JP2022046942A - Method for producing catalyst - Google Patents

Method for producing catalyst Download PDF

Info

Publication number
JP2022046942A
JP2022046942A JP2020152592A JP2020152592A JP2022046942A JP 2022046942 A JP2022046942 A JP 2022046942A JP 2020152592 A JP2020152592 A JP 2020152592A JP 2020152592 A JP2020152592 A JP 2020152592A JP 2022046942 A JP2022046942 A JP 2022046942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
solution
producing
powder
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
JP2020152592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
輝興 多湖
Terufusa Tako
大裕 藤墳
Hiroyasu Fujitsuka
宗一郎 紺谷
Soichiro Konya
貢悦 伊藤
Koetsu Ito
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 Chemical Corp
Tokyo Institute of Technology NUC
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Tokyo Institute of Technology NUC
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 Chemical Corp, Tokyo Institute of Technology NUC filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2020152592A priority Critical patent/JP2022046942A/en
Publication of JP2022046942A publication Critical patent/JP2022046942A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

To provide a method for producing catalysts that makes it possible to produce unsaturated aldehydes with a high invert ratio, selectivity and yield as catalysts used in a gas-phase catalytic oxidation reaction to produce unsaturated aldehydes, such as acrolein, methacrolein, cinnamaldehyde from unsaturated compounds such as propylene, isobutene, tertiary butanol, allyl benzene.SOLUTION: The present invention discloses a method for producing catalysts that subjects unsaturated compounds to a gas-phase catalytic oxidation with a molecular oxygen-containing gas to produce corresponding unsaturated aldehydes. The method includes the steps of: mixing a molybdenum-containing liquid with a pH of 7.0 or more with a liquid containing cobalt and iron to make a liquid mixture; drying the liquid mixture to make a powder; and mixing the powder with an organic bismuth compound.SELECTED DRAWING: None

Description

この発明は、プロピレン、イソブテン、ターシャリーブタノール、アリルベンゼン等の不飽和化合物からアクロレイン、メタクロレイン、シンナムアルデヒド等の不飽和アルデヒドを製造する気相接触酸化反応に用いられる触媒の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a catalyst used in a vapor phase catalytic oxidation reaction for producing unsaturated aldehydes such as acrolein, methacrolein and cinnamaldehyde from unsaturated compounds such as propylene, isobutylene, tertiary butanol and allylbenzene.

プロピレン、イソブテン、ターシャリーブタノール、アリルベンゼン等の不飽和化合物からアクロレイン、メタクロレイン、シンナムアルデヒド等の不飽和アルデヒドを製造する気相接触酸化反応において、モリブデン系の触媒が有用な触媒であることは良く知られており、工業的にも広く実用化されている。 Molybdenum-based catalysts are useful catalysts in vapor phase catalytic oxidation reactions to produce unsaturated aldehydes such as acrolein, methacrolein, and cinnamaldehyde from unsaturated compounds such as propylene, isobutene, tertiary butanol, and allylbenzene. It is well known and has been widely used industrially.

これら各種反応におけるモリブデン系触媒の組成及び製造方法に関する特許文献としては、特許文献1等の多くの文献が知られている。
このような文献の中には、触媒の製造工程において、原料等のpHを調整することにより、原料転化率や選択率等の触媒性能を向上させる触媒の製造方法が知られている。この製造方法の例としては、pHが6~8の範囲のモリブデン酸水溶液にビスマス塩の水溶液とアンモニア水を同時に添加する方法(特許文献2)、鉄、ビスマス及びテルルの少なくとも一つとモリブデン化合物とを含むスラリーを、pH7を越える範囲に調整する方法(特許文献3)、シリカを含むモリブデン化合物含有スラリーにキレート剤を添加してpH6以上に調整する方法(特許文献4)、モリブデンを含むスラリーをpH6以上とした後ビスマス化合物を混合する方法(特許文献5)、モリブデン、鉄、ニッケル又はコバルト、及びシリカを含む水溶液の乾燥物を加熱処理し、次いで、ビスマス及び水性媒体を混合する際、アンモニア水を加える方法(特許文献6)等が開示されている。
Many documents such as Patent Document 1 are known as patent documents relating to the composition and production method of the molybdenum-based catalyst in these various reactions.
In such documents, there is known a method for producing a catalyst that improves catalyst performance such as raw material conversion rate and selectivity by adjusting the pH of the raw material or the like in the catalyst manufacturing process. Examples of this production method include a method of simultaneously adding an aqueous solution of bismuth salt and aqueous ammonia to an aqueous molybdenum acid solution having a pH in the range of 6 to 8 (Patent Document 2), at least one of iron, bismuth and tellurium, and a molybdenum compound. A method of adjusting the slurry containing molybdenum to a range exceeding pH 7 (Patent Document 3), a method of adding a chelating agent to a molybdenum compound-containing slurry containing silica to adjust the pH to 6 or higher (Patent Document 4), and a molybdenum-containing slurry. A method of mixing a bismuth compound after setting the pH to 6 or higher (Patent Document 5), heat-treating a dried product of an aqueous solution containing molybdenum, iron, nickel or cobalt, and silica, and then mixing ammonia with bismuth and an aqueous medium. A method of adding water (Patent Document 6) and the like are disclosed.

特公昭39-3670号公報Special Publication No. 39-3670 特公昭59-51848号公報Special Publication No. 59-51848 特開平2-59046号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-59046 特開平2-214543号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-21453 特開平2-251250号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-251250 特開2003-205240号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-205240

しかしながら、これらの方法を用いても、目的とする酸化生成物収率は必ずしも満足すべきものではなかった。 However, even with these methods, the desired yield of oxidation products was not always satisfactory.

そこで、この発明は、プロピレン、イソブテン、ターシャリーブタノール、アリルベンゼン等の不飽和化合物からアクロレイン、メタクロレイン、シンナムアルデヒド等の不飽和アルデヒドを製造する気相接触酸化反応に用いられる触媒として、転化率及び選択率が高く、高収率で不飽和アルデヒドを製造できる触媒の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a conversion rate as a catalyst used in a gas phase catalytic oxidation reaction for producing unsaturated aldehydes such as achlorine, methacrolein and cinnamaldehyde from unsaturated compounds such as propylene, isobutene, tertiary butanol and allylbenzene. It is an object of the present invention to provide a method for producing a catalyst which has a high selectivity and can produce an unsaturated aldehyde in a high yield.

この発明は、上記の課題を解決するために、不飽和化合物を分子状酸素含有ガスにより気相接触酸化して対応する不飽和アルデヒドを製造するための触媒の製造方法であって、
pHが7.0以上であるモリブデン含有液と、コバルト及び鉄を含有する液を混合して混合液とする工程、該混合液を乾燥し、粉体とする工程、該粉体と、有機ビスマス化合物を混合する工程を含むことにより、高活性で、かつ目的とする酸化生成物を高い収率で与える触媒が得られることを見出したのである。
The present invention is a method for producing a catalyst for producing a corresponding unsaturated aldehyde by vapor-phase catalytic oxidation of an unsaturated compound with a molecular oxygen-containing gas in order to solve the above-mentioned problems.
A step of mixing a molybdenum-containing liquid having a pH of 7.0 or more and a liquid containing cobalt and iron to obtain a mixed liquid, a step of drying the mixed liquid to make a powder, the powder and an organic bismuth. It has been found that by including the step of mixing the compounds, a catalyst having high activity and giving the desired oxidation product in a high yield can be obtained.

また、この発明において、有機ビスマス化合物がトリフェニルビスマスであることが好ましい。
さらに、混合液を60℃以上100℃以下で保持することが好ましい。
さらにまた、混合液を1時間以上24時間以下で保持することが好ましい。
Further, in the present invention, the organic bismuth compound is preferably triphenylbismuth.
Further, it is preferable to keep the mixed solution at 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
Furthermore, it is preferable to hold the mixed solution for 1 hour or more and 24 hours or less.

また、触媒が少なくともモリブデン、コバルト、鉄及びビスマスを含むことが好ましい。
さらに、触媒が下記一般式(1)で表される組成を含むことが好ましい。
MoBiCoFe (1)
(式中、a~dはそれぞれの元素の原子比を表わし、a=12のとき、0.5≦b≦7、0<c≦10、0.05≦d≦5の範囲にある。)
Further, it is preferable that the catalyst contains at least molybdenum, cobalt, iron and bismuth.
Further, it is preferable that the catalyst contains a composition represented by the following general formula (1).
Mo a Bi b Co c Fed (1)
(In the formula, a to d represent the atomic ratio of each element, and when a = 12, they are in the range of 0.5 ≦ b ≦ 7, 0 <c ≦ 10, 0.05 ≦ d ≦ 5.)

この発明によれば、プロピレン、イソブテン、ターシャリーブタノール、アリルベンゼン等の不飽和化合物からアクロレイン、メタクロレイン、シンナムアルデヒド等の不飽和アルデヒドを製造する気相接触酸化反応に用いられる触媒として、原料転化率及び選択率が高く、高収率で不飽和アルデヒドを製造できる触媒を得ることができる。 According to the present invention, raw material conversion is used as a catalyst used in a gas phase catalytic oxidation reaction for producing unsaturated aldehydes such as acrolein, methacrolein and cinnamaldehyde from unsaturated compounds such as propylene, isobutene, tertiary butanol and allylbenzene. A catalyst capable of producing unsaturated aldehydes with high rate and selectivity and high yield can be obtained.

この発明に係る触媒の製造方法について詳細に説明する。
まず、モリブデン化合物等を水等の溶媒に溶解したモリブデン成分を含有する溶液(以下、「モリブデン含有液」と称する。)を得る。このモリブデン含有液は、アルカリ溶液を添加することにより、pHが7.0以上に調整される。
The method for producing the catalyst according to the present invention will be described in detail.
First, a solution containing a molybdenum component in which a molybdenum compound or the like is dissolved in a solvent such as water (hereinafter referred to as "molybdenum-containing liquid") is obtained. The pH of this molybdenum-containing liquid is adjusted to 7.0 or higher by adding an alkaline solution.

そして、このpH調整されたモリブデン含有液に、鉄化合物及びコバルト化合物を水等の溶媒に溶解した溶液(以下、「コバルト・鉄含有液」と称する。)を添加し、混合液を得る。 Then, a solution in which an iron compound and a cobalt compound are dissolved in a solvent such as water (hereinafter referred to as "cobalt / iron-containing liquid") is added to the pH-adjusted molybdenum-containing liquid to obtain a mixed liquid.

前記モリブデン化合物としては、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、リンモリブデン酸アンモニウム、リンモリブデン酸等があげられる。前記鉄化合物としては硝酸第二鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、酢酸第二鉄等があげられ、前記コバルト化合物としては硝酸コバルト、硫酸コバルト、塩化コバルト、炭酸コバルト、酢酸コバルト等があげられる。また、必要に応じて、前記アルカリ溶液の添加の前、添加と同時、又は添加の後に、その他の触媒の原料として、ニッケル、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、タリウム、ホウ素、リン、ヒ素、及び(又は)タングステンの化合物、好ましくはそれぞれの水溶性塩、をそのまま、又はそれらの水溶液として加えてもよい。さらにシリカを加えてもよい。
前記アルカリ溶液としては、アンモニア、炭酸アンモニウム等の水溶液があげられる。
Examples of the molybdenum compound include ammonium paramolybdate, molybdenum trioxide, molybdic acid, ammonium phosphomolybdate, and phosphomolybdic acid. Examples of the iron compound include ferric nitrate, ferric sulfate, ferric chloride, ferric acetate and the like, and examples of the cobalt compound include cobalt nitrate, cobalt sulfate, cobalt chloride, cobalt carbonate and cobalt acetate. can give. Also, if necessary, before, at the same time as, or after the addition of the alkaline solution, as raw materials for other catalysts, nickel, sodium, potassium, rubidium, thallium, boron, phosphorus, arsenic, and / or ) Thallium compounds, preferably each water-soluble salt, may be added as is or as an aqueous solution thereof. Further silica may be added.
Examples of the alkaline solution include aqueous solutions such as ammonia and ammonium carbonate.

前記アルカリ溶液の添加量は、アルカリ溶液を添加して得られるモリブデン含有液のpHが前記の通り7.0以上になる量とする。
該pH調整液のpH値が7.0以上とすることにより、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。このpH値は7.2以上が好ましく、7.8以上がより好ましい。また、このpH値の上限は、特に限定されないが、取り扱いの容易さ、安全性、経済性の観点から、12.0以下が好ましく、10.0以下がより好ましい。
The amount of the alkaline solution added is such that the pH of the molybdenum-containing liquid obtained by adding the alkaline solution becomes 7.0 or more as described above.
By setting the pH value of the pH adjusting solution to 7.0 or more, the performance of the produced catalyst can be improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. This pH value is preferably 7.2 or more, more preferably 7.8 or more. The upper limit of the pH value is not particularly limited, but is preferably 12.0 or less, more preferably 10.0 or less, from the viewpoint of ease of handling, safety, and economy.

次いで、前記のpHを調整したモリブデン含有液と、コバルト・鉄含有液を混合し、混合液を得る第1混合工程を行う。
この第1混合工程において、前記モリブデン含有液及び前記コバルト・鉄含有液の少なくとも一方の溶液を、60℃以上の温度に保持することが好ましい。60℃以上の温度を保持することにより、得られる混合液に溶解させた原料の溶解度を保持でき、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。この温度の下限値は、65℃がより好ましく、70℃がさらに好ましい。上限値は特に制限はないが、90℃が好ましい。混合液の温度が90℃以下とすることにより、アルカリ溶液を添加する工程の煩雑さが減り、操作性の面で良好となる。この温度の上限値は、90℃が好ましく、85℃がより好ましい。
Next, the first mixing step of mixing the molybdenum-containing liquid having the adjusted pH and the cobalt / iron-containing liquid to obtain a mixed liquid is performed.
In this first mixing step, it is preferable to keep at least one of the molybdenum-containing liquid and the cobalt / iron-containing liquid at a temperature of 60 ° C. or higher. By maintaining the temperature of 60 ° C. or higher, the solubility of the raw material dissolved in the obtained mixed solution can be maintained, the performance of the produced catalyst can be improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. The lower limit of this temperature is more preferably 65 ° C, still more preferably 70 ° C. The upper limit is not particularly limited, but 90 ° C. is preferable. By setting the temperature of the mixed solution to 90 ° C. or lower, the complexity of the step of adding the alkaline solution is reduced, and the operability is improved. The upper limit of this temperature is preferably 90 ° C, more preferably 85 ° C.

次いで、前記混合液を、必要に応じて所定温度で所定時間、保持する保持工程を行った後、濾別して沈殿物を得、得られた沈殿物を乾燥して粉体を得る第1乾燥工程を行う。
前記保持工程は、前記混合液を、60℃以上100℃以下に加熱した後、1時間以上24時間以下の範囲でその温度を保持する工程である。
Next, a holding step of holding the mixed solution at a predetermined temperature for a predetermined time is performed, and then the mixture is filtered to obtain a precipitate, and the obtained precipitate is dried to obtain a powder. I do.
The holding step is a step of heating the mixed solution to 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and then holding the temperature within a range of 1 hour or more and 24 hours or less.

この保持温度が60℃以上とすることにより、混合液に溶解させた原料の溶解度が保持され、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。この温度の下限値は、65℃が好ましく、70℃がより好ましい。また、保持温度が100℃以下とすることにより溶解槽に耐圧容器が不要となり、また、ハンドリングも簡便になり、経済性及び操作性の面で良好となる。なお、保持温度が100℃の場合は、還流装置を用いることにより、還流をかけることができる。 By setting the holding temperature to 60 ° C. or higher, the solubility of the raw material dissolved in the mixed solution is maintained, the performance of the produced catalyst is improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. The lower limit of this temperature is preferably 65 ° C, more preferably 70 ° C. Further, when the holding temperature is 100 ° C. or lower, the melting tank does not require a pressure-resistant container, the handling becomes simple, and the economy and operability are improved. When the holding temperature is 100 ° C., reflux can be applied by using a reflux device.

前記の保持時間を1時間以上とすることにより、熟成の効果が十分に得ることができ、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。この時間の下限値は、1.5時間が好ましく、2時間がより好ましい。また、保持時間は24時間より長くてもよいが、熟成効果が増大することはないので、工業的な実施の観点から、24時間で十分である。この時間の上限値は、22時間が好ましく、20時間がより好ましく、18時間がさらに好ましい。 By setting the holding time to 1 hour or more, the effect of aging can be sufficiently obtained, the performance of the produced catalyst can be improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. The lower limit of this time is preferably 1.5 hours, more preferably 2 hours. Further, the holding time may be longer than 24 hours, but since the aging effect is not increased, 24 hours is sufficient from the viewpoint of industrial implementation. The upper limit of this time is preferably 22 hours, more preferably 20 hours, and even more preferably 18 hours.

前記の保持工程を行った溶液を溶液のまま空気雰囲気下で乾燥する第1乾燥工程に供して、粉体を得てもよいし、濾過により沈殿物と液体部に濾別した後に、空気雰囲気下で乾燥する第1乾燥工程に供して、粉体を得てもよい。この濾別の方法は、周知の方法を用いることができる。 The solution subjected to the above-mentioned holding step may be subjected to a first drying step of drying the solution as it is in an air atmosphere to obtain a powder, or after filtering into a precipitate and a liquid portion by filtration, the air atmosphere The powder may be obtained by subjecting it to a first drying step of drying below. As this method for filtering, a well-known method can be used.

前記乾燥の方法及び得られる乾燥物の状態については特に限定はなく、例えば、通常のスプレードライヤー、スラリードライヤー、ドラムドライヤー等を用いて粉体状の乾燥物を得てもよいし、また、通常の箱型乾燥器、トンネル型焼成炉を用いてブロック状又はフレーク状の乾燥物を得てもよい。 The drying method and the state of the obtained dried product are not particularly limited, and for example, a powdered dried product may be obtained using a normal spray dryer, slurry dryer, drum dryer, or the like, or usually. A block-shaped or flake-shaped dried product may be obtained by using a box-type dryer or a tunnel-type baking furnace.

得られた粉体は、必要に応じて、空気雰囲気下で焼成する第1焼成工程を行ってもよい。
この焼成は、通常の箱型加熱炉、トンネル型加熱炉等を用いて乾燥物を固定した状態で加熱してもよく、また、ロータリーキルン等を用いて乾燥物を流動させながら加熱してもよい。前記焼成の温度は、180℃以上400℃以下で行われる。この焼成の温度を前記範囲内とすることで、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。この焼成の温度の上限値は、350℃がより好ましい。
If necessary, the obtained powder may be subjected to a first firing step of firing in an air atmosphere.
In this firing, a normal box-type heating furnace, a tunnel-type heating furnace, or the like may be used to heat the dried product in a fixed state, or a rotary kiln or the like may be used to heat the dried product while flowing it. .. The firing temperature is 180 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. By setting the firing temperature within the above range, the performance of the produced catalyst can be improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. The upper limit of the firing temperature is more preferably 350 ° C.

さらにまた、焼成時間は、1時間以上がよく、3時間以上が好ましい。焼成時間を1時間以上とすることにより、前記乾燥物中の硝酸の残存を抑制することができ、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。また、焼成時間は24時間を超えてもよいが、焼成の効果が増大することはなく、工業的な実施の観点から、24時間で十分である。この焼成時間の上限値は、20時間が好ましく、18時間がより好ましい。
なお、得られた焼成粉体の粒子が小さいものでない場合は、粉砕を行うと、次工程での操作性がよくなり、好ましい。
Furthermore, the firing time is preferably 1 hour or longer, preferably 3 hours or longer. By setting the firing time to 1 hour or more, the residual nitric acid in the dried product can be suppressed, the performance of the produced catalyst can be improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. Further, the firing time may exceed 24 hours, but the effect of firing does not increase, and 24 hours is sufficient from the viewpoint of industrial implementation. The upper limit of the firing time is preferably 20 hours, more preferably 18 hours.
If the particles of the obtained calcined powder are not small, it is preferable to perform pulverization because the operability in the next step is improved.

次いで、第1乾燥工程又は第1焼成工程で得られた前記粉体に、有機ビスマス化合物を混合する第2混合工程を行う。
前記有機ビスマスは、固形物として混合してもよく、溶液や懸濁液として混合してもよい。この有機ビスマスの溶液又は懸濁液としては、有機ビスマスのみをアセトンや水等の溶媒に溶解又は懸濁したものであってもよく、また、前記アルカリ溶液でpHを7.0以上に調整したモリブデン含有液を、有機ビスマス化合物又はその溶液若しくは懸濁液と混合したものであってもよい。
Next, a second mixing step of mixing the organic bismuth compound with the powder obtained in the first drying step or the first firing step is performed.
The organic bismuth may be mixed as a solid, or may be mixed as a solution or a suspension. The organic bismuth solution or suspension may be one in which only the organic bismuth is dissolved or suspended in a solvent such as acetone or water, and the pH is adjusted to 7.0 or more with the alkaline solution. The molybdenum-containing liquid may be mixed with an organic bismuth compound or a solution or suspension thereof.

また、第1乾燥工程又は第1焼成工程で得られた前記粉体は、この粉体のまま有機ビスマス化合物又はその溶液若しくは懸濁液を混合する方法を用いてもよく、この粉体に前記アルカリ溶液でpHを7.0以上に調整したモリブデン含有液を加え、減圧乾燥等で乾燥したものに、有機ビスマス化合物又はその溶液若しくは懸濁液を混合した方法を用いてもよい。
ところで、前記有機ビスマス化合物としては、トリフェニルビスマス、ペンタフェニルビスマス、トリフェニル炭酸ビスマス、二酢酸トリフェニルビスマス等があげられる。
Further, the powder obtained in the first drying step or the first firing step may be mixed with an organic bismuth compound or a solution or suspension thereof as it is, and the powder may be mixed with the above-mentioned powder. A method may be used in which a molybdenum-containing solution having a pH adjusted to 7.0 or higher with an alkaline solution is added, and the organic bismuth compound or a solution or suspension thereof is mixed with the dried product by vacuum drying or the like.
By the way, examples of the organic bismuth compound include triphenyl bismuth, pentaphenyl bismuth, triphenyl carbonate bismuth, and triphenyl bismuth diacetate.

次に、前記第2混合工程で得られた混合物は、第2乾燥工程に供される。
この第2乾燥工程において、混合物が粉体の場合は、そのまま乾燥され、溶液又は懸濁液の場合は、蒸発乾固される。そして、必要に応じて、任意の形状に賦形され、必要に応じて、第2焼成工程に供することにより、この発明に係る触媒を得ることができる。
第2乾燥工程は、空気雰囲気下、常圧条件下で行われてもよく、減圧条件下で行われてもよい。さらに、乾燥方法及び得られる乾燥物の状態については特に限定はなく、例えば、通常のスプレードライヤー、スラリードライヤー、ドラムドライヤー等を用いて粉体状の乾燥物を得てもよいし、また、通常の箱型乾燥機、トンネル型焼成炉を用いてブロック状又はフレーク状の乾燥物を得てもよい。
Next, the mixture obtained in the second mixing step is subjected to the second drying step.
In this second drying step, when the mixture is a powder, it is dried as it is, and when it is a solution or a suspension, it is evaporated to dryness. Then, the catalyst according to the present invention can be obtained by shaping it into an arbitrary shape as needed and subjecting it to a second firing step as needed.
The second drying step may be performed under normal pressure conditions under an air atmosphere or under reduced pressure conditions. Further, the drying method and the state of the obtained dried product are not particularly limited, and for example, a powdered dried product may be obtained by using an ordinary spray dryer, slurry dryer, drum dryer or the like, or usually. A block-shaped or flake-shaped dried product may be obtained by using a box-type dryer or a tunnel-type baking furnace.

また、前記第2焼成工程は、前記第2乾燥工程と同様の方法で行うことができる。
前記の賦形は、押出し成型、打錠成型、あるいは担持成型等の方法によって行うことができる。
Further, the second firing step can be performed by the same method as the second drying step.
The above-mentioned shaping can be performed by a method such as extrusion molding, tableting molding, or support molding.

また、前記第2焼成工程における温度は、450℃以上600℃以下で行われる。この焼成の温度を450℃以上とすることにより、原料由来成分の熱分解が十分となり、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。この焼成の温度の下限値は、480℃が好ましい。また、焼成の温度を600℃以下とすることにより、活性の低下を抑制することができ、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。この焼成の温度の上限値は、560℃が好ましい。
さらにまた、焼成時間は、0.1時間以上24時間以下で行われる。この焼成時間を0.1時間以上とすることにより、焼成による結晶成長が十分となり、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。この焼成時間の下限値は、1時間が好ましい。また、焼成時間を24時間以下とすることにより、触媒活性が保持され、製造された触媒の性能が向上し、原料転化率及び選択率を向上させることができる。この焼成時間の上限値は、10時間が好ましい。
The temperature in the second firing step is 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. By setting the firing temperature to 450 ° C. or higher, the thermal decomposition of the raw material-derived component becomes sufficient, the performance of the produced catalyst is improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. The lower limit of the firing temperature is preferably 480 ° C. Further, by setting the firing temperature to 600 ° C. or lower, the decrease in activity can be suppressed, the performance of the produced catalyst can be improved, and the raw material conversion rate and selectivity can be improved. The upper limit of the firing temperature is preferably 560 ° C.
Furthermore, the firing time is 0.1 hour or more and 24 hours or less. By setting the calcination time to 0.1 hours or more, the crystal growth by calcination becomes sufficient, the performance of the produced catalyst is improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. The lower limit of the firing time is preferably 1 hour. Further, by setting the firing time to 24 hours or less, the catalytic activity is maintained, the performance of the produced catalyst is improved, and the raw material conversion rate and the selectivity can be improved. The upper limit of this firing time is preferably 10 hours.

このようにして得られる触媒は、少なくともモリブデン、コバルト、鉄及びビスマスを含み、具体的には、次の一般式(1)で表す組成を含む。
MoBiCoFe (1)
式(1)中、a~dはそれぞれの元素の原子比を表わし、a=12のとき、0.5≦b≦7、0<c≦10、0.05≦d≦5の範囲にある。
The catalyst thus obtained contains at least molybdenum, cobalt, iron and bismuth, and specifically contains a composition represented by the following general formula (1).
Mo a Bi b Co c Fed (1)
In the formula (1), a to d represent the atomic ratio of each element, and when a = 12, they are in the range of 0.5 ≦ b ≦ 7, 0 <c ≦ 10, 0.05 ≦ d ≦ 5. ..

なお、前記した各成分の使用量、混合割合等は、結果として得られる一般式(1)の条件を満たすように、適宜設定すればよい。 The amount of each component used, the mixing ratio, and the like described above may be appropriately set so as to satisfy the conditions of the resulting general formula (1).

このようにして製造される触媒は、プロピレン、イソブテン、ターシャリーブタノール、アリルベンゼン等の不飽和化合物を分子状酸素含有ガスにより気相接触酸化して、対応するメタクロレイン、シンナムアルデヒド等の不飽和アルデヒドを製造する工程において、原料転化率や選択率等の触媒性能がより向上した、高活性で、かつ目的とする酸化生成物を高い収率で与える触媒を製造することができる。 The catalyst produced in this manner is an unsaturated compound such as propylene, isobutene, tertiary butanol, allylbenzene, etc., which is vapor-phase catalytically oxidized with a gas containing molecular oxygen, and the corresponding unsaturated compound such as methacrolein, cinnamaldehyde, etc. is unsaturated. In the step of producing an aldehyde, it is possible to produce a catalyst having higher catalytic performance such as raw material conversion rate and selectivity, having high activity, and giving a target oxidation product in a high yield.

以下、この発明に係る触媒のより具体的な製造方法と、得られた触媒を用いてアリルベンゼンの酸化反応を実施した結果を以下に示す。
なお、以下において、アリルベンゼン転化率、シンナムアルデヒド選択率、シンナムアルデヒド収率の定義は、下記の通りである。
・アリルベンゼン転化率(モル%)=(反応したアリルベンゼンのモル数/供給したアリルベンゼンのモル数)×100
・シンナムアルデヒド選択率(モル%)=(生成したシンナムアルデヒドのモル数/反応したアリルベンゼンのモル数)×100
・シンナムアルデヒド収率(モル%)=(生成したシンナムアルデヒドのモル数/供給したアリルベンゼンのモル数)×100
Hereinafter, a more specific method for producing the catalyst according to the present invention and the results of performing an oxidation reaction of allylbenzene using the obtained catalyst are shown below.
In the following, the definitions of allylbenzene conversion rate, cinnamaldehyde selectivity, and cinnamaldehyde yield are as follows.
-Allylbenzene conversion rate (mol%) = (number of moles of reacted allylbenzene / number of moles of supplied allylbenzene) x 100
Cinnamaldehyde selectivity (mol%) = (number of moles of produced cinnamaldehyde / number of moles of reacted allylbenzene) x 100
-Cinnamaldehyde yield (mol%) = (number of moles of produced cinnamaldehyde / number of moles of supplied allylbenzene) x 100

(実施例1)
<触媒の調製>
容器に室温の純水50mlを入れ、パラモリブデン酸アンモニウム7.06gを加えて溶解し、溶液Aを得た。このとき、溶液AのpHは5.1であった。
別の容器に室温の純水50mlを入れ、硝酸第二鉄1.41g及び硝酸コバルト10.1gを加えて溶解し、溶液Bを得た。このとき、溶液BのpHは1.5であった。
溶液Aにアンモニア水を加えpHを8.0としたのち、80℃に加熱した後、溶液Bを加えることで、溶液Cを調製した。このとき、溶液CのpHは6.0であった。さらに加熱して100℃で還流し、攪拌しながら3時間保持した。生じた沈殿を濾別し、濾別した沈殿物を空気雰囲気下110℃で乾燥した。乾燥物を、さらに空気雰囲気下300℃で6時間焼成して粉体Dを得た。
また別の容器に室温の純水50mlを入れ、パラモリブデン酸アンモニウム0.617gを加えて溶解し、さらにアンモニア水を加えてpHを8に調整して溶液Eを得た。溶液Eに粉体Dを加え30分間混合したのち、減圧乾燥して粉体Fを得た。
別の容器にアセトン50mlを入れ、トリフェニルビスマス1.03gを加えて溶解して溶液Gを得た。溶液Gに粉体Fを加え、30分間混合したのち減圧乾燥し、乾燥物をさらに空気雰囲気下500℃で2時間焼成し、触媒Hを得た。触媒Hの組成は、
Mo12Bi0.6Co9.6Fe0.96であった。
(Example 1)
<Catalyst preparation>
50 ml of pure water at room temperature was placed in a container, and 7.06 g of ammonium paramolybdate was added and dissolved to obtain a solution A. At this time, the pH of the solution A was 5.1.
50 ml of pure water at room temperature was placed in another container, and 1.41 g of ferric nitrate and 10.1 g of cobalt nitrate were added and dissolved to obtain a solution B. At this time, the pH of the solution B was 1.5.
Ammonia water was added to the solution A to adjust the pH to 8.0, the mixture was heated to 80 ° C., and then the solution B was added to prepare the solution C. At this time, the pH of the solution C was 6.0. It was further heated to reflux at 100 ° C. and kept for 3 hours with stirring. The resulting precipitate was filtered off and the filtered precipitate was dried at 110 ° C. in an air atmosphere. The dried product was further calcined at 300 ° C. for 6 hours in an air atmosphere to obtain powder D.
In another container, 50 ml of pure water at room temperature was placed, 0.617 g of ammonium paramolybdate was added to dissolve the solution, and aqueous ammonia was further added to adjust the pH to 8 to obtain a solution E. Powder D was added to solution E, mixed for 30 minutes, and then dried under reduced pressure to obtain powder F.
50 ml of acetone was placed in another container, 1.03 g of triphenylbismuth was added and dissolved to obtain a solution G. Powder F was added to the solution G, mixed for 30 minutes, dried under reduced pressure, and the dried product was further calcined at 500 ° C. for 2 hours in an air atmosphere to obtain a catalyst H. The composition of catalyst H is
It was Mo 12 Bi 0.6 Co 9.6 Fe 0.96 .

<アリルベンゼンの気相接触酸化反応>
アリルベンゼンの気相接触酸化反応には固定床常圧流通反応器を用いた。触媒H 1.28gに反応温度320℃で原料混合ガス(アリルベンゼン2.25mL-liq/h、空気10.6mL/min、窒素44.6mL/min)を60分間供給した。生成物をアイストラップとガスバックで全量回収し、ガスクロマトグラフィーを用いて分析を行った。
その結果、アリルベンゼン転化率3.5%、シンナムアルデヒド選択率34%、シンナムアルデヒド収率1.2%であった。
<Phase contact oxidation reaction of allylbenzene>
A fixed-bed atmospheric pressure flow reactor was used for the gas-phase catalytic oxidation reaction of allylbenzene. A raw material mixed gas (allylbenzene 2.25 mL-liq / h, air 10.6 mL / min, nitrogen 44.6 mL / min) was supplied to 1.28 g of the catalyst H at a reaction temperature of 320 ° C. for 60 minutes. The entire product was recovered with an eye strap and gas bag and analyzed using gas chromatography.
As a result, the allylbenzene conversion was 3.5%, the cinnamaldehyde selectivity was 34%, and the cinnamaldehyde yield was 1.2%.

(比較例1)
<触媒の調製>
容器に室温の純水50mlを入れ、硝酸第二鉄1.41g及び硝酸コバルト10.1gを加えて溶解して溶液b1を得た。このとき、溶液b1のpHは1.3であった。
実施例1で得られた溶液Aに溶液b1を加えたのち、80℃に加熱した後、アンモニア水を加え、溶液c1を調製した。このとき、溶液c1のpHは6.0であった。
この後の工程について、得られた溶液c1を用いて実施例1と同様の処理を行い、触媒h1を得た。触媒h1の組成は、
Mo12Bi0.6Co9.6Fe0.96であった。
(Comparative Example 1)
<Catalyst preparation>
50 ml of pure water at room temperature was placed in a container, and 1.41 g of ferric nitrate and 10.1 g of cobalt nitrate were added and dissolved to obtain a solution b1. At this time, the pH of the solution b1 was 1.3.
After adding the solution b1 to the solution A obtained in Example 1, the solution was heated to 80 ° C., and then aqueous ammonia was added to prepare the solution c1. At this time, the pH of the solution c1 was 6.0.
For the subsequent steps, the same treatment as in Example 1 was carried out using the obtained solution c1 to obtain a catalyst h1. The composition of the catalyst h1 is
It was Mo 12 Bi 0.6 Co 9.6 Fe 0.96 .

<アリルベンゼンの気相接触酸化反応>
触媒h1を用いて、実施例1と同様の条件でアリルベンゼンの気相接触酸化反応を行った。その結果、アリルベンゼン転化率2.9%、シンナムアルデヒド選択率34%、シンナムアルデヒド収率1.0%であった。
<Phase contact oxidation reaction of allylbenzene>
Using the catalyst h1, a gas phase catalytic oxidation reaction of allylbenzene was carried out under the same conditions as in Example 1. As a result, the allylbenzene conversion was 2.9%, the cinnamaldehyde selectivity was 34%, and the cinnamaldehyde yield was 1.0%.

(比較例2)
<触媒の調製>
実施例1で得られた溶液Aにアンモニア水を加えてpHを8.0に調整したのち、80℃に加熱した(溶液a2)。溶液a2に実施例1で得られた溶液Bを加えて溶液c2を得た。混合が完了したとき、溶液c2のpHは6.0であった。
溶液c2を加熱して100℃で還流し、攪拌しながら3時間保持した。生じた沈殿を濾別し、濾別した沈殿物を空気雰囲気下110℃で乾燥した。乾燥物を、さらに空気雰囲気下515℃で24時間焼成して粉体d2を得た。
また別の容器に室温の10wt%硝酸を75ml入れ、酸化ビスマス3.5gを加えて溶解して溶液p2を得た。別の容器に室温の純水50mlを入れ、パラモリブデン酸アンモニウム3.98gを加えて溶解させた後、溶液p2へ添加して溶液q2を得た。溶液q2にアンモニア水を加え、pHを1.5に調整した後、180℃、24時間水熱合成処理を実施した。生じた沈殿を濾別し、濾別した沈殿物を空気雰囲気下110℃で乾燥した。乾燥物を、さらに空気雰囲気下300℃で1時間焼成して粉体r2を得た。
また別の容器に純水50mlを入れ、粉体r2を2.15g添加し、60分間混合したのち、アンモニア水を加え、pHを7.0に調整した後、さらに60分間混合した。次いで粉体d2を7.09g添加し、さらに30分間混合した後、これを蒸発乾固して、次いで空気雰囲気下120℃で乾燥した。乾燥物をさらに空気雰囲気下515℃で24時間焼成し、触媒h2を得た。触媒h2の組成は、
Mo12Bi1.0Co9.1Fe0.91であった。
(Comparative Example 2)
<Catalyst preparation>
Ammonia water was added to the solution A obtained in Example 1 to adjust the pH to 8.0, and then the mixture was heated to 80 ° C. (solution a2). Solution B obtained in Example 1 was added to solution a2 to obtain solution c2. When mixing was complete, the pH of solution c2 was 6.0.
The solution c2 was heated to reflux at 100 ° C. and held for 3 hours with stirring. The resulting precipitate was filtered off and the filtered precipitate was dried at 110 ° C. in an air atmosphere. The dried product was further calcined at 515 ° C. for 24 hours in an air atmosphere to obtain powder d2.
In another container, 75 ml of 10 wt% nitric acid at room temperature was placed, and 3.5 g of bismuth oxide was added and dissolved to obtain a solution p2. 50 ml of pure water at room temperature was placed in another container, and 3.98 g of ammonium paramolybdate was added to dissolve the mixture, which was then added to solution p2 to obtain solution q2. Ammonia water was added to the solution q2 to adjust the pH to 1.5, and then a hydrothermal synthesis treatment was carried out at 180 ° C. for 24 hours. The resulting precipitate was filtered off and the filtered precipitate was dried at 110 ° C. in an air atmosphere. The dried product was further calcined at 300 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain powder r2.
In another container, 50 ml of pure water was placed, 2.15 g of powder r2 was added, and the mixture was mixed for 60 minutes. Then, aqueous ammonia was added to adjust the pH to 7.0, and then the mixture was further mixed for 60 minutes. Then, 7.09 g of the powder d2 was added, mixed for another 30 minutes, evaporated to dryness, and then dried at 120 ° C. under an air atmosphere. The dried product was further calcined at 515 ° C. for 24 hours in an air atmosphere to obtain a catalyst h2. The composition of the catalyst h2 is
It was Mo 12 Bi 1.0 Co 9.1 Fe 0.91 .

<アリルベンゼンの気相接触酸化反応>
触媒h2を用いて、実施例1と同様の条件でアリルベンゼンの気相接触酸化反応を行った。その結果、アリルベンゼン転化率1.9%、シンナムアルデヒド選択率32%、シンナムアルデヒド収率0.6%であった。
<Phase contact oxidation reaction of allylbenzene>
Using the catalyst h2, a gas phase catalytic oxidation reaction of allylbenzene was carried out under the same conditions as in Example 1. As a result, the allylbenzene conversion was 1.9%, the cinnamaldehyde selectivity was 32%, and the cinnamaldehyde yield was 0.6%.

Claims (6)

不飽和化合物を分子状酸素含有ガスにより気相接触酸化して対応する不飽和アルデヒドを製造するための触媒の製造方法であって、
pHが7.0以上であるモリブデン含有液と、コバルト及び鉄を含有する液を混合して混合液とする工程、
該混合液を乾燥し、粉体とする工程、
該粉体と、有機ビスマス化合物を混合する工程を含む触媒の製造方法。
A method for producing a catalyst for producing a corresponding unsaturated aldehyde by vapor-phase catalytic oxidation of an unsaturated compound with a gas containing molecular oxygen.
A step of mixing a molybdenum-containing liquid having a pH of 7.0 or more and a liquid containing cobalt and iron to obtain a mixed liquid.
The process of drying the mixture into powder,
A method for producing a catalyst, which comprises a step of mixing the powder with an organic bismuth compound.
前記有機ビスマス化合物がトリフェニルビスマスである請求項1に記載の触媒の製造方法。 The method for producing a catalyst according to claim 1, wherein the organic bismuth compound is triphenylbismuth. 前記混合液を60℃以上100℃以下で保持する請求項1又は2に記載の触媒の製造方法。 The method for producing a catalyst according to claim 1 or 2, wherein the mixed solution is held at 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. 前記混合液を1時間以上24時間以下で保持する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の触媒の製造方法。 The method for producing a catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixed solution is held for 1 hour or more and 24 hours or less. 前記触媒が少なくともモリブデン、コバルト、鉄及びビスマスを含む請求項1乃至4のいずれか1項に記載の触媒の製造方法。 The method for producing a catalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein the catalyst contains at least molybdenum, cobalt, iron and bismuth. 前記触媒が下記一般式(1)で表される組成を含む請求項5に記載の触媒の製造方法。
MoBiCoFe (1)
(式中、a~dはそれぞれの元素の原子比を表わし、a=12のとき、0.5≦b≦7、0<c≦10、0.05≦d≦5の範囲にある。)
The method for producing a catalyst according to claim 5, wherein the catalyst comprises a composition represented by the following general formula (1).
Mo a Bi b Co c Fed (1)
(In the formula, a to d represent the atomic ratio of each element, and when a = 12, they are in the range of 0.5 ≦ b ≦ 7, 0 <c ≦ 10, 0.05 ≦ d ≦ 5.)
JP2020152592A 2020-09-11 2020-09-11 Method for producing catalyst Pending JP2022046942A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020152592A JP2022046942A (en) 2020-09-11 2020-09-11 Method for producing catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020152592A JP2022046942A (en) 2020-09-11 2020-09-11 Method for producing catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022046942A true JP2022046942A (en) 2022-03-24

Family

ID=80780113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020152592A Pending JP2022046942A (en) 2020-09-11 2020-09-11 Method for producing catalyst

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022046942A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4537874A (en) Catalyst for production of unsaturated aldehydes
US5144090A (en) Method for preparing acrolein or methacrolein
JP4280797B2 (en) Method for producing composite oxide catalyst
US7544633B2 (en) Catalyst for partial oxidation and preparation method thereof
US5166119A (en) Preparation of catalysts for producing methacrolein and methacrylic acid
US4415482A (en) Oxidation and ammoxidation catalyst
US7341974B2 (en) Method for preparing a catalyst for partial oxidation of propylene
US4225466A (en) Catalytic oxide composition for preparing methacrylic acid
JPS6123020B2 (en)
CN113083284A (en) Mo-V-Te-Sb-Nb-O catalyst, and preparation method and application thereof
KR100497175B1 (en) Method for preparing catalysts for partial oxidation of propylene and iso-butylene
US5349092A (en) Process for producing catalysts for synthesis of unsaturated aldehydes and unsaturated carboxylic acids
JP2022046942A (en) Method for producing catalyst
JPH0232017B2 (en)
JP3995381B2 (en) Catalyst for producing methacrylic acid and method for producing methacrylic acid
JP2018158287A (en) Method for producing catalyst
JP2020044468A (en) Method for producing catalyst
JP4629886B2 (en) Catalyst for producing methacrolein and / or methacrylic acid, method for producing the same, and method for producing methacrolein and / or methacrylic acid
JP2020049425A (en) Method for producing catalyst
JP4385587B2 (en) Method for producing composite oxide catalyst
JPH0615178A (en) Preparation of catalyst for production of methacrylic acid
JP4273565B2 (en) Process for the preparation of complex oxide catalysts for the synthesis of unsaturated aldehydes and unsaturated carboxylic acids
JPS6322536A (en) Production of formaldehyde
JP2003154273A (en) Method for manufacturing catalyst for manufacture of methacrylic acid, catalyst for manufacture of methacrylic acid and method for manufacturing methacrylic acid
EP3395442A1 (en) Catalyst preparation method

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20201008

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20201008