび蓚酸イオン
の割合は、モル比でNbの1に対して、アンモニウムイ
オン2〜7および蓚酸イオン4〜12が好ましい。アン
モニウムイオンを与える化合物としては、アンモニアま
たはその水溶液が好ましい。上記工程1または工程2に
おいて、前述のとおり、反応液中に金属B化合物を加え
ることにより、Mo、V、Sb、AおよびBを含有する
混合物が得られ、それを400℃以上で焼成することに
より本発明における担持用酸化物が得られる。
In step 2, an Nb compound or a Ta compound is added to a dispersion containing Mo, V and Sb, which are reaction products of the above reaction, or an evaporated to dryness thereof, and mixed uniformly. The Nb compound is preferably used in the form of an aqueous solution of oxalate, in which case it is preferable that ammonium ions coexist in the reaction solution obtained in step 1, and the ratio of ammonium ions and oxalate ions to Nb Is preferably an ammonium ion of 2 to 7 and an oxalate ion of 4 to 12 based on 1 of Nb in a molar ratio. As the compound that gives an ammonium ion, ammonia or an aqueous solution thereof is preferable. In the above step 1 or 2, as described above, a mixture containing Mo, V, Sb, A, and B is obtained by adding the metal B compound to the reaction solution, and firing the mixture at 400 ° C. or higher. Thus, the supporting oxide according to the present invention is obtained.

【0010】焼成に当たっては、まず酸素ガスの存在
下、例えば空気中等で、250〜350°Cで4〜10
時間の加熱を行い、その後不活性ガス中で500〜66
0°Cで1〜3時間焼成を行なうことが好ましい。上記
焼成により得られる金属酸化物の中の金属元素の含有量
は、螢光X線分析によって確認できる。上記方法により
得られる担持用金属酸化物は、適当な粒度にまで粉砕し
て、粉末として使用する。粉砕方法としては、乾式粉砕
法または湿式粉砕法のいずれの方法も使用でき、粉砕装
置としては、乳鉢、ボールミル等が挙げられる。湿式粉
砕の場合には、粉砕の助剤として使用される溶媒の種類
は、水、アルコール類などが挙げられる。本触媒の好ま
しい粒度は、20μm以下であり、さらに好ましくは5
μm以下である 。
In the firing, first, in the presence of oxygen gas, for example, in the air, etc., at 250 to 350 ° C. for 4 to 10 minutes.
Heating for 500 hours and then 500-66 in inert gas.
It is preferable to perform firing at 0 ° C. for 1 to 3 hours. The content of the metal element in the metal oxide obtained by the calcination can be confirmed by fluorescent X-ray analysis. The supporting metal oxide obtained by the above method is pulverized to an appropriate particle size and used as a powder. As a pulverization method, any of a dry pulverization method and a wet pulverization method can be used, and examples of the pulverization device include a mortar and a ball mill. In the case of wet grinding, examples of the type of the solvent used as a grinding aid include water and alcohols. The preferred particle size of the catalyst is 20 μm or less, more preferably 5 μm.
μm or less.

【0011】本発明においては、前記金属酸化物の粉末
に、元素X(但し、XはNaおよびKからなる群から選
ばれた1種以上の元素)を構成成分とする化合物を担持
させる。Xの好ましい担持量は、担持用酸化物における
Moを基準とする元素Xの原子比で、0.001〜0.
3であり、さらに好ましくは、0.002〜0.1であ
る。Moを基準とする上記元素Xの原子比が、0.00
1未満であるとアクリル酸収率が低く、一方0.3を超
えると担持用酸化物の活性表面を元素X酸化物が覆うた
めにプロパンの転化率が低下する。金属X化合物の具体
例としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水
酸化ナトリウム、硝酸ナトリウムおよび酸化ナトリウム
等のNa化合物、ならびに水酸化カリウム、炭酸水素カ
リウム、硝酸カリウムおよび酸化カリウム等のK化合物
が挙げられる。
In the present invention, a compound containing the element X (where X is one or more elements selected from the group consisting of Na and K) is carried on the metal oxide powder. The preferable loading amount of X is 0.001 to 0. 0 in the atomic ratio of element X based on Mo in the supporting oxide.
3, more preferably 0.002 to 0.1. The atomic ratio of the element X based on Mo is 0.00
If it is less than 1, the yield of acrylic acid is low. On the other hand, if it exceeds 0.3, the active surface of the supporting oxide is covered with the element X oxide, so that the conversion of propane decreases. Specific examples of the metal X compound include Na compounds such as sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydroxide, sodium nitrate and sodium oxide, and K compounds such as potassium hydroxide, potassium hydrogen carbonate, potassium nitrate and potassium oxide. .

【0012】金属酸化物の粉末への金属X化合物の担持
方法としては、金属X化合物を水または有機溶剤に溶解
させた溶液と担持用酸化物の粉末とを混合させる方法が
好ましい。また、上記の担持用酸化物の湿式粉砕で用い
る各種溶媒中に金属X化合物を溶解させ、これを用いて
湿式粉砕を行ってもよい。金属X化合物溶液の濃度とし
ては、0.1〜1.0モル/リットルが適当であり、ま
た該溶液と担持用酸化物の比率は、担持用酸化物100
重量部当たり20〜50重量部が好ましい。金属X化合
物の溶液と担持用酸化物の粉末を混合した後、攪拌し
て、できる限り均一に混合する。混合物中の溶剤を、蒸
発乾固等により蒸発させることにより、金属X化合物の
担持された金属酸化物粉末が得られる。
As a method of supporting the metal X compound on the powder of the metal oxide, a method of mixing a solution in which the metal X compound is dissolved in water or an organic solvent with the powder of the supporting oxide is preferable. Further, the metal X compound may be dissolved in various solvents used in wet grinding of the above-mentioned oxide for support, and wet grinding may be performed using the metal X compound. The concentration of the metal X compound solution is suitably from 0.1 to 1.0 mol / l, and the ratio of the solution to the supporting oxide is 100 mol / l.
20 to 50 parts by weight per part by weight is preferred. After mixing the solution of the metal X compound and the powder of the supporting oxide, the mixture is stirred and mixed as uniformly as possible. By evaporating the solvent in the mixture by evaporating to dryness or the like, a metal oxide powder carrying the metal X compound is obtained.

【0013】得られた金属酸化物粉末は、所望により3
00〜500℃で1〜5時間焼成してもよいが、必ずし
も焼成しなくても良い。焼成の雰囲気としては、空気ま
たは窒素ガス等が適用できるが、好ましくは窒素ガス雰
囲気である。得られた金属酸化物触媒における構成金属
量の確認は、蛍光X線分析等によって行うことができ
る。上記方法によって得られる金属酸化物触媒(以下単
に触媒ということもある)は、無担体の状態でも使用で
きるが、適当な粒度を有するシリカ、アルミナ、シリカ
アルミナおよびシリコンカーバイド等の担体に担持させ
た状態で使用することもできる
The obtained metal oxide powder is optionally 3
Although firing may be performed at 00 to 500 ° C. for 1 to 5 hours, firing is not necessarily required. As the firing atmosphere, air, nitrogen gas, or the like can be used, but a nitrogen gas atmosphere is preferable. Confirmation of the amount of constituent metals in the obtained metal oxide catalyst can be performed by fluorescent X-ray analysis or the like. The metal oxide catalyst obtained by the above method (hereinafter sometimes simply referred to as a catalyst) can be used without a carrier, but is supported on a carrier having an appropriate particle size, such as silica, alumina, silica-alumina and silicon carbide. Can also be used in state

【0014】本発明のアクリル酸の製造方法は、前記触
媒の存在下に、原料であるプロパンおよび酸素ガスを反
応器に供給して反応させるものである。プロパンおよび
酸素ガスは、別々に反応器に導入して反応器内で混合さ
せてもよく、また予め両者を混合させた状態で反応器に
導入しても良い。酸素ガスとしては、純酸素ガスまたは
空気、ならびにこれらを窒素、スチームまたは炭酸ガス
で希釈したガスが挙げられる。プロパンおよび空気を使
用する場合、空気のプロパンに対する使用割合は、容積
比で30倍以下が好ましく、さらに好ましくは0.〜2
0倍の範囲である。好ましい反応温度は300〜600
℃であり、より好ましくは350〜500℃である。ま
た、ガス空間速度(以下SVという)としては、300
〜5000ml/Hrが適当である。以下、製造例、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。
In the method for producing acrylic acid of the present invention, propane and oxygen gas as raw materials are supplied to a reactor in the presence of the catalyst to cause a reaction. Propane and oxygen gas may be separately introduced into the reactor and mixed in the reactor, or may be introduced into the reactor in a state where both are mixed in advance. Examples of the oxygen gas include pure oxygen gas or air, and a gas obtained by diluting them with nitrogen, steam, or carbon dioxide. When propane and air are used, the ratio of air to propane is preferably 30 times or less by volume, and more preferably 0.1 times or less. ~ 2
The range is 0 times. Preferred reaction temperatures are 300-600
° C, more preferably 350-500 ° C. The gas space velocity (hereinafter referred to as SV) is 300
55000 ml / Hr is appropriate. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Production Examples, Examples, and Comparative Examples.

【0015】[0015]

【製造例1】(担持用酸化物aの製造)300mlのガ
ラス製フラスコ内の蒸留水130ml中に、メタバナジ
ン酸アンモニウム6.15gを加え、攪拌下で加熱溶解
させた後、三酸化アンチモン5.87g、モリブデン酸
アンモニウム30.9gおよび硝酸タリウム(2価)
0.14gをを加えた。上記成分からなる混合液を36
0回転/分の速度で攪拌機を回転させながら、窒素ガス
雰囲気下で16時間加熱還流を行った。その後、加熱攪
拌を継続しながら、反応液中に1.54重量%の過酸化
水素水40gを5分かけて滴下した。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
8.82g、ニオブ酸2.33gおよび28重量%アン
モニア水3.0gを75ml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30分間激しく攪拌
した後、徐々に水分を蒸発させ最終的に120℃で乾固
させた。上記操作によって得られた固体を280℃で5
時間焼成した後、窒素ガス雰囲気下で580℃で2時間
焼成し、担持用酸化物aを得た。得られた担持用酸化物
bの構成金属の割合は、Mo/V/Sb/Nb/Tl=
1.0/0.3/0.23/0.08/0.003であ
った。
[Production Example 1] (Production of oxide for supporting a) 6.15 g of ammonium metavanadate was added to 130 ml of distilled water in a 300 ml glass flask, and dissolved by heating under stirring. 87 g, ammonium molybdate 30.9 g and thallium nitrate (divalent)
0.14 g was added. A mixture comprising the above components was added to 36
The mixture was heated and refluxed for 16 hours in a nitrogen gas atmosphere while rotating the stirrer at a rate of 0 rotation / minute. Thereafter, while continuing the heating and stirring, 40 g of a 1.54% by weight aqueous hydrogen peroxide solution was dropped into the reaction solution over 5 minutes. The resulting blue colloidal dispersion was cooled to room temperature, and a room temperature aqueous solution obtained by dissolving 8.82 g of oxalic acid, 2.33 g of niobic acid, and 3.0 g of 28% by weight aqueous ammonia in 75 ml of distilled water was added thereto. Was. After vigorously stirring the resulting mixture for 30 minutes, the water was gradually evaporated and finally dried at 120 ° C. The solid obtained by the above-mentioned operation was
After calcination for 2 hours, the mixture was calcined at 580 ° C. for 2 hours in a nitrogen gas atmosphere to obtain a supporting oxide a. The ratio of the constituent metals of the obtained supporting oxide b was Mo / V / Sb / Nb / Tl =
1.0 / 0.3 / 0.23 / 0.08 / 0.003.

【0016】[0016]

【製造例2】(担持用酸化物bの製造)製造例1におい
て、硝酸タリウム0.14gに代えて、82重量%セレ
ン溶液0.317gを加えた。それ以外の点はすべて製
造例1と同様に操作を行い、担持用酸化物bを得た。担
持用酸化物bの構成金属の割合は、Mo/V/Sb/N
b/Se=1.0/0.3/0.23/0.08/0.
008であった。
[Production Example 2] (Production of supporting oxide b) In Preparation Example 1, 0.317 g of a 82% by weight selenium solution was added instead of 0.14 g of thallium nitrate. In all other respects, the same operation as in Production Example 1 was carried out to obtain a supporting oxide b. The ratio of the constituent metals of the supporting oxide b is Mo / V / Sb / N
b / Se = 1.0 / 0.3 / 0.23 / 0.08 / 0.
008.

【0017】[0017]

【実施例1】製造例1で得られた担持用酸化物aの10
gに、炭酸ナトリウム0.034gを蒸留水7gに溶解
させた溶液を加えて充分混合した後、120℃で1時間
乾燥させ金属酸化物触媒を得た。得られた触媒を蛍光X
線によって分析した結果、Mo/V/Sb/Nb/Tl
/Na(含浸)の原子比は、1.0/0.3/0.23
/0.08/0.003/0.013であった。得られ
た触媒を16〜30メッシュに粉砕し、1.5mlを1
0mmφの石英製の反応管に充填した。反応管は390
℃に加温し、そこにプロパン4.5%、酸素ガス7.1
%、窒素ガス25%および水蒸気63.4%からなる混
合ガスをSV=2380/Hrの速度(接触時間2秒
間)で供給することにより、アクリル酸を合成した。プ
ロパンの転化率は59.5%、アクリル酸選択率は5
5.2%、そしてアクリル酸収率は32.8%であっ
た。なお、プロパン転化率およびアクリル酸収率等は、
以下の計算式によって算出した(いずれもモル数により
計算)。 ● プロパン転化率(%)=(供給プロパン−未反応プ
ロパン)÷供給プロパン ● アクリル酸選択率(%)=生成アクリル酸÷(供給
プロパン−未反応プロパン) ● アクリル酸収率(%)=プロパン転化率×アクリル
酸選択率
Example 1 10 of the supporting oxide a obtained in Production Example 1
A solution prepared by dissolving 0.034 g of sodium carbonate in 7 g of distilled water was added to g, and the mixture was thoroughly mixed. The mixture was dried at 120 ° C. for 1 hour to obtain a metal oxide catalyst. The obtained catalyst was converted to fluorescent X
Line, Mo / V / Sb / Nb / Tl
/ Na (impregnated) atomic ratio is 1.0 / 0.3 / 0.23
/0.08/0.003/0.013. The obtained catalyst was pulverized to 16 to 30 mesh, and 1.5 ml
It was filled in a 0 mmφ quartz reaction tube. The reaction tube is 390
℃, propane 4.5%, oxygen gas 7.1
%, 25% of nitrogen gas and 63.4% of steam at a rate of SV = 2380 / Hr (contact time: 2 seconds) to synthesize acrylic acid. The conversion of propane is 59.5% and the selectivity for acrylic acid is 5
5.2% and acrylic acid yield was 32.8%. Incidentally, propane conversion and acrylic acid yield, etc.
It was calculated by the following formula (all calculated by the number of moles). ● Propane conversion (%) = (supply propane-unreacted propane) ÷ supply propane ● Acrylic acid selectivity (%) = produced acrylic acid ÷ (supply propane-unreacted propane) ● Acrylic acid yield (%) = propane Conversion x Acrylic acid selectivity

【0018】[0018]

【実施例2】担持用酸化物bの10gに、炭酸水素カリ
ウム0.063gを蒸留水7gに溶解させた溶液を加え
た以外は、すべて実施例1と同様に操作を行い、金属酸
化物触媒を得た。得られた触媒を蛍光X線によって分析
した結果、Mo/V/Sb/Nb/Se/K(含浸)の
原子比は、1.0/0.3/0.23/0.08/0.
008/0.014であった。この触媒を用いて、実施
例1と同様なアクリル酸製造試験を行った。その結果、
プロパンの転化率は59.6%、アクリル酸選択率は5
7.8%、そしてアクリル酸収率は34.4%であっ
た。
Example 2 A metal oxide catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that a solution prepared by dissolving 0.063 g of potassium hydrogen carbonate in 7 g of distilled water was added to 10 g of the supporting oxide b. I got As a result of analyzing the obtained catalyst by X-ray fluorescence, the atomic ratio of Mo / V / Sb / Nb / Se / K (impregnated) was 1.0 / 0.3 / 0.23 / 0.08 / 0.
008 / 0.014. Using this catalyst, the same acrylic acid production test as in Example 1 was performed. as a result,
The conversion of propane is 59.6% and the selectivity for acrylic acid is 5
7.8% and acrylic acid yield was 34.4%.

【0019】[0019]

【比較例1〜2】担持用酸化物a(比較例1)、b(比
較例2)を使用して、実施例1と同様な方法によりアク
リル酸製造試験を行った。上記各例のアクリル酸製造試
験の結果は、表1のとおりである(表中の数値の単位は
%である)。
Comparative Examples 1 and 2 Acrylic acid production test was carried out in the same manner as in Example 1 using the supporting oxides a (Comparative Example 1) and b (Comparative Example 2). The results of the acrylic acid production test of each of the above examples are as shown in Table 1 (units of numerical values in the table are%).

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明の製法によって得られるアクリル
酸製造用触媒を使用すれば、プロパンからアクリル酸を
高収率で製造することができる。
According to the present invention, acrylic acid can be produced from propane in high yield by using the acrylic acid producing catalyst obtained by the production method of the present invention.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年8月2日(2000.8.2)[Submission date] August 2, 2000 (2008.2)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Correction target item name] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、金属化合物の混合物を
400℃以上で焼成してなる、金属元素Mo、V、S
b、A(AはNbまたはTa)およびB(BはAg、Z
n、Sn、Pb、As、Cu、TlおよびSeからなる
群から選ばれた1種以上の元素)を含有する金属酸化物
の粉末に、元素X(但し、XはNaおよびKからなる群
より選ばれた1種以上の元素)を構成成分とする化合物
を担持させることを特徴とするアクリル酸製造用の金属
酸化物触媒の製造方法である。以下、本発明についてさ
らに詳しく説明する。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, completed the present invention. That is, the present invention provides a metal element Mo, V, S formed by firing a mixture of metal compounds at 400 ° C. or higher.
b, A (A is Nb or Ta) and B (B is Ag, Z
The powder of the metal oxide containing at least one element selected from the group consisting of n, Sn, Pb, As, Cu, Tl and Se is added to the element X (where X is a group consisting of Na and K). it is selected one or more elements) method for producing a metal oxide catalyst for producing acrylic acid, characterized in that for supporting the compound as a constituent component. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

───────────────────────────────────────────────────── 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 57/05 C07C 57/05 Fターム(参考) 4G069 AA01 AA03 AA08 BC02A BC02B BC03A BC03B BC19A BC19B BC21A BC22A BC26A BC26B BC27A BC31A BC32A BC35A BC54A BC54B BC55A BC55B BC56A BC59A BC59B BD09A BD09B CB17 DA06 EA01Y EB18Y FA02 4H006 AA02 AC46 BA02 BA30 BA55 BA81 BC13 BE30 BS10 4H039 CA65 CC30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) C07C 57/05 C07C 57/05 F term (Reference) 4G069 AA01 AA03 AA08 BC02A BC02B BC03A BC03B BC19A BC19B BC21A BC22A BC26A BC26B BC27A BC31A BC32A BC35A BC54A BC54B BC55A BC55B BC56A BC59A BC59B BD09A BD09B CB17 DA06 EA01Y EB18Y FA02 4H006 AA02 AC46 BA02 BA30 BA55 BA81 BC13 BE30 BS10 4H039 CA65 CC30

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属化合物の混合物を400℃以上で焼
成してなる、金属元素Mo、V、Sb、A(AはNbま
たはTa)およびB(BはAg、Zn、Sn、Pb、A
s、Cu、TlおよびSeからなる群から選ばれた1種
以上の元素)を含有する金属酸化物の粉末に、元素X
(但し、XはNaおよびKからなる群より選ばれた1種
以上の元素)を構成成分とする化合物を担持させ、しか
る後焼成することを特徴とするアクリル酸製造用の金属
酸化物触媒の製造方法。
1. A metal element Mo, V, Sb, A (A is Nb or Ta) and B (B is Ag, Zn, Sn, Pb, A) obtained by firing a mixture of metal compounds at 400 ° C. or higher.
a metal oxide powder containing at least one element selected from the group consisting of s, Cu, Tl and Se).
(Where X is at least one element selected from the group consisting of Na and K) on a metal oxide catalyst for acrylic acid production, characterized by supporting a compound having a constituent component and then calcining the compound. Production method.
【請求項2】 請求項1記載の製造方法によって得られ
る金属酸化物触媒を用いることを特徴とする、プロパン
の気相での接触酸化反応によるアクリル酸の製造方法。
2. A method for producing acrylic acid by a catalytic oxidation reaction of propane in a gas phase, comprising using a metal oxide catalyst obtained by the production method according to claim 1.
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