JP2002088013A - (メタ)アクリル酸の製造方法 - Google Patents

(メタ)アクリル酸の製造方法

Info

Publication number
JP2002088013A
JP2002088013A JP2000276097A JP2000276097A JP2002088013A JP 2002088013 A JP2002088013 A JP 2002088013A JP 2000276097 A JP2000276097 A JP 2000276097A JP 2000276097 A JP2000276097 A JP 2000276097A JP 2002088013 A JP2002088013 A JP 2002088013A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
iron
antimony
catalyst
vanadium
molybdenum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000276097A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002088013A5 (ja
Inventor
Wataru Ueda
渉 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP2000276097A priority Critical patent/JP2002088013A/ja
Publication of JP2002088013A publication Critical patent/JP2002088013A/ja
Publication of JP2002088013A5 publication Critical patent/JP2002088013A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロパンまたはイソブタンから(メタ)アク
リル酸を効率良く製造する方法を提供する。 【解決手段】 モリブデン、バナジウム、アンチモン及
び鉄を含む水溶液またはスラリーを110℃以上、かつ
300℃未満で水熱合成させ、反応後のスラリーを濾別
し得られた固体を乾燥後、不活性ガス雰囲気中で焼成し
た触媒を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプロパンまたはイソ
ブタンからの気相接触酸化反応による(メタ)アクリル
酸の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】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、可塑剤等の重要
な中間体として工業的に製造されている。現在、アクリ
ル酸はプロピレンの酸化、またメタクリル酸はイソブチ
レンの酸化により製造されているが、近年、プロピレ
ン、イソブチレンなどのアルケン類より安価なプロパ
ン、イソブタンなどのアルカン類の酸化によりこれらを
製造する方法が注目され、種々の触媒が提案されてい
る。
【0003】例えば、Bi−Mo−V−Ag系酸化物触
媒(特開平2−83348号公報)、V−P−Te系酸化
物触媒(特開平3−70445号公報)、Mo−Sb−
P系酸化物触媒(USP4260822号公報)、V−
Zr−P系酸化物触媒(Chem.Commun.、1
999、521−522)などが報告されている。
【0004】Mo−V−(Sb、Te)系酸化物に関す
る特許は数多く出願されており、特開平6−27935
1号公報、特開平9−278680号公報、特開平9−
316023号公報、特開平10−45644号公報、
特開平10−128112号公報等の組成に関するも
の、特開平10−36311号公報等の反応条件に関す
るもの、特開平10−57813号公報、特開平10−
118491号公報、特開平10−137585号公
報、特開平10−230164号公報、特開平11−2
85636号公報等の調製法に関するもの、特開平10
−120617号公報等の添加元素に関するもの、特開
平10−310539号公報、特開平11−16971
6号公報、特開平11−285637号公報等の物性に
関するものなどが報告されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】アルカンから不飽和カ
ルボン酸へは相応するアルケンを経由して生成されると
考えられているため、アルカンを酸化脱水素しアルケン
を生成する工程と、アルケンの部分酸化により不飽和カ
ルボン酸を生成する工程の2つの機能を持つ触媒が必要
となってくる。従って触媒設計は従来のアルケン類の酸
化反応に比べて非常に難しく、上述の様な多くの検討に
もかかわらず、なお目的の不飽和カルボン酸の収率が低
いのが現状である。
【0006】これらの公知の触媒の中でもMo−V−
(Te、Sb)系酸化物は比較的良好な(メタ)アクリ
ル酸収率をあげ得る触媒であるが、収率向上のためには
Nbの存在が不可欠であり、これが含有されてない触媒
系では著しく収率が低下する欠点がある。Nbは何らか
のかたちで触媒機能に重要な関与をしていると考えられ
るが、高価なため工業的触媒原料としては好ましくない
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の課題
を解決するためにプロパンまたはイソブタンからの(メ
タ)アクリル酸の製造法について鋭意検討を進めた結
果、アルカンの酸化脱水素によりアルケンを生成するの
に有効な元素であるモリブデン、バナジウム、酸素と、
アルケンから不飽和カルボン酸を生成するのに有効な元
素であるアンチモン、鉄、酸素の混合物、すなわち、モ
リブデン、バナジウム、アンチモン、鉄、酸素を必須成
分とし、水熱合成を用いて調製した構造一体型の機能分
担触媒の存在下での気相接触酸化により、(メタ)アク
リル酸を効率良く製造できることを見出し本発明を完成
した。
【0008】すなわち、本発明はモリブデン、バナジウ
ム、アンチモン及び鉄からなる元素、或いはモリブデ
ン、バナジウム、アンチモン及び鉄、並びにテルル、ク
ロム、マンガン、コバルト、ニッケル、アルミニウム、
チタン、スズ、ビスマス、セリウム及びタングステンか
らなる群から選ばれた少なくとも一種の元素からなる元
素を含む水溶液またはスラリーを110℃以上、かつ3
00℃未満の温度で水熱合成させ、反応後のスラリーを
濾別し得られた固体を乾燥後、不活性ガス雰囲気中で焼
成して得られた、下記一般式で表される組成を有する触
媒を用いることを特徴とするプロパンまたはイソブタン
の気相接触酸化反応による(メタ)アクリル酸の製造方
法。 MoSbFe (式中、Moはモリブデン、Vはバナジウム、Sbはア
ンチモン、Feは鉄、Mはテルル、クロム、マンガン、
コバルト、ニッケル、アルミニウム、チタン、スズ、ビ
スマス、セリウム及びタングステンからなる群から選ば
れた少なくとも一種の元素、Oは酸素を表し、そして
a、b、c、d、e及びxは原子比を示しaを1とした
時、 b=0.1〜1、 c=0.001〜1、 d=0.001〜1、 e=0〜1、 xは上記各成分が結合して生成する金属酸化物の酸素の
数である。)に関するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明で用いる触媒組成物はモリブデン、
バナジウム、アンチモン及び鉄を必須成分とするが、な
かでも鉄の存在は非常に重要である。鉄が存在すること
で、副生成物を抑制することができ、(メタ)アクリル
酸を高収率で得ることができる。しかし、鉄が上記の範
囲を外れると触媒の活性及び選択率は共に著しく低下す
る。また、鉄の効果を効率的に出すためには、モリブデ
ン、バナジウム、アンチモンの原子比が上記の範囲に入
っていることも重要であり、この範囲を外れると目的生
成物の収率が大幅に低下する。
【0010】更に、本発明で用いる触媒組成物は、前記
必須元素に加えて、触媒性能や物性の改善のためテル
ル、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、アルミニ
ウム、チタン、スズ、ビスマス、セリウム及びタングス
テンからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含
むものであってもよい。
【0011】本発明で用いる触媒組成物を構成している
各成分の出発原料としては、それぞれの成分元素の酸化
物、水酸化物、硫酸塩、硝酸塩など、多くの種類から選
択できる。
【0012】モリブデン成分の原料としては、パラモリ
ブデン酸アンモニウム、三酸化モリブデン、モリブデン
酸等が挙げられるが、好ましくはパラモリブデン酸アン
モニウムが用いられる。
【0013】バナジウム成分の原料としては、硫酸バナ
ジル、五酸化バナジウム、メタバナジン酸アンモニウ
ム、オキシ三塩化バナジウム等が挙げられるが、好まし
くは硫酸バナジル、メタバナジン酸アンモニウムが用い
られる。
【0014】アンチモン成分の原料としては、硫酸アン
チモン、金属アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化ア
ンチモン等が挙げられるが、好ましくは硫酸アンチモン
が用いられる。
【0015】鉄成分の原料としては、金属鉄、硝酸鉄、
硫酸鉄、酸化鉄、硫酸鉄アンモニウム等が挙げられる
が、好ましくは硫酸鉄アンモニウムが用いられる。
【0016】その他の成分の原料としては、それぞれの
成分元素の酸化物、水酸化物、硝酸塩、アンモニウム
塩、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、有機酸塩、金属酸など多
くの種類から選ぶことができる。
【0017】しかし、鉄を含むこれら触媒組成物は水熱
合成を行わなければ目的生成物を得るための触媒として
効率的な触媒効果を発現させることはできない。水熱合
成を行うことによってはじめて、触媒として有効なモリ
ブデン、バナジウム、アンチモン、鉄の複合化された酸
化物が生成される。
【0018】水熱合成は所定元素の原料を含んだ水溶液
またはスラリーを110℃以上、かつ300℃未満、好
ましくは120℃以上、かつ250℃未満の温度で行う
が、温度が低すぎると、結晶を生成するための反応が進
行せず、温度が高すぎると、経済性、安全性の観点から
好ましくない。水熱合成の時間は5時間以上、72時間
以下が好ましい。短すぎると、水熱合成反応が不完全で
選択性を低下させるし、逆に時間をこれ以上長くても触
媒効果の向上はなく、時間の浪費になるだけである。
【0019】乾燥は、空気中で室温〜350℃が好まし
い。焼成は不活性ガス雰囲気中350〜900℃、好ま
しくは400〜700℃で0.5〜20時間行う。不活
性ガスは、特に限定しないが、好ましくは、ヘリウム、
窒素、アルゴンである。
【0020】触媒はそのまま用いることもできるが、触
媒の表面積を大きくしたり、機械的強度等の物理的性状
を改善したりするために担体を用いることができる。担
体として好ましいものとして、例えば、シリカ、アルミ
ナ、チタニア、ジルコニア等があげられ、それぞれ単独
で用いても良いし、それらの混合物で用いても良い。担
体は全触媒重量の10〜90重量%の範囲内で任意に選
ぶことができる。担体の原料には、ゾル、ゲル、酸化物
の粉体などを用いることができる。
【0021】本発明の触媒組成物の形態については特に
制限されない。焼成後そのまま用いても構わないし、乾
燥後または焼成後に打錠、押出成型、造粒等の方法で成
型し、ペレット状、リング状、球状等の形態にしてもよ
い。
【0022】本発明の気相接触酸化反応に用いる反応ガ
ス組成は、プロパンまたはイソブタン1モルに対し、酸
素0.1〜5モル、その他希釈ガスとして窒素、水蒸
気、炭酸ガスなどを加えてもよい。反応圧力は大気圧、
若干の加圧下あるいは減圧下で行うことができる。反応
には固定層、流動層、移動層のいずれを用いても良い。
反応温度は200〜500℃、好ましくは300〜48
0℃である。
【0023】
【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて更に具体的に
説明する。なお、プロパンまたはイソブタンの転化率、
目的生成物の選択率は、次のように定義される。 プロパンまたはイソブタンの転化率(%)=消費したプ
ロパンまたはイソブタンのモル数/供給したプロパンま
たはイソブタンのモル数×100 目的生成物の選択率(%)=生成した目的生成物のモル
数/消費したプロパンまたはイソブタンのモル数×10
【0024】(実施例1)パラモリブデン酸アンモニウ
ム5.30g、硫酸バナジルを2.35gをはかり取
り、それぞれ水を約10ml加え溶かした。原子比がM
o:Sb:Fe=6:0.8:0.2になるように硫酸
鉄アンモニウムと硫酸アンチモンをとり、硫酸鉄アンモ
ニウムに水を約10ml加え溶かした。あらかじめ80
℃に加熱しておいたパラモリブデン酸アンモニウム水溶
液に硫酸鉄アンモニウム水溶液を加え、5分間攪拌した
後に硫酸アンチモンを加え約3分間攪拌した。その後、
硫酸バナジル水溶液を加え、約15分間攪拌した。生成
した暗紫色の溶液をテフロン(登録商標)製内筒のオー
トクレーブに移し、175℃で24時間水熱合成を行っ
た。生成した固体を濾別、洗浄後、室温で一晩乾燥し、
触媒前駆体とした。この触媒前駆体1gを固定層反応器
に充填し、窒素雰囲気下、600℃で2時間加熱し焼成
処理を行った。
【0025】プロパンの酸化反応は、プロパン:酸素:
窒素:水蒸気=1:1.5:6:7のモル比の原料混合
物を全流速46.5cc/minで380℃に保った前
記触媒の充填された固定層反応器に導入して行った。結
果は表1に示した。
【0026】(実施例2)原子比がMo:Sb:Fe=
6:0.9:0.1になるように硫酸鉄アンモニウムと
硫酸アンチモンをとった以外は実施例1と同様の方法で
触媒調製を行い、この触媒を使用し、実施例1と同様に
プロパンの酸化反応を行った。結果は表1に示した。
【0027】(比較例1)硫酸鉄アンモニウムを加えな
い以外は実施例1と同様の方法で触媒調製を行い、この
触媒を使用し、実施例1と同様にプロパンの酸化反応を
行った。結果は表1に示した。
【0028】(比較例2)硫酸アンチモンを加えない以
外は実施例1と同様の方法で触媒調製を行い、この触媒
を使用し、実施例1と同様にプロパンの酸化反応を行っ
た。結果は表1に示した。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明方法による触媒組成物を用いた気
相接触酸化反応によれば、プロパンまたはイソブタンを
原料として効率良く(メタ)アクリル酸を製造すること
ができる。
フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA02 AA08 BB06A BB06B BC16A BC22A BC25A BC26A BC26B BC43A BC50A BC54A BC54B BC58A BC59A BC59B BC60A BC62A BC66A BC66B BC67A BC68A BD10A CB07 DA06 EA01Y FA01 FB10 FC08 4H006 AA02 AC46 BA08 BA10 BA12 BA13 BA14 BA19 BA20 BA21 BA30 4H039 CA65 CC30

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モリブデン、バナジウム、アンチモン及
    び鉄からなる元素、或いはモリブデン、バナジウム、ア
    ンチモン及び鉄、並びにテルル、クロム、マンガン、コ
    バルト、ニッケル、アルミニウム、チタン、スズ、ビス
    マス、セリウム及びタングステンからなる群から選ばれ
    た少なくとも一種の元素からなる元素を含む水溶液また
    はスラリーを110℃以上、かつ300℃未満の温度で
    水熱合成させ、反応後のスラリーを濾別し得られた固体
    を乾燥後、不活性ガス雰囲気中で焼成して得られた、下
    記一般式で表される組成を有する触媒を用いることを特
    徴とするプロパンまたはイソブタンの気相接触酸化反応
    による(メタ)アクリル酸の製造方法。 MoSbFe (式中、Moはモリブデン、Vはバナジウム、Sbはア
    ンチモン、Feは鉄、Mはテルル、クロム、マンガン、
    コバルト、ニッケル、アルミニウム、チタン、スズ、ビ
    スマス、セリウム及びタングステンからなる群から選ば
    れた少なくとも一種の元素、Oは酸素を表し、そして
    a、b、c、d、e及びxは原子比を示しaを1とした
    時、 b=0.1〜1、 c=0.001〜1、 d=0.001〜1、 e=0〜1、 xは上記各成分が結合して生成する金属酸化物の酸素の
    数である。)
JP2000276097A 2000-09-12 2000-09-12 (メタ)アクリル酸の製造方法 Pending JP2002088013A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000276097A JP2002088013A (ja) 2000-09-12 2000-09-12 (メタ)アクリル酸の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000276097A JP2002088013A (ja) 2000-09-12 2000-09-12 (メタ)アクリル酸の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002088013A true JP2002088013A (ja) 2002-03-27
JP2002088013A5 JP2002088013A5 (ja) 2007-08-23

Family

ID=18761619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000276097A Pending JP2002088013A (ja) 2000-09-12 2000-09-12 (メタ)アクリル酸の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002088013A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002051542A1 (fr) * 2000-12-22 2002-07-04 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Catalyseur d'oxydation d'alcane, procede de production correspondant et procede de production d'un compose insature contenant de l'oxygene
JP2006130373A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Nippon Kayaku Co Ltd 複合金属酸化物触媒の製造方法及び触媒
JP2007517648A (ja) * 2004-01-13 2007-07-05 ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト 複合膜
US7642214B2 (en) 2003-06-10 2010-01-05 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Catalyst for oxidation of alkane, process for preparing thereof and process for producing unsaturated oxygen-containing compound

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09316023A (ja) * 1996-05-24 1997-12-09 Toagosei Co Ltd (メタ)アクリル酸の製造方法
JPH1045664A (ja) * 1996-07-30 1998-02-17 Mitsubishi Chem Corp α,β−不飽和カルボン酸の製造方法
JP2000143244A (ja) * 1998-07-24 2000-05-23 Mitsubishi Chemicals Corp 複合金属酸化物の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09316023A (ja) * 1996-05-24 1997-12-09 Toagosei Co Ltd (メタ)アクリル酸の製造方法
JPH1045664A (ja) * 1996-07-30 1998-02-17 Mitsubishi Chem Corp α,β−不飽和カルボン酸の製造方法
JP2000143244A (ja) * 1998-07-24 2000-05-23 Mitsubishi Chemicals Corp 複合金属酸化物の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002051542A1 (fr) * 2000-12-22 2002-07-04 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Catalyseur d'oxydation d'alcane, procede de production correspondant et procede de production d'un compose insature contenant de l'oxygene
US7642214B2 (en) 2003-06-10 2010-01-05 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Catalyst for oxidation of alkane, process for preparing thereof and process for producing unsaturated oxygen-containing compound
JP2007517648A (ja) * 2004-01-13 2007-07-05 ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト 複合膜
JP2006130373A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Nippon Kayaku Co Ltd 複合金属酸化物触媒の製造方法及び触媒

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4346822B2 (ja) プロピレンの低温度選択的酸化用のモリブデン−バナジウム系触媒、その製造方法及び使用方法
US7009075B2 (en) Process for the selective conversion of alkanes to unsaturated carboxylic acids
JP2001328951A (ja) 不飽和アルデヒドおよび不飽和カルボン酸の製造方法
JP2001354612A (ja) アクリル酸の製造方法
JP2015516952A (ja) エチレン及び酢酸の製造工程
JPS5946934B2 (ja) メタクリル酸の製法
JP4081824B2 (ja) アクリル酸の製造方法
JP2000037625A (ja) 低級アルカン酸化脱水素用触媒およびオレフィンの製造方法
JPS5824417B2 (ja) プロピレン マタハ イソブチレンカラ アクリルサント メタクリルサンノ セイゾウホウ
JP3961834B2 (ja) 低級オレフィンの不飽和アルデヒドへの酸化のための触媒、その製造方法および使用方法
JP4331433B2 (ja) 不飽和アルデヒドを酸化してカルボン酸を生成するための触媒、その製造方法および使用方法
US7329628B2 (en) Method for preparing catalysts for partial oxidation of propylene and iso-butylene
JPH1157479A (ja) 炭化水素の気相接触酸化反応触媒の製造方法
JPH10128112A (ja) イソブタンの気相接触酸化反応用触媒およびその製造方法
JP2558036B2 (ja) メタクロレインおよび/またはメタクリル酸の製造方法
JPH11114418A (ja) イソブタンの気相接触酸化反応用触媒およびこれを用いてなるアルケンおよび/または含酸素化合物の製造方法
JP2002088013A (ja) (メタ)アクリル酸の製造方法
JP3855298B2 (ja) アルケンおよび/または含酸素化合物の製造方法
JP2002088012A (ja) (メタ)アクリル酸の製造法
JPS582218B2 (ja) フホウワアルデヒドオ サンニヘンカンヨウ カイリヨウシヨクバイ
JP3818697B2 (ja) アンモ酸化触媒及びそれを用いたニトリルの製造方法
JPH0924277A (ja) メタクリル酸製造用触媒及びメタクリル酸の製造方法
JP4566056B2 (ja) 複合金属酸化物触媒の製造方法
JP3768289B2 (ja) アンモ酸化触媒およびそれを用いたニトリルの製造方法
JP2000169420A (ja) アクリル酸の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070710

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070710

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100826

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20101216