JP2007105716A - メタクロレインおよび/またはメタクリル酸合成用触媒の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくともモリブデンを含む原料スラリーを乾燥装置へ供給し、該乾燥装置内で前記原料スラリーを乾燥して乾燥粉を得る工程を有する、少なくともモリブデンを含むメタクロレインおよび/またはメタクリル酸合成用触媒の製造方法において、前記乾燥の開始時から終了時までの間、原料スラリーの粘度(単位:kg/(m・s))を原料スラリーの比重(単位:kg/m3)で除した値である原料スラリーの比粘度(m2/s)が、下記式(I)を満足する。
0.95X0≦X≦1.05X0 (I)
X:原料スラリーの比粘度(m2/s)
X0:乾燥開始時の原料スラリーの比粘度(m2/s)
【選択図】なし
Description
0.95X0≦X≦1.05X0 (I)
X:原料スラリーの比粘度(m2/s)
X0:乾燥開始時の原料スラリーの比粘度(m2/s)
式(1)中、Mo、Bi、Fe、SiおよびOはそれぞれモリブデン、ビスマス、鉄、ケイ素および酸素を示し、Mはコバルトおよびニッケルからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Xはクロム、鉛、マンガン、カルシウム、マグネシウム、ニオブ、銀、バリウム、スズ、タンタルおよび亜鉛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はリン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、タングステン、アンチモンおよびチ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はリチウム、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。
式(2)中、Mo、P、Cu、VおよびOはそれぞれモリブデン、リン、銅、バナジウムおよび酸素を表し、Xはカリウム、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種の元素を表し、Yは鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、クロム、タングステン、マンガン、銀、ホウ素、ケイ素、アルミニウム、ガリウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、ヒ素、アンチモン、ビスマス、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、インジウム、イオウ、セレン、テルル、ランタンおよびセリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表す。
X:原料スラリーの比粘度(m2/s)
X0:乾燥開始時の原料スラリーの比粘度(m2/s)
式(I)の最左辺は0.97X0であることが好ましく、式(I)の最左辺は1.03X0であることが好ましい。
メタクロレインの選択率(%)=(C1/B1)×100
メタクリル酸の選択率(%)=(D1/B1)×100
合計単流収率(%)=(C1+D1)/A1×100
ここで、A1は供給した原料イソブチレンのモル数、B1は反応した原料イソブチレンのモル数、C1は生成したメタクロレインのモル数、D1は生成したメタクリル酸のモル数である。
メタクリル酸選択率(%)=(C2/B2)×100
メタクリル酸単流収率(%)=(C2/A2)×100
ここで、A2は供給したメタクロレインのモル数、B2は反応したメタクロレインのモル数、C2は生成したメタクリル酸のモル数である。
パドル翼(1段)付の攪拌槽(加熱、冷却用ジャケット付)に、純水1000部に対して、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、硝酸セシウム23.0部、三酸化アンチモン24.0部および三酸化ビスマス33.0部を順次加え(A液)、加熱攪拌を開始した(以下、濃縮終了まで攪拌を継続した)。別にパドル翼(1段)付の攪拌槽に、純水1000部に対して、硝酸第二鉄209.8部、硝酸ニッケル75.5部、硝酸コバルト453.3部および硝酸鉛31.3部を順次加え、溶解した(B液)。ついで、A液にB液を加えて水性スラリーとして、このスラリーを101℃まで加熱し、濃縮を開始した。濃縮開始時のスラリーの粘度は0.05kg/(m・s)、比重は1.27×103kg/m3で、比粘度は0.390×10−4m2/sであり、スラリーの粘度が0.87kg/(m・s)、比重が1.44×103kg/m3で、比粘度が6.04×10−4m2/sの時点で加熱を停止して濃縮を終了した。濃縮終了後、直ちに攪拌槽の原料投入口に蓋をして、濃縮後スラリーを攪拌しながら70℃に降温した。
この触媒を反応管に充填し、イソブチレン5%、酸素12%、水蒸気10%、窒素73%(容量%)の混合ガスを、大気圧下、反応温度340℃、接触時間3.6秒で通じてイソブチレンの気相接触酸化反応を行った。この結果を表1に示した。
乾燥期間中の攪拌槽の原料投入口の蓋を閉めず、かつ撹拌槽Aの温度のコントロールをせずに原料スラリーを保持した点以外は、実施例1と同様にして触媒を製造およびメタクロレインの気相接触酸化反応を行った。なお、乾燥期間中(16時間)に原料スラリーの温度は70℃から35℃に低下した。乾燥期間中の原料スラリーの比粘度の最大値及び最小値、並びに気相接触酸化反応結果を表1に示した。
パドル2段翼付の攪拌槽(加熱、冷却用ジャケット付)に純水400部を投入し80rpmで攪拌を開始した(以下、濃縮終了まで攪拌を継続した)。そこへ三酸化モリブデン100部、85質量%リン酸水溶液7.3部、五酸化バナジウム3.2部、酸化銅0.5部、酸化鉄0.2部、硝酸セリウム2.5部を加え、95℃で5時間加熱攪拌を行った。この液を50℃まで冷却した後、硝酸セシウム11.3部を純水30部に溶解した溶液を滴下し15分間攪拌した。次いでこの液を70℃に昇温し、29質量%アンモニア水37.4部を滴下し、50℃で15分間攪拌した。さらにこのスラリーを101℃まで加熱し、濃縮を開始した。濃縮開始時のスラリーの粘度は0.03kg/(m・s)、比重は1.25×103kg/m3で、比粘度は0.240×10−4m2/sであり、スラリーの粘度が0.95kg/(m・s)、比重が1.60×103kg/m3で、比粘度が5.94×10−4m2/sの時点で加熱を停止して濃縮を終了した。濃縮終了後、直ちに攪拌槽Aの原料投入口に蓋をして、濃縮後スラリーを攪拌しながら80℃に降温した。
乾燥期間中の攪拌槽の原料投入口の蓋を閉めずに原料スラリーを保持した点以外は、実施例2と同様にして触媒を製造およびメタクロレインの気相接触酸化反応を行った。なお、乾燥期間中(10時間)に原料スラリーの温度は80℃から74℃に低下した。乾燥期間中の原料スラリーの比粘度の最大値及び最小値、並びに気相接触酸化反応結果を表2に示した。
乾燥期間中の攪拌槽の原料投入口の蓋を閉めず、かつ撹拌槽Aの温度のコントロールをせずに原料スラリーを保持した点以外は、実施例2と同様にして触媒を製造およびメタクロレインの気相接触酸化反応を行った。なお、乾燥期間中(10時間)に原料スラリーの温度は80℃から55℃に低下した。乾燥期間中の原料スラリーの比粘度の最大値及び最小値、並びに気相接触酸化反応結果を表2に示した。
乾燥期間中の攪拌槽の原料投入口の蓋を閉めず、かつ撹拌槽の温度のコントロールをせずに原料スラリーを保持し、かつ乾燥機への原料スラリー供給を2時間経過後に一旦止め、2時間放置後、乾燥を再開する操作を繰り返した点以外は、実施例2と同様にして触媒を製造およびメタクロレインの気相接触酸化反応を行った。乾燥期間は18時間を要し、原料スラリーの温度は80℃から35℃に低下した。乾燥期間中の原料スラリーの比粘度の最大値及び最小値、並びに気相接触酸化反応結果を表2に示した。
パドル1段翼付の原料混合槽(加熱、冷却用ジャケット付)に純水200部を投入し90rpmで攪拌を開始した(以下、濃縮終了まで攪拌を継続した)。そこへパラモリブデン酸アンモニウム100部を溶解し、さらにメタバナジン酸アンモニウム3.4部、85質量%リン酸水溶液6.6部を純水30部に溶解した溶液を加え、10分間攪拌を続けた。ここに、三酸化アンチモン2.1部、硝酸銅1.1部を純水30部に溶解した溶液および60%砒酸水溶液2.2部を純水10部に溶解した溶液を順次加え、これを攪拌しながら90℃まで加熱し、液温を90℃に保ちつつ5時間過熱攪拌した後に、硝酸セシウム9.2部を純水100部に溶解した溶液をこれに加え15分間攪拌してスラリーを得た。このスラリーを101℃まで加熱し、攪拌しながら濃縮を開始した。濃縮開始時のスラリーの粘度は0.02kg/(m・s)、比重は1.22×103kg/m3で、比粘度は0.16×10−4m2/sであった。濃縮中は温度を101℃に保ち、スラリーの粘度が0.65kg/(m・s)、比重が1.61×103kg/m3で、比粘度が4.04×10−4m2/sの時点で加熱を停止して濃縮を終了した。
Claims (6)
- 少なくともモリブデンを含む原料スラリーを乾燥装置へ供給し、該乾燥装置内で前記原料スラリーを乾燥して乾燥粉を得る工程を有する、少なくともモリブデンを含むメタクロレインおよび/またはメタクリル酸合成用触媒の製造方法において、前記乾燥の開始時から終了時までの間、原料スラリーの粘度(単位:kg/(m・s))を原料スラリーの比重(単位:kg/m3)で除した値である原料スラリーの比粘度(m2/s)が、下記式(I)を満足することを特徴とするメタクロレインおよび/またはメタクリル酸合成用触媒の製造方法。
0.95X0≦X≦1.05X0 (I)
X:原料スラリーの比粘度(m2/s)
X0:乾燥開始時の原料スラリーの比粘度(m2/s) - 前記乾燥開始時の原料スラリーの比粘度X0が、2.5×10−4〜7.0×10−4m2/sである請求項1記載のメタクロレインおよび/またはメタクリル酸合成用触媒の製造方法。
- 請求項1または2に記載の方法で製造された、少なくともモリブデンを含有する触媒が、次の式(1)で表される組成を有することを特徴とするメタクロレインおよび/またはメタクリル酸合成用触媒。
Moa1Bib1Fec1Md1Xe1Yf1Zg1Sih1Oi1 (1)
式(1)中、Mo、Bi、Fe、SiおよびOはそれぞれモリブデン、ビスマス、鉄、ケイ素および酸素を示し、Mはコバルトおよびニッケルからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Xはクロム、鉛、マンガン、カルシウム、マグネシウム、ニオブ、銀、バリウム、スズ、タンタルおよび亜鉛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はリン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、タングステン、アンチモンおよびチ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はリチウム、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。a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1、h1およびi1は各元素の原子比を表し、a1=12のとき0.01≦b1≦3、0.01≦c1≦5、1≦d1≦12、0≦e1≦8、0≦f1≦5、0.001≦g1≦2、0≦h1≦20であり、i1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である。 - 請求項1または2に記載の方法で製造された、少なくともモリブデンを含有する触媒が、次の式(2)で表される組成を有することを特徴とするメタクリル酸合成用触媒。
Moa2Pb2Cuc2Vd2Xe2Yf2Og2 (2)
式(2)中、Mo、P、Cu、VおよびOはそれぞれモリブデン、リン、銅、バナジウムおよび酸素を表し、Xはカリウム、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種の元素を表し、Yは鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、クロム、タングステン、マンガン、銀、ホウ素、ケイ素、アルミニウム、ガリウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、ヒ素、アンチモン、ビスマス、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、インジウム、イオウ、セレン、テルル、ランタンおよびセリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表す。
また式(2)中、a2、b2、c2、d2、e2、f2およびg2は各元素の原子比を表し、a2=12のとき、0.1≦b2≦3、0.01≦c2≦3、0.01≦d2≦3、0.01≦e2≦3、0≦f2≦3であり、g2は前記各成分の原子比を満足するのに必要な酸素の原子比である。 - 請求項3に記載のメタクロレインおよび/またはメタクリル酸合成用触媒を用いて、イソブチレン、第3級ブチルアルコール、メチル第3級ブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種を分子状酸素により気相接触酸化するメタクロレインおよび/またはメタクリル酸の製造方法。
- 請求項4に記載のメタクリル酸合成用触媒を用いて、メタクロレインを分子状酸素により気相接触酸化するメタクリル酸の製造方法。
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