JP4911361B2 - Palladium-containing catalyst, method for producing the same, and method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid - Google Patents

Palladium-containing catalyst, method for producing the same, and method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid Download PDF

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Description

本発明は、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドからα,β−不飽和カルボン酸を製造するためのパラジウム含有触媒、その製造方法、およびα,β−不飽和カルボン酸の製造方法に関する。   The present invention relates to a palladium-containing catalyst for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid from an alcohol, an olefin or an α, β-unsaturated aldehyde, a method for producing the same, and a method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid. .

α,β−不飽和カルボン酸は工業上有用な物質が多い。例えば、アクリル酸やメタクリル酸は、合成樹脂原料などの用途に極めて大量に使用されている。   Many α, β-unsaturated carboxylic acids are industrially useful. For example, acrylic acid and methacrylic acid are used in extremely large quantities for applications such as synthetic resin raw materials.

α,β−不飽和カルボン酸を製造する方法として、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドを分子状酸素により液相酸化して製造する方法について研究がされている。オレフィンを分子状酸素により液相酸化してα,β−不飽和カルボン酸を製造するための触媒として、例えば、特許文献1では、パラジウムと、鉛、ビスマス、タリウムまたは水銀との金属間化合物を含有するパラジウム含有触媒が提案されている。また、オレフィンからα,β−不飽和アルデヒドおよびα,β−不飽和カルボン酸を製造、または、α,β−不飽和アルデヒドからα,β−不飽和カルボン酸を製造するための触媒として、例えば、特許文献2では、パラジウム金属1.0モルに対してテルル金属0.001〜0.40モルを含有するパラジウム含有触媒が提案されている。   As a method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid, a method for producing an olefin or α, β-unsaturated aldehyde by liquid phase oxidation with molecular oxygen has been studied. As a catalyst for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid by liquid phase oxidation of olefin with molecular oxygen, for example, in Patent Document 1, an intermetallic compound of palladium and lead, bismuth, thallium or mercury is used. Containing palladium-containing catalysts have been proposed. Further, as a catalyst for producing α, β-unsaturated aldehyde and α, β-unsaturated carboxylic acid from olefin, or α, β-unsaturated carboxylic acid from α, β-unsaturated aldehyde, for example, Patent Document 2 proposes a palladium-containing catalyst containing 0.001 to 0.40 mol of tellurium metal with respect to 1.0 mol of palladium metal.

また、アルコールからα,β−不飽和カルボン酸を製造する手法も研究がされている。例えば、特許文献3では、液相中、分子状酸素、貴金属含有触媒、および酸性物質の存在下で、アルコールを脱水および酸化する手法が提案されている。酸性物質の非存在下においては、110〜250℃でアルコールを脱水および酸化する手法も提案されている。
特開昭56−59722号公報 WO2005/118134号公報 特開2006−265227号公報
A method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid from alcohol has also been studied. For example, Patent Document 3 proposes a technique for dehydrating and oxidizing alcohol in the liquid phase in the presence of molecular oxygen, a noble metal-containing catalyst, and an acidic substance. A method of dehydrating and oxidizing alcohol at 110 to 250 ° C. in the absence of an acidic substance has also been proposed.
JP 56-59722 A WO2005 / 118134 JP 2006-265227 A

しかしながら、上記の特許文献1,2の実施例に記載された方法に準じて製造したパラジウム含有触媒を使用した液相酸化においては、このパラジウム含有触媒の活性が不十分であることもあり、目的生成物であるα,β−不飽和カルボン酸の生産性が十分といえず、より生産性が高いα,β−不飽和カルボン酸製造用触媒が望まれている。さらに、アルコールを原料とした特許文献3の製造方法においては、酸性物質または所定の温度制御が必須であり、より簡便に製造可能な触媒の開発も同様に望まれていた。   However, in the liquid phase oxidation using the palladium-containing catalyst produced according to the method described in the examples of Patent Documents 1 and 2, the activity of the palladium-containing catalyst may be insufficient. The productivity of α, β-unsaturated carboxylic acid as a product is not sufficient, and a catalyst for producing α, β-unsaturated carboxylic acid with higher productivity is desired. Furthermore, in the production method of Patent Document 3 using alcohol as a raw material, an acidic substance or a predetermined temperature control is essential, and the development of a catalyst that can be produced more simply has been desired as well.

従って本発明の目的は、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドからα,β−不飽和カルボン酸を高生産性で製造するための触媒、その触媒の製造方法、およびα,β−不飽和カルボン酸の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a catalyst for producing α, β-unsaturated carboxylic acid with high productivity from alcohol, olefin or α, β-unsaturated aldehyde, a method for producing the catalyst, and α, β-unsaturated. It is providing the manufacturing method of saturated carboxylic acid.

本発明は、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドを分子状酸素で液相酸化してα,β−不飽和カルボン酸を製造するためのパラジウム含有触媒であって、触媒構成元素としてパラジウム元素、テルル元素およびバナジウム元素を含有し、パラジウム元素1モルに対するバナジウム元素のモル数が0.001〜0.55であって、触媒構成元素の少なくとも1種が担体に担持されていて、還元剤で還元されたパラジウム含有触媒である The present invention relates to a palladium-containing catalyst for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid by liquid phase oxidation of alcohol, olefin or α, β-unsaturated aldehyde with molecular oxygen, and palladium as a catalyst constituent element. An element , a tellurium element and a vanadium element, the number of moles of vanadium element per mole of palladium element is 0.001 to 0.55, and at least one of the catalyst constituent elements is supported on a carrier, and the reducing agent in a reduced palladium-containing catalyst.

また、本発明は前記パラジウム含有触媒を製造する方法であって、前記担体の存在下で酸化状態のパラジウム元素を含む化合物を還元剤で還元する工程、および前記担体の存在下で酸化状態のバナジウム元素を含む化合物を還元剤で還元する工程を含むパラジウム含有触媒の製造方法である Further, the present invention provides a method of producing the palladium-containing catalyst, the oxidation state of the compound containing palladium element in the oxidation state in the presence step is reduced with a reducing agent, and in the presence of the carrier of the carrier vanadium It is a manufacturing method of a palladium containing catalyst including the process of reduce | restoring the compound containing an element with a reducing agent .

さらに本発明は、前記パラジウム含有触媒を用いて、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドを分子状酸素により液相酸化するα,β−不飽和カルボン酸の製造方法である。   Furthermore, the present invention is a method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid in which an alcohol, an olefin or an α, β-unsaturated aldehyde is subjected to liquid phase oxidation with molecular oxygen using the palladium-containing catalyst.

本発明によれば、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドからα,β−不飽和カルボン酸を高生産性で製造するためのパラジウム含有触媒、その触媒の製造方法、およびα,β−不飽和カルボン酸の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a palladium-containing catalyst for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid with high productivity from an alcohol, olefin or α, β-unsaturated aldehyde, a method for producing the catalyst, and α, β- A method for producing an unsaturated carboxylic acid can be provided.

本発明のパラジウム含有触媒(以後、略して「触媒」ともいう。)は、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドを分子状酸素で液相酸化してα,β−不飽和カルボン酸を製造する(以後、略して「液相酸化」ともいう。)ための触媒であって、パラジウム元素およびバナジウム元素を含有する。触媒中にパラジウム元素およびバナジウム元素を含有することで、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドからα,β−不飽和カルボン酸を高生産性で製造することが可能な触媒が得られる。触媒中のパラジウム元素1モルに対するバナジウム元素のモル数、すなわちバナジウム元素とパラジウム元素のモル比(V/Pdと略すこともある)は、0.001〜0.55が好ましく、0.01〜0.45がより好ましい。   The palladium-containing catalyst of the present invention (hereinafter also referred to as “catalyst” for short) is obtained by liquid-phase oxidation of alcohol, olefin or α, β-unsaturated aldehyde with molecular oxygen to produce α, β-unsaturated carboxylic acid. A catalyst for production (hereinafter also referred to as “liquid phase oxidation” for short), which contains palladium element and vanadium element. By containing palladium element and vanadium element in the catalyst, a catalyst capable of producing α, β-unsaturated carboxylic acid from alcohol, olefin or α, β-unsaturated aldehyde with high productivity can be obtained. The number of moles of vanadium element relative to 1 mole of palladium element in the catalyst, that is, the molar ratio of vanadium element and palladium element (sometimes abbreviated as V / Pd) is preferably 0.001 to 0.55, and 0.01 to 0. .45 is more preferred.

本発明の触媒は、さらにテルル元素を含有することが好ましい。触媒中のパラジウム元素1モルに対するテルル元素のモル数、すなわちテルル元素とパラジウム元素のモル比(Te/Pdと略すこともある)は、0.001〜0.4が好ましく、0.005〜0.35がより好ましく、0.01〜0.3がさらに好ましい。   The catalyst of the present invention preferably further contains a tellurium element. The number of moles of tellurium element per mole of palladium element in the catalyst, that is, the molar ratio of tellurium element to palladium element (sometimes abbreviated as Te / Pd) is preferably 0.001 to 0.4, preferably 0.005 to 0. .35 is more preferable, and 0.01 to 0.3 is more preferable.

このV/PdおよびTe/Pdは、パラジウム含有触媒の製造に使用する、酸化状態のパラジウム元素を含む化合物、酸化状態のバナジウム元素を含む化合物、およびテルル元素を含む化合物の配合比等により調整可能である。なお、本明細書において、パラジウム含有触媒の製造に使用する、酸化状態のパラジウム元素を含む化合物を「Pd原料」、酸化状態のバナジウム元素を含む化合物を「V原料」、テルル元素を含む化合物を「Te原料」ともいう。   V / Pd and Te / Pd can be adjusted by the compounding ratio of the compound containing palladium element in the oxidized state, the compound containing vanadium element in the oxidized state, and the compound containing tellurium element, which are used for the production of the palladium-containing catalyst. It is. In the present specification, a compound containing palladium element in an oxidized state used for the production of a palladium-containing catalyst is “Pd raw material”, a compound containing vanadium element in an oxidized state is “V raw material”, and a compound containing tellurium element is used. Also called “Te raw material”.

V/PdおよびTe/Pdは、触媒に含まれるバナジウム元素とパラジウム元素の質量および原子量、テルル元素とパラジウム元素の質量および原子量からそれぞれ算出できる。触媒に含まれるパラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素の質量は元素分析により定量できる。元素分析法による触媒中のパラジウム元素とバナジウム元素の質量の定量方法としては次のA処理液とB処理液を調製して分析する方法が例示できる。テルル元素も同様に測定できる。
A処理液の調製:触媒0.2g、および、所定量の濃硝酸、濃硫酸、過酸化水素水をテフロン(登録商標)製分解管にとり、マイクロ波加熱分解装置(CEM社製、MARS5(商品名))で溶解処理を行う。試料をろ過し、ろ液および洗浄水を合わせてメスフラスコにメスアップし、A処理液とする。
B処理液の調製:A処理での不溶解部を集めたろ紙を白金製ルツボに移し加熱・灰化した後、メタホウ酸リチウムを加えてガスバーナーで溶融する。冷却後に塩酸と少量の水をルツボに入れて溶解後、メスフラスコにメスアップし、B処理液とする。
V / Pd and Te / Pd can be calculated from the mass and atomic weight of vanadium element and palladium element, and the mass and atomic weight of tellurium element and palladium element, respectively. The mass of palladium element, vanadium element and tellurium element contained in the catalyst can be determined by elemental analysis. As a method for quantifying the mass of palladium element and vanadium element in the catalyst by elemental analysis, the following A treatment liquid and B treatment liquid are prepared and analyzed. The tellurium element can be measured similarly.
Preparation of treatment solution A: 0.2 g of catalyst and a predetermined amount of concentrated nitric acid, concentrated sulfuric acid, and hydrogen peroxide water were placed in a Teflon (registered trademark) decomposition tube, and a microwave thermal decomposition apparatus (CEM, MARS5 (product) Name)). The sample is filtered, and the filtrate and washing water are combined, and the volume is made up in a volumetric flask to obtain the treatment solution A.
Preparation of B treatment solution: The filter paper in which the insoluble parts in the A treatment are collected is transferred to a platinum crucible, heated and incinerated, and then added with lithium metaborate and melted with a gas burner. After cooling, add hydrochloric acid and a small amount of water in a crucible and dissolve, then add up to a volumetric flask to make the B treatment solution.

得られたA処理液およびB処理液に含まれる各元素の質量を、ICP発光分析装置(サーモエレメンタル社製、IRIS−Advantage(商品名))で定量し、両処理液中の元素毎の質量合計から触媒中の各元素の質量を求めることができる。   The mass of each element contained in the obtained A treatment liquid and B treatment liquid was quantified with an ICP emission spectrometer (manufactured by Thermo Elemental Co., Ltd., IRIS-Advantage (trade name)), and the mass of each element in both treatment liquids. From the total, the mass of each element in the catalyst can be determined.

また、ポアフィリング法や浸漬担持法のようにPd原料、V原料およびTe原料に含まれるパラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素の実質的に全量が触媒に含まれる方法で触媒を製造した場合には、使用するPd原料のパラジウム含有率と配合量、使用するV原料のバナジウム含有率と配合量、使用するTe原料のテルル含有率と配合量から両元素の質量を算出してもよい。   In addition, when the catalyst is manufactured by a method in which substantially all of the palladium element, vanadium element and tellurium element contained in the Pd raw material, the V raw material and the Te raw material are contained in the catalyst, such as the pore filling method and the immersion supporting method. The mass of both elements may be calculated from the palladium content and blending amount of the Pd raw material used, the vanadium content and blending amount of the V raw material used, and the tellurium content and blending amount of the Te raw material used.

本発明の触媒は、非担持型でもよいが、触媒構成元素(パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素)の少なくとも1種または全部が担体に担持されている担持型が好ましい。担体としては、例えば、活性炭、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、マグネシア、カルシア、チタニアおよびジルコニア等が挙げられる。中でもシリカ、アルミナ、マグネシア、カルシア、チタニアおよびジルコニアがより好ましく、シリカ、チタニア、ジルコニアが特に好ましい。担体は1種でもよいが、2種以上を用いることもできる。2種以上を用いる場合は、例えば、シリカとアルミナを混合して得られる混合酸化物等の混合物、複合酸化物であるシリカ−アルミナ等の複合物等が挙げられる。   The catalyst of the present invention may be an unsupported type, but a supported type in which at least one or all of catalyst constituent elements (palladium element, vanadium element and tellurium element) are supported on a support is preferable. Examples of the carrier include activated carbon, carbon black, silica, alumina, magnesia, calcia, titania and zirconia. Among these, silica, alumina, magnesia, calcia, titania and zirconia are more preferable, and silica, titania and zirconia are particularly preferable. One type of carrier may be used, but two or more types may be used. When using 2 or more types, for example, a mixture such as a mixed oxide obtained by mixing silica and alumina, a composite such as silica-alumina which is a composite oxide, and the like can be given.

担体の好ましい比表面積は担体の種類等により異なるので一概にいえないが、シリカの場合、50m2/g以上が好ましく、100m2/g以上がより好ましい。また1500m2/g以下が好ましく、1000m2/g以下がより好ましい。担体の比表面積は、小さいほど有用成分(パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素)がより表面に担持された触媒の製造が可能となり、大きいほど有用成分が多く担持された触媒の製造が可能となる。 The preferred specific surface area of the carrier varies depending on the type of the carrier and the like and cannot be generally stated. In the case of silica, it is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more. Moreover, 1500 m < 2 > / g or less is preferable and 1000 m < 2 > / g or less is more preferable. The smaller the specific surface area of the support, the more the components having useful components (palladium element, vanadium element and tellurium element) supported on the surface can be produced, and the larger the specific surface area, the more the components having useful components supported. .

担体の細孔容積は特に限定されないが、0.1cc/g以上が好ましく、0.2cc/g以上がより好ましい。また2.0cc/g以下が好ましく、1.5cc/g以下がより好ましい。   The pore volume of the carrier is not particularly limited, but is preferably 0.1 cc / g or more, and more preferably 0.2 cc / g or more. Moreover, 2.0 cc / g or less is preferable and 1.5 cc / g or less is more preferable.

担体の形状やサイズは、反応装置の形状、サイズ等によって異なり、特に制限されないが、例えば、粉末状、粒状、球状、ペレット状など種々の形状が挙げられる。中でもろ別等の操作性が容易な粒状、球状が好ましい。担体が粉末状や粒状の場合の粒径(メディアン径)は、0.5μm以上が好ましく、1.0μm以上がより好ましい。また、200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。担体の粒径は大きいほど触媒と反応液の分離が容易になり、小さいほど反応液中における触媒の分散性がよくなる。   The shape and size of the carrier vary depending on the shape and size of the reaction apparatus and are not particularly limited, and examples thereof include various shapes such as powder, granules, spheres, and pellets. Among these, granular and spherical shapes are preferable because they are easy to operate such as filtration. When the carrier is powdery or granular, the particle size (median diameter) is preferably 0.5 μm or more, and more preferably 1.0 μm or more. Moreover, 200 micrometers or less are preferable and 100 micrometers or less are more preferable. The larger the particle size of the carrier, the easier the separation of the catalyst and the reaction solution, and the smaller the support, the better the dispersibility of the catalyst in the reaction solution.

担持型触媒の場合、担体に対するパラジウム元素の担持率は、担持前の担体質量に対して0.1〜40質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましく、1.0〜20質量%がさらに好ましい。   In the case of a supported catalyst, the loading ratio of palladium element to the carrier is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, and 1.0 to 20% by mass with respect to the mass of the carrier before carrying. % Is more preferable.

担持型触媒の場合の各元素の担持率は、前記の方法等で求められる各元素の質量と使用する担体の質量から算出できる。また、担体の質量は、次のような方法で定量することもできる。すなわち、触媒を白金るつぼにとり、炭酸ナトリウムを加えて融解する。その後、蒸留水を加えて均一溶液として、ICP発光分析で試料溶液中の特定元素の定量をする。例えばシリカ担体の場合、Si元素を定量する。   In the case of a supported catalyst, the loading ratio of each element can be calculated from the mass of each element determined by the above method and the mass of the carrier used. The mass of the carrier can also be quantified by the following method. That is, the catalyst is placed in a platinum crucible and melted by adding sodium carbonate. Thereafter, distilled water is added to obtain a uniform solution, and a specific element in the sample solution is quantified by ICP emission analysis. For example, in the case of a silica carrier, Si element is quantified.

本発明の触媒は、パラジウム元素、バナジウム元素、およびテルル元素以外の、その他の金属元素を触媒構成元素として含んでいてもよい。その他の金属元素としては、例えば、白金、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、金、銀、オスミウム、銅、鉛、ビスマス、タリウム、水銀、アンチモン等が挙げられる。他の金属元素は1種または2種以上含有することができる。高い触媒活性を発現させる観点から、触媒に含まれる全ての触媒構成元素のうち、パラジウム元素、バナジウム元素、およびテルル元素の合計が60質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。   The catalyst of the present invention may contain other metal elements other than palladium element, vanadium element, and tellurium element as catalyst constituent elements. Examples of other metal elements include platinum, rhodium, ruthenium, iridium, gold, silver, osmium, copper, lead, bismuth, thallium, mercury, antimony, and the like. One or more other metal elements can be contained. From the viewpoint of developing a high catalytic activity, the total of palladium element, vanadium element, and tellurium element is preferably 60% by mass or more, and 80% by mass or more among all catalyst constituent elements contained in the catalyst. Is more preferable.

次に、本発明の触媒の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the catalyst of this invention is demonstrated.

本発明の触媒は、酸化状態のパラジウム元素を含む化合物(Pd原料)を還元剤で還元する工程(以後、「Pd還元工程」ともいう。)、および酸化状態のバナジウム元素を含む化合物(V原料)を還元剤で還元する工程(以後、「V還元工程」ともいう。)を含む方法で好適に製造できる。さらにテルル元素を含む触媒を製造する場合には、Pd還元工程、V還元工程、および酸化状態のテルル元素を含む化合物を還元剤で還元する工程(以後、「Te還元工程」ともいう。)を含む方法が挙げられる。ただし、テルル元素を含む触媒を製造する場合に、Te還元工程は必ずしも必須ではない。すなわち、Te還元工程の代わりに、テルル元素を含む化合物(Te原料)を混合する工程(以後、「Te混合工程」ともいう。)を含む方法でもよい。   The catalyst of the present invention includes a step of reducing a compound containing palladium element in an oxidized state (Pd raw material) with a reducing agent (hereinafter also referred to as “Pd reduction step”), and a compound containing vanadium element in an oxidized state (V raw material). ) With a reducing agent (hereinafter also referred to as “V reduction step”). Further, when producing a catalyst containing tellurium element, a Pd reduction step, a V reduction step, and a step of reducing a compound containing tellurium element in an oxidized state with a reducing agent (hereinafter also referred to as “Te reduction step”). The method of including is mentioned. However, when producing a catalyst containing tellurium element, the Te reduction step is not necessarily essential. That is, instead of the Te reduction step, a method including a step of mixing a compound containing tellurium element (Te raw material) (hereinafter also referred to as “Te mixing step”) may be used.

Pd原料としては、例えば、パラジウム塩、酸化パラジウム、酸化パラジウム合金等が挙げられる。中でも、パラジウム塩が好ましい。パラジウム塩としては、例えば、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、テトラアンミンパラジウム塩化物およびビス(アセチルアセトナト)パラジウム等が挙げられる。中でも、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、硝酸パラジウム、テトラアンミンパラジウム塩化物が好ましい。   Examples of the Pd raw material include palladium salts, palladium oxide, palladium oxide alloys, and the like. Of these, palladium salts are preferred. Examples of the palladium salt include palladium chloride, palladium acetate, palladium nitrate, palladium sulfate, tetraammine palladium chloride and bis (acetylacetonato) palladium. Of these, palladium chloride, palladium acetate, palladium nitrate, and tetraammine palladium chloride are preferable.

V原料としては、例えば、メタバナジン酸およびその塩、バナジウム塩、酸化バナジウム、酸化バナジウム合金等が挙げられる。中でも、メタバナジン酸塩、バナジウム塩が好ましい。メタバナジン酸塩としては、例えば、メタバナジン酸アンモニウム等が挙げられる。バナジウム塩としては、例えば、オキシ蓚酸バナジウム、蓚酸バナジル、バナジウムアセチルアセトネート等が挙げられる。中でも、メタバナジン酸アンモニウム、オキシ蓚酸バナジウム、蓚酸バナジルが好ましい。   Examples of the V raw material include metavanadic acid and its salt, vanadium salt, vanadium oxide, vanadium oxide alloy, and the like. Among these, metavanadate and vanadium salt are preferable. Examples of metavanadate include ammonium metavanadate. Examples of vanadium salts include vanadium oxysuccinate, vanadyl oxalate, vanadium acetylacetonate, and the like. Among these, ammonium metavanadate, vanadium oxyoxalate, and vanadyl oxalate are preferable.

Te原料としては、テルル金属、テルル塩、テルル酸およびその塩、亜テルル酸およびその塩、酸化テルル等が挙げられる。中でも、テルル酸およびその塩、亜テルル酸およびその塩、酸化テルルが好ましい。テルル塩としては、例えば、テルル化水素、四塩化テルル、二塩化テルル、六フッ化テルル、四ヨウ化テルル、四臭化テルル、二臭化テルル等が挙げられる。テルル酸塩としては、例えば、テルル酸ナトリウム、テルル酸カリウム等が挙げられる。亜テルル酸塩としては、例えば、亜テルル酸ナトリウム、亜テルル酸カリウム等が挙げられる。なお、Te還元工程は必ずしも必須ではないことから、Te原料に含まれるテルル元素は、酸化状態でも金属状態でも良い。   Examples of the Te raw material include tellurium metal, tellurium salt, telluric acid and its salt, telluric acid and its salt, tellurium oxide and the like. Of these, telluric acid and its salt, telluric acid and its salt, and tellurium oxide are preferred. Examples of the tellurium salt include hydrogen telluride, tellurium tetrachloride, tellurium dichloride, tellurium hexafluoride, tellurium tetraiodide, tellurium tetrabromide, tellurium dibromide, and the like. Examples of tellurate include sodium tellurate and potassium tellurate. Examples of tellurite include sodium tellurite and potassium tellurite. Since the Te reduction step is not always essential, the tellurium element contained in the Te raw material may be in an oxidized state or a metal state.

また、上記の化合物の他に、パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素のうち2種以上の元素を含有する化合物を、その2種以上の元素の原料として用いることも可能である。具体的には、例えばパラジウム−テルル錯体等〔PdXn(TeRR’)4-n〕(式中、Pdはパラジウムを表し、Xはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素を表し、TeRR’は有機テルル化合物を表す。)を、Pd原料かつTe原料として用いることが挙げられる。酸化状態のパラジウム元素と酸化状態のバナジウム元素の両方を含有する化合物等をPd原料かつTe原料として用いることも可能である。 In addition to the above compound, a compound containing two or more elements of palladium element, vanadium element, and tellurium element can be used as a raw material for the two or more elements. Specifically, for example, palladium-tellurium complex [PdX n (TeRR ′) 4-n ] (wherein Pd represents palladium, X represents fluorine, chlorine, bromine or iodine, and TeRR ′ represents an organic tellurium compound. Is used as a Pd raw material and a Te raw material. It is also possible to use a compound containing both an oxidized palladium element and an oxidized vanadium element as a Pd raw material and a Te raw material.

上記のようなPd原料およびV原料を適宜選択して、触媒を製造するための原料として用いる。これらの原料の配合量は、V/Pdやパラジウム元素の担持率が目的とする値となるように適宜選択する。テルル元素を含有する触媒を製造する場合には、さらに上記のようなTe原料を適宜選択して、触媒を製造するための原料として用いる。Te原料の配合量は、Te/Pdが目的とする値となるように適宜選択する。   The Pd raw material and V raw material as described above are appropriately selected and used as raw materials for producing the catalyst. The blending amounts of these raw materials are appropriately selected so that V / Pd and palladium element loadings have the desired values. In the case of producing a catalyst containing tellurium element, the above Te raw material is appropriately selected and used as a raw material for producing the catalyst. The blending amount of the Te raw material is appropriately selected so that Te / Pd becomes a target value.

また、パラジウム元素、バナジウム元素、テルル元素以外に、その他の金属元素を触媒構成元素として含む触媒を製造する場合は、原料として、その他の金属元素を含む化合物(以後、「その他原料」ともいう。)を併用すればよい。その他原料としては、例えば、その他の金属元素を含む、金属、金属酸化物、金属塩、金属酸素酸、金属酸素酸塩等が挙げられる。なお、その他原料の酸化数は任意である。   In addition, in the case of producing a catalyst containing other metal elements as catalyst constituent elements in addition to palladium element, vanadium element, and tellurium element, a compound containing other metal elements as a raw material (hereinafter also referred to as “other raw material”). ). Examples of the other raw materials include metals, metal oxides, metal salts, metal oxyacids, and metal oxyacid salts containing other metal elements. The oxidation number of other raw materials is arbitrary.

Pd還元工程、V還元工程は同時に行ってもよいし、別々に行ってもよい。別々に行う場合のPd還元工程およびV還元工程の順序は任意である。Te混合工程若しくはTe還元工程を行う場合、その工程は、Pd還元工程および/またはV還元工程と同時にまたは任意の順序で行うことができる。   The Pd reduction process and the V reduction process may be performed simultaneously or separately. The order of the Pd reduction step and the V reduction step when they are performed separately is arbitrary. When performing the Te mixing step or the Te reduction step, the step can be performed simultaneously with the Pd reduction step and / or the V reduction step or in any order.

また、パラジウム元素、バナジウム元素、テルル元素以外の金属元素を含む触媒を製造する場合、その他原料を混合する工程、およびその他原料を還元剤で還元する工程が必要な場合におけるその還元工程は、Pd還元工程および/またはV還元工程および/またはTe混合工程若しくはTe還元工程と同時または任意の順序で行うことができる。   Further, when a catalyst containing a metal element other than palladium element, vanadium element, and tellurium element is produced, the reduction step in the case where a step of mixing other raw materials and a step of reducing other raw materials with a reducing agent is required is Pd The reduction step and / or the V reduction step and / or the Te mixing step or the Te reduction step can be performed simultaneously or in any order.

担持型の触媒を製造する際の還元方法としては、例えば、(1)酸化状態の金属元素を含む原料を担体上に担持してから還元剤を接触させて金属元素を還元する方法、(2)酸化状態の金属元素を含む原料の溶液またはスラリーと担体が接触している状態で還元剤を接触させて溶液またはスラリー中の金属元素を還元すると同時に担持する方法、(3)(2)の方法を実施した後、さらに他の原料を添加する方法等が挙げられる。中でも金属元素の分散度が高い触媒が得られ易い(1)の還元方法が好ましい。   Examples of the reduction method for producing a supported catalyst include, for example, (1) a method in which a raw material containing a metal element in an oxidized state is supported on a carrier and then brought into contact with a reducing agent to reduce the metal element (2 A method of reducing and supporting the metal element in the solution or slurry by bringing a reducing agent into contact with the support in contact with the solution or slurry of the raw material containing the metal element in the oxidized state; Examples include a method of adding another raw material after the method is carried out. Among them, the reduction method (1) in which a catalyst having a high degree of metal element dispersion is easily obtained is preferable.

(1)の還元方法としては、Pd原料、V原料、Te原料およびその他の原料(以後、「金属原料」ともいう。)の1種または2種以上を溶媒に溶解または分散した溶液またはスラリーを担体に含浸した後、還元剤を接触させて酸化物を還元する方法が挙げられる。また、その還元に先立って加熱処理して金属酸化物として担体に担持し、次いで還元剤を接触させて酸化物を還元する方法が好ましい。   As the reduction method (1), a solution or slurry in which one or more of Pd raw material, V raw material, Te raw material and other raw materials (hereinafter also referred to as “metal raw material”) are dissolved or dispersed in a solvent is used. An example is a method in which the oxide is reduced by contacting with a reducing agent after impregnating the support. In addition, a method is preferred in which heat treatment is performed prior to the reduction, the metal oxide is supported on the carrier, and then the oxide is reduced by contacting with a reducing agent.

溶液またはスラリーを担体に含浸する方法としては、溶液またはスラリーを担体に吸収させる、いわゆるポアフィリング法が好ましい。溶媒は金属原料を溶解または分散するものであれば特に限定されない。金属原料の溶媒としては、例えば、水;酢酸、吉草酸等の有機カルボン酸類;硝酸、塩酸等の無機酸;エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類等の溶媒を単独または複数組み合わせて用いることができる。金属原料並びに還元剤の溶解性若しくは分散性または担体の分散性の観点から、水、有機カルボン酸類が好ましい。   As a method of impregnating the support with the solution or slurry, a so-called pore filling method in which the solution or slurry is absorbed by the support is preferable. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves or disperses the metal raw material. Examples of the solvent for the metal raw material include water; organic carboxylic acids such as acetic acid and valeric acid; inorganic acids such as nitric acid and hydrochloric acid; alcohols such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, and t-butanol. Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; solvents such as hydrocarbons such as heptane, hexane, and cyclohexane can be used singly or in combination. From the viewpoint of the solubility or dispersibility of the metal raw material and the reducing agent or the dispersibility of the carrier, water and organic carboxylic acids are preferred.

溶液またはスラリーを担体に含浸する操作は、全ての金属原料を含む溶液またはスラリーを用いて1度だけ行うこともできるが、複数の溶液またはスラリーを用いて複数回行うこともできる。複数回行う場合は、2回目以降の含浸操作は前回の加熱処理後または還元処理後のいずれに行ってもよい。金属元素を担持する順序は特に限定されない。   The operation of impregnating the support with the solution or slurry can be performed only once using a solution or slurry containing all the metal raw materials, but can also be performed a plurality of times using a plurality of solutions or slurries. When performing several times, you may perform impregnation operation after the 2nd time after either the last heat processing or a reduction process. The order in which the metal elements are supported is not particularly limited.

加熱処理の温度は金属原料が酸化物に変化する分解温度以上とすることが好ましい。加熱処理の時間は金属原料の少なくとも一部が金属酸化物に変化する時間であればよく、1〜12時間が好ましい。 The temperature of the heat treatment is arbitrarily preferred that the metal material is equal to or higher than the decomposition temperatures varying in the oxide. The heat treatment time may be a time during which at least a part of the metal raw material changes to a metal oxide, and is preferably 1 to 12 hours.

(2)の還元方法としては、例えば、金属原料の1種または2種以上を前述したような溶媒に溶解または分散した溶液またはスラリーを担体に含浸させた状態で還元剤を接触させて金属原料を還元する方法、溶液またはスラリー中に担体を分散させた状態で還元剤を接触させて金属原料を還元する方法等が挙げられる。   As the reduction method of (2), for example, a metal raw material is prepared by contacting a reducing agent in a state where a carrier is impregnated with a solution or slurry in which one or more metal raw materials are dissolved or dispersed in a solvent as described above. And a method of reducing the metal raw material by bringing a reducing agent into contact with the carrier dispersed in a solution or slurry.

還元剤を接触させる操作は、全ての金属原料を含む溶液またはスラリーを用いて1度だけ行うこともできるが、一部の金属原料を含む複数の溶液またはスラリーを用いて複数回行うこともできる。複数回行う場合は、2回目以降の還元処理では前回の還元処理した担体を使用する。金属元素を担持する順序は特に限定されない。   The operation of bringing the reducing agent into contact can be performed only once using a solution or slurry containing all metal raw materials, but can also be performed multiple times using a plurality of solutions or slurries containing some metal raw materials. . In the case of performing a plurality of times, the carrier subjected to the previous reduction treatment is used in the second and subsequent reduction treatments. The order in which the metal elements are supported is not particularly limited.

(3)の還元方法としては、例えば、担体の存在下で金属原料を還元剤で還元した後の溶液またはスラリーに、別途、他の金属原料を水などの溶媒に溶解または分散させた溶液またはスラリーを添加する手法が好ましい。添加する溶液またはスラリーの溶媒としては、水が一般的であるが、前述したような種々の有機溶媒等を用いてもよい。他の金属原料を添加した後に、再度還元剤を添加して還元してもよい。   As the reduction method of (3), for example, a solution or slurry obtained by reducing a metal raw material with a reducing agent in the presence of a carrier, or a solution obtained by dissolving or dispersing another metal raw material in a solvent such as water, or A method of adding a slurry is preferred. As a solvent of the solution or slurry to be added, water is generally used, but various organic solvents as described above may be used. After adding another metal raw material, you may reduce by adding a reducing agent again.

還元処理を複数回行う場合、還元剤の種類、還元温度および時間、液相で行う際の溶媒の種類等は、各回で独立して適宜設定できる。   When the reduction treatment is performed a plurality of times, the type of reducing agent, the reduction temperature and time, the type of solvent used in the liquid phase, and the like can be appropriately set independently at each time.

還元の際に用いる還元剤は特に限定されないが、例えば、ヒドラジン、ホルムアルデヒド、水素化ホウ素ナトリウム、水素、蟻酸、蟻酸の塩、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブチレン、1,3−ブタジエン、1−ヘプテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、シクロヘキセン、アリルアルコール、メタクリルアルコール、アクロレインおよびメタクロレイン等が挙げられる。中でもヒドラジン、ホルムアルデヒド、水素、蟻酸、蟻酸の塩が好ましい。また、これらを2種以上併用することもできる。   The reducing agent used in the reduction is not particularly limited. For example, hydrazine, formaldehyde, sodium borohydride, hydrogen, formic acid, formic acid salt, ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutylene, 1,3- Examples include butadiene, 1-heptene, 1-hexene, 2-hexene, cyclohexene, allyl alcohol, methacryl alcohol, acrolein, and methacrolein. Of these, hydrazine, formaldehyde, hydrogen, formic acid, and formic acid salts are preferred. Two or more of these may be used in combination.

液相中で還元する際に使用する溶媒としては、水が好ましいが、担体の分散性によっては、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸、n−吉草酸、イソ吉草酸等の有機酸類;ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類等の有機溶媒を単独または複数組み合わせて用いることができる。これらと水の混合溶媒を用いることもできる。   The solvent used for reduction in the liquid phase is preferably water, but depending on the dispersibility of the carrier, alcohols such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, and t-butanol; acetone, Ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; organic acids such as acetic acid, n-valeric acid and isovaleric acid; and organic solvents such as hydrocarbons such as heptane, hexane and cyclohexane may be used alone or in combination. it can. A mixed solvent of these and water can also be used.

還元剤が気体の場合、溶液中への溶解度を上げるためにオートクレーブ等の加圧装置中で行うことが望ましい。その際、加圧装置の内部は還元剤で加圧することが好ましい。その圧力は0.1〜1MPa(ゲージ圧;以下圧力はゲージ圧表記とする)が好ましい。   When the reducing agent is a gas, it is desirable to carry out in a pressure device such as an autoclave in order to increase the solubility in the solution. In that case, it is preferable to pressurize the inside of a pressurization apparatus with a reducing agent. The pressure is preferably 0.1 to 1 MPa (gauge pressure; hereinafter, pressure is expressed as gauge pressure).

また、還元剤が液体の場合、還元を行う装置に制限はなく溶液中に還元剤を添加することで行うことができる。このときの還元剤の使用量は特に限定されないが、還元する原料1モルに対して1モル〜100モルとすることが好ましい。   Moreover, when a reducing agent is a liquid, there is no restriction | limiting in the apparatus which performs reduction, It can carry out by adding a reducing agent in a solution. Although the usage-amount of a reducing agent at this time is not specifically limited, It is preferable to set it as 1 mol-100 mol with respect to 1 mol of raw materials to reduce | restore.

還元温度および還元時間は、還元する原料や還元剤等により異なるが、還元温度は−5〜150℃が好ましく、15〜80℃がより好ましい。還元時間は0.1〜4時間が好ましく、0.25〜3時間がより好ましく、0.5〜2時間がさらに好ましい。   Although the reduction temperature and reduction time vary depending on the raw material to be reduced, the reducing agent, etc., the reduction temperature is preferably -5 to 150 ° C, more preferably 15 to 80 ° C. The reduction time is preferably 0.1 to 4 hours, more preferably 0.25 to 3 hours, and further preferably 0.5 to 2 hours.

還元を必要としない金属原料を用いて担持型触媒を製造する場合は、上記の還元を終えた担体に、その金属原料を担持させればよい。   When producing a supported catalyst using a metal raw material that does not require reduction, the metal raw material may be supported on the carrier after the reduction.

上記Pd原料、V原料およびTe原料の担持、加熱処理および還元処理の全ての工程は同時、または任意の順序で行うことができる。また、その場合Pd原料の加熱処理の後に還元処理を行うことが好ましい。   All the steps of loading the Pd raw material, V raw material and Te raw material, heat treatment and reduction treatment can be performed simultaneously or in any order. In that case, it is preferable to perform a reduction treatment after the heat treatment of the Pd raw material.

得られた触媒は、水、有機溶媒等で洗浄することが好ましい。水、有機溶媒等での洗浄により、例えば、塩化物、酢酸根、硝酸根、硫酸根等の金属原料等に由来する不純物が除去される。洗浄の方法および回数は特に限定されないが、不純物によっては液相酸化反応を阻害する恐れがあるため不純物を十分除去できる程度に洗浄することが好ましい。洗浄された触媒は、ろ別または遠心分離などにより回収した後、そのまま反応に用いてもよい。また、パラジウム化合物の還元、バナジウム化合物の還元およびテルル化合物の混合若しくは還元を別工程で行う場合、その工程間で洗浄を行うことも好ましい。   The obtained catalyst is preferably washed with water, an organic solvent or the like. By washing with water, an organic solvent or the like, impurities derived from metal raw materials such as chloride, acetate radical, nitrate radical, and sulfate radical are removed. The cleaning method and the number of times are not particularly limited. However, depending on the impurities, there is a possibility that the liquid phase oxidation reaction may be inhibited. The washed catalyst may be recovered by filtration or centrifugation and used for the reaction as it is. In addition, when the reduction of the palladium compound, the reduction of the vanadium compound, and the mixing or reduction of the tellurium compound are performed in separate steps, it is also preferable to perform washing between the steps.

また、回収された触媒を乾燥してもよい。乾燥方法は特に限定されないが、乾燥機を用いて空気中または不活性ガス中で乾燥することが好ましい。乾燥された触媒は、必要に応じて反応に使用する前に活性化することもできる。活性化の方法は特に限定されないが、例えば、水素気流中の還元雰囲気下で熱処理する方法が挙げられる。この方法によればパラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素の表面の酸化被膜および洗浄で取り除けなかった不純物を除去することができる。調製した触媒の物性は、BET表面積測定、XRD測定、COパルス吸着法、TEM測定等により確認できる Further, the recovered catalyst may be dried. Although a drying method is not specifically limited, It is preferable to dry in air or an inert gas using a dryer. The dried catalyst can also be activated before use in the reaction if desired. The activation method is not particularly limited, and examples thereof include a heat treatment method in a reducing atmosphere in a hydrogen stream. According to this method, it is possible to remove the oxide film on the surface of palladium element, vanadium element, and tellurium element and impurities that could not be removed by washing. The physical properties of the prepared catalyst can be confirmed by BET surface area measurement, XRD measurement, CO pulse adsorption method, TEM measurement, and the like .

次に、本発明の触媒を用いて、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドを分子状酸素により液相酸化するα,β−不飽和カルボン酸の製造方法について説明する。   Next, a method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid in which alcohol, olefin or α, β-unsaturated aldehyde is subjected to liquid phase oxidation with molecular oxygen using the catalyst of the present invention will be described.

原料のアルコールとしては、例えば、2−プロパノール、t−ブチルアルコール、2−ブタノール等が挙げられる。中でも、2−プロパノールおよびt−ブチルアルコールが好適である。原料のアルコールは2種以上併用することもできる。原料のアルコールには、不純物として水や飽和炭化水素および/または低級飽和アルデヒドを少量含んでも良い。アルコールを原料とした製造では、脱水反応を経由してα,β−不飽和カルボン酸が得られる。例えば、原料が2−プロパノールの場合はプロピレンを経由するので、プロピレンと同一骨格を有するアクリル酸が得られ、原料がt−ブチルアルコールの場合はイソブチレンを経由するので、イソブチレンと同一骨格を有するメタクリル酸が得られる。   Examples of the raw material alcohol include 2-propanol, t-butyl alcohol, and 2-butanol. Of these, 2-propanol and t-butyl alcohol are preferred. Two or more alcohols as raw materials can be used in combination. The starting alcohol may contain a small amount of water, saturated hydrocarbons and / or lower saturated aldehydes as impurities. In production using alcohol as a raw material, an α, β-unsaturated carboxylic acid is obtained via a dehydration reaction. For example, acrylic acid having the same skeleton as propylene is obtained when the raw material is 2-propanol, so that acrylic acid having the same skeleton as propylene is obtained, and isobutylene is used when the raw material is t-butyl alcohol. An acid is obtained.

原料のオレフィンとしては、例えば、プロピレン、イソブチレン、2−ブテン等が挙げられる。中でも、プロピレンおよびイソブチレンが好適である。原料のオレフィンは2種以上併用することもできる。原料のオレフィンは、不純物として飽和炭化水素および/または低級飽和アルデヒド等を少量含んでいてもよい。オレフィンから製造されるα,β−不飽和カルボン酸は、オレフィンと同一炭素骨格を有するα,β−不飽和カルボン酸である。例えば、原料がプロピレンの場合アクリル酸が得られ、原料がイソブチレンの場合メタクリル酸が得られる。また、通常オレフィンからはα,β−不飽和アルデヒドが同時に得られる。このα,β−不飽和アルデヒドは、オレフィンと同一炭素骨格を有するα,β−不飽和アルデヒドである。例えば、原料がプロピレンの場合アクロレインが得られ、原料がイソブチレンの場合メタクロレインが得られる。   Examples of the raw material olefin include propylene, isobutylene, 2-butene and the like. Of these, propylene and isobutylene are preferable. Two or more raw olefins can be used in combination. The raw material olefin may contain a small amount of saturated hydrocarbon and / or lower saturated aldehyde as impurities. An α, β-unsaturated carboxylic acid produced from an olefin is an α, β-unsaturated carboxylic acid having the same carbon skeleton as the olefin. For example, acrylic acid is obtained when the raw material is propylene, and methacrylic acid is obtained when the raw material is isobutylene. Usually, α, β-unsaturated aldehyde can be obtained simultaneously from olefin. This α, β-unsaturated aldehyde is an α, β-unsaturated aldehyde having the same carbon skeleton as the olefin. For example, acrolein is obtained when the raw material is propylene, and methacrolein is obtained when the raw material is isobutylene.

原料のα,β−不飽和アルデヒドとしては、例えば、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒド(β−メチルアクロレイン)、シンナムアルデヒド(β−フェニルアクロレイン)等が挙げられる。中でも、アクロレインおよびメタクロレインが好適である。原料のα,β−不飽和アルデヒドは2種以上併用することもできる。原料のα,β−不飽和アルデヒドは、不純物として飽和炭化水素および/または低級飽和アルデヒド等を少量含んでいてもよい。α,β−不飽和アルデヒドから製造されるα,β−不飽和カルボン酸は、α,β−不飽和アルデヒドのアルデヒド基がカルボキシル基に変化したα,β−不飽和カルボン酸である。例えば、原料がアクロレインの場合アクリル酸が得られ、原料がメタクロレインの場合メタクリル酸が得られる。   Examples of the raw α, β-unsaturated aldehyde include acrolein, methacrolein, crotonaldehyde (β-methylacrolein), and cinnamaldehyde (β-phenylacrolein). Of these, acrolein and methacrolein are preferable. Two or more α, β-unsaturated aldehydes as raw materials can be used in combination. The raw α, β-unsaturated aldehyde may contain a small amount of saturated hydrocarbon and / or lower saturated aldehyde as impurities. The α, β-unsaturated carboxylic acid produced from the α, β-unsaturated aldehyde is an α, β-unsaturated carboxylic acid in which the aldehyde group of the α, β-unsaturated aldehyde is changed to a carboxyl group. For example, acrylic acid is obtained when the raw material is acrolein, and methacrylic acid is obtained when the raw material is methacrolein.

アルコール、オレフィンおよびα,β−不飽和アルデヒドから選択される2種以上の原料を組み合わせることもできる。原料の組み合わせは、オレフィンとアルコールの組み合わせが好ましく、原料としてアルコールを用いる場合は原料兼溶媒として用いることが好ましい。   Two or more raw materials selected from alcohols, olefins and α, β-unsaturated aldehydes can also be combined. The combination of raw materials is preferably a combination of olefin and alcohol, and when alcohol is used as the raw material, it is preferably used as the raw material and solvent.

液相酸化反応は連続式、バッチ式のいずれの形式で行ってもよいが、生産性を考慮すると工業的には連続式が好ましい。   The liquid phase oxidation reaction may be carried out in either a continuous type or a batch type, but in view of productivity, the continuous type is preferred industrially.

液相酸化反応に用いる分子状酸素源は、空気が経済的であり好ましいが、純酸素または純酸素と空気の混合ガスを用いることもでき、必要であれば、空気または純酸素を窒素、二酸化炭素、水蒸気等で希釈した混合ガスを用いることもできる。分子状酸素は、オートクレーブ等の反応容器内に加圧状態で供給することが好ましい。   As the molecular oxygen source used in the liquid phase oxidation reaction, air is economical and preferable, but pure oxygen or a mixed gas of pure oxygen and air can also be used. If necessary, air or pure oxygen is converted into nitrogen, dioxide. A mixed gas diluted with carbon, water vapor or the like can also be used. It is preferable to supply molecular oxygen in a pressurized state in a reaction vessel such as an autoclave.

液相酸化反応に用いる溶媒としては、例えば、t−ブタノール、シクロヘキサノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、iso−酪酸、n−吉草酸、iso−吉草酸、酢酸エチルおよびプロピオン酸メチルからなる群から選ばれる少なくとも1つの有機溶媒を用いることが好ましい。中でも、t−ブタノール、メチルイソブチルケトン、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、iso−酪酸、n−吉草酸およびiso−吉草酸からなる群から選ばれる少なくとも1つの有機溶媒がより好ましい。また、α,β−不飽和カルボン酸をより選択率よく製造するために、これら有機溶媒に水を共存させることが好ましい。共存させる水の量は特に限定されないが、有機溶媒と水の合計質量に対して好ましくは2質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。有機溶媒と水の混合物は均一な状態であることが望ましいが、不均一な状態であっても差し支えない。   Examples of the solvent used in the liquid phase oxidation reaction include t-butanol, cyclohexanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetic acid, propionic acid, n-butyric acid, iso-butyric acid, n-valeric acid, iso-valeric acid, It is preferable to use at least one organic solvent selected from the group consisting of ethyl acetate and methyl propionate. Among these, at least one organic solvent selected from the group consisting of t-butanol, methyl isobutyl ketone, acetic acid, propionic acid, n-butyric acid, iso-butyric acid, n-valeric acid and iso-valeric acid is more preferable. Further, in order to produce an α, β-unsaturated carboxylic acid with higher selectivity, it is preferable to coexist water in these organic solvents. The amount of coexisting water is not particularly limited, but is preferably 2% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass with respect to the total mass of the organic solvent and water. % Or less. The mixture of the organic solvent and water is desirably in a uniform state, but may be in a non-uniform state.

液相酸化の反応系中に存在するオレフィンおよびα,β−不飽和アルデヒドの合計濃度は、反応器内に存在する溶媒に対して0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。また30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。   The total concentration of olefin and α, β-unsaturated aldehyde present in the reaction system of liquid phase oxidation is preferably 0.1% by mass or more, and 0.5% by mass or more with respect to the solvent present in the reactor. More preferred. Moreover, 30 mass% or less is preferable, and 20 mass% or less is more preferable.

また、反応系中に酸性物質が共存していても差し支えない。酸性物質としては、無機酸、ヘテロポリ酸およびその塩、並びに固体酸等が挙げられる。酸性物質は2種以上を併用することもできる。   Further, an acidic substance may coexist in the reaction system. Examples of the acidic substance include inorganic acids, heteropoly acids and salts thereof, and solid acids. Two or more acidic substances can be used in combination.

分子状酸素の使用量は、反応系中に存在するオレフィンおよびα,β−不飽和アルデヒドの合計1モルに対して0.1モル以上が好ましく、0.2モル以上がより好ましく、0.3モル以上が特に好ましい。また、20モル以下が好ましく、15モル以下がより好ましく、10モル以下が特に好ましい。   The amount of molecular oxygen used is preferably 0.1 mol or more, more preferably 0.2 mol or more, based on a total of 1 mol of olefin and α, β-unsaturated aldehyde present in the reaction system, 0.3 mol Mole or more is particularly preferable. Moreover, 20 mol or less is preferable, 15 mol or less is more preferable, and 10 mol or less is especially preferable.

触媒は液相酸化を行う反応液に懸濁させた状態で使用することが好ましいが、固定床で使用してもよい。触媒の使用量は、反応器内に存在する溶液に対して0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が特に好ましい。また、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下が特に好ましい。   The catalyst is preferably used in a state suspended in a reaction solution for liquid phase oxidation, but may be used in a fixed bed. The amount of the catalyst used is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and particularly preferably 1% by mass or more with respect to the solution present in the reactor. Moreover, 40 mass% or less is preferable, 35 mass% or less is more preferable, and 30 mass% or less is especially preferable.

反応温度および反応圧力は、用いる溶媒および原料によって適宜選択される。反応温度は30℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましい。また、200℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましい。反応圧力は大気圧(0MPa)以上が好ましく、2MPa以上がより好ましい。また、10MPa以下が好ましく、7MPa以下がより好ましい。   The reaction temperature and reaction pressure are appropriately selected depending on the solvent and raw materials used. The reaction temperature is preferably 30 ° C or higher, more preferably 50 ° C or higher. Moreover, 200 degrees C or less is preferable and 150 degrees C or less is more preferable. The reaction pressure is preferably atmospheric pressure (0 MPa) or more, more preferably 2 MPa or more. Moreover, 10 MPa or less is preferable and 7 MPa or less is more preferable.

以下、本発明について実施例、比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。下記の実施例および比較例中の「部」は質量部である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to an Example. The “parts” in the following examples and comparative examples are parts by mass.

V/Pd、Te/Pdとパラジウム元素の担持率の算出に用いるパラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素の質量は、それぞれ、使用するPd原料のパラジウム含有率と配合量、使用するV原料のバナジウム含有率と配合量、および使用するテルル化合物のテルル含有率と配合量から算出した。   The masses of palladium element, vanadium element and tellurium element used for calculation of the loading ratio of V / Pd, Te / Pd and palladium element are respectively the palladium content and blending amount of the Pd raw material used, and the vanadium content of the V raw material used. It calculated from the rate and the blending amount, and the tellurium content and blending amount of the tellurium compound to be used.

また、担体質量に対するパラジウム元素の質量の比を「パラジウム元素の担持率」とした。担体質量は次のように定量した。まず、触媒を白金るつぼにとり、炭酸ナトリウムを加えて融解した。そして、蒸留水を加えて均一溶液として、ICPで試料溶液中のSi原子を定量した。   Further, the ratio of the mass of palladium element to the mass of carrier was defined as “palladium element loading ratio”. The carrier mass was quantified as follows. First, the catalyst was placed in a platinum crucible and melted by adding sodium carbonate. Then, distilled water was added to obtain a homogeneous solution, and the Si atoms in the sample solution were quantified by ICP.

(α,β−不飽和カルボン酸の製造における生成物の分析)
α,β−不飽和カルボン酸の製造における生成物の分析は、ガスクロマトグラフィーを用いて行った。なお、生成するα,β−不飽和カルボン酸の生産性は以下のように定義される。
α,β−不飽和カルボン酸の生産性(g/(gPd×h))=A/(B×C)
ここで、Aは生成したα,β−不飽和カルボン酸の質量(単位:g)、Bは触媒に含まれるパラジウム元素の質量(単位:g)、Cは反応時間(単位:時間)である。
(Analysis of products in the production of α, β-unsaturated carboxylic acid)
Analysis of the product in the production of α, β-unsaturated carboxylic acid was performed using gas chromatography. The productivity of the α, β-unsaturated carboxylic acid produced is defined as follows.
Productivity of α, β-unsaturated carboxylic acid (g / (gPd × h)) = A / (B × C)
Here, A is the mass of the produced α, β-unsaturated carboxylic acid (unit: g), B is the mass of palladium element contained in the catalyst (unit: g), and C is the reaction time (unit: time). .

参考例1]
(触媒調製)
オキシ蓚酸バナジウム(VOC24・nH2O〈VOC24=70.9wt%〉)0.1部に純水40部を加え、60℃に加熱して溶解させた。この溶液に粒状のシリカ担体(比表面積450m2/g、細孔容積0.68cc/g、メディアン径53.58μm)20部を完全に浸漬した後、エバポレーションで浸漬溶媒を除去した。このような浸漬担持法で溶液を含浸させた担体を空気中500℃で3時間焼成(昇温速度=1℃/分)を行い、バナジウム元素が担持された触媒前駆体(A)を得た。
[ Reference Example 1]
(Catalyst preparation)
40 parts of pure water was added to 0.1 part of vanadium oxysuccinate (VOC 2 O 4 .nH 2 O <VOC 2 O 4 = 70.9 wt%>) and dissolved by heating to 60 ° C. After 20 parts of a granular silica carrier (specific surface area 450 m 2 / g, pore volume 0.68 cc / g, median diameter 53.58 μm) was completely immersed in this solution, the immersion solvent was removed by evaporation. The carrier impregnated with the solution by such an immersion supporting method was calcined in air at 500 ° C. for 3 hours (temperature increase rate = 1 ° C./min) to obtain a catalyst precursor (A) supporting vanadium element. .

さらに、硝酸パラジウム硝酸溶液(パラジウム元素21.69wt%)4.6部と純水40部を混合した均一溶液を調製し、この溶液に上記の方法で得られた触媒前駆体(A)を加えて完全に浸漬した後、エバポレーションで浸漬溶媒を除去した。このような浸漬担持法で溶液を含浸させた担体を空気中200℃で3時間焼成(昇温速度=1℃/分)を行い、パラジウム元素およびバナジウム元素が担持された触媒前駆体(B)を得た。   Further, a homogeneous solution in which 4.6 parts of palladium nitrate solution (palladium element 21.69 wt%) and 40 parts of pure water were mixed was prepared, and the catalyst precursor (A) obtained by the above method was added to this solution. After complete immersion, the immersion solvent was removed by evaporation. The carrier impregnated with the solution by such a dipping support method is calcined in air at 200 ° C. for 3 hours (temperature increase rate = 1 ° C./min), and a catalyst precursor (B) supporting palladium element and vanadium element Got.

得られた触媒前駆体(B)を37質量%ホルムアルデヒド水溶液40.0部に加えた。70℃に加熱し、2時間攪拌保持する還元処理を行った。次いで、吸引ろ過後、温水1000部でろ過洗浄して、パラジウム元素およびバナジウム元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のV/Pdは0.05、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。   The obtained catalyst precursor (B) was added to 40.0 parts of a 37 mass% aqueous formaldehyde solution. A reduction treatment was performed by heating to 70 ° C. and stirring for 2 hours. Then, after suction filtration, it was filtered and washed with 1000 parts of warm water to obtain a catalyst in which palladium element and vanadium element were supported on a silica carrier. The catalyst had a V / Pd of 0.05 and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
オートクレーブに上記の方法で得た触媒のうち10.5g(パラジウム元素としては0.5g)を内容積330mlのオートクレーブ(東洋高圧製、型式:LC−3)に仕込み、反応溶媒としての86質量%t−ブタノール水溶液100gと、ラジカルトラップ剤としてのp−メトキシフェノールを反応溶液に対して200ppmを入れ、オートクレーブを密閉した。オートクレーブ内を窒素ガスで置換し、次いで、イソブチレンを6.5g導入し、攪拌(回転数1000rpm)を開始し、110℃まで昇温した。昇温完了後、オートクレーブに窒素を内圧2.4MPaまで導入した後、圧縮空気を内圧4.8MPaまで導入した。反応中に内圧が0.2MPa低下した時点(内圧4.6MPa)で、酸素を0.2MPa導入する操作を繰り返した。酸素追加量は合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は36分であった。
(Reaction evaluation)
10.5 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was charged into an autoclave in an autoclave (model: LC-3, manufactured by Toyo Kodan Co., Ltd.) having an internal volume of 330 ml, and 86% by mass as a reaction solvent. An autoclave was sealed by adding 100 g of an aqueous t-butanol solution and 200 ppm of p-methoxyphenol as a radical trapping agent to the reaction solution. The inside of the autoclave was replaced with nitrogen gas, then 6.5 g of isobutylene was introduced, stirring (rotation speed: 1000 rpm) was started, and the temperature was raised to 110 ° C. After completion of the temperature increase, nitrogen was introduced into the autoclave to an internal pressure of 2.4 MPa, and then compressed air was introduced to an internal pressure of 4.8 MPa. When the internal pressure decreased by 0.2 MPa during the reaction (internal pressure 4.6 MPa), the operation of introducing 0.2 MPa of oxygen was repeated. The reaction was terminated when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 36 minutes.

反応終了後、氷水浴にてオートクレーブ内を冷却した。オートクレーブのガス出口にガス捕集袋を取り付け、ガス出口を開栓して出てくるガスを回収しながら反応器内の圧力を開放した。オートクレーブから触媒入りの反応液を取り出し、メンブランフィルターで触媒を分離して、反応液を回収した。回収した反応液と捕集したガスをガスクロマトグラフィーにより分析した。このときの生成したメタクリル酸は25.6ミリモル(2.20g)であり、メタクリル酸の生産性は7.3(g/(gPd×h))であった。結果を表1に示した。   After completion of the reaction, the inside of the autoclave was cooled in an ice water bath. A gas collection bag was attached to the gas outlet of the autoclave, and the pressure in the reactor was released while collecting the gas that was opened by opening the gas outlet. The reaction solution containing the catalyst was taken out from the autoclave, the catalyst was separated with a membrane filter, and the reaction solution was recovered. The recovered reaction solution and the collected gas were analyzed by gas chromatography. The methacrylic acid produced at this time was 25.6 mmol (2.20 g), and the productivity of methacrylic acid was 7.3 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 1.

参考例2]
(触媒調製)
オキシ蓚酸バナジウム(VOC24・nH2O〈VOC24=70.9wt%〉)の使用量を0.62部とした以外は、参考例1と同様の操作で触媒調製を行い、パラジウム元素およびバナジウム元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のV/Pdは0.30、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。
[ Reference Example 2]
(Catalyst preparation)
A catalyst was prepared in the same manner as in Reference Example 1, except that the amount of vanadium oxysuccinate (VOC 2 O 4 .nH 2 O <VOC 2 O 4 = 70.9 wt%>) used was 0.62 parts. A catalyst in which palladium element and vanadium element were supported on a silica support was obtained. The catalyst had a V / Pd of 0.30 and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.6g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は23分であった。このときの生成したメタクリル酸は26.4ミリモル(2.27g)であり、メタクリル酸の生産性は11.8(g/(gPd×h))であった。結果を表1に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.6 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 23 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 26.4 mmol (2.27 g), and the productivity of methacrylic acid was 11.8 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 1.

参考例3]
(触媒調製)
オキシ蓚酸バナジウム(VOC24・nH2O〈VOC24=70.9wt%〉)の使用量を0.82部とした以外は、参考例1と同様の操作で触媒調製を行い、パラジウム元素およびバナジウム元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のV/Pdは0.40、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。
[ Reference Example 3]
(Catalyst preparation)
A catalyst was prepared in the same manner as in Reference Example 1, except that the amount of vanadium oxyoxalate (VOC 2 O 4 .nH 2 O <VOC 2 O 4 = 70.9 wt%>) used was 0.82 parts. A catalyst in which palladium element and vanadium element were supported on a silica support was obtained. This catalyst had a V / Pd of 0.40 and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.6g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は23分であった。このときの生成したメタクリル酸は24.5ミリモル(2.11g)であり、メタクリル酸の生産性は11.0(g/(gPd×h))であった。結果を表1に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.6 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 23 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 24.5 mmol (2.11 g), and the productivity of methacrylic acid was 11.0 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 1.

[比較例1]
(触媒調製)
参考例1の触媒調製において、V原料を用いなかった。すなわち、触媒前駆体(A)を調製せず、硝酸パラジウム硝酸溶液(パラジウム元素21.69wt%)4.6部と純水40部を混合した均一溶液を調製し、この溶液に粒状のシリカ担体(比表面積450m2/g、細孔容積0.68cc/g、メディアン径53.58μm)20部を完全に浸漬した後、エバポレーションで浸漬溶媒を除去した。このような浸漬担持法で溶液を含浸させた担体を空気中200℃で3時間焼成(昇温速度=1℃/分)を行い、パラジウム元素が担持された触媒前駆体(C)を得た。
[Comparative Example 1]
(Catalyst preparation)
In the catalyst preparation of Reference Example 1, the V raw material was not used. That is, without preparing the catalyst precursor (A), a homogeneous solution was prepared by mixing 4.6 parts of a palladium nitrate nitric acid solution (21.69 wt% palladium element) and 40 parts of pure water. After 20 parts were completely immersed (specific surface area 450 m 2 / g, pore volume 0.68 cc / g, median diameter 53.58 μm), the immersion solvent was removed by evaporation. The carrier impregnated with the solution by such a dipping support method was calcined in air at 200 ° C. for 3 hours (temperature increase rate = 1 ° C./min) to obtain a catalyst precursor (C) supporting palladium element. .

得られた触媒前駆体(C)を参考例1と同様の操作で還元処理、ろ過洗浄を実施し、パラジウム元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のパラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。 The obtained catalyst precursor (C) was subjected to reduction treatment and filtration washing in the same manner as in Reference Example 1 to obtain a catalyst in which palladium element was supported on a silica carrier. The palladium element loading of this catalyst was 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.5g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は33分であった。このときの生成したメタクリル酸は19.6ミリモル(1.68g)であり、メタクリル酸の生産性は6.1(g/(gPd×h))であった。結果を表1に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.5 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 33 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 19.6 mmol (1.68 g), and the productivity of methacrylic acid was 6.1 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 1.

[実施例4]
(触媒調製)
参考例1と同様の触媒調製を実施し、バナジウム元素が担持された触媒前駆体(A)を得た。
[Example 4]
(Catalyst preparation)
The same catalyst preparation as in Reference Example 1 was performed to obtain a catalyst precursor (A) on which a vanadium element was supported.

さらに、テルル酸0.22部を純水に溶解させた水溶液に、硝酸パラジウム硝酸溶液(パラジウム元素21.69wt%)4.6部を加え、全体で40部の均一溶液とした。この溶液に上記の方法で得られた触媒前駆体(A)を加えて完全に浸漬した後、エバポレーションで浸漬溶媒を除去した。このような浸漬担持法で溶液を含浸させた担体を空気中200℃で3時間焼成(昇温速度=1℃/分)を行い、パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素が担持された触媒前駆体(D)を得た。   Further, 4.6 parts of palladium nitrate solution (palladium element 21.69 wt%) was added to an aqueous solution in which 0.22 part of telluric acid was dissolved in pure water to make a uniform solution of 40 parts as a whole. The catalyst precursor (A) obtained by the above method was added to this solution and completely immersed, and then the immersion solvent was removed by evaporation. The carrier impregnated with the solution by such a dipping support method is calcined in air at 200 ° C. for 3 hours (temperature increase rate = 1 ° C./min), and a catalyst precursor supporting palladium element, vanadium element and tellurium element. (D) was obtained.

得られた触媒前駆体(D)を参考例1と同様の操作で還元処理、ろ過洗浄を実施し、パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のTe/Pdは0.10、V/Pdは0.05、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。 The obtained catalyst precursor (D) was subjected to reduction treatment and filtration washing in the same manner as in Reference Example 1 to obtain a catalyst in which palladium element, vanadium element and tellurium element were supported on a silica carrier. The catalyst had a Te / Pd of 0.10, a V / Pd of 0.05, and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.6g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は32分であった。このときの生成したメタクリル酸は33.1ミリモル(2.85g)であり、メタクリル酸の生産性は10.7(g/(gPd×h))であった。結果を表2に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.6 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 32 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 33.1 mmol (2.85 g), and the productivity of methacrylic acid was 10.7 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 2.

[実施例5]
(触媒調製)
オキシ蓚酸バナジウム(VOC24・nH2O〈VOC24=70.9wt%〉)の使用量を0.31部とした以外は、実施例4と同様の操作で触媒調製を行い、パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のTe/Pdは0.10、V/Pdは0.15、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。
[Example 5]
(Catalyst preparation)
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 4 except that the amount of vanadium oxysuccinate (VOC 2 O 4 · nH 2 O <VOC 2 O 4 = 70.9 wt%>) used was 0.31 part. A catalyst in which palladium element, vanadium element and tellurium element were supported on a silica carrier was obtained. The catalyst had Te / Pd of 0.10, V / Pd of 0.15, and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.6g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は28分であった。このときの生成したメタクリル酸は32.2ミリモル(2.77g)であり、メタクリル酸の生産性は11.9(g/(gPd×h))であった。結果を表2に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.6 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 28 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 32.2 mmol (2.77 g), and the productivity of methacrylic acid was 11.9 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 2.

[実施例6]
(触媒調製)
オキシ蓚酸バナジウム(VOC24・nH2O〈VOC24=70.9wt%〉)の使用量を0.62部とした以外は、実施例4と同様の操作で触媒調製を行い、パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のTe/Pdは0.10、V/Pdは0.30、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。
[Example 6]
(Catalyst preparation)
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 4 except that the amount of vanadium oxysuccinate (VOC 2 O 4 · nH 2 O <VOC 2 O 4 = 70.9 wt%>) used was 0.62 parts. A catalyst in which palladium element, vanadium element and tellurium element were supported on a silica carrier was obtained. This catalyst had Te / Pd of 0.10, V / Pd of 0.30, and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.6g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は27分であった。このときの生成したメタクリル酸は34.1ミリモル(2.93g)であり、メタクリル酸の生産性は13.0(g/(gPd×h))であった。結果を表2に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.6 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 27 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 34.1 mmol (2.93 g), and the productivity of methacrylic acid was 13.0 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 2.

[実施例7]
(触媒調製)
オキシ蓚酸バナジウム(VOC24・nH2O〈VOC24=70.9wt%〉)の使用量を0.82部とした以外は、実施例4と同様の操作で触媒調製を行い、パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のTe/Pdは0.10、V/Pdは0.40、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。
[Example 7]
(Catalyst preparation)
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 4 except that the amount of vanadium oxysuccinate (VOC 2 O 4 .nH 2 O <VOC 2 O 4 = 70.9 wt%>) used was 0.82 parts. A catalyst in which palladium element, vanadium element and tellurium element were supported on a silica carrier was obtained. The catalyst had Te / Pd of 0.10, V / Pd of 0.40, and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.7g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は24分であった。このときの生成したメタクリル酸は31.7ミリモル(2.73g)であり、メタクリル酸の生産性は13.7(g/(gPd×h))であった。結果を表2に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.7 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 24 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 31.7 mmol (2.73 g), and the productivity of methacrylic acid was 13.7 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 2.

[実施例8]
(触媒調製)
オキシ蓚酸バナジウム(VOC24・nH2O〈VOC24=70.9wt%〉)の使用量を1.03部とした以外は、実施例4と同様の操作で触媒調製を行い、パラジウム元素、バナジウム元素およびテルル元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のTe/Pdは0.10、V/Pdは0.50、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。
[Example 8]
(Catalyst preparation)
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 4 except that the amount of vanadium oxysuccinate (VOC 2 O 4 .nH 2 O <VOC 2 O 4 = 70.9 wt%>) used was 1.03 parts. A catalyst in which palladium element, vanadium element and tellurium element were supported on a silica carrier was obtained. The catalyst had Te / Pd of 0.10, V / Pd of 0.50, and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.7g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は32分であった。このときの生成したメタクリル酸は32.4ミリモル(2.79g)であり、メタクリル酸の生産性は10.5(g/(gPd×h))であった。結果を表2に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.7 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 32 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 32.4 mmol (2.79 g), and the productivity of methacrylic acid was 10.5 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 2.

[比較例2]
(触媒調製)
実施例4の触媒調製において、V原料を用いなかった。すなわち、触媒前駆体(A)を調製せず、テルル酸0.22部を純水に溶解させた水溶液に、硝酸パラジウム硝酸溶液(パラジウム元素21.69wt%)4.6部を加え、全体で20部の均一溶液とした。この溶液に粒状のシリカ担体(比表面積450m2/g、細孔容積0.68cc/g、メディアン径53.58μm)20部を完全に浸漬した後、エバポレーションで浸漬溶媒を除去した。このような浸漬担持法で溶液を含浸させた担体を空気中200℃で3時間焼成(昇温速度=1℃/分)を行い、パラジウム元素およびテルル元素が担持された触媒前駆体(E)を得た。
[Comparative Example 2]
(Catalyst preparation)
In the catalyst preparation of Example 4, the V raw material was not used. That is, 4.6 parts of palladium nitrate solution (21.69 wt% palladium nitrate) was added to an aqueous solution in which 0.22 part of telluric acid was dissolved in pure water without preparing the catalyst precursor (A), A 20 part homogeneous solution was obtained. After 20 parts of a granular silica carrier (specific surface area 450 m 2 / g, pore volume 0.68 cc / g, median diameter 53.58 μm) was completely immersed in this solution, the immersion solvent was removed by evaporation. The carrier impregnated with the solution by such a dipping support method is calcined in air at 200 ° C. for 3 hours (heating rate = 1 ° C./min), and a catalyst precursor (E) on which palladium element and tellurium element are supported Got.

得られた触媒前駆体(E)を参考例1と同様の操作で還元処理、ろ過洗浄を実施し、パラジウム元素およびテルル元素がシリカ担体に担持された触媒を得た。この触媒のTe/Pdは0.10、パラジウム元素の担持率は5.0質量%であった。 The obtained catalyst precursor (E) was subjected to reduction treatment and filtration washing in the same manner as in Reference Example 1 to obtain a catalyst in which palladium element and tellurium element were supported on a silica carrier. The catalyst had Te / Pd of 0.10 and a palladium element loading of 5.0% by mass.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒のうち10.6g(パラジウム元素としては0.5g)を用いた以外は、参考例1と同様の操作で反応評価を行った。酸素追加量が合計2.0MPaに達した時点で反応終了した。反応時間は30分であった。このときの生成したメタクリル酸は29.0ミリモル(2.50g)であり、メタクリル酸の生産性は10.0(g/(gPd×h))であった。結果を表2に示した。
(Reaction evaluation)
The reaction was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that 10.6 g (0.5 g as palladium element) of the catalyst obtained by the above method was used. The reaction was completed when the total amount of oxygen reached 2.0 MPa. The reaction time was 30 minutes. The methacrylic acid produced at this time was 29.0 mmol (2.50 g), and the productivity of methacrylic acid was 10.0 (g / (gPd × h)). The results are shown in Table 2.

Figure 0004911361
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Figure 0004911361
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Claims (3)

アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドを分子状酸素で液相酸化してα,β−不飽和カルボン酸を製造するためのパラジウム含有触媒であって、触媒構成元素としてパラジウム元素、テルル元素およびバナジウム元素を含有し、パラジウム元素1モルに対するバナジウム元素のモル数が0.001〜0.55であって、触媒構成元素の少なくとも1種が担体に担持されていて、還元剤で還元されたパラジウム含有触媒。 Palladium-containing catalyst for producing α, β-unsaturated carboxylic acid by liquid phase oxidation of alcohol, olefin or α, β-unsaturated aldehyde with molecular oxygen, palladium element , tellurium element as catalyst constituent elements And vanadium element, the number of moles of vanadium element with respect to 1 mole of palladium element is 0.001 to 0.55, and at least one of the catalyst constituent elements is supported on the carrier and reduced with a reducing agent. Palladium-containing catalyst. 請求項記載のパラジウム含有触媒を製造する方法であって、前記担体の存在下で酸化状態のパラジウム元素を含む化合物を還元剤で還元する工程、および前記担体の存在下で酸化状態のバナジウム元素を含む化合物を還元剤で還元する工程を含むパラジウム含有触媒の製造方法。 A method for producing a palladium-containing catalyst according to claim 1 , wherein the compound containing palladium element in the oxidized state in the presence of the carrier is reduced with a reducing agent, and the vanadium element in the oxidized state in the presence of the carrier. A method for producing a palladium-containing catalyst, comprising a step of reducing a compound containing a reducing agent with a reducing agent. 請求項1記載のパラジウム含有触媒を用いて、アルコール、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドを分子状酸素により液相酸化するα,β−不飽和カルボン酸の製造方法。 Using palladium-containing catalyst according to claim 1 Symbol placement, alcohol, olefin or alpha, alpha liquid-phase oxidation of β- unsaturated aldehyde with molecular oxygen, the production method of β- unsaturated carboxylic acid.
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