JP5006175B2 - Palladium-containing supported catalyst, method for producing the same, and method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid - Google Patents

Palladium-containing supported 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、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およびその製造方法に関する。また本発明は、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 olefin or an α, β-unsaturated aldehyde and a method for producing the same. The present invention also relates to 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する方法について研究がされている。例えば、特許文献1ではパラジウムおよびテルルを含有する触媒を用いる方法が提案されている。また、オレフィンの酸化方法として、特許文献2ではパラジウムを触媒として用い、モリブデン化合物の水溶液を共存させる方法が提案されている。
国際公開第05/118134号パンフレット 特開昭56−59722号公報
As a method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid, a method for liquid phase oxidation of an olefin or an α, β-unsaturated aldehyde with molecular oxygen has been studied. For example, Patent Document 1 proposes a method using a catalyst containing palladium and tellurium. As an olefin oxidation method, Patent Document 2 proposes a method in which palladium is used as a catalyst and an aqueous solution of a molybdenum compound coexists.
International Publication No. 05/118134 Pamphlet JP 56-59722 A

しかしながら、特許文献1〜2のパラジウム含有触媒を使用した液相酸化では、目的生成物であるα,β−不飽和カルボン酸の生産性が必ずしも十分ではなく、更なる生産性の向上が望まれていた。   However, in the liquid phase oxidation using the palladium-containing catalyst of Patent Documents 1 and 2, the productivity of the target product α, β-unsaturated carboxylic acid is not always sufficient, and further improvement in productivity is desired. It was.

本発明の目的は、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可能な触媒、その触媒の製造方法、並びにその触媒を用いる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。   An object of the present invention is to provide a catalyst capable of producing an α, β-unsaturated carboxylic acid from an olefin or an α, β-unsaturated aldehyde with high productivity, a method for producing the catalyst, and an α, β-unsaturated using the catalyst. It is providing the manufacturing method of saturated carboxylic acid.

本発明は、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触媒活性成分が担体に担持されているパラジウム含有担持触媒であって、パラジウム元素1.0モルに対してカリウム元素またはセシウム元素0.01〜0.30モルを含有し、且つ、テルル元素0.001〜0.40モルを含有するパラジウム含有担持触媒である。 The present invention relates to a palladium-containing supported catalyst in which a catalytically active component for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid from an olefin or an α, β-unsaturated aldehyde is supported on a carrier, the element containing palladium element 1.0 A palladium-containing supported catalyst containing 0.01 to 0.30 mol of potassium element or cesium element with respect to mol , and 0.001 to 0.40 mol of tellurium element .

また、本発明は、パラジウム含有担持触媒を製造する方法であって、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と、カリウム元素またはセシウム元素を含む化合物を混合する工程と、テルル元素を含む化合物を混合する工程とを含むパラジウム含有担持触媒の製造方法である。 The present invention is also a method for producing a palladium-containing supported catalyst, the step of reducing a compound containing palladium element in an oxidized state with a reducing agent, the step of mixing a compound containing potassium element or cesium element , and tellurium element, which is a method for producing a palladium-containing supported catalyst comprising the steps of: mixing a compound containing.

さらに、本発明は、前記パラジウム含有担持触媒を用いて、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 olefin or an α, β-unsaturated aldehyde is subjected to liquid phase oxidation with molecular oxygen using the palladium-containing supported catalyst.

本発明によれば、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可能なパラジウム含有担持触媒、その製造方法、並びにその触媒を用いる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 supported catalyst capable of producing an α, β-unsaturated carboxylic acid from an olefin or an α, β-unsaturated aldehyde with high productivity, its production method, and α, β- using the catalyst 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」とも言う。)は、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」とも言う。)ための触媒であって、パラジウム元素1モルに対してアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素(以下、「A(E)M元素」とも言う。)0.01〜0.30モルを含有するものである。前記触媒はさらに、パラジウム元素1モルに対して0.001〜0.4モルのテルル元素を含有することが好ましい。   The palladium-containing catalyst of the present invention (hereinafter also referred to as “catalyst” for short) produces α, β-unsaturated carboxylic acid by liquid phase oxidation of olefin or α, β-unsaturated aldehyde with molecular oxygen. (Hereinafter also referred to as “liquid phase oxidation” for short), which is also referred to as an alkali metal element or alkaline earth metal element (hereinafter referred to as “A (E) M element”) per 1 mol of palladium element. .) It contains 0.01 to 0.30 mol. The catalyst preferably further contains 0.001 to 0.4 mol of tellurium element with respect to 1 mol of palladium element.

アルカリ金属元素とは、リチウム元素、ナトリウム元素、カリウム元素、ルビジウム元素、セシウム元素またはフランシウム元素を言う。中でも、ナトリウム元素、カリウム元素、セシウム元素が好ましい。アルカリ土類金属元素とは、ベリリウム元素、マグネシウム元素、カルシウム元素、ストロンチウム元素、バリウム元素またはラジウム元素を言う。中でも、マグネシウム元素、カルシウム元素が好ましい。   The alkali metal element means a lithium element, a sodium element, a potassium element, a rubidium element, a cesium element, or a francium element. Among these, sodium element, potassium element, and cesium element are preferable. The alkaline earth metal element means a beryllium element, a magnesium element, a calcium element, a strontium element, a barium element, or a radium element. Of these, magnesium element and calcium element are preferable.

触媒には、アルカリ金属元素のみが含まれていてもよく、アルカリ土類金属元素のみが含まれていてもよく、アルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素の両方が含まれていてもよい。触媒に含まれるアルカリ金属元素は1種でもよく、2種以上でもよい。触媒に含まれるアルカリ土類金属元素は1種でもよく、2種以上でもよい。   The catalyst may contain only an alkali metal element, may contain only an alkaline earth metal element, or may contain both an alkali metal element and an alkaline earth metal element. The alkali metal element contained in the catalyst may be one type or two or more types. The alkaline earth metal element contained in the catalyst may be one type or two or more types.

触媒中のパラジウム元素1モルに対するA(E)M元素のモル数(すなわちA(E)M元素とパラジウム元素とのモル比:A(E)M/Pd)をこのような所定範囲にすることで、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。なお、触媒にアルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素の両方が含まれている場合は、その合計のモル数がこの所定範囲であればよい。A(E)M/Pdは0.03〜0.25が好ましく、0.05〜0.2がより好ましい。   The number of moles of A (E) M element relative to 1 mole of palladium element in the catalyst (that is, the molar ratio of A (E) M element to palladium element: A (E) M / Pd) is set within such a predetermined range. Thus, a catalyst capable of producing an α, β-unsaturated carboxylic acid from an olefin or an α, β-unsaturated aldehyde with high productivity can be obtained. When the catalyst contains both an alkali metal element and an alkaline earth metal element, the total number of moles may be within this predetermined range. A (E) M / Pd is preferably 0.03 to 0.25, and more preferably 0.05 to 0.2.

また、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)を所定範囲にすることで、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より高生産性で製造することが可能な触媒となる。Te/Pdは0.005〜0.35がより好ましく、0.01〜0.3がさらに好ましい。   Further, by setting the number of moles of tellurium to 1 mole of palladium element in the catalyst (that is, the molar ratio of tellurium element to palladium element: Te / Pd), the olefin or α, β-unsaturated aldehyde can be changed to α, It becomes a catalyst capable of producing β-unsaturated carboxylic acid with higher productivity. Te / Pd is more preferably 0.005 to 0.35, and still more preferably 0.01 to 0.3.

このA(E)M/PdおよびTe/Pdは、パラジウム含有触媒の製造に使用するパラジウム化合物(以後、「Pd原料」とも言う。)、アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物(以後、「A(E)M原料」とも言う。)、およびテルル化合物(以後、「Te原料」とも言う。)の配合比等により調整可能である。   The A (E) M / Pd and Te / Pd are palladium compounds (hereinafter also referred to as “Pd raw materials”), alkali metal compounds or alkaline earth metal compounds (hereinafter referred to as “A”) used in the production of the palladium-containing catalyst. (E) also referred to as “M raw material”), and a mixing ratio of tellurium compounds (hereinafter also referred to as “Te raw material”).

A(E)M/Pdは、触媒に含まれるA(E)M元素とパラジウム元素の質量および原子量から算出できる。触媒に含まれるA(E)M元素とパラジウム元素の質量は元素分析により定量できる。また、ポアフィリング法のようにPd原料とA(E)M原料に含まれるパラジウム元素とA(E)M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原料のパラジウム元素含有率と配合量、使用するA(E)M原料のA(E)M元素含有率と配合量から両元素の質量を算出してもよい。Te/Pdも同様の方法で定量できる。   A (E) M / Pd can be calculated from the mass and atomic weight of the A (E) M element and palladium element contained in the catalyst. The masses of A (E) M element and palladium element contained in the catalyst can be quantified by elemental analysis. In addition, when the catalyst is produced by a method in which the catalyst contains substantially all of the palladium element and the A (E) M element contained in the Pd raw material and the A (E) M raw material as in the pore filling method, it is used. The mass of both elements may be calculated from the palladium element content and blending amount of the Pd raw material to be used and the A (E) M element content and blending amount of the A (E) M raw material to be used. Te / Pd can also be quantified by the same method.

また、上記のような本発明の触媒は、非担持型でもよいが、触媒活性成分(パラジウム元素、A(E)M元素およびテルル元素の少なくとも1種)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、チタニアおよびジルコニア等を挙げることができる。中でもシリカ、アルミナ、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。   Further, the catalyst of the present invention as described above may be a non-supported type, but a supported type in which a catalytically active component (at least one of palladium element, A (E) M element and tellurium element) is supported on a carrier. preferable. Examples of the carrier include activated carbon, carbon black, silica, alumina, titania and zirconia. Of these, silica, alumina, 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言えないが、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、A(E)M元素およびテルル元素の少なくとも1種)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 support can not be said sweepingly because different by the kind of carrier, the case of silica, preferably at least 50m 2 / g, 100m 2 / g or more is more preferable. 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 useful components (at least one of palladium element, A (E) M element and tellurium element) can be produced on the surface, and the larger the specific surface area, the more useful components are supported. The production of a catalyst is possible.

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およびA(E)M元素の合計担持率は、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 total supported rate of palladium element and A (E) M element with respect to the support is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass with respect to the mass of the carrier before support. Preferably, 1.0 to 20% by mass is more preferable.

本発明の触媒は、パラジウム元素、A(E)M元素、およびテルル元素以外の、その他の金属元素を含んでいてもよい。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、アンチモン、ビスマス、タリウム、水銀等が挙げられる。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、触媒に含まれる金属元素のうち、パラジウム元素、A(E)M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, A (E) M element, and tellurium element. Examples of other metal elements include platinum, rhodium, ruthenium, iridium, gold, silver, osmium, copper, lead, antimony, bismuth, thallium, mercury, and the like. One or more other metal elements can be contained. From the viewpoint of expressing high catalytic activity, the total of palladium element, A (E) M element, and tellurium element is preferably 60% by mass or more, and 80% by mass or more, among the metal elements contained in the catalyst. It is more preferable.

本発明の触媒の製造方法について説明する。   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を還元剤で還元する工程と、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を含む化合物を混合する工程とを含む方法で好適に製造できる。テルル元素を含む触媒を製造する場合は、さらにテルル元素を含む化合物を混合する工程を含む方法で好適に製造できる。   The catalyst of the present invention can be suitably produced by a method comprising a step of reducing a compound containing palladium element in an oxidized state with a reducing agent and a step of mixing a compound containing an alkali metal element or an alkaline earth metal element. In the case of producing a catalyst containing tellurium element, it can be suitably produced by a method including a step of mixing a compound containing tellurium element.

酸化状態のパラジウム元素を含むパラジウム化合物としては、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を挙げることができるが、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)パラジウム等を挙げることができるが、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 palladium compound containing palladium element in an oxidized state include palladium salts, palladium oxides, palladium oxide alloys, etc. Among them, palladium salts are preferable. Examples of the palladium salt include palladium chloride, palladium acetate, palladium nitrate, palladium sulfate, tetraamminepalladium chloride and bis (acetylacetonato) palladium, among which palladium chloride, palladium acetate, palladium nitrate, tetraammine. Palladium chloride is preferred.

アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素を含む化合物としては、次の化合物が例示される。ナトリウム元素を含む化合物としては、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。カリウム元素を含む化合物としては、水酸化カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。セシウム元素を含む化合物としては、水酸化セシウム、塩化セシウム、硝酸セシウム、硫酸セシウム、炭酸セシウム、炭酸水素セシウム等が挙げられる。マグネシウム元素を含む化合物としては、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム等が挙げられる。カルシウム元素を含む化合物としては、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム等が挙げられる。なお、A(E)M原料の還元は必ずしも必須でないことから、A(E)M原料に含まれるA(E)M元素は、酸化状態でも還元状態でも金属状態でもよい。   Examples of the compound containing an alkali metal element or an alkaline earth metal element include the following compounds. Examples of the compound containing sodium element include sodium hydroxide, sodium chloride, sodium bicarbonate, sodium carbonate and the like. Examples of the compound containing potassium element include potassium hydroxide, potassium chloride, potassium nitrate, and potassium carbonate. Examples of the compound containing a cesium element include cesium hydroxide, cesium chloride, cesium nitrate, cesium sulfate, cesium carbonate, cesium hydrogen carbonate, and the like. Examples of the compound containing magnesium element include magnesium hydroxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, magnesium chloride, magnesium acetate and the like. Examples of the compound containing calcium element include calcium hydroxide, calcium oxide, calcium carbonate, calcium chloride, and calcium acetate. Since the reduction of the A (E) M raw material is not necessarily essential, the A (E) M element contained in the A (E) M raw material may be in an oxidized state, a reduced state, or a metal state.

テルル元素を含むテルル化合物としては、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、酸化テルル等を挙げることができる。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、二臭化テルル等を挙げることができる。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を挙げることができる。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を挙げることができる。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。なお、Te原料の還元は必ずしも必須でないことから、Te原料に含まれるテルル元素は、酸化状態でも還元状態でも金属状態でもよい。   Examples of the tellurium compound containing the tellurium element include tellurium metal, tellurium salt, telluric acid and its salt, telluric acid and its salt, tellurium oxide and the like. Examples of tellurium salts 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. Of these, telluric acid and its salt, telluric acid and its salt, and tellurium oxide are preferred. Since reduction of the Te raw material is not necessarily essential, the tellurium element contained in the Te raw material may be in an oxidized state, a reduced state, or a metal state.

上記のようなPd原料、A(E)M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。これらの化合物の配合量は、A(E)M/Pdや担持率が目的とする値となるように適宜選択する。テルル元素を含む触媒を製造する場合は、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や担持率が目的とする値となるように適宜選択する。   The above Pd raw material and A (E) M raw material are appropriately selected and used as a raw material for producing a catalyst. The compounding amounts of these compounds are appropriately selected so that A (E) M / Pd and the loading ratio are the intended values. When 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 and the loading rate become the target values.

また、パラジウム元素、A(E)M元素、テルル元素以外に、その他の金属元素を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」とも言う。)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、その他原料の還元は必ずしも必須でないことから、その他原料に含まれる金属元素は、酸化状態でも還元状態でも金属状態でもよい。   Further, in the case of producing a catalyst containing other metal elements in addition to palladium element, A (E) M 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. Since reduction of other raw materials is not always essential, the metal element contained in the other raw materials may be in an oxidized state, a reduced state, or a metal state.

担持型の触媒を製造する場合、担体の存在下で前記の還元工程を行うことが好ましい。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)少なくともPd原料を担体上に担持してから、還元剤を接触させて酸化状態のパラジウム元素を還元する方法、
(2)Pd原料を含む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酸化状態のパラジウム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、さらに残りの原料を添加する方法等が挙げられる。
中でも金属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。
In the case of producing a supported catalyst, it is preferable to perform the reduction step in the presence of a carrier. As a reduction method when producing a supported catalyst, for example,
(1) A method of reducing palladium element in an oxidized state by contacting at least a Pd raw material on a carrier and then contacting a reducing agent;
(2) A method in which a reducing agent is brought into contact with a solution or slurry containing a Pd raw material in contact with a support to reduce and simultaneously support oxidized palladium element in the solution or slurry;
(3) After carrying out the method of (2), there may be mentioned a method of adding the remaining raw materials.
Of these, the reduction method (1) is preferred because a catalyst having a high degree of metal dispersion is easily obtained.

(1)の還元方法としては、Pd原料と、所望によりA(E)M原料、Te原料およびその他原料(以後、まとめて「金属原料」とも言う。)の1種または2種以上と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、加熱処理してPd原料の一部または全部を酸化パラジウムに変化させ、次いで担体に担持された酸化パラジウムに還元剤を接触させて酸化パラジウムを還元する方法が好ましい。また、この方法では、加熱処理の前に溶媒を蒸発させて金属原料を担体に担持することが好ましい。   As the reduction method of (1), a Pd raw material and, if desired, one or more of A (E) M raw material, Te raw material and other raw materials (hereinafter collectively referred to as “metal raw materials”) are used as a solvent. After impregnating the support with a solution or slurry dissolved or dispersed in the carrier, heat treatment is performed to change part or all of the Pd raw material to palladium oxide, and then the palladium oxide supported on the support is brought into contact with a reducing agent to form palladium oxide. A method of reducing In this method, it is preferable to evaporate the solvent before the heat treatment to carry the metal raw material on the carrier.

溶液またはスラリーを担体に含浸して触媒を製造する方法では、金属原料の溶液またはスラリーに担体を浸漬した後に溶媒を蒸発させる方法、または担体の細孔容積分の金属原料の溶液またはスラリーを担体に吸収させた後に溶媒を蒸発させる、いわゆるポアフィリング法が好ましい。溶液またはスラリーの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、塩酸等の無機酸類;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。   In the method of producing a catalyst by impregnating a support with a solution or slurry, a method of evaporating a solvent after immersing the support in a solution or slurry of a metal raw material, or a solution or slurry of a metal raw material corresponding to the pore volume of the support A so-called pore filling method is preferred, in which the solvent is evaporated after absorption. The solvent of the solution or slurry is not particularly limited as long as it dissolves or disperses the metal raw material. Examples of the metal raw material solvent include water; organic carboxylic acids such as acetic acid and valeric acid; inorganic acids such as nitric acid and hydrochloric acid; and 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.

溶液またはスラリーを含浸する操作は、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 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Pd原料が酸化パラジウム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Pd原料の少なくとも一部が酸化パラジウムに変化する時間であればよく、1〜12時間が好ましい。   It is preferable that the temperature of the heat treatment be equal to or higher than the decomposition temperature at which the Pd raw material changes to palladium oxide. The heat treatment time may be a time during which at least a part of the Pd raw material changes to palladium oxide, and is preferably 1 to 12 hours.

(2)の還元方法としては、例えば、Pd原料と、所望によりPd原料以外の金属原料の1種または2種以上とを溶媒に溶解または分散させ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Pd原料を還元する方法、上記の溶解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Pd原料を還元する方法等が挙げられる。   As the reduction method (2), for example, in a state where a support is impregnated with a solution or slurry obtained by dissolving or dispersing a Pd raw material and, optionally, one or more metal raw materials other than the Pd raw material in a solvent. Examples thereof include a method of reducing a Pd raw material by contacting a reducing agent, and a method of reducing a Pd raw material by contacting a reducing agent in a state where the carrier is dispersed in the above-described dissolution 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、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 the metal raw materials, but can also be performed a plurality of times using a plurality of solutions or slurries. 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Pd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、残り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、水が好ましいが、前述したような種々の有機溶媒等を用いてもよい。残り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。   Examples of the reduction method (3) include, for example, a solution or slurry obtained by reducing a Pd raw material with a reducing agent in the presence of a carrier, and a solution obtained by dissolving or dispersing the remaining metal raw material in a solvent such as water. A method of adding a slurry is preferred. The solvent of the solution or slurry to be added is preferably water, but various organic solvents as described above may be used. After the remaining metal raw material is added, the reducing agent may be added again for reduction.

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、各回毎に独立して適宜設定できる。   When the reduction treatment is performed a plurality of times, the type of the reducing agent, the reduction temperature and time, the type of the solvent used in the liquid phase, and the like can be appropriately set independently for 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、エチレングリコール、プロピレングリコール、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。中でもエチレングリコール、プロピレングリコール、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 for the reduction is not particularly limited. For example, ethylene glycol, propylene glycol, hydrazine, formaldehyde, sodium borohydride, hydrogen, formic acid, formic acid salt, ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, Examples include isobutylene, 1,3-butadiene, 1-heptene, 1-hexene, 2-hexene, cyclohexene, allyl alcohol, methacryl alcohol, acrolein, and methacrolein. Of these, ethylene glycol, propylene glycol, 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。この時の還元剤の使用量は特に限定されないが、パラジウム元素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 palladium elements.

還元温度および還元時間は、還元対象の金属原料または金属酸化物や還元剤等により異なる。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。   The reduction temperature and reduction time vary depending on the metal raw material to be reduced, the metal oxide, the reducing agent, or the like. 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.

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、A(E)M原料の混合およびテルル化合物の混合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. Further, when the reduction of the palladium compound, the mixing of the A (E) M raw material, and the mixing 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やA(E)M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。   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, an oxide film on the surface of palladium element or A (E) M element and impurities that could not be removed by washing can be removed.

次に、本発明のパラジウム含有触媒を用いて、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、α,β−不飽和カルボン酸を製造する方法について説明する。   Next, a method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid by liquid phase oxidation of olefin or α, β-unsaturated aldehyde with molecular oxygen using the palladium-containing catalyst of the present invention will be described.

液相酸化の原料のオレフィンとα,β−不飽和アルデヒドはどちらか一方だけ使用してもよいし、両者の混合物を使用することもできる。   Only one of the raw material olefin and α, β-unsaturated aldehyde for liquid phase oxidation may be used, or a mixture of both may be used.

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が、中でもプロピレンおよびイソブチレンが好適である。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。   Examples of the raw material olefin include propylene, isobutylene, and 2-butene. Among these, propylene and isobutylene are preferable. Two or more 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.

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、通常はオレフィンからは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。   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 is simultaneously obtained 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。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。   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 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.

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。具体的には、原料がアクロレインの場合にはアクリル酸が得られ、原料がメタクロレインの場合にはメタクリル酸が得られる。   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. Specifically, acrylic acid is obtained when the raw material is acrolein, and methacrylic acid is obtained when the raw material is methacrolein.

液相酸化は連続式、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。   Liquid phase oxidation may be carried out in either a continuous type or a batch type, but in view of productivity, the continuous type is preferred industrially.

液相酸化に用いる分子状酸素の原料は、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等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。   The raw material of molecular oxygen used for liquid phase oxidation is preferably air because it is economical, but pure oxygen or a mixed gas of pure oxygen and air can also be used. If necessary, air or pure oxygen can be converted to nitrogen, A mixed gas diluted with carbon dioxide, 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.

液相酸化の原料であ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 the olefin and α, β-unsaturated aldehyde which are the raw materials for liquid phase oxidation is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more with respect to the solvent present in the reactor. Moreover, 30 mass% or less is preferable, and 20 mass% or less is more preferable.

分子状酸素の使用量は、原料であるオレフィンおよびα,β−不飽和アルデヒド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, and particularly preferably 0.3 mol or more with respect to 1 mol of the raw material olefin and α, β-unsaturated aldehyde. . 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.

(α,β−不飽和カルボン酸の製造における原料および生成物の分析)
α,β−不飽和カルボン酸の製造における原料および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、オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドの反応率、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。
オレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドの反応率(%)=(B/A)×100
α,β−不飽和カルボン酸の生産性(g/gPd/h) =(C/D/E)
ここで、Aは供給したオレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドのモル数、Bは反応したオレフィンまたはα,β−不飽和アルデヒドのモル数、Cは生成したα,β−不飽和カルボン酸の質量(g)、Dは触媒中のパラジウム元素の質量(g)、Eは反応時間(h)である。
(Analysis of raw materials and products in the production of α, β-unsaturated carboxylic acid)
Analysis of raw materials and products in the production of α, β-unsaturated carboxylic acid was performed using gas chromatography. The reaction rate of olefin or α, β-unsaturated aldehyde and the productivity of the α, β-unsaturated carboxylic acid produced are defined as follows.
Reaction rate of olefin or α, β-unsaturated aldehyde (%) = (B / A) × 100
Productivity of α, β-unsaturated carboxylic acid (g / gPd / h) = (C / D / E)
Here, A is the number of moles of olefin or α, β-unsaturated aldehyde supplied, B is the number of moles of reacted olefin or α, β-unsaturated aldehyde, and C is the amount of α, β-unsaturated carboxylic acid produced. Mass (g), D is the mass of palladium element in the catalyst (g), and E is the reaction time (h).

なお、以下の実施例および比較例では、イソブチレンからメタクリル酸を製造する反応を行っており、この場合、Aは供給したイソブチレンのモル数、Bは反応したイソブチレンのモル数、Cは生成したメタクリル酸の質量(g)である。   In the following Examples and Comparative Examples, a reaction for producing methacrylic acid from isobutylene is carried out. In this case, A is the number of moles of isobutylene supplied, B is the number of moles of reacted isobutylene, and C is the amount of methacrylic acid produced. It is the mass (g) of the acid.

[実施例1]
(触媒調製)
硝酸パラジウム硝酸溶液(N.E.ケムキャット製、パラジウム元素含有率:25.0質量%)4.0部に、テルル酸0.11部を純水10部に溶解した水溶液、および水酸化カリウム0.053部を純水20部に溶解した水溶液を加えた。次いで、シリカ担体(比表面積:750m2/g、細孔容積:1.05cc/g)5.0部を上記溶液に浸漬し、エバポレーションを行った。その後、熱処理として、空気中で室温から200℃まで1.0℃/分で昇温し、200℃で3時間保持した後、室温まで降温した。
[Example 1]
(Catalyst preparation)
An aqueous solution in which 0.11 part of telluric acid is dissolved in 10 parts of pure water in 4.0 parts of palladium nitrate solution (manufactured by NE Chemcat, palladium element content: 25.0% by mass), and potassium hydroxide An aqueous solution in which 053 parts were dissolved in 20 parts of pure water was added. Next, 5.0 parts of a silica support (specific surface area: 750 m 2 / g, pore volume: 1.05 cc / g) was immersed in the above solution and evaporated. Thereafter, as a heat treatment, the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. at a rate of 1.0 ° C./min, held at 200 ° C. for 3 hours, and then lowered to room temperature.

こうして得られた触媒前駆体を、還元剤であるエチレングリコール50.0部に加えた。70℃に加熱し、2時間攪拌保持し、吸引ろ過後純水1000部でろ過洗浄した。得られた触媒のXRD測定を行ったところ、金属パラジウムが生成していることが確認された。この触媒仕込み原料中の各元素のモル比は、K/Pdが0.1、Te/Pdが0.05である。また、この触媒におけるPdおよびKの合計担持率は、担持前のシリカ担体質量に対して20.7質量%である。   The catalyst precursor thus obtained was added to 50.0 parts of ethylene glycol as a reducing agent. The mixture was heated to 70 ° C., stirred and held for 2 hours, filtered and washed with 1000 parts of pure water after suction filtration. When the XRD measurement of the obtained catalyst was performed, it was confirmed that the metal palladium was producing | generating. As for the molar ratio of each element in this catalyst raw material, K / Pd is 0.1 and Te / Pd is 0.05. Further, the total loading ratio of Pd and K in this catalyst is 20.7 mass% with respect to the mass of the silica carrier before loading.

(反応評価)
上記の方法で得た触媒の1/10(パラジウム元素0.1部に相当)を75質量%t−ブタノール水溶液でろ過洗浄した。得られた触媒と反応溶媒として75質量%t−ブタノール水溶液75部をオートクレーブに入れ、オートクレーブを密閉した。次いで、イソブチレンを2.0部導入し、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まで導入して反応を開始させた。反応中に内圧が0.1MPa低下した時点(内圧4.7MPa)で、酸素を0.1MPa導入する操作を繰り返した。導入直後の圧力は4.8MPaである。反応開始後30分で反応を終了した。
(Reaction evaluation)
1/10 (corresponding to 0.1 part of palladium element) of the catalyst obtained by the above method was filtered and washed with a 75% by mass aqueous t-butanol solution. As a catalyst and a reaction solvent, 75 parts by mass of 75% by mass t-butanol aqueous solution was put in an autoclave, and the autoclave was sealed. Next, 2.0 parts 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 to initiate the reaction. When the internal pressure decreased by 0.1 MPa during the reaction (internal pressure 4.7 MPa), the operation of introducing 0.1 MPa of oxygen was repeated. The pressure immediately after introduction is 4.8 MPa. The reaction was completed 30 minutes after the start of the reaction.

反応終了後、氷浴でオートクレーブ内を氷冷した。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、イソブチレンの反応率およびメタクリル酸の生産性を算出した。   After completion of the reaction, the inside of the autoclave was ice-cooled in an ice 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 collected reaction liquid and the collected gas were analyzed by gas chromatography, and the reaction rate of isobutylene and the productivity of methacrylic acid were calculated.

[実施例2]
水酸化カリウムの使用量を0.11部に変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。なお、得られた触媒におけるPdおよびKの合計担持率は、担持前のシリカ担体質量に対して21.5質量%である。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the amount of potassium hydroxide used was changed to 0.11 part. The total supported rate of Pd and K in the obtained catalyst is 21.5% by mass with respect to the mass of the silica support before being supported.

[実施例3]
水酸化カリウム0.053部の代わりに炭酸水素セシウム0.18部を使用した以外は実施例1と同様の方法で行った。なお、得られた触媒におけるPdおよびCsの合計担持率は、担持前のシリカ担体質量に対して22.5質量%である。
[Example 3]
This was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.18 part of cesium hydrogen carbonate was used instead of 0.053 part of potassium hydroxide. The total supported rate of Pd and Cs in the obtained catalyst is 22.5% by mass with respect to the mass of the silica support before being supported.

[実施例4]
水酸化カリウム0.053部の代わりに炭酸水素セシウム0.36部を使用した以外は実施例1と同様の方法で行った。なお、得られた触媒におけるPdおよびCsの合計担持率は、担持前のシリカ担体質量に対して25.0質量%である。
[Example 4]
This was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.36 part of cesium hydrogen carbonate was used instead of 0.053 part of potassium hydroxide. The total supported rate of Pd and Cs in the obtained catalyst is 25.0% by mass with respect to the mass of the silica support before being supported.

[実施例5]
水酸化カリウム0.053部の代わりに炭酸水素セシウム0.55部を使用した以外は実施例1と同様の方法で行った。なお、得られた触媒におけるPdおよびCsの合計担持率は、担持前のシリカ担体質量に対して27.5質量%である。
[Example 5]
This was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.55 part of cesium hydrogen carbonate was used instead of 0.053 part of potassium hydroxide. The total supported rate of Pd and Cs in the obtained catalyst is 27.5% by mass with respect to the mass of the silica support before being supported.

[比較例1]
水酸化カリウムを使用しなかった以外は実施例1と同様の方法で行った。なお、得られた触媒におけるPdの担持率は、担持前のシリカ担体質量に対して20.0質量%である。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was performed except that potassium hydroxide was not used. In addition, the loading rate of Pd in the obtained catalyst is 20.0 mass% with respect to the mass of the silica carrier before loading.

[比較例2]
水酸化カリウムの使用量を0.21部に変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。なお、得られた触媒におけるPdおよびKの合計担持率は、担持前のシリカ担体質量に対して22.9質量%である。
[Comparative Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the amount of potassium hydroxide used was changed to 0.21 part. The total supported rate of Pd and K in the obtained catalyst is 22.9% by mass relative to the mass of the silica support before being supported.

[比較例3]
水酸化カリウムの代わりに炭酸水素セシウムを0.72部使用した以外は実施例1と同様の方法で行った。なお、得られた触媒におけるPdおよびCsの合計担持率は、担持前のシリカ担体質量に対して30.0質量%である。
[Comparative Example 3]
The same procedure as in Example 1 was performed except that 0.72 part of cesium hydrogen carbonate was used instead of potassium hydroxide. The total supported rate of Pd and Cs in the obtained catalyst is 30.0% by mass with respect to the mass of the silica support before being supported.

Figure 0005006175
Figure 0005006175

以上の結果を表1にまとめて示したように、本発明の触媒を用いることで、より高い生産性でα,β−不飽和カルボン酸を製造できることが分かった。   As the above results are summarized in Table 1, it was found that α, β-unsaturated carboxylic acid can be produced with higher productivity by using the catalyst of the present invention.

Claims (3)

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触媒活性成分が担体に担持されているパラジウム含有担持触媒であって、パラジウム元素1.0モルに対してカリウム元素またはセシウム元素0.01〜0.30モルを含有し、且つ、テルル元素0.001〜0.40モルを含有するパラジウム含有担持触媒。 A palladium-containing supported catalyst in which a catalytically active component for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid from an olefin or an α, β-unsaturated aldehyde is supported on a carrier, with respect to 1.0 mol of palladium element A palladium-containing supported catalyst containing 0.01 to 0.30 mol of potassium element or cesium element and 0.001 to 0.40 mol of tellurium element . 請求項1に記載のパラジウム含有担持触媒を製造する方法であって、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と、カリウム元素またはセシウム元素を含む化合物を混合する工程と、テルル元素を含む化合物を混合する工程とを有するパラジウム含有担持触媒の製造方法。 A method for producing a palladium-containing supported catalyst according to claim 1, comprising a step of reducing a compound containing palladium element in an oxidized state with a reducing agent, a step of mixing a compound containing potassium element or cesium element , and tellurium method for producing a palladium-containing supported catalyst and a step of mixing a compound containing the element. 請求項1に記載のパラジウム含有担持触媒を用いて、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するα,β−不飽和カルボン酸の製造方法。 A method for producing an α, β-unsaturated carboxylic acid, wherein the palladium-containing supported catalyst according to claim 1 is used to liquid-phase oxidize an olefin or α, β-unsaturated aldehyde with molecular oxygen.
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JPS55153743A (en) * 1979-05-17 1980-11-29 Asahi Chem Ind Co Ltd Preparation of unsaturated carboxylic acid ester
JP3562924B2 (en) * 1997-02-07 2004-09-08 旭化成ケミカルズ株式会社 Noble metal supported catalyst with excellent durability
JP4248957B2 (en) * 2003-07-18 2009-04-02 三菱化学株式会社 Method for producing solid catalyst for oxidation and method for producing oxidative addition product
CN1964784B (en) * 2004-06-04 2010-08-18 三菱丽阳株式会社 Palladium-containing catalyst and method for producing same
JP4908189B2 (en) * 2006-01-04 2012-04-04 三菱レイヨン株式会社 Method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid, etc. using palladium supported catalyst
JP2007245068A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Mitsubishi Rayon Co Ltd NOBLE METAL-CONTAINING CATALYST AND PRODUCTION METHOD OF alpha,beta-UNSATURATED CARBOXYLIC ACID USING IT

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