JP3145101B2 - オレフインから不飽和アルデヒドを製造するための触媒および該触媒の製造法 - Google Patents

オレフインから不飽和アルデヒドを製造するための触媒および該触媒の製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の分野 本発明は、管束反応器中で使用される、アクロレイン
へのプロペンの不均質触媒ガス相酸化のための触媒に関
する。
従来の技術 不均質触媒のプロペンと、酸素含有ガスとの強烈な発
熱反応は、望ましい生成物のアクロレインとともに一連
の望ましくない副生成物を生じる。例えば、管束反応器
中での反応熱の十分な導出によって触媒の局所的過熱、
ひいては伴なって現れる高められ副生成物形成を阻止す
ることができることは、公知である。
更に、触媒体の大きさおよび外部形状によって触媒堆
積物の圧力損失に影響を及ぼすことができることは、公
知である。触媒体の内部構造(多孔度、拡散路の長さ)
は、触媒中での物質輸送および熱輸送を決定的に定め、
かつ同時に触媒活性物質の組成とともに選択度に対する
決定的な影響を有する。高い圧力強度および摩耗強度
は、触媒を工業的実施において使用することができるた
めの前提条件である。高い摩耗により、管束反応器の管
の充填の際に個々の管の圧力損失の分散が高く、それに
よって選択度に支障を伴ないながら管束反応器の異なる
貫流が生じることをまねく。
西ドイツ国特許第3125061号明細書には、殻型触媒の
使用下でアクロレインを製造する方法が記載されてい
る。
殻型触媒の場合には、不活性担体の温度平衡作用によ
って局所的過熱が阻止され;比較的に薄い殻の場合に
は、ガス状反応体の拡散路は短かい。
西ドイツ国特許出願公開第3338380号明細書には、ア
クロレインへのプロペンの酸化のために環状もしくは中
空円筒状触媒が記載されており、この触媒は、Mo、Fe、
BiおよびWを含有する物質から完成されている。この触
媒は、殻型触媒の不活性核を“不活性空所”によって代
え、かつ殻が2つの相対する箇所で空所への反応体の侵
入のために開いていることにより殻型触媒から導出され
て現われることができる。殻型触媒と比較して、この環
状もしくは中空円筒状触媒は、外部表面積対容積の拡大
された比を有する。それによって、この活性物質は、反
応体にとって良好に得ることができる。低い圧力損失お
よび殻型触媒の高い熱導出は、この場合にも存在する。
“中空触媒”の際に十分な機械的性質を達成するため
に、活性物質は、強力に圧縮され、このことにより、内
部構造に不利な影響が及ぼされる。
また、環状の形の、この場合には勿論充填可能性を改
善するために丸みを付けられた前面を有する触媒は、欧
州特許出願公開第0184790号明細書に記載されている
が、この場合には、触媒物質も特殊な製造法も記載され
ておらず、殊に特に有利な内部構造を達成するための手
段は示されていない。
活性物質を最適に利用するために、触媒の内部構造
は、それ自体可能な高い反応速度を触媒の内部での物質
輸送の妨害によって制限しないような程度に構成しなけ
ればならない。
この方針で行なわれる試験は、欧州特許出願公開第02
79374号明細書に示されている。この場合には、Mo、F
e、Biを含有する、比表面積、細孔容積および細孔分布
によって特徴付けられた触媒の製造方法が記載されてい
る。しかし、方法に応じて、ほぼ球状の形、すなわち表
面対容積の極めて小さい比を有する触媒粒子を得ること
ができるか、或いは粒子は、極めて小さくなるはずであ
る。しかし、このことに対して、工業的使用に対してそ
れと結び付いた高い圧力損失のために限界が設定されて
いる。
公知の技術水準により製造されかつ使用された触媒
は、説明された視点に関連して若干の欠点を有する。種
々の形成された物体の使用によって、拡散路を短縮する
ことの試みにより局所的過熱も回避され、触媒の適当な
内部構造によって触媒容積の改善された利用も達成され
る。
これまで、この種の詳細な方法により、このような触
媒を用いて工業的使用で使用される触媒容積につきアク
ロレインを取得する際に比較的に不満足な生産性のみが
達成されることが導かれた。このことは、経済的には著
しく不利である。それというのも、補償のために高い充
填容積を有する大型の高価な反応器を反応を実施する触
媒のために使用しなければならないからである。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、幾何学的表面積対容積の大きい比お
よび同時に僅かな低い拡散抵抗と一緒に前記欠点を克服
しかつ殊に驚異的に高い生産性を可能にする、分子状酸
素を含有するガスでの酸化によってオレフィンからの不
飽和アルデヒド、殊にプロペンからのアクロレインを製
造するための触媒を得ることであった。
課題を解決するための手段 本発明による触媒は、次の性質: a)原子比: Mo12Bi0.2〜100.25〜5Ox の少なくともモリブデン、蒼鉛、燐および酸素の元素な
らびに珪素含有支持材料を含有する活性物質; b)外部表面積Op対容量Vpの比が1.6mm-1を上廻り、任
意の幾何学的形状の触媒体を直接になお包囲する球の直
径が7.5mm未満である、任意の幾何学的形状の触媒; c)少なくとも0.46の触媒体の多孔度、 微小細孔(<2nm)の存在、 少なくとも0.03cm3/g、特に0.03〜0.10cm3/gのメソ細孔
容積(2〜30nm)ならびに 少なくとも0.30cm3/g、特に0.30〜0.50cm3/gのマクロ細
孔容積(>30nm); d)少なくとも1.25g/cm3、特に1.25〜1.85g/cm3の触媒
体の水銀密度; e)少なくとも10m2/g、特に10〜25m2/gのBETによる比
表面積; f)少なくとも6.0Nの破断強度; g)触媒50mg/g以下の摩耗; h)直径2cmを有する管中に導入された触媒堆積物の160
0Pa/m以下の圧力損失が組み合わされていることを特徴
付けられている。
本発明による触媒は、少なくともモリブデン、蒼鉛お
よび燐を主張した原子比で含有する、重要なガス相酸化
に好適な全ての複酸化物処方の場合に達成可能な空時収
量の点で大きな利点を有する。高い空時収量に必要とさ
れる活性は、外部表面積積と容積との有利な比および有
利な内部構造によって可能となる。表面積と容積との拡
大された比によって、そのつどの触媒活性物質は、反応
体にとって十分に入手することができ、かつ拡散路は短
かい。好ましい内部構造は、触媒内部での拡散抵抗が僅
かであるという結果を生じる。
大きい内部表面積に不可避の高い活性は、それによっ
て良好に利用することができる。原則的に触媒体中での
減少された拡散抵抗は、選択度に有利な影響をも有す
る。
本発明による触媒の物体は、任意の幾何学的形状を有
することができる。好ましい物体形は、添付図面に示さ
れている。
その間に開発された、前記基本成分を有する触媒処方
の中、組成: Mo12Fe0.4〜4.0Co0.4〜4.0Ni1.0〜9.0Bi0.2〜2.0P(A
s)0.2〜2.0K(Rb,Cs)0〜0.1Sm0.01〜0.2Si5〜40Ox
を有し、この場合珪素の元素は、熱分解法または高分散
性沈降珪素、珪酸ゾル、微粒状珪酸アルミニウムとし
て、殊にモンモリロン石で形で存在する物質が特に好適
であることが判明した。
この処方のもう1つの好ましい変形は、組成: Mo12Fe0.6〜2.0Co0.6〜2.0Ni2.0〜6.0Bi0.5〜1.5P(A
s)0.5〜1.5K(Rb,Cs)0.001〜0.05Sm0.02〜0.1Si
10〜30Oxを有する物質であり、この場合珪素の元素は、
熱分解法SiO2およびモンモリロン石の形で1:0.5〜1:4の
重量比で存在する。
この場合には、モノモリロン石が灼熱処理によって減
少された2.0m2/gよりも低いBETによる比表面積を有する
ことは、有利であることが判明した。
本発明のもう1つの対象は、基本組成の記載された触
媒および他の開発された変形の製造法である。
この方法は、 a)自体公知の方法で触媒活性の元素(Si以外)の塩溶
液から得られた共沈澱物の懸濁液を不溶性の珪素含有固
体と合わせることによって混合し、この場合得られた懸
濁液を、300℃〜600℃の乾燥空気の開始温度および乾燥
粉末を分離する際の120℃〜220℃の温度ならびに平均粒
径30μm未満を有する噴霧粒子を発生させる霧化強度が
設けられている条件下で噴霧乾燥し、この場合乾燥装置
中での噴霧粒子の滞留時間は、2〜25秒であり、 b)乾燥噴霧粒子を炉中、特に回転管炉中で5〜60min
の滞留時間および320〜480℃の噴霧粒子の噴出温度で焼
成し、 c)焼成された噴霧粒子を噴霧粒子の量に対して5〜40
重量%の400℃以下の温度で完全に分解する孔形成剤お
よび割合が全部で噴霧粒子量に対して40重量%以下にな
る押出可能な物質を生じる量の湿潤剤、滑剤および結合
剤と一緒に、80℃よりも低い温度で望ましい幾何学的形
で50バールよりも低い圧力で押出し、押し出されたスト
ランドを所望の物体の長さに切断することによって分割
し、 d)押し出された個々の物体を乾燥し、次いで炉中、特
に回転管炉中で包含されている分解可能な物質を注意深
く焼成し、次いで5〜60minの滞留時間および単独体の
堆積物中で測定された450〜650℃の噴出温度で空気流中
で熱処理することによって特徴付けられる。
前記方法により、本質的に定義された条件下で出発物
質を噴霧乾燥し、記載した温度範囲で中間熱処理し、焼
成された噴霧粒子を孔形成剤および常用の加工助剤の定
義された量で重量的に制限された量で正確な押出条件下
で押出し、かつ上昇された温度水準で空気を用いて最後
に熱処理することの組合せからなる1つの優先的方法が
開発される。本発明による1つの好ましい実施態様によ
れば、孔形成剤として40μm未満の平均粒径を有する固
体のペンタエリトリットが使用される。ペンタエリトリ
ットとともに、孔形成剤としてセルロース粉末、尿素、
蓚酸およびポリビニルアルコールを使用することもでき
る。
共沈澱物の懸濁液を噴霧乾燥することによって、記載
の条件で高い内部多孔度を有する球状噴霧粒子は得られ
る。それによって、このような触媒にとって高い内部表
面積が得られる。中間熱処理によって、全部の分解性成
分は一次粒子から駆出され、それによって最終的な熱処
理の際に強度の減少は全く起こり得ない。
押出工程の際、特に一次粒子の粒度範囲内で供給され
た孔形成剤によって、最終的温度で微小細孔系が得ら
れ、この微小細孔系によって高い活性のメソ多孔質一次
粒子は、反応体にとって良好に得ることができる。押出
しの場合には、有利に滑剤として石油または水を使用す
ることができ、かつ湿潤剤および結合剤もしくは滑剤と
して1〜10%のメチルセルロース水溶液を、有利に水中
油型乳濁液の形で使用することができるか、または結合
剤として乾燥メチルセルロース粉末を使用することがで
きる。
450〜650℃での最終的な熱処理は、加熱の間に先行す
る注意深い焼成過程を包含する。しかし、押し出された
別個体の焼成および熱処理は、特殊な工程で行なうこと
もできる。2つの場合には、押し出された個別体および
空気流を焼成過程で向流で導きかつ焼成を最高で400℃
で行なう場合には、特に良好な結果が得られる。
分子状酸素を含有するガスを用いて不飽和アルデヒド
へのオレフィンの酸化に新規の触媒を使用する場合、例
えばこの場合に有利なプロペンからのアクロレインの製
出の場合には、高い生産性を導く極めて有利な作業条件
を使用することができる。この反応は、300〜380℃の温
度および1,4〜2.2バールの圧力で実施される。この場
合、反応成分プロペン、空気、不活性ガス、水は、1:6
〜9:3〜12:0〜5の比で毎時触媒堆積物を1dm3当たりプ
ロペン2〜8モルの比荷重で触媒堆積物に供給される。
不活性ガスの代わりに、有利に縮合可能な成分が分離さ
れた、反応からの排ガスが使用される。特に有利な結果
は、管が16〜25mmの内径を有する管束反応を使用する際
に得られる。
実施例 次に、本発明を実施例につき詳説する: 例中に記載の測定値は、次のようにして測定される: 1)多孔度の測定: 多孔度を水銀密度およびヘリウム密度から計算する: 多孔度=(1−Hg密度/He密度)・100 (寸法なし) “多孔度”は、触媒の全容積に対する触媒質量の空の
容積の百分率での割合として定義される。
2)メソ細孔容積の測定: Barrett、E.P.:Joyner,L.G.;Halenda,P.P.J.Am.Chem.
Soc.,73(1951)、第373頁 3)マクロ細孔容積の測定: カルロ−エルバ(Carlo−Erba)ポロシメーター200〜
1000バールの圧力を用いてのHg圧入方法; 4)嵩密度、水銀密度(見掛け密度)およびヘリウム密
度(実際の密度)の測定; 嵩密度は、内径20mmの真直ぐの鋼管に1分間均一に触
媒200gを充填し、生じる触媒堆積物の高さを測定するこ
とにより定められる。
水銀密度は、容積25mlの比重瓶中に200μmに粉砕さ
れた触媒2gを装入し、次にこの比重瓶に水銀を注意深く
充填することにより定められる。比重瓶を充填するため
に触媒試料を用いるかまたは触媒試料を用いることなし
に必要とされる水銀の質量および触媒試料それ自体の質
量から、触媒の水銀密度(または見掛け密度)は、得ら
れる。触媒質量のヘリウム密度(または実際の密度)
は、ベックマン(Beckmann)空気比較比重瓶を用いて定
められる。
5)DIN66131によるBET比表面積の測定(測定ガス
N2): 加熱条件:100℃で15時間乾燥し; 200℃で1時間真空中で脱ガス化した; 6)破断強度の測定: エルウェカ(Erweka)TBA28を用いての押出方向に対
して垂直の測定、100回の個々の測定値±標準偏差から
の算術平均; 7)摩耗の測定: ロッヘ フリアビレーター(Roche Friabilator)TA3
−Rを用いての測定、秤量された量50g、10rpm、負荷時
間5min;触媒mg/gでの触媒粒子(1mmの摩耗量としての結
果の記載; 8)圧力損失の測定: 下端部が金網で閉鎖されている内径2cmの管中に均一
に1分間で、触媒堆積物の高さが1mであるような程度の
量の触媒を充填する。この堆積物を20℃の空気1Nm3/hと
一緒に貫流し、圧力損失を測定する; 9)粒径分布の測定: この測定は、シラス(CILAS)粒度計を用いて行なわ
れる。懸濁液としてエタノールを使用する。凝集物を破
壊するために、超音波を用いて1分間脱凝集(Desagglo
merieren)する。
10)触媒の性質の測定: 完成触媒の触媒作用を外側から塩浴によって冷却され
ている内径20.5mmの工業用反応管中で250cmの触媒堆積
物の長さの際にアクロレインへのプロペンの反応につき
試験する。この反応をプロペン5.8モル(もしくは第3
表に*で示したプロペン5.2モル/h)、空気43.5モル/
h、排ガス34.8モル(組成:O25%,プロペン1%、不活
性ガス94%(CO2、CO、N2、Ar、プロパン))およびH2O
2.9モル/hの供給ならびに1.8バールの圧力で触媒堆積
物への侵入の際に実施する。調節された塩浴温度、管中
央部で最大で得られた過剰温度(発熱)および測定され
た変換率および収率は、第3表に記載されている。
この場合、アクロレインの収率(%)は、 として定義され、アクリル酸の収率(%)は、 として定義され、プロペンの変換率%は、 として定義され、アクロレインの選択率(%)は、 として定義され、アクリル酸の選択率(%)は、 として定義され、アクロレインの生産性は、 して定義されている。
次の例は、第1表に記載の触媒の製造および使用に関
する。
既に西ドイツ国特許第1129150号明細書中に記載され
ている、第1表中で例No.1で記載の触媒組成物は、第1
図の幾何学的形状IIIで製造される。
例1 活性触媒相を得るための共沈澱物を、Bi(NO3・5
H2O 4918g、H2MoO4 2299gおよび85%のH3PO4 134gを
先に濃厚HNO3 460gが添加されている水3380g中に室温
で強力に撹拌しながら搬入することにより得る。生成さ
れる懸濁液を30%の水性シリカゲル懸濁液6338gに添加
する。この懸濁液を水4250gで希釈し、かつ噴霧乾燥器
中で500℃の乾燥空気の入口温度で乾燥する。乾燥空気
量対噴霧された懸濁液量の比は、噴霧乾燥器中で噴霧粒
子の6秒の滞留時間を保持するようにして調節される。
霧化強度は、平均粒径p=6μmを有しる噴霧粒子が
得られるように選択される。
乾燥した噴霧粒子を回転管炉中で60分間の滞留時間で
350℃の噴霧粒子中の最大温度で焼成する。
焼成した粉末1.5kgを混練機/押出機組合せ体中に装
入し、p=40の平均粒径を有するペンタエリトリット
0.375kg(“微粉砕した”)と5分間混合する。この混
合物に、先に石油100gを乳化させた10%のチロース溶液
600gを添加する。次に、この物質を均一な可塑性状態が
達成されるまで長時間混練する。次に、押出は、10バー
ルの圧力および20℃の温度で押し出される物質中で行な
われる。押し出された中空ストランドをそれぞれ5mmず
つ切断し、この切断された直径5mm、長さ5mmおよび内径
1.8mmの環状物を室温で乾燥させる。
乾燥させた環状物を加熱した管炉中に搬入し、かつ2m
in-1の回転数および空気過剰量の際に回転管炉を通して
移動する堆積物中で550℃の噴霧温度に加熱する。この
場合、回転管炉中での滞留時間は60minである。
触媒組成物もしくはその前駆物質について測定された
物理的性質は、第2表に記載されており、かつアクロレ
インを製造する際の触媒の作用は、第3表に記載されて
いる。
次に比較例1の場合には、西ドイツ国特許第1129150
号明細書に記載の触媒組成物を常法で5×5mmのタブレ
ットに変形することが記載される。
比較例1 活性触媒相を製造するための共沈澱物を例1の場合と
同様に得る。生じる懸濁液を回転蒸発器中で真空中で蒸
発濃縮して乾燥物質にする。この乾燥残留物を微粉砕
し、かつ1mmの篩を通して篩別する。得られた粉末にス
テアリン酸5重量%を圧縮助剤として混合する。この混
合物をタブレット成形機中で5×5mmのタブレットに変
形する。このタブレットを空気循環乾燥炉中で付加的に
新しい空気を供給しながら538℃で15時間熱処理する。
第1表中で例No.2で記載された触媒組成物を第1図の
幾何学的形状IIで次にようにして得た: 例2 活性触媒相を得るための共沈澱物を、Fe(NO3・9
H2O 484.8g、Co(NO3・6H2O 291.0g、Ni(NO3
・6H2O 1163.2gおよびKNO3 2.5kgを水3.1中に溶
解し、この溶液に撹拌しながら90℃でまず濃厚HNO3 10
6g中のSm2O3 17.4gの容器を添加する。この溶液にさら
に撹拌しながら高分散性珪酸601g(Aerosil 200)およ
び熱処理したモンモリロン石1202g(BETによる比表面積
〈1m2/g)を添加する。別個の容器中でH2O 2.7中の
(NH46Mo7O24・6H2O 2118.6gの溶液を60℃で調製
し、この溶液に強力に撹拌しながら85%のH3PO4 92.2g
を添加する。
その後に、これら2つの溶液を強力に撹拌しながら合
わせ、かつ8.2%のNHO3 204g中のBi(NO3・5H2O
242.5gの溶液を添加する。得られた懸濁液を噴霧乾燥炉
中で550℃の乾燥空気の入口温度で乾燥する。
この場合、乾燥空気量対噴霧した懸濁液量の比は、17
0℃の出口温度が得られるように調節され、かつ懸濁液
量は、噴霧乾燥炉中での噴霧粒子の6秒の滞留時間が得
られるように調節される。霧化強度は、平均粒径d=
25μmを有する噴霧粒子が得られるように選択される。
乾燥した噴霧粒子を回転管炉中で30分間の滞留時間およ
び420℃の噴霧粒子中での最大温度で焼成する。
焼成された噴霧粒子1.6kgを混練機/押出機組合せ体
中に装入し、かつp=40μmの平均粒径を有するペン
タエリトリット0.4kg(“微粉砕”)と混合する。この
混合物中に、先に石油26.6gを乳化させた6重量%のチ
ロース溶液493gを添加する。次に、この物質を均一な可
塑性状態が達成されるまで長時間混練する。次に、押出
は、10バールの圧力および30℃の温度で押し出される物
質中で行なわれる。押し出された中空ストランドをそれ
ぞれ5mmずつ切断し、この切断された直径5mm、長さ5mm
および内径1.8mmの環状物を80℃で乾燥させる。
乾燥させた環状物を加熱した回転管炉中に搬入し、か
つ2min-1の回転数および空気過剰量の際に回転管炉を通
して移動する堆堆物中で600℃の噴霧温度に加熱する。
この場合、回転管炉中での滞留時間は30minである。
触媒組成物もしくはその前駆物質について測定された
物理的性質は、第2表に記載されており、かつアクロレ
インを製造する際の触媒の作用は、第3表に記載されて
いる。
例3の場合には、第2の場合と同じ触媒組成物が、第
2図の幾何学的形状IVで得られた。
例3 例2に相応して、活性触媒相の共沈澱物を得、乾燥
し、焼成し、かつ混練機/押出機組合せ体中で均一な可
塑性状態が達成されるまでの長時間混練する。押出し
は、15バールの圧力および32℃の温度で押し出された物
質中で行なわれる。第2図の形状IVで押し出された中空
ストランドをそれぞれ5mmずつ切断し、切断した触媒管
状物を乾燥し、かつ例2の場合と同様に回転管炉中で熱
処理する。
例4の場合には、例2の場合と同じ触媒組成物が、第
1図の幾何学的形状IIで得られた。
例4 例2に相応して、活性触媒相の共沈澱物を得、乾燥
し、焼成し、かつ混練機/押出機組合せ体中で均一な可
塑性状態が達成されるまでの長時間混練する。押出し
は、15バールの圧力および32℃の温度で押し出された物
質中で行なわれる。第1図の形状IIで押し出された中空
ストランドをそれぞれ5mmずつ切断し、切断した触媒管
状物を乾燥し、かつ例2の場合と同様に回転管炉中で熱
処理する。
比較例2の場合には、例2の場合と同じ触媒組成物
が、ストランド圧縮成形物の形で押し出された。
比較例2 例2に相応して、活性触媒相の共沈澱物を得、乾燥
し、焼成し、かつ混練機/押出機組合せ体中で均一な可
塑性状態が達成されるまでの長時間混練する。押出し
は、8バールの圧力および25℃の温度で押し出された物
質中で行なわれる。直径5mmの完全ストランドの形で押
し出された触媒物質をそれぞれ5mmずつ切断し、切断し
た触媒管状物を乾燥し、かつ例2の場合と同様に回転管
炉中で熱処理する。
次の例5、6および7の場合には、種々の触媒組成物
が例2の場合と同様に第1図の幾何学的形状IIIで得ら
れる。
例5 活性触媒相を得るための共沈澱物を、Fe(NO3・9
H2O 242.4g、Co(NO3・6H2O 232.8g、Ni(NO3
・6H2O 1744.8gおよびKNO3 5.1gを水3.1中に溶解
し、この溶液に撹拌しながら90℃でまず濃厚HNO3 212g
中のSm2O3 34.9gの溶液を添加する。この溶液にさらに
撹拌しながら高分散性珪酸300.5g(Aerosil200)および
熱処理したモンモリロン石300.5g(BETによる比表面積
〈1m2/g)を添加する。別個の容器中でH2O 2.7中の
(NH46Mo7O24・6H2O 2118.6gの溶液を60℃で調製
し、この溶液に強力に撹拌しながら85%のH3PO4 115.3
gを添加する。その後に、これら2つの溶液を強力に撹
拌しながら合わせ、かつ8.2%のNHO3 408g中のBi(N
O3・5H2O 485.1gの溶液を添加する。得られた懸濁
液を噴霧乾燥炉中で550℃の乾燥空気の入口温度で乾燥
する。この場合、乾燥空気量対噴霧した懸濁液量の比
は、170℃の出口温度が得られるように調節され、かつ
懸濁液量は、噴霧乾燥炉中での噴霧粒子の6秒の滞留時
間が得られるように調節される。霧化強度は、平均粒径
P=25μmを有する噴霧粒子が得られるように選択さ
れる。乾燥した噴霧粒子を回転管炉中で30分間の滞留時
間および420℃の噴霧粒子中での最大温度で焼成する。
焼成された噴霧粒子の後加工は、例2の場合と同様に
して行なわれるが、押し出された中空ストランドは、2m
mの内径を有する。
例6 活性触媒相を得るための共沈澱物を、Fe(NO3・9
H2O 808.0g、Co(NO3・6H2O 320.1g、Ni(NO3
・6H2O 1744.8gおよびKNO3 0.1gを水3.1中に溶解
し、この溶液に撹拌しながら90℃でまず濃厚HNO3 212g
中のSm2O3 34.9gの溶液を添加する。この溶液にさらに
撹拌しながら高分散性珪酸600.9g(Aerosil200)および
熱処理したモンモリロン石12010.8g(BETによる比表面
積〈1m2/g)を添加する。別個の容器中でH2O 2.7中
の(NH46Mo7O24・6H2O 2118.6gの溶液を60℃で調製
し、この溶液に強力に撹拌しながら85%のH3PO4 115.3
gを添加する。その後に、これら2つの溶液を強力に撹
拌しながら合わせ、かつ8.2%のHNO3 408g中のBi(N
O3・5H2O 485.1gの溶液を添加する。得られた懸濁
液を噴霧乾燥炉中で550℃の乾燥空気の入口温度で乾燥
する。この場合、乾燥空気量対噴霧した懸濁液量の比
は、170℃の出口温度が得られるように調節され、かつ
懸濁液量は、噴霧乾燥炉中での噴霧粒子の6秒の滞留時
間が得られるように調節される。霧化強度は、平均粒径
P=25μmを有する噴霧粒子が得られるように選択さ
れる。乾燥した噴霧粒子を回転管炉中で30分間の滞留時
間および420℃の噴霧粒子中での最大温度で焼成する。
焼成された噴霧粒子の後加工は、例5の場合と同様に
して行なわれる。
例7 活性触媒相を得るための共沈澱物を、Fe(NO3・9
H2O 646.4g、Co(NO3・6H2O 174.6g、Ni(NO3
・6H2O 1744.8gおよびKNO3 0.1gを水3.1中に溶解
し、この溶液に撹拌しながら90℃でまず濃厚HNO3 212g
中のSm2O3 34.9gの溶液を添加する。この溶液にさらに
撹拌しながら高分散性珪酸600.9g(Aerosil200)および
熱処理したモンモリロン石12010.8g(BETによる比表面
積〈1m2/g)を添加する。別個の容器中でH2O 2.7中
の(NH46Mo7O24・6H2O 2118.6gの溶液を60℃で調製
し、この溶液に強力に撹拌しながら85%のH3PO4 115.3
gを添加する。その後に、これら2つの溶液を強力に撹
拌しながら合わせ、かつ8.2%のHNO3 612.0g中のBi(N
O3・5H2O 727.7gの溶液を添加する。得られた懸濁
液を噴霧乾燥炉中で550℃の乾燥空気の入口温度で乾燥
する。この場合、乾燥空気量対噴霧した懸濁液量の比
は、170℃の出口温度が得られるように調節され、かつ
懸濁液量は、噴霧乾燥炉中での噴霧粒子の6秒の滞留時
間が得られるように調節される。霧化強度は、平均粒径
P=25μmを有する噴霧粒子が得られるように選択さ
れる。乾燥した噴霧粒子を回転管炉中で30分間の滞留時
間および420℃の噴霧粒子中での最大温度で焼成する。
焼成された噴霧粒子の後加工は、例5の場合と同様に
して行なわれる。
例8の場合には、例2の場合と同じ触媒組成物が変形
されるが、例8の場合にはペンタエリトリットの代りに
セルロース粉末を孔形成剤として使用した。
例8 焼成された噴霧粒子の製造は、例2と同様にして行な
われる。
焼成された噴霧粒子1.6kgを混練機/押出機組合せ体
中に装入し、かつ孔形成剤としての平均粒径p=36μ
mを有するセルロース粉末0.4kgと5分間混合する。
後加工は、例2の場合と同様に行なわれる。
比較例3の場合には、触媒は例2の場合と同様に得ら
れるが、この場合には、変形の際に孔形成剤を添加しな
い。
比較例3 焼成された噴霧粒子の製造は、例2と同様にして行な
われる。
焼成された噴霧粒子1.6kgを混練機/押出機組合せ体
中に装入する。そのために、先に石油21.3gを乳化して
ある6重量%のチロース溶液394.4gを添加する。この物
質を均一の可塑性状態が達成されるまで混練する。押出
しは、第1図の形状IIIで14バールの圧力および押し出
された物質中での32℃の温度で行なわれる。
押し出された物質の後加工は、例2の場合と同様に行
なわれ、この場合回転管炉中での熱処理の際の噴出温度
は、620℃に上昇される。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、それぞれ触媒組成物の種々の幾
何学的形状を示す略示斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギユンダー・プレシヤー アメリカ合衆国 ニユー・ヨーク・ラー チモント・シエアー ウツド・ドライヴ 10 (72)発明者 ヴエルナー・ブルクハルト ドイツ連邦共和国ブラハタール2・ライ ヒエンバツハシユトラーセ 9 (56)参考文献 特開 平2−169036(JP,A) 特開 昭59−46132(JP,A) 特開 平3−109345(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 37/36

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分子状酸素を含有するガスを用いて酸化す
    ることによる、オレフィンから不飽和アルデヒドを製造
    するための触媒において、次の性質: a)原子比: Mo12Bi0.2〜100.25〜5Ox の少なくともモリブデン、蒼鉛、燐および酸素の元素な
    らびに珪素含有支持材料を含有する活性物質; b)外部表面積Op対容量Vpの比が1.6mm-1を上廻り、任
    意の幾何学的形状の触媒体を直接になお包囲する球の直
    径が7.5mm未満である、任意の幾何学的形状の触媒体; c)少なくとも0.46の触媒の多孔度、 微小細孔(<2nm)の存在、 少なくとも0.03cm3/gのメソ細孔容積(2〜30nm)なら
    びに少なくとも0.30cm3/gのマクロ細孔容積(>30n
    m); d)少なくとも1.25g/cm3の触媒体の水銀密度; e)少なくとも10m2gのBETによる比表面積; f)少なくとも6.0Nの破断強度; g)触媒50mg/g以下の摩耗; h)直径2cmを有する管中に導入された触媒堆積物の160
    0Pa/m以下の圧力損失が組み合わされていることを特徴
    とする、 オレフィンから不飽和アルデヒドを製造するための触
    媒。
  2. 【請求項2】組成: Mo12Fe0.4〜4.0Co0.4〜4.0Ni1.0〜9.0Bi0.2〜2.0P(A
    s)0.2〜2.0K(Rb,Cs)0〜0.1Sm0.01〜0.2Si5〜40Ox
    を有する物質であり、この場合珪素の元素は、熱分解法
    または高分散性沈降珪素、珪酸ゾル、微粒状珪酸アルミ
    ニウムとして、殊にモンモリロン石で形で存在する、請
    求項1記載の触媒。
  3. 【請求項3】組成: Mo12Fe0.6〜2.0Co0.6〜2.0Ni2.0〜6.0Bi0.5〜1.5P(A
    s)0.5〜1.5K(Rb,Cs)0.001〜0.05Sm0.02〜0.1Si
    10〜30Oxを有する物質であり、この場合珪素の元素は、
    熱分解法SiO2およびモンモリロン石の形で1:0.5〜1:4の
    重量比で存在する、請求項2記載の触媒。
  4. 【請求項4】モンモリロン石が灼熱処理によって減少さ
    れた2.0m2/gよりも少ないBETによる比表面積を有する、
    請求項2または3に記載の触媒。
  5. 【請求項5】請求項1から4までのいずれか1項に記載
    の触媒を製造する方法において、 a)自体公知の方法で触媒活性の元素(Si以外)の塩溶
    液から得られた共沈澱物の懸濁液を不溶性の珪素含有固
    体と合わせることによって混合し、この場合得られた懸
    濁液を、300℃〜600℃の乾燥空気の開始温度および乾燥
    粉末を分離する際の120℃〜220℃の温度ならびに平均粒
    径30μm未満を有する噴霧粒子を発生させる霧化強度が
    設けられている条件下で噴霧乾燥し、この場合乾燥装置
    中での噴霧粒子の滞留時間は、2〜25秒であり、 b)乾燥噴霧粒子を炉中、特に回転管炉中で5〜60min
    の滞留時間および320〜480℃の噴霧粒子の噴出温度で焼
    成し、 c)焼成された噴霧粒子を噴霧粒子の量に対して5〜40
    重量%の400℃以下の温度で完全に分解する孔形成剤お
    よび割合が全部で噴霧粒子量に対して40重量%以下にな
    る押出可能な物質を生じる量の湿潤剤、滑剤および結合
    剤と一緒に、80℃よりも低い温度で望ましい幾何学的形
    で50バールよりも低い圧力で押出し、押し出されたスト
    ランドを所望の物体の長さに切断することによって分割
    し、 d)押し出された個々の物体を乾燥し、次いで炉中、特
    に回転管炉中で包含されている分解可能な物質を注意深
    く構成し、次いで5〜60minの滞留時間および単独体の
    堆積物中で測定された450〜650℃の噴出温度で空気流中
    で熱処理することを特徴とする、 請求項1から4までのいずれか1項に記載の触媒を製造
    する方法。
  6. 【請求項6】40μm未満の平均粒径を有する孔形成剤と
    しての固体のペンタエリトリットを使用する、請求項5
    記載の方法。
  7. 【請求項7】滑剤として石油または水および湿潤剤およ
    び結合剤もしくは滑剤として1〜10重量%のメチルセル
    ロース水溶液を水中油型乳濁液の形で使用するかまたは
    結合剤として乾燥メチルセルロース粉末を使用する、請
    求項5または6に記載の方法。
  8. 【請求項8】押し出された個別体の焼成および熱処理を
    特殊な工程で行なう、請求項5から7までのいずれか1
    項に記載の方法。
  9. 【請求項9】押し出された個別体と空気流とを焼成工程
    で向流で導き、焼成を最高で400℃で行なう、請求項5
    から8までのいずれか1項に記載の方法。
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