JP2007268363A - Catalyst for dehydrating glycerol, method for preparing catalyst for dehydrating glycerol, method for preparing acrolein, and method for preparing acrolein derivative - Google Patents

Catalyst for dehydrating glycerol, method for preparing catalyst for dehydrating glycerol, method for preparing acrolein, and method for preparing acrolein derivative Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst for dehydrating glycerol having a long life capable of preparing acrolein, and a method for preparing the catalyst. <P>SOLUTION: The catalyst for dehydrating glycerol is comprised of phosphorous (P) and zirconium (Zr) and/or manganese (Mn) supported by a support. The method for preparing the catalyst for dehydrating glycerol comprises an impregnation step for impregnating a support with an aqueous solution containing P and Mn and/or Zr, a drying and solidifying step for drying and solidifying the impregnated support, and a calcination step for calcining the dried and solidified support. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、グリセリン脱水用触媒およびこの触媒の製造方法、並びに、この触媒を使用するアクロレインの製造方法およびアクロレイン誘導体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a glycerin dehydration catalyst, a method for producing the catalyst, and a method for producing acrolein and a method for producing an acrolein derivative using the catalyst.

植物油から製造されるバイオディーゼルは、化石燃料の代替燃料としてだけではなく、二酸化炭素の排出量が少ない点でも注目され、需要の増大が見込まれている。このバイオディーゼルを製造するとグリセリンが副生するため、その有効利用を図る必要がある。グリセリンの利用の一態様としては、グリセリンをアクロレインの原料に使用することが挙げられる。   Biodiesel produced from vegetable oil is attracting attention not only as a substitute for fossil fuels but also because it emits less carbon dioxide, and demand is expected to increase. When this biodiesel is produced, glycerin is produced as a by-product, so it is necessary to make effective use of it. One embodiment of the use of glycerin includes the use of glycerin as a raw material for acrolein.

例えば、特許文献1には、担体をリン酸銅水溶液に浸漬後、乾燥および焼成して調製された触媒を使用して、グリセリンの気相脱水反応を行ってアクロレインを製造することが開示されている。また、特許文献2には、担体をリン酸水溶液に浸漬後、乾燥および焼成して調製された触媒を使用して、グリセリンの気相脱水反応を行ってアクロレインを製造することが開示されている。しかし、特許文献1および2に開示されている触媒には、寿命が短い問題がある。   For example, Patent Document 1 discloses that acrolein is produced by performing a gas phase dehydration reaction of glycerin using a catalyst prepared by immersing a support in an aqueous copper phosphate solution, followed by drying and firing. Yes. Patent Document 2 discloses that acrolein is produced by performing a gas-phase dehydration reaction of glycerin using a catalyst prepared by immersing a carrier in an aqueous phosphoric acid solution, drying and calcining. . However, the catalysts disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a problem of short life.

特許文献3には、アルミナ担体にリン酸を担持させた触媒を使用し、液相反応でグリセリンを脱水してアクロレインを製造することが開示されている。しかし、担体にリン酸を担持した触媒を使用すると高収率でアクロレインを得ることができるが、触媒が一層長寿命であることが望まれる。長寿命の触媒を使用することができれば、従来からアクロレインを原料として製造できることが知られているアクリル酸、1,3‐プロパンジオール、アリルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩等のアクロレイン誘導体を低コストで製造できることが見込まれる。
米国特許第1916743号公報 仏国特許発明第695931号明細書 特開平6−211724号公報
Patent Document 3 discloses that acrolein is produced by dehydrating glycerin by a liquid phase reaction using a catalyst in which phosphoric acid is supported on an alumina carrier. However, acrolein can be obtained in a high yield when a catalyst having phosphoric acid supported on a carrier is used, but it is desired that the catalyst has a longer life. If a long-life catalyst can be used, acrolein derivatives such as acrylic acid, 1,3-propanediol, allyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylic acid salt, etc., which are conventionally known to be produced using acrolein as a raw material, can be used. It can be manufactured at low cost.
US Patent No. 1916743 French Patent Invention No. 695931 JP-A-6-217724

本発明は、上記事情に鑑み、アクロレインを製造可能で、かつ、長い寿命のグリセリン脱水用触媒、およびこの触媒の製造方法の提供を目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a catalyst for glycerin dehydration capable of producing acrolein and having a long life, and a method for producing the catalyst.

本発明者は、長寿命の触媒を実現するべく検討を重ねた結果、Zr及び/又はMnをPと共に担持させると、長寿命触媒を実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、担体にP、並びに、Zr及び/又はMnを担持させたグリセリン脱水用触媒である。   As a result of repeated studies to realize a long-life catalyst, the present inventor has found that a long-life catalyst can be realized when Zr and / or Mn is supported together with P, and the present invention has been completed. That is, the present invention is a glycerol dehydration catalyst in which P and Zr and / or Mn are supported on a carrier.

また本発明は、P、並びに、Mn及び/又はZrを含有する水溶液を担体に含浸する含浸工程と、前記担体を乾固させる乾固工程と、前記乾固させた担体を焼成する焼成工程を有するグリセリン脱水用触媒の製造方法である。   The present invention also includes an impregnation step of impregnating a carrier with an aqueous solution containing P and Mn and / or Zr, a drying step of drying the carrier, and a baking step of firing the dried carrier. It is a manufacturing method of the catalyst for glycerol dehydration which has.

前記含浸工程において、前記水溶液がPおよびMn源としてMn3(PO4)2、MnHPO4、およびMn(H2PO4)2から選択される一種または二種以上を含有していると良い。また、前記水溶液がP源として、例えば、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、P27 4-、HP27 3-、H227 2-、およびH327 -から選ばれる一種または二種以上を含有していると良い。また、Mn及び/又はZrがMn2+及び/又はZr4+として前記水溶液に含有されていても良い。 In the impregnation step, the aqueous solution may contain one or more selected from Mn 3 (PO 4 ) 2 , MnHPO 4 , and Mn (H 2 PO 4 ) 2 as P and Mn sources. The aqueous solution may be used as a P source, for example, PO 4 3− , HPO 4 2− , H 2 PO 4 , P 2 O 7 4− , HP 2 O 7 3− , H 2 P 2 O 7 2− , and H 3 P 2 O 7 - may contain one or two or more selected from. Further, Mn and / or Zr may be contained in the aqueous solution as Mn 2+ and / or Zr 4+ .

また、本発明は、前記触媒の共存下においてグリセリンを脱水するアクロレインの製造方法である。この方法においては、気化グリセリンと触媒を接触させる気相反応によりグリセリンを脱水することが好ましい。   Moreover, this invention is a manufacturing method of acrolein which spin-dry | dehydrates glycerol in the coexistence of the said catalyst. In this method, it is preferable to dehydrate glycerin by a gas phase reaction in which vaporized glycerin is brought into contact with a catalyst.

また、本発明は、前記触媒の共存下においてグリセリンを脱水させてアクロレインを製造する工程を有するアクロレイン誘導体の製造方法である。前記アクロレイン誘導体としては、例えば、ポリアクリル酸や、ポリアクリル酸ナトリウム等のポリアクリル酸塩がある。   Moreover, this invention is a manufacturing method of the acrolein derivative which has the process of dehydrating glycerol in the presence of the said catalyst and manufacturing acrolein. Examples of the acrolein derivative include polyacrylic acid and polyacrylic acid salts such as sodium polyacrylate.

本発明のグリセリン脱水用触媒によれば、P元素と共にZr元素及び/又はMn元素を担体に担持しているので、触媒寿命が長期となる。   According to the glycerin dehydration catalyst of the present invention, the Zr element and / or the Mn element are supported on the carrier together with the P element, so that the catalyst life becomes long.

本発明を実施形態に基づき説明する。本実施形態の触媒は、担体と、該担体に担持したP並びに特定金属元素を構成としている。   The present invention will be described based on an embodiment. The catalyst of the present embodiment includes a support, P supported on the support, and a specific metal element.

担体は、粒径、表面積等の物理的特性が特に限定されるものではない。また、SiO2、ZrO2、TiO2、Al23、MgO、ゼオライト、活性炭等、材質が特に限定されるものではないが、SiO2が好適である。 The carrier is not particularly limited in physical properties such as particle size and surface area. Moreover, although SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, zeolite, activated carbon and the like are not particularly limited, SiO 2 is preferable.

担体は、P元素および特定の金属元素を担持しているが、これら元素が担持されていることにより、触媒の寿命が延びる。また、Zr、Mn以外の金属元素を選択すると、アクロレイン収率低下の経時変化が大きいために長寿命触媒を実現できないか、それ以前にアクロレイン収率がP単独担持触媒よりも大きく劣るので、特定金属元素は、Zr及び/又はMnが選択される。なお、P元素は、酸化物として担持されていると良い。   The carrier carries P element and a specific metal element, and the life of the catalyst is extended by carrying these elements. In addition, if a metal element other than Zr and Mn is selected, a long-life catalyst cannot be realized due to a large change over time in acrolein yield reduction, or before that, the acrolein yield is greatly inferior to that of a P-supported catalyst. Zr and / or Mn are selected as the metal element. Note that the P element is preferably supported as an oxide.

P、並びに、Mn及び/又はZrは、担体に担持されている限り、その担持量が特に限定されるものではない。また、PとMn及び/又はZrの比率も特に限定されるものではない。   As long as P and Mn and / or Zr are supported on the carrier, the supported amount is not particularly limited. Further, the ratio of P to Mn and / or Zr is not particularly limited.

上記本実施形態の触媒は、含浸法の一分類である蒸発乾固法を使用することにより得られる。つまり、所定の含浸液に粉体ないしは成形体の担体を含浸し、水を蒸発させて担体を乾固することで、P並びにZr及び/又はMnを担体に固定した後、担体を焼成して本実施形態の触媒を得ることができる。   The catalyst of the present embodiment can be obtained by using the evaporation to dryness method, which is a class of impregnation method. In other words, a predetermined impregnating solution is impregnated with a powder or molded body carrier, water is evaporated to dry the carrier, P and Zr and / or Mn are fixed to the carrier, and then the carrier is fired. The catalyst of this embodiment can be obtained.

本実施形態の触媒を製造する過程において使用する含浸液は、P、並びに、Mn及び/又はZrを含有する水溶液である。即ち、含浸液において、P、Mn、およびZrが単一物として存在しているか、化合物の一組成として存在しているかが問われるものではない。例えば、水に難溶乃至は不溶のMn3(PO4)2、MnHPO4、およびMn(H2PO4)2から選択される一種または二種以上がPおよびMn源として含浸液に含有されていると良い。また、Pは、担体に担持させるP源になるリン酸系イオンとして含浸液に含有されていても良く、このときのリン酸系イオンとしては、例えば、H3PO4、H427、やリン酸とアンモニアとの塩(例えば、(NH4)H2PO4)等が水中でイオン解離することにより生じるPO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、P27 4-、HP27 3-、H227 2-、およびH327 -から選ばれる一種または二種以上を挙げることができる。また、Mn(NO3)2等がイオン解離して生じるMn2+としてMnが含浸液に含有されていてもよく、Zr(NO3)4やZrO(NO3)2がイオン解離して生じるZr4+としてZrが含浸液に含有されていることも許容される。 The impregnation liquid used in the process for producing the catalyst of the present embodiment is an aqueous solution containing P and Mn and / or Zr. That is, it does not matter whether P, Mn, and Zr are present as a single substance or a single composition in the impregnating liquid. For example, one or more selected from Mn 3 (PO 4 ) 2 , MnHPO 4 , and Mn (H 2 PO 4 ) 2 , which are hardly soluble or insoluble in water, are contained in the impregnation liquid as P and Mn sources. Good to be. Further, P may be contained in the impregnation liquid as a phosphate ion serving as a P source to be supported on the carrier. Examples of the phosphate ion at this time include H 3 PO 4 , H 4 P 2 O, and the like. 7, and phosphoric acid and salts with ammonia (e.g., (NH 4) H 2 PO 4) caused by the like are ion dissociation in water PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, P 2 One or two or more types selected from O 7 4− , HP 2 O 7 3− , H 2 P 2 O 7 2− , and H 3 P 2 O 7 can be mentioned. Further, Mn may be contained in the impregnating solution as Mn 2+ generated by ion dissociation of Mn (NO 3 ) 2 or the like, and Zr (NO 3 ) 4 or ZrO (NO 3 ) 2 is generated by ion dissociation. It is acceptable that Zr is contained in the impregnating solution as Zr 4+ .

担体を含浸するときの含浸液温度は、特に限定されるものではないが、100℃以下であると良く、好ましくは30℃以上、さらに好ましくは50℃以上である。   The temperature of the impregnating liquid when impregnating the carrier is not particularly limited, but may be 100 ° C. or lower, preferably 30 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher.

担体の焼成は、300〜700℃の焼成温度であると良く、好ましくは400℃以上、さらに好ましくは500℃以上である。なお、焼成は、大気雰囲気で行われると良い。   The carrier may be fired at a firing temperature of 300 to 700 ° C., preferably 400 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher. Note that firing is preferably performed in an air atmosphere.

次に、本実施形態の触媒を使用したアクロレインの製造方法について説明する。本実施形態におけるアクロレインの製造方法は、固定床反応器、移動床反応器等から任意に選択した反応器内でグリセリンを含んだ反応ガスと触媒を接触させる気相脱水反応によりアクロレインを製造するものである。なお、本発明に係る触媒は、反応ガスと触媒を接触させるアクロレイン製法用途に限定されるものではなく、グリセリン溶液と触媒とを接触させる製法用途にも使用することが可能である。この場合、反応器には流動床反応器等が選択される。   Next, a method for producing acrolein using the catalyst of the present embodiment will be described. The method for producing acrolein in the present embodiment is to produce acrolein by a gas phase dehydration reaction in which a reaction gas containing glycerin is brought into contact with a catalyst in a reactor arbitrarily selected from a fixed bed reactor, a moving bed reactor and the like. It is. The catalyst according to the present invention is not limited to an acrolein manufacturing method in which a reaction gas and a catalyst are brought into contact with each other, and can also be used in a manufacturing method in which a glycerin solution and a catalyst are brought into contact with each other. In this case, a fluidized bed reactor or the like is selected as the reactor.

反応ガスは、グリセリンのみで構成されているガスであっても良く、反応ガス中のグリセリン濃度を調整するためにグリセリン脱水反応において不活性なガスを含んでいても良い。不活性ガスには、気化水や窒素ガスを例示することができる。この反応ガスにおけるグリセリン濃度は、0.1〜100モル%であると良く、好ましくは1モル%以上であり、アクロレインの製造を経済的かつ高効率で行うためには、10モル%以上である。   The reaction gas may be a gas composed only of glycerin, and may contain an inert gas in the glycerin dehydration reaction in order to adjust the glycerin concentration in the reaction gas. Examples of the inert gas include vaporized water and nitrogen gas. The glycerin concentration in the reaction gas is preferably 0.1 to 100 mol%, preferably 1 mol% or more, and 10 mol% or more in order to produce acrolein economically and highly efficiently. .

上記触媒が高効率のグリセリン脱水用触媒であるので、反応性ガスの流量を多量に設定してもアクロレインを高収率で得ることができる。反応性ガスの流量は、単位触媒容積あたりの反応ガス流量(GHSV)で表すと100〜10000hr-1であると良い。好ましくは、5000hr-1以下であり、アクロレインの製造を経済的かつ高効率で行うためには、3000hr-1以下である。 Since the catalyst is a highly efficient glycerol dehydration catalyst, acrolein can be obtained in a high yield even when the flow rate of the reactive gas is set to be large. The flow rate of the reactive gas is preferably 100 to 10,000 hr −1 in terms of the reactive gas flow rate (GHSV) per unit catalyst volume. Preferred is a 5000 hr -1 or less, in order to perform the production of acrolein economically and efficiently is 3000 hr -1 or less.

反応温度は、200〜500℃であると良く、好ましくは、250〜450℃、更に好ましくは、300〜400℃である。   The reaction temperature may be 200 to 500 ° C, preferably 250 to 450 ° C, and more preferably 300 to 400 ° C.

反応ガスの圧力は、グリセリンが凝縮しない範囲の圧力であれば特に限定されない。通常、常圧〜1MPaであると良く、好ましくは、0.5MPa以下である。   The pressure of the reaction gas is not particularly limited as long as the pressure is within a range where glycerin does not condense. Usually, it is good that it is normal-pressure-1MPa, Preferably, it is 0.5 MPa or less.

以上の方法により、アクロレインを製造することが可能である。製造されたアクロレインは、既に公知となっている通り、アクリル酸、1,3‐プロパンジオール、アリルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩等のアクロレイン誘導体の製造原料として使用可能である。従って、上記アクロレインの製造方法は、アクロレイン誘導体の製造方法中に取り入れることが当然可能である。   Acrolein can be produced by the above method. As already known, the produced acrolein can be used as a raw material for producing acrolein derivatives such as acrylic acid, 1,3-propanediol, allyl alcohol, polyacrylic acid, and polyacrylate. Therefore, it is naturally possible to incorporate the acrolein production method described above into the acrolein derivative production method.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be appropriately modified and implemented within a range that can meet the purpose described above and below. All of which are within the scope of the present invention.

[実施例1]
イオン交換水350gとSiO2粉末40gを混合・攪拌して混合液を調製し、混合液を80℃まで加熱した。次に、混合液に少量のイオン交換水で溶解した8.5523gのMn(H2PO4)2・4H2Oを添加し、含浸液(Mn(H2PO4)2を含有するイオン交換水)にSiO2が浸漬された状態にし、次いで、80℃でペースト状になるまで加熱・攪拌した。そして、ペースト状物を100℃で乾燥して、水分を蒸発させて担体にPおよびMnを固定させた後、大気中で、600℃、5時間の条件でSiO2を焼成して触媒を得た。得られた触媒を粗粉砕した後、粒径0.7〜2.0mmの触媒を分級して実施例1のグリセリン脱水用触媒とした。実施例1の触媒におけるSi、Mn、P元素組成は、Si5Mn0.40.4である。
[Example 1]
A mixed solution was prepared by mixing and stirring 350 g of ion-exchanged water and 40 g of SiO 2 powder, and the mixed solution was heated to 80 ° C. Next, 8.5523 g of Mn (H 2 PO 4 ) 2 · 4H 2 O dissolved in a small amount of ion-exchanged water is added to the mixed solution, and the impregnating solution (Mn (H 2 PO 4 ) 2 -containing ion exchange is added. Water) was immersed in SiO 2 , and then heated and stirred at 80 ° C. until it became a paste. Then, the paste-like material is dried at 100 ° C., the moisture is evaporated and P and Mn are fixed to the carrier, and then SiO 2 is calcined in the atmosphere at 600 ° C. for 5 hours to obtain a catalyst. It was. After roughly pulverizing the obtained catalyst, a catalyst having a particle size of 0.7 to 2.0 mm was classified to obtain a glycerol dehydrating catalyst of Example 1. The Si, Mn, and P element compositions in the catalyst of Example 1 are Si 5 Mn 0.4 P 0.4 .

[実施例2]
実施例1で使用したMn(H2PO4)2・4H2Oに換えて7.1573gのZrO(NO3)2・2H2Oと6.1507gの85質量%H3PO4水溶液を使用した以外は実施例1と同様にして、実施例2の触媒を調製した。実施例2の触媒におけるSi、Zr、P元素組成は、Si5Zr0.20.4である。
[Example 2]
Instead of Mn (H 2 PO 4 ) 2 · 4H 2 O used in Example 1, 7.1573 g of ZrO (NO 3 ) 2 · 2H 2 O and 6.1507 g of 85 mass% H 3 PO 4 aqueous solution were used. A catalyst of Example 2 was prepared in the same manner as Example 1 except that. The Si, Zr, and P element compositions in the catalyst of Example 2 are Si 5 Zr 0.2 P 0.4 .

[比較例1〜6]
実施例1で使用したMn(H2PO4)2・4H2Oを変更した以外は実施例1と同様にして比較例1〜6の触媒を調製した。即ち、実施例1のMn(H2PO4)2・4H2Oに換えて、比較例1では(NH4)H2PO4を3.0640g使用し、比較例2ではCu3(PO3)2を10.1467g使用し、比較例3ではFePO4・4H2Oを5.9355g使用し、比較例4ではAlPO4を3.2469g使用し、比較例5ではFe4(P27)3を19.8773g使用し、比較例6ではZn3(PO4)2・4H2Oを12.8515g使用した。調製した触媒における酸素元素を除いた元素組成は、Si50.2(比較例1)、Si5Cu0.60.2(比較例2)、Si5Fe0.20.2(比較例3)、Si5Al0.20.2(比較例4)、Si5Fe0.81.2(比較例5)、Si5Zn0.60.4(比較例6)である。
[Comparative Examples 1-6]
Catalysts of Comparative Examples 1 to 6 were prepared in the same manner as in Example 1 except that Mn (H 2 PO 4 ) 2 · 4H 2 O used in Example 1 was changed. That is, instead of Mn (H 2 PO 4 ) 2 .4H 2 O of Example 1, 3.0640 g of (NH 4 ) H 2 PO 4 is used in Comparative Example 1, and Cu 3 (PO 3 is used in Comparative Example 2. ) 2 was used at 10.1467 g, Comparative Example 3 was used at 5.9355 g FePO 4 .4H 2 O, Comparative Example 4 was used at 3.2469 g AlPO 4 , and Comparative Example 5 was used at Fe 4 (P 2 O 7 ) 3 use 19.8773G, in Comparative example 6 Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O was used 12.8515G. In the prepared catalyst, the elemental composition excluding oxygen element is as follows: Si 5 P 0.2 (Comparative Example 1), Si 5 Cu 0.6 P 0.2 (Comparative Example 2), Si 5 Fe 0.2 P 0.2 (Comparative Example 3), Si 5 Al 0.2 P 0.2 (Comparative Example 4), Si 5 Fe 0.8 P 1.2 (Comparative Example 5), and Si 5 Zn 0.6 P 0.4 (Comparative Example 6).

[比較例7]
Mn(H2PO4)2・4H2Oを大気中で、600℃、5時間の条件で焼成した後、得られた粉体を円盤状に加圧成形した。次に、成形物を粗粉砕した後に、粒径0.7〜2.0mmの分級物を比較例7のグリセリン脱水用触媒とした。
[Comparative Example 7]
After firing Mn (H 2 PO 4 ) 2 .4H 2 O in the atmosphere at 600 ° C. for 5 hours, the obtained powder was pressure-formed into a disk shape. Next, after roughly pulverizing the molded product, a classified product having a particle size of 0.7 to 2.0 mm was used as a glycerol dehydration catalyst of Comparative Example 7.

[アクロレインの製造]
実施例および比較例の触媒を固定床にする反応器を使用した次の方法により、グリセリンを脱水してアクロレインを合成した。
[Manufacture of acrolein]
Acrolein was synthesized by dehydrating glycerol by the following method using a reactor in which the catalysts of Examples and Comparative Examples were fixed beds.

先ず、実施例または比較例の触媒15mlを充填したステンレス製反応管(内径10mm、長さ500mm)を固定床反応器として準備し、この反応器を360℃の塩浴に浸漬した。その後、反応器内に窒素を61.5ml/minの流量で30分間流通させた後、80質量%グリセリン水溶液の気化ガスと窒素からなる反応ガス(反応ガス組成:グリセリン27mol%、水34mol%、窒素39mol%)を632hr-1の流量で流通させた。 First, a stainless steel reaction tube (inner diameter: 10 mm, length: 500 mm) filled with 15 ml of the catalyst of Example or Comparative Example was prepared as a fixed bed reactor, and this reactor was immersed in a salt bath at 360 ° C. Thereafter, nitrogen was circulated in the reactor at a flow rate of 61.5 ml / min for 30 minutes, and then a reaction gas composed of a vaporized gas of 80 mass% glycerin aqueous solution and nitrogen (reaction gas composition: glycerin 27 mol%, water 34 mol%, nitrogen 39 mol%) was circulated at a flow rate of 632hr -1.

反応器内に反応ガスを流通させてから30〜60分および150〜180分の各30分間における流出ガスを冷却液化して捕集した(以下、「捕集した流出ガスの冷却液化物」を「流出物」と称する)。なお、実施例1の触媒を使用した反応のみ、330〜360分間における流出物を得た。そして、ガスクロマトグラフィ(GC)により、流出物の定性および定量分析を行った。GCによる定性分析の結果、グリセリン、アクロレインと共に1‐ヒドロキシアセトンが検出された。また、定量分析結果から、転化率および収率を算出した。ここで、転化率は、(1−(捕集流出物中のグリセリンのモル数)/(30分間で反応器に流入させたグリセリンのモル数))×100、で算出される値である。また、アクロレインの収率は、((アクロレインのモル数)/(30分間に反応器に流入させたグリセリンのモル数))×100、で算出される値である。   The effluent gas for 30 to 60 minutes and 150 to 180 minutes after flowing the reaction gas through the reactor was cooled and liquefied and collected (hereinafter referred to as “cooled liquefied product of the collected effluent gas”). Referred to as “spill”). In addition, the effluent in 330-360 minutes was obtained only for the reaction using the catalyst of Example 1. Then, qualitative and quantitative analysis of the effluent was performed by gas chromatography (GC). As a result of qualitative analysis by GC, 1-hydroxyacetone was detected together with glycerin and acrolein. Further, the conversion rate and yield were calculated from the quantitative analysis results. Here, the conversion rate is a value calculated by (1− (number of moles of glycerin in the collected effluent) / (number of moles of glycerin introduced into the reactor in 30 minutes)) × 100. The yield of acrolein is a value calculated by ((molar number of acrolein) / (molar number of glycerin introduced into the reactor in 30 minutes)) × 100.

次表1に、GC分析による結果を示す。   Table 1 below shows the results of GC analysis.

Figure 2007268363
Figure 2007268363

上記表1に示す通り、Zr、Mnが担持されている実施例の触媒を使用したときのみアクロレインの収率が高く、アクロレイン収率の低下が小さいことを確認することができる。   As shown in Table 1 above, it can be confirmed that the yield of acrolein is high and the decrease in acrolein yield is small only when the catalyst of the example in which Zr and Mn are supported is used.

Claims (9)

担体にP、並びに、Zr及び/又はMnを担持させたことを特徴とするグリセリン脱水用触媒。   A catalyst for dehydration of glycerol, wherein P and Zr and / or Mn are supported on a carrier. P、並びに、Mn及び/又はZrを含有する水溶液を担体に含浸する含浸工程と、前記担体を乾固させる乾固工程と、前記乾固させた担体を焼成する焼成工程を有することを特徴とするグリセリン脱水用触媒の製造方法。   Characterized by comprising an impregnation step of impregnating a carrier with an aqueous solution containing P and Mn and / or Zr, a drying step of drying the carrier, and a firing step of firing the dried carrier. A method for producing a catalyst for dehydration of glycerin. 前記含浸工程において、前記水溶液がPおよびMn源としてMn3(PO4)2、MnHPO4、およびMn(H2PO4)2から選択される一種または二種以上を含有する請求項2に記載のグリセリン脱水用触媒の製造方法。 In the impregnation step, according to claim 2 wherein the aqueous solution containing Mn 3 (PO 4) 2, MnHPO 4, and Mn (H 2 PO 4) one or more selected from 2 as P and Mn source Of producing a glycerol dehydration catalyst. 前記含浸工程において、前記水溶液がP源としてリン酸系イオンを含有する請求項2または3に記載のグリセリン脱水用触媒の製造方法。   The method for producing a glycerol dehydration catalyst according to claim 2 or 3, wherein, in the impregnation step, the aqueous solution contains a phosphate ion as a P source. 前記リン酸系イオンがPO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、P27 4-、HP27 3-、H227 2-、およびH327 -から選ばれる一種または二種以上である請求項4に記載のグリセリン脱水用触媒の製造方法。 The phosphate ions are PO 4 3− , HPO 4 2− , H 2 PO 4 , P 2 O 7 4− , HP 2 O 7 3− , H 2 P 2 O 7 2− , and H 3 P 2. O 7 - one or manufacturing method of the glycerin dehydration catalyst according to the is claim 4 two or more selected from. 前記含浸工程の水溶液において、Mn及び/又はZrがMn2+及び/又はZr4+として前記水溶液に含有されている請求項2〜5のいずれかに記載のグリセリン脱水用触媒の製造方法。 The method for producing a glycerol dehydration catalyst according to any one of claims 2 to 5, wherein Mn and / or Zr is contained in the aqueous solution as Mn2 + and / or Zr4 + in the aqueous solution in the impregnation step. 触媒の共存下においてグリセリンを脱水してアクロレインを製造する方法であって、前記触媒が請求項1に記載のグリセリン脱水用触媒であることを特徴とするアクロレインの製造方法。   A method for producing acrolein by dehydrating glycerol in the presence of a catalyst, wherein the catalyst is the glycerol dehydrating catalyst according to claim 1. 気化グリセリンと触媒を接触させる気相反応によりグリセリンを脱水する請求項7に記載のアクロレインの製造方法。   The method for producing acrolein according to claim 7, wherein glycerin is dehydrated by a gas phase reaction in which vaporized glycerin is brought into contact with a catalyst. 触媒の共存下においてグリセリンを脱水させてアクロレインを製造する工程を有するアクロレイン誘導体の製造方法であって、前記触媒が請求項1に記載のグリセリン脱水用触媒であることを特徴とするアクロレイン誘導体の製造方法。   A method for producing an acrolein derivative comprising a step of producing acrolein by dehydrating glycerol in the presence of a catalyst, wherein the catalyst is the glycerol dehydration catalyst according to claim 1. Method.
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