JP4745766B2 - メタクリル酸製造用触媒及びその製造方法並びにメタクリル酸の製造方法 - Google Patents
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Description
PaMobVcCudXeYfZgOh (1)
(式中、P、Mo、V、CuおよびOは、それぞれリン、モリブデン、バナジウム、銅および酸素を表し、Xは、砒素、アンチモンおよびテルルからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表し、Yは、ビスマス、ゲルマニウム、ジルコニウム、銀、セレン、ケイ素、タングステン、ホウ素、鉄、亜鉛、クロム、マグネシウム、タンタル、コバルト、マンガン、バリウム、ガリウム、セリウムおよびランタンからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表し、Zは、カリウム、ルビジウムおよびセシウムからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表す。b=12のとき、a=0.5〜3、c=0.01〜3、d=0.01〜2、eは0.01〜3、f=0〜3、g=0.01〜3であり、hは前記各元素の原子価を満足するのに必要な酸素の原子比率である。)
(a1)前記触媒成分の原料化合物及び前記無機質有孔体を含むスラリーを調製する工程と、
(b1)前記スラリーを乾燥して触媒前駆体粉体とする工程と、
(c1)前記触媒前駆体粉体を成形及び焼成する工程と、
あるいは、
(a2)前記触媒成分の原料化合物を含む溶液又はスラリーを調製する工程と、
(b2)前記溶液又はスラリーを乾燥して乾燥粉体とする工程と、
(c2)前記乾燥粉体と前記無機質有孔体とを混合して触媒前駆体粉体とする工程と、
(d2)前記触媒前駆体粉体を成形及び焼成する工程と、
を有するメタクリル酸製造用触媒の製造方法である。
PaMobVcCudXeYfZgOh (1)
(式中、P、Mo、V、CuおよびOは、それぞれリン、モリブデン、バナジウム、銅および酸素を表し、Xは、砒素、アンチモンおよびテルルからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表し、Yは、ビスマス、ゲルマニウム、ジルコニウム、銀、セレン、ケイ素、タングステン、ホウ素、鉄、亜鉛、クロム、マグネシウム、タンタル、コバルト、マンガン、バリウム、ガリウム、セリウムおよびランタンからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表し、Zは、カリウム、ルビジウムおよびセシウムからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表す。b=12のとき、a=0.5〜3、c=0.01〜3、d=0.01〜2、eは0.01〜3、f=0〜3、g=0.01〜3であり、hは前記各元素の原子価を満足するのに必要な酸素の原子比率である。)
メタクロレインの反応率(%)=(B/A)×100
メタクリル酸の選択率(%) =(C/B)×100
メタクリル酸の単流収率(%)=(C/A)×100
ここで、Aは供給したメタクロレインのモル数、Bは反応したメタクロレインのモル数、Cは生成したメタクリル酸のモル数である。
(触媒調製)
純水150部に、パラモリブデン酸アンモニウム100部、五酸化バナジウム1.72部、硝酸第二銅3.99部を順次添加し、60℃で溶解後、85質量%リン酸水溶液5.44部を添加し60℃で30分攪拌保持した。得られたスラリーに、攪拌しながら、純水25部に重炭酸セシウム9.15部を溶解した溶液、三酸化アンチモン2.53部、純水5部に硝酸銀0.80部を溶解した溶液、を順次添加して触媒成分の原料化合物を含むスラリーを得た。
このように調製したメタクリル酸製造用触媒をステンレス製反応管に充填し、メタクロレイン5体積%、酸素10体積%、水蒸気30体積%および窒素55体積%の原料ガスを用い、常圧下接触時間3.6秒、反応温度290℃で反応させた。その反応評価結果を表1に示した。
無機質軽石状粒子の添加量を20部(モリブデン原子100部に対して37部)に変更した点以外は、実施例1と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質軽石状粒子の添加を85質量%リン酸水溶液添加し60℃で30分攪拌保持した直後に行った点以外は、実施例1と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質軽石状粒子8部の代わりに、火山ガラスを高温で処理して発泡させて製造した平均粒径75μm、細孔分布のモード径が10μm、細孔容積が4cc/gの無機質中空発泡粒8部(モリブデン原子100部に対して15部)を添加した点以外は、実施例1と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質中空発泡粒の添加量を20部(モリブデン原子100部に対して37部)に変更した点以外は、実施例4と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質中空発泡粒の添加を85質量%リン酸水溶液添加し60℃で30分攪拌保持した直後に行った点以外は、実施例4と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質軽石状粒子を添加しなかった点以外は、実施例1と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質軽石状粒子8部の代わりに、平均粒径10μm、細孔分布のモード径が6nm、細孔容積0.68cc/gのシリカアルミナ粉末8部(モリブデン原子100部に対して15部)を添加した点以外は、実施例1と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
(触媒調製)
純水200部に、パラモリブデン酸アンモニウム100部、メタバナジン酸アンモニウム2.76部を順次添加し、65℃で溶解後、85質量%リン酸水溶液4.90部を添加し65℃で30分攪拌保持した。得られたスラリーに、攪拌しながら、純水25部に硝酸カリウム6.20部を溶解した溶液、純水10部に硝酸銅4.56部を溶解した溶液、60%砒酸水溶液6.70部、二酸化ゲルマニウム0.49部、を順次添加して触媒成分の原料化合物を含むスラリーを得た。
このように調製したメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質中空発泡粒の添加を二酸化ゲルマニウム添加直後に行った点以外は、実施例7と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質中空発泡粒を添加しなかった点以外は、実施例7と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
(触媒調製)
純水150部に、パラモリブデン酸アンモニウム100部を50℃で溶解後、85質量%リン酸水溶液5.99部を添加し、50℃で30分攪拌保持した。得られたスラリーに、攪拌しながら、純水25部に硝酸セシウム11.04部を溶解した溶液、三酸化アンチモン1.03部、純水10部に硝酸銅2.28部を溶解した溶液、純水25部にメタバナジン酸アンモニウム2.76部を溶解した溶液、純水10部に硝酸セリウム六水和物1.02部を溶解した溶液、を順次添加して触媒成分の原料化合物を含むスラリーを得た。
このように調製したメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
無機質中空発泡粒を添加しなかった点以外は、実施例9と同様に触媒調製を行った。得られたメタクリル酸製造用触媒を用いて、実施例1と同様の方法でメタクロレイン気相接触酸化反応を行った。その反応評価結果を表1に示した。
Claims (4)
- メタクロレインを分子状酸素により気相接触酸化してメタクリル酸を製造する際に用いられるメタクリル酸製造用触媒であって、
下記式(1)で表される組成の触媒成分と、水銀圧入法によって測定される細孔分布のモード径が8μm以上、20μm以下となる細孔分布を有する無機質有孔体と、を含有するメタクリル酸製造用触媒。
PaMobVcCudXeYfZgOh (1)
(式中、P、Mo、V、CuおよびOは、それぞれリン、モリブデン、バナジウム、銅および酸素を表し、Xは、砒素、アンチモンおよびテルルからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表し、Yは、ビスマス、ゲルマニウム、ジルコニウム、銀、セレン、ケイ素、タングステン、ホウ素、鉄、亜鉛、クロム、マグネシウム、タンタル、コバルト、マンガン、バリウム、ガリウム、セリウムおよびランタンからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表し、Zは、カリウム、ルビジウムおよびセシウムからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を表す。b=12のとき、a=0.5〜3、c=0.01〜3、d=0.01〜2、eは0.01〜3、f=0〜3、g=0.01〜3であり、hは前記各元素の原子価を満足するのに必要な酸素の原子比率である。) - 請求項1に記載のメタクリル酸製造用触媒の製造方法であって、
(a1)前記触媒成分の原料化合物及び前記無機質有孔体を含むスラリーを調製する工程と、
(b1)前記スラリーを乾燥して触媒前駆体粉体とする工程と、
(c1)前記触媒前駆体粉体を成形及び焼成する工程と、
を有するメタクリル酸製造用触媒の製造方法。 - 請求項1に記載のメタクリル酸製造用触媒の製造方法であって、
(a2)前記触媒成分の原料化合物を含む溶液又はスラリーを調製する工程と、
(b2)前記溶液又はスラリーを乾燥して乾燥粉体とする工程と、
(c2)前記乾燥粉体と前記無機質有孔体とを混合して触媒前駆体粉体とする工程と、
(d2)前記触媒前駆体粉体を成形及び焼成する工程と、
を有するメタクリル酸製造用触媒の製造方法。 - 請求項1に記載のメタクリル酸製造用触媒の存在下で、メタクロレインを分子状酸素により気相接触酸化するメタクリル酸の製造方法。
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