JP2522929B2 - Process for producing vanadium / antimony-containing oxide catalyst for nitrile production - Google Patents

Process for producing vanadium / antimony-containing oxide catalyst for nitrile production

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JP2522929B2
JP2522929B2 JP62021791A JP2179187A JP2522929B2 JP 2522929 B2 JP2522929 B2 JP 2522929B2 JP 62021791 A JP62021791 A JP 62021791A JP 2179187 A JP2179187 A JP 2179187A JP 2522929 B2 JP2522929 B2 JP 2522929B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ニトリル類の製造に適するバナジウム・ア
ンチモン含有触媒の製法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a vanadium antimony-containing catalyst suitable for producing nitriles.

アルキル置換芳香族化合物、アルキル置換複素環化合
物、アルキル置換脂環式化合物、アルコール、アルデヒ
ド、などのアンモ酸化により、対応するニトリル類を製
造する方法において、本発明による触媒は効果的に使用
できる。
The catalyst according to the present invention can be effectively used in the method for producing the corresponding nitriles by ammoxidation of alkyl-substituted aromatic compounds, alkyl-substituted heterocyclic compounds, alkyl-substituted alicyclic compounds, alcohols, aldehydes and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

前記の有機化合物のアンモ酸化反応には、従来バナジ
ウム酸化物を主とする触媒が用いられている。
In the ammoxidation reaction of the organic compound, a catalyst mainly containing vanadium oxide has been conventionally used.

例えば、トルエンのアンモ酸化によるベンゾニトリル
の製造(特公昭34−8714号、特公昭42−13770号、特公
昭56−37979号各公報)、キシレンのアンモ酸化による
フタロニトリル、イソフタロニトリル、テレフタロニト
リルの製造(特公昭34−8714号、特公昭35−15689号、
特公昭42−13717号、特公昭43−10624号、特公昭45−19
284号、特公昭56−37980号各公報)、ハロゲン化トルエ
ンのアンモ酸化によるo−、m−、p−ハロゲン化ベン
ゾニトリル、2,4−、2,5−、2,6−ジハロゲン化ベンゼ
ンニトリルの製造(特公昭38−15371号、特公昭42−790
2号、特公昭43−5386号、特公昭43−10623号各公報)、
メチルナフタレンのアンモ酸化によるシアノナフタレ
ン、(特公昭56−35663号、特公昭57−54501号各公
報)、メシチレンのアンモ酸化によるトリシアノベンゼ
ンの製造(特公昭56−35663号公報)、アミノトルエン
のアンモ酸化によるアミノベンゾニトリルの製造(特公
昭57−25031号公報)、クレゾールのアンモ酸化による
ヒドロキシベンゾニトリルの製造(英国特許明細書1244
149号)、アルキル置換複素環化合物のアンモ酸化で
は、アルキル置換フラン、ピロール、インドール、チオ
フエン、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキ
サゾール、ピラン、ピリジン、キノリン、イソキノリ
ン、ピリミジン、ピリダジン、ピリジンのアンモ酸化に
よる対応するニトリルの製造(特公昭56−35556号、特
開昭57−87838号、特公昭57−19706号、特公昭52−1115
65号、特公昭61−4388号、特開昭55−145672号各公
報)、アルキル置換脂環式化合物のアンモ酸化では、メ
チルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、アルキル
置換デカリンなどのアンモ酸化(同時に脱水素反応が起
る)による対応するニトリル類製造(特公昭56−35663
号公報)、直鎖状炭化水素のアンモ酸化による対応する
ニトリル類の製造(特開昭57−134454号公報)などであ
る。これらの反応では、バナジウム単独あるいはその他
の元素と共に担体に担持された触媒が用いられている
が、その活性、物性とも必ずしも満足すべきものではな
い。これらの反応の触媒としては、バナジウムと共にア
ンチモンを含有するものが比較的良好な性能を与える。
しかし、バナジウムとアンチモンを同時に含有する触倍
を再現性よく、しかも高性能を与えるべく製造するのは
難しかった。
For example, the production of benzonitrile by ammoxidation of toluene (Japanese Patent Publication Nos. 34-8714, 42-13770, 56-37979), phthalonitrile, isophthalonitrile, terephthalonitrile by ammoxidation of xylene. Production of nitrile (Japanese Patent Publication No. 34-8714, Japanese Patent Publication No. 35-15689,
Japanese Patent Publication No. 42-13717, Japanese Patent Publication No. 43-10624, Japanese Patent Publication No. 45-19
No. 284, Japanese Patent Publication No. 56-37980), o-, m-, p-halogenated benzonitrile by ammoxidation of halogenated toluene, 2,4-, 2,5-, 2,6-dihalogenated benzene Production of nitrile (Japanese Patent Publication No. 38-15371, Japanese Patent Publication No. 42-790)
2, Japanese Patent Publication No. 43-5386, Japanese Patent Publication No. 43-10623)
Cyanonaphthalene by ammoxidation of methylnaphthalene (JP-B-56-35663 and JP-B-57-54501), production of tricyanobenzene by ammoxidation of mesitylene (JP-B-56-35663), of aminotoluene Production of aminobenzonitrile by ammoxidation (Japanese Patent Publication No. 57-25031), production of hydroxybenzonitrile by ammoxidation of cresol (British Patent Specification 1244)
149), in the ammoxidation of alkyl-substituted heterocyclic compounds, ammoxidation of alkyl-substituted furan, pyrrole, indole, thiophene, pyrazole, imidazole, thiazole, oxazole, pyran, pyridine, quinoline, isoquinoline, pyrimidine, pyridazine, pyridine. Production of nitriles (JP-B-56-35556, JP-A-57-87838, JP-B-57-19706, JP-B-52-1115)
No. 65, Japanese Patent Publication No. 61-4388, JP-A No. 55-145672), ammoxidation of alkyl-substituted alicyclic compounds includes ammoxidation of methylcyclopentane, methylcyclohexane, alkyl-substituted decalin (simultaneous dehydrogenation). Corresponding nitriles produced by reaction (Japanese Patent Publication No. 56-35663)
JP-A-57-134454) and the production of corresponding nitriles by ammoxidation of linear hydrocarbons. In these reactions, vanadium alone or a catalyst supported on a carrier together with other elements is used, but its activity and physical properties are not necessarily satisfactory. As a catalyst for these reactions, a catalyst containing antimony together with vanadium gives relatively good performance.
However, it has been difficult to manufacture a touch panel containing vanadium and antimony at the same time with high reproducibility and high performance.

バナジウム酸化物は融点が低いため、触媒製造には通
常高温焼成したアルミナ担体にバナジウムに化合物を含
浸担持する方法がとられてきた。しかし、アンチモン成
分を同時に含浸しようとすると、水可溶性のアンチモン
化合物が少ないため容易ではない。塩化物の使用は、乾
燥・焼成時の成分逃散により装置腐蝕、再現性などが問
題であるし、三酸化アンチモンの酒石酸やエチレングリ
コールの錯塩の使用は、その調製が繁雑なうえ、有機物
の分散条件の複雑さのために、触媒の再現性問題が生じ
易かった。
Since vanadium oxide has a low melting point, a method of impregnating vanadium with a compound on an alumina carrier which has been fired at a high temperature has been usually used for producing a catalyst. However, it is not easy to impregnate the antimony component at the same time because the amount of the water-soluble antimony compound is small. The use of chloride causes problems such as equipment corrosion and reproducibility due to the escape of components during drying and firing, and the use of antimony trioxide tartaric acid and ethylene glycol complex salts requires complicated preparation and dispersion of organic substances. Due to the complexity of the conditions, catalyst reproducibility problems were likely to occur.

バナジウム系の触媒の担体としては、高温(例えば10
00℃前後)で焼成したアルミナが用いられることが多
い。上記のような問題があるにしても、とにかくバナジ
ウム成分とアンチモン成分を、このようなアルミナ担体
に含浸、乾燥、焼成してバナジウム・アンチモン含有酸
化物触媒を調製することはできる。しかし、アンチモン
成分は、アルミナと反応し易いため触媒の再現性が悪
く、また、経時変化の点でも種々問題をかかえていた。
とくにバナジウムとアンチモンを同時に含有する活性・
物性共に良好な流動床触媒の製造は困難であった。
As a carrier for a vanadium-based catalyst, a high temperature (for example, 10
Alumina fired at around 00 ° C is often used. Even if there are problems as described above, it is possible to prepare a vanadium-antimony-containing oxide catalyst by impregnating an alumina carrier with a vanadium component and an antimony component, drying and firing. However, since the antimony component easily reacts with alumina, the reproducibility of the catalyst is poor, and there are various problems in terms of aging.
Especially the activity that contains vanadium and antimony at the same time.
It was difficult to produce a fluidized bed catalyst having good physical properties.

一方、強度のすぐれたアンチモン含有酸化物触媒の製
造も難しいことが知られている。この解決のため、特公
昭42−22476号、特公昭47−18722号、特公昭18723号各
公報に記載の方法などの提案がある。しかし、これらの
方法も、アンチモンと共にバナジウムを含む触媒につい
ては、特に強度について十分な解決を与えるものではな
かった。
On the other hand, it is known that it is difficult to produce an antimony-containing oxide catalyst having excellent strength. To solve this problem, there are proposals such as the methods described in JP-B-42-22476, JP-B-47-18722 and JP-B-18723. However, these methods also did not provide a sufficient solution for the strength of the catalyst containing vanadium together with antimony.

〔本発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be Solved by the Present Invention]

本発明の課題は、前記ニトリル類の製造に適するバナ
ジウムとアンチモンを同時に含有する触媒を調製する際
に、活性・物性共に良好な触媒を再現性よく調製する方
法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of preparing a catalyst having good activity and physical properties with good reproducibility when preparing a catalyst containing vanadium and antimony which are suitable for producing the nitriles.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明による、アルキル置換芳香族化合物、アルキル
置換複素環化合物、アルキル置換脂環式化合物、アルコ
ールまたはアルデヒドのアンモ酸化による対応するニト
リル類製造用バナジウム・アンチモン含有酸化物触媒の
製法はアンチモンと鉄、コバルト、ニッケル、錫、ウラ
ン、クロム、銅、チタン、トリウムおよびセリウムから
なる群から選ばれた少なくとも一種の元素およびシリカ
を必須成分として含む金属酸化物組成物を、500℃ない
し950℃で焼成することにより基体触媒を調製し、これ
に含浸バナジウム成分量と基体触媒中のアンチモン成分
量との比V/Sb(原子比)が0.005〜5であるように調整
したバナジウムあるいはバナジウムと鉄、コバルト、ニ
ッケル、クロム、銅、マンガン、セリウム、ランタン、
ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム、バリウム、銀、亜鉛、カドミウム、アルミニウ
ム、ガリウム、ゲルマニウム、鉛、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ホウ素、リンお
よびビスマスからなる群から選ばれた少なくとも一種の
元素とを含む水溶液を含浸、乾燥後、300℃ないし800℃
の温度で焼成することを特徴とするものである。
According to the present invention, an alkyl-substituted aromatic compound, an alkyl-substituted heterocyclic compound, an alkyl-substituted alicyclic compound, a method for producing a vanadium-antimony-containing oxide catalyst for producing a corresponding nitrile by ammoxidation of an alcohol or an aldehyde is antimony and iron, A metal oxide composition containing at least one element selected from the group consisting of cobalt, nickel, tin, uranium, chromium, copper, titanium, thorium and cerium and silica as essential components is fired at 500 ° C to 950 ° C. Thus, a base catalyst was prepared, and vanadium or vanadium and iron, cobalt were adjusted so that the ratio V / Sb (atomic ratio) between the amount of impregnated vanadium component and the amount of antimony component in the base catalyst was 0.005 to 5. Nickel, chromium, copper, manganese, cerium, lanthanum,
At least one element selected from the group consisting of zirconium, magnesium, calcium, strontium, barium, silver, zinc, cadmium, aluminum, gallium, germanium, lead, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, boron, phosphorus and bismuth. Impregnated with an aqueous solution containing and dried at 300 ℃ to 800 ℃
It is characterized by being fired at the temperature of.

以下に本発明を具体的に示す。 The present invention will be specifically described below.

まず、アンチモンと鉄、コバルト、ニッケル、錫、ウ
ラン、クロム、銅、チタン、トリウムおよびセリウムか
らなる群から選ばれた少なくとも一種の元素およびシリ
カを必須成分として含む基体触媒を製造する。それには
前述の特公昭42−22476号、特公昭47−18722号、特公昭
18723号などの各公報に記載の方法を用いることができ
る。
First, a substrate catalyst containing antimony, at least one element selected from the group consisting of iron, cobalt, nickel, tin, uranium, chromium, copper, titanium, thorium and cerium and silica as essential components is produced. It includes the Japanese Patent Publications 42-22476, 47-18722, and
The methods described in each publication such as 18723 can be used.

とくに流動床触媒の場合には、アンチモン化合物、
鉄、コバルト、ニッケル、錫、ウラン、クロム、銅、チ
タン、トリウムおよびセリウムからなる群から選ばれた
少なくとも一種の元素の化合物、およびシリカゾルを含
むスラリーをPH7以下に調製し、次いで該スラリーを温
度40℃以上で熱処理したのち、乾燥、500℃ないし950℃
の温度で焼成することによって基体触媒を製造するのが
好適である。
Especially in the case of fluidized bed catalysts, antimony compounds,
A slurry containing iron, cobalt, nickel, tin, uranium, chromium, copper, titanium, a compound of at least one element selected from the group consisting of thorium and cerium, and silica sol is prepared to have a pH of 7 or less, and then the slurry is heated to a temperature of After heat treatment at 40 ℃ or more, dry, 500 ℃ to 950 ℃
It is preferred to produce the base catalyst by calcining at a temperature of.

基体触媒としては、次のような実験式で表わされる組
成を有するものが好ましい。
As the base catalyst, one having a composition represented by the following empirical formula is preferable.

MeaSbbXcQdReSfOg(SiO2において、 Me=Fe,Co,Ni,Sn,U,Cr,Cu,Mn,Ti,ThおよびCeからなる群
から選ばれた少なくとも1種の元素、 X=VおよびMoからなる群から選ばれた少なくとも1種
の元素、 Q=Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Y,La,Zr,Hf,W,Nb,Ta,Re,Ru,Os,Rh,
Ir,Pd,Pt,Ag,Zn,Cd,Al,Ca,In,GeおよびPbからなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の元素、 R=B,P,Te,Bi,AsおよびSeからなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素 S=Li,Na,K,Rb,CsおよびTlからなる群から選ばれた少
なくとも1種の元素、 そして、添字a,b,c,d,e,f,gおよびhは、原子比を示
し、それぞれ次の範囲にある。
Me a Sb b X c Q d R e S f O g (SiO 2 ) h , selected from the group consisting of Me = Fe, Co, Ni, Sn, U, Cr, Cu, Mn, Ti, Th and Ce. At least one element, at least one element selected from the group consisting of X = V and Mo, Q = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, La, Zr, Hf, W, Nb, Ta , Re, Ru, Os, Rh,
At least one element selected from the group consisting of Ir, Pd, Pt, Ag, Zn, Cd, Al, Ca, In, Ge and Pb, R = B, P, Te, Bi, As and Se group At least one element selected from the group consisting of S = Li, Na, K, Rb, Cs and Tl, and subscripts a, b, c, d, e, f, g and h represent atomic ratios and are in the following ranges respectively.

a=5〜15 b=5〜100(好ましくは10〜50) c=0〜15(好ましくは0.01〜10) d=0〜20(好ましくは0.05〜15) e=0〜10(好ましくは0.1〜7) f=0〜5(好ましくは0.05〜3) h=10〜200好ましくは20〜150 なお、Oは酸素原子を表わし、gは各成分元素が結合
して生成する酸化物に対応する酸素原子の数を示す。
a = 5-15 b = 5-100 (preferably 10-50) c = 0-15 (preferably 0.01-10) d = 0-20 (preferably 0.05-15) e = 0-10 (preferably 0.1) ~ 7) f = 0 to 5 (preferably 0.05 to 3) h = 10 to 200, preferably 20 to 150 In addition, O represents an oxygen atom, and g corresponds to an oxide formed by combining the respective component elements. Indicates the number of oxygen atoms.

このようにして調製した基体触媒に対し、バナジウム
化合物を含む水溶液を含浸する。
The base catalyst thus prepared is impregnated with an aqueous solution containing a vanadium compound.

含浸液の調製に用いるバナジウム化合物としては、メ
タバナジン酸アンモニウム、ジュウ酸バナジル、硫酸バ
ナジル、リン酸バナジル、バナジルアセチルアセトネー
ト、バナジウム含有ヘテロポリ酸またはその塩などを挙
げることができる。また、バナジウム酸化物またはバナ
ジン酸(塩)の過酸化水素水溶液を用いることもでき
る。
Examples of the vanadium compound used in the preparation of the impregnating solution include ammonium metavanadate, vanadyl oxalate, vanadyl sulfate, vanadyl phosphate, vanadyl acetylacetonate, vanadium-containing heteropolyacids and salts thereof. Alternatively, an aqueous hydrogen peroxide solution of vanadium oxide or vanadic acid (salt) can be used.

バナジウム以外の成分を同時に含浸することもでき
る。そのときには、それらの成分の水可溶性化合物を用
いればよい。鉄、コバルト、ニッケル、クロム、銅、マ
ンガン、セリウム、ランタン、ジルコニウム、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銀、亜
鉛、カドミウム、アルミニウム、ガリウム、ゲルマニウ
ム、鉛などは硝酸塩が好んで用いられる。有機酸塩を用
いるのも良い。リチウム、ナトリウ、カリウム、ルビジ
ウム、セシウムは、水酸化物あるいは硝酸塩を用いるの
が良い。ホウ素はホウ酸、あるいはこれをグリセリン、
プロピレングリコール、酒石酸、乳酸、リンゴ酸などを
用い溶解度を高めて用いるのも良い。リンはリン酸が、
ビスマスは硝酸塩を用いるのが好ましい。
It is also possible to impregnate components other than vanadium at the same time. In that case, a water-soluble compound of those components may be used. A nitrate is preferably used for iron, cobalt, nickel, chromium, copper, manganese, cerium, lanthanum, zirconium, magnesium, calcium, strontium, barium, silver, zinc, cadmium, aluminum, gallium, germanium, lead and the like. It is also good to use an organic acid salt. For lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium, it is preferable to use hydroxide or nitrate. Boron is boric acid, or glycerin,
Propylene glycol, tartaric acid, lactic acid, malic acid, etc. may be used after enhancing the solubility. Phosphorus is phosphoric acid,
Bismuth is preferably nitrate.

上記の化合物を水に溶解し、バナジウムまたはバナジ
ウムとその他の元素を含む含浸液を調製する。
The above compound is dissolved in water to prepare an impregnating solution containing vanadium or vanadium and other elements.

これらの含浸液は、あらかじめ測定した基体触媒の細
孔容積に見合う液量に調整し、基体触媒に含浸する。そ
の際、バナジウムの含浸量が少なすぎると十分な活性が
得られないし、多すぎると活性は大であるが目的生成物
の選択率が低下したりする。流動床触媒の場合には、触
媒の付着性が増大して流動化状態が悪化して、そのため
に目的生成物の収率が低下するなど不都合が生じる。
The amount of these impregnating liquids is adjusted to a liquid amount corresponding to the pore volume of the base catalyst measured in advance, and the base catalyst is impregnated with the liquid. At that time, if the impregnated amount of vanadium is too small, sufficient activity cannot be obtained, and if it is too large, the activity is large but the selectivity of the target product decreases. In the case of a fluidized bed catalyst, the catalyst adhesion increases and the fluidized state deteriorates, which causes a disadvantage such as a decrease in the yield of the target product.

含浸するバナジウムの量は、次に規定される範囲とす
るのが良い。含浸バナジウム成分量と基体触媒中のアン
チモン成分量との比V/Sb(原子比)が0.005ないし5、
好ましくは0.01〜2、より好ましくは0.03〜1.5であ
る。
The amount of vanadium to be impregnated is preferably in the range specified below. The ratio V / Sb (atomic ratio) of the impregnated vanadium component amount to the antimony component amount in the base catalyst is 0.005 to 5,
It is preferably 0.01 to 2, and more preferably 0.03 to 1.5.

バナジウム以外の成分も含浸するときには、次のよう
にするのがよい。バナジウム以外の成分をTとすると
き、Tは、Fe,Co,Ni,Cr,Cu,Mn,Ce,La,Zr,Mg,Ca,Sr,Ba,A
g,Zn,Cd,Al,Ga,Ge,Pb,Li,Na,K,Rb,Cs,B,P,Biから選ばれ
た少なくとも一種の元素であり、T/V(原子比)は、0.0
1〜10の範囲、とくに0.05〜5の範囲とするのが好まし
い。
When impregnating components other than vanadium, it is preferable to do as follows. When T is a component other than vanadium, T is Fe, Co, Ni, Cr, Cu, Mn, Ce, La, Zr, Mg, Ca, Sr, Ba, A.
g, Zn, Cd, Al, Ga, Ge, Pb, Li, Na, K, Rb, Cs, B, P, Bi is at least one element selected, T / V (atomic ratio) is 0.0
It is preferably in the range of 1 to 10, particularly in the range of 0.05 to 5.

含浸は、所要成分量を含む均一溶液をつくって、一回
で行うのが経済的であるが、必要により含浸液濃度を低
くして含浸、乾燥(必要により焼成)し、これを複数回
繰返すこともできる。また、成分の種類または量の異な
る含浸液を調製し、順次、含浸、乾燥(必要により焼
成)の各操作を行うこともできる。含浸量が比較的多い
ときは、複数回含浸が推奨される。
It is economical to perform the impregnation in a single time by forming a uniform solution containing the required amounts of components, but if necessary, lower the concentration of the impregnating solution to impregnate and dry (baking if necessary), and repeat this multiple times. You can also Further, it is also possible to prepare impregnating liquids having different kinds or amounts of components and sequentially carry out the operations of impregnation and drying (calcination if necessary). When the impregnation amount is relatively high, multiple impregnations are recommended.

このようにして、バナジウムまたはバナジウムと他の
成分元素の水溶液を、基体触媒に含浸したのちは乾燥
し、300℃ないし800℃の温度で焼成して触媒として完成
する。
In this manner, the base catalyst is impregnated with vanadium or an aqueous solution of vanadium and other component elements, dried, and then calcined at a temperature of 300 ° C. to 800 ° C. to complete a catalyst.

このようにして得られた触媒は、前記のニトリル類の
製造に適した、活性・物性ともに良好なバナジウム・ア
ンチモン含有酸化物触媒である。完成触媒の触媒組成
は、通常、下記の組成を有するものが好ましい。
The catalyst thus obtained is a vanadium-antimony-containing oxide catalyst suitable for the production of the above-mentioned nitriles and having good activity and physical properties. Generally, the catalyst composition of the finished catalyst preferably has the following composition.

MeiSbjVkMoLQmRnSoOp(SiO2において、 Me=Fe,Co,Ni,Sn,U,Cr,Cu,Mn,Ti,ThおよびCeから選ばれ
た少なくとも一種の元素、 Q=Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Y,La,Zr,Hf,W,Nb,Ta,Re,Ru,Os,Rh,
Ir,Pd,Pt,Ag,Zn,Cd,Al,Ga,In,GeおよびPbおよびPbから
なる群から選ばれた少なくとも一種の元素、 R=B,P,Te,Bi,AsおよびSeからなる群から選ばれた少な
くとも一種の元素、 S=Li,Na,K,Rb,CsおよびThからなる群から選ばれた少
なくとも一種の元素、 そして、添字i,j,k,l,m,n,o,p,およびqは原子比を示
し、それぞれ次の範囲にある。
In Me i Sb j V k Mo L Q m R n S o O p (SiO 2 ) q , Me = Fe, Co, Ni, Sn, U, Cr, Cu, Mn, Ti, Th and Ce. At least one element, Q = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, La, Zr, Hf, W, Nb, Ta, Re, Ru, Os, Rh,
Ir, Pd, Pt, Ag, Zn, Cd, Al, Ga, In, Ge and at least one element selected from the group consisting of Pb and Pb, R = B, P, Te, Bi, As and Se At least one element selected from the group, at least one element selected from the group consisting of S = Li, Na, K, Rb, Cs and Th, and subscripts i, j, k, l, m, n, o, p, and q represent atomic ratios and are in the following ranges, respectively.

i=5〜15 j=5〜100(好ましくは10〜50) k=0.01〜15(好ましくは0.1〜10) l=0〜10(好ましくは0.05〜7) m=0〜20(好ましくは0.05〜15) n=0〜10(好ましくは0.1〜7) o=0〜5(好ましくは0.05〜3) q=10〜200(好ましくは20〜150) なお、Oは酸素原子を表わし、Pは各成分元素が結合
して生成する酸化物に対応する酸素原子の数を示す。
i = 5 to 15 j = 5 to 100 (preferably 10 to 50) k = 0.01 to 15 (preferably 0.1 to 10) l = 0 to 10 (preferably 0.05 to 7) m = 0 to 20 (preferably 0.05) -15) n = 0-10 (preferably 0.1-7) o = 0-5 (preferably 0.05-3) q = 10-200 (preferably 20-150) In addition, O represents an oxygen atom and P is The number of oxygen atoms corresponding to the oxide formed by combining the component elements is shown.

本発明に従って、ニトリル類を製造する方法は、触媒
を充填した反応器にアルキル置換芳香族化合物、アルキ
ル置換複素環化合物、アルキル置換脂環式化合物などの
原料化合物、アンモニウムおよび酸素のモル比1:1−30:
1.5−30の混合物を300ないし550℃までの温度範囲で通
過させる。
According to the present invention, a method for producing nitriles is a starting material compound such as an alkyl-substituted aromatic compound, an alkyl-substituted heterocyclic compound, an alkyl-substituted alicyclic compound in a reactor filled with a catalyst, a molar ratio of ammonium and oxygen of 1: 1-30:
The 1.5-30 mixture is passed in the temperature range up to 300 to 550 ° C.

反応圧力は通常、常圧ないし5kg/cm2Gの範囲で行われ
る。
The reaction pressure is usually from atmospheric pressure to 5 kg / cm 2 G.

反応は、固定床でも流動床でも良いが、とくに流動床
が好ましい。
The reaction may be either a fixed bed or a fluidized bed, but a fluidized bed is particularly preferable.

〔作用ならびに効果〕[Action and effect]

バナジウム成分とアンチモン成分をはじめから混合
し、焼成する従来の方法は、一般に良好な強度の触媒は
得られないし、とくに焼成温度の変化によって活性・物
性の変動が大きく、再現性も問題であるのに反し本発明
の方法では、活性・物性ともに良好な触媒が再現性良く
調製できる。担体にアルミナを用いないため、触媒調製
時にアンチモン成分とアルミナとが反応するようなこと
は起こらないので再現性もよく、高温での反応時にも安
定である。従って、経時変化も少ない触媒が得られる。
The conventional method of mixing the vanadium component and the antimony component from the beginning and calcining generally does not provide a catalyst with good strength, and especially the change in the activity and physical properties is large due to the change in the calcining temperature, and reproducibility is also a problem. On the contrary, according to the method of the present invention, a catalyst having good activity and physical properties can be prepared with good reproducibility. Since no alumina is used as the carrier, the antimony component and alumina do not react during the preparation of the catalyst, so that the reproducibility is good and the reaction is stable even at a high temperature. Therefore, a catalyst with little change over time can be obtained.

ただし、本発明の方法は、オレフィンのアンモ酸化に
よる不飽和ニトリルの製造用としては一般に不適であ
る。炭酸ガス等副生成物が増大し、目的生成物の選択率
が低下するなど、好ましい結果は得られない。
However, the process of the present invention is generally unsuitable for the production of unsaturated nitriles by ammoxidation of olefins. Byproducts such as carbon dioxide gas increase and the selectivity of the target product decreases, which is not desirable.

以下、実施例によって、本発明の効果を具体的に示
す。
Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically shown by examples.

〔1〕触媒の活性試験 活性試験は、原料化合物、空気およびアンモニアを触
媒流動部の内径2.5cm、高さ40cmの流動床反応器に充填
された触媒層へ通じることにより行った。
[1] Catalyst activity test The activity test was conducted by passing the starting compound, air and ammonia to the catalyst bed packed in a fluidized bed reactor having an inner diameter of 2.5 cm and a height of 40 cm in the catalyst fluidized section.

反応圧力は常圧である。 The reaction pressure is normal pressure.

ただし、実施例、比較例における原料化合物の転化
率、目的生成物の収率、選択率は、次の定義による。
However, the conversion rate of the raw material compounds, the yield of the target product, and the selectivity in Examples and Comparative Examples are defined as follows.

〔2〕触媒の強度試験 (1) 耐摩耗性試験 流動接触分解触媒の試験法として知られている“TEST
METHOD FOR SYNTHETIC CRACKING CATALYSTS"American
Cyanamid Co.,Ltd.6/31−4m−1/57記載の方法によって
求めたものである。
[2] Catalyst strength test (1) Abrasion resistance test “TEST” is known as a test method for fluid catalytic cracking catalysts.
METHOD FOR SYNTHETIC CRACKING CATALYSTS "American
It was obtained by the method described in Cyanamid Co., Ltd. 6 / 31-4m-1 / 57.

ただし、 A=0〜5時間に摩減損失した触媒の重量〔g〕 B=5〜20時間に摩減損失した触媒の重量〔g〕 C=試験に供した触媒の重量〔g〕 なお、この試験は、C=50〔g〕で行った。 However, A = weight of catalyst [g] lost and worn in 0 to 5 hours B = weight of catalyst worn and lost in 5 to 20 hours [g] C = weight of catalyst used in test [g] This test was conducted at C = 50 [g].

R値の大きい程、触媒強度は小といえる。 It can be said that the larger the R value, the smaller the catalyst strength.

(2) 破砕強度試験 マイクロメッシュ・シーブにより篩別し、35−40μの
範囲の粒径の触媒サンプルをとる。
(2) Crush strength test Sieve through a micromesh sieve and take a catalyst sample with a particle size in the range of 35-40μ.

この0.025gを直径2mmの鋼球と供に、容積4CCのポリス
チレン製円筒容器に入れ、これをミキサー・ミル(SPEX
社製)を用い90秒間粉砕する。
This 0.025 g was put together with a steel ball with a diameter of 2 mm into a polystyrene container with a volume of 4 CC, and this was mixed with a mixer / mill (SPEX
Mill) for 90 seconds.

粉砕後のサンプルの粒径分布を測定し、破砕により16
μ以下となった量の仕込み量に対する割合K〔%〕を求
める。
Measure the particle size distribution of the crushed sample and
The ratio K [%] of the amount that becomes less than or equal to μ to the charged amount is calculated.

K値の大きいほど、触媒強度は小といえる。 It can be said that the larger the K value, the smaller the catalyst strength.

実施例1 実験式が、Fe8.8Cu3.2Sb20V2O61.4(SiO248である
触媒を次のようにして調製した。
Example 1 A catalyst whose empirical formula was Fe 8.8 Cu 3.2 Sb 20 V 2 O 61.4 (SiO 2 ) 48 was prepared as follows.

電解鉄粉73.0gをとる。硝酸(比重1.38)600mlを、純
水750mlと混合し加温する。これに電解鉄粉を少しずつ
加える。完全に溶解したことを確認する。これに硝酸銅
115gを加え溶解させる。この鉄・銅溶液に、シリカゾル
1785gを加える。三酸化アンチモン433gをとり、上記溶
液に加える。このスラリーに15%アンモニア水を少しず
つ加え、PHを2.5に調整する。これを、還流下に95℃5
時間加熱した。ついで常法により噴霧乾燥し、200℃4
時間400℃4時間焼成したのち、最終的に850℃4時間焼
成する。
Take 73.0g of electrolytic iron powder. Mix 600 ml of nitric acid (specific gravity 1.38) with 750 ml of pure water and heat. Add electrolytic iron powder little by little to this. Make sure it is completely dissolved. Copper nitrate
Add 115 g and dissolve. To this iron / copper solution, silica sol
Add 1785g. Take 433 g of antimony trioxide and add to the above solution. To this slurry, add 15% ammonia water little by little to adjust the PH to 2.5. This is refluxed at 95 ° C for 5
Heated for hours. Then spray-dry it by the usual method, 200 ℃ 4
After firing at 400 ° C for 4 hours, finally firing at 850 ° C for 4 hours.

これを基体触媒とする。組成はFe8.8Cu3.2Sb20O70.5
(SiO240である。
This is the base catalyst. The composition is Fe 8.8 Cu 3.2 Sb 20 O 70.5
(SiO 2 ) 40 .

一方、五酸化バナジウム27.0gを純水200mlに懸濁さ
せ、90℃に加温、これに蓚酸を少しずつ添加して溶解さ
せる。このバナジウム含有溶液を、上に調製した鉄・ア
ンチモン・銅・シリカ基体触媒に含浸し、200℃4時
間、450℃4時間焼成した。含浸液中のバナジウム成分
量と基体触媒中のアンチモン成分量との比V/Sb(原子
比)は0.1である。
On the other hand, 27.0 g of vanadium pentoxide is suspended in 200 ml of pure water, heated to 90 ° C., and oxalic acid is added little by little to dissolve it. The vanadium-containing solution was impregnated into the iron-antimony-copper-silica substrate catalyst prepared above and calcined at 200 ° C for 4 hours and 450 ° C for 4 hours. The ratio V / Sb (atomic ratio) between the amount of vanadium component in the impregnating liquid and the amount of antimony component in the base catalyst was 0.1.

この触媒を、前記反応器に充填し、トルエン、アンモ
ニアおよび酸素のモル比1:5:8の混合物を送入、410℃で
反応せしめた。
This catalyst was charged into the reactor, and a mixture of toluene, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1: 5: 8 was fed and the reaction was carried out at 410 ° C.

トルエンの転化率は97.4%、ベンゾニトリル収率は7
8.3%であった。
The conversion of toluene is 97.4% and the benzonitrile yield is 7
8.3%.

*酸素は、空気として送入。以下の実施例、比較例とも
同様。
* Oxygen is sent as air. The same applies to the following examples and comparative examples.

実施例2 実験式が、Fe10Sb20V1Mo0.20.268.6(SiO260
ある触媒を実施例1と同様の方法で調製した。
Example 2 A catalyst whose empirical formula was Fe 10 Sb 20 V 1 Mo 0.2 P 0.2 O 68.6 (SiO 2 ) 60 was prepared in the same manner as in Example 1.

基本触媒組成は、Fe10Sb20Mo0.20.256.1(SiO2
60とし、これにバナジウム成分を含浸した。V/Sbは、0.
05である。
The basic catalyst composition is Fe 10 Sb 20 Mo 0.2 P 0.2 O 56.1 (SiO 2 )
It was set to 60 and was impregnated with a vanadium component. V / Sb is 0.
05.

この触媒を、前記反応器に充填し、トルエン、アンモ
ニアおよび酸素のモル比1:5:8の混合物を送入、390℃で
反応せしめた。
This catalyst was charged into the reactor, and a mixture of toluene, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1: 5: 8 was fed and reacted at 390 ° C.

トルエンの転化率は95.2%、ベンゾニトリル収率は7
6.1%であった。
Toluene conversion is 95.2%, benzonitrile yield is 7
It was 6.1%.

実施例3 実験式が、Fe9.6Cu2.4Sb20V3.2Mo0.4Zn0.8Te0.96
0.464.5(SiO248である触媒を実施例1と同様の方
法で調製した。
Example 3 The empirical formula is Fe 9.6 Cu 2.4 Sb 20 V 3.2 Mo 0.4 Zn 0.8 Te 0.96 B
A catalyst that was 0.4 O 64.5 (SiO 2 ) 48 was prepared in the same manner as in Example 1.

基体触媒組成は、Fe9.6Cu2.4Sb20Mo0.4Zn0.8Te0.96
0.441.3(SiO248とし、これにバナジウム成分を含
浸した。V/Sbは、0.16である。
The base catalyst composition is Fe 9.6 Cu 2.4 Sb 20 Mo 0.4 Zn 0.8 Te 0.96 B
0.4 O 41.3 (SiO 2 ) 48 , which was impregnated with a vanadium component. V / Sb is 0.16.

この触媒を、前記反応器に充填し、メタキシレン、ア
ンモニアおよび酸素のモル比1:10:10の混合物を送入、4
00℃で反応せしめた。
The catalyst was charged into the reactor and charged with a mixture of metaxylene, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1:10:10, 4
The reaction was allowed to proceed at 00 ° C.

メタキシレン転化率は92.2%、イソフタロニトリル収
率は78.8%であった。
The conversion of metaxylene was 92.2% and the yield of isophthalonitrile was 78.8%.

実施例4 試験式が、Fe12Sb25V5Mg4Bi1O86(SiO250である触
媒を、実施例1と同様の方法で調製した。
Example 4 A catalyst whose test formula is Fe 12 Sb 25 V 5 Mg 4 Bi 1 O 86 (SiO 2 ) 50 was prepared in the same manner as in Example 1.

基体触媒組成は、Fe12Sb25Mg4Bi1O73.5(SiO250
し、これにバナジウム成分を含浸した。V/Sbは0.2であ
る。
The base catalyst composition was Fe 12 Sb 25 Mg 4 Bi 1 O 73.5 (SiO 2 ) 50 , which was impregnated with a vanadium component. V / Sb is 0.2.

この触媒を、前記反応器に充填し、メタキシレン、ア
ンモニアおよび酸素のモル比1:10:10の混合物を送入、4
10℃で反応せしめた。
The catalyst was charged into the reactor and charged with a mixture of metaxylene, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1:10:10, 4
The reaction was allowed to proceed at 10 ° C.

メタキシレン転化率は95.4%、イソフタロニトリル収
率は76.3%であった。
The conversion of metaxylene was 95.4% and the yield of isophthalonitrile was 76.3%.

実施例5 実験式が、Fe10.4Ni1.6Co0.8Sb20V2.4Zr0.40.4
65.8(SiO)64である触媒を、実施例1と同様の方法で
調製した。
Example 5 The empirical formula is Fe 10.4 Ni 1.6 Co 0.8 Sb 20 V 2.4 Zr 0.4 P 0.4 O
A catalyst that was 65.8 (SiO) 64 was prepared in the same manner as in Example 1.

基体触媒組成は、Fe10.4Ni1.6Co0.4Sb20V0.16Zr0.4
0.459.8(SiO264とし、これにバナジウム成分およ
びコバルト成分を含む溶液を含浸した。V/Sbは0.112で
あり、Co/Vは0.357である。コバルト成分原料は、硝酸
コバルトを用いた。
The base catalyst composition is Fe 10.4 Ni 1.6 Co 0.4 Sb 20 V 0.16 Zr 0.4 P
0.4 O 59.8 (SiO 2 ) 64 , which was impregnated with a solution containing a vanadium component and a cobalt component. V / Sb is 0.112 and Co / V is 0.357. Cobalt nitrate was used as the cobalt component raw material.

この触媒を、前記反応器に充填し、3−メチルピリジ
ン、アンモニアおよび酸素のモル比1:3:15の混合物を送
入、360℃で反応せしめた。
The catalyst was charged in the reactor, and a mixture of 3-methylpyridine, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1: 3: 15 was fed and the reaction was carried out at 360 ° C.

3−メチルピリジン転化率は92.7%、3−シアノピリ
ジン収率は79.5%であった。
The conversion rate of 3-methylpyridine was 92.7%, and the yield of 3-cyanopyridine was 79.5%.

実施例6 実験式が、Fe10Sn2Cr2Sb20V2Mo0.158.55(SiO250
である触媒を、実施例1と同様の方法で調製した。
Example 6 empirical formula, Fe 10 Sn 2 Cr 2 Sb 20 V 2 Mo 0.1 O 58.55 (SiO 2) 50
Was prepared in the same manner as in Example 1.

基体触媒組成は、Fe9.5Sn2Sb20Mo0.159.3(SiO2
50とし、これにバナジウム成分、クロム成分および鉄成
分を含む溶液を含浸した。V/Sbは、0.1であり、Fe/Vは
1.25である。鉄成分原料としては、硝酸第二鉄を用い
た。
The base catalyst composition is Fe 9.5 Sn 2 Sb 20 Mo 0.1 O 59.3 (SiO 2 )
It was set to 50 and was impregnated with a solution containing a vanadium component, a chromium component and an iron component. V / Sb is 0.1 and Fe / V is
It is 1.25. Ferric nitrate was used as the iron component raw material.

この触媒を、前記反応器に充填し、3−メチルピリジ
ン、アンモニアおよび酸素のモル比1:3:15の混合物を送
入、360℃で反応せしめた。
The catalyst was charged in the reactor, and a mixture of 3-methylpyridine, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1: 3: 15 was fed and the reaction was carried out at 360 ° C.

3−メチルピリジン転化率は96.4%、3−シアノピリ
ジン収率は80.8%であった。
The conversion rate of 3-methylpyridine was 96.4%, and the yield of 3-cyanopyridine was 80.8%.

実施例7 実験式が、Fe9.6Cu2.4Cr1.6Sb20V3.2Mo0.40.2Te
0.9632.5(SiO248である触媒を、実施例と同様の方
法で調製した。
Example 7 The empirical formula is Fe 9.6 Cu 2.4 Cr 1.6 Sb 20 V 3.2 Mo 0.4 W 0.2 Te
The catalyst, 0.96 O 32.5 (SiO 2 ) 48 , was prepared in a similar manner to the examples.

基体触媒組成は、Fe9.6Cu2.4Sb20Mo0.40.2Te0.96
22.1(SiO248とし、これにバナジウム成分とクロム成
分を含有する溶液を含浸した。V/Sbは0.16であり、Cr/V
は0.5である。クロム成分原料としては、硝酸クロムを
用いた。
The base catalyst composition was Fe 9.6 Cu 2.4 Sb 20 Mo 0.4 W 0.2 Te 0.96 O
22.1 (SiO 2 ) 48 , which was impregnated with a solution containing a vanadium component and a chromium component. V / Sb is 0.16, Cr / V
Is 0.5. Chromium nitrate was used as the chromium component raw material.

この触媒を、前記反応器に充填し、オルトクロロトル
エン、アンモニアおよび酸素のモル比1:5:4の混合物を
送入、360℃で反応せしめた。
This catalyst was charged into the reactor, and a mixture of orthochlorotoluene, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1: 5: 4 was fed and reacted at 360 ° C.

オルト・クロロトルエン転化率は97.5%、オルト・ク
ロロベンゾニトリル収率は80.5%であった。
The ortho-chlorotoluene conversion rate was 97.5%, and the ortho-chlorobenzonitrile yield was 80.5%.

実施例8 実験式が、Fe10Cu3.2Sb20V4Mo0.560.08Te1.36
72.8(SiO256である触媒を、実施例1と同様の方法で
調製した。
Example 8 The empirical formula is Fe 10 Cu 3.2 Sb 20 V 4 Mo 0.56 W 0.08 Te 1.36 O
A catalyst that was 72.8 (SiO 2 ) 56 was prepared in the same manner as in Example 1.

基体触媒組成は、Fe10Cu3.2Sb20V0.16Mo0.560.08Te
1.3663.2(SiO256とし、これにバナジウム成分を含
浸した。V/Sbは0.192である。
The base catalyst composition was Fe 10 Cu 3.2 Sb 20 V 0.16 Mo 0.56 W 0.08 Te.
1.36 O 63.2 (SiO 2 ) 56 , which was impregnated with a vanadium component. V / Sb is 0.192.

この触媒を、前記反応器に充填し、2,6−ジクロロト
ルエン、アンモニア、および酸素のモル比1:5:4の混合
物を送入、360℃で反応せしめた。
This catalyst was charged into the reactor, and a mixture of 2,6-dichlorotoluene, ammonia, and oxygen in a molar ratio of 1: 5: 4 was introduced and reacted at 360 ° C.

2,6−ジクロロトルエン転化率は97.1%、2,6−ジクロ
ロベンゾニトリル収率は79.8%であった。
The conversion of 2,6-dichlorotoluene was 97.1% and the yield of 2,6-dichlorobenzonitrile was 79.8%.

実施例9 実験式が、Fe10Sb30V5O87.5(SiO230である触媒
を、実施例1と同様の方法で調製した。
Example 9 empirical formula, Fe 10 Sb 30 V 5 O 87.5 The catalyst is a (SiO 2) 30, was prepared in the same manner as in Example 1.

基体触媒組成は、Fe10Sb30O75(SiO230とし、これ
にバナジウム成分を含浸した。V/Sbは0.17である。
The base catalyst composition was Fe 10 Sb 30 O 75 (SiO 2 ) 30 and was impregnated with a vanadium component. V / Sb is 0.17.

この触媒を、前記反応器に充填し、トルエン、アンモ
ニアおよび酸素のモル比1:5:8の混合物を送入、400℃で
反応せしめた。
This catalyst was charged into the reactor, and a mixture of toluene, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1: 5: 8 was fed and reacted at 400 ° C.

トルエンの転化率は97.5%、ベンゾニトリル収率は8
0.2%である。
Conversion of toluene is 97.5%, benzonitrile yield is 8
0.2%.

実施例10 実験式が、Fe10Sb15V10P2B0.50.275.9(SiO2
100である触媒を、実施例1と同様の方法で調製した。
Example 10 The empirical formula is Fe 10 Sb 15 V 10 P 2 B 0.5 K 0.2 O 75.9 (SiO 2 ).
A catalyst of 100 was prepared in a similar manner to Example 1.

基体触媒組成は、Fe10Sb15B0.545.8(SiO2100
し、これにバナジウム成分、リン成分、およびカリウム
成分を含む溶液を含浸した。V/Sbは0.67であり、(P+
K)/Vは0.22である。リン成分原料としてはリン酸を、
カリウム成分原料としては硝酸カリウムを用いた。
The base catalyst composition was Fe 10 Sb 15 B 0.5 O 45.8 (SiO 2 ) 100, and this was impregnated with a solution containing a vanadium component, a phosphorus component, and a potassium component. V / Sb is 0.67, (P +
K) / V is 0.22. Phosphoric acid is used as the raw material for the phosphorus component,
Potassium nitrate was used as the potassium component raw material.

この触媒を、前記反応器に充填し、トルエン、アンモ
ニアおよび酸素のモル比1:5:8の混合物を送入、400℃で
反応せしめた。
This catalyst was charged into the reactor, and a mixture of toluene, ammonia and oxygen in a molar ratio of 1: 5: 8 was fed and reacted at 400 ° C.

トルエンの転化率は94.2%、ベンゾニトリル収率は7
5.7%であった。
Conversion of toluene is 94.2%, benzonitrile yield is 7
5.7%.

比較例1 実験式がFe8.8Cu3.2Sb20V0.0256.4(SiO240であ
る触媒を実施例1と同様の方法で調製した。
Comparative Example 1 A catalyst having an empirical formula of Fe 8.8 Cu 3.2 Sb 20 V 0.02 O 56.4 (SiO 2 ) 40 was prepared in the same manner as in Example 1.

基体触媒組成は、実施例1に同じであるが、含浸液中
のバナジウム成分量と基体触媒中のアンチモン成分量と
の比V/Sb(原子比)は、0.001である。
The base catalyst composition is the same as in Example 1, but the ratio V / Sb (atomic ratio) of the vanadium component amount in the impregnating liquid to the antimony component amount in the base catalyst is 0.001.

この触媒を、前記反応器に充填し、実施例1と同様に
して、トルエンのアンモ酸化反応を行った。
This catalyst was filled in the reactor, and an ammoxidation reaction of toluene was carried out in the same manner as in Example 1.

トルエンの転化率は74.9%、ベンゾニトリル収率は2
8.1%であった。
Toluene conversion is 74.9%, benzonitrile yield is 2
It was 8.1%.

比較例2 実験式が実施例1と同じ触媒を、次のようにして調製
した。
Comparative Example 2 A catalyst having the same empirical formula as that of Example 1 was prepared as follows.

電解鉄粉73.0gをとる。硝酸(比重1.38)600mlを、純
水750mlと混合し加温する。これに電解鉄粉を少しずつ
加える。完全に溶解したことを確認する。これに硝酸銅
115gを加え溶解させる。この鉄・銅溶液にシリカゾル17
85gを加える。三酸化アンチモン433g、五酸化バナジウ
ム27.0gを、上記スラリーに順次加え、よく混合する。
これを、還流下に95℃5時間加熱した。ついで常法によ
り噴霧乾燥し、200℃4時間、400℃4時間焼成したの
ち、最終的に450℃4時間焼成する。
Take 73.0g of electrolytic iron powder. Mix 600 ml of nitric acid (specific gravity 1.38) with 750 ml of pure water and heat. Add electrolytic iron powder little by little to this. Make sure it is completely dissolved. Copper nitrate
Add 115 g and dissolve. Silica sol 17 in this iron / copper solution
Add 85g. 433 g of antimony trioxide and 27.0 g of vanadium pentoxide are sequentially added to the above slurry and mixed well.
This was heated under reflux for 5 hours at 95 ° C. Then, it is spray-dried by a conventional method, baked at 200 ° C. for 4 hours and 400 ° C. for 4 hours and finally baked at 450 ° C. for 4 hours.

この触媒を、前記反応器に充填し、実施例1と同様に
して、トルエンのアンモ酸化反応を行った。
This catalyst was filled in the reactor, and an ammoxidation reaction of toluene was carried out in the same manner as in Example 1.

トルエンの転化率は84.6%、ベンゾニトリル収率は5
3.2%であった。
Conversion of toluene is 84.6%, benzonitrile yield is 5
It was 3.2%.

比較例3 実験式が、実施例8の基体触媒に同じ触媒を実施例1
と同様の方法で調製した。
Comparative Example 3 In the empirical formula, the same catalyst was used as the base catalyst of Example 8
It was prepared in the same manner as described above.

この触媒を、前記反応器に充填し、実施例8と同様に
して2,6−ジクロロトルエンのアンモ酸化反応を行っ
た。
This catalyst was charged into the reactor, and the ammoxidation reaction of 2,6-dichlorotoluene was carried out in the same manner as in Example 8.

2,6−ジクロロトルエンの転化率は77.1%、2,6−ジク
ロロベンゾニトリル収率は31.7%であった。
The conversion of 2,6-dichlorotoluene was 77.1% and the yield of 2,6-dichlorobenzonitrile was 31.7%.

比較例4 V2O5−Al2O3触媒を調製した。Comparative Example 4 V 2 O 5 -Al 2 O 3 catalyst was prepared.

実施例8と同量のバナジウム成分を、市販のアルミナ
担体に含浸した。
A commercially available alumina carrier was impregnated with the same amount of the vanadium component as in Example 8.

五酸化バナジウムとして8.52重量%である。 It is 8.52% by weight as vanadium pentoxide.

この触媒を、前記反応器に充填し、実施例8と同様に
して2,6−ジクロロトルエンのアンモ酸化反応を行っ
た。
This catalyst was charged into the reactor, and the ammoxidation reaction of 2,6-dichlorotoluene was carried out in the same manner as in Example 8.

2,6−ジクロロトルエンの転化率は90.4%、2,6−シク
ロロベンゾニトリル収率は68.2%であった。
The conversion of 2,6-dichlorotoluene was 90.4%, and the yield of 2,6-cyclolobenzonitrile was 68.2%.

比較例5 実験式が、Fe10Sb30V5O87.5(Al2O330である触媒
を、実施例1と同様の方法で調製した。ただし、シリカ
ゾルの代りにアルミナゾルを用いた。
Comparative Example 5 A catalyst having an empirical formula of Fe 10 Sb 30 V 5 O 87.5 (Al 2 O 3 ) 30 was prepared in the same manner as in Example 1. However, alumina sol was used instead of silica sol.

基体触媒組成は、Fe10Sb30O75(Al2O330とし、これ
にバナジウム成分を含浸した。この触媒のX線回折をと
ったところ、アンチモン成分はアルミナと反応し、Al S
b O4を形成していることがわかった。実施例9の触媒で
は、アンチモン成分とシリカとの反応は認められない。
The base catalyst composition was Fe 10 Sb 30 O 75 (Al 2 O 3 ) 30 and was impregnated with a vanadium component. When X-ray diffraction of this catalyst was taken, the antimony component reacted with alumina and
It was found that bO 4 was formed. In the catalyst of Example 9, the reaction between the antimony component and silica is not recognized.

この触媒を、前記反応器に充填し、実施例9と同様に
して、トルエンのアンモ酸化反応を行った。
This catalyst was charged into the reactor, and the ammoxidation reaction of toluene was carried out in the same manner as in Example 9.

トルエンの転化率は78.5%、ベンゾニトリル収率は4
2.3%であった。
Toluene conversion is 78.5%, benzonitrile yield is 4
2.3%.

上記の実施例、比較例に示した触媒を用いた活性試験
結果、およびそれらの物性(強度試験結果)を次の表1
にまとめて示した。
The activity test results using the catalysts shown in the above Examples and Comparative Examples, and their physical properties (strength test results) are shown in Table 1 below.
Are summarized in.

比較例1には、本発明と同様の方法で触媒を調製して
も、バナジウム成分の含浸量が低いときは、ニトリルの
収率が低いこと。
In Comparative Example 1, even if a catalyst was prepared by the same method as in the present invention, the yield of nitrile was low when the impregnation amount of the vanadium component was low.

比較例2には、本発明の実施例1と同じ組成の触媒で
も、本発明の方法によらなければ、目的とするニトリル
の収率が低いうえに、触媒の強度も低く、実用にはなり
得ないこと。
In Comparative Example 2, even if the catalyst having the same composition as that of Example 1 of the present invention was not used according to the method of the present invention, the yield of the target nitrile was low and the strength of the catalyst was low, so that it was practically used. Do not get it.

比較例3には、バナジウム成分含量が少ないときは、
良好な物性の触媒が得られる場合もあるが、目的とする
ニトリル収率は低いこと。
In Comparative Example 3, when the vanadium component content is low,
Although a catalyst with good physical properties may be obtained, the target nitrile yield is low.

比較例4には、アンチモン含有基体触媒の代りに、ア
ルミナ担体を用いたものは、目的とするニトリル収率が
低いうえに、触媒物性が劣ること。
In Comparative Example 4, the catalyst using an alumina carrier in place of the antimony-containing base catalyst has a low nitrile yield, which is a target, and inferior catalyst physical properties.

比較例5には、基体触媒の調製に、シリカゾルの代り
にアルミナゾルを用いたものだが、この場合は、良好な
物性のものは得られず、従って、それにバナジウム成分
を含浸し、触媒を完成しても目的のニトリル収率は低
く、かつ触媒物性も劣ることが、それぞれ示されてい
る。
In Comparative Example 5, an alumina sol was used in place of the silica sol for the preparation of the base catalyst, but in this case, the one having good physical properties was not obtained. Therefore, the catalyst was completed by impregnating it with a vanadium component. However, it has been shown that the desired nitrile yield is low and the physical properties of the catalyst are inferior.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 255/51 9357−4H C07C 255/51 C07D 213/85 C07D 213/85 (56)参考文献 特開 昭51−17194(JP,A) 特開 昭56−126448(JP,A)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication C07C 255/51 9357-4H C07C 255/51 C07D 213/85 C07D 213/85 (56) References Kai 51-17194 (JP, A) JP-A-56-126448 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アンチモンと鉄、コバルト、ニッケル、ウ
ラン、クロム、銅、チタン、トリウムおよびセリウムか
らなる群から選ばれた少なくとも一種の元素およびシリ
カを必須成分として含む金属酸化物組成物を、500℃な
いし950℃の温度で焼成することにより基体触媒を調製
し、これに含浸バナジウム成分量と基体触媒中のアンチ
モン成分量との比V/Sb(原子比)が0.005〜5であるよ
うに調整したバナジウムあるいはバナジウムと鉄、コバ
ルト、ニッケル、クロム、銅、マンガン、セリウム、ラ
ンタン、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウム、銀、亜鉛、カドミウム、アル
ミニウム、ガリウム、ゲルマニウム、鉛、リチウム、ナ
トリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ホウ素、
リンおよびビスマスからなる群から選ばれた少なくとも
一種の元素とを含む水溶液を含浸、乾燥後、300℃ない
し800℃の温度で焼成することを特徴とするアルキル置
換芳香族化合物、アルキル置換複素環化合物、アルキル
置換脂環式化合物、アルコールまたはアルデヒドのアン
モ酸化による対応するニトリル類製造用バナジウム・ア
ンチモン含有酸化物触媒の製法。
1. A metal oxide composition containing antimony, at least one element selected from the group consisting of iron, cobalt, nickel, uranium, chromium, copper, titanium, thorium and cerium, and silica as essential components, 500 A base catalyst is prepared by calcining at a temperature of ℃ to 950 ℃, and the ratio V / Sb (atomic ratio) of the amount of impregnated vanadium component and the amount of antimony component in the base catalyst is adjusted to 0.005 to 5 Vanadium or vanadium and iron, cobalt, nickel, chromium, copper, manganese, cerium, lanthanum, zirconium, magnesium, calcium, strontium, barium, silver, zinc, cadmium, aluminum, gallium, germanium, lead, lithium, sodium, potassium , Rubidium, cesium, boron,
Alkyl-substituted aromatic compounds and alkyl-substituted heterocyclic compounds characterized by being impregnated with an aqueous solution containing at least one element selected from the group consisting of phosphorus and bismuth, dried, and then calcined at a temperature of 300 ° C to 800 ° C. , A process for producing vanadium-antimony-containing oxide catalysts for the production of corresponding nitriles by ammoxidation of alkyl-substituted alicyclic compounds, alcohols or aldehydes.
【請求項2】基体触媒の組成が、下記の実験式で示され
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 MeaSbbXcQdReSfOg(SiO2 ただし、上記の式において、 Me=Fe,Co,Ni,Sn,U,Cr,Cu,Mn,Ti,ThおよびCeからなる群
から選ばれた少なくとも1種の元素、 X=VおよびMoからなる群から選ばれた少なくとも1種
の元素、 Q=Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Y,La,Zr,Hf,W,Nb,Ta,Re,Ru,Os,Rh,
Ir,Pd,Pt,Ag,Zn,Cd,Al,Ca,In,GeおよびPbからなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の元素、 R=B,P,Te,Bi,AsおよびSeからなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素 S=Li,Na,K,Rb,CsおよびTlからなる群から選ばれた少
なくとも1種の元素、 添字a,b,c,d,e,f,gおよびhは、原子比を示し、それぞ
れ次の範囲にある。 a=5〜15 b=5〜100 c=0〜15 d=0〜20 e=0〜10 f=0〜5 h=10〜200 なお、Oは酸素原子を表わし、gは各成分元素が結合し
て生成する酸化物に対応する酸素原子の数を示す。
2. The method according to claim 1, wherein the composition of the base catalyst is represented by the following empirical formula. Me a Sb b X c Q d Re S f O g (SiO 2 ) h However, in the above formula, from Me = Fe, Co, Ni, Sn, U, Cr, Cu, Mn, Ti, Th and Ce At least one element selected from the group consisting of X = V and at least one element selected from the group consisting of Mo, Q = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, La, Zr, Hf, W, Nb, Ta, Re, Ru, Os, Rh,
At least one element selected from the group consisting of Ir, Pd, Pt, Ag, Zn, Cd, Al, Ca, In, Ge and Pb, R = B, P, Te, Bi, As and Se group At least one element selected from the group consisting of S = Li, Na, K, Rb, Cs and Tl, subscripts a, b, c, d, e, f, g and h represents an atomic ratio and is in the following range, respectively. a = 5-15 b = 5-100 c = 0-15 d = 0-20 e = 0-10 f = 0-5 h = 10-200 In addition, O represents an oxygen atom and g represents each component element. The number of oxygen atoms corresponding to the oxide formed by bonding is shown.
【請求項3】金属酸化物組成物が、(i)アンチモン化
合物、(ii)鉄、コバルト、ニッケル、錫、ウラン、ク
ロム、銅、チタン、トリウムおよびセリウムからなる群
から選ばれた少なくとも1種の元素の化合物、および
(iii)シリカゾルを必須成分として含むスラリーをPH7
以下に調整し、次いで該スラリーを温度40℃以上で熱処
理したのち、乾燥、焼成したものを基体触媒とすること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
3. A metal oxide composition comprising at least one selected from the group consisting of (i) antimony compounds, (ii) iron, cobalt, nickel, tin, uranium, chromium, copper, titanium, thorium and cerium. PH7 is a slurry containing the compound of the element of (iii) and silica sol as an essential component.
The method according to claim 1, characterized in that the slurry is heat-treated at a temperature of 40 ° C. or higher, dried and calcined to obtain a substrate catalyst, which is adjusted as follows.
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