JP5344753B2 - 不飽和アルデヒド及び不飽和カルボン酸製造用触媒の製造方法 - Google Patents
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イソブチレン又はTBAを原料とした場合を例にとると、特許文献3ではモリブデン成分と鉄成分をあらかじめ混合した後他の触媒成分を混合する方法が開示されている。
MoaWbBicFedMeXfYgZhSiiOj (1)
(式中、Mo、W、Bi、Fe、Si及びOはそれぞれモリブデン、タングステン、ビスマス、鉄、ケイ素及び酸素を示す。Mはコバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。Xは鉛、マンガン、カルシウム、バリウム、スズ及び亜鉛から選ばれる少なくとも1種の元素を示す。Yはリン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、アンチモン及びチタンから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。Zはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、g、h、i及びjは各元素の原子比率を表し、a+b=12のときb=0.01〜3、c=0.01〜3、d=0.01〜5、e=1〜12、f=0〜8、g=0〜5、h=0.001〜2及びi=0〜20であり、jは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子比率である。)
焼成温度は400〜700℃、好ましくは450〜650℃である。この範囲外の温度で焼成を行うと高性能な触媒が得られないことがある。また、所定の温度に到達してから熱処理を持続する時間については特に限定はないが、熱処理時間が短すぎると高性能な触媒が得られないことがあるため、0.5〜15時間の範囲で行うのが好ましい。
また、実施例及び比較例中の原料オレフィンの反応率、生成する不飽和アルデヒド及び不飽和カルボン酸の選択率、生成する不飽和アルデヒド及び不飽和カルボン酸の合計収率(以下、合計収率と約す。)は次式により算出した。
不飽和アルデヒドの選択率(%)=C/A×100、
不飽和カルボン酸の選択率(%)=D/A×100、
合計収率(%)=(C+D)/B×100。
(1)60℃の純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部とパラタングステン酸アンモニウム25.5部を加えて溶液を調製した。(2)この溶液に前記攪拌機で回転数60rpm、20分撹拌しながら、硝酸第二鉄207.1部を純水200部に溶解した溶液を加えてスラリーを調製した。このときスラリーに含まれる粒子のメディアン径は32.8μmであった。その後、このスラリーを80℃に加熱、撹拌しながら20分熱処理した。(3)このスラリーに、硝酸セシウム19部、三酸化アンチモン28.5部及び三酸化ビスマス39.8部を加え撹拌した(A液)。別に純水800部に、硝酸ニッケル120.7部、硝酸コバルト426.3部、硝酸鉛32.3部及び85質量%リン酸水溶液5.6部を順次加え、溶解した(B液)。A液にB液を加えた。
その後、スラリーを95℃に加熱、撹拌しながら1.5時間熱処理熟成し、ドラムドライヤーを用いて粉体状の乾燥物を得た。箱型焼成炉を用いて空気雰囲気下300℃で1時間焼成を行い触媒焼成粉とし、その触媒焼成粉を加圧成型した。その後再び空気雰囲気下500℃で6時間焼成して触媒を得た。得られた触媒の酸素以外の元素の組成は、Mo11.6W0.4Bi0.7Fe2.1Sb0.8Ni1.7Co6Pb0.4P0.2Cs0.4であった。
この触媒10gを内径15mmのステンレス製反応管に充填し、イソブチレン(原料)5%、分子状酸素12%、水蒸気10%及び窒素73%(容量%)の原料ガスを供給し、常圧下、接触時間3.6秒、反応温度340℃の条件で反応させ、イソブチレンを分子状酸素により気相接触酸化した。結果を表1に示す。
(1)60℃の純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部とパラタングステン酸アンモニウム25.5部を加えて溶液を調製した。(2)この溶液に前記攪拌機で回転数60rpm、20分撹拌しながら、硝酸第二鉄138.1部を純水200部に溶解した溶液を加えてスラリーを調製した。このときスラリーに含まれる粒子のメディアン径は28.5μmであった。その後、このスラリーを80℃に加熱、撹拌しながら20分熱処理した。(3)このスラリーに、硝酸セシウム19部、三酸化アンチモン28.5部及び三酸化ビスマス39.8部を加え撹拌した(A液)。別に純水800部に、硝酸第二鉄69部、硝酸ニッケル120.7部、硝酸コバルト426.3部、硝酸鉛32.3部及び85質量%リン酸水溶液5.6部を順次加え、溶解した(B液)。A液にB液を加えた。
その後、スラリーを95℃に加熱、撹拌しながら1.5時間熱処理熟成し、ドラムドライヤーを用いて粉体状の乾燥物を得た以外は、実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒の酸素以外の元素の組成は、Mo11.6W0.4Bi0.7Fe2.1Sb0.8Ni1.7Co6Pb0.4P0.2Cs0.4であった。
実施例1と同様にして気相接触酸化を行った。結果を表1に示す。
(1)工程でパラタングステン酸アンモニウムを加えず、(2)工程の後に生成したスラリーにパラタングステン酸アンモニウム25.5部を加え回転数60rpmで20分混合撹拌し、(3)工程を実施した以外は、実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒の酸素以外の元素の組成は、Mo11.6W0.4Bi0.7Fe2.1Sb0.8Ni1.7Co6Pb0.4P0.2Cs0.4であった。
実施例1と同様にして気相接触酸化を行った。結果を表1に示す。
60℃の純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部とパラタングステン酸アンモニウム25.5部を加え、前記攪拌機で回転数60rpm、20分混合撹拌し、溶解した。その後、この混合溶液を80℃に加熱、撹拌しながら20分熱処理し、硝酸セシウム19部、三酸化アンチモン28.5部及び三酸化ビスマス39.8部を加え撹拌した(A液)。別に純水1000部に、硝酸第二鉄207.1部、硝酸ニッケル120.7部、硝酸コバルト426.3部、硝酸鉛32.3部及び85質量%リン酸水溶液5.6部を順次加え、溶解した(B液)。A液にB液を加えた後、実施例1と同様にして触媒を調製した。得られた触媒の酸素以外の元素の組成は、Mo11.6W0.4Bi0.7Fe2.1Sb0.8Ni1.7Co6Pb0.4P0.2Cs0.4であった。
実施例1と同様にして気相接触酸化を行った。結果を表1に示す。
(2)の工程における前記攪拌機の回転数を140rpmにした以外は、実施例1と同様にして触媒を調製した。(2)工程のスラリーに含まれる粒子のメディアン径は9.6μmであった。得られた触媒の酸素以外の元素の組成は、Mo11.6W0.4Bi0.7Fe2.1Sb0.8Ni1.7Co6Pb0.4P0.2Cs0.4であった。
実施例1と同様にして気相接触酸化を行った。結果を表1に示す。
(2)の工程における前記攪拌機の回転数を10rpmにした以外は、実施例1と同様にして触媒を調製した。(2)工程のスラリーに含まれる粒子のメディアン径は134.4μmであった。得られた触媒の酸素以外の元素の組成は、Mo11.6W0.4Bi0.7Fe2.1Sb0.8Ni1.7Co6Pb0.4P0.2Cs0.4であった。
実施例1と同様にして気相接触酸化を行った。結果を表1に示す。
Claims (3)
- プロピレン、イソブチレン、第三級ブチルアルコール又はメチル第三級ブチルエーテルを分子状酸素を用いて気相接触酸化し対応する不飽和アルデヒド及び不飽和カルボン酸を製造するための、少なくともモリブデン、タングステン、鉄及びビスマスを含む触媒の製造方法において、(1)モリブデン成分の原料、タングステン成分の原料及び水を混合して混合液を調製する工程、(2)(1)工程で得られた混合液に鉄成分の原料を含む溶液を混合して粒子のメディアン径が10〜100μmとなるようにスラリーを調製する工程、(3)(2)工程で得られたスラリーと残りの触媒成分の原料を混合する工程、を含むことを特徴とする触媒の製造方法。
- 前記(2)工程が、メディアン径が10〜100μmとなる粒子を含むスラリーを調製した後、さらに50〜120℃の温度範囲で少なくとも10分熱処理する工程であることを特徴とする請求項1記載の触媒の製造方法。
- 触媒が下記式(1)で示される組成を有する請求項1又は2に記載の触媒の製造方法。
MoaWbBicFedMeXfYgZhSiiOj (1)
(式中、Mo、W、Bi、Fe、Si及びOはそれぞれモリブデン、タングステン、ビスマス、鉄、ケイ素及び酸素を示す。Mはコバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。Xは鉛、マンガン、カルシウム、バリウム、スズ及び亜鉛から選ばれる少なくとも1種の元素を示す。Yはリン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、アンチモン及びチタンから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。Zはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムから選ばれる少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、g、h、i及びjは各元素の原子比率を表し、a+b=12のときb=0.01〜3、c=0.01〜3、d=0.01〜5、e=1〜12、f=0〜8、g=0〜5、h=0.001〜2及びi=0〜20であり、jは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子比率である。)
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