JP3334296B2 - Method for producing unsaturated carboxylic acid - Google Patents

Method for producing unsaturated carboxylic acid

Info

Publication number
JP3334296B2
JP3334296B2 JP30801393A JP30801393A JP3334296B2 JP 3334296 B2 JP3334296 B2 JP 3334296B2 JP 30801393 A JP30801393 A JP 30801393A JP 30801393 A JP30801393 A JP 30801393A JP 3334296 B2 JP3334296 B2 JP 3334296B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal oxide
unsaturated carboxylic
catalyst
carboxylic acid
composite metal
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30801393A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06279351A (en
Inventor
孝 牛窪
浩也 中村
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
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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 filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP30801393A priority Critical patent/JP3334296B2/en
Priority to EP94101067A priority patent/EP0608838B1/en
Priority to DE69402567T priority patent/DE69402567T2/en
Priority to US08/187,719 priority patent/US5380933A/en
Publication of JPH06279351A publication Critical patent/JPH06279351A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3334296B2 publication Critical patent/JP3334296B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアルカンを気相接触酸化
反応させることにより、不飽和カルボン酸を製造する方
法に関する。本発明は特にプロパン及びイソブタンの気
相接触酸化によって各々アクリル酸及びメタクリル酸を
製造するのに好適な方法に関する。
The present invention relates to a method for producing an unsaturated carboxylic acid by subjecting an alkane to a gas phase catalytic oxidation reaction. The invention particularly relates to a method suitable for producing acrylic acid and methacrylic acid by gas phase catalytic oxidation of propane and isobutane, respectively.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カ
ルボン酸類は、各種合成樹脂、塗料、可塑剤などの原料
として工業的に重要である。アクリル酸、メタクリル酸
等の製造法としては、従来、プロピレン、イソブテン等
のオレフィンを、気相において触媒の存在下酸素と高温
で接触反応させる方法が最も一般的な方法として知られ
ている。
2. Description of the Related Art Unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid are industrially important as raw materials for various synthetic resins, paints and plasticizers. As a method for producing acrylic acid, methacrylic acid or the like, a method in which an olefin such as propylene or isobutene is contact-reacted with oxygen in the gas phase at a high temperature in the presence of a catalyst is conventionally known as the most general method.

【0003】一方、プロパンとプロピレンとの間の価格
差、あるいは、イソブタンとイソブテンとの間の価格差
のために、プロパン、イソブタン等の低級アルカンを出
発原料とし、触媒の存在下で気相接触酸化反応させ、一
段でアクリル酸、メタクリル酸を製造する方法の開発に
関心が高まっている。プロパンを気相接触酸化反応させ
ることにより一段でアクリル酸を製造するための触媒の
例として、Mo−Sb−P−O系触媒(欧州特許第00
10902号)、V−P−Te−O系触媒(Journ
al of Catalysis,vol.101,p
389(1986))、Bi−Mo−O系触媒およびV
−P−Te−O系触媒(特開平3−170445号)が
知られており、一方、イソブタンを気相接触酸化反応さ
せることにより一段でメタクリル酸を製造するための触
媒の例として、P−Mo−O系触媒(特開昭63−14
5249号)が知られている。
On the other hand, due to the price difference between propane and propylene, or the price difference between isobutane and isobutene, a lower alkane such as propane or isobutane is used as a starting material, and gas phase contact is carried out in the presence of a catalyst. There is increasing interest in developing a method for producing acrylic acid and methacrylic acid in a single step by an oxidation reaction. As an example of a catalyst for producing acrylic acid by performing a gas phase catalytic oxidation reaction of propane, Mo-Sb-PO catalyst (European Patent No. 00)
No. 10902), a VP-Te-O-based catalyst (Journ
al of Catalysis, vol. 101, p
389 (1986)), Bi-Mo-O based catalyst and V
A -P-Te-O-based catalyst (JP-A-3-170445) is known. On the other hand, as an example of a catalyst for producing methacrylic acid in a single step by subjecting isobutane to a gas phase catalytic oxidation reaction, P- Mo-O based catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-14 / 1988)
No. 5249) is known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、これら
の触媒を用いた方法はいずれも、目的とする不飽和カル
ボン酸の収率が十分満足できるものではなかったり、反
応方式が複雑であるなどの欠点を有している。
However, none of the methods using these catalysts has a satisfactory yield of the desired unsaturated carboxylic acid or the reaction system is complicated. Has the disadvantage of

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、プロパ
ン、イソブタン等のアルカンを原料とする不飽和カルボ
ン酸の製造法について種々検討した結果、モリブデン、
バナジウム、テルルおよびある種の金属からなる複合金
属酸化物を含有する触媒の存在下で、プロパン、イソブ
タン等のアルカンを気相接触酸化反応させることによ
り、上記問題点が解決され、従来法より著しく高い収率
で目的とするアクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カル
ボン酸を製造し得ることを見い出し、本発明に到達し
た。
The present inventors have conducted various studies on a method for producing an unsaturated carboxylic acid using an alkane such as propane or isobutane as a raw material.
In the presence of a catalyst containing a composite metal oxide composed of vanadium, tellurium and a certain metal, the above-mentioned problems have been solved by subjecting an alkane such as propane or isobutane to a gas-phase catalytic oxidation reaction. The inventors have found that the desired unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid can be produced in high yield, and have reached the present invention.

【0006】即ち、本発明の要旨は、Mo、V、Te、
OおよびX(Xは、ニオブ、タンタル、タングステン、
チタン、アルミニウム、ジルコニウム、クロム、マンガ
ン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、
パラジウム、白金、アンチモン、ビスマス、ホウ素、イ
ンジウムおよびセリウムからなる群から選ばれた1種以
上の元素を示す)を必須成分とし、酸素を除く上記必須
成分の合計に対する各必須成分の存在割合が、下記式
That is, the gist of the present invention is that Mo, V, Te,
O and X (X is niobium, tantalum, tungsten,
Titanium, aluminum, zirconium, chromium, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel,
Palladium, platinum, antimony, bismuth, boron, one or more elements selected from the group consisting of indium and cerium) as essential components, and the proportion of each essential component to the total of the above essential components excluding oxygen is The following formula

【0007】[0007]

【数2】0.25<rMo<0.98 0.003<rV <0.5 0.003<rTe<0.5 0.003<rX <0.5[Number 2] 0.25 <r Mo <0.98 0.003 < r V <0.5 0.003 <r Te <0.5 0.003 <r X <0.5

【0008】(ただし、rMo、rV 、rTe及びrX は、
それぞれ酸素を除く上記必須成分の合計に対するMo、
V、Te及びXのモル分率を表す)を満たす複合金属酸
化物を含有する触媒の存在下、アルカンを気相接触酸化
反応させることを特徴とする不飽和カルボン酸の製造方
法に存する。
(Where r Mo , r V , r Te and r X are
Mo with respect to the sum of the above essential components excluding oxygen,
(Representing the mole fraction of V, Te and X) in a gas phase catalytic oxidation reaction of an alkane in the presence of a catalyst containing a composite metal oxide.

【0009】以下、本発明につき詳細に説明する。本発
明で触媒成分として用いる複合金属酸化物は、Mo、
V、Te、OおよびX(Xは、ニオブ、タンタル、タン
グステン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、クロ
ム、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、
ニッケル、パラジウム、白金、アンチモン、ビスマス、
ホウ素、インジウムおよびセリウムからなる群から選ば
れた1種以上の元素を示す)を必須成分とする。上記元
素Xの中ではニオブ、タンタル、タングステン及びチタ
ンが好ましく、特に好ましいのはニオブである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The composite metal oxide used as a catalyst component in the present invention is Mo,
V, Te, O and X (X is niobium, tantalum, tungsten, titanium, aluminum, zirconium, chromium, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium,
Nickel, palladium, platinum, antimony, bismuth,
One or more elements selected from the group consisting of boron, indium and cerium). Among the above elements X, niobium, tantalum, tungsten and titanium are preferable, and niobium is particularly preferable.

【0010】また、酸素を除く上記必須成分の合計に対
する各必須成分の存在割合は、次式
The proportion of each essential component to the total of the above essential components excluding oxygen is given by the following formula:

【0011】[0011]

【数3】0.25<rMo<0.98 0.003<rV <0.5 0.003<rTe<0.5 0.003<rX <0.5[Number 3] 0.25 <r Mo <0.98 0.003 < r V <0.5 0.003 <r Te <0.5 0.003 <r X <0.5

【0012】(ただし、rMo、rV 、rTe及びrX は、
それぞれ酸素を除いた上記必須成分の合計に対するM
o、V、Te及びXのモル分率を表す)で規定される範
囲である。例えば、上記複合金属酸化物の実験式が、M
a bTec X(1)d X(2)e n (ただし、X
(1)、X(2)はともに上記元素Xに属する元素を示
す)で表された場合、各モル分率は、
(Where r Mo , r V , r Te and r X are
M to the sum of the above essential components excluding oxygen
o, V, Te, and X). For example, the empirical formula of the composite metal oxide is M
o a V b Te c X ( 1) d X (2) e O n ( however, X
(1) and X (2) both represent an element belonging to the above element X).

【0013】[0013]

【数4】rMo=a/(a+b+c+d+e) rV =b/(a+b+c+d+e) rTe=c/(a+b+c+d+e) rX =(d+e)/(a+b+c+d+e)R Mo = a / (a + b + c + d + e) r V = b / (a + b + c + d + e) r Te = c / (a + b + c + d + e) r X = (d + e) / (a + b + c + d + e)

【0014】となる。これらの存在割合としては、上記
のモル分率のなかでも特に、次式
## EQU1 ## Among these molar ratios, the following formulas are particularly preferable.

【0015】[0015]

【数5】0.35 < rMo < 0.87 0.045 < rV < 0.37 0.020 < rTe < 0.27 0.005 < rX < 0.35[Number 5] 0.35 <r Mo <0.87 0.045 < r V <0.37 0.020 <r Te <0.27 0.005 <r X <0.35

【0016】の範囲が好ましい。また、該複合金属酸化
物としては、特定の結晶構造を有するものが好ましい。
具体的には、該複合金属酸化物のX線回折ピーク(X線
源としてCu−Kα線を使用)のパターンとして、特定
の回折角2θにおいて以下に示す5つの主要な回折ピー
クが認められるものである。
The range is preferred. Further, the composite metal oxide preferably has a specific crystal structure.
Specifically, as a pattern of an X-ray diffraction peak (using Cu-Kα ray as an X-ray source) of the composite metal oxide, the following five main diffraction peaks at a specific diffraction angle 2θ are observed. It is.

【0017】[0017]

【表2】 X線格子面 回折角2θ(±0.3°) 間隔中央値(Å) 相対強度 22.1° 4.02 100 28.2° 3.16 20〜150 36.2° 2.48 5〜60 45.2° 2.00 2〜40 50.0° 1.82 2〜40X-ray grating plane diffraction angle 2θ (± 0.3 °) Median interval (Å) Relative intensity 22.1 ° 4.02 100 28.2 ° 3.16 20-150 36.2 ° 2. 485 5-60 45.2 ° 2.00 2-40 50.0 ° 1.82 2-40

【0018】X線回折ピーク強度は各結晶の測定条件に
よってずれる場合があるが、2θ=22.1°のピーク
強度を100とした場合の相対強度は通常上記の範囲に
ある。また、一般的には2θ=22.1°及び28.2
°のピーク強度が大きく表われる。しかしながら、上記
5本の回折ピークを認める限り該5本の回折ピーク以外
にピークがあっても基本的な結晶構造に変わりはなく、
本発明に好適に用いることができる。
The X-ray diffraction peak intensity may deviate depending on the measurement conditions of each crystal. The relative intensity when the peak intensity at 2θ = 22.1 ° is 100 is usually in the above range. In general, 2θ = 22.1 ° and 28.2
° peak intensity is large. However, as long as the above five diffraction peaks are recognized, even if there are peaks other than the five diffraction peaks, the basic crystal structure does not change,
It can be suitably used in the present invention.

【0019】上記複合金属酸化物の調製方法は次のよう
である。例えば、元素XがNbである複合金属酸化物M
a b Tec Nbx n を調製する場合、所定量のメ
タバナジン酸アンモニウム塩を含む水溶液に、テルル酸
の水溶液、シュウ酸ニオブアンモニウム塩の水溶液およ
びパラモリブデン酸アンモニウム塩の溶液またはスラリ
ーをそれぞれの金属元素の原子比が所定の割合となるよ
うな量比で順次添加し、蒸発乾固法、噴霧乾燥法、真空
乾燥法等で乾燥させ、最後に、残った乾燥物を、通常3
50〜700℃、好ましくは400〜650℃の温度
で、通常0.5〜30時間、好ましくは1〜10時間焼
成して目的の複合金属酸化物とする。
The method for preparing the above composite metal oxide is as follows. For example, a composite metal oxide M in which the element X is Nb
When preparing o a V b Te c Nb x O n, to an aqueous solution containing a predetermined amount of ammonium metavanadate salt, an aqueous solution of telluric acid, an aqueous solution of ammonium niobium oxalate salt and a solution or slurry of ammonium paramolybdate salt The metal elements are sequentially added at a ratio such that an atomic ratio of each metal element becomes a predetermined ratio, and dried by an evaporation to dryness method, a spray drying method, a vacuum drying method, and the like.
It is fired at a temperature of 50 to 700 ° C, preferably 400 to 650 ° C, usually for 0.5 to 30 hours, preferably for 1 to 10 hours to obtain a target composite metal oxide.

【0020】上記の焼成処理は、酸素雰囲気中で行なう
こともできるが、実質的に酸素不存在下で焼成処理する
のが好ましい。具体的には、窒素、アルゴン、ヘリウム
等の不活性ガス雰囲気中、または真空中で実施される。
なお、上記の複合金属酸化物の原料は前述したものに限
定されるのではなく、例えば、MoO3 、V2 5 、V
2 3 、TeO2 、Nb2 5 などの酸化物、MoCl
5 、VCl4 、VOCl3 、NbCl5 などのハロゲン
化物またはオキシハロゲン化物、Mo(OC
2 5 5 、Nb(OC2 5 5 、VO(OC
25 3 、モリブデンアセチルアセトナートなどのア
ルコキシド、有機金属化合物等が広範囲に使用可能であ
る。
The above calcination can be carried out in an oxygen atmosphere, but it is preferable to carry out the calcination in the substantial absence of oxygen. Specifically, it is performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, argon, and helium, or in a vacuum.
It should be noted that the raw materials of the composite metal oxide are not limited to those described above, and may be, for example, MoO 3 , V 2 O 5 ,
Oxides such as 2 O 3 , TeO 2 , Nb 2 O 5 , MoCl
5 , halides or oxyhalides such as VCl 4 , VOCl 3 , NbCl 5 , Mo (OC
2 H 5) 5, Nb ( OC 2 H 5) 5, VO (OC
2 H 5) 3, an alkoxide such as molybdenum acetylacetonate, an organometallic compound, or the like can be used widely.

【0021】このようにして得られた複合金属酸化物
は、そのままでも優れた触媒活性を有するが、この複合
金属酸化物を粉砕することによって更に活性の高い触媒
とすることができる。上記の粉砕方法は、特に制限はな
く公知の一般的方法が採用される。乾式粉砕法として
は、高速気流下で粗粒相互の衝突による粉砕を起こさせ
る気流粉砕機を使用する方法が例示されるし、また、機
械的に粉砕を行う他、小規模には乳鉢等を用いて粉砕す
る方法も採用できる。
The composite metal oxide thus obtained has excellent catalytic activity as it is, but a more active catalyst can be obtained by pulverizing the composite metal oxide. The above-mentioned pulverization method is not particularly limited, and a known general method is employed. Examples of the dry pulverization method include a method using an airflow pulverizer that causes pulverization by collision of coarse particles under a high-speed airflow.In addition, in addition to mechanical pulverization, a small-scale mortar or the like is used. A method of pulverizing by using can also be adopted.

【0022】前記した複合金属酸化物に水あるいは有機
溶媒を加え湿潤状態で行う湿式粉砕法としては、通常の
円筒回転形媒体粉砕機、媒体攪拌形粉砕機等を用いた方
法が実施される。円筒回転形媒体粉砕機は、粉砕媒体を
収容した容器を回転させる形式の湿式粉砕機をいい、ボ
ールミル、ロードミル等がある。また、媒体攪拌形粉砕
機は、容器中に収容した粉砕媒体を攪拌装置によって攪
拌する形式の湿式粉砕機をいい、スクリュー回転型、デ
ィスク回転型等の形式がある。
As a wet pulverization method in which water or an organic solvent is added to the above-mentioned composite metal oxide in a wet state, a method using a usual cylindrical rotary type medium pulverizer, a medium stirring type pulverizer or the like is carried out. The cylindrical rotary medium pulverizer is a wet pulverizer that rotates a container containing a pulverizing medium, and includes a ball mill, a load mill, and the like. The medium stirring type pulverizer refers to a wet type pulverizer in which a pulverizing medium contained in a container is stirred by a stirrer, and includes a screw rotary type, a disk rotary type and the like.

【0023】粉砕の条件は、前記した複合金属酸化物の
性状、湿式粉砕の場合は使用溶媒の粘度、濃度等、ま
た、粉砕装置の最適条件に併せて適宜設定すればよい
が、粉砕された触媒前駆体の平均粒径が通常20μm以
下、特に5μm以下となるまで粉砕することが好まし
い。かかる範囲まで粉砕することにより触媒性能の顕著
な向上が認められるからである。
The conditions of the pulverization may be appropriately set in accordance with the properties of the above-mentioned composite metal oxide, the viscosity and the concentration of the solvent used in the case of wet pulverization, and the optimum conditions of the pulverizing apparatus. It is preferable to pulverize the catalyst precursor until the average particle diameter is usually 20 μm or less, particularly 5 μm or less. This is because remarkable improvement in catalyst performance is recognized by pulverizing to such a range.

【0024】また、場合によっては、上記の一度粉砕さ
れた触媒前駆体に、更に、溶媒を添加して溶液又はスラ
リーを形成せしめ、再度、乾燥することにより、更に触
媒としての活性を高めるとも可能である。溶液又はスラ
リーの濃度は特に限定はなく、粉砕された触媒前駆体の
原料化合物の総量が通常10〜60重量%の溶液又はス
ラリーに調節する。次いで、この溶液又はスラリーを噴
霧乾燥法、凍結乾燥法、蒸発乾固法、真空乾燥法等で、
好ましくは噴霧乾燥法で乾燥させる。なお、湿式粉砕を
行った場合も同様な乾燥を行えばよい。
In some cases, it is possible to further increase the activity as a catalyst by adding a solvent to the above-mentioned once-crushed catalyst precursor to form a solution or slurry and then drying it again. It is. The concentration of the solution or slurry is not particularly limited, and is adjusted to a solution or slurry in which the total amount of the pulverized raw material compounds of the catalyst precursor is usually 10 to 60% by weight. Next, this solution or slurry is spray-dried, freeze-dried, evaporated to dryness, vacuum-dried, etc.
Preferably, it is dried by a spray drying method. The same drying may be performed when wet pulverization is performed.

【0025】更に、以上の乾燥あるいは前述の乾式粉砕
を行った触媒を、最終的に触媒として使用してもよい
が、更に、通常200〜700℃の温度にて0.1〜1
0時間程度加熱処理を行ってもよい。このようにして得
られた複合金属酸化物は、単独でも固体触媒として用い
られるが、適当な担体、例えば、シリカ、アルミナ、チ
タニア、アルミノンシリケート、珪藻土、ジルコニアな
どと共に触媒化して使用することもできる。また、反応
の規模、方式等により適宜の形状および粒径に成型され
る。本発明の方法は、上述の複合金属酸化物を含有する
触媒の存在下でアルカンを気相接触酸化反応させること
により、不飽和カルボン酸を製造するものである。
Further, the catalyst which has been dried or pulverized as described above may be finally used as a catalyst.
The heat treatment may be performed for about 0 hours. The composite metal oxide thus obtained is used alone as a solid catalyst, but may be used as a catalyst with a suitable carrier, for example, silica, alumina, titania, aluminon silicate, diatomaceous earth, zirconia, or the like. it can. Further, it is molded into an appropriate shape and particle size according to the scale and system of the reaction. The method of the present invention is to produce an unsaturated carboxylic acid by subjecting an alkane to a gas-phase catalytic oxidation reaction in the presence of a catalyst containing the above-mentioned composite metal oxide.

【0026】本発明において、原料のアルカンとしては
炭素数3以上のものであり、低級アルカン、特にプロパ
ン、イソブタンが好ましい。本発明方法によれば、これ
らのアルカンからα,β−不飽和カルボン酸等の不飽和
カルボン酸が高収率で得られる。例えば、原料としてプ
ロパンあるいはイソブタンを用いるとそれぞれ高収率で
アクリル酸あるいはメタクリル酸が得られる。
In the present invention, the alkane as the raw material has 3 or more carbon atoms, and lower alkane, particularly propane and isobutane are preferred. According to the method of the present invention, unsaturated carboxylic acids such as α, β-unsaturated carboxylic acids can be obtained from these alkanes in high yield. For example, when propane or isobutane is used as a raw material, acrylic acid or methacrylic acid can be obtained in high yield.

【0027】本発明での酸化反応の機構の詳細は明らか
ではないが、上記複合金属酸化物中に存在する酸素原
子、あるいは供給ガス中に存在させる分子状酸素によっ
て酸化反応が行なわれる。供給ガス中に分子状酸素を存
在させる場合、分子状酸素は純酸素ガスでもよいが、特
に純度は要求されないので、一般には空気のような酸素
含有ガスを使用するのが経済的である。供給ガスとして
は、通常、原料のアルカンと酸素含有ガスとの混合ガス
を使用するが、原料のアルカンと酸素含有ガスとを交互
に反応系に供給してもよい。
Although the details of the mechanism of the oxidation reaction in the present invention are not clear, the oxidation reaction is carried out by oxygen atoms present in the composite metal oxide or molecular oxygen present in the supply gas. When molecular oxygen is present in the feed gas, the molecular oxygen may be pure oxygen gas, but since purity is not particularly required, it is generally economical to use an oxygen-containing gas such as air. As a supply gas, a mixed gas of a raw material alkane and an oxygen-containing gas is usually used, but the raw material alkane and the oxygen-containing gas may be alternately supplied to the reaction system.

【0028】また、実質的に分子状酸素を含有しないア
ルカンのみを供給ガスとして気相接触反応させることも
できる。かかる場合は、反応帯域より触媒の一部を適宜
抜き出して該触媒を酸化再生器に送り込み、再生後、触
媒を反応帯域に再供給する方法が好ましい。触媒の再生
方法としては、例えば酸素、空気、一酸化窒素等の酸化
性ガスを再生器内の触媒に対して、通常300〜600
℃で流通させる方法が挙げられる。
It is also possible to carry out a gas phase contact reaction using only an alkane containing substantially no molecular oxygen as a supply gas. In such a case, a method is preferable in which a part of the catalyst is appropriately extracted from the reaction zone, the catalyst is sent to an oxidation regenerator, and after regeneration, the catalyst is resupplied to the reaction zone. As a method for regenerating the catalyst, for example, an oxidizing gas such as oxygen, air, or nitric oxide is usually supplied to the catalyst in the regenerator in a range of 300 to 600.
And a method of circulating at about ° C.

【0029】原料のアルカンとしてプロパンを、酸素源
として空気を使用する場合について、本発明をさらに詳
細に説明する。反応方式は固定床、流動層等のいずれも
採用できるが、発熱反応であるため、流動層方式の方が
反応温度の制御が容易である。反応に供給する空気の割
合は、生成するアクリル酸の選択率に関して重要であ
り、通常プロパンに対して25モル倍量以下、特に0.
2〜18モル倍量の範囲が高いアクリル酸選択率を示
す。なお、本反応は通常大気圧下で実施されるが、低度
の加圧下または減圧下で行なうこともできる。イソブタ
ン等他のアルカンについても、プロパンの場合の条件に
準じて供給ガスの組成が選択される。
The present invention will be described in more detail in the case where propane is used as a raw material alkane and air is used as an oxygen source. The reaction system may be a fixed bed, a fluidized bed, or the like. However, since the reaction is an exothermic reaction, the fluidized bed system is easier to control the reaction temperature. The proportion of air supplied to the reaction is important with respect to the selectivity of the acrylic acid to be produced, and is usually not more than 25 times the amount of propane, especially 0.1 mol.
The range of 2 to 18 mole times indicates high acrylic acid selectivity. This reaction is usually carried out under atmospheric pressure, but can also be carried out under low pressure or low pressure. For other alkanes such as isobutane, the composition of the feed gas is selected according to the conditions for propane.

【0030】本発明方法においては、反応温度は通常3
00〜480℃、好ましくは350〜440℃程度であ
り、従来からの技術に比べ高収率で不飽和カルボン酸類
を製造することができる。また、気相反応におけるガス
空間速度SVは、通常100〜10,000hr-1、好
ましくは300〜2,000hr-1の範囲である。な
お、空間速度と酸素分圧を調整するための希釈ガスとし
て、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いる
ことができる。
In the method of the present invention, the reaction temperature is usually 3
The temperature is about 00 to 480 ° C, preferably about 350 to 440 ° C, so that unsaturated carboxylic acids can be produced in a higher yield than conventional techniques. The gas space velocity SV in the gas phase reaction is usually 100~10,000Hr -1, preferably in the range of 300~2,000hr -1. Note that an inert gas such as nitrogen, argon, or helium can be used as a diluent gas for adjusting the space velocity and the oxygen partial pressure.

【0031】本発明方法によりプロパンの酸化反応を行
なった場合、アクリル酸の外に、一酸化炭素、二酸化炭
素、酢酸等が副生するが、その生成量はきわめて少な
い。また、本発明方法では、反応条件によっては不飽和
アルデヒドが生成することもある。例えば、プロパンを
原料とした場合にはアクロレインが、イソブタンを原料
とした場合にはメタクロレインが生成し得る。この場
合、本発明で用いる複合金属酸化物含有触媒で再度気相
接触酸化反応させることにより、あるいは公知の不飽和
アルデヒドの酸化反応触媒で気相接触酸化反応させるこ
とにより、これらの不飽和アルデヒドを目的とする不飽
和カルボン酸に変換させることが可能である。
When propane is oxidized by the method of the present invention, carbon monoxide, carbon dioxide, acetic acid and the like are produced as by-products in addition to acrylic acid, but the amount of the produced is extremely small. In the method of the present invention, an unsaturated aldehyde may be produced depending on the reaction conditions. For example, when propane is used as a raw material, acrolein can be produced, and when isobutane is used as a raw material, methacrolein can be produced. In this case, these unsaturated aldehydes are subjected to the gas-phase catalytic oxidation reaction again using the composite metal oxide-containing catalyst used in the present invention, or to the gas-phase catalytic oxidation reaction using a known unsaturated aldehyde oxidation reaction catalyst. It can be converted to the desired unsaturated carboxylic acid.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明の具体的態様を、実施例を挙げ
てさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えな
い限りこれらの実施例によって限定されるものではな
い。なお、以下の実施例におけるプロパンの転化率
(%)、アクリル酸の選択率(%)およびアクリル酸の
収率(%)は、各々次式で示される。
EXAMPLES Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples unless it exceeds the gist thereof. The conversion rate (%) of propane, the selectivity (%) of acrylic acid, and the yield (%) of acrylic acid in the following Examples are respectively represented by the following formulas.

【0033】[0033]

【数6】 プロパンの転化率(%)=(消費プロパンのモル数/供
給プロパンのモル数)×100 アクリル酸の選択率(%)=(生成アクリル酸のモル数
/消費プロパンのモル数)×100 アクリル酸の収率(%)=(生成アクリル酸のモル数/
供給プロパンのモル数)×100
## EQU00006 ## Conversion of propane (%) = (moles of propane consumed / moles of supplied propane) .times.100 Selectivity of acrylic acid (%) = (moles of acrylic acid produced / moles of propane consumed) × 100 Acrylic acid yield (%) = (mol number of acrylic acid produced /
Number of moles of propane supplied) x 100

【0034】実施例1 実験式Mo1 0.3 Te0.23Nb0.12n を有する複合
金属酸化物を次のようにして調製した。温水325ml
にメタバナジン酸アンモニウム15.7gを溶解し、こ
れにテルル酸23.6g、パラモリブデン酸アンモニウ
ム78.9gを順次添加し、均一な水溶液を調製した。
更に、ニオブの濃度が0.456mol/kgのシュウ
酸ニオブアンモニウム水溶液117.5gを混合し、ス
ラリーを調製した。このスラリーを加熱処理することに
より水分を除去し、固体を得た。この固体を打錠成型器
を用いて5mmφ×3mmLに成型した後、粉砕し、1
6〜28メッシュに篩別し、窒素気流中600℃で2時
間焼成した。
[0034] was prepared composite metal oxide having a first embodiment empirical formula Mo 1 V 0.3 Te 0.23 Nb 0.12 O n as follows. 325 ml of warm water
Was dissolved in 15.7 g of ammonium metavanadate, and 23.6 g of telluric acid and 78.9 g of ammonium paramolybdate were sequentially added thereto to prepare a uniform aqueous solution.
Further, 117.5 g of an aqueous niobium ammonium oxalate solution having a niobium concentration of 0.456 mol / kg was mixed to prepare a slurry. The slurry was subjected to a heat treatment to remove water and obtain a solid. This solid was molded into 5 mmφ × 3 mmL using a tablet molding machine, and then crushed.
The mixture was sieved to 6 to 28 mesh and calcined at 600 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream.

【0035】このようにして得た複合金属酸化物の粉末
X線回折測定を行なったところ(Cu−Kα線を使
用)、回折角2θとして、22.1°(100)、2
8.2°(57.3)、36.2°(16.9)、4
5.1°(15.2)、50.0°(10.1)に主要
な回折ピークが観察された(カッコ内の数字は、2θ=
22.1°のピーク強度を100としたときの相対ピー
ク強度を示す)。このようにして得た複合金属酸化物
0.37gを反応器に充填し、反応温度400℃、空間
速度SV1,734hr-1、プロパン:空気=1:15
のモル比でガスを供給し、気相接触反応を行なった。結
果を表−1に示す。
The composite metal oxide thus obtained was subjected to powder X-ray diffraction measurement (using Cu-Kα ray). As a result, the diffraction angle 2θ was 22.1 ° (100),
8.2 ° (57.3), 36.2 ° (16.9), 4
A major diffraction peak was observed at 5.1 ° (15.2) and 50.0 ° (10.1) (the number in parentheses is 2θ =
The relative peak intensity when the peak intensity at 22.1 ° is 100 is shown). 0.37 g of the composite metal oxide thus obtained was charged into a reactor, the reaction temperature was 400 ° C., the space velocity was SV1,734 hr −1 , and propane: air = 1: 15.
, And a gas phase contact reaction was carried out. The results are shown in Table 1.

【0036】実施例2 実施例1で得た複合金属酸化物0.37gを反応器に充
填し、反応温度380℃、空間速度SV1,734hr
-1、プロパン:空気:窒素=1:7.5:7.5のモル
比でガスを供給し、気相接触反応を行なった。結果を表
−1に示す。
Example 2 A reactor was charged with 0.37 g of the composite metal oxide obtained in Example 1, and the reaction temperature was 380 ° C. and the space velocity was SV1,734 hr.
−1 , propane: air: nitrogen = 1: 7.5: 7.5 gas was supplied at a molar ratio to perform a gas phase contact reaction. The results are shown in Table 1.

【0037】実施例3 実施例1で得た複合金属酸化物30gを乳鉢中で粉砕
し、更に水酸化ビスマス0.6gを添加し混合した。こ
の混合物を打錠成型器を用いて5mmφ×3mmLに成
型した後、粉砕し、16〜28メッシュに篩別し、窒素
気流中550℃で2時間焼成した。このようにして得た
触媒0.37gを反応器に充填し、反応温度380℃、
空間速度SV1,854hr-1、プロパン:空気=1:
15のモル比でガスを供給し、気相接触反応を行なっ
た。結果を表−1に示す。
Example 3 30 g of the composite metal oxide obtained in Example 1 was ground in a mortar, and 0.6 g of bismuth hydroxide was further added and mixed. This mixture was molded into a size of 5 mmφ × 3 mmL using a tablet molding machine, pulverized, sieved to 16 to 28 mesh, and calcined at 550 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream. 0.37 g of the catalyst thus obtained was charged into a reactor, and the reaction temperature was 380 ° C.
Space velocity SV1,854 hr -1 , propane: air = 1:
A gas was supplied at a molar ratio of 15 to perform a gas phase contact reaction. The results are shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明方法によれば、アルカンを原料と
して、一段法により高い収率で目的とする不飽和カルボ
ン酸を製造することができる。
According to the method of the present invention, the desired unsaturated carboxylic acid can be produced in a high yield from the alkane as a raw material by a one-step method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−170445(JP,A) 特開 平4−59738(JP,A) 特開 平4−59739(JP,A) 特開 平4−128247(JP,A) 特公 昭43−24645(JP,B1) 特公 昭43−24644(JP,B1) 特公 昭47−44203(JP,B1) 特公 昭45−5247(JP,B1) 特公 昭45−37306(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 57/05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-170445 (JP, A) JP-A-4-59738 (JP, A) JP-A-4-59739 (JP, A) JP-A-4-59739 128247 (JP, A) JP-B-43-24645 (JP, B1) JP-B-43-24644 (JP, B1) JP-B-47-44203 (JP, B1) JP-B-45-5247 (JP, B1) JP-B-45-37306 (JP, B1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C07C 57/05

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 Mo、V、Te、OおよびX(Xは、ニ
オブ、タンタル、タングステン、チタン、アルミニウ
ム、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、ルテニウ
ム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白
金、アンチモン、ビスマス、ホウ素、インジウムおよび
セリウムからなる群から選ばれた1種以上の元素を示
す)を必須成分とし、酸素を除く上記必須成分の合計に
対する各必須成分の存在割合が、下記式 【数1】0.25<rMo<0.98 0.003<rV <0.5 0.003<rTe<0.5 0.003<rX <0.5 (ただし、rMo、rV 、rTe及びrX は、それぞれ酸素
を除く上記必須成分の合計に対するMo、V、Te及び
Xのモル分率を表す)を満たす複合金属酸化物を含有す
る触媒の存在下、アルカンを気相接触酸化反応させるこ
とを特徴とする不飽和カルボン酸の製造方法。
1. Mo, V, Te, O and X (X is niobium, tantalum, tungsten, titanium, aluminum, zirconium, chromium, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, platinum, antimony, (Indicating one or more elements selected from the group consisting of bismuth, boron, indium and cerium) as an essential component, and the proportion of each essential component to the total of the above essential components excluding oxygen is represented by the following formula: 0.25 <r Mo <0.98 0.003 <r V <0.5 0.003 <r Te <0.5 0.003 <r X <0.5 (provided that r Mo , r V , r Te and r X are the presence of a catalyst containing a mixed metal oxide satisfying Mo, represents V, and the molar fraction of Te and X) to the total of the essential components, respectively, except for oxygen, gas phase alkanes Method for producing an unsaturated carboxylic acid, characterized in that to touch the oxidation reaction.
【請求項2】 複合金属酸化物が、X線回折線(Cu−
Kα線使用)において、下表に示す回折角2θにX線回
折ピークを示すことを特徴とする請求項1に記載の不飽
和カルボン酸の製造方法。 【表1】
2. The composite metal oxide has an X-ray diffraction line (Cu-
The method for producing an unsaturated carboxylic acid according to claim 1, wherein an X-ray diffraction peak is shown at a diffraction angle 2θ shown in the following table in the case of using a Kα ray). [Table 1]
【請求項3】 複合金属酸化物を粉砕する工程を含む方
法で製造された触媒を使用することを特徴とする請求項
1または2に記載の不飽和カルボン酸の製造方法。
3. The method for producing an unsaturated carboxylic acid according to claim 1, wherein a catalyst produced by a method including a step of pulverizing the composite metal oxide is used.
JP30801393A 1993-01-28 1993-12-08 Method for producing unsaturated carboxylic acid Expired - Fee Related JP3334296B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30801393A JP3334296B2 (en) 1993-01-28 1993-12-08 Method for producing unsaturated carboxylic acid
EP94101067A EP0608838B1 (en) 1993-01-28 1994-01-25 Method for producing an unsaturated carboxylic acid
DE69402567T DE69402567T2 (en) 1993-01-28 1994-01-25 Method of producing an unsaturated carboxylic acid
US08/187,719 US5380933A (en) 1993-01-28 1994-01-28 Method for producing an unsaturated carboxylic acid

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-12616 1993-01-28
JP1261693 1993-01-28
JP30801393A JP3334296B2 (en) 1993-01-28 1993-12-08 Method for producing unsaturated carboxylic acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06279351A JPH06279351A (en) 1994-10-04
JP3334296B2 true JP3334296B2 (en) 2002-10-15

Family

ID=26348241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30801393A Expired - Fee Related JP3334296B2 (en) 1993-01-28 1993-12-08 Method for producing unsaturated carboxylic acid

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3334296B2 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2754817B1 (en) * 1996-10-21 2000-03-17 Toagosei Co Ltd PROCESS FOR PRODUCING ACRYLIC ACID FROM PROPANE AND GASEOUS OXYGEN
JPH1142434A (en) * 1997-05-28 1999-02-16 Mitsubishi Chem Corp Production of vapor phase catalytic oxidation reaction catalyst of hydrocarbon and vapor phase catalytic oxidation reaction method of hydrocarbon using the same
ID20720A (en) * 1997-08-05 1999-02-18 Asahi Chemical Ind WATER SOLUTIONS THAT CONTAIN NIOBIUMS FOR USE IN THE MAKING OF OXIDE CATALYSTS CONTAINING NIOBIUM
JPH11169716A (en) * 1997-12-09 1999-06-29 Mitsubishi Chemical Corp Catalyst for preparing unsaturated nitrile and/or unsaturated carboxylic acid
US6114278A (en) * 1998-11-16 2000-09-05 Saudi Basic Industries Corporation Catalysts for catalytic oxidation of propane to acrylic acid, methods of making and using the same
JP3548466B2 (en) 1999-09-09 2004-07-28 独立行政法人 科学技術振興機構 Sb-Re composite oxide catalyst for ammoxidation reaction
EP1090684A1 (en) * 1999-10-01 2001-04-11 Rohm And Haas Company A catalyst useful for the gas phase oxidation of alkanes, alkenes or alcohols to unsaturated aldehydes or carboxylic acids
JP4809532B2 (en) * 1999-11-15 2011-11-09 サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション Catalyst for catalytic oxidation of propane to acrylic acid, its production and use
ZA200209470B (en) * 2001-12-04 2003-06-03 Rohm & Haas Improved processes for the preparation of olefins, unsaturated carboxylic acids and unsaturated nitriles from alkanes.
FR2880346B1 (en) * 2004-12-30 2007-02-23 Arkema Sa PROCESS FOR THE PREPARATION OF ACRYLIC ACID FROM PROPANE IN ABSENCE OF WATER VAPOR
WO2008152952A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Nippon Shokubai Co., Ltd. Catalyst for producing of acrylic acid, method for producing acrylic acid using the catalyst and method for producing water-absorbent resin using the acrylic acid
KR100954046B1 (en) * 2007-08-22 2010-04-20 주식회사 엘지화학 Preparation Method of Catalyst for Production of Acrylic Acid Using Reactive Ball-Milling
JP4822559B2 (en) * 2007-09-19 2011-11-24 ローム アンド ハース カンパニー An improved method for the selective reduction of propionic acid from a (meth) acrylic acid product stream
KR100970084B1 (en) * 2007-10-16 2010-07-16 주식회사 엘지화학 Preparation of catalyst with controlled tellurium contents
JP6504774B2 (en) * 2014-09-19 2019-04-24 株式会社日本触媒 Catalyst for producing acrylic acid and method for producing acrylic acid using the catalyst
CN117396436A (en) 2021-05-25 2024-01-12 东芝高新材料公司 Multi-component composite oxide powder, electrochemical device and catalyst using same, and method for producing multi-component composite oxide powder

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06279351A (en) 1994-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0608838B1 (en) Method for producing an unsaturated carboxylic acid
JP3500663B2 (en) Method for producing acrylic acid
JP3334296B2 (en) Method for producing unsaturated carboxylic acid
KR100814702B1 (en) Methods for producing unsaturated nitriles
EP1192982B1 (en) Zn and/or Ga promoted multi-metal oxide catalyst
JP3971597B2 (en) Mixed metal oxide catalyst
KR100809477B1 (en) Promoted Multi-Metal Oxide Catalyst
US6642173B2 (en) Catalyst
EP0603836B1 (en) Process for preparing a catalyst useful for producing a nitrile
KR100809484B1 (en) IR And/Or SM Promoted Multi-Metal Oxide Catalyst
JP3500682B2 (en) Catalyst for the production of nitriles from alkanes
US20040116284A1 (en) Preparation of mixed metal oxide catalysts for catalytic oxidation of olefins to unsaturated aldehydes
JP3484729B2 (en) Method for producing ethylene
JP3237314B2 (en) Method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid
JP2003024790A (en) Improved catalyst
JP3299425B2 (en) Catalyst for producing acrylic acid and method for producing the same
JP2003181294A (en) Method of improving characteristic of catalyst
JP4081824B2 (en) Acrylic acid production method
JP4182237B2 (en) Catalyst for gas-phase catalytic oxidation reaction of isobutane and method for producing alkene and / or oxygen-containing compound using the same
JP3536326B2 (en) Method for producing catalyst for nitrile production
JP3331629B2 (en) Catalyst for the production of nitriles from alkanes
JPH1045664A (en) Production of alpha,beta-unsaturated carboxylic acid
JP2558036B2 (en) Method for producing methacrolein and / or methacrylic acid
JP3168716B2 (en) Nitrile manufacturing method
JPH10175885A (en) Production of ethylene

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070802

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100802

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100802

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110802

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees