JP2001029799A - 触媒の製造方法 - Google Patents

触媒の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応に使用した少なくともモリブデン、A元
素(Aはリンおよびヒ素からなる群から選ばれる少なく
とも1種の元素)、X元素(Xはカリウム、ルビジウム
およびセシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種
の元素)を含む触媒を有効に活用するために、反応に使
用したこのような組成の触媒から回収した少なくともモ
リブデンおよびA元素を含む化合物を原料として触媒を
製造する方法を提供する。 【解決手段】 反応に使用した触媒を水に分散し、アル
カリ金属化合物および/またはアンモニア水を加えた
後、その混合液のpHを6.5以下に調整して沈殿させ
た少なくともモリブデンおよびA元素を含む沈殿物を触
媒構成元素の原料として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反応に使用した触
媒から回収した化合物を触媒構成元素の原料として用い
て触媒を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】少なくともモリブデン、A元素(Aはリ
ンおよびヒ素からなる群から選ばれる少なくとも1種の
元素)、X元素(Xはカリウム、ルビジウムおよびセシ
ウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素)を
含む触媒はメタクロレインの気相接触酸化によるメタク
リル酸製造、イソ酪酸の酸化脱水素によるメタクリル酸
製造等に使用できる。
【0003】また、特開昭53−113790号公報お
よび特開昭63−130144号公報には、メタクロレ
インの気相接触酸化によるメタクリル酸製造反応に使用
したこのような組成の触媒をアンモニア水等で処理した
ものを原料として触媒を製造する方法が記載されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
53−113790号公報、特開昭63−130144
号公報に記載の方法で製造された触媒は、通常の方法で
製造された新品触媒と構造が異なるため反応成績が低い
という問題がある。
【0005】したがって本発明は、反応に使用した少な
くともモリブデン、A元素(Aはリンおよびヒ素からな
る群から選ばれる少なくとも1種の元素)、X元素(X
はカリウム、ルビジウムおよびセシウムからなる群から
選ばれる少なくとも1種の元素)を含む触媒を有効に活
用するために、反応に使用したこのような組成の触媒か
ら回収した少なくともモリブデンおよびA元素を含む化
合物を原料として触媒を製造する方法を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応に使用し
た少なくともモリブデン、A元素(Aはリンおよびヒ素
からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素)、X元
素(Xはカリウム、ルビジウムおよびセシウムからなる
群から選ばれる少なくとも1種の元素)を含む触媒を水
に分散し、アルカリ金属化合物および/またはアンモニ
ア水を加えた後、その混合液のpHを6.5以下に調整
して沈殿させた少なくともモリブデンおよびA元素を含
む沈殿物を触媒構成元素の原料として用いることを特徴
とする触媒の製造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において、反応に使用した
少なくともモリブデン、A元素、X元素を含む触媒とし
ては、例えば、メタクロレインの気相接触酸化によるメ
タクリル酸の製造反応、イソ酪酸の酸化脱水素によるメ
タクリル酸の製造反応等に使用された触媒が挙げられ
る。メタクリル酸製造用触媒の場合、触媒の組成は式
(1)のものが好ましい。 AaMobcCudefgh (1) 式中、Mo、V、CuおよびOはそれぞれモリブデン、
バナジウム、銅および酸素を示し、Aはリンおよびヒ素
からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、
Dはアンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、ジルコニウ
ム、テルル、銀、セレン、ケイ素、タングステンおよび
ホウ素からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を
示し、Yは鉄、亜鉛、クロム、マグネシウム、タンタ
ル、マンガン、コバルト、バリウム、ガリウム、セリウ
ムおよびランタンからなる群より選ばれた少なくとも1
種の元素を示し、Zはナトリウム、カリウム、ルビジウ
ム、セシウムおよびタリウムからなる群より選ばれた少
なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、
gおよびhは各元素の原子比率を表し、b=12のと
き、a=0.5〜3、好ましくはa=0.5〜2、c=
0.01〜3、好ましくはc=0.05〜2、d=0〜
2、好ましくはc=0.05〜1、e=0〜3、好まし
くはe=0〜2、f=0〜3、好ましくはf=0〜2、
g=0.01〜3、好ましくはg=0.05〜2であ
り、hは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素
の原子比率である。
【0008】反応に使用した少なくともモリブデン、A
元素、X元素を含む触媒(以下、使用後触媒という。)
は、まず水に分散した後、アルカリ金属化合物および/
またはアンモニア水を添加する。アルカリ金属化合物お
よび/またはアンモニア水の添加量は、モリブデン、A
元素、X元素が溶解する量であればよいが、好ましくは
液のpHが8以上となるような量であり、より好ましく
はpHが8.5〜12となるような量である。ここで用
いることができるアルカリ金属化合物は特に限定されな
いが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化セシウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられ、特に
水酸化ナトリウムが好ましい。
【0009】次いで、アルカリ金属化合物および/また
はアンモニア水を添加した液に酸を添加してpHを6.
5以下に調整する。pH調整の前に、液に含まれる残さ
を濾過等によって取り除いておくことが好ましい。pH
調整のために添加する酸としては、例えば、塩酸、硝酸
および硫酸等が挙げられるが、特に塩酸および硝酸が好
ましい。
【0010】pH調整後は沈殿生成のために一定時間保
持することが好ましい。このときの保持時間は0.5時
間から24時間程度が好ましく、液の温度は常温から9
0℃程度が好ましい。また保持中は静置しておいてもよ
いが、攪拌することが好ましい。
【0011】pH調整により沈殿させた少なくともモリ
ブデンおよびA元素を含む化合物の主成分は、組成分析
およびX線回折測定から、リン等の中心元素:モリブデ
ンの比が2:18のいわゆるドーソン型のヘテロポリ酸
塩か、リン等の中心元素:モリブデンの比が1:12の
いわゆるケギン型のヘテロポリ酸塩とドーソン型のヘテ
ロポリ酸の混合物と推定される。このとき、調整するp
Hが低いほどケギン型のヘテロポリ酸塩の割合が多くな
る。
【0012】また、使用後触媒に含まれる各元素の量を
基準として、生成する沈殿物に含まれる各元素の割合を
各元素の回収率と定義すると、各元素の回収率は使用後
触媒の組成やアンモニウム根量及び調整するpHにより
異なる。例えば前記式(1)のような組成の使用済触媒
の場合、A元素のうちケギン型のヘテロポリ酸塩として
回収されるものはほとんどがリンである。一方ドーソン
型のヘテロポリ酸塩として回収されるものはリンとヒ素
の両方であるが、両者が共存する場合はヒ素の方がより
優先的に回収される。したがってリンとヒ素の両方を含
む組成の使用済触媒の場合、リンをより選択的に回収す
るためにはpHを1.5以下にすることが好ましく、ヒ
素をより選択的に回収するためにはpHを2〜6.5に
することが好ましい。また、調整するpHを決める際に
は、モリブデン等も含めた各元素の回収率を考慮するこ
とが望ましい。
【0013】X元素の量がヘテロポリ酸をX元素の塩と
して沈澱させるのに十分でない場合には、pHを調整す
る前に、A元素1モルに対して0.5モル以上、好まし
くは3〜40モルのアンモニウム根が存在するよう、ア
ンモニウム根原料を追加しておくことが好ましい。この
ようにすることで、より多くのヘテロポリ酸をアンモニ
ウム塩として沈澱させることができ、沈殿に含まれるモ
リブデンやA元素の回収率を高くすることができる。ア
ンモニウム根の量は多い程、モリブデンやA元素の回収
率は高くなる。アンモニウム根原料は、溶解性のもので
あれば特に限定されないが、例えば、アンモニア水、塩
化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム
等が挙げられる。
【0014】このようにして沈殿させた化合物は、モリ
ブデンおよびA元素以外にX元素を含むが、この化合物
の用途によってはX元素が少ない、または含まないこと
が望ましい場合がある。このような場合には、pHを
6.5以下に調整する前の混合液から、X元素の全部ま
たは一部を除去しておくことが好ましい。
【0015】X元素を除去する方法は特に限定されない
が、例えば、陽イオン交換樹脂でXイオンを吸着させて
除去する方法等が挙げられる。陽イオン交換樹脂として
は、一般的な強酸性陽イオン交換樹脂であるスチレン系
樹脂やキレート樹脂等が使用でき、なかでもNa型イオ
ン交換樹脂が好ましい。X元素を除去する時期は、pH
を6.5以下に調整する前であれば特に限定されない
が、以下の手順でX元素を除去することが好ましい。
【0016】すなわち、反応に使用した少なくともモリ
ブデン、A元素、X元素を含む触媒を水に分散し、水酸
化ナトリウムを加えて溶解し、その後、必要に応じて濾
過等によって残さを取り除き、陽イオン交換樹脂等を用
いてXを除去し、A元素1モルに対して0.5モル以上
のアンモニウム根原料を添加した後、酸を添加してpH
を6.5以下に調整する方法である。
【0017】pH調整により得られた沈澱とその残液を
分離する方法は特に限定されず、例えば、重力濾過、加
圧濾過、減圧濾過、フィルタープレス等の濾過分離や遠
心分離等の一般的な方法が挙げられる。また、沈殿から
不純物を除去するために必要に応じて洗浄してもよい。
この際の洗浄液は沈澱の用途や溶解性を考慮して選ばれ
るが、例えば、純水、硝酸アンモニウムや塩化アンモニ
ウム等の薄い水溶液等が挙げられる。
【0018】本発明では、このようにして得られた沈殿
物を触媒の原料として用いる。この際の沈殿物の状態は
特に限定されず、湿潤状態や乾燥状態のいずれでもよ
い。また、触媒の原料として酸化物の状態で使用したい
場合には、この沈殿物を焼成して酸化物としたものを用
いることができる。このときの焼成温度は200〜70
0℃が好ましい。
【0019】本発明において、触媒を製造する方法は特
に限定されず、例えば、従来からよく知られている蒸発
乾固法、沈澱法、酸化物混合法等の種々の方法から原料
として用いる沈殿物の状態に応じて適宜選択して用いる
ことができる。
【0020】本発明で製造される触媒は、少なくともモ
リブデン、A元素およびX元素を含むものであるが、通
常の触媒は反応に適した組成となるようにその他の元素
も含む。例えば、メタクロレインの気相接触酸化による
メタクリル酸の製造反応に用いる触媒の組成は、前記の
式(1)の組成が好ましく、このような触媒を製造する
際には、前記の沈殿物以外の原料も使用される。このよ
うな原料として、各触媒構成元素の酸化物、硝酸塩、炭
酸塩、アンモニウム塩、ハロゲン化物等が挙げられる。
例えば、モリブデンの原料としては、パラモリブデン酸
アンモニウム、三酸化モリブデン等が挙げられる。
【0021】触媒の製造では、まず全触媒原料を含む混
合溶液または水性スラリー(以下、混合液という。)を
調製する。この混合液は必要に応じて乾燥したり、濾過
や加熱による水分調節等を行う。乾燥させる場合は、通
常の加熱蒸発乾固や減圧乾燥、風乾等の方法を用いるこ
とができ、その際の温度は60〜150℃が好ましい。
【0022】次いで、このようにして得られた混合液、
水分調節された混合液および乾燥物は、次いで賦形され
る。本発明における賦形とは打錠成形機、押出し成形
機、転動造粒機等の一般的な粉体用成形機を用いて行な
う機械的賦型の他、担体に触媒成分を担持する担持賦形
やスプレードライヤー、ドラムドライヤー、スラリード
ライヤー等を用いる乾燥賦形等も含み、賦形方法は特に
限定されない。
【0023】賦形形状は、球状、リング状、円柱状、中
空球状、フレーク状、星型状等の任意の形状を選択でき
る。担持賦形に用いる担体としては、例えば、シリカ、
アルミナ、シリカ・アルミナ、マグネシア、チタニア、
シリコンカーバイト等の不活性担体が挙げられる。ま
た、賦形の際には添加剤を加えてもよく、このような添
加剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、カルボ
キシメチルセルロース等の有機化合物、グラファイト、
ケイソウ土等の無機化合物、ガラス繊維、セラミックフ
ァイバー、炭素繊維等の無機ファイバー等が挙げられ
る。
【0024】賦形した触媒は次いで熱処理される。この
熱処理の条件は特に限定されず、公知の処理条件を適用
することができる。例えば、メタクロレインの気相接触
酸化によりメタクリル酸を製造する触媒の場合、熱処理
の温度は300〜500℃が好ましく、空気流通下また
は水分を調節した調湿空気流通下で熱処理することが好
ましい。
【0025】本発明の方法により製造した触媒は、シリ
カ、アルミナ、シリカ・アルミナ、マグネシア、チタニ
ア、シリコンカーバイト、ステンレス等の不活性担体で
希釈して用いることもできる。
【0026】本発明の方法で製造された触媒を用いて反
応を行う際の反応条件は特に限定されず、公知の反応条
件を適用することができる。以下に、メタクロレインの
気相接触酸化によりメタクリル酸を製造する場合の反応
条件について説明する。
【0027】原料ガス中のメタクロレインの濃度は広い
範囲で変えることができるが、1〜20容量%が好まし
く、特に3〜10容量%が好ましい。原料ガス中の酸素
源としては空気を用いるのが経済的であるが、必要なら
ば純酸素で富化した空気も用いうる。原料ガス中の酸素
濃度はメタクロレイン1モルに対して0.3〜4モル、
特に0.4〜2.5モルが好ましい。原料ガスは窒素、
水蒸気、炭酸ガス等の不活性ガスを加えて希釈してもよ
い。反応圧力は常圧から数気圧までがよい。原料ガス中
には低級飽和アルデヒド等の不純物を少量含んでいても
よく、これらの不純物は反応に実質的な影響を与えな
い。反応温度は230〜450℃の範囲で選ぶことがで
きるが、特に250〜400℃が好ましい。反応は固定
床でも流動床でも行なうことができる。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明する。実
施例において、「部」は重量部であり、含有元素(また
は分子)の定量分析はICP発光分析法、原子吸光分析
法、イオンクロマトグラフィー分析法およびキェールダ
ール法により行った。また、メタクリル酸の製造におけ
る原料ガスと生成物の定量分析はガスクロマトグラフィ
ーを用いて行った。各元素の回収率、メタクロレインの
反応率、生成したメタクリル酸の選択率および単流収率
は次式により算出した。 回収率(%)=取得した化合物中に含まれる元素重量/
使用後触媒に含まれていた元素重量×100 メタクロレインの反応率(%)=反応したメタクロレイ
ンのモル数/供給したメタクロレインのモル数×100 メタクリル酸の選択率(%)=生成したメタクリル酸の
モル数/反応したメタクロレインのモル数×100 メタクリル酸の単流収率(%)=生成したメタクリル酸
のモル数/供給したメタクロレインのモル数×100
【0029】[参考例1]パラモリブデン酸アンモニウ
ム63.62部、メタバナジン酸アンモニウム1.05
部、硝酸セシウム7.61部を純水300部に70℃で
溶解した。これに85重量%リン酸3.46部を純水1
0部に溶解した溶液を加え、さらに三酸化アンチモン
1.31部を加え、攪拌しながら95℃に昇温した。次
に硝酸銅1.45部を純水10部に溶解した溶液を加
え、加熱撹拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物を
130℃で16時間乾燥したものを加圧成形し、さらに
破砕し、篩を用いて0.85〜1.70mmのものを分
取して、空気流通下に380℃で5時間熱処理して触媒
を得た。この触媒の組成は、P1Mo120.3Sb0.3
0 .2Cs1.3であった。
【0030】この触媒を反応管に充填し、メタクロレイ
ン5容量%、酸素10容量%、水蒸気30容量%、窒素
55容量%の混合ガスを反応温度270℃、接触時間
3.6秒で通じて反応を行った結果、メタクロレイン反
応率80.8%、メタクリル酸選択率81.2%、メタ
クリル酸単流収率65.6%であった。
【0031】[実施例1]参考例1と同じ反応条件で2
000時間反応に使用したモリブデン34.54部、リ
ン0.93部およびセシウム5.18部を含み、酸素を
除く元素の組成(以下同じ)がP1Mo12Cs1.3である
使用後触媒87部を純水400部に分散させた。これに
25重量%アンモニア水68.2部(モリブデンに対し
2.77倍モルのアンモニウム根量)を加え、1時間撹
拌した。これに36重量%塩酸107.1部を加えて溶
液のpHを2.0に調整した後、撹拌しながら35℃で
3時間保持した。このようにして得られた沈澱を濾過
し、2重量%硝酸アンモニウム溶液で洗浄して「回収化
合物1」を得た。回収化合物1には、モリブデン34.
19部、リン0.93部、セシウム5.14部、モリブ
デンの0.19倍モルのアンモニウム根が含まれてい
た。このときの各元素の回収率は、モリブデン99.0
%、リン100%、セシウム99.2%であった。
【0032】回収化合物1を純水250部に加え、攪拌
しながら60℃に昇温した。これにパラモリブデン酸ア
ンモニウム0.70部、硝酸セシウム0.07部および
25重量%アンモニア水13.57部を純水50部に溶
解した溶液、メタバナジン酸アンモニウム1.05部、
三酸化アンチモン1.31部を順次加え、攪拌しながら
95℃に昇温した。次に硝酸銅1.45部を純水10部
に溶解した溶液、硝酸アンモニウム3.10部を純水1
0部に溶解した溶液を加え、加熱撹拌しながら蒸発乾固
した。得られた固形物を130℃で16時間乾燥したも
のを加圧成形し、さらに破砕し、篩を用いて0.85〜
1.70mmのものを分取して、空気流通下に380℃
で5時間熱処理して触媒を得た。この触媒の組成は、参
考例1と同じくP1Mo120.3Sb0.3Cu0.2Cs1.3
であった。
【0033】この触媒を用いて参考例1と同じ条件で反
応を行った結果、メタクロレイン反応率80.7%、メ
タクリル酸選択率81.5%、メタクリル酸単流収率6
5.8%であり、通常の方法で製造された参考例1の触
媒と同等性能の触媒が得られた。
【0034】[参考例2]パラモリブデン酸アンモニウ
ム63.62部、メタバナジン酸アンモニウム1.76
部および硝酸カリウム3.64部を純水300部に50
℃で溶解した。これに85重量%リン酸3.46部を純
水10部に溶解した溶液を加えた。次に硝酸ガリウム
(Ga含量20.3重量%)2.06部を純水10部に
溶解した溶液を加え、95℃に昇温した。これに硝酸銅
2.18部を純水10部に溶解した溶液、ホウ酸0.9
3部を純水10部に溶解した溶液、硝酸マンガン1.7
2部を純水10部に溶解した溶液を順次加え、加熱撹拌
しながら蒸発乾固した。得られた固形物を130℃で1
6時間乾燥したものを加圧成形し、さらに破砕し、篩を
用いて0.85〜1.70mmのものを分取して、空気
流通下に380℃で5時間熱処理して触媒を得た。この
触媒の組成は、P1Mo120.5Cu0.3Ga0.2 0.5
0.21.2であった。
【0035】この触媒を用いて参考例1と同じ条件で反
応を行った結果、メタクロレイン反応率90.5%、メ
タクリル酸選択率89.7%、メタクリル酸単流収率8
1.2%であった。
【0036】[実施例2]参考例1と同じ反応条件で2
000時間反応に使用したモリブデン34.54部、リ
ン0.93部、カリウム1.41部、バナジウム0.7
6部および銅0.57部を含み、組成がP1Mo121.2
0.5Cu0.3である使用後触媒91部を純水400部に
分散させた。これに45重量%水酸化ナトリウム水溶液
89.0部を加え、1時間撹拌後残さを濾別した。この
濾液に36重量%塩酸127.2部を加え、溶液のpH
を1.0に調整した後、攪拌しながら30℃で3時間保
持した。このようにして得られた沈澱を濾過し、純水で
洗浄して「回収化合物2」を得た。回収化合物2には、
モリブデン20.72部、リン0.52部、カリウム
1.22部、バナジウム0.07部が含まれていた。こ
のときの各元素の回収率は、モリブデン60.0%、リ
ン55.9%、カリウム86.5%、バナジウム9.2
%であった。
【0037】パラモリブデン酸アンモニウム25.49
部、メタバナジン酸アンモニウム1.60部および硝酸
カリウム0.49部を純水300部に50℃で溶解し
た。これを撹拌しながら、回収化合物2を加えた。次に
85重量%リン酸1.53部を純水10部に溶解した溶
液を加えた。これに25重量%アンモニア水12.70
部を加えた後、硝酸ガリウム(Ga含量20.3重量
%)2.06部を純水10部に溶解した溶液を加え、9
5℃に昇温した。つづいて、硝酸銅3.35部を純水3
0部に溶解した溶液、ホウ酸0.93部を純水10部に
溶解した溶液、硝酸マンガン1.72部を純水10部に
溶解した溶液、6.1重量%硝酸31.2部を順次加
え、加熱撹拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物を
130℃で16時間乾燥したものを加圧成形し、さらに
破砕し、篩を用いて0.85〜1.70mmのものを分
取して、空気流通下に380℃で5時間熱処理して触媒
を得た。この触媒の組成は、参考例2と同じくP1Mo
120.5Cu0.3Ga0.20.5Mn0 .21.2であった。
【0038】この触媒を用いて、参考例1と同じ条件で
反応を行なったところ、メタクロレイン反応率90.1
%、メタクリル酸選択率89.8%、メタクリル酸単流
収率80.9%であり、通常の方法で製造された参考例
2の触媒と同等性能の触媒が得られた。
【0039】[参考例3]三酸化モリブデン50.75
部、五酸化バナジウム1.34部、85重量%リン酸
3.39部を純水400部に加え、還流下で3時間加熱
撹拌した。これに酸化銅0.70部を加え、さらに還流
下で2時間加熱撹拌した。還流後の混合液を50℃に冷
却し、硝酸カリウム3.56部を純水20部に溶解した
溶液を加え、さらに硝酸アンモニウム5部を純水20部
に溶解した溶液を加えた後、これを加熱撹拌しながら蒸
発乾固した。得られた固形物を130℃で16時間乾燥
したものを加圧成形し、さらに破砕し、篩を用いて0.
85〜1.70mmのものを分取して、空気流通下に3
70℃で3時間熱処理して触媒を得た。この触媒の組成
はP1Mo120.5Cu0.31.2であった。
【0040】この触媒を用いて反応温度を285℃とし
た以外は参考例1と同じ条件で反応を行なった結果、メ
タクロレイン反応率85.0%、メタクリル酸選択率8
4.2%、メタクリル酸単流収率71.6%であった。
【0041】[実施例3]実施例2で用いたものと同じ
使用後触媒91部を純水400部に分散させ、これに4
5重量%水酸化ナトリウム水溶液89.0部を加え、1
時間撹拌後残さを濾別した。この濾液をNa型にした強
酸性スチレン系イオン交換樹脂アンバーライトIR−1
20B(オルガノ社製)にSV=1で通過させ、カリウ
ムを除去した。この通過液に36重量%塩酸29.1部
を加えて溶液のpHを8.9に調整した後、塩化アンモ
ニウム19.25部(モリブデンに対し1.00倍モル
のアンモニウム根量)を添加した。次いで36重量%塩
酸84.6部を加え、溶液のpHを1.0に調整した
後、撹拌しながら25℃で3時間保持した。このように
して得られた沈澱を濾過し、2重量%硝酸アンモニウム
溶液で洗浄した後、130℃で16時間乾燥し、さらに
空気流通下400℃で5時間焼成して「回収化合物3」
を得た。回収化合物3には、モリブデン32.74部、
リン0.91部、バナジウム0.67部が含まれてい
た。このときの各元素の回収率は、モリブデン94.8
%、リン97.8%、バナジウム88.2%であった。
【0042】三酸化モリブデン1.63部、五酸化バナ
ジウム0.14部および回収化合物3を純水400部に
加え、還流下で3時間加熱撹拌した。これに酸化銅0.
70部を加え、さらに還流下で2時間加熱撹拌した。還
流後の混合液を50℃に冷却し、硝酸カリウム3.56
部を純水20部に溶解した溶液を加え、さらに硝酸アン
モニウム5部を純水20部に溶解した溶液を加えた後、
これを加熱撹拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物
を130℃で16時間乾燥したものを加圧成形し、さら
に破砕し、篩を用いて0.85〜1.70mmのものを
分取して、空気流通下に370℃で3時間熱処理して触
媒を得た。この触媒の組成は参考例3と同じくP1Mo
120.5Cu0.31.2であった。
【0043】この触媒を用いて参考例3と同じ条件で反
応を行なった結果、メタクロレイン反応率84.9%、
メタクリル酸選択率84.8%、メタクリル酸単流収率
72.0%であり、通常の方法で製造された参考例3の
触媒と同等性能の触媒が得られた。
【0044】[参考例4]パラモリブデン酸アンモニウ
ム63.52部、メタバナジン酸アンモニウム1.05
部および硝酸セシウム7.60部を純水300部に60
℃で溶解した。これを撹拌しながら、85重量%リン酸
3.46部、60重量%ヒ酸3.55部を純水20部に
溶解した溶液を加え、さらに二酸化ゲルマニウム0.6
3部を加えた後、95℃に昇温した。次に硝酸亜鉛1.
78部を純水10部に溶解した溶液を加え、加熱撹拌し
ながら蒸発乾固した。得られた固形物を130℃で16
時間乾燥したものを加圧成形し、さらに破砕し、篩を用
いて0.85〜1.70mmのものを分取して、空気流
通下に380℃で5時間熱処理して触媒を得た。この触
媒の組成はP1Mo120.3As0.5Ge0.2Zn0.2Cs
1.3であった。
【0045】この触媒を用いて反応温度を290℃とし
た以外は参考例1と同じ条件で反応を行なった結果、メ
タクロレイン反応率85.3%、メタクリル酸選択率8
5.2%、メタクリル酸単流収率72.7%であった。
【0046】[実施例4]参考例1と同じ反応条件で2
000時間反応に使用したモリブデン34.54部、リ
ン0.93部、セシウム5.18部およびヒ素1.12
部を含む組成がP 1Mo12As0.5Cs1.3である使用後
触媒89部を純水400部に分散させた。これに45重
量%水酸化ナトリウム水溶液89.0部を加え、1時間
撹拌した。これに36重量%塩酸32.5部を加えて溶
液のpHを7.5に調整した後、塩化アンモニウム2
8.90部(モリブデンに対し1.50倍モルのアンモ
ニウム根量)を添加した。次いで36重量%塩酸55.
6部を加え、溶液のpHを4.0を調整した後、撹拌し
ながら30℃で3時間保持した。このようにして得られ
た沈澱を濾過し、2重量%硝酸アンモニウム溶液で洗浄
して「回収化合物4」を得た。回収化合物4には、モリ
ブデン23.94部、リン0.48部、セシウム5.1
4部、ヒ素1.12部、モリブデンの0.48倍モルの
アンモニウム根が含まれていた。このときの各元素の回
収率は、モリブデン69.3%、リン51.6%、セシ
ウム99.2%、ヒ素100%であった。
【0047】パラモリブデン酸アンモニウム19.46
部、メタバナジン酸アンモニウム1.05部および硝酸
セシウム0.06部を純水300部に60℃で溶解し
た。これを撹拌しながら、回収化合物4を加えた。次に
85重量%リン酸1.67部を純水10部に溶解した溶
液を加えた。これに25重量%アンモニア水6.41部
を加えた後、二酸化ゲルマニウム0.63部を加え、9
5℃に昇温した。次に硝酸亜鉛1.78部を純水10部
に溶解した溶液および6.1重量%硝酸39.9部を加
え、加熱撹拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物を
130℃で16時間乾燥したものを加圧成形し、さらに
破砕し、篩を用いて0.85〜1.70mmのものを分
取して、空気流通下に380℃で5時間熱処理して触媒
を得た。この触媒の組成は参考例4と同じくP1Mo12
0.3As0.5Ge0.2Zn0.2Cs1.3であった。
【0048】この触媒を用いて参考例4と同じ条件で反
応を行なったところ、メタクロレイン反応率85.3
%、メタクリル酸選択率85.5%、メタクリル酸単流
収率72.9%であり、通常の方法で製造された参考例
4の触媒と同等性能の触媒が得られた。
【0049】[参考例5]パラモリブデン酸アンモニウ
ム63.52部を純水300部に60℃で溶解した。こ
れを撹拌しながら、85重量%リン酸3.46部を純水
10部に溶解した溶液、60%ヒ酸3.55部を純水1
0部に溶解した溶液を順次加えた。次に硝酸銅2.17
部を純水10部に溶解した溶液、メタバナジン酸アンモ
ニウム1.75部を順次加え、これに硝酸カリウム3.
64部を純水20部に溶解した溶液を加え、加熱撹拌し
ながら蒸発乾固した。得られた固形物を130℃で16
時間乾燥したものを加圧成形し、さらに破砕し、篩を用
いて0.85〜1.70mmのものを分取して、空気流
通下に380℃で5時間熱処理して触媒を得た。この触
媒の組成はP1Mo120.5As0.5Cu0.31.2であっ
た。
【0050】この触媒を用いて反応温度300℃として
以外は参考例1と同じ条件で反応を行なった結果、メタ
クロレイン反応率82.4%、メタクリル酸選択率8
6.9%、メタクリル酸単流収率71.6%であった。
【0051】[実施例5]参考例1と同じ反応条件で2
000時間反応に使用したモリブデン34.54部、リ
ン0.93部、カリウム1.41部、バナジウム0.7
6部、銅0.57部およびヒ素1.12部を含み、組成
がP1Mo120.5As0.5Cu0.31.2である使用後触
媒94部を純水400部に分散させた。これに45重量
%水酸化ナトリウム水溶液89.0部を加え、1時間撹
拌後残さを濾別した。この濾液に36重量%塩酸29.
6部を加えて溶液のpHを9.0とした後、塩化アンモ
ニウム28.90部(モリブデンに対し1.50倍モル
のアンモニウム根量)を添加した。次いで36重量%塩
酸48.4部を加え、溶液のpHを5.0に調整した
後、攪拌しながら60℃で3時間保持した。このように
して得られた沈澱を濾過し、2重量%硝酸アンモニウム
溶液で洗浄して「回収化合物5」を得た。回収化合物5
には、モリブデン25.97部、リン0.56部、カリ
ウム0.57部、バナジウム0.38部、ヒ素1.12
部およびモリブデンの0.58倍モルのアンモニウム根
が含まれていた。このときの各元素の回収率は、モリブ
デン75.2%、リン60.2%、カリウム40.4
%、バナジウム50.0%、ヒ素100%であった。
【0052】パラモリブデン酸アンモニウム15.73
部を純水300部に60℃で溶解した。これを撹拌しな
がら、85重量%リン酸1.37部を純水10部に溶解
した溶液、25重量%アンモニア水4.63部および回
収化合物5を加えた。次に、硝酸銅2.17部を純水1
0部に溶解した溶液、メタバナジン酸アンモニウム0.
88部を順次加え、これに硝酸カリウム2.16部を純
水20部に溶解した溶液、硝酸アンモニウム1.17部
を純水10部に溶解した溶液を加え、加熱撹拌しながら
蒸発乾固した。得られた固形物を130℃で16時間乾
燥したものを加圧成形し、さらに破砕し、篩を用いて
0.85〜1.70mmのものを分取して、空気流通下
に380℃で5時間熱処理して触媒を得た。この触媒の
組成は参考例5と同じくP1Mo120.5As0.5Cu0.3
1.2であった。
【0053】この触媒を用いて参考例5と同じ条件で反
応を行なった結果、メタクロレイン反応率81.8%、
メタクリル酸選択率87.3%、メタクリル酸単流収率
71.4%であり、通常の方法で製造された参考例4の
触媒と同等性能の触媒が得られた。
【0054】[参考例6]パラモリブデン酸アンモニウ
ム63.52部、メタバナジン酸アンモニウム1.75
部、硝酸セシウム7.60部を純水200部に70℃で
溶解した。これを撹拌しながら、60重量%ヒ酸3.5
5部を純水10部に溶解した溶液を加えた。次に85重
量%リン酸3.46部を純水10部に溶解した溶液を加
え95℃に昇温した。これに硝酸銅2.17部を純水1
0部に溶解した溶液、硝酸セリウム2.60部、硝酸ラ
ンタン1.30部を純水20部に溶解した溶液を順次加
え、加熱撹拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物を
130℃で16時間乾燥したものを加圧成形し、さらに
破砕し、篩を用いて0.85〜1.70mmのものを分
取して、空気流通下に380℃で5時間熱処理して触媒
を得た。この触媒の組成はP1Mo120.5As0.5Cu
0.3Ce0.2La0.1Cs1.3であった。
【0055】この触媒を用いて参考例1と同じ条件で反
応を行なった結果、メタクロレイン反応率89.8%、
メタクリル酸選択率87.6%、メタクリル酸単流収率
78.7%であった。
【0056】[実施例6]実施例5で用いたものと同じ
使用後触媒94部を純水400部に分散させ、これに4
5重量%水酸化ナトリウム水溶液89.0部を加え、1
時間撹拌後残さを濾別した。この濾液をNa型のキレー
ト樹脂レバチットTP207(バイエル社製)にSV=
1で通過させ、カリウムを除去した。この通過液に36
重量%塩酸27.1部を加えて溶液のpHを8.5に調
整した後、塩化アンモニウム28.90部(モリブデン
に対し1.50倍モルのアンモニウム根量)を添加し
た。次いで36重量%塩酸51.5部を加え、溶液のp
Hを5.0に調整した後、攪拌しながら30℃で3時間
保持した。このようにして得られた沈澱を濾過し、2重
量%硝酸アンモニウム溶液で洗浄して「回収化合物6」
を得た。回収化合物6には、モリブデン24.52部、
リン0.51部、バナジウム0.33部、ヒ素1.12
部およびモリブデンの0.64倍モルのアンモニウム根
が含まれていた。このときの各元素の回収率は、モリブ
デン71.0%、リン54.8%、バナジウム43.4
%、ヒ素100%であった。
【0057】パラモリブデン酸アンモニウム18.39
部、メタバナジン酸アンモニウム1.00部、硝酸セシ
ウム7.60部を純水300部に70℃で溶解した。こ
れを撹拌しながら、回収化合物6を加えた。次に85重
量%リン酸1.56部を純水10部に溶解した溶液を加
えた。これに25重量%アンモニア水4.22部を加え
た後、95℃に昇温した。これに硝酸銅2.17部を純
水10部に溶解した溶液、硝酸セリウム2.60部、硝
酸ランタン1.30部を純水20部に溶解した溶液を順
次加え、加熱撹拌しながら蒸発乾固した。得られた固形
物を130℃で16時間乾燥したものを加圧成形し、さ
らに破砕し、篩を用いて0.85〜1.70mmのもの
を分取して、空気流通下に380℃で5時間熱処理して
触媒を得た。この触媒の組成は、参考例6と同じくP1
Mo120.5As0.5Cu0.3Ce0. 2La0.1Cs1.3であ
った。
【0058】この触媒を用いて、参考例6と同じ条件で
反応を行なった結果、メタクロレイン反応率89.6
%、メタクリル酸選択率88.2%、メタクリル酸単流
収率79.0%であり、通常の方法で製造された参考例
6の触媒と同等性能の触媒が得られた。
【0059】
【発明の効果】本発明を用いることにより、反応に使用
した少なくともモリブデン、A元素、X元素を含む触媒
から回収した少なくともモリブデンおよびA元素を含む
化合物を原料として触媒を製造することができ、使用後
触媒を有効に活用することができた。
【0060】本発明は、反応に使用した前記の式(1)
で表わされる組成を有するメタクロレインの気相接触酸
化によるメタクリル酸製造用触媒から回収した原料を用
いて、前記の式(1)で表わされるメタクロレインの気
相接触酸化によるメタクリル酸製造用触媒を製造するの
に特に有用であった。
【0061】また本発明によれば、少なくともモリブデ
ンおよびA元素を含む化合物を回収する際にモリブデン
およびA元素を高率で回収することができるので、使用
後触媒を有効に利用できた。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 C07C 51/235 C07C 51/235 57/055 57/055 B (72)発明者 竹沢 英泰 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 Fターム(参考) 4G069 AA02 AA08 BB06A BB06B BC01A BC02A BC03A BC03B BC05A BC06A BC06B BC10A BC13A BC17A BC17B BC19A BC23A BC25A BC26A BC27A BC27B BC32A BC35A BC35B BC42A BC42B BC43A BC43B BC51A BC54A BC54B BC56A BC58A BC59A BC59B BC60A BC62A BC62B BC66A BC67A BD03A BD05A BD07A BD09A BD10A BE17A CB10 DA05 FB30 4H006 AC46 BA02 BA05 BA06 BA07 BA08 BA09 BA10 BA11 BA12 BA13 BA14 BA16 BA18 BA19 BA27 BA31 BA33 BA35 BA84 BC13 BE30 4H039 CA65 CC30

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応に使用した少なくともモリブデン、
    A元素(Aはリンおよびヒ素からなる群から選ばれる少
    なくとも1種の元素)、X元素(Xはカリウム、ルビジ
    ウムおよびセシウムからなる群から選ばれる少なくとも
    1種の元素)を含む触媒を水に分散し、アルカリ金属化
    合物および/またはアンモニア水を加えた後、その混合
    液のpHを6.5以下に調整して沈殿させた少なくとも
    モリブデンおよびA元素を含む沈殿物を触媒構成元素の
    原料として用いることを特徴とする触媒の製造方法。
  2. 【請求項2】 pHを6.5以下に調整する前の混合液
    中のアンモニウム根の量がA元素1モルに対して0.5
    モル以上であることを特徴とする請求項1記載の触媒の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 pHを6.5以下に調整する前の混合液
    からX元素の全部または一部を除去しておくことを特徴
    とする請求項1または2記載の触媒の製造方法。
  4. 【請求項4】 反応に使用した触媒が式(1) AaMobcCudefgh (1) (式中、Mo、V、CuおよびOは、それぞれモリブデ
    ン、バナジウム、銅および酸素を示し、Aはリンおよび
    ヒ素からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示
    し、Dはアンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、ジルコ
    ニウム、テルル、銀、セレン、ケイ素、タングステンお
    よびホウ素からなる群より選ばれた少なくとも1種の元
    素を示し、Yは鉄、亜鉛、クロム、マグネシウム、タン
    タル、マンガン、コバルト、バリウム、ガリウム、セリ
    ウムおよびランタンからなる群より選ばれた少なくとも
    1種の元素を示し、Zはナトリウム、カリウム、ルビジ
    ウム、セシウムおよびタリウムからなる群より選ばれた
    少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、
    f、gおよびhは各元素の原子比率を表し、b=12の
    ときa=0.5〜3、c=0.01〜3、d=0〜2、
    e=0〜3、f=0〜3、g=0.01〜3であり、h
    は前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素の原子
    比率である。)で表される組成を有するメタクロレイン
    の気相接触酸化によるメタクリル酸製造用触媒であるこ
    とを特徴とする請求項1〜3記載の触媒の製造方法。
  5. 【請求項5】 沈殿物を200〜700℃で熱処理した
    後、触媒構成元素の原料として用いることを特徴とする
    請求項1〜4記載の触媒の製造方法。
  6. 【請求項6】 製造される触媒が上記式(1)で表され
    る組成を有するメタクロレインの気相接触酸化によるメ
    タクリル酸製造用触媒であることを特徴とする請求項1
    〜5記載の触媒の製造方法。
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