JP2988210B2 - フェノール、アルキルフェノール製造用触媒及び製造方法 - Google Patents

フェノール、アルキルフェノール製造用触媒及び製造方法

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JP2988210B2 JP5206503A JP20650393A JP2988210B2 JP 2988210 B2 JP2988210 B2 JP 2988210B2 JP 5206503 A JP5206503 A JP 5206503A JP 20650393 A JP20650393 A JP 20650393A JP 2988210 B2 JP2988210 B2 JP 2988210B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フェノールまたはアル
キルフェノールを製造するための触媒、および該触媒の
存在下で安息香酸またはアルキル安息香酸を気相酸化し
てフェノールまたはアルキルフェノールを製造する方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、安息香酸を気相接触酸化してフェ
ノールを製造する方法、およびこれに使用される触媒と
しては、種々の方法および触媒が知られている。
【0003】例えば、特開昭57−11932号公報には、銅
化合物、バナジウム化合物、銀化合物、リチウム化合
物、ナトリウム化合物、およびマグネシウム化合物の1
種または2種以上とからなる触媒と、この触媒を使用す
る方法が開示されている。
【0004】また、特公昭59−20384号公報には、酸化
された銅、ジルコニウムおよびアルカリ金属を含み、こ
れらがα−アルミナ上に支持された触媒を用いる方法が
開示されている。
【0005】さらに、特公昭64−934号公報には、モリ
ブデンを必須の成分とし、その他にバナジウム、ニオ
ブ、タンタルの少なくとも1種と、銅、銀、マンガン、
鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、白金
の少なくとも1種と、タリウム、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属の少なくとも1種とを含む、非常に多種にわ
たる金属元素からなる酸化物触媒を用いる方法が開示さ
れている。
【0006】本発明者らもフェノール製造用触媒および
フェノールの製造方法について鋭意検討を重ね、チタニ
ア、マグネシア、α−アルミナ等の金属酸化物担体上に
ニッケル化合物を担持した触媒(特開平4−5250号公
報)、酸化鉄および酸化ニッケルを含む触媒(特開平4
−330944号公報)、酸化鉄、酸化ニッケルおよびアルカ
リ土類金属化合物を含む触媒(特開平4−330945号公
報)、酸化鉄、酸化ニッケルおよびアルカリ金属化合物
を含む触媒(特開平4−104837号公報)、酸化鉄、酸化
ニッケル、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属
化合物を含む触媒(特開平4−330946号公報)、並びに
スピネル型結晶構造を有する複合金属酸化物を含む触媒
(特開平4−215844号公報,特開平4−211626号公報)
を安息香酸を気相接触酸化してフェノールを製造する触
媒として開発してきた。また、トルエンを気相酸化して
フェノールを製造する触媒として、酸化バナジウム、酸
化鉄および酸化ニッケルを含む触媒(特開平4−277029
号公報)も既に開発した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
57−11932号公報に開示された触媒は、活性および選択
性がいずれも充分でなく、この触媒を使用したフェノー
ルの製造方法でも、安息香酸転化率50.5%、フェノール
選択率88.6%がそれぞれ最高値であった。また、銅化合
物を含有する触媒を用いて安息香酸の酸化反応のような
発熱反応を実施した場合、触媒層にホットスポットが生
じやすく、かつそれによる触媒のシンタリングが進行
し、活性の劣化が著しいという問題点があった。
【0008】また、特公昭59−20384号公報に開示され
たフェノールの製造方法も、転化率、選択率がともに充
分でなく、最高でも安息香酸転化率が63.7%、フェノー
ル選択率が82.2%であった。また、ジフェニルオキサイ
ド等の副成生物が多く生成するため、触媒活性の劣化が
著しく、また生成フェノールの精製工程が必要であり、
工業的に不利であった。
【0009】特公昭64−934号公報に開示されたフェノ
ールの製造方法においても、安息香酸転化率75%、フェ
ノール選択率89%が最高であり、工業的にみて充分なも
のではなかった。また、反応時間の経過とともに触媒が
劣化するという問題点もあった。
【0010】さらに、上記の製造方法はいずれもフェノ
ールの空時収率(触媒単位容積あたり、単位時間あたり
のフェノールの製造量)が100以下と低いため、生産性
が悪く、工業的に到底採用し難いものであった。
【0011】また特公昭64−934号公報において開示さ
れた、トルイル酸からのクレゾールの製造においても、
触媒活性および選択性が十分でなく、p−トルイル酸
(4−メチル安息香酸)を反応させた場合、反応率45
%、m−クレゾール選択率81%であった。またo−トル
イル酸(2−メチル安息香酸)を反応させた場合、反応
率48%、m−クレゾール選択率79%であった。M.Hron
ecらによればCu含有触媒を用い、当反応を行った場合
には、反応中間体が不安定であるためクレゾール類を高
収率で得ることの困難性が示されている(Applied Ca
talysis,69(1991)201〜204)。さらに安息香酸からフ
ェノールを合成する場合と同様に、触媒の活性劣化が著
しく、また空時収率が低いという問題点があった。
【0012】本発明者らが先に開発した各種触媒は上記
の問題点を改善し、安息香酸転化率およびフェノール選
択率を向上させたものであったが、特に触媒の寿命に関
して、これをさらに向上させると同時に他の反応への適
用、例えば、アルキル安息香酸からクレゾール等のよう
なアルキルフェノールを高収率で得るための触媒の開発
が望まれていた。
【0013】本発明は、以上の問題点をすべて解決し、
長時間にわたり安息香酸およびアルキル安息香酸類の転
化率とフェノールおよびアルキルフェノールの選択率が
いずれも高く、空時収率も高い触媒とこれを用いたフェ
ノールおよびアルキルフェノールの製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究したところ、安息香酸または
アルキル安息香酸を気相接触酸化してフェノールまたは
アルキルフェノールを製造するための触媒として、酸化
鉄および酸化ニッケルおよび酸化バナジウムおよび/ま
たは酸化モリブデン、ならびにアルカリ金属酸化物およ
び/またはアルカリ土類金属酸化物を特定比率で含有す
る触媒が長時間にわたり高活性、高選択性を維持するこ
とを見出し、またこの触媒を用いることによりフェノー
ルまたはアルキルフェノール類を高い空時収率で製造し
得ることを見出し、本発明を完成させた。
【0015】すなわち、本発明の触媒は、酸化鉄と酸化
ニッケルと酸化バナジウムおよび/または酸化モリブデ
ンとアルカリ金属酸化物および/またはアルカリ土類金
属酸化物とからなり、酸化ニッケルと酸化鉄が主成分で
あってその比率がNiO/Feの重量比で0.1
〜10であり、酸化バナジウムまたは酸化モリブデンの
含有率が0.1〜10重量%であり、アルカリ金属酸化
物またはアルカリ土類金属酸化物の含有率が0.05〜
30重量%である、安息香酸を気相酸化してフェノール
を、そしてアルキル安息香酸を気相酸化してアルキルフ
ェノールを主成分として生成させうるものである。
【0016】触媒中の酸化ニッケルと酸化鉄との比率
(NiO/Fe)は、重量比で約0.1〜10.
0の範囲であり、特に0.3〜5の範囲が好ましい。酸
化ニッケルの占める割合が約10.0よりも大きい場合
は、完全燃焼によるCO、COの生成が増大し、フェ
ノールまたはアルキルフェノールの選択率が低下する。
また、酸化ニッケルの占める割合が約0.1よりも小さ
い場合は、ベンゼンまたはアルキルベンゼンの生成が顕
著となりフェノールまたはアルキルフェノールの選択率
が低下する。
【0017】酸化バナジウムは五酸化バナジウム(V2
5)から構成するのが好ましく、一酸化バナジウム
(VO)、三酸化バナジウム(V23)及び/または四
酸化二バナジウム(V24)等を含んでもよい。
【0018】酸化バナジウムの含有率は0.1〜10重
量%の範囲であり、特に0.5〜5重量%の範囲が好ま
しい。含有率が0.1重量%より小さい場合は経時的な
著しいフェノールまたはアルキルフェノールの選択率の
低下を示す。また含有率が10重量%より大きい場合は
完全燃焼によるCO、COの生成が増加する。
【0019】酸化モリブデンは三酸化モリブデン(Mo
3)から構成するのが好ましく、二酸化モリブデン
(MoO2)を含んでもよい。
【0020】酸化モリブデンの含有率は0.1〜10重
量%の範囲であり、特に0.5〜5重量%の範囲が好ま
しい。含有率が0.1重量%より小さい場合は経時的な
著しいフェノールまたはアルキルフェノールの選択率の
低下を示す。また含有率が10重量%より大きい場合は
完全燃焼によるCO、COの生成が増加する。
【0021】酸化バナジウムおよび酸化モリブデン成分
はいずれか一方が含まれていればよく、両酸化物の和で
0.1〜10重量%の範囲で含有されていれば、十分な触媒
性能が得られる。両酸化物の含有率は合計で、特に0.5
〜5重量%の範囲が好ましい。含有率が0.1重量%より
小さい場合は経時的な著しいフェノールまたはアルキル
フェノールの選択率の低下を示す。また含有率が10重量
%より大きい場合は完全燃焼によるCO、CO2の生成
が増加する。
【0022】アルカリ金属酸化物は、Li2O、Na2O、
2O、Rb2O、Cs2O等である。これらの中でナトリ
ウム及びカリウムの酸化物がCO、CO2の生成が少な
く、かつ安息香酸、アルキル安息香酸の転化率が高いの
で好ましい。
【0023】アルカリ金属酸化物の含有率は、約0.0
5〜30重量%の範囲であり、特に0.05〜10重量
%の範囲が好ましい。含有率が約0.05重量%より小
さい場合は、CO、COの生成が増加してフェノー
ル、アルキルフェノールの選択率が低下する。また、含
有率が約10重量%より大きい場合は、安息香酸、アル
キル安息香酸の転化率が低下する。
【0024】アルカリ土類金属酸化物は、MgO、Ca
O、SrO、BaO等である。これらの中でカルシウムの
酸化物がベンゼンやアルキルベンゼンの生成が少なく、
かつ安息香酸、アルキル安息香酸の転化率が高いので好
ましい。
【0025】アルカリ土類金属酸化物の含有率は約0.
05〜30重量%の範囲であり、特に0.05〜10重
量%の範囲が好ましい。含有率が約0.05重量%より
小さい場合は、CO、COの生成が増加してフェノー
ル、アルキルフェノールの選択率が低下する。また、含
有率が約30重量%より大きい場合は、安息香酸、アル
キル安息香酸の転化率が低下し、またベンゼン、アルキ
ルベンゼンの生成が増加してフェノール、アルキルフェ
ノールの選択性が低下する。
【0026】アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金
属酸化物成分はいずれか一方が含まれていればよいが、
両方含まれていてもよい。含有量は両酸化物の和で0.05
〜30重量%の範囲で含有されていればよい。
【0027】本発明の触媒には、各種化合物を添加する
ことができ、さらに、本発明の触媒を酸化チタン、シリ
カ等の触媒担体に担持させて使用することもできる。
【0028】本発明の触媒の製造は、従来この種の触媒
に使用されている一般的な調製方法で行うことができ
る。例えば、製造原料として、鉄、ニッケル、バナジウ
ムまたはモリブデンおよびアルカリ金属またはアルカリ
土類金属の硝酸塩、炭酸塩、有機酸塩、ハロゲン化物、
水酸化物、酸化物等を使用できる。鉄、ニッケル、バナ
ジウムまたはモリブデンおよびアルカリ金属またはアル
カリ土類金属の上記化合物の混合方法は、通常の沈澱
法、混練法、含浸法等を使用できる。例えば、調製した
水酸化鉄と水酸化ニッケルのゲル状混合物に、バナジウ
ムまたはモリブデン及びアルカリ金属またはアルカリ土
類金属の化合物をそのままあるいは溶液の状態で混合し
た後、乾燥、焼成する。また、酸化鉄と酸化ニッケルの
混練物に、バナジウムまたはモリブデンおよびアルカリ
金属またはアルカリ土類金属の化合物を混合してもよ
く、酸化鉄と酸化ニッケルの混合焼成物にバナジウムま
たはモリブデンおよびアルカリ金属またはアルカリ土類
金属の化合物を混合してもよく、酸化鉄と酸化ニッケル
の混合焼成物にバナジウムまたはモリブデンおよびアル
カリ金属またはアルカリ土類金属の化合物を含浸担持し
てもよく、さらに、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化バナジ
ウムまたは酸化モリブデンおよびアルカリ金属またはア
ルカリ土類金属の酸化物を粉末にして混合した後、圧縮
成形してペレット状にしてもよい。
【0029】触媒は酸化鉄と酸化ニッケルの混合以降の
調製段階において、空気中または不活性ガス中で焼成処
理して、酸化鉄、酸化ニッケル、鉄とニッケルとの複合
酸化物の1種または2種以上に結晶化させることが好ま
しい。一般に、通常の方法により調製した触媒を、さら
に約600℃以上の温度で焼成処理すると、比表面積が低
下し、それにともなって触媒活性が低下する。しかしな
がら、本発明に用いられる触媒は、焼成温度が約600〜9
00℃の範囲では、焼成温度の上昇とともに比表面積が低
下するが、フェノール、アルキルフェノールの生成活性
は向上し、高い安息香酸、アルキル安息香酸の転化率と
高いフェノール、アルキルフェノールの選択性が得られ
る。焼成温度が約600℃より低いと、完全燃焼によるC
O、CO2生成反応のみが進行し、フェノール、アルキ
ルフェノールの生成はほとんどみられなくなり、かつ触
媒表面に炭素質物質の析出をもたらす。また、焼成温度
が約900℃より高いと、安息香酸、アルキル安息香酸の
転化率が著しく低く、フェノール、アルキルフェノール
の生成も微量である。
【0030】次に、本発明のフェノール、アルキルフェ
ノールの製造方法について説明する。製造原料は安息香
酸あるいはモノアルキル安息香酸である。モノアルキル
安息香酸のアルキル基の置換位置はオルト、メタ、パラ
のいずれであってもよい。アルキル基は炭素数が1〜
8、好ましくは1〜5、特に好ましくは1〜3程度のも
のである。具体例としては、トルイル酸、エチル安息香
酸、イソプロピル安息香酸等があげられる。
【0031】この方法では、原料の安息香酸あるいはア
ルキル安息香酸と共に酸素を供給するが、供給する酸素
は原料の安息香酸あるいはアルキル安息香酸に対して理
論量以上あればよく、約0.5〜50倍モルの範囲が好まし
い。酸素の供給量が約50倍モルより多い場合は、原料の
安息香酸あるいはアルキル安息香酸の完全酸化が起こり
やすくなる。また、酸素の供給量が約0.5倍モルより少
ない場合は、充分な安息香酸、アルキル安息香酸の転化
率を得られない。
【0032】また、供給する酸素は、分子状酸素でもよ
いが、一般的には空気が使用され、さらにこれを不活性
ガスで希釈したものでもよい。
【0033】反応は、一般に水蒸気の存在下において行
うが、供給する水蒸気は原料の安息香酸あるいはアルキ
ル安息香酸に対して約1倍モルから100倍モルの範囲が好
ましい。水蒸気の供給量が約100倍モルより多いと経済
的でなく、また約1倍モルより少ないと一般にフェノー
ル、アルキルフェノールの選択率が低下する。
【0034】空間速度は、約100〜50000h-1の範囲が好
ましい。空間速度が約100h-1より小さい場合は、充分
な空時収率が得られず、また、約50000h-1より大きい場
合は、安息香酸、アルキル安息香酸の転化率が低くな
る。
【0035】反応温度は、約200〜600℃の範囲が好まし
く、特に約300〜500℃の範囲が好ましい。反応温度が約
600℃より高いとフェノール、アルキルフェノールの選
択率が低下し、また、反応温度が約200℃より低いと安
息香酸、アルキル安息香酸の転化率が低くなる。
【0036】反応圧力は、反応条件下で供給原料が気体
状態を保つ範囲であれば特に制限はないが、通常は常圧
または若干の加圧状態である。
【0037】なお、本発明の方法においては、固定床、
流動床のいずれの装置を用いてもよい。
【0038】
【実施例】
実施例1 硝酸鉄(Fe(NO3)3・9H2O)200gと硝酸ニッケル
(Ni(NO3)2・6H2O)144gとをイオン交換水500ml
に溶解させたものと、水酸化ナトリウム約100gをイオ
ン交換水500mlに溶解させたものとを、常温のイオン交
換水2lに、pHを7〜8に保ちながら滴下した。滴下
終了後、約1時間撹拌を続け、生成した沈澱の濾過およ
び洗浄を行った。
【0039】このゲル状物質に、炭酸ナトリウム(Na2
CO3・10H2O)2.24gを含む100mlの水溶液を加え、
約1時間攪拌した。そして、ゲル状物質を空気中、120
℃で24時間乾燥し、さらに空気中、800℃で4時間焼成
した。
【0040】次に、上記操作によって得られたものを水
約50mlにメタバナジン酸アンモニウム(NH4VO3)2
g、及び蓚酸((COOH)2)4gを溶解した水溶液に
投入し、蒸発乾固した。これを120℃で24時間乾燥し、5
00℃で3時間焼成して、目的の触媒を得た。得られた触
媒の組成は、Fe23:NiO:Na2O:V25=50.3:
47.1:0.6:2.0(重量比)であった。
【0041】実施例2〜8 酸化バナジウムの含有率の異なる触媒を、実施例1と同
じ方法により調製した。得られた触媒はそれぞれ実施例
111〜117で使用され、その組成は表7〜表8に示されて
いる。
【0042】実施例9〜15 酸化ナトリウムの含有率の異なる触媒を、実施例1と同
じ方法により調製した。得られた触媒はそれぞれ実施例
118〜124で使用され、その組成は表9〜表10に示されて
いる。
【0043】実施例16〜20 酸化バナジウムと酸化ナトリウムの含有率の異なる触媒
を、実施例1と同じ方法により調製した。得られた触媒
はそれぞれ実施例125〜129で使用され、その組成は表11
に示されている。
【0044】実施例21〜26 Fe23とNiOの組成比が異なる触媒を、実施例1と同
じ方法により調製した。得られた触媒はそれぞれ実施例
130〜135で使用され、その組成は表12〜13に示されてい
る。
【0045】実施例27〜31 バナジウム成分を担持する前のFe23−NiO−Na2
の焼成温度を変化させた以外、実施例1と同じ方法によ
り調製した。得られた触媒はそれぞれ実施例136〜140で
使用され、その組成は表14に示されている。
【0046】実施例32 硝酸鉄(Fe(NO3)3・9H2O)200gと硝酸ニッケル
(Ni(NO3)2・6H2O)144gとをイオン交換水500mlに
溶解させたものと、水酸化ナトリウム約100gをイオン
交換水500mlに溶解させたものとを、常温のイオン交換
水2lに、pHを7〜8に保ちながら滴下した。滴下終
了後、約1時間攪拌を続け、生成した沈澱の濾過および
洗浄を行った。
【0047】このゲル状物質に、炭酸ナトリウム(Na2
CO3・10H2O)3.68gを含む100mlの水溶液を加え、
約1時間攪拌した。そして、ゲル状物質を空気中、120
℃で24時間乾燥し、さらに空気中、800℃で4時間焼成
した。
【0048】次に上記操作によって得られたものを水約
50mlにモリブデン酸アンモニウム((NH4)6Mo724
・4H2O)2.93gを溶解した水溶液に投入し、蒸発乾
固した。これを120℃で24時間乾燥し、500℃で3時間焼
成して、目的の触媒を得た。得られた触媒の組成は、F
e23:NiO:Na2O:MoO3=49.6:46.4:1.0:3.0
(重量比)であった。
【0049】実施例33〜38 酸化モリブデンの含有率の異なる触媒を、実施例32と同
じ方法により調製した。得られた触媒はそれぞれ実施例
141〜147で使用され、その組成は表15〜表16に示されて
いる。
【0050】実施例39〜45 酸化ナトリウムの含有率の異なる触媒を、実施例32と同
じ方法により調製した。得られた触媒はそれぞれ実施例
148〜154で使用され、その組成は表17〜表18に示されて
いる。
【0051】実施例46〜50 酸化モリブデンと酸化ナトリウムの含有率の異なる触媒
を、実施例32と同じ方法により調製した。得られた触媒
はそれぞれ実施例155〜159で使用され、その組成は表19
に示されている。
【0052】実施例51〜56 Fe23とNiOの組成比が異なる触媒を、実施例32と同
じ方法により調製した。得られた触媒はそれぞれ実施例
160〜165で使用され、その組成は表20〜表21に示されて
いる。
【0053】実施例57〜61 モリブデン成分を担持する前のFe23−NiO−Na2
の焼成温度を変化させた以外、実施例32と同じ方法によ
り調製した。得られた触媒はそれぞれ実施例166〜170で
使用され、その組成は表22に示されている。
【0054】実施例62 硝酸鉄(Fe(NO3)3・9H2O)200gと硝酸ニッケル
(Ni(NO3)2・6H2O)144gとをイオン交換水500mlに
溶解させたものと、水酸化ナトリウム約100gをイオン
交換水500mlに溶解させたものとを、常温のイオン交換
水2lに、pHを7〜8に保ちながら滴下した。滴下終
了後、約1時間攪拌を続け、生成した沈澱の濾過および
洗浄を行った。
【0055】このゲル状物質に、炭酸ナトリウム(Na2
CO3・10H2O)3.70gを含む100mlの水溶液を加え、
約1時間攪拌した。そして、ゲル状物質を空気中、120
℃で24時間乾燥し、さらに空気中、800℃で4時間焼成
した。
【0056】次に上記操作によって得られたものにメタ
バナジン酸アンモニウム(NH4VO 3)2.06g、及び蓚
酸((COOH)2)4gを溶解した水溶液25mlと、モリ
ブデン酸アンモニウム((NH4)6Mo724・4H2O)
1.47gを溶解した水溶液25mlを投入し、蒸発乾固した。
これを120℃で24時間乾燥し、500℃で3時間焼成して、
目的の触媒を得た。得られた触媒の組成は、Fe23
NiO:Na2O:V25:MoO3=49.3:46.2:1.0:2.
0:1.5(重量比)であった。
【0057】実施例63〜71 酸化バナジウムと酸化モリブデンの含有率の異なる触媒
を、実施例69と同じ方法により調製した。得られた触媒
はそれぞれ実施例172〜180で使用され、その組成は表23
〜表25に示されている。
【0058】実施例72 炭酸ナトリウム2.24gの代わりに炭酸カリウム(K2
3)0.71gを使用する以外、実施例1と同じ方法により
調製した。得られた触媒は実施例181で使用され、その
組成は表26に示されている。
【0059】実施例73 炭酸ナトリウム2.24gの代わりに炭酸リチウム(Li2
3)1.20gを使用する以外、実施例1と同じ方法によ
り調製した。得られた触媒は実施例182で使用され、そ
の組成は表26に示されている。
【0060】実施例74 炭酸ナトリウム2.24gの代わりに炭酸ルビジウム(Rb2
CO3)0.60gを使用する以外、実施例1と同じ方法に
より調製した。得られた触媒は実施例183で使用され、
その組成は表26に示されている。
【0061】実施例75 炭酸ナトリウム2.24gの代わりに炭酸セシウム(Cs2
3)0.56gを使用する以外、実施例1と同じ方法によ
り調製した。得られた触媒は実施例184で使用され、そ
の組成は表26に示されている。
【0062】実施例76 硝酸鉄(Fe(NO3)3・9H2O)200gと硝酸ニッケル
(Ni(NO3)2・6H2O)144gとをイオン交換水500mlに
溶解させたものと、水酸化ナトリウム約100gをイオン
交換水500mlに溶解させたものとを、常温のイオン交換
水2lに、pHを7〜8に保ちながら滴下した。滴下終
了後、約1時間攪拌を続け、生成した沈澱の濾過および
洗浄を行った。
【0063】このゲル状物質に、炭酸ナトリウム(Na2
CO3・10H2O)3.70gを含む100mlの水溶液とメタバ
ナジン酸アンモニウム(NH4VO3)2.06g、及び蓚酸
((COOH)2)4gを溶解した水溶液25mlと、モリブ
デン酸アンモニウム((NH 4)6Mo724・4H2O)1.
47gを溶解した水溶液25mlをそれぞれ加え、約1時間攪
拌した。そして、ゲル状物質を空気中、120℃で24時間
乾燥し、さらに空気中、800℃で4時間焼成し目的の触
媒を得た。得られた触媒の組成は、Fe23:NiO:N
a2O:V25:MoO3=49.3:46.2:1.0:2.0:1.5
(重量比)であった。
【0064】実施例77 硝酸鉄(Fe(NO3)3・9H2O)200gと硝酸ニッケル
(Ni(NO3)2・6H2O)144gとをイオン交換水500mlに
溶解させたものと、水酸化ナトリウム約100gをイオン
交換水500mlに溶解させたものとを、常温のイオン交換
水2lに、pHを7〜8に保ちながら滴下した。滴下終
了後、約1時間攪拌を続け、生成した沈澱の濾過および
洗浄を行った。
【0065】このゲル状物質に、炭酸ナトリウム(Na2
CO3・10H2O)3.70gを含む100mlの水溶液を加え、
約1時間攪拌した。そして、ゲル状物質を空気中、120
℃で24時間乾燥し、さらに空気中、800℃で4時間焼成
した。
【0066】次に上記操作によって得られたものを粉末
化し、五酸化バナジウム粉末(V25)1.55gと混合し
た後、圧縮成型して半径1mm、長さ5mmの円柱形触媒を
得た。得られた触媒の組成は、Fe23:NiO:Na
2O:V25=50.3:47.1:0.6:2.0(重量比)であっ
た。
【0067】実施例78 硝酸鉄(Fe(NO3)3・9H2O)200gと硝酸ニッケル
(Ni(NO3)2・6H2O)144gとをイオン交換水500mlに
溶解させたものと、水酸化ナトリウム約100gをイオン
交換水500mlに溶解させたものとを、常温のイオン交換
水2lに、pHを7〜8に保ちながら滴下した。滴下終
了後、約1時間攪拌を続け、生成した沈澱の濾過および
洗浄を行った。
【0068】そして、ゲル状物質を空気中、120℃で24
時間乾燥し、さらに空気中、800℃で4時間焼成した。
【0069】次に上記操作によって得られたものに、炭
酸ナトリウム(Na2CO3・10H2O)2.24gを含む100m
lの水溶液を加え、さらに水約50mlにメタバナジン酸ア
ンモニウム(NH4VO3)2g、及び蓚酸((COO
H)2)4gを溶解した水溶液を投入し、蒸発乾固した。
これを120℃で24時間乾燥し、500℃で3時間焼成して、
目的の触媒を得た。得られた触媒の組成は、Fe23
NiO:Na2O:V25=50.3:47.1:0.6:2.0(重量
比)であった。
【0070】実施例79 酸化水酸化鉄(FeO(OH))43.98gと水酸化ニッケ
ル(Ni(OH)2)45.91gと炭酸ナトリウム(Na2CO3
・10H2O)3.70gさらに五酸化バナジウム粉末(V
25)1.55gと粉末混合した後、空気中、800℃で4時
間焼成した。さらにこれを圧縮成型して半径1mm、長さ
5mmの円柱形触媒を得た。得られた触媒の組成は、Fe2
3:NiO:Na2O:V25=50.3:47.1:0.6:2.0
(重量比)であった。
【0071】実施例80 炭酸ナトリウム2.24gの代わりに硝酸マグネシウム(M
g(NO3)2・6H2O)3.09gを使用する以外、実施例1
と同じ方法により調製した。得られた触媒は実施例189
で使用され、その組成は表28に示されている。
【0072】実施例81 炭酸ナトリウム2.24gの代わりに硝酸カルシウム(Ca
(NO3)2・4H2O)2.04g使用する以外、実施例1と
同じ方法により調製した。得られた触媒は実施例190で
使用され、その組成は表28に示されている。
【0073】実施例82 炭酸ナトリウム2.24gの代わりに硝酸ストロンチウム
(Sr(NO3)2)0.99gを使用する以外、実施例1と同じ
方法により調製した。得られた触媒は実施例191で使用
され、その組成は表28に示されている。
【0074】実施例83 炭酸ナトリウム2.24gの代わりに硝酸バリウム(Ba(N
3)2)0.83gを使用する以外、実施例1と同じ方法に
より調製した。得られた触媒は実施例192で使用され、
その組成は表28に示されている。
【0075】実施例84 炭酸ナトリウム3.68gの代わりに硝酸マグネシウム(M
g(NO3)2・6H2O)5.08gを使用する以外、実施例32
と同じ方法により調製した。得られた触媒は実施例193
で使用され、その組成は表29に示されている。
【0076】実施例85 炭酸ナトリウム3.68gの代わりに硝酸カルシウム(Ca
(NO3)2・4H2O)3.35g使用する以外、実施例32と
同じ方法により調製した。得られた触媒は実施例194で
使用され、その組成は表29に示されている。
【0077】実施例86 炭酸ナトリウム3.68gの代わりに硝酸バリウム(Ba(N
3)2)1.36gを使用する以外、実施例32と同じ方法に
より調製した。得られた触媒は実施例195で使用され、
その組成は表29に示されている。
【0078】比較例1 メタバナジン酸アンモニウムと蓚酸を使用しない以外、
実施例1と同じ方法により調製した。
【0079】比較例2 特公昭64−934号公報に記載された実施例1に従って触媒
を調製した。すなわち、モリブデン酸アンモン1.73g、
メタバナジン酸アンモン1.72g、硝酸銅4.14gを28%濃
度アンモニア水75g、モノエタノールアミン4gとイオ
ン交換水80gに混合させた溶液にγ−アルミナ30gを浸
漬した。80℃で10分間加熱後、エバポレーター中で1時
間減圧下蒸発乾固させ、さらに750℃で3時間焼成し
た。この触媒を水酸化ナトリウム2.74gを含むイオン交
換水20gに浸漬した後エバポレーター中で蒸発乾固さ
せ、さらに600℃で8時間焼成した。
【0080】比較例3 特公昭59−20384号公報に記載された実施例1に従って触
媒を調製した。すなわち、硝酸銅120g及びオキシ硝酸
ジルコニウム18gをイオン交換水30gに溶解し、70〜80
℃に加熱した。この溶液にα−アルミナ100gを浸漬
し、乾燥後、750℃で2時間焼成した。この触媒を水酸化
カリウム4.3gを含むイオン交換水30gに浸漬し乾燥
後、500℃で16時間焼成した。
【0081】II.反応方法 触媒を所定のメッシュに粉砕し、内径20mmの石英管に所
定量充填した。そして、この反応管に安息香酸、水蒸
気、空気を所定量供給し、所定の温度で反応させた。
【0082】III.反応条件および反応結果 実施例87〜90 実施例1の触媒を用い反応温度を変化させた。反応条件
および反応結果を表1に示す。
【0083】実施例91〜98 実施例1の触媒を用いSVを変化させた。反応条件およ
び反応結果を表2及び表3に示す。
【0084】実施例99〜102 実施例1の触媒を用い空気濃度を変化させた。反応条件
および反応結果を表4に示す。
【0085】実施例103〜106 実施例1の触媒を用い水蒸気量を変化させた。反応条件
および反応結果を表5に示す。
【0086】実施例107〜110 実施例1の触媒を用い原料を変化させた。反応条件およ
び反応結果を表6に示す。
【0087】実施例111〜114 実施例2〜5の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表7に示す。
【0088】実施例115〜117 実施例6〜8の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表8に示す。
【0089】実施例118〜121 実施例9〜12の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表9に示す。
【0090】実施例122〜124 実施例13〜15の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表10に示す。
【0091】実施例125〜129 実施例16〜20の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表11に示す。
【0092】実施例130〜133 実施例21〜24の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表12に示す。
【0093】実施例134〜135 実施例25〜26の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表13に示す。
【0094】実施例136〜140 実施例27〜31の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表14に示す。
【0095】実施例141〜144 実施例32〜35の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表15に示す。
【0096】実施例145〜147 実施例36〜38の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表16に示す。
【0097】実施例148〜151 実施例39〜42の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表17に示す。
【0098】実施例152〜154 実施例43〜45の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表18に示す。
【0099】実施例155〜159 実施例46〜50の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表19に示す。
【0100】実施例160〜163 実施例51〜54の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表20に示す。
【0101】実施例164〜165 実施例55〜56の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表21に示す。
【0102】実施例166〜170 実施例57〜61の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表22に示す。
【0103】実施例171〜174 実施例62〜65の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表23に示す。
【0104】実施例175〜178 実施例66〜69の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表24に示す。
【0105】実施例179〜180 実施例70〜71の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表25に示す。
【0106】実施例181〜184 実施例72〜75の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表26に示す。
【0107】実施例185〜188 実施例76〜79の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表27に示す。
【0108】実施例189〜192 実施例80〜83の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表28に示す。
【0109】実施例193〜195 原料にO−トルイル酸を用い、実施例84〜86の触媒を用
いた。反応条件および反応結果を表29に示す。
【0110】比較例4〜6 比較例1〜3の触媒を用いた。反応条件および反応結果
を表30に示す。
【0111】実施例196、比較例7,8 実施例62、比較例2、比較例3の触媒を用い原料にO−
トルイル酸を用いた。反応条件および反応結果を表31に
示す。
【0112】
【表1】
【0113】
【表2】
【0114】
【表3】
【0115】
【表4】
【0116】
【表5】
【0117】
【表6】
【0118】
【表7】
【0119】
【表8】
【0120】
【表9】
【0121】
【表10】
【0122】
【表11】
【0123】
【表12】
【0124】
【表13】
【0125】
【表14】
【0126】
【表15】
【0127】
【表16】
【0128】
【表17】
【0129】
【表18】
【0130】
【表19】
【0131】
【表20】
【0132】
【表21】
【0133】
【表22】
【0134】
【表23】
【0135】
【表24】
【0136】
【表25】
【0137】
【表26】
【0138】
【表27】
【0139】
【表28】
【0140】
【表29】
【0141】
【表30】
【0142】
【表31】
【0143】
【発明の効果】本発明の触媒は、安息香酸またはアルキ
ル安息香酸の気相接触酸化によるフェノールまたはアル
キルフェノールの合成に対して、長時間にわたって高い
転化率および高い選択率を示し、特に600〜900℃
で焼成した触媒は高い転化率および選択率を示す。
【0144】また、本発明のアルキルフェノールまたは
フェノールの製造方法は高い空時収率でこれらを生成さ
せる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C07B 61/00 300 B01J 23/84 301Z (72)発明者 小西 武史 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 橘 躍動 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 鹿田 勉 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−330944(JP,A) 特開 平4−330945(JP,A) 特開 平4−104837(JP,A) 特開 平4−330946(JP,A) 特公 昭64−934(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 21/00 - 38/74 C07B 61/00 300

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化鉄と酸化ニッケルと酸化バナジウム
    または酸化モリブデンとアルカリ金属酸化物またはアル
    カリ土類金属酸化物とからなり、酸化ニッケルと酸化鉄
    が主成分であってその比率がNiO/Feの重量
    比で0.1〜10であり、酸化バナジウムまたは酸化モ
    リブデンの含有率が0.1〜10重量%であり、アルカ
    リ金属酸化物またはアルカリ土類金属酸化物の含有率が
    0.05〜30重量%である、安息香酸を気相酸化して
    フェノールを、そしてアルキル安息香酸を気相酸化して
    アルキルフェノールを主成分として生成させる触媒
  2. 【請求項2】 安息香酸またはオルト、メタもしくはパ
    ラの位置に炭素数が1〜8のアルキル基が置換されたモ
    ノアルキル安息香酸を含有するガスを請求項1記載の触
    媒に接触させて気相酸化することを特徴とするフェノー
    ルまたはモノアルキルフェノールの製造方法
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