JP2001055355A - Vapor phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbon - Google Patents

Vapor phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbon

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JP2001055355A
JP2001055355A JP11231521A JP23152199A JP2001055355A JP 2001055355 A JP2001055355 A JP 2001055355A JP 11231521 A JP11231521 A JP 11231521A JP 23152199 A JP23152199 A JP 23152199A JP 2001055355 A JP2001055355 A JP 2001055355A
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temperature
reaction
oxygen
gas
catalytic oxidation
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Japanese (ja)
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Takashi Ushikubo
孝 牛窪
Hiroya Nakamura
浩也 中村
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of reactional operation enabling the objective product to be obtained favorably in vapor phase catalytic oxidation reaction of a hydrocarbon. SOLUTION: This method of reactional operation in producing unsaturated nitrile and/or unsaturated carboxylic acid by vapor phase catalytic oxidation reaction of a hydrocarbon in the presence of a multicomponent metal oxide catalyst containing as the essential component at least one element among molybdenum, vanadium, tellurium and antimony, comprises the following practice: temperature is raised in an atmosphere substantially containing neither oxygen nor combustible gas until the temperature of the catalytic bed reaches a temperature capable of initiating the reaction. By this method, unsaturated nitrile and/or unsaturated carboxylic acid can be produced in high yield and selectivity.

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】本発明は炭化水素の気相接触
酸化反応方法に関する。特に、特定の触媒の存在のもと
でアルカンを気相接触酸化反応させて不飽和ニトリルお
よび/または不飽和カルボン酸を製造する方法に関す
る。
The present invention relates to a method for catalytically oxidizing hydrocarbons in the gas phase. In particular, the present invention relates to a method for producing an unsaturated nitrile and / or an unsaturated carboxylic acid by subjecting an alkane to a gas phase catalytic oxidation reaction in the presence of a specific catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクリロニトリル、メタクリロニトリル
などの不飽和ニトリルは合成樹脂、合成繊維、合成ゴム
などの中間原料として、一方アクリル酸、メタクリル酸
などの不飽和カルボン酸は合成樹脂、塗料、接着剤、可
塑剤などの原料として工業的に重要である。これら不飽
和ニトリルおよび不飽和カルボン酸は従来はアルケンを
原料に気相接触酸化反応させて製造されているが、例え
ば、プロピレンやイソブテンに対して安価なプロパンや
イソブタンを使用できると経済的に有利であり、これを
可能とする触媒に関する広範な研究が行われ、その結
果、多くの触媒が報告されている。これらの触媒の中で
も、モリブデン、バナジウム、およびテルルまたはアン
チモンのうちの少なくとも一方の元素を必須成分とする
複合金属酸化物触媒は、アルカンの気相接触酸化反応触
媒として知られている。
2. Description of the Related Art Unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile are used as intermediate materials for synthetic resins, synthetic fibers and synthetic rubbers, while unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid are used for synthetic resins, paints and adhesives. It is industrially important as a raw material for plasticizers and the like. Conventionally, these unsaturated nitriles and unsaturated carboxylic acids are produced by a gas-phase catalytic oxidation reaction of an alkene as a raw material. For example, it is economically advantageous to use inexpensive propane or isobutane with propylene or isobutene. Extensive research has been conducted on catalysts that make this possible, and as a result, many catalysts have been reported. Among these catalysts, a composite metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, and at least one element of tellurium or antimony as an essential component is known as an alkane gas phase catalytic oxidation reaction catalyst.

【0003】本発明者も、Mo,V,Teを必須成分と
した触媒がプロパンのアンモ酸化反応によるアクリロニ
トリルの製造に有効であることを特開平2−257号公
報、特開平5−148212号公報、特開平5−208
136号公報などにより、また、プロパンの酸化反応に
よるアクリル酸の製造に有効であることを特開平6−2
79351号公報などにより開示している。さらに、M
o,V,Sbを必須成分とした触媒がプロパンからのア
ンモ酸化反応によりアクリロニトリルの製造に有効であ
ることを特開平9−157241号公報などにより開示
している。
The present inventors have also disclosed in JP-A-2-257 and JP-A-5-148212 that a catalyst containing Mo, V, and Te as essential components is effective for producing acrylonitrile by an ammoxidation reaction of propane. JP-A-5-208
No. 136, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-2 / 1993 discloses that it is effective for the production of acrylic acid by an oxidation reaction of propane.
No. 79351 discloses this. Further, M
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-157241 discloses that a catalyst containing o, V, and Sb as essential components is effective for producing acrylonitrile by an ammoxidation reaction from propane.

【0004】これらの公報により開示されている触媒に
ついて本発明者が研究を継続したところ、反応操作方
法、特に、触媒の装填された反応器が反応実施温度に達
するまでの雰囲気の選定によっては触媒の性能が十分に
発揮されないことがあり、好ましい反応操作方法の選定
が求められている。この問題を解決するために、触媒層
の温度が300℃よりも高い温度で、かつ反応温度より
も低い温度で酸素と炭化水素および/またはアンモニア
のような可燃性ガスを供給して、反応温度まで温度を高
め、目的とする反応温度に達した際に、反応原料ガスの
供給に切り替えるような操作を採用することが提案され
ているが、触媒の化学的性質に関する考察が不十分であ
り、可燃性ガスと酸素を供給する温度や状態の選定によ
っては、むしろ触媒の性能を低下させてしまうことがあ
ったり、操作が複雑であるに加えて、さらには爆発の危
険性があるなどの問題がある。
The inventor of the present invention has continued research on the catalysts disclosed in these publications. As a result, depending on the reaction operation method, in particular, the selection of the atmosphere until the temperature of the reactor loaded with the catalyst reaches the temperature at which the reaction is carried out, the catalyst may vary. May not be sufficiently exhibited, and selection of a preferable reaction operation method is required. In order to solve this problem, when the temperature of the catalyst layer is higher than 300 ° C. and lower than the reaction temperature, a combustible gas such as oxygen and hydrocarbons and / or ammonia is supplied, and the reaction temperature is increased. It has been proposed to increase the temperature up to the target reaction temperature, and to switch to the supply of the reactant gas when the target reaction temperature is reached.However, there is insufficient consideration on the chemical properties of the catalyst, Depending on the selection of the temperature and the state of supplying the flammable gas and oxygen, the performance of the catalyst may be rather deteriorated, the operation is complicated, and there is the danger of explosion. There is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
上記の公報に記載された触媒の性能を十分に発揮させ、
かつ作業性の優れた、反応開始可能温度に達するまでの
触媒のおかれている雰囲気を好適に選定した操作方法が
求められている。本発明は、モリブデン、バナジウム、
およびテルルまたはアンチモンのうちの少なくとも一方
の元素を必須成分とする複合金属酸化物触媒の存在下、
炭化水素を気相接触酸化反応させる際に、目的物を良好
に得るために反応操作方法を適切に設定することを目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION
The performance of the catalyst described in the above publication is fully exhibited,
There is also a demand for an operation method which is excellent in workability and suitably selects an atmosphere in which a catalyst is placed until a temperature at which a reaction can be started is reached. The present invention provides molybdenum, vanadium,
And in the presence of a composite metal oxide catalyst having at least one element of tellurium or antimony as an essential component,
It is an object of the present invention to appropriately set a reaction operation method in order to obtain a desired product when a hydrocarbon is subjected to a gas phase catalytic oxidation reaction.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者はこの課題を解
決するため、モリブデン、バナジウム、およびテルルま
たはアンチモンのうちの少なくとも一方の元素を必須成
分とする複合金属酸化物触媒の存在下での炭化水素の選
択酸化反応について研究を重ねた結果、反応実施温度ま
での触媒層のおかれている雰囲気を適切に制御すること
により、炭化水素の転化率、目的物への選択率、さらに
は触媒の寿命が向上することを見いだし、本発明に到達
した。すなわち、本発明の要旨は、モリブデン、バナジ
ウム、およびテルルまたはアンチモンのうちの少なくと
も一方の元素を必須成分とする複合金属酸化物触媒の存
在下、炭化水素を気相接触酸化反応させて不飽和ニトリ
ルおよび/または不飽和カルボン酸を製造する方法にお
いて、触媒層の温度が反応開始可能温度に達するまで、
酸素および/または可燃性ガスを実質的に含まない雰囲
気で昇温し、好ましくはこのような条件下で触媒層の温
度が反応実施温度以下で炭化水素と酸素を含有するガ
ス、または炭化水素とアンモニアと酸素を含有するガス
を供給し、あるいは触媒層の温度が反応実施温度以上に
達するまで、酸素および/または可燃性ガスを実質的に
含まない雰囲気で昇温することを特徴とする炭化水素の
気相接触酸化反応方法に存する。
In order to solve this problem, the present inventor has proposed a method in which molybdenum, vanadium, and a composite metal oxide catalyst containing at least one of tellurium and antimony as essential components. As a result of repeated studies on the selective oxidation reaction of hydrocarbons, the conversion rate of hydrocarbons, selectivity to target products, and catalyst The present inventors have found that the life of the aluminum alloy is improved, and reached the present invention. That is, the gist of the present invention is to provide a gas phase catalytic oxidation reaction of a hydrocarbon in the presence of a composite metal oxide catalyst containing at least one of molybdenum, vanadium, and tellurium or antimony as an essential component to obtain unsaturated nitrile. And / or a method for producing an unsaturated carboxylic acid, until the temperature of the catalyst layer reaches a reaction startable temperature.
The temperature is raised in an atmosphere substantially free of oxygen and / or flammable gas. Preferably, under such conditions, the temperature of the catalyst layer is equal to or lower than the reaction execution temperature, and a gas containing hydrocarbon and oxygen, or A hydrocarbon which supplies a gas containing ammonia and oxygen, or raises the temperature in an atmosphere substantially free of oxygen and / or flammable gas until the temperature of the catalyst layer reaches or exceeds the reaction temperature. Gas phase catalytic oxidation reaction method.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明では、モリブデン、バナジウム、およびテルルま
たはアンチモンのうちの少なくとも一方の元素を必須成
分とする複合金属酸化物触媒が使用される。さらに詳し
くは、モリブデン、バナジウム、X、Yおよび酸素(X
はテルルおよびアンチモンのうちの少なくとも1種、Y
はニオブ、タンタル、タングステン、チタン、アルミニ
ウム、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、ルテニウ
ム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白
金、ビスマス、ホウ素、インジウム、リン、ゲルマニウ
ム、希土類元素、アルカリ金属、アルカリ土類金属から
なる群から選ばれた1種以上の元素を示す)を必須成分
とする複合金属酸化物触媒が好ましい。さらにこれら触
媒構成元素の存在割合が、下記式 0.25<rMo<0.98 0.003<rV<0.5 0.003<rX<0.5 0≦rY<0.5 (ただし、rMo,rV,rX,rYは酸素を除く上記
必須成分の合計に対するMo,V,XおよびYのモル分
率を表わす)で表されるものがいっそう好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, a composite metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, and at least one element of tellurium or antimony as an essential component is used. More specifically, molybdenum, vanadium, X, Y and oxygen (X
Is at least one of tellurium and antimony, Y
Is niobium, tantalum, tungsten, titanium, aluminum, zirconium, chromium, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, platinum, bismuth, boron, indium, phosphorus, germanium, rare earth elements, alkali metals, alkaline earths (Indicating one or more elements selected from the group consisting of metals) as an essential component. Further, the proportion of these catalyst constituent elements is determined by the following formula: 0.25 <rMo <0.98 0.003 <rV <0.5 0.003 <rX <0.50 ≦ rY <0.5 (where rMo , RV, rX, and rY represent the mole fractions of Mo, V, X, and Y with respect to the sum of the above essential components excluding oxygen).

【0008】本発明においては、通常300℃から49
0℃の反応温度のもとで炭化水素の気相接触酸化反応を
行うが、反応器に上記の触媒を装填し、反応開始可能温
度まで実質的に酸素および/または可燃性ガスを含まな
い雰囲気で昇温させ、触媒層の温度が反応実施温度以上
に達するまで、酸素および/または可燃性ガスを実質的
に含まない雰囲気で昇温する、あるいは、触媒層の温度
が反応開始可能温度に達するまで、酸素および/または
可燃性ガスを実質的に含まない雰囲気で昇温し、反応実
施温度に達するまでに炭化水素と酸素を含有するガス、
または炭化水素とアンモニアと酸素を含有するガスを供
給することにより、触媒性能を十分に発揮させ、不飽和
カルボン酸および/または不飽和ニトリルを好適に生成
させることに特徴を有する。
In the present invention, the temperature is usually from 300 ° C. to 49 ° C.
A gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons is carried out at a reaction temperature of 0 ° C. An atmosphere substantially free of oxygen and / or a flammable gas up to a temperature at which the reaction can be started is provided by loading the above catalyst into a reactor. And raise the temperature in an atmosphere substantially free of oxygen and / or flammable gas until the temperature of the catalyst layer reaches or exceeds the reaction execution temperature, or the temperature of the catalyst layer reaches a reaction startable temperature. Up to an atmosphere substantially free of oxygen and / or flammable gas, and a gas containing hydrocarbons and oxygen until the reaction temperature is reached;
Alternatively, by supplying a gas containing hydrocarbon, ammonia and oxygen, the catalyst performance is sufficiently exhibited and unsaturated carboxylic acid and / or unsaturated nitrile is suitably produced.

【0009】さらに、触媒層の温度が反応開始可能温度
以上の温度のもとで、炭化水素と酸素を含有するガス、
または炭化水素とアンモニアと酸素を含有するガスの反
応器への供給量を制御することにより、反応器出口にお
けるガス中の酸素濃度を0.1%以上、好ましくは1%
以上25%以下に保持すると、よりいっそう不飽和カル
ボン酸および/または不飽和ニトリルの生成が促進され
好ましい。なお、ここで反応開始可能温度とは、本発明
で使用される特定の触媒の存在下で炭化水素と酸素、ま
たは炭化水素とアンモニアと酸素を供給した際に、不飽
和カルボン酸および/または不飽和ニトリルの生成が開
始される温度を示し、触媒と炭化水素の種類などにより
異なるが、本発明により提案される触媒を使用し、プロ
パンと酸素またはプロパンとアンモニアと酸素の反応で
あるなら、通常200℃から450℃の範囲である。
Further, a gas containing a hydrocarbon and oxygen, wherein the temperature of the catalyst layer is equal to or higher than the reaction startable temperature,
Alternatively, the concentration of oxygen in the gas at the outlet of the reactor is controlled to 0.1% or more, preferably 1% by controlling the amount of supply of gas containing hydrocarbon, ammonia and oxygen to the reactor.
When it is maintained at not less than 25% or less, generation of unsaturated carboxylic acid and / or unsaturated nitrile is further promoted, which is preferable. Here, the reaction-startable temperature is defined as an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid when hydrocarbon and oxygen or hydrocarbon, ammonia and oxygen are supplied in the presence of the specific catalyst used in the present invention. Shows the temperature at which the production of saturated nitrile starts, which differs depending on the type of catalyst and hydrocarbon, etc., but if a catalyst proposed by the present invention is used and propane and oxygen or propane and ammonia and oxygen are reacted, it is usually The range is from 200 ° C to 450 ° C.

【0010】本発明で提案される方法により、炭化水素
のうちの低級アルカン、特にプロパンまたはイソブタン
の気相接触酸化反応によるアクリル酸またはメタクリル
酸、および/またはアンモ酸化反応によるアクリロニト
リルまたはメタクリロニトリルの製造を有利に進行させ
ることができる。また、ここで酸素および/または可燃
性ガスを実質的に含まない雰囲気とは、反応開始可能温
度以上のもとで、炭化水素の気相接触酸化反応にとって
実際に不活性な雰囲気であり、具体的には、窒素、アル
ゴン、ヘリウム、二酸化炭素、水蒸気などの単独、また
は混合された雰囲気を示す。ここで可燃性ガスとは、炭
化水素、アンモニア、水素、一酸化炭素などを示し、さ
らに具体的には、炭素数が8個以下のアルカン、アルケ
ン、シクロアルカン、シクロアルケン、芳香族炭化水
素、アルコール類、エーテル類、エステル、ニトリル、
カルボン酸、酸無水物、アルデヒド、ケトンなどを示
す。さらには本発明で最も一般的に使用されるものとし
て、プロパン、イソブタン、アンモニアの単独または混
合物が挙げられる。これら可燃性ガスおよび/または酸
素は少量存在しても炭化水素の気相接触酸化反応に不活
性であれば実質的には不活性な雰囲気という。
According to the method proposed in the present invention, acrylic acid or methacrylic acid by gas phase catalytic oxidation reaction of lower alkane among hydrocarbons, especially propane or isobutane, and / or acrylonitrile or methacrylonitrile by ammoxidation reaction. Production can proceed advantageously. The term "atmosphere substantially free of oxygen and / or flammable gas" as used herein means an atmosphere which is actually inert to the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons at a temperature not lower than the reaction initiation temperature. Specifically, it refers to a single or mixed atmosphere of nitrogen, argon, helium, carbon dioxide, water vapor, and the like. Here, the flammable gas refers to hydrocarbons, ammonia, hydrogen, carbon monoxide and the like, and more specifically, alkanes having 8 or less carbon atoms, alkenes, cycloalkanes, cycloalkenes, aromatic hydrocarbons, Alcohols, ethers, esters, nitriles,
Shows carboxylic acids, acid anhydrides, aldehydes, ketones and the like. Furthermore, those most commonly used in the present invention include propane, isobutane, and ammonia alone or as a mixture. Even if a small amount of these combustible gases and / or oxygen are present, they are substantially inert if they are inert to the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons.

【0011】反応方式は固定床、流動層等のいずれも採
用できるが、発熱反応であるため、流動層方式の方が反
応温度の制御が容易であるので好ましい。プロパンとア
ンモニアとの気相接触酸化反応を流動層反応器を使用し
て実施する場合を例示すると、前記したような触媒が充
填された反応器を酸素および/または可燃性ガスを実質
的に含まない雰囲気で、触媒層の温度が反応実施温度以
上に達するまで昇温し、反応実施温度以上に達したら、
プロパンと酸素またはプロパンとアンモニアと酸素が、
反応器出口酸素濃度を注意深く監視しながら供給され
る。このとき、プロパンまたはプロパンとアンモニアは
爆発を回避するような条件のもとで酸素と共存させて供
給してもよく、または酸素とは別に反応器に接続された
配管から供給しても良い。あるいは、触媒層の温度が反
応開始可能温度に達するまで、酸素および/または可燃
性ガスを実質的に含まない雰囲気で昇温し、反応開始可
能温度に達したら、上記と同様にプロパンと酸素または
プロパンとアンモニアと酸素が、反応器出口酸素濃度を
注意深く監視しながら供給される。
As the reaction system, any of a fixed bed, a fluidized bed and the like can be adopted. However, since the reaction is an exothermic reaction, the fluidized bed system is preferable because the reaction temperature can be easily controlled. For example, when the gas phase catalytic oxidation reaction between propane and ammonia is carried out using a fluidized-bed reactor, the reactor filled with the catalyst as described above may contain substantially oxygen and / or combustible gas. In a non-atmosphere, the temperature of the catalyst layer was raised until the temperature reached the reaction temperature or higher.
Propane and oxygen or propane and ammonia and oxygen
The reactor outlet oxygen concentration is supplied with careful monitoring. At this time, propane or propane and ammonia may be supplied coexisting with oxygen under conditions that avoid explosion, or may be supplied separately from oxygen from a pipe connected to the reactor. Alternatively, the temperature is raised in an atmosphere substantially free of oxygen and / or flammable gas until the temperature of the catalyst layer reaches the reaction startable temperature, and when the reaction startable temperature is reached, propane and oxygen or Propane, ammonia and oxygen are supplied while carefully monitoring the reactor outlet oxygen concentration.

【0012】本発明者は上記の触媒が炭化水素の気相接
触酸化反応に良好な触媒作用を示すことをすでに報告し
ているが、さらに優れた性能を引き出すために、触媒の
特性を詳しくしらべた結果、本発明で提案する反応操作
方法が見いだされたものである。この反応操作方法を採
用することにより、反応成績が向上する理由の詳細は明
らかではないが、触媒の活性が非常に高いために、触媒
層を加熱する際の雰囲気により、触媒の化学的な状態が
変化するものと推察される。
The present inventor has already reported that the above-mentioned catalyst exhibits a good catalytic action on the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons. However, in order to obtain more excellent performance, the characteristics of the catalyst should be examined in detail. As a result, the reaction operation method proposed in the present invention has been found. Although the details of the reason why the reaction result is improved by adopting this reaction operation method are not clear, since the activity of the catalyst is very high, the chemical state of the catalyst depends on the atmosphere when the catalyst layer is heated. Is assumed to change.

【0013】炭化水素の気相接触反応では目的とする反
応のほかに副反応が進行し、プロパンからのアクリロニ
トリルの製造を例に挙げると、目的とするアクリロニト
リルのほかに、シアン化水素、アセトニトリル、二酸化
炭素、一酸化炭素などが生成する。これらの生成経路に
は、プロパンから直接生成する経路と生成したアクリロ
ニトリルの分解により生成する経路がある。これら副生
成物の生成挙動の経時的な変化を追跡すると、反応を開
始した当初は生成量が多いが、時間とともに減少してい
く様子が観測されることがある。これは、この副反応を
進行させる活性点の作用が反応開始後速やかに弱められ
るためと推察される。ここで、気相酸化反応を目的とす
る反応実施温度よりも高い温度で開始させると、すなわ
ち、本発明で提案するように反応実施温度よりも高い温
度まで、酸素および/または可燃性ガスを実質的に含ま
ない気流中で昇温した後、プロパンと酸素などから成る
ガスに変更すると、反応を開始した初期の反応温度が高
いために、副反応活性点の作用を速やかに弱めることが
でき、その結果、短時間で安定で良好な選択性に到達さ
せることが期待できる。また、通常、反応実施温度より
も高い温度に到達したら反応器を加熱するヒーターを弱
め、反応により発生する熱とバランスさせて、反応実施
温度に到達させる方法であると、反応温度の制御が容易
に行えることが多い。
In the gas phase catalytic reaction of hydrocarbons, a side reaction proceeds in addition to the desired reaction. For example, in the production of acrylonitrile from propane, hydrogen cyanide, acetonitrile, carbon dioxide And carbon monoxide. These production routes include a route produced directly from propane and a route produced by decomposition of acrylonitrile produced. When the change over time in the formation behavior of these by-products is tracked, the amount of formation is large at the beginning of the reaction, but may be observed to decrease with time. This is presumably because the action of the active site that promotes this side reaction is weakened immediately after the start of the reaction. Here, when the reaction is started at a temperature higher than the reaction temperature for the purpose of the gas phase oxidation reaction, that is, the oxygen and / or flammable gas is substantially reduced to a temperature higher than the reaction temperature as proposed in the present invention. When the temperature is increased in an air stream that does not contain the gas, and the gas is changed to a gas composed of propane and oxygen, the effect of the side reaction active site can be rapidly reduced because the initial reaction temperature at which the reaction started is high, As a result, it is expected that stable and good selectivity can be achieved in a short time. In addition, when the temperature reaches a temperature higher than the reaction temperature, the heater for heating the reactor is weakened to balance the heat generated by the reaction to reach the reaction temperature. Can be done in many cases.

【0014】また、炭化水素の気相接触酸化反応は発熱
反応であるため、反応開始可能温度まで酸素および/ま
たは可燃性ガスを含まない気流で昇温し、反応実施温度
よりも低い温度のもとで炭化水素と酸素、または炭化水
素とアンモニアと酸素を含有するガスを供給すると、触
媒層が反応開始可能温度以上であれば反応を進行させる
ことができ、触媒層の温度を高めることができる。すな
わち、反応器を昇温させるエネルギーが不要となるかま
たは減らすことができる。さらに、目的とする反応ガス
の構成で供給しておくと、反応実施温度まで温度が高ま
る間に、構成成分の流量などを調節することにより好適
な反応成績を与える反応ガス組成に容易に到達させるこ
とができ、反応実施温度付近でガスを切り替えるような
危険性を伴う作業を行わなくてよい。
Further, since the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons is an exothermic reaction, the temperature is raised to a temperature at which the reaction can be started by a gas stream containing no oxygen and / or flammable gas. When a gas containing hydrocarbon and oxygen, or a gas containing hydrocarbon, ammonia and oxygen is supplied, the reaction can proceed if the temperature of the catalyst layer is equal to or higher than the reaction startable temperature, and the temperature of the catalyst layer can be increased. . That is, the energy for raising the temperature of the reactor becomes unnecessary or can be reduced. Furthermore, if the reaction gas is supplied in a desired composition of the reaction gas, while the temperature rises to the reaction execution temperature, the reaction gas composition giving a suitable reaction result can be easily reached by adjusting the flow rate of the constituent components and the like. Therefore, there is no need to perform a risky operation such as switching the gas near the reaction temperature.

【0015】そして、触媒層の温度が反応開始可能温度
以上のもとで、炭化水素とアンモニア、または炭化水素
とアンモニアと酸素を含有するガスを供給した場合に
は、反応器出口から排出されるガス中の酸素濃度が0.
1%以上、好ましくは1%以上25%以下に保持される
と、触媒の化学的な状態が炭化水素の気相接触酸化反応
にとって好適な状態に調整されると推察され、さらに良
好である。
When a gas containing hydrocarbon and ammonia or a gas containing hydrocarbon, ammonia and oxygen is supplied under the condition that the temperature of the catalyst layer is equal to or higher than the reaction startable temperature, the gas is discharged from the reactor outlet. The oxygen concentration in the gas is 0.
When it is maintained at 1% or more, preferably 1% or more and 25% or less, it is presumed that the chemical state of the catalyst is adjusted to a state suitable for the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons, which is even better.

【0016】これらの本発明は触媒層を温度上昇する方
法であり、必要とする効果を得るために、いずれの方法
を選択することも可能である。例えば、プロパンからの
アクリル酸またはアクリロニトリルを製造する際に本発
明で提案される反応操作方法を採用すると、反応成績や
触媒の寿命が良好であるばかりでなく、反応実施温度で
供給されるガスの種類を切り替える等の、煩雑で危険性
を伴う操作を回避し、酸素とプロパン、または酸素とプ
ロパンとアンモニアを任意に供給しながら所定の反応実
施温度に到達させて、目的とする反応原料ガス組成と流
量に調整し、簡便かつ安全に反応を開始させることが可
能である。
The present invention is a method for raising the temperature of the catalyst layer, and any method can be selected to obtain the required effect. For example, when the reaction operation method proposed in the present invention is employed in the production of acrylic acid or acrylonitrile from propane, not only the reaction results and the service life of the catalyst are good, but also the gas supplied at the reaction temperature is high. By avoiding complicated and dangerous operations such as switching types, and by arbitrarily supplying oxygen and propane, or oxygen, propane and ammonia to reach a predetermined reaction temperature, a desired reaction raw material gas composition is obtained. It is possible to easily and safely start the reaction by adjusting the flow rate.

【0017】炭化水素の気相接触酸化反応の条件として
は、反応実施温度は、通常200〜500℃、好ましく
は300〜490℃であり、気相反応におけるガス空間
速度SVは、通常100〜10000h-1、好ましくは
300〜6000h-1の範囲である。気相接触反応は、
通常大気圧下で行われるが、低度の加圧下または減圧下
でもよい。また、空間速度と酸素分圧を調整するための
希釈ガスとして、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭
素等の不活性ガスを用いることができる。また、目的生
成物への選択率が高くなるように、炭化水素の転化率を
70%程度以下に抑えて反応を行い、未反応の炭化水素
を分離、回収して再度反応器に供給する方式を採用する
ことも可能である。
As the conditions for the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons, the reaction temperature is usually from 200 to 500 ° C., preferably from 300 to 490 ° C., and the gas hourly space velocity SV in the gas phase reaction is usually from 100 to 10,000 h. −1 , preferably in the range of 300 to 6000 h −1 . The gas phase contact reaction is
Usually, the reaction is carried out under atmospheric pressure, but may be carried out under low pressure or low pressure. As a diluent gas for adjusting the space velocity and the oxygen partial pressure, an inert gas such as nitrogen, argon, helium, or carbon dioxide can be used. In addition, the reaction is carried out while controlling the conversion of hydrocarbons to about 70% or less so that the selectivity to the target product is increased, and unreacted hydrocarbons are separated and recovered, and supplied to the reactor again. It is also possible to employ.

【0018】具体的に、プロパンからアクリロニトリル
を製造する場合、反応系に供給する酸素の割合が生成す
るアクリロニトリルの選択率に及ぼす影響が大きく、酸
素の割合はプロパンに対して、0.2〜4モル倍量の範
囲が好ましい。この範囲であると、高いアクリロニトリ
ルの選択率を示すことができる。また、反応系に供給す
るアンモニアの割合は、プロパンに対して、0.1〜3
モル倍量の範囲が好適である。
Specifically, when acrylonitrile is produced from propane, the proportion of oxygen supplied to the reaction system has a large effect on the selectivity of acrylonitrile to be produced, and the proportion of oxygen is 0.2 to 4 relative to propane. The range of the molar amount is preferable. Within this range, a high acrylonitrile selectivity can be exhibited. The ratio of ammonia supplied to the reaction system is 0.1 to 3 with respect to propane.
A molar range is preferred.

【0019】また、プロパンからアクリル酸を製造させ
る場合には、反応系に供給する酸素の割合はプロパンに
対して、0.1〜5モル倍量の範囲が好ましい。更に、
反応系に水蒸気を供給することによりアクリル酸の選択
率が向上することがあり、水蒸気の割合はプロパンに対
して、40モル倍以下である。さらに、不飽和ニトリル
と不飽和カルボン酸、例えばアクリロニトリルとアクリ
ル酸を同時に製造させようとする場合は、反応器に供給
するガスの組成は、アンモニア/プロパンのモル比は、
通常0.1〜5、好ましくは0.1〜4であり、酸素/
アンモニアのモル比は、通常1〜10、好ましくは2〜
8である。この範囲であると、不飽和ニトリルと不飽和
カルボン酸の合計の選択性が優れる。
When acrylic acid is produced from propane, the proportion of oxygen supplied to the reaction system is preferably in the range of 0.1 to 5 times the molar amount of propane. Furthermore,
By supplying water vapor to the reaction system, the selectivity of acrylic acid may be improved, and the ratio of the water vapor is 40 mol times or less with respect to propane. Furthermore, when trying to produce unsaturated nitrile and unsaturated carboxylic acid, for example, acrylonitrile and acrylic acid at the same time, the composition of the gas supplied to the reactor is such that the molar ratio of ammonia / propane is:
Usually 0.1-5, preferably 0.1-4, oxygen /
The molar ratio of ammonia is usually 1 to 10, preferably 2 to
8 Within this range, the total selectivity of the unsaturated nitrile and the unsaturated carboxylic acid is excellent.

【0020】本発明で使用される触媒の調製方法は、特
に制限はなく、複合酸化物の原料の水または有機溶媒の
溶液またはスラリーより調製する方法と、複合酸化物の
原料を混合して高温固相反応により調製する方法の2つ
がよく知られている。より性能の優れた触媒を得るため
には、前者の方法、特に各成分を含む溶液又はスラリー
状の水性液を調製後、乾燥し、焼成する方法が好まし
い。
The method for preparing the catalyst used in the present invention is not particularly limited, and includes a method of preparing a solution or a slurry of water or an organic solvent as a raw material of the composite oxide, and a method of mixing the raw material of the composite oxide to a high temperature. Two methods of preparing by solid-phase reaction are well known. In order to obtain a catalyst having better performance, the former method, particularly a method of preparing a solution or a slurry-like aqueous liquid containing each component, followed by drying and calcining, is preferred.

【0021】本発明の触媒調製するときの原料として、
カルボン酸塩、カルボン酸アンモニウム塩、ハロゲン化
アンモニウム塩、酸化物、含水酸化物、オキシ酸及びそ
の塩、ハロゲン化物、水素酸、アセチルアセトナート、
アルコキシド、ハロゲン化物等の化合物、あるいは金属
を適当な試薬により可溶化あるいはスラリー状態にして
使用することができる。
As raw materials for preparing the catalyst of the present invention,
Carboxylate, carboxylate ammonium salt, ammonium halide salt, oxide, hydrated oxide, oxyacid and its salt, halide, hydrogen acid, acetylacetonate,
Compounds such as alkoxides and halides, or metals can be used after being solubilized or slurried with an appropriate reagent.

【0022】例えば、モリブデン、バナジウム、テルル
及びニオブを含む複合酸化物からなる触媒の製造方法と
しては、メタバナジン酸アンモニウム塩の水溶液に、テ
ルル酸の水溶液、ニオブ化合物を含む水溶性スラリーま
たはシュウ酸ニオブアンモニウム塩の水溶液およびパラ
モリブデン酸アンモニウム塩の水溶液を各々の金属元素
の原子比が所定の割合となるような量比で順次添加し、
蒸発乾固法、噴霧乾燥法、凍結乾燥法、真空乾燥法等で
乾燥させ乾燥物を得て、次に得られた乾燥物を焼成する
ことにより得ることができる。この焼成の温度は、通常
200〜700℃、好ましくは250〜650℃、時間
は、通常0.5〜30時間、好ましくは1〜10時間行
われる。また、焼成は、酸素雰囲気中で行ってもよい
が、酸素不存在下で行うことが好ましく、具体的には、
窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気中また
は真空中で行われる。
For example, as a method for producing a catalyst comprising a composite oxide containing molybdenum, vanadium, tellurium and niobium, an aqueous solution of ammonium metavanadate, an aqueous solution of telluric acid, a water-soluble slurry containing a niobium compound, or niobium oxalate An aqueous solution of an ammonium salt and an aqueous solution of an ammonium paramolybdate are sequentially added in a quantitative ratio such that the atomic ratio of each metal element becomes a predetermined ratio,
It can be obtained by drying by an evaporation to dryness method, a spray drying method, a freeze drying method, a vacuum drying method or the like to obtain a dried product, and then baking the obtained dried product. The firing temperature is usually 200 to 700 ° C, preferably 250 to 650 ° C, and the time is generally 0.5 to 30 hours, preferably 1 to 10 hours. The firing may be performed in an oxygen atmosphere, but is preferably performed in the absence of oxygen.
It is performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, argon, helium, or in a vacuum.

【0023】このようにして製造された複合酸化物から
なる触媒は、単独で用いてもよいが、周知の担体成分、
例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ア
ルミノシリケ−ト、珪藻土などを1〜90重量%程度含
んだ混合物として使用することもできる。このような担
体成分は、触媒原料の溶液、またはスラリーを調合する
際に同時に添加しても、あるいは溶液またはスラリーを
乾燥させた後などに添加してもよい。あるいは焼成後の
触媒粒子とこれら担体成分粒子を物理的に混合して使用
してもよい。
The catalyst comprising the composite oxide thus produced may be used alone, but may be any of well-known carrier components,
For example, it may be used as a mixture containing about 1 to 90% by weight of silica, alumina, titania, zirconia, aluminosilicate, diatomaceous earth and the like. Such a carrier component may be added at the same time as preparing the solution or slurry of the catalyst raw material, or may be added after the solution or slurry is dried. Alternatively, the catalyst particles after calcination and these carrier component particles may be physically mixed and used.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に
説明するが、本発明はその要旨を超えないかぎりこれら
の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施
例および比較例におけるアルカン転化率(%)、目的生
成物選択率(%)、目的生成物収率(%)は、各々以下
の式で算出される。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist. The alkane conversion (%), target product selectivity (%), and target product yield (%) in the following Examples and Comparative Examples are each calculated by the following formulas.

【0025】[0025]

【数1】アルカンの転化率(%)=(消費アルカンのモ
ル数/供給アルカンのモル数)×100 目的生成物の選択率(%)=(生成目的生成物のモル数
/消費アルカンのモル数)×100 目的生成物の収率(%)=(生成目的生成物のモル数/
供給アルカンのモル数)×100
## EQU1 ## Alkane conversion (%) = (moles of alkane consumed / moles of supplied alkane) × 100 Selectivity (%) of target product = (moles of target product formed / moles of alkane consumed) Number) × 100 Yield (%) of target product = (moles of target product generated /
Number of moles of supplied alkane) x 100

【0026】参考例1 Mo−V−Te−Nb複合金属
酸化物触媒の調製 仕込みの金属元素比がMo10.3 Te0.23 Nb0.12
となるようにして複合金属酸化物触媒を次のように調製
した。温水5.68リットルに1.38kgのパラモリ
ブデン酸アンモニウム塩、0.275kgのメタバナジ
ン酸アンモニウム塩、0.413kgのテルル酸を溶解
し、均一な水溶液を調製した。さらにシリカ含量が20
wt%のシリカゾル0.658kg、および含水酸化ニ
オブを70℃に加温されたシュウ酸水溶液に溶解させて
調製したニオブを含有する水溶液(ニオブの濃度0.4
mol/kg)1.02kgを混合しスラリーを調製し
た。このスラリーを乾燥させ水分を除去した。次いでこ
の乾燥物をアンモニア臭がなくなるまで約300℃で加
熱処理した後、窒素気流中600℃で2時間焼成した。
Reference Example 1 Preparation of Mo-V-Te-Nb composite metal oxide catalyst The charged metal element ratio was Mo 1 V 0.3 Te 0.23 Nb 0.12
The composite metal oxide catalyst was prepared as follows. 1.38 kg of ammonium paramolybdate, 0.275 kg of ammonium metavanadate, and 0.413 kg of telluric acid were dissolved in 5.68 liters of warm water to prepare a uniform aqueous solution. Furthermore, the silica content is 20
An aqueous solution containing niobium prepared by dissolving 0.658 kg of a wt.% silica sol and an aqueous oxalic acid solution heated to 70 ° C. in an aqueous oxalic acid solution (niobium concentration 0.4
(mol / kg) to prepare a slurry. The slurry was dried to remove water. Next, the dried product was heated at about 300 ° C. until the smell of ammonia disappeared, and then calcined at 600 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream.

【0027】参考例2 Mo−V−Sb−Nb複合金属
酸化物触媒の調製 仕込みの金属元素比がMo10.3 Sb0.2 Nb0.05
なるようにして複合酸化物を次のように調製した。温水
2.1リットルに122gのメタバナジン酸アンモニウ
ム塩、三酸化アンチモン102gを添加し90℃で6時
間スラリーを加熱処理し、水分を除去して約3/4に濃
縮した。これをスラリーAとする。これとは別に温水
1.23kgにパラモリブデン酸アンモニウム塩614
gを添加し溶解させた後40℃に加温してモリブデンを
含む水溶液を調製した。さらに温水4.62kgにシュ
ウ酸ニオブアンモニウム77g溶解させた後40℃に加
温しニオブを含む水溶液を調製した。これらスラリー、
または水溶液を約30℃に冷却し、スラリーAに前述の
モリブデンを含む水溶液、次いでシリカ含量が20wt
%のシリカゾル400g、さらに前述のニオブを含む水
溶液を撹拌しながら添加して水性スラリーを調製した。
次いでこの乾燥物をアンモニア臭がなくなるまで約30
0℃で加熱処理した後、窒素気流中600℃で2時間焼
成した。
Reference Example 2 Preparation of Mo-V-Sb-Nb Composite Metal Oxide Catalyst A composite oxide was prepared as follows so that the charged metal element ratio was Mo 1 V 0.3 Sb 0.2 Nb 0.05 . 122 g of ammonium metavanadate and 102 g of antimony trioxide were added to 2.1 liters of warm water, and the slurry was heated at 90 ° C. for 6 hours to remove water and concentrated to about 3. This is called slurry A. Separately, ammonium paramolybdate 614 was added to 1.23 kg of warm water.
g was added and dissolved, and then heated to 40 ° C. to prepare an aqueous solution containing molybdenum. Further, 77 g of niobium ammonium oxalate was dissolved in 4.62 kg of warm water, and then heated to 40 ° C. to prepare an aqueous solution containing niobium. These slurries,
Alternatively, the aqueous solution is cooled to about 30 ° C., and the aqueous solution containing molybdenum in the slurry A, and then the silica content is 20 wt.
% Silica sol and an aqueous solution containing the above-mentioned niobium were added with stirring to prepare an aqueous slurry.
Then, the dried product is removed for about 30 minutes until the smell of ammonia disappears.
After heat treatment at 0 ° C., it was baked at 600 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream.

【0028】実施例1 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.25gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約2000h-1に設定して窒素を流通させ、
触媒層の温度が室温から350℃に到達するまで30分
間で昇温した。350℃に到達したら、SVを約200
0h-1の状態で、プロパン:アンモニア:酸素:窒素=
1:1.2:3:12のモル比でガスを供給し、触媒層
の温度が430℃になるまで20分間で温度を高めた。
このときの反応器出口における酸素濃度を分析したとこ
ろ13.5%(350℃)から2.4%(430℃)に
変化した。その状態のまま430℃で気相接触酸化反応
を行なった。その結果を表−1に示す。
Example 1 A fixed-bed flow reactor was charged with 0.25 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1, and the gas space velocity SV was set at about 2000 h -1 to reduce nitrogen. To distribute,
The temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 350 ° C. in 30 minutes. When the temperature reaches 350 ° C, the SV is increased to about 200
At 0 h -1 , propane: ammonia: oxygen: nitrogen =
A gas was supplied at a molar ratio of 1: 1.2: 3: 12, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C.
When the oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed, it changed from 13.5% (350 ° C.) to 2.4% (430 ° C.). In this state, a gas phase catalytic oxidation reaction was performed at 430 ° C. Table 1 shows the results.

【0029】実施例2 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.25gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約2000h-1に設定して窒素を流通させ、
触媒層の温度が室温から430℃に到達するまで50分
間で昇温した。430℃に到達したら、反応器を加熱し
ている電気ヒーターへの供給電力を低減し、SVを約2
000h-1の状態でプロパン:アンモニア:酸素:窒素
=1:1.2:3:12のモル比でガスを供給し、触媒
層の温度を430℃に保持させた。その状態のまま43
0℃で気相接触酸化反応を行なった。その結果を表−1
に示す。
Example 2 0.25 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1 was charged into a fixed bed flow type reactor, and the gas space velocity SV was set to about 2000 h -1 to reduce nitrogen. To distribute,
The temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 430 ° C. in 50 minutes. When the temperature reaches 430 ° C., the power supplied to the electric heater heating the reactor is reduced, and the SV is reduced to about 2
In a state of 000 h −1 , a gas was supplied at a molar ratio of propane: ammonia: oxygen: nitrogen = 1: 1.2: 3: 12, and the temperature of the catalyst layer was maintained at 430 ° C. 43 as it is
A gas phase catalytic oxidation reaction was performed at 0 ° C. Table 1 shows the results.
Shown in

【0030】比較例1 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.25gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約2000h-1に設定して空気を流通させ、
触媒層の温度が室温から350℃に到達するまで30分
間で昇温した。350℃に到達したら、SVを約200
0h-1の状態で、プロパン:アンモニア:酸素:窒素=
1:1.2:3:12のモル比でガスを供給し、触媒層
の温度が430℃になるまで20分間で温度を高めた。
このときの反応器出口における酸素濃度を分析したとこ
ろ14.8%から5.8%に変化した。その状態のまま
430℃で気相接触酸化反応を行なった。その結果を表
−1に示す。
Comparative Example 1 0.25 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1 was charged into a fixed bed flow type reactor, and the gas space velocity SV was set to about 2000 h -1 to release air. To distribute,
The temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 350 ° C. in 30 minutes. When the temperature reaches 350 ° C, the SV is increased to about 200
At 0 h -1 , propane: ammonia: oxygen: nitrogen =
A gas was supplied at a molar ratio of 1: 1.2: 3: 12, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C.
When the oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed, it was changed from 14.8% to 5.8%. In this state, a gas phase catalytic oxidation reaction was performed at 430 ° C. Table 1 shows the results.

【0031】比較例2 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.25gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約2000h-1に設定してアンモニア:酸
素:窒素=1.5:20.5:78のモル比でガスを流
通させ、触媒層の温度が室温から350℃に到達するま
で30分間で昇温した。350℃に到達したら、SVを
約2000h-1の状態で、プロパン:アンモニア:酸
素:窒素=1:1.2:3:12のモル比でガスを供給
し、触媒層の温度が430℃になるまで20分間で温度
を高めた。その状態のまま430℃で気相接触酸化反応
を行なった。その結果を表−1に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 0.25 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1 was charged into a fixed bed flow reactor, and the gas space velocity SV was set at about 2000 h -1 to obtain ammonia: A gas was passed at a molar ratio of oxygen: nitrogen = 1.5: 20.5: 78, and the temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 350 ° C. for 30 minutes. When the temperature reaches 350 ° C., a gas is supplied at a SV of about 2000 h −1 at a molar ratio of propane: ammonia: oxygen: nitrogen = 1: 1.2: 3: 12, and the temperature of the catalyst layer reaches 430 ° C. The temperature was raised in 20 minutes until it became. In this state, a gas phase catalytic oxidation reaction was performed at 430 ° C. Table 1 shows the results.

【0032】実施例3 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.25gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約2000h-1に設定して窒素を流通させ、
触媒層の温度が室温から350℃に到達するまで30分
間で昇温した。350℃に到達したら、SVを約900
-1の状態で、アンモニア:酸素:窒素=2:2:96
のモル比でガスを供給し、触媒層の温度が430℃にな
るまで20分間で温度を高めた。このときの反応器出口
における酸素濃度を分析したところ1.8%から0.1
%に変化した。430℃に達したら、SVを約2000
-1の状態で、プロパン:アンモニア:酸素:窒素=
1:1.2:3:12のモル比でガスを供給し気相接触
酸化反応を行なった。その結果を表−1に示す。
Example 3 0.25 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1 was charged into a fixed bed flow type reactor, and the gas space velocity SV was set at about 2000 h -1 to reduce nitrogen. To distribute,
The temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 350 ° C. in 30 minutes. When the temperature reaches 350 ° C, the SV is increased to about 900
In the state of h- 1 , ammonia: oxygen: nitrogen = 2: 2: 96
And the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C. At this time, the oxygen concentration at the outlet of the reactor was analyzed to be from 1.8% to 0.1%.
%. When the temperature reaches 430 ° C, the SV is increased to about 2000
In the state of h- 1 , propane: ammonia: oxygen: nitrogen =
Gas was supplied at a molar ratio of 1: 1.2: 3: 12 to perform a gas phase catalytic oxidation reaction. Table 1 shows the results.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】実施例4 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.55gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約1870h-1に設定して窒素を流通させ、
触媒層の温度が室温から300℃に到達するまで30分
間で昇温した。300℃に到達したら、SVを約187
0h-1の状態で、プロパン:酸素:水蒸気:窒素=1:
3:12:14のモル比でガスを供給し、触媒層の温度
が430℃になるまで20分間で温度を高めた。このと
きの反応器出口における酸素濃度を分析したところ9.
5%から2.2%に変化した。その状態のまま430℃
で気相接触酸化反応を行なった。その結果を表−2に示
す。
Example 4 0.55 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1 was charged into a fixed bed flow type reactor, and the gas space velocity SV was set at about 1870 h -1 to remove nitrogen. To distribute,
The temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 300 ° C. in 30 minutes. When the temperature reaches 300 ° C., the SV is increased to about 187.
At 0 h -1 , propane: oxygen: water vapor: nitrogen = 1:
The gas was supplied at a molar ratio of 3:12:14, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C. 8. The oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed.
It changed from 5% to 2.2%. 430 ° C as it is
For a gas phase catalytic oxidation reaction. Table 2 shows the results.

【0035】比較例3 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.55gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約1870h-1に設定して空気を流通させ、
触媒層の温度が室温から300℃に到達するまで30分
間で昇温した。300℃に到達したら、SVを約187
0h-1の状態で、プロパン:酸素:水蒸気:窒素=1:
3:12:14のモル比でガスを供給し、触媒層の温度
が430℃になるまで20分間で温度を高めた。このと
きの反応器出口における酸素濃度を分析したところ1
0.5%から3.3%に変化した。その状態のまま43
0℃で気相接触酸化反応を行なった。その結果を表−2
に示す。
Comparative Example 3 0.55 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1 was charged into a fixed bed flow type reactor, and the gas space velocity SV was set at about 1870 h -1 to remove air. To distribute,
The temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 300 ° C. in 30 minutes. When the temperature reaches 300 ° C., the SV is increased to about 187.
At 0 h -1 , propane: oxygen: water vapor: nitrogen = 1:
The gas was supplied at a molar ratio of 3:12:14, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C. When the oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed, it was 1
It changed from 0.5% to 3.3%. 43 as it is
A gas phase catalytic oxidation reaction was performed at 0 ° C. Table 2 shows the results.
Shown in

【0036】実施例5 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.55gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約1870h-1に設定して窒素を流通させ、
触媒層の温度が室温から300℃に到達するまで30分
間で昇温した。300℃に到達したら、SVを約900
-1の状態で、プロパン:酸素:窒素=2:2:96の
モル比でガスを供給し、触媒層の温度が430℃になる
まで20分間で温度を高めた。このときの反応器出口に
おける酸素濃度を分析したところ1.9%から0.1%
に変化した。430℃に達したらSVを約1870h-1
の状態で、プロパン:酸素:水蒸気:窒素=1:3:1
2:14のモル比でガスを供給し気相接触酸化反応を行
った。その結果を表−2に示す。
Example 5 0.55 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1 was charged into a fixed bed flow type reactor, and the gas space velocity SV was set to about 1870 h -1 to remove nitrogen. To distribute,
The temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 300 ° C. in 30 minutes. When the temperature reaches 300 ° C, the SV is increased to about 900
In the state of h- 1 , gas was supplied at a molar ratio of propane: oxygen: nitrogen = 2: 2: 96, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C. When the oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed, it was 1.9% to 0.1%.
Changed to When the temperature reaches 430 ° C., the SV is increased to about 1870 h −1
, Propane: oxygen: water vapor: nitrogen = 1: 3: 1
Gas was supplied at a molar ratio of 2:14 to perform a gas phase catalytic oxidation reaction. Table 2 shows the results.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】実施例6 参考例2のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.55gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約900h-1に設定して窒素を流通させ、触
媒層の温度が室温から350℃に到達するまで30分間
で昇温した。350℃に到達したら、SVを約900h
-1の状態で、プロパン:アンモニア:酸素:窒素=1:
1.2:3:12のモル比でガスを供給し、触媒層の温
度が430℃になるまで20分間で温度を高めた。この
ときの反応器出口における酸素濃度を分析したところ1
3.8%から2.7%に変化した。その状態のまま43
0℃で気相接触酸化反応を行なった。その結果を表−3
に示す。
Example 6 0.55 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 2 was charged into a fixed bed flow reactor, and the gas space velocity SV was set at about 900 h -1 to reduce nitrogen. The temperature was raised for 30 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 350 ° C. from room temperature. When the temperature reaches 350 ° C, the SV is increased for about 900 hours.
In the state of -1 , propane: ammonia: oxygen: nitrogen = 1:
The gas was supplied at a molar ratio of 1.2: 3: 12, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C. When the oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed, it was 1
It changed from 3.8% to 2.7%. 43 as it is
A gas phase catalytic oxidation reaction was performed at 0 ° C. Table 3 shows the results.
Shown in

【0039】比較例5 参考例2のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.55gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約900h-1に設定して空気を流通させ、触
媒層の温度が室温から350℃に到達するまで30分間
で昇温した。350℃に到達したら、SVを約900h
-1の状態で、プロパン:アンモニア:酸素:窒素=1:
1.2:3:12のモル比でガスを供給し、触媒層の温
度が430℃になるまで20分間で温度を高めた。この
ときの反応器出口における酸素濃度を分析したところ1
4.9%から5.7%に変化した。その状態のまま43
0℃で気相接触酸化反応を行なった。その結果を表−3
に示す。
Comparative Example 5 0.55 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 2 was charged into a fixed bed flow type reactor, and the gas space velocity SV was set to about 900 h -1 to release air. The temperature was raised for 30 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 350 ° C. from room temperature. When the temperature reaches 350 ° C, the SV is increased for about 900 hours.
In the state of -1 , propane: ammonia: oxygen: nitrogen = 1:
The gas was supplied at a molar ratio of 1.2: 3: 12, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C. When the oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed, it was 1
It changed from 4.9% to 5.7%. 43 as it is
A gas phase catalytic oxidation reaction was performed at 0 ° C. Table 3 shows the results.
Shown in

【0040】比較例6 参考例2のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.55gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約900h-1に設定してアンモニア:酸素:
窒素=1.5:20.5:78のモル比でガスを流通さ
せ触媒層の温度が室温から350℃に到達するまで30
分間で昇温した。350℃に到達したら、SVを約90
0h-1の状態で、プロパン:アンモニア:酸素:窒素=
1:1.2:3:12のモル比でガスを供給し、触媒層
の温度が430℃になるまで20分間で温度を高めた。
その状態のまま430℃で気相接触酸化反応を行なっ
た。その結果を表−3に示す。
Comparative Example 6 0.55 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 2 was charged into a fixed bed flow type reactor, and the gas space velocity SV was set at about 900 h -1 to adjust ammonia: oxygen:
Nitrogen was passed at a molar ratio of 1.5: 20.5: 78 and the temperature of the catalyst layer was increased from room temperature to 350 ° C. until the temperature reached 350 ° C.
The temperature rose in minutes. When the temperature reaches 350 ° C., the SV is reduced to about 90
At 0 h -1 , propane: ammonia: oxygen: nitrogen =
A gas was supplied at a molar ratio of 1: 1.2: 3: 12, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C.
In this state, a gas phase catalytic oxidation reaction was performed at 430 ° C. Table 3 shows the results.

【0041】実施例7 参考例2のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.55gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約900h-1に設定して窒素を流通させ、触
媒層の温度が室温から350℃に到達するまで30分間
で昇温した。350℃に到達したら、SVを約900h
-1の状態で、アンモニア:酸素:窒素=2:2:96の
モル比でガスを供給し、触媒層の温度が430℃になる
まで20分間で温度を高めた。このときの反応器出口に
おける酸素濃度を分析したところ1.9%から0.1%
に変化した。430℃に達したら、SVを約900h-1
の状態で、プロパン:アンモニア:酸素:窒素=1:
1.2:3:12のモル比でガスを供給し気相接触酸化
反応を行なった。その結果を表−3に示す。
Example 7 0.55 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 2 was charged into a fixed bed flow reactor, and the gas space velocity SV was set at about 900 h -1 to reduce nitrogen. The temperature was raised for 30 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 350 ° C. from room temperature. When the temperature reaches 350 ° C, the SV is increased for about 900 hours.
Under the condition of -1 , a gas was supplied at a molar ratio of ammonia: oxygen: nitrogen = 2: 2: 96, and the temperature was increased in 20 minutes until the temperature of the catalyst layer reached 430 ° C. When the oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed, it was 1.9% to 0.1%.
Changed to When the temperature reaches 430 ° C., the SV is reduced to about 900 h −1
And propane: ammonia: oxygen: nitrogen = 1:
Gas was supplied at a molar ratio of 1.2: 3: 12 to perform a gas phase catalytic oxidation reaction. Table 3 shows the results.

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】実施例8 参考例1に記したように調製された平均直径が約50μ
mの複合金属酸化物触媒粒子120gと平均直径が約5
0μmの球状のシリカ粒子480gを混合し、内径50
mmのステンレス製の流動層反応器に装填した。反応器
下部より窒素ガスを890NL/hrの流量で導入し、
反応器出口での圧力0.9kg/cm2Gを保持して電
気炉中で触媒層の温度を390℃まで上昇させた。その
後、酸素、アンモニアおよびプロパンの供給を以下のよ
うに開始した。すなわち、供給ガス量、反応器出口圧力
をほぼ一定に保ちながら反応器出口におけるガス中の酸
素濃度が全成分が気化されている状態で約5%になるよ
うに、酸素、アンモニア、およびプロパンガスの供給量
を増大させるとともに、窒素の供給量を減少させた。こ
の操作を繰り返し、最終的にプロパン:アンモニア:酸
素:窒素=1:0.3:1.68:6.32となるよう
にした。なお、この供給比を変える操作の際、触媒層の
温度はプロパンとアンモニアの気相接触酸化反応により
発熱のために温度が上昇するが、目的とする反応実施温
度460℃に到達するまで、随時電気炉の温度を制御す
ることにより460℃まで温度を上昇させた。ここで4
60℃に至るまで反応器に供給するガスを切り替える操
作は一切行わなかった。なお、反応実施温度においてS
V=1187h-1であった。このように反応を開始し、
約2時間後における反応成績を求めたところ、プロパン
転化率44.0%、アクリロニトリル選択率58.6
%、アクリル酸選択率8.6%であった。
Example 8 The average diameter prepared as described in Reference Example 1 was about 50 μm.
m of the composite metal oxide catalyst particles having an average diameter of about 5 g.
480 g of spherical silica particles having a particle diameter of 50 μm were mixed.
mm stainless steel fluidized bed reactor. Nitrogen gas was introduced from the lower part of the reactor at a flow rate of 890 NL / hr,
The temperature of the catalyst layer was increased to 390 ° C. in an electric furnace while maintaining the pressure at the reactor outlet at 0.9 kg / cm 2 G. Thereafter, the supply of oxygen, ammonia and propane was started as follows. That is, while keeping the supply gas amount and the reactor outlet pressure almost constant, the oxygen, ammonia, and propane gas are adjusted so that the oxygen concentration in the gas at the reactor outlet becomes about 5% in a state where all components are vaporized. The supply amount of nitrogen was increased and the supply amount of nitrogen was decreased. This operation was repeated so that finally propane: ammonia: oxygen: nitrogen = 1: 0.3: 1.68: 6.32. In the operation of changing the supply ratio, the temperature of the catalyst layer rises due to heat generation due to the gas phase catalytic oxidation reaction of propane and ammonia. The temperature was raised to 460 ° C. by controlling the temperature of the electric furnace. Where 4
No operation was performed to switch the gas supplied to the reactor until the temperature reached 60 ° C. At the reaction temperature, S
V = 1187 h −1 . Start the reaction in this way,
When the reaction results after about 2 hours were determined, the propane conversion was 44.0% and the acrylonitrile selectivity was 58.6.
%, Acrylic acid selectivity was 8.6%.

【0044】実施例9 参考例1に記したように調製された平均直径が約50μ
mの複合金属酸化物触媒粒子600gを内径50mmの
流動床反応器に充填し、反応器下部より窒素ガス108
8NL/hrを流通させ、反応器出口での圧力0.9k
g/cm2Gを保持して電気炉中で触媒層の温度を39
0℃まで上昇させた。その後、酸素、アンモニアおよび
プロパンの供給を以下のように開始した。すなわち、供
給ガス量、反応器出口圧力をほぼ一定に保ちながら反応
器出口におけるガス中の酸素濃度が全成分が気化されて
いる状態で約5%になるように、酸素、アンモニア、お
よびプロパンガスの供給量を増大させるとともに、窒素
の供給量を減少させた。この操作を繰り返し、最終的に
プロパン:アンモニア:空気=1:1.2:15となる
ようにした。なお、この供給比を変える操作の際、触媒
層の温度はプロパンとアンモニアの気相接触酸化反応に
より発熱のために温度が上昇するが、目的とする反応実
施温度445℃に到達するまで、随時電気炉の温度を制
御することにより445℃まで温度を上昇させた。ここ
で445℃に至るまで反応器に供給するガスを切り替え
る操作は一切行わなかった。なお、反応実施温度におい
てSV=1451h-1であった。このように反応を開始
し、約2時間後における反応成績を求めたところ、プロ
パン転化率87.9%、アクリロニトリル選択率50.
5%、アクリル酸選択率0.8%であった。
Example 9 The average diameter prepared as described in Reference Example 1 was about 50 μm.
m of mixed metal oxide catalyst particles of 600 m were charged into a fluidized bed reactor having an inner diameter of 50 mm, and nitrogen gas 108
8NL / hr was passed, and the pressure at the reactor outlet was 0.9k.
g / cm 2 G and the temperature of the catalyst layer was 39 in an electric furnace.
The temperature was raised to 0 ° C. Thereafter, the supply of oxygen, ammonia and propane was started as follows. That is, while keeping the supply gas amount and the reactor outlet pressure almost constant, the oxygen, ammonia, and propane gas are adjusted so that the oxygen concentration in the gas at the reactor outlet becomes about 5% in a state where all components are vaporized. The supply amount of nitrogen was increased and the supply amount of nitrogen was decreased. This operation was repeated to finally make propane: ammonia: air = 1: 1.2: 15. In the operation of changing the supply ratio, the temperature of the catalyst layer rises due to heat generation due to the gas phase catalytic oxidation reaction of propane and ammonia. The temperature was raised to 445 ° C. by controlling the temperature of the electric furnace. Here, the operation of switching the gas supplied to the reactor until the temperature reached 445 ° C. was not performed at all. At the reaction temperature, SV = 1451h -1 . The reaction was started in this manner, and the reaction results after about 2 hours were determined. The propane conversion was 87.9% and the acrylonitrile selectivity was 50.
5% and selectivity of acrylic acid was 0.8%.

【0045】実施例10 参考例2に記したように調製された平均直径が約50μ
mmの複合酸化物触媒240gと、平均直径が約50μ
mの球状のシリカ粒子360gを混合し、内径50mm
のステンレス製の流動層反応器に装填した。反応器下部
より窒素ガスを969NL/hrの流量で導入し、反応
器出口での圧力0.9kg/cm2Gを保持して電気炉
中で触媒層の温度を390℃まで上昇させた。その後、
酸素、アンモニアおよびプロパンの供給を以下のように
開始した。すなわち、供給ガス量、反応器出口圧力をほ
ぼ一定に保ちながら反応器出口におけるガス中の酸素濃
度が全成分が気化されている状態で約5%になるよう
に、酸素、アンモニア、およびプロパンガスの供給量を
増大させるとともに、窒素の供給量を減少させた。この
操作を繰り返し、最終的にプロパン:アンモニア:酸
素:窒素=1:0.3:1.68:6.32となるよう
にした。なお、この供給比を変える操作の際、触媒層の
温度はプロパンとアンモニアの気相接触酸化反応により
発熱のために温度が上昇するが、目的とする反応実施温
度460℃に到達するまで、随時電気炉の温度を制御す
ることにより460℃まで温度を上昇させた。ここで4
60℃に至るまで反応器に供給するガスを切り替える操
作は一切行わなかった。なお、反応実施温度においてS
V=1292h-1であった。このように反応を開始し、
約2時間後における反応成績を求めたところ、プロパン
転化率50.0%、アクリロニトリル選択率52.0
%、アクリル酸選択率14.0%であった。
Example 10 The average diameter prepared as described in Reference Example 2 was about 50 μm.
240 g of a composite oxide catalyst having an average diameter of about 50 μm
360 g of spherical silica particles having an inner diameter of 50 mm
Of a stainless steel fluidized bed reactor. Nitrogen gas was introduced from the lower part of the reactor at a flow rate of 969 NL / hr, and the temperature of the catalyst layer was raised to 390 ° C. in an electric furnace while maintaining the pressure at the reactor outlet at 0.9 kg / cm 2 G. afterwards,
The supply of oxygen, ammonia and propane was started as follows. That is, while keeping the supply gas amount and the reactor outlet pressure almost constant, the oxygen, ammonia, and propane gas are adjusted so that the oxygen concentration in the gas at the reactor outlet becomes about 5% in a state where all components are vaporized. The supply amount of nitrogen was increased and the supply amount of nitrogen was decreased. This operation was repeated so that finally propane: ammonia: oxygen: nitrogen = 1: 0.3: 1.68: 6.32. In the operation of changing the supply ratio, the temperature of the catalyst layer rises due to heat generation due to the gas phase catalytic oxidation reaction of propane and ammonia. The temperature was raised to 460 ° C. by controlling the temperature of the electric furnace. Where 4
No operation was performed to switch the gas supplied to the reactor until the temperature reached 60 ° C. At the reaction temperature, S
V = 1292 h −1 . Start the reaction in this way,
When the reaction results after about 2 hours were determined, the conversion of propane was 50.0% and the selectivity of acrylonitrile was 52.0%.
% And acrylic acid selectivity was 14.0%.

【0046】実施例11 参考例1のようにして調製された複合金属酸化物触媒
0.25gを固定床流通型反応装置に装填し、ガス空間
速度SVを約2000h-1に設定して窒素を流通させ、
触媒層の温度が室温から440℃に到達するまで40分
間で昇温した。440℃に到達したら、SVを約200
0h-1の状態で、プロパン:アンモニア:酸素:窒素=
1:1.2:3:12のモル比でガスを供給し、触媒層
の温度が430℃になるように温度を調節した。このと
きの反応器出口における酸素濃度を分析したところ2.
0%から2.4%に変化した。その状態のまま430℃
で気相接触酸化反応を行なった。このように反応を開始
し、約2時間後における反応成績を求めたところ、プロ
パン転化率82.5%、アクリロニトリル選択率56.
8%、アクリロニトリル収率46.9%であった。
Example 11 A fixed-bed flow reactor was charged with 0.25 g of the composite metal oxide catalyst prepared as in Reference Example 1, and the gas space velocity SV was set to about 2000 h -1 to reduce nitrogen. To distribute,
The temperature of the catalyst layer was raised from room temperature to 440 ° C. in 40 minutes. When the temperature reaches 440 ° C, the SV is increased to about 200
At 0 h -1 , propane: ammonia: oxygen: nitrogen =
Gas was supplied at a molar ratio of 1: 1.2: 3: 12, and the temperature was adjusted such that the temperature of the catalyst layer became 430 ° C. The oxygen concentration at the reactor outlet at this time was analyzed.
It changed from 0% to 2.4%. 430 ° C as it is
For a gas phase catalytic oxidation reaction. The reaction was started in this way, and the reaction results after about 2 hours were determined. The conversion of propane was 82.5% and the selectivity of acrylonitrile was 56.
The acrylonitrile yield was 86.9%, and the acrylonitrile yield was 46.9%.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、炭化水素の気相接触酸
化反応により工業原料として有用なアクリロニトリル、
アクリル酸などの不飽和ニトリル、不飽和カルボン酸を
高い収率、選択率で製造することができる。
According to the present invention, acrylonitrile useful as an industrial raw material by a gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons,
Unsaturated nitriles such as acrylic acid and unsaturated carboxylic acids can be produced with high yield and selectivity.

───────────────────────────────────────────────────── 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 255/08 C07C 255/08 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC12 AC46 AC54 BA05 BA06 BA08 BA09 BA10 BA11 BA12 BA13 BA14 BA15 BA16 BA19 BA20 BA21 BA23 BA24 BA25 BA26 BA30 BC10 BC18 BC40 BE14 BE30 BS10 4H039 CA65 CC20 CC30 CL50 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) C07C 255/08 C07C 255/08 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 F-term (Reference) 4H006 AA02 AC12 AC46 AC54 BA05 BA06 BA08 BA09 BA10 BA11 BA12 BA13 BA14 BA15 BA16 BA19 BA20 BA21 BA23 BA24 BA25 BA26 BA30 BC10 BC18 BC40 BE14 BE30 BS10 4H039 CA65 CC20 CC30 CL50

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】モリブデン、バナジウム、およびテルルま
たはアンチモンのうちの少なくとも一方の元素を必須成
分とする複合金属酸化物触媒の存在下、炭化水素を気相
接触酸化反応させて不飽和ニトリルおよび/または不飽
和カルボン酸を製造する方法において、触媒層の温度が
反応開始可能温度に達するまで酸素および/または可燃
性ガスを実質的に含まない雰囲気で昇温することを特徴
とする炭化水素の気相接触酸化反応方法。
A hydrocarbon is subjected to a gas phase catalytic oxidation reaction in the presence of a composite metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, and at least one element of tellurium or antimony as an essential component, thereby obtaining unsaturated nitrile and / or unsaturated nitrile. In the method for producing an unsaturated carboxylic acid, the temperature of the catalyst layer is raised in an atmosphere substantially free of oxygen and / or a flammable gas until the temperature of the catalyst layer reaches a temperature at which reaction can be started. Catalytic oxidation reaction method.
【請求項2】触媒層の温度が反応実施温度以下で炭化水
素と酸素を含有するガス、または炭化水素とアンモニア
と酸素を含有するガスを供給することを特徴とする請求
項1記載の炭化水素の気相接触酸化反応方法。
2. The hydrocarbon according to claim 1, wherein a gas containing hydrocarbon and oxygen or a gas containing hydrocarbon, ammonia and oxygen is supplied when the temperature of the catalyst layer is lower than the reaction temperature. Gas phase catalytic oxidation reaction method.
【請求項3】触媒層の温度が反応実施温度以上に達する
まで酸素および/または可燃性ガスを実質的に含まない
雰囲気で昇温して、反応実施温度以上で炭化水素と酸素
を含有するガス、または炭化水素とアンモニアと酸素を
含有するガスを供給することを特徴とする請求項1記載
の炭化水素の気相接触酸化反応方法。
3. A gas containing hydrocarbons and oxygen at a temperature higher than the reaction temperature by raising the temperature in an atmosphere substantially free of oxygen and / or flammable gas until the temperature of the catalyst layer reaches a temperature higher than the reaction temperature. 2. The method according to claim 1, wherein a gas containing hydrocarbon, ammonia and oxygen is supplied.
【請求項4】炭化水素の気相接触酸化反応方法におい
て、反応開始可能温度が200℃から450℃、反応温
度が300℃から490℃であることを特徴とする請求
項1ないし3のいずれか1項に記載の炭化水素の気相接
触酸化反応方法。
4. The method according to claim 1, wherein the reaction start temperature is from 200 ° C. to 450 ° C., and the reaction temperature is from 300 ° C. to 490 ° C. in the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons. 2. A method for the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbon according to claim 1.
【請求項5】炭化水素の気相接触酸化反応方法におい
て、触媒層の温度が反応開始可能温度よりも高い温度の
もとで、炭化水素と酸素を含有するガス、または炭化水
素とアンモニアと酸素を含有するガスを、反応器出口に
おけるガス中の酸素濃度を0.1%以上に保持しながら
供給し、反応実施温度まで触媒層の温度を調節して反応
を実施する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の炭
化水素の気相接触酸化反応方法。
5. A gas containing hydrocarbon and oxygen, or a mixture of hydrocarbon, ammonia and oxygen at a temperature of a catalyst layer higher than a temperature at which a reaction can be initiated in a gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons. The gas containing is supplied while maintaining the oxygen concentration in the gas at the outlet of the reactor at 0.1% or more, and the reaction is carried out by adjusting the temperature of the catalyst layer to the reaction execution temperature. A method for the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons according to any one of the preceding claims.
【請求項6】炭化水素の気相接触酸化反応方法におい
て、該複合金属酸化物触媒が、モリブデン、バナジウ
ム、X、Yおよび酸素(Xはテルルおよびアンチモンの
うちの少なくとも1種、Yはニオブ、タンタル、タング
ステン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、クロ
ム、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、
ニッケル、パラジウム、白金、ビスマス、ホウ素、イン
ジウム、リン、ゲルマニウム、希土類元素、アルカリ金
属、アルカリ土類金属からなる群から選ばれた1種以上
の元素を示す)を必須成分とする触媒であることを特徴
とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の炭化水
素の気相接触酸化反応方法。
6. The method for catalytically oxidizing hydrocarbons in the gas phase, wherein the composite metal oxide catalyst comprises molybdenum, vanadium, X, Y and oxygen (X is at least one of tellurium and antimony, Y is niobium, Tantalum, tungsten, titanium, aluminum, zirconium, chromium, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium,
Nickel, palladium, platinum, bismuth, boron, indium, phosphorus, germanium, a rare earth element, an alkali metal, or an alkaline earth metal). The method for gas phase catalytic oxidation of hydrocarbons according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
【請求項7】炭化水素の気相接触酸化反応方法におい
て、触媒の必須成分の存在割合が、下記式 0.25<rMo<0.98 0.003<rV<0.5 0.003<rX<0.5 0≦rY<0.5 (ただし、rMo,rV,rX,rYは酸素を除く上記
必須成分の合計に対するMo,V,XおよびYのモル分
率を表わす)で表されることを特徴とする請求項6に記
載の炭化水素の気相接触酸化反応方法。
7. In the gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons, the proportion of the essential component of the catalyst is determined by the following formula: 0.25 <rMo <0.98 0.003 <rV <0.5 0.003 <rX <0.5 0 ≦ rY <0.5 (where rMo, rV, rX, rY represent the mole fraction of Mo, V, X and Y with respect to the sum of the above essential components excluding oxygen) The method for gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbon according to claim 6, characterized in that:
【請求項8】炭化水素の気相接触酸化反応方法におい
て、炭化水素がプロパンおよび/またはイソブタンであ
ることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に
記載の炭化水素の気相接触酸化反応方法。
8. The gas phase catalytic hydrocarbon oxidation method according to claim 1, wherein the hydrocarbon is propane and / or isobutane. Oxidation reaction method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002098827A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-12 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Process for producing (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid
JP2002356450A (en) * 2001-05-30 2002-12-13 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for manufacturing methacrolein and methacrylic acid
JP2003012589A (en) * 2001-06-27 2003-01-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method of producing acrolein and acrylic acid
KR20170093913A (en) 2015-03-13 2017-08-16 미쯔비시 케미컬 주식회사 Method for packing catalyst into fluidized bed reactor, and process for producing nitrile compound

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002098827A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-12 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Process for producing (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid
JP2002356450A (en) * 2001-05-30 2002-12-13 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for manufacturing methacrolein and methacrylic acid
US7217836B2 (en) 2001-05-30 2007-05-15 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Process for producing (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid
KR100890675B1 (en) 2001-05-30 2009-03-26 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 Process for producing methacrolein and/or methacrylic acid
JP2003012589A (en) * 2001-06-27 2003-01-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method of producing acrolein and acrylic acid
KR20170093913A (en) 2015-03-13 2017-08-16 미쯔비시 케미컬 주식회사 Method for packing catalyst into fluidized bed reactor, and process for producing nitrile compound

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