JP4895303B2 - メタクリル酸製造用触媒の製造方法、メタクリル酸製造用触媒およびメタクリル酸の製造方法 - Google Patents
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Description
(b)アンチモン原料と前記A液とを混合してB液を調製する工程
(c)アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる少なくとも1種を含む溶液またはスラリーであるC液を調製する工程
(d)前記B液と前記C液を混合する工程
また、上記のメタクリル酸製造用触媒の製造方法で製造したメタクリル酸製造用の触媒を第二の発明とする。
(P、Mo、V、SbおよびOは、それぞれリン、モリブデン、バナジウム、アンチモンおよび酸素を示す。Xは、ビスマス、砒素、ゲルマニウム、ジルコニウム、テルル、銀、セレン、ケイ素、タングステンおよびホウ素からなる群より選ばれる少なくとも1種類の元素を示す。Yは鉄、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る少なくとも1種の元素を示す。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る少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、gおよびhは各元素の原子比率を表し、b=12のときa=0.5〜3、c=0.01〜3、d=0.01〜2、e=0〜3、f=0〜3、g=0.01〜3であり、hは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素の原子比率である。)
(a)A液の調製
A液は、少なくともモリブデン、リンおよびバナジウムの化合物を溶媒に溶解または懸濁させて、溶液またはスラリーとし、これを加熱して調製する。モリブデン、リンおよびバナジウムの他に、銅、X元素、Y元素、Z元素、およびアンモニウム根を含んでもよい。本発明における「アンモニウム根」とは、アンモニウム(NH4 +)になり得るアンモニア(NH3)およびアンモニウム塩などのアンモニウム含有化合物に含まれるアンモニウムの総称である。
アンチモン原料と前記A液を混合してB液とする場合、アンチモン原料を溶媒に溶解または懸濁させて使用することができるが、アンチモン原料をそのまま使用することが好ましい。
C液を調製する場合、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる少なくとも1種の他に触媒原料となる他の元素の化合物も全量でなければ含んでも構わないが、これらの元素は基本的に含まない方が好ましい。
本発明において、前記B液と前記C液を混合してBC液を調製する。B液とC液の混合方法は特に限定されず、例えば、B液にC液を添加して混合する方法、C液にB液を添加して混合する方法およびB液とC液を同時に混合する方法が適用できる。メタクリル酸選択率の観点から中でも好ましいのは、B液にC液を添加して混合する方法である。B液とC液の混合は、常温で行ってもよいが、加熱して調製してもよい。メタクリル酸選択率の観点から、混合時の温度はそれぞれ80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましい。
次いで、必要であれば上記で調製したBC液と触媒の製造に使用する残りの原料(以下、「残原料」という)を混合し、触媒の前駆体を含む溶液またはスラリーを調製する。本発明では、混合する残原料としては、X元素、Y元素、Z元素およびその他化合物も少量であれば添加することが可能である。混合する残原料は、1種を用いても2種以上を併用してもよい。
次いで、公知の処理方法および条件により、全ての触媒原料を含む溶液またはスラリーを乾燥し、触媒の前駆体の乾燥物を得ることができる。
次に、本発明のメタクリル酸の製造方法について説明する。本発明のメタクリル酸の製造方法は、上記のようにして得られる本発明の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してメタクリル酸を製造するものである。
メタクリル酸の選択率(%)=(γ/β)×100
メタクリル酸の単流収率(%)=(γ/α)×100
ここで、αは供給したメタクロレインのモル数、βは反応したメタクロレインのモル数、γは生成したメタクリル酸のモル数である。
純水200部に三酸化モリブテン100部、85質量%リン酸6.66部および五酸化バナジウム2.63部を加え、撹拌しながらスラリーとし、得られたスラリーを60℃で0.2時間加熱してA液を得た。このA液の一部(2ml)を50℃で8時間、約7kPaで減圧乾燥して得た乾燥粉のX線回折(対陰極Cu−Kα)を測定した。回折パターンから図1に示すようにヘテロポリ酸の立方晶系に由来する2θ=26.5°および30.7°のピークとヘテロポリ酸の三斜晶系に由来する2θ=27.8°、28.5°および29.1°のピークが現れた。A液を60℃に保持した状態で三酸化アンチモン2.53部をスラリーに一括添加してB液を調製し、これを還流下で3時間撹拌した。還流撹拌後スラリーを50℃に冷却し、これに硝酸セシウム13.54部を純水28.43部に溶解したC液を加え5分間撹拌保持してBC液を調製した後、25質量%アンモニア水39.44部を滴下した。得られた溶液を50℃のまま2時間撹拌して触媒の前駆体を含むスラリーを得た。
実施例1において、A液を調製する際の加熱温度を40℃とし、A液の温度を40℃に保持した状態で三酸化アンチモン2.53部を一括添加した点以外は、実施例1と同様の方法により触媒を調製した。実施例1と同様にして得たこのA液の乾燥物のX線回折ではヘテロポリ酸の立方晶系に由来する2θ=26.5°および30.7°のピークとヘテロポリ酸の三斜晶系に由来する2θ=27.8°、28.5°および29.1°のピークが現れた。調製した触媒を用いて実施例1と同様の方法によりメタクリル酸を製造した結果を表1に示す。
実施例1において、A液を調製する際の加熱温度を20℃とし、A液の温度を20℃に保持した状態で三酸化アンチモン2.53部を一括添加した点以外は実施例1と同様の方法により触媒を調製した。実施例1と同様にして得たこのA液の乾燥物のX線回折ではヘテロポリ酸の立方晶系に由来する2θ=26.5°および30.7°のピークとヘテロポリ酸の三斜晶系に由来する2θ=27.8°、28.5°および29.1°のピークが現れなかった。調製した触媒を用いて実施例1と同様の方法によりメタクリル酸を製造した結果を表1に示す。
実施例1においてA液の温度を60℃に保持した状態で硝酸セシウム13.54部を純水28.43部に溶解したC液を加え、次いで三酸化アンチモン2.53部を一括添加し、還流下で3時間攪拌後、スラリーを50℃に冷却した以外は実施例1と同様の方法により触媒を調製した。調製した触媒を用いて実施例1と同様の方法によりメタクリル酸を製造した結果を表1に示す。
Claims (3)
- 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るメタクリル酸製造用触媒の製造方法であって、以下の(a)〜(d)の工程を含むメタクリル酸製造用触媒の製造方法。
(a)少なくともモリブデン原料、リン原料およびバナジウム原料を含む触媒原料を溶媒に溶解または懸濁させて溶液またはスラリーとし、それを30〜80℃で加熱してA液を得る工程(ただし、A液の乾燥物はヘテロポリ酸の立方晶系と三斜晶系の結晶を含む)
(b)アンチモン原料と前記A液とを混合してB液を調製する工程
(c)アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選ばれる少なくとも1種を含む溶液またはスラリーであるC液を調製する工程
(d)前記B液と前記C液を混合する工程 - 請求項1に記載の方法により製造されたメタクリル酸製造用触媒。
- 請求項2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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