JP3353345B2 - Nitrile manufacturing method - Google Patents

Nitrile manufacturing method

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JP3353345B2 JP26519292A JP26519292A JP3353345B2 JP 3353345 B2 JP3353345 B2 JP 3353345B2 JP 26519292 A JP26519292 A JP 26519292A JP 26519292 A JP26519292 A JP 26519292A JP 3353345 B2 JP3353345 B2 JP 3353345B2
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はニトリルの製造法に関す
るものである。詳しくは、アルカンを原料とする改良さ
れたニトリルの製造法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a nitrile. More specifically, the present invention relates to a method for producing an improved nitrile using alkane as a raw material.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクリロニトリル、メタクリロニトリル
等のニトリル類は、繊維、合成樹脂、合成ゴムなどの重
要な中間体として工業的に製造されているが、その製造
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、触媒の存在下でアンモニアおよび酸素と気相にお
いて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 Nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile are industrially produced as important intermediates such as fibers, synthetic resins and synthetic rubbers. Is known as the most common method in which an olefin is subjected to a catalytic reaction at a high temperature in the gas phase with ammonia and oxygen in the presence of a catalyst.

【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、イソブタンなどの低級アルカンを
出発原料とし、触媒の存在下でアンモニアおよび酸素と
気相で接触反応させる、いわゆるアンモ酸化反応法によ
りアクリロニトリル、メタクリロニトリルを製造する方
法の開発に開発に関心が高まっている。これらの報告の
例とし、Mo−Bi−P−O系触媒(特開昭48−16
887号)、V−Sb−O系触媒(特開昭47−337
83号、特公昭50−23016号、特開平1−268
668号)、Sb−U−V−Ni−O系触媒(特公昭4
7−14371号)、Sb−Sn−O系触媒(特公昭5
0−28940号)、V−Sb−W−P−O系触媒(特
開平2−95439号)、V−Sb−W−O系酸化物と
Bi−Ce−Mo−W−O系酸化物を機械的に混合して
得た触媒(特開昭64−38051)、Mo−V−Nb
−Te−O系触媒(特開平2−257号)等があげられ
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 ammonia and oxygen are added in the presence of a catalyst. There has been increasing interest in the development of a method for producing acrylonitrile and methacrylonitrile by a so-called ammoxidation reaction method in which a gas is brought into contact with a gas in the gas phase. As an example of these reports, Mo-Bi-PO catalysts (JP-A-48-16)
887), V-Sb-O-based catalysts (JP-A-47-337)
No. 83, Japanese Patent Publication No. 50-23016, Japanese Patent Laid-Open No. 1-268
No. 668), Sb-UV-Ni-O-based catalyst (Japanese Patent Publication No. Sho 4).
No. 7-14371), a Sb-Sn-O-based catalyst (Japanese Patent Publication No. Sho 5)
No. 0-28940), a V-Sb-W-PO-based catalyst (JP-A-2-95439), a V-Sb-WO-based oxide and a Bi-Ce-Mo-WO-based oxide. Catalyst obtained by mechanically mixing (JP-A-64-38051), Mo-V-Nb
-Te-O-based catalysts (JP-A-2-257) and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法はいずれも目的とするニトリル類の収率がじゅう
分満足できるものではない。また、ニトリル類の収率を
向上させるために、反応系に少量の有機ハロゲン化物、
無機ハロゲン化物、またはイオウ化合物を添加する方
法、あるいは水を添加する方法等が試みられているが、
前者は反応装置の腐食の問題があり、また後者は副反応
による副生物の生成とその処理などの問題があり、いず
れも工業的実施上難点がある。
However, none of these methods can sufficiently satisfy the yield of the desired nitrile. Further, in order to improve the yield of nitriles, a small amount of organic halide,
A method of adding an inorganic halide, or a sulfur compound, or a method of adding water has been attempted,
The former has a problem of corrosion of the reaction apparatus, and the latter has a problem of generation of by-products by a side reaction and treatment thereof, and both have problems in industrial implementation.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、アルカン
を原料とするニトリルの製造法について種々検討の結
果、ニオブ(Nb)および/またはタンタル(Ta)、
クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、ビスマス(B
i)、および一定の種類の金属からなる酸化物の存在下
で、アルカンをアンモニアと気相接触反応させることに
より、反応系にハロゲン化物や水等を存在させることな
く、従来法よりも高い収率で目的とするニトリルを製造
しえることを見いだし、本発明を達成したものである。
The present inventors have conducted various studies on a method for producing a nitrile using an alkane as a raw material, and have found that niobium (Nb) and / or tantalum (Ta),
Chromium (Cr), molybdenum (Mo), bismuth (B
i) and by reacting the alkane with ammonia in the gas phase in the presence of an oxide composed of a certain kind of metal, whereby the yield is higher than that of the conventional method without the presence of halides or water in the reaction system. The present inventors have found that the desired nitrile can be produced at a high rate, and have achieved the present invention.

【0006】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
骨子は、アルカンを実験式 Xa Crb Moc Bid e n (1) (式(1)において、XはNbおよび/またはTa、Y
はTe,In,W,Ti,Al,Zr,Mn,Fe,R
u,Co,Rh,Ni,Pd,Pt,Sb,Bi,およ
びCeの中から選ばれた1つまたはそれ以上の元素を表
わし、 a=10とするとき b=0.5〜5 c=0.2〜5 d=0.2〜5 e=0〜5 nは他の元素の酸化状態により決定される。)により表
わされる酸化物の存在下、アンモニアと気相接触酸化反
応させることを特徴とするニトリルの製造法に存する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. Gist of the present invention, empirical formula alkanes X a Cr b Mo c Bi d Y e O n (1) in (Equation (1), X is Nb and / or Ta, Y
Are Te, In, W, Ti, Al, Zr, Mn, Fe, R
represents one or more elements selected from u, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Sb, Bi, and Ce, and when a = 10, b = 0.5 to 5 c = 0 0.2-5 d = 0.2-5 e = 0-5 n is determined by the oxidation state of other elements. A) a gas phase catalytic oxidation reaction with ammonia in the presence of the oxide represented by the formula (1).

【0007】ここで使用される(1)式の酸化物では、
Xとして特にNbが好ましく、また、Yは必ずしも存在
させる必要はない。また、式(1)の係数として、a=
10とするとき、b=0.8〜3,c=0.3〜1,d
=0.3〜1,e=0〜1が特に好ましい。(1)式の
酸化物がなぜアルカンからのニトリルの製造に好ましく
作用するかその詳細は明らかではないが、本反応にとっ
て最も困難な段階であるアルカンの脱水素過程にとって
有効に作用していると推定される。
In the oxide of the formula (1) used here,
X is particularly preferably Nb, and Y need not necessarily be present. Further, as a coefficient of the equation (1), a =
When b = 0.8, b = 0.8-3, c = 0.3-1, d
= 0.3 to 1 and e = 0 to 1 are particularly preferred. It is not clear why the oxide of the formula (1) works favorably in the production of nitriles from alkanes, but it is said that it works effectively in the alkane dehydrogenation process, which is the most difficult stage for this reaction. Presumed.

【0008】上記したような酸化物を得るにはその調製
方法としては、例えば、Nba Cr b Moc Bid n
の場合を記すと、所定量のパラモリブデン酸アンモニウ
ム塩を含む水溶液に硝酸ビスマスの硝酸水溶液、シュウ
酸ニオブアンモニウム塩の水溶液、硝酸クロムの水溶液
を各々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350〜7
00℃、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
目的とする酸化物とする。
To obtain the above-mentioned oxide, its preparation
As a method, for example, Nba Cr bMocBidOn
In the case of, a predetermined amount of ammonium paramolybdate
An aqueous solution of bismuth nitrate in an aqueous solution containing
Aqueous solution of niobium ammonium salt, aqueous solution of chromium nitrate
In such an amount that the atomic ratio of each metal element is the specified ratio
Evaporation to dryness, spray drying, vacuum drying
Etc., and finally the remaining dried product is usually 350 to 7
At a temperature of 00 ° C, preferably 400-650 ° C, usually
Bake for 0.5-30 hours, preferably 1-10 hours
Make the target oxide.

【0009】このうち、酸化物の原料は上記に限定され
るのではなく、パラモリブデン酸アンモニウム塩の代わ
りにMoO3 ,MoCl5 等が使用され、硝酸ビスマス
の代わりにBi2 3 ,Bi(OH)3 ,BiCl3
硝酸酸化ビスマス、酢酸ビスマス等が使用され、シュウ
酸ニオブアンモニウム塩の代わりにNbCl5 ,Nb 2
5 ,ニオブ酸等が使用され、硝酸クロムの代わりにC
rCl3 ,CrCl2,CrO,Cr2 3 ,Cr
3 ,Cr(OH)2 ,Cr(OH)3 ・nH2 O等を
使用することができる。
Of these, the raw materials for oxides are limited to those described above.
Instead of ammonium paramolybdate
MoOThree, MoClFiveIs used, bismuth nitrate
Bi instead ofTwoOThree, Bi (OH)Three, BiClThree,
Bismuth nitrate oxide, bismuth acetate, etc. are used.
NbCl instead of niobium ammonium saltFive, Nb Two
OFive, Niobate, etc. are used, and C is used instead of chromium nitrate.
rClThree, CrClTwo, CrO, CrTwoOThree, Cr
OThree, Cr (OH)Two, Cr (OH)Three・ NHTwoO etc.
Can be used.

【0010】これらの酸化物は単独でも用いられるが、
周知の担体、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ア
ルミノシリケート、珪藻土等と共に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、上述の酸化物の存
在下で、アルカンをアンモニアと気相接触酸化反応させ
ることによりニトリルを製造するものである。
Although these oxides can be used alone,
It can also be used with known carriers such as silica, alumina, titania, aluminosilicate, diatomaceous earth and the like. Further, it is molded into an appropriate shape and particle size according to the scale and system of the reaction. In the method of the present invention, a nitrile is produced by subjecting an alkane to a gas-phase catalytic oxidation reaction with ammonia in the presence of the above-mentioned oxide.

【0011】本発明において原料のアルカンとしては、
特に限られるものではなく、例えば、メタン、エタン、
プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、シクロヘキサン等があげられるが、得られる
ニトリルの工業的用途を考慮すると、炭素数1〜4の低
級アルカン、特にプロパン、イソブタンを用いるのがよ
い。
In the present invention, the raw material alkane includes
There is no particular limitation, for example, methane, ethane,
Propane, butane, isobutane, pentane, hexane,
Heptane, cyclohexane and the like can be mentioned, and in view of industrial use of the obtained nitrile, it is preferable to use a lower alkane having 1 to 4 carbon atoms, particularly propane and isobutane.

【0012】また、本発明での酸化反応の機構の詳細は
明らかではないが、上述の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酸素によって行な
われる。供給ガス中に酸素を存在させる場合、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。供給ガス中に酸素を存在させない場合には、ア
ルカン−アンモニアの混合ガスと酸素含有ガスとを交互
に補給して、酸化物の還元劣化を防ぐか、あるいは移動
床型の反応器を用いて、酸化物を連続的に酸化再生器に
送り込み、再生して使用する方法が好ましい。
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 above-described oxide or oxygen present in the supply gas. When oxygen is present in the supply gas, the 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. When oxygen is not present in the feed gas, an alkane-ammonia mixed gas and an oxygen-containing gas are alternately supplied to prevent reduction deterioration of oxides, or by using a moving bed type reactor, A method in which the oxide is continuously fed to an oxidation regenerator and regenerated and used is preferred.

【0013】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
明するに、反応器方式は固定床、流動層などいずれも採
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、生成するアクリロニトリルの選択率に関して重要で
あり、空気は通常プロパンに対して25モル倍量以下、
特に1〜15モル倍量の範囲が高いアクリロニトリル選
択率を示す。
In the case where propane is used as the alkane and air is used as the oxygen source, the present invention will be described in more detail. In the reactor system, any of a fixed bed, a fluidized bed, and the like can be adopted. The fluidized bed system makes it easier to control the reaction temperature. The proportion of air supplied to the reaction is important with respect to the selectivity of the acrylonitrile formed, the air usually being no more than 25 mole times relative to propane,
In particular, the range of 1 to 15 times the molar amount indicates a high acrylonitrile selectivity.

【0014】また、反応に供与するアンモニウムの割合
は、プロパンに対して0.2〜5モル倍量、特に0.5
〜3モル倍量の範囲が好適である。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。本発明方法においては、例えば、
400〜570℃で実施することができ、特に好ましい
のは450〜520℃程度である。また、気相反応にお
けるガス空間速度SVは、100〜10000h-1、好
ましくは、300〜2000h-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。本発明の方法により、プロパンのアンモ酸化
反応を行なった場合、アクリロニトリルの外に、一酸化
炭素、二酸化炭素、アセトニトリル、青酸等が副生する
が、その生成量は極めて少ない。
The ratio of ammonium donated to the reaction is 0.2 to 5 times the molar amount of propane, particularly 0.5
A range of 3 to 3 times the molar amount is preferred. This reaction is usually carried out under atmospheric pressure, but can also be carried out under low pressure or low pressure. In the method of the present invention, for example,
It can be carried out at 400 to 570 ° C, and particularly preferably at about 450 to 520 ° C. The gas space velocity SV in the gas phase reaction, 100~10000H -1, preferably in the range of 300~2000h -1. In addition,
As a diluent gas for adjusting space velocity and oxygen partial pressure,
An inert gas such as nitrogen, argon, or helium can be used. When propane is subjected to an ammoxidation reaction by the method of the present invention, carbon monoxide, carbon dioxide, acetonitrile, hydrocyanic acid, and the like are produced as by-products in addition to acrylonitrile, but the amount produced is extremely small.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明方法によれば、新規な酸化物を使
用することにより、反応系にハロゲン化物や水等を存在
させることなく、高い収率で目的とするニトリルを製造
し得ることができる。
According to the method of the present invention, the use of a novel oxide makes it possible to produce a desired nitrile in a high yield without the presence of a halide or water in the reaction system. it can.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明を、実施例、および比較例を挙げ
てさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えな
いかぎりこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、以下の実施例および比較例における転化率(%)、
選択率(%)および収率(%)は、各々次式で示され
る。
The present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist. The conversion (%) in the following Examples and Comparative Examples,
The selectivity (%) and the yield (%) are represented by the following formulas, respectively.

【0017】[0017]

【数1】アルカンの転化率(%)=(消費アルカンのモ
ル数/供給アルカンのモル数)×100 目的ニトリルの選択率(%)=(生成目的ニトリルのモ
ル数/消費アルカンのモル数)×100 目的ニトリルの収率(%)=(生成目的ニトリルのモル
数/供給アルカンのモル数)×100
## EQU1 ## Conversion of alkane (%) = (moles of alkane consumed / moles of supplied alkane) × 100 Selectivity of target nitrile (%) = (moles of target nitrile formed / moles of alkane consumed) × 100 Yield (%) of target nitrile = (moles of target nitrile to be produced / moles of alkane supplied) × 100

【0018】実施例1 実験組成Nb10Cr2 Mo0.48Bi0.4 n (50重量
%)/シリカ(50重量%)を有する酸化物を次のよう
に調製した。20重量%シリカゾル16.45gにモリ
ブデン濃度が1モル/リットルのパラモリブデン酸アン
モニウム塩の4重量%アンモニア水溶液0.96mlを
攪拌下に加え、続いてビスマスとして1モル/リットル
の硝酸ビスマスの5%硝酸水溶液0.80mlを加え
た。次いでニオブとして1モル/リットルのシュウ酸ニ
オブアンモニウム水溶液20ml、クロムとして1モル
/リットルの硝酸クロムの水溶液4mlを順次加え、攪
拌下にNO2 の発生がなくなるまで加熱し乾固させた。
得られた固形物を直径7mm、厚さ3mmに打錠成型器
を用いて成型し、空気流通下に550℃で2時間焼成し
たのち、粉砕して16〜24メッシュの粒状とした。
[0018] was prepared in Example 1 empirical composition Nb 10 Cr 2 Mo 0.48 Bi 0.4 O n (50 wt%) / oxides having a silica (50 wt%) as follows. To 16.45 g of 20 wt% silica sol, 0.96 ml of a 4 wt% aqueous ammonia solution of ammonium paramolybdate having a molybdenum concentration of 1 mol / l was added with stirring, followed by 5 mol of 1 mol / l bismuth nitrate as bismuth. 0.80 ml of aqueous nitric acid solution was added. Next, 20 ml of a 1 mol / l niobium ammonium oxalate aqueous solution as niobium and 4 ml of a 1 mol / l aqueous solution of chromium nitrate as chromium were sequentially added, and the mixture was heated to dryness with stirring until no NO 2 was generated.
The obtained solid was molded to a diameter of 7 mm and a thickness of 3 mm using a tablet molding machine, baked at 550 ° C. for 2 hours under air flow, and then pulverized into 16 to 24 mesh granules.

【0019】このようにして得た酸化物0.5mlを反
応器に充填し、反応温度500℃、空間速度SVを50
0h-1に固定して、プロパン:アンモニア:空気=1:
1.2:15のモル比でガスを供給し、気相接触酸化反
応を行なった。プロパンの転化率は49.3%、アクリ
ロニトリルの選択率は34.7%、アクリロニトリルの
収率は17.1%であった。
A reactor was filled with 0.5 ml of the oxide thus obtained, and the reaction temperature was 500 ° C. and the space velocity SV was 50.
0 h −1 , propane: ammonia: air = 1:
A gas was supplied at a molar ratio of 1.2: 15 to perform a gas phase catalytic oxidation reaction. The conversion of propane was 49.3%, the selectivity for acrylonitrile was 34.7%, and the yield of acrylonitrile was 17.1%.

【0020】実施例2 実施例1のようにして得られた固定0.5mlを反応器
に充填し、反応温度500℃、空間速度SVを500h
-1に固定して、プロパン:アンモニア:空気=1:1.
2:15のモル比でガスを供給し、気相接触反応を行な
った。プロパンの転化率は45.5%、アクリロニトリ
ルの選択率は35.6%、アクリロニトリルの収率は1
6.2%であった。
Example 2 A reactor was filled with 0.5 ml of the fixed material obtained as in Example 1, and the reaction temperature was 500 ° C. and the space velocity SV was 500 hours.
-1 and propane: ammonia: air = 1: 1.
A gas was supplied at a molar ratio of 2:15 to perform a gas phase contact reaction. The conversion of propane was 45.5%, the selectivity for acrylonitrile was 35.6%, and the yield of acrylonitrile was 1
6.2%.

【0021】実施例3 実施例1のようにして得られた固体0.5mlを反応器
に充填し、反応温度500℃、空間速度SVを500h
-1に固定して、プロパン:アンモニア:空気=1:1.
2:10のモル比でガスを供給し、気相接触反応を行な
った。プロパンの転化率は51.5%、アクリロニトリ
ルの選択率は27.0%、アクリロニトリルの収率は1
3.9%であった。
Example 3 A reactor was charged with 0.5 ml of the solid obtained as in Example 1, and the reaction temperature was 500 ° C. and the space velocity SV was 500 hours.
-1 and propane: ammonia: air = 1: 1.
A gas was supplied at a molar ratio of 2:10 to perform a gas phase contact reaction. The conversion of propane was 51.5%, the selectivity for acrylonitrile was 27.0%, and the yield of acrylonitrile was 1
It was 3.9%.

【0022】実施例4 実施例1におけるパラモリブデン酸アンモニウム塩のア
ンモニア水溶液の使用量を1.92mlとした以外は実
施例1と同様に酸化物を調製した。得られた酸化物の実
験組成はNb10Cr2 Mo0.95Bi0.4 n (50重量
%)/シリカ(50重量%)であった。このようにして
得られた固体を使用して、実施例1と同様の条件でプロ
パン、アンモニア、空気を供給し、反応温度510℃で
気相接触酸化反応を行なった。その結果、プロパンの転
化率は31.9%、アクリロニトリルの選択率は48.
6%、アクリロニトリルの収率は15.5%であった。
Example 4 An oxide was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the aqueous solution of ammonium paramolybdate used was 1.92 ml. The empirical composition of the obtained oxide had a Nb 10 Cr 2 Mo 0.95 Bi 0.4 O n (50 wt%) / silica (50 wt%). Using the solid thus obtained, propane, ammonia and air were supplied under the same conditions as in Example 1 to perform a gas phase catalytic oxidation reaction at a reaction temperature of 510 ° C. As a result, the conversion of propane was 31.9%, and the selectivity of acrylonitrile was 48.
The yield of acrylonitrile was 6%, and the yield of acrylonitrile was 15.5%.

【0023】実施例5 実施例4のようにして得られた固体を使用して、実施例
2と同様の条件でプロパン、アンモニア、空気を供給
し、反応温度500℃で気相接触酸化反応を行なった。
その結果、プロパンの転化率は28.6%、アクリロニ
トリルの選択率は50.0%、アクリロニトリルの収率
は14.3%であった。
Example 5 Using the solid obtained as in Example 4, propane, ammonia and air were supplied under the same conditions as in Example 2 to conduct a gas phase catalytic oxidation reaction at a reaction temperature of 500 ° C. Done.
As a result, the conversion of propane was 28.6%, the selectivity for acrylonitrile was 50.0%, and the yield of acrylonitrile was 14.3%.

【0024】実施例6 実施例1におけるシュウ酸ニオブアンモニウム水溶液の
使用量を18mlとし、さらにタンタルとして0.5モ
ル/リットルのシュウ酸タンタル水溶液4mlを添加し
た以外は実施例1と同様に酸化物を調製した。得られた
酸化物の実験組成はNb3 Ta1 Cr2 Mo0.48Bi
0.4 n (50重量%)/シリカ(50重量%)であっ
た。このようにして得られた固体を使用して、実施例1
と同様の条件でプロパン、アンモニア、空気を供給し、
反応温度510℃で気相接触酸化反応を行なった。その
結果、プロパンの転化率は68.6%、アクリロニトリ
ルの選択率は21.6%、アクリロニトリルの収率は1
4.8%であった。
Example 6 An oxide was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the aqueous niobium ammonium oxalate used in Example 1 was changed to 18 ml, and 4 ml of a 0.5 mol / l aqueous solution of tantalum oxalate was added as tantalum. Was prepared. The experimental composition of the obtained oxide was Nb 3 Ta 1 Cr 2 Mo 0.48 Bi.
0.4 O n (50 wt%) was / silica (50 wt%). Example 1 was prepared using the solid thus obtained.
Supply propane, ammonia and air under the same conditions as
A gas phase catalytic oxidation reaction was performed at a reaction temperature of 510 ° C. As a result, the conversion of propane was 68.6%, the selectivity of acrylonitrile was 21.6%, and the yield of acrylonitrile was 1
It was 4.8%.

【0025】実施例7 実施例6のようにして得られた固体を使用して、実施例
2と同様の条件でプロパン、アンモニア、空気を供給
し、反応温度500℃で気相接触酸化反応を行なった。
その結果、プロパンの転化率は67.7%、アクリロニ
トリルの選択率は17.3%、アクリロニトリルの収率
は11.7%であった。
Example 7 Using the solid obtained as in Example 6, propane, ammonia and air were supplied under the same conditions as in Example 2 to conduct a gas phase catalytic oxidation reaction at a reaction temperature of 500 ° C. Done.
As a result, the conversion of propane was 67.7%, the selectivity for acrylonitrile was 17.3%, and the yield of acrylonitrile was 11.7%.

【0026】実施例8 実施例1における実験組成Nb10Cr2 Mo0.48Bi
0.4 n なる酸化物とシリカとの組成比が80重量%/
20重量%となるように、シリカゾルの使用量を設定し
調製した。このようにして得られた固体を使用して、実
施例1と同様の条件でプロパン、アンモニア、空気を供
給し、反応温度510℃で気相接触酸化反応を行なっ
た。その結果、プロパンの転化率は36.2%、アクリ
ロニトリルの選択率は41.2%、アクリロニトリルの
収率は14.9%であった。
Example 8 Experimental composition in Example 1 Nb 10 Cr 2 Mo 0.48 Bi
0.4 the composition ratio between O n becomes oxide and silica 80 wt% /
The amount of silica sol used was set and adjusted so as to be 20% by weight. Using the solid thus obtained, propane, ammonia and air were supplied under the same conditions as in Example 1 to perform a gas phase catalytic oxidation reaction at a reaction temperature of 510 ° C. As a result, the conversion of propane was 36.2%, the selectivity for acrylonitrile was 41.2%, and the yield of acrylonitrile was 14.9%.

【0027】実施例9 実施例8のようにして得られた固体を使用して、実施例
2と同様の条件でプロパン、アンモニア、空気を供給
し、反応温度500℃で気相接触酸化反応を行なった。
その結果、プロパンの転化率は32.8%、アクリロニ
トリルの選択率は40.5%、アクリロニトリルの収率
は13.3%であった。
Example 9 Using the solid obtained as in Example 8, propane, ammonia and air were supplied under the same conditions as in Example 2 to conduct a gas phase catalytic oxidation reaction at a reaction temperature of 500 ° C. Done.
As a result, the conversion of propane was 32.8%, the selectivity for acrylonitrile was 40.5%, and the yield of acrylonitrile was 13.3%.

【0028】比較例1 実験組成Nb10Cr1 Te1 n (50重量%)/シリ
カ(50重量%)を有する酸化物を次のように調製し
た。20重量%シリカゾル16.05gにニオブとして
1モル/リットルのシュウ酸ニオブアンモニウム水溶液
20ml、クロムとして1モル/リットルの硝酸クロム
の水溶液2ml、さらにテルルとして0.1モル/リッ
トルのテルル酸の水溶液10順次加え、攪拌下にNO2
の発生がなくなるまで加熱し乾固させた。得られた固形
物を直径7mm、厚さ3mmに打錠成型器を用いて成型
し、空気流通下に550℃で2時間焼成したのち、粉砕
して16〜24メッシュの粒状とした。
[0028] Comparative Example 1 empirical composition Nb 10 Cr 1 Te 1 O n (50 wt%) / silica oxide having a (50 wt%) was prepared as follows. 20 ml of a 1 mol / l ammonium niobium oxalate aqueous solution as niobium, 2 ml of a 1 mol / l chromium nitrate aqueous solution as chromium, and 0.1 mol / l aqueous solution of telluric acid as tellurium are added to 16.05 g of 20 wt% silica sol. NO 2 with stirring
The mixture was heated to dryness until the generation of the residue disappeared. The obtained solid was molded to a diameter of 7 mm and a thickness of 3 mm using a tablet molding machine, baked at 550 ° C. for 2 hours under an air flow, and then pulverized into 16 to 24 mesh granules.

【0029】このようにして得た酸化物0.5mlを反
応器に充填し、実施例2と同様の条件でプロパン、アン
モニア、空気を供給し、反応温度500℃、で気相接触
酸化反応を行なった。プロパンの転化率は44.3%、
アクリロニトリルの選択率は10.9%、アクリロニト
リルの収率は4.8%であった。
A reactor was filled with 0.5 ml of the oxide thus obtained, and propane, ammonia and air were supplied under the same conditions as in Example 2, and a gas phase catalytic oxidation reaction was carried out at a reaction temperature of 500 ° C. Done. The conversion of propane is 44.3%,
The selectivity for acrylonitrile was 10.9%, and the yield of acrylonitrile was 4.8%.

【0030】比較例2 比較例1における硝酸クロム水溶液の使用量を4ml、
シリカゾルの使用量を15.72gとした以外は比較例
1と同様に調製し、実験組成Nb10Cr2 Te 1
n (50重量%)/シリカ(50重量%)を有する酸化
物を得た。このようにして得た酸化物0.5mlを反応
器に充填し、実施例2と同様の条件でプロパン、アンモ
ニア、空気を供給し、反応温度500℃、で気相接触酸
化反応を行なった。プロパンの転化率は42.4%、ア
クリロニトリルの選択率は10.6%、アクリロニトリ
ルの収率は4.5%であった。
Comparative Example 2 The amount of the chromium nitrate aqueous solution used in Comparative Example 1 was 4 ml,
Comparative Example except that the amount of silica sol used was 15.72 g
1 and the experimental composition NbTenCrTwoTe 1O
nOxidation with (50% by weight) / silica (50% by weight)
I got something. 0.5 ml of the oxide thus obtained is reacted
And propane and ammonia under the same conditions as in Example 2.
Near-air supply, gas phase contact acid at reaction temperature 500 ℃
The reaction was carried out. The conversion of propane was 42.4%,
Acrylonitrile selectivity 10.6%, acrylonitrile
The yield of toluene was 4.5%.

【0031】比較例3 比較例1における硝酸クロム水溶液の使用量を6ml、
シリカゾルの使用量を14.29gとした以外は比較例
1と同様に調製し、実験組成Nb10Cr3 Te 1
n (50重量%)/シリカ(50重量%)を有する酸化
物を得た。このようにして得た酸化物0.5mlを反応
器に充填し、実施例2と同様の条件でプロパン、アンモ
ニア、空気を供給し、反応温度500℃、で気相接触酸
化反応を行なった。プロパンの転化率は40.9%、ア
クリロニトリルの選択率は6.1%、アクリロニトリル
の収率は2.5%であった。
Comparative Example 3 The amount of the chromium nitrate aqueous solution used in Comparative Example 1 was 6 ml.
Comparative Example except that the amount of silica sol used was 14.29 g.
1 and the experimental composition NbTenCrThreeTe 1O
nOxidation with (50% by weight) / silica (50% by weight)
I got something. 0.5 ml of the oxide thus obtained is reacted
And propane and ammonia under the same conditions as in Example 2.
Near-air supply, gas phase contact acid at reaction temperature 500 ℃
The reaction was carried out. The conversion of propane was 40.9%,
6.1% selectivity for acrylonitrile, acrylonitrile
Was 2.5%.

【0032】比較例4 比較例1におけるパラモリブデン酸アンモニウムを使用
せず、シリカゾルの使用量を16.22gとして、実施
例1と同様に調製し、実験組成Nb10Cr2 Bi0.4
n (50重量%)/シリカ(50重量%)を有する酸化
物を得た。このようにして得た酸化物0.5mlを反応
器に充填し、実施例2と同様の条件でプロパン、アンモ
ニア、空気を供給し、反応温度500℃、で気相接触酸
化反応を行なった。プロパンの転化率は37.9%、ア
クリロニトリルの選択率は6.6%、アクリロニトリル
の収率は2.5%であった。
Comparative Example 4 The same procedure as in Example 1 was repeated except that ammonium paramolybdate was not used and the amount of silica sol used was 16.22 g, and the experimental composition was Nb 10 Cr 2 Bi 0.4 O.
An oxide having n (50% by weight) / silica (50% by weight) was obtained. 0.5 ml of the oxide thus obtained was charged into a reactor, and propane, ammonia and air were supplied under the same conditions as in Example 2 to perform a gas phase catalytic oxidation reaction at a reaction temperature of 500 ° C. The conversion of propane was 37.9%, the selectivity for acrylonitrile was 6.6%, and the yield of acrylonitrile was 2.5%.

【0033】比較例5 比較例1における硝酸ビスマスを使用せず、シリカゾル
の使用量を15.98gとして、実施例1と同様に調製
し、実験組成Nb10Cr2 Mo0.48n (50重量%)
/シリカ(50重量%)を有する酸化物を得た。このよ
うにして得た酸化物0.5mlを反応器に充填し、実施
例2と同様の条件でプロパン、アンモニア、空気を供給
し、反応温度500℃、で気相接触酸化反応を行なっ
た。プロパンの転化率は32.9%、アクリロニトリル
の選択率は17.3%、アクリロニトリルの収率は5.
7%であった。
[0033] without the use of bismuth nitrate in Comparative Example 5 Comparative Example 1, the amount of silica sol as 15.98 g, prepared like in Example 1, empirical composition Nb 10 Cr 2 Mo 0.48 O n (50 wt% )
/ Oxide with silica (50% by weight) was obtained. 0.5 ml of the oxide thus obtained was charged into a reactor, and propane, ammonia and air were supplied under the same conditions as in Example 2 to perform a gas phase catalytic oxidation reaction at a reaction temperature of 500 ° C. The conversion of propane was 32.9%, the selectivity of acrylonitrile was 17.3%, and the yield of acrylonitrile was 5.
7%.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C07B 61/00 300 B01J 23/84 301X (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 255/08 C07C 253/24 C07B 61/00 300 B01J 23/31 B01J 23/84 - 23/88 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI // C07B 61/00 300 B01J 23/84 301X (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C07C 255/08 C07C 253/24 C07B 61/00 300 B01J 23/31 B01J 23/84-23/88

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルカンを実験式 Xa Crb Moc Bid e n (1) (式(1)において、XはNbおよび/またはTa、Y
はTe,In,W,Ti,Al,Zr,Mn,Fe,R
u,Co,Rh,Ni,Pd,Pt,Sb,Bi,およ
びCeの中から選ばれた1つまたはそれ以上の元素を表
わし、 a=10とするとき b=0.5〜5 c=0.2〜5 d=0.2〜5 e=0〜5 nは他の元素の酸化状態により決定される。)により表
わされる酸化物の存在下、アンモニアと気相接触酸化反
応させることを特徴とするニトリルの製造法。
Experiment 1. A alkane formula X a Cr b Mo c Bi d Y e O n (1) in (Equation (1), X is Nb and / or Ta, Y
Are Te, In, W, Ti, Al, Zr, Mn, Fe, R
represents one or more elements selected from u, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Sb, Bi, and Ce, and when a = 10, b = 0.5 to 5 c = 0 0.2-5 d = 0.2-5 e = 0-5 n is determined by the oxidation state of other elements. A) producing a nitrile by subjecting it to a gas phase catalytic oxidation reaction with ammonia in the presence of an oxide represented by
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