JP5450426B2 - Ammoxidation or oxidation method of propane and isobutane - Google Patents

Ammoxidation or oxidation method of propane and isobutane Download PDF

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Description

本発明は、概ね、飽和又は不飽和炭化水素をアンモ酸化又は酸化させ、不飽和ニトリル又は不飽和有機酸を生成する方法に関するものである。さらに詳細には、本発明は、プロパンからアクリロニトリル及びイソブタンからメタクリロニトリルへの気相変換(アンモ酸化による)、或いは、プロパンからアクリル酸及びイソブタンからメタクリル酸への気相変換(酸化による)の方法に関する。   The present invention generally relates to a process for ammoxidation or oxidation of saturated or unsaturated hydrocarbons to produce unsaturated nitriles or unsaturated organic acids. More particularly, the present invention relates to the gas phase conversion of propane to acrylonitrile and isobutane to methacrylonitrile (by ammoxidation), or the gas phase conversion of propane to acrylic acid and isobutane to methacrylic acid (by oxidation). Regarding the method.

プロパンからアクリロニトリル及びイソブタンからメタクリロニトリルへの変換(アンモ酸化反応による)及び/又はプロパンからアクリル酸(酸化反応による)への変換には、混合金属酸化物触媒(mixed metal oxide catalysts)が用いられてきた。当該分野で公知の技術として数多くの特許及び特許出願があり、例えば、牛窪等に付与された米国特許第5,750,760号、駒田等に付与された米国特許第6,036,880号、駒田等に付与された米国特許第6,043,186号、日名子等に付与された米国特許第6,143,916号、井上等に付与された米国特許第6,514,902号、駒田等による米国特許出願2003/0088118A1、Gaffney等による米国特許出願2004/0063990A1及び旭化成株式会社によるPCT特許出願WO2004/108278A1が挙げられる。
プロパン酸化用のMo-V-O含有混合金属酸化物触媒には、金属イソプロポキシド溶液の初期含浸(incipient impregnation)により、酸化ニオブ、酸化テルル及び酸化アンチモン等の酸化物促進剤が混合されている。含浸後、触媒の乾燥及び焼成が行われる。
混合金属酸化物触媒にテルルを気相蒸着させて表面改質を行うことにより、触媒性能が向上したことが報告されている。更に、酸素を使った改質後処理により向上が見られた。
Mixed metal oxide catalysts are used to convert propane to acrylonitrile and isobutane to methacrylonitrile (by ammoxidation) and / or propane to acrylic acid (by oxidation). I came. There are a number of patents and patent applications known in the art, such as U.S. Patent No. 5,750,760 granted to Ushikubo et al., U.S. Patent No. 6,036,880 granted to Komada et al. No. 6,043,186, U.S. Patent No. 6,143,916 granted to Ninako et al., U.S. Patent No. 6,514,902 granted to Inoue et al., U.S. Patent Application 2003 / 0088118A1 by Komada et al., U.S. Patent Application 2004 / 0063990A1 by Gaffney et al. PCT patent application WO2004 / 108278A1 by the company.
Mo-VO-containing mixed metal oxide catalysts for propane oxidation are mixed with oxide promoters such as niobium oxide, tellurium oxide and antimony oxide by incipient impregnation of metal isopropoxide solution. After impregnation, the catalyst is dried and calcined.
It has been reported that the catalyst performance is improved by performing surface modification by vapor-depositing tellurium on a mixed metal oxide catalyst. Furthermore, improvement was observed by post-reformation treatment using oxygen.

モリブデン、テルル、バナジウム及びニオブを含む複合酸化物触媒には、触媒活性剤としてテルル化合物、さらに任意でモリブデン化合物が添加されている。この触媒活性剤は、触媒活性を維持するために調製(on-stream)後しばらくしてから反応器に投入する。
テルル化合物及び/又はモリブデン化合物は、モリブデン、バナジウム、ニオブ及びアンチモンを含有する触媒の使用後に補填化合物(compensative compound)として添加している。さらに一般に、モリブデン含有触媒を用いた反応器にモリブデン化合物を添加することは公知である。
プロパンからアクリロニトリル及びイソブタンからメタクリロニトリルへの変換(アンモ酸化反応による)、及び/又は、プロパンからアクリル酸及びイソブタンからメタクリル酸への変換(酸化反応による)に効果的なモリブデン、バナジウム、アンチモン及び他の成分を含む触媒に関する技術は進歩してきたが、市場で生き残るには更なる改良が触媒には必要である。一般に、このような反応に用いられる従来からの触媒系は、所望の生成物の収量が概して低いという問題がある。
より高い収量で有用な生成物を調製できる方法が望まれる。また、反応条件下での安定性の向上、及び/又は、反応装置内での耐温度変化の向上がみられる触媒が望まれる。
To the composite oxide catalyst containing molybdenum, tellurium, vanadium and niobium, a tellurium compound and optionally a molybdenum compound are added as a catalyst activator. This catalyst activator is charged into the reactor after some time after preparation (on-stream) to maintain catalyst activity.
Tellurium compounds and / or molybdenum compounds are added as compensative compounds after the use of catalysts containing molybdenum, vanadium, niobium and antimony. More generally, it is known to add a molybdenum compound to a reactor using a molybdenum-containing catalyst.
Molybdenum, vanadium, antimony and propane effective for the conversion of propane to acrylonitrile and isobutane to methacrylonitrile (by ammoxidation) and / or the conversion of propane to acrylic acid and isobutane to methacrylic acid (by oxidation) While technologies related to catalysts containing other components have progressed, further improvements are needed for the catalysts to survive in the market. In general, conventional catalyst systems used for such reactions have the problem of generally low yields of desired products.
It is desirable to have a method that can prepare useful products in higher yields. In addition, a catalyst that exhibits improved stability under reaction conditions and / or improved temperature resistance change in the reaction apparatus is desired.

本発明の実施態様の1つは、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物をアンモ酸化又は酸化させて、不飽和ニトリル又は不飽和有機酸を生成する方法を提供するものであり、該方法は、モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する未使用の混合金属酸化物触媒と、モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する使用済の混合金属酸化物触媒と、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、セリウム化合物、ゲルマニウム化合物、リチウム化合物、モリブデン化合物、ネオジム化合物、ニオブ化合物、リン化合物、セレン化合物、タンタル化合物、テルル化合物、チタン化合物、タングステン化合物、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びこれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤(performance modifier)とを含む、触媒混合物を提供し、該触媒混合物の存在下、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物を、酸素含有ガス又は酸素含有ガス及びアンモニアに接触させる工程を有する。特定の実施態様では、触媒混合物が2種以上の性能調節剤化合物を含む。   One embodiment of the present invention is to ammoxidize or oxidize saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons to produce unsaturated nitriles or unsaturated organic acids. A process comprising the steps of: using an unused mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium, and at least one component selected from the group consisting of antimony and tellurium; and molybdenum and vanadium. Used mixed metal oxide catalyst containing at least one component selected from the group consisting of niobium, antimony and tellurium, an aluminum compound, an antimony compound, an arsenic compound, a boron compound, a cerium compound, a germanium compound, Lithium compound, molybdenum compound, neodymium compound, niobium compound, phosphorus compound, selenization And a catalyst mixture comprising a performance modifier selected from the group consisting of a tantalum compound, a tellurium compound, a titanium compound, a tungsten compound, a vanadium compound, a zirconium compound, and a mixture thereof. A saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a mixture of a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon is brought into contact with an oxygen-containing gas or an oxygen-containing gas and ammonia. In certain embodiments, the catalyst mixture includes two or more performance modifier compounds.

また、本発明は、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物をアンモ酸化させて不飽和ニトリルを生成する方法を含み、該方法は、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、セリウム化合物、ゲルマニウム化合物、リチウム化合物、ネオジム化合物、ニオブ化合物、リン化合物、セレン化合物、タンタル化合物、テルル化合物、チタン化合物、タングステン化合物、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びそれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤と、未使用の混合金属酸化物触媒と、使用済の混合金属酸化物触媒とを含む触媒混合物を提供する工程であって、該工程中、前記未使用の触媒と使用済の触媒とが、それぞれ独立して式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される工程と、前記飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物を、前記触媒混合物の存在下でアンモニア及び酸素含有ガスと接触させる工程とを有する。
本発明の実施態様の1つは、飽和もしくは不飽和炭化水素又は飽和及び不飽和炭化水素の混合物をアンモ酸化又は酸化させ、不飽和ニトリル又は不飽和有機酸を生成する方法を提供するものであり、該方法が、モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する混合金属酸化物触媒と、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、セリウム化合物、ゲルマニウム化合物、リチウム化合物、ネオジム化合物、ニオブ化合物、リン化合物、セレン化合物、タンタル化合物、テルル化合物、チタン化合物、タングステン化合物、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びこれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤との物理的混合物を含む触媒混合物を提供し、該触媒混合物の存在下、飽和もしくは不飽和炭化水素又は飽和及び不飽和炭化水素の混合物を、酸素含有ガス又は酸素含有ガス及びアンモニアに接触させる工程とを有する。
The present invention also includes a method of ammoxidizing a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a mixture of a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon to produce an unsaturated nitrile, which includes an aluminum compound, an antimony Compounds, arsenic compounds, boron compounds, cerium compounds, germanium compounds, lithium compounds, neodymium compounds, niobium compounds, phosphorus compounds, selenium compounds, tantalum compounds, tellurium compounds, titanium compounds, tungsten compounds, vanadium compounds, zirconium compounds and mixtures thereof Providing a catalyst mixture comprising a performance modifier selected from the group consisting of: an unused mixed metal oxide catalyst; and a used mixed metal oxide catalyst, wherein the unused And the spent catalyst are each independently of the formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from the group consisting of W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof, L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Selected from the group consisting of Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1 and n are the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are A, b, c, d and e represent the molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that it can exist in an oxidation state lower than the oxidation state; Contacting the saturated hydrocarbon, unsaturated hydrocarbon, or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons with ammonia and oxygen-containing gas in the presence of the catalyst mixture.
One embodiment of the present invention provides a method for ammoxidation or oxidation of saturated or unsaturated hydrocarbons or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons to produce unsaturated nitriles or unsaturated organic acids. The method includes a mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium, and at least one component selected from the group consisting of antimony and tellurium, an aluminum compound, an antimony compound, an arsenic compound, a boron compound, and cerium. Performance adjustment selected from the group consisting of compounds, germanium compounds, lithium compounds, neodymium compounds, niobium compounds, phosphorus compounds, selenium compounds, tantalum compounds, tellurium compounds, titanium compounds, tungsten compounds, vanadium compounds, zirconium compounds and mixtures thereof Contains a physical mixture with the agent Providing medium mixture, and a step of contacting in the presence of a saturated or unsaturated hydrocarbon mixtures or saturated and unsaturated hydrocarbons, oxygen-containing gas or an oxygen-containing gas and ammonia of the catalyst mixture.

また、本発明には、飽和もしくは不飽和炭化水素又は飽和及び不飽和炭化水素の混合物をアンモ酸化又は酸化させ、不飽和ニトリル又は不飽和有機酸を生成する方法が含まれるが、該方法が、下記式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される複合酸化物を含む触媒組成物と、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、セリウム化合物、ゲルマニウム化合物、リチウム化合物、ネオジム化合物、ニオブ化合物、リン化合物、セレン化合物、タンタル化合物、テルル化合物、チタン化合物、タングステン化合物、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びこれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤とを混合して触媒混合物を形成する工程と、該触媒混合物の存在下、飽和もしくは不飽和炭化水素又は飽和及び不飽和炭化水素の混合物を、酸素含有ガス又は酸素含有ガス及びアンモニアに接触させる工程とを有する。
The present invention also includes a method of ammoxidation or oxidation of a saturated or unsaturated hydrocarbon or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons to produce an unsaturated nitrile or an unsaturated organic acid, the method comprising: Following formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from the group consisting of W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof, L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Selected from the group consisting of Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1 and n are the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are A, b, c, d and e represent the molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that it can exist in an oxidation state lower than the oxidation state) Catalyst composition containing, aluminum compound, antimony compound, arsenic compound, boron compound, cerium compound, germanium compound, lithium compound, neodymium compound, niobium A catalyst mixture is formed by mixing a performance modifier selected from the group consisting of bu compound, phosphorus compound, selenium compound, tantalum compound, tellurium compound, titanium compound, tungsten compound, vanadium compound, zirconium compound and mixtures thereof. And contacting a saturated or unsaturated hydrocarbon or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons with oxygen-containing gas or oxygen-containing gas and ammonia in the presence of the catalyst mixture.

本発明の実施態様の1つは、飽和もしくは不飽和炭化水素又は飽和及び不飽和炭化水素の混合物をアンモ酸化させ、不飽和ニトリルを生成する方法に関するもので、該方法が、下記式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びそれらの混合物から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される複合酸化物を含む触媒組成物と、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、セリウム化合物、ゲルマニウム化合物、リチウム化合物、ネオジム化合物、ニオブ化合物、リン化合物、セレン化合物、タンタル化合物、テルル化合物、チタン化合物、タングステン化合物、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びこれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤とを混合して触媒混合物を形成する工程と、該触媒混合物の存在下、飽和もしくは不飽和炭化水素又は飽和及び不飽和炭化水素の混合物を、アンモニア及び酸素含有ガスに接触させる工程とを有する方法に関する。
One embodiment of the present invention relates to a process for ammoxidation of a saturated or unsaturated hydrocarbon or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons to produce an unsaturated nitrile, wherein the process comprises the following formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof; L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb, Lu, and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1, n Is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are less than their highest oxidation state. A, b, c, d and e represent the molar ratios of the respective elements corresponding to 1 mol of Mo, provided that the catalyst can be present in a lower oxidation state. Composition, aluminum compound, antimony compound, arsenic compound, boron compound, cerium compound, germanium compound, lithium compound, neodymium compound, niobium compound, Mixing a performance compound selected from the group consisting of a phosphorus compound, a selenium compound, a tantalum compound, a tellurium compound, a titanium compound, a tungsten compound, a vanadium compound, a zirconium compound, and a mixture thereof to form a catalyst mixture; Contacting a saturated or unsaturated hydrocarbon or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons with ammonia and an oxygen-containing gas in the presence of the catalyst mixture.

本発明は、飽和又は不飽和炭化水素の(アンモ)酸化方法、及び、該方法に使用できる触媒組成物に関する。この方法は、プロパンからアクリロニトリル及びイソブタンからメタクリロニトリルへのアンモ酸化、及び/又は、プロパンからアクリル酸及びイソブタンからメタクリル酸への変換(酸化反応による)に効果的である。
1つ又はそれ以上の実施態様では、飽和もしくは不飽和炭化水素又は飽和及び不飽和炭化水素の混合物のアンモ酸化を含む方法であって、性能調節剤と未使用の複合酸化物触媒組成物と使用済の複合酸化物触媒組成物とを混合して触媒混合物を形成し、該触媒混合物の存在下で炭化水素をアンモニア及び酸素含有ガスと接触させる工程を有する方法により、不飽和ニトリルを調製する。
本発明は、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物をアンモ酸化又は酸化させて、不飽和ニトリル又は不飽和有機酸を生成する方法を提供するものであり、該方法は、モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する未使用の混合金属酸化物触媒と、モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する使用済の混合金属酸化物触媒と、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、セリウム化合物、ゲルマニウム化合物、リチウム化合物、ネオジム化合物、ニオブ化合物、リン化合物、セレン化合物、タンタル化合物、テルル化合物、チタン化合物、タングステン化合物、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びこれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤とを含む、触媒混合物を提供し、該触媒混合物の存在下、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物を、酸素含有ガス又は酸素含有ガス及びアンモニアに接触させる工程を有する。
The present invention relates to a process for (ammo) oxidation of saturated or unsaturated hydrocarbons and a catalyst composition which can be used in the process. This method is effective for ammoxidation of propane to acrylonitrile and isobutane to methacrylonitrile and / or conversion of propane to acrylic acid and isobutane to methacrylic acid (by oxidation reaction).
In one or more embodiments, a method comprising ammoxidation of a saturated or unsaturated hydrocarbon or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons, comprising the use of a performance modifier and an unused composite oxide catalyst composition The unsaturated nitrile is prepared by a method comprising mixing a spent composite oxide catalyst composition to form a catalyst mixture and contacting the hydrocarbon with ammonia and an oxygen-containing gas in the presence of the catalyst mixture.
The present invention provides a method for producing an unsaturated nitrile or an unsaturated organic acid by ammoxidation or oxidation of a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a mixture of a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon. And the method includes the use of an unused mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium, and at least one component selected from the group consisting of antimony and tellurium, molybdenum, vanadium, niobium, antimony and A spent mixed metal oxide catalyst containing at least one component selected from the group consisting of tellurium, an aluminum compound, an antimony compound, an arsenic compound, a boron compound, a cerium compound, a germanium compound, a lithium compound, a neodymium compound, Niobium compounds, phosphorus compounds, selenium compounds, tantalum compounds, tellurium compounds A catalyst mixture comprising a titanium compound, a tungsten compound, a vanadium compound, a zirconium compound, and a mixture thereof, and a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon in the presence of the catalyst mixture. Or a step of contacting a mixture of saturated hydrocarbon and unsaturated hydrocarbon with oxygen-containing gas or oxygen-containing gas and ammonia.

実施態様として、触媒調節剤は、硝酸アルミニウム、アルミナ、酸化アンチモン(III)、シュウ酸アンチモン(III)、酒石酸アンチモン(III)、酸化アンチモン(V)、四酸化アンチモン、Sb6O13、酸化ヒ素(III)、酸化ヒ素(V)、砒酸、酸化ホウ素、ホウ酸、硝酸セリウムアンモニウム、酢酸セリウム、シュウ酸セリウム(III)水和物、酸化セリウム(IV)、酸化ゲルマニウム(IV)、酸化リチウム、水酸化リチウム、酢酸リチウム、硝酸リチウム、酒石酸リチウム、シュウ酸アンモニウムニオブ、シュウ酸ニオブ 酸化ニオブ、五酸化リン、リン酸アンモニウム、二酸化セレン、酸化タンタル(V)、テルル酸、二酸化テルル、三酸化テルル、ルチル型二酸化チタン(TiO2)、アナターゼ型二酸化チタン(TiO2)、チタンイソプロポキシド、TiO(シュウ酸塩)、三酸化タングステン、シュウ酸バナジル、酸化バナジウム(III)、酸化バナジウム(IV)、酸化バナジウム(V)、硝酸ジルコニル、ジルコニア及びこれらの混合物からなる群から選択される。
さらに実施態様の1つとして、未使用と使用済の混合金属酸化物触媒全量におけるモリブデン1モルに対して、少なくとも0.01モルの性能調節剤が触媒混合物に含まれる。本発明の別の実施態様は、未使用の混合金属酸化物触媒と性能調節剤とを湿式含浸により混合する工程を有する。本発明の態様として、未使用の複合酸化物触媒と使用済の複合酸化物触媒のいずれか一方又は両方は、水熱合成ではない方法を用いて調製される。更に、本発明は、未使用の複合酸化物触媒と使用済の複合酸化物触媒と性能調節剤とを物理的に混合する工程を有することもでき、この工程は、未使用の複合酸化物触媒組成物と性能調節剤とを予備混合する工程を更に有する。さらには、本発明は、前記触媒混合物を加熱又は焼成する工程を有することができる。
As an embodiment, the catalyst regulator is aluminum nitrate, alumina, antimony (III) oxide, antimony (III) oxalate, antimony (III) tartrate, antimony (V), antimony tetroxide, Sb 6 O 13 , arsenic oxide (III), arsenic oxide (V), arsenic acid, boron oxide, boric acid, cerium ammonium nitrate, cerium acetate, cerium oxalate (III) hydrate, cerium oxide (IV), germanium (IV) oxide, lithium oxide, Lithium hydroxide, lithium acetate, lithium nitrate, lithium tartrate, ammonium niobium oxalate, niobium oxalate niobium oxide, phosphorus pentoxide, ammonium phosphate, selenium dioxide, tantalum oxide (V), telluric acid, tellurium dioxide, tellurium trioxide , rutile titanium dioxide (TiO 2), anatase titanium dioxide (TiO 2), titanium isopropoxide, TiO (oxalate), trioxide tungsten Emissions, vanadyl oxalate, vanadium (III) oxide, vanadium (IV) oxide, vanadium (V), is selected from zirconyl nitrate, the group consisting of zirconia, and mixtures thereof.
In one embodiment, the catalyst mixture includes at least 0.01 moles of performance modifier per mole of molybdenum in the total amount of unused and spent mixed metal oxide catalyst. Another embodiment of the present invention comprises the step of mixing the unused mixed metal oxide catalyst and the performance modifier by wet impregnation. As an aspect of the present invention, either or both of the unused composite oxide catalyst and the used composite oxide catalyst are prepared using a method that is not hydrothermal synthesis. Furthermore, the present invention may have a step of physically mixing the unused composite oxide catalyst, the used composite oxide catalyst, and the performance modifier, and this step may be performed by using the unused composite oxide catalyst. The method further includes a step of premixing the composition and the performance modifier. Furthermore, this invention can have the process of heating or baking the said catalyst mixture.

実施態様の1つでは、未使用の触媒組成物が、下記式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びそれらの混合物から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される複合酸化物を含む。
実施態様の1つでは、使用済の触媒組成物が、下記式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びそれらの混合物から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される複合酸化物を含む。
In one embodiment, the unused catalyst composition has the formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof; L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb, Lu, and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1, n Is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are less than their highest oxidation state. A, b, c, d, and e represent a molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that the oxide can exist in a lower oxidation state.
In one embodiment, the spent catalyst composition has the following formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof; L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb, Lu, and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1, n Is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are less than their highest oxidation state. A, b, c, d, and e represent a molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that the oxide can exist in a lower oxidation state.

また、本発明は、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物をアンモ酸化又は酸化させて、不飽和ニトリル又は不飽和有機酸を生成する方法を提供するものであり、該方法は、モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する乾燥混合金属酸化物触媒と、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、セリウム化合物、ゲルマニウム化合物、リチウム化合物、ネオジム化合物、ニオブ化合物、リン化合物、セレン化合物、タンタル化合物、チタン化合物、タングステン化合物、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びこれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤とを物理的に混合して触媒混合物を形成し、該触媒混合物の存在下、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物を、酸素含有ガス又は酸素含有ガス及びアンモニアに接触させる工程を有する。
本発明の性能調節剤は、硝酸アルミニウム、アルミナ、酸化アンチモン(III)、シュウ酸アンチモン(III)、酒石酸アンチモン(III)、酸化アンチモン(V)、四酸化アンチモン、Sb6O13、酸化ヒ素(III)、酸化ヒ素(V)、砒酸、酸化ホウ素、ホウ酸、硝酸セリウムアンモニウム、酢酸セリウム、シュウ酸セリウム(III)水和物、酸化セリウム(IV)、酸化ゲルマニウム(IV)、酸化リチウム、水酸化リチウム、酢酸リチウム、硝酸リチウム、酒石酸リチウム、塩化ネオジム(III)、酸化ネオジム(III)、ネオジム(III)イソプロポキシド、酢酸ネオジム(III)水和物、シュウ酸アンモニウムニオブ、シュウ酸ニオブ 酸化ニオブ、五酸化リン、リン酸アンモニウム、二酸化セレン、酸化タンタル(V)、ルチル型二酸化チタン(TiO2)、アナターゼ型二酸化チタン(TiO2)、チタンイソプロポキシド、TiO(シュウ酸塩)、三酸化タングステン、シュウ酸バナジル、酸化バナジウム(III)、酸化バナジウム(IV)、酸化バナジウム(V)、硝酸ジルコニル、ジルコニア及びこれらの混合物からなる群から選択される。
The present invention also provides a method for producing an unsaturated nitrile or an unsaturated organic acid by ammoxidizing or oxidizing a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a mixture of a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon. The method includes a dry mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium, and at least one component selected from the group consisting of antimony and tellurium, an aluminum compound, an antimony compound, an arsenic compound, Performance selected from the group consisting of boron compounds, cerium compounds, germanium compounds, lithium compounds, neodymium compounds, niobium compounds, phosphorus compounds, selenium compounds, tantalum compounds, titanium compounds, tungsten compounds, vanadium compounds, zirconium compounds and mixtures thereof. Catalyst mixing by physically mixing the regulator Forming a have the presence of the catalyst mixture, saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, or a mixture of saturated hydrocarbons and unsaturated hydrocarbons, the step of contacting an oxygen-containing gas or oxygen-containing gas and ammonia.
The performance regulator of the present invention includes aluminum nitrate, alumina, antimony (III) oxide, antimony (III) oxalate, antimony (III) tartrate, antimony (V), antimony tetraoxide, Sb 6 O 13 , arsenic oxide ( III), arsenic oxide (V), arsenic acid, boron oxide, boric acid, cerium ammonium nitrate, cerium acetate, cerium oxalate (III) hydrate, cerium oxide (IV), germanium (IV) oxide, lithium oxide, water Lithium oxide, lithium acetate, lithium nitrate, lithium tartrate, neodymium (III) chloride, neodymium (III) oxide, neodymium (III) isopropoxide, neodymium (III) acetate hydrate, ammonium niobium oxalate, niobium oxalate oxidation niobium, phosphorus pentoxide, ammonium phosphate, selenium dioxide, tantalum oxide (V), rutile titanium dioxide (TiO 2), anatase titanium dioxide (TiO 2), titanium isopropoxide Selected from the group consisting of oxide, TiO (oxalate), tungsten trioxide, vanadyl oxalate, vanadium (III) oxide, vanadium (IV) oxide, vanadium (V) oxide, zirconyl nitrate, zirconia and mixtures thereof .

実施態様の1つとして、前記混合金属酸化物触媒は、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、タングステン、チタン、スズ、ゲルマニウム、ジルコニウム、リチウム及びハフニウムからなる群から選択される少なくとも1種の元素を更に含む。混合金属酸化物触媒と性能調節剤のうちの1つ以上は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア又はこれらの混合物からなる群から選択される担体を有する。また、混合金属酸化物触媒中のモリブデン1モルに対し、少なくともおよそ0.01モルの性能調節剤が触媒混合物に含まれる。本発明の態様の1つとして、物理的混合工程には、焼成した混合金属酸化物触媒と性能調節剤とを混合する工程が含まれる。
実施態様の1つでは、混合金属酸化物触媒が、下記式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される複合酸化物を含む。
実施態様の1つとして、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物のアンモ酸化は、その接触工程において、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物を、触媒混合物の存在下、アンモニア及び酸素含有ガスに接触させる工程を有する。
本発明の態様の1つは、乾燥混合金属酸化物触媒が水熱合成方法以外で調製される。
さらに、本発明の実施態様の1つは物理的混合工程を有し、該工程が、非焼成又は部分焼成した乾燥混合金属酸化物触媒と性能調節剤とを混合して混合物を形成する工程と、更に該混合物を焼成する工程とを有する。
In one embodiment, the mixed metal oxide catalyst is lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, tungsten, titanium, tin, germanium. And at least one element selected from the group consisting of zirconium, lithium and hafnium. One or more of the mixed metal oxide catalyst and performance modifier has a support selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, titania or mixtures thereof. Also, at least about 0.01 mole of performance modifier is included in the catalyst mixture per mole of molybdenum in the mixed metal oxide catalyst. As one aspect of the present invention, the physical mixing step includes a step of mixing the calcined mixed metal oxide catalyst and the performance modifier.
In one embodiment, the mixed metal oxide catalyst has the formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from the group consisting of W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof, L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Selected from the group consisting of Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1 and n are the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are A, b, c, d and e represent the molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that it can exist in an oxidation state lower than the oxidation state) including.
In one embodiment, the ammoxidation of a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons is conducted in the contacting step with a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a saturated hydrocarbon. Contacting the mixture of hydrogen and unsaturated hydrocarbon with ammonia and oxygen-containing gas in the presence of the catalyst mixture.
One aspect of the present invention is that the dry mixed metal oxide catalyst is prepared by methods other than hydrothermal synthesis.
Furthermore, one of the embodiments of the present invention includes a physical mixing step, which comprises mixing a non-calcined or partially calcined dry mixed metal oxide catalyst and a performance modifier to form a mixture; And a step of firing the mixture.

性能調節剤
性能調節剤は、触媒を反応器に導入する前に触媒と混合してもよい。1つ以上の実施態様では、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、ヒ素化合物、ホウ素化合物、セリウム化合物、ゲルマニウム化合物、リチウム化合物、モリブデン化合物、ネオジム化合物、ニオブ化合物、リン化合物、セレン化合物、タンタル化合物、テルル化合物、チタン化合物、タングステン化合物、バナジウム化合物及びジルコニウム化合物からなる群から選択される化合物又は化合物の混合物である。1つ以上の実施態様では、性能調節剤が不活性担体に担持されていてもよく、不活性担体としてはシリカ、チタニア、ジルコニア又はこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アルミニウム化合物の例としては、硝酸アルミニウム及びアルミナ(Al2O3)が挙げられる。アンチモン化合物の例としては、酸化アンチモン、シュウ酸アンチモン、酒石酸アンチモンが挙げられる。具体例としては、酸化アンチモン(III)、シュウ酸アンチモン(III)、酒石酸アンチモン(III)及び酸化アンチモン(V)、四酸化アンチモン(Sb2O4)及びSb6O13が挙げられる。ヒ素化合物の例としては、酸化ヒ素(III)、酸化ヒ素(V)及びヒ酸が挙げられる。ホウ素化合物の例としては、酸化ホウ素及びホウ酸が挙げられる。
セリウム化合物の例としては、硝酸セリウムアンモニウム、酢酸セリウム、シュウ酸セリウム(III)水和物及び酸化セリウム(IV)が挙げられる。ゲルマニウム化合物の例としては、酸化ゲルマニウム(IV)が挙げられる。リチウム化合物の例としては、水酸化リチウム、酸化リチウム、硝酸リチウム、酢酸リチウム、酒石酸リチウムが挙げられる。
Performance modifier The performance modifier may be mixed with the catalyst prior to introducing the catalyst into the reactor. In one or more embodiments, aluminum compounds, antimony compounds, arsenic compounds, boron compounds, cerium compounds, germanium compounds, lithium compounds, molybdenum compounds, neodymium compounds, niobium compounds, phosphorus compounds, selenium compounds, tantalum compounds, tellurium compounds, A compound or a mixture of compounds selected from the group consisting of titanium compounds, tungsten compounds, vanadium compounds and zirconium compounds. In one or more embodiments, the performance modifier may be supported on an inert carrier, which includes but is not limited to silica, titania, zirconia, or mixtures thereof. .
Examples of aluminum compounds include aluminum nitrate and alumina (Al 2 O 3 ). Examples of the antimony compound include antimony oxide, antimony oxalate, and antimony tartrate. Specific examples include antimony (III) oxide, antimony (III) oxalate, antimony (III) tartrate and antimony (V), antimony tetraoxide (Sb 2 O 4 ) and Sb 6 O 13 . Examples of arsenic compounds include arsenic oxide (III), arsenic oxide (V), and arsenic acid. Examples of boron compounds include boron oxide and boric acid.
Examples of cerium compounds include cerium ammonium nitrate, cerium acetate, cerium (III) oxalate hydrate, and cerium (IV) oxide. Examples of germanium compounds include germanium (IV) oxide. Examples of the lithium compound include lithium hydroxide, lithium oxide, lithium nitrate, lithium acetate, and lithium tartrate.

モリブデン化合物の例としては、酸化モリブデン(VI)(MoO3)、七モリブデン酸アンモニウム及びモリブデン酸が挙げられる。ネオジム化合物の例としては、塩化ネオジム(III)、酸化ネオジム(III)、ネオジム(III)イソプロポキシド及び酢酸ネオジム(III)水和物が挙げられる。ニオブ化合物の例としては、シュウ酸アンモニウムニオブ、シュウ酸ニオブ及び酸化ニオブが挙げられる。
リン化合物の例としては、五酸化リン及びリン酸アンモニウムが挙げられる。セレン化合物の例としては、二酸化セレンが挙げられる。タンタル化合物の例としては、酸化タンタル(V)が挙げられる。テルル化合物の例としては、テルル酸、二酸化テルル、三酸化テルルが挙げられる。
チタン化合物の例としては、ルチル型及び/又はアナターゼ型二酸化チタン(TiO2)、チタンイソプロポキシド、TiO(シュウ酸塩)が挙げられる。二酸化チタンは、Degussa P-25、トロノックスA-K-1及びトロノックス8602(以前はA-K-350と称す)として入手可能である。タングステン化合物の例としては、三酸化タングステン、タングステン酸、タングステン酸アンモニウムが挙げられる。バナジウム化合物の例としては、シュウ酸バナジル、酸化バナジウム(III)、酸化バナジウム(IV)、メタバナジン酸アンモニウム、酸化バナジウム(V)が挙げられる。ジルコニウム化合物の例としては、硝酸ジルコニル及びジルコニア (ZrO2)が挙げられる。
Examples of molybdenum compounds include molybdenum oxide (VI) (MoO 3 ), ammonium heptamolybdate and molybdic acid. Examples of neodymium compounds include neodymium (III) chloride, neodymium (III) oxide, neodymium (III) isopropoxide, and neodymium (III) acetate hydrate. Examples of niobium compounds include ammonium niobium oxalate, niobium oxalate and niobium oxide.
Examples of phosphorus compounds include phosphorus pentoxide and ammonium phosphate. Examples of selenium compounds include selenium dioxide. An example of the tantalum compound is tantalum oxide (V). Examples of tellurium compounds include telluric acid, tellurium dioxide, and tellurium trioxide.
Examples of the titanium compound include rutile type and / or anatase type titanium dioxide (TiO 2 ), titanium isopropoxide, and TiO (oxalate). Titanium dioxide is available as Degussa P-25, Tronox AK-1 and Tronox 8602 (previously referred to as AK-350). Examples of the tungsten compound include tungsten trioxide, tungstic acid, and ammonium tungstate. Examples of vanadium compounds include vanadyl oxalate, vanadium oxide (III), vanadium oxide (IV), ammonium metavanadate, and vanadium oxide (V). Examples of zirconium compounds include zirconyl nitrate and zirconia (ZrO 2 ).

1つ以上の実施態様では、二種以上の性能調節剤化合物が用いられる。これらの性能調節剤化合物は同時又は順次に触媒混合物に添加することができる。性能調節剤化合物は予備混合してもよいし、又は、触媒混合物に個々に添加してもよい。
実施態様の1つによると、性能調節剤は、複合酸化物触媒と物理的に混合して触媒性能を向上させる固体である。性能調節剤は、本発明の方法に使用する前に、熱処理或いは例えば、粉砕、篩分け及び/又は加圧等をはじめとした機械的処理を行ってもよい。
別の実施態様においては、複合酸化物触媒組成物を性能調節剤で含浸するのに使用できる溶液又はスラリーの中に、性能調節剤を導入してもよい。
性能調節剤の触媒混合物への添加量は、特に限定されない。実施態様の1つによると、性能調節剤の量は、未使用と使用済の混合金属酸化物触媒全量におけるモリブデン1モルに対する性能調節剤のモル数で表わすことができる。1つ以上の実施態様では、触媒混合物はモリブデン1モルに対して性能調節剤を少なくとも0.01モル含有する。これらの実施態様又は他の実施態様において、未使用と使用済の混合金属酸化物触媒全量におけるモリブデン1モルに対して、およそ1.0モルまでの性能調節剤が触媒混合物に含まれる。実施態様の1つは、モリブデン1モルに対して、約0.01モルから約1.0モルの性能調節剤が触媒混合物に含まれる。別の実施態様では、未使用と使用済の複合酸化物触媒全量におけるモリブデン1モルに対して、約0.011モルから約0.5モル、さらに別の実施態様では約0.012モルから約0.2モルの性能調節剤が触媒混合物に含まれる。
また、性能調節剤はさらにモリブデン化合物を含有する。性能調節剤には、酸化アンチモン(III)、シュウ酸アンチモン(III)、酒石酸アンチモン(III)、酸化アンチモン(V)、四酸化アンチモン、Sb6O13、酸化ゲルマニウム(IV)、テルル酸、水酸化リチウム、酸化セリウム(IV)又はこれらの混合物を含んでもよい。
実施態様の1つは、性能調節剤が、酸化アンチモン(III)、シュウ酸アンチモン(III)、酒石酸アンチモン(III)、酸化アンチモン(V)、四酸化アンチモン、Sb6O13又はこれらの混合物を含む。 また、性能調節剤がさらにテルル化合物を含んでもよい。
実施態様の1つとして、性能調節剤、未使用の混合金属酸化物触媒及び使用済の混合金属酸化物触媒のうちの1つ以上が、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア又はこれらの混合物からなる群から選択される担体を有する。
In one or more embodiments, two or more performance modifier compounds are used. These performance modifier compounds can be added to the catalyst mixture simultaneously or sequentially. The performance modifier compounds may be premixed or added individually to the catalyst mixture.
According to one embodiment, the performance modifier is a solid that is physically mixed with the composite oxide catalyst to improve catalyst performance. The performance modifier may be subjected to heat treatment or mechanical treatment such as pulverization, sieving and / or pressing before being used in the method of the present invention.
In another embodiment, the performance modifier may be introduced into a solution or slurry that can be used to impregnate the composite oxide catalyst composition with the performance modifier.
The amount of the performance modifier added to the catalyst mixture is not particularly limited. According to one embodiment, the amount of performance modifier can be expressed in moles of performance modifier per mole of molybdenum in the total amount of unused and used mixed metal oxide catalyst. In one or more embodiments, the catalyst mixture contains at least 0.01 moles of performance modifier per mole of molybdenum. In these or other embodiments, up to approximately 1.0 mole of performance modifier is included in the catalyst mixture per mole of molybdenum in the total amount of unused and spent mixed metal oxide catalyst. In one embodiment, from about 0.01 mole to about 1.0 mole of performance modifier is included in the catalyst mixture per mole of molybdenum. In another embodiment, from about 0.011 mole to about 0.5 mole, and in another embodiment from about 0.012 mole to about 0.2 mole, per mole of molybdenum in the total amount of unused and spent composite oxide catalyst. Is included in the catalyst mixture.
The performance regulator further contains a molybdenum compound. Performance regulators include antimony (III) oxide, antimony (III) oxalate, antimony (III) tartrate, antimony (V), antimony tetraoxide, Sb 6 O 13 , germanium (IV) oxide, telluric acid, water Lithium oxide, cerium (IV) oxide or mixtures thereof may be included.
In one embodiment, the performance modifier comprises antimony (III) oxide, antimony (III) oxalate, antimony (III) tartrate, antimony (V), antimony tetroxide, Sb 6 O 13 or a mixture thereof. Including. Further, the performance modifier may further contain a tellurium compound.
In one embodiment, the group consisting of the performance modifier, the unused mixed metal oxide catalyst and the used mixed metal oxide catalyst is composed of silica, alumina, zirconia, titania or a mixture thereof. Having a carrier selected from

複合酸化物触媒組成物
本発明のすぐれた方法は、未使用及び使用済の、アンモ酸化及び酸化用複合酸化物触媒組成物の多くに適用される。本願明細書で用いられている未使用の触媒とは、反応器の供給流(feedstream)にまだのせられていない触媒を指す。本願明細書で用いられている使用済の触媒とは、反応器の供給流にのせられている触媒を指す。実施態様によっては、未使用触媒及び使用済の触媒の初期組成が同一である場合と、未使用触媒及び使用済の触媒の初期組成が異なる場合とがある。後述の複合酸化物触媒組成物についての説明及びその調製についての説明は、本発明の未使用触媒及び使用済の触媒組成物の両方にあてはまる。
実施態様の1つとして、複合酸化物触媒組成物はモリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルのいずれか一方又は両方を含む。1つ又はそれより多くの実施態様では、複合酸化物触媒が、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選択される少なくとも1種の元素を更に含む。ある実施態様では、触媒混合物が、タングステン、テルル、チタン、スズ、ゲルマニウム、ジルコニウム及びハフニウムからなる群から選択される少なくとも1種の元素を含んでもよい。本願明細書で使用の「〜群から選択される少なくとも1種の元素」又は「〜群から選択される少なくとも1種のランタニド」とは、本願明細書の範囲において、列挙されている元素又はランタン系列元素の2種以上の混合物がそれぞれ含まれる。
Composite Oxide Catalyst Composition The superior method of the present invention applies to many unused and used composite oxide catalyst compositions for ammoxidation and oxidation. As used herein, an unused catalyst refers to a catalyst that has not been deposited in the reactor feedstream. As used herein, spent catalyst refers to the catalyst that is carried in the feed stream of the reactor. Depending on the embodiment, the initial composition of the unused catalyst and the used catalyst may be the same, and the initial composition of the unused catalyst and the used catalyst may be different. The description of the composite oxide catalyst composition described below and the description of its preparation apply to both the unused catalyst and the used catalyst composition of the present invention.
In one embodiment, the composite oxide catalyst composition includes molybdenum, vanadium, niobium, and / or one of antimony and tellurium. In one or more embodiments, the composite oxide catalyst is selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium. And further comprising at least one element. In some embodiments, the catalyst mixture may include at least one element selected from the group consisting of tungsten, tellurium, titanium, tin, germanium, zirconium and hafnium. As used herein, “at least one element selected from the group” or “at least one lanthanide selected from the group” means an element or lanthanum listed within the scope of the present specification. A mixture of two or more series elements is included.

実施態様の1つは、未使用の複合酸化物触媒と使用済の複合酸化物触媒の一方又は両方が、モリブデン、バナジウム、アンチモン及びニオブを含有し、下記式でそれぞれ定義することができる。
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択され、
LはLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、
0.1 ≦ a ≦ 1.0、
0.01 ≦ b ≦ 1.0、
0.001 ≦ c ≦ 0.25、
0 ≦ d ≦ 0.6、
0 ≦ e ≦ 1であり、
nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数条件を満たすのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす。)
触媒組成物がアンモ酸化に用いられている実施態様の1つ又はそれより多くでは、XがW、Te、Ti、Ge、Sn、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択されとよい。他の実施態様では、XがW、Te、Ti、Sn、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択されとよい。前記式で説明した触媒組成物の他の実施態様では、XはW、Te、Ti、Li又はSnのうちの1つである。前記式で説明した触媒組成物の他の実施態様では、XはWである。
In one embodiment, one or both of the unused composite oxide catalyst and the used composite oxide catalyst contain molybdenum, vanadium, antimony, and niobium, and can be respectively defined by the following formulae.
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from the group consisting of W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof;
L is selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and mixtures thereof;
0.1 ≤ a ≤ 1.0,
0.01 ≤ b ≤ 1.0,
0.001 ≤ c ≤ 0.25,
0 ≤ d ≤ 0.6,
0 ≤ e ≤ 1,
n is the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence condition of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are in their highest oxidation state. A, b, c, d and e represent the molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that it can exist in a lower oxidation state. )
In one or more embodiments in which the catalyst composition is used for ammoxidation, X is selected from the group consisting of W, Te, Ti, Ge, Sn, Zr, Hf, Li, and mixtures thereof. Good. In other embodiments, X may be selected from the group consisting of W, Te, Ti, Sn, Zr, Hf, Li, and mixtures thereof. In another embodiment of the catalyst composition described in the above formula, X is one of W, Te, Ti, Li or Sn. In another embodiment of the catalyst composition described in the above formula, X is W.

触媒組成物がアンモ酸化に用いられている1つ以上の実施態様では、LがLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuからなる群から選択されるとよい。前記式で説明した触媒組成物の他の実施態様では、LがPr、LがNd、LがSm、LがEu、LがGd、LがTb、LがDy、LがHo、LがEr、LがTm、LがYb及びLがLuである。前記式で説明した触媒組成物の他の実施態様では、LがNd、Ce又はPrのいずれか一つである。
前記式で説明した触媒組成物の他の実施態様では、a、b、c及びdがそれぞれ独立して以下の範囲にある。0.1 ≦ a、0.2 < a、a < 0.3、a < 0.4、a < 0.8、a ≦ 1.0、0.01 ≦ b、0.05 < b、0.1 < b、b < 0.3、b < 0.6、b ≦ 1.0、0.001 ≦ c、0.01 < c、0.02 < c、0.03 < c、0.04 < c、c < 0.05、c < 0.1、c < 0.15、c < 0.2、c ≦ 0.25、0 ≦ d、0.001 < d、0.002 < d、0.003 < d、0.004 < d、d < 0.006、d < 0.01、d < 0.02、d < 0.05、d < 0.1、d ≦ 0.2、0 ≦ e、0.001 < e、e < 0.006、e < 0.01、e < 0.02、e < 0.04、e < 0.1、e ≦ 1。
本発明の触媒は担持触媒であってもなくてもよい(即ち、触媒が担体を有してもよいし、或いはバルク触媒であってもよい)。好適な担体はシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア又はこれらの混合物である。しかしながら、ジルコニア又はチタニアを担体として使用する場合は、ジルコニウム又はチタンに対するモリブデンの比率は前記式中に示した値よりも大きくなる。たとえば、Mo:Zr又はTiの比はおよそ1:1から1:10である。一般に、担体は触媒のバインダーの役目を果たし、結果的に触媒がより強固で摩耗しにくくなる。業務用には、活性相(即ち、前記の触媒酸化物の複合体)と担体とを適宜合体させることにより、触媒として許容できる活性と硬さ(摩耗耐性)を得るのに役立つ。活性相の量が増えれば、触媒の硬度は減少する。担体は、担持する触媒の10〜90質量%である。多くの場合、担体は担持触媒の40〜60質量%である。本発明の実施態様の1つとして、担持触媒の約10質量%という少量の担体でもよい。本発明の実施態様の1つとして、担持触媒の約30質量%という少量の担体でもよい。本発明の別の実施態様として、担持触媒の約70質量%といった担体でもよい。
In one or more embodiments where the catalyst composition is used for ammoxidation, L consists of La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. It may be selected from a group. In another embodiment of the catalyst composition described above, L is Pr, L is Nd, L is Sm, L is Eu, L is Gd, L is Tb, L is Dy, L is Ho, and L is Er. , L is Tm, L is Yb, and L is Lu. In another embodiment of the catalyst composition described in the above formula, L is any one of Nd, Ce or Pr.
In another embodiment of the catalyst composition described in the above formula, a, b, c and d are independently in the following ranges. 0.1 ≤ a, 0.2 <a, a <0.3, a <0.4, a <0.8, a ≤ 1.0, 0.01 ≤ b, 0.05 <b, 0.1 <b, b <0.3, b <0.6, b ≤ 1.0, 0.001 ≤ c, 0.01 <c, 0.02 <c, 0.03 <c, 0.04 <c, c <0.05, c <0.1, c <0.15, c <0.2, c ≤ 0.25, 0 ≤ d, 0.001 <d, 0.002 <d, 0.003 <d, 0.004 <d, d <0.006, d <0.01, d <0.002, d <0.05, d <0.1, d ≤ 0.2, 0 ≤ e, 0.001 <e, e <0.006, e <0.01, e < 0.02, e <0.04, e <0.1, e ≤ 1.
The catalyst of the present invention may or may not be a supported catalyst (ie, the catalyst may have a support or may be a bulk catalyst). Suitable carriers are silica, alumina, zirconia, titania or mixtures thereof. However, when zirconia or titania is used as the support, the ratio of molybdenum to zirconium or titanium is greater than the value shown in the above formula. For example, the ratio of Mo: Zr or Ti is approximately 1: 1 to 1:10. In general, the carrier serves as a binder for the catalyst, resulting in a more robust and less wearable catalyst. For business use, the active phase (that is, the above-mentioned catalyst oxide complex) and the support are appropriately combined to help to obtain the activity and hardness (abrasion resistance) acceptable as a catalyst. As the amount of active phase increases, the hardness of the catalyst decreases. The support is 10 to 90% by mass of the supported catalyst. In many cases, the support is 40-60% by weight of the supported catalyst. One embodiment of the present invention may be a carrier as small as about 10% by weight of the supported catalyst. One embodiment of the present invention may be as small as about 30% by weight of the supported catalyst. In another embodiment of the present invention, the support may be about 70% by weight of the supported catalyst.

混合金属酸化物触媒の調製
本発明で使用する触媒の製造方法は重要ではない。水熱合成法や水熱合成法ではない方法等の当該分野で公知のいずれの方法も用いることができるが、これらの方法に限定されるものではない。
1つ以上の実施態様として、混合金属酸化物触媒は本願明細書に記載の水熱合成法により調製することができる。水熱合成法は、Gaffney等の米国特許出願2003/0004379、「New Synthesis Route for Mo-V-Nb-Te mixed oxides catalyst for propane ammoxidation(プロパンのアンモ酸化のためのMo-V-Nb-Te系複合酸化物触媒の新規な合成方法)」渡辺等、Applied Catalysis A:General, 194-195、479-485頁(2000)、及び「Selective Oxidation of Light Alkanes over hydrothermally synthesized Mo-V-M-O (M=Al, Ga, Bi, Sb and Te) oxide catalysts(水熱合成されたMo-V-M-O (M=Al, Ga, Bi, Sb及びTe)酸化物触媒での軽質アルカン類の選択的酸化)」上田等、Applied Catalysis A:General, 200、135-145頁に開示されており、これらは引用により本願明細書の記載に含まれるものとする。
一般に、本願明細書記載の触媒組成物は水熱合成で調製することができ、水熱合成において、ソース化合物(即ち、混合金属酸化物触媒組成物の1種以上の金属を含有及び/又は提供する化合物)を水溶液中で混合して反応媒体を形成し、この反応媒体を密封反応器内で圧力と温度を上げて混合金属酸化物を形成するのに十分な時間反応させる。実施態様の1つは、水熱合成を充分な時間をかけて継続し、反応媒体中に存在する有機化合物、例えば、触媒調製時に使用される溶媒又は添加された有機化合物等と、触媒組成物の混合金属酸化物成分を供給するソース化合物を完全に反応させる。
密封反応器中、100℃より高い温度かつ周囲圧力よりも高い圧力でソース化合物の反応を行う。実施態様の1つとして、ソース化合物の密閉反応器内での反応は、少なくとも約125℃、別の実施態様では少なくとも約150℃、さらに別の実施態様では少なくとも約175℃の温度で行う。実施態様の1つによると、ソース化合物の密閉反応器内での反応は、少なくとも約25psig、別の実施態様では少なくとも約50psig、更に別の実施態様では少なくとも約100psigの圧力で行う。1つ以上の実施態様では約300psigまでの圧力下でソース化合物を密閉反応器内で反応させる。反応器に過度の圧力がかからないようにするため、及び/又は、反応圧力を調整するために、密閉反応器に圧力制御装置を取り付けてもよい。
Preparation of Mixed Metal Oxide Catalyst The method for producing the catalyst used in the present invention is not critical. Any method known in the art, such as a hydrothermal synthesis method or a method that is not a hydrothermal synthesis method, can be used, but is not limited to these methods.
In one or more embodiments, the mixed metal oxide catalyst can be prepared by the hydrothermal synthesis method described herein. Hydrothermal synthesis is described in US patent application 2003/0004379 to Gaffney et al., “New Synthesis Route for Mo-V-Nb-Te mixed oxides catalyst for propane ammoxidation. Novel synthesis method of composite oxide catalyst) "Watanabe et al., Applied Catalysis A: General, 194-195, 479-485 (2000), and" Selective Oxidation of Light Alkanes over hydrothermally synthesized Mo-VMO (M = Al, (Ga, Bi, Sb and Te) oxide catalysts (selective oxidation of light alkanes with hydrothermally synthesized Mo-VMO (M = Al, Ga, Bi, Sb and Te) oxide catalysts) "Ueda et al., Applied Catalysis A: General, 200, pages 135-145, which are incorporated herein by reference.
In general, the catalyst compositions described herein can be prepared by hydrothermal synthesis, which contains and / or provides a source compound (ie, one or more metals of a mixed metal oxide catalyst composition). Compound) in an aqueous solution to form a reaction medium, and this reaction medium is reacted in a sealed reactor for a time sufficient to increase pressure and temperature to form a mixed metal oxide. In one embodiment, the hydrothermal synthesis is continued for a sufficient period of time, the organic compound present in the reaction medium, such as the solvent used in the catalyst preparation or the added organic compound, and the catalyst composition. The source compound supplying the mixed metal oxide component is completely reacted.
The source compound is reacted in a sealed reactor at a temperature higher than 100 ° C. and higher than ambient pressure. In one embodiment, the reaction of the source compound in a closed reactor is conducted at a temperature of at least about 125 ° C, in another embodiment at least about 150 ° C, and in yet another embodiment at least about 175 ° C. According to one embodiment, the reaction of the source compound in a closed reactor is performed at a pressure of at least about 25 psig, in another embodiment at least about 50 psig, and in yet another embodiment at least about 100 psig. In one or more embodiments, the source compound is reacted in a closed reactor under a pressure up to about 300 psig. A pressure controller may be attached to the closed reactor to prevent excessive pressure on the reactor and / or to adjust the reaction pressure.

反応工程中にソース化合物を混合することを含むプロトコルによって、ソース化合物の反応を行ってもよい。詳細な混合メカニズムは特に重要ではなく、例えば、いずれかの効果的な方法で反応の最中に成分を混合すること(例えば撹拌する)が挙げられる。このような方法の例としては、反応成分を収容する反応器を振とう、混転、振動させることにより、反応器の内容物を撹拌することが挙げられる。また、少なくとも一部が反応器内に位置する撹拌部材と、撹拌部材と反応器との間に相対的な運動を付与するための、撹拌部材又は反応器に連結した駆動力とを用いて撹拌することが例として挙げられる。撹拌部材は、軸駆動型及び/又は軸支持型の撹拌部材が挙げられる。駆動力は直接撹拌部材に連結されていても、間接的に連結(例えば、磁気結合を介して)されていてもよい。通常、混合が充分であると、反応媒体の成分間での効率的な反応が見込まれ、混合を行わない反応と比べると、より均一な反応媒体(結果的にはより均一な混合金属酸化物前駆体)が形成される。その結果、出発物質がより効率的に消費され、生成物の混合金属酸化物はより均一になる。また、反応工程中に反応媒体を混合することにより、生成物である混合金属酸化物を反応容器の側面上ではなく、溶液状で形成することができる。このことにより、遠心分離、デカンテーション又は濾過などで生成された混合金属酸化物をより簡単に回収、分離することができ、反応容器の側面から生成物の大部分を回収する必要がなくなる。更に有利なことは、反応器の壁面から粒子成長が起こる場合には粒子の露出面の成長に限定されるが、混合金属酸化物を溶液状に形成することで、粒子のすべての面での粒子成長が見込まれる。   The source compound may be reacted by a protocol that includes mixing the source compound during the reaction step. The detailed mixing mechanism is not particularly important and includes, for example, mixing (eg, stirring) the components during the reaction in any effective manner. Examples of such a method include stirring the contents of the reactor by shaking, tumbling, or vibrating the reactor containing the reaction components. Further, stirring is performed using a stirring member at least a part of which is located in the reactor, and a driving force connected to the stirring member or the reactor for imparting a relative motion between the stirring member and the reactor. As an example. Examples of the stirring member include a shaft driving type and / or a shaft supporting type stirring member. The driving force may be directly connected to the stirring member or indirectly connected (for example, via magnetic coupling). In general, sufficient mixing allows for an efficient reaction between the components of the reaction medium, resulting in a more uniform reaction medium (resulting in a more uniform mixed metal oxide compared to reactions without mixing). Precursor) is formed. As a result, the starting material is consumed more efficiently and the product mixed metal oxide is more uniform. Further, by mixing the reaction medium during the reaction step, the product mixed metal oxide can be formed in a solution form rather than on the side surface of the reaction vessel. This makes it possible to more easily collect and separate mixed metal oxides produced by centrifugation, decantation, or filtration, and eliminates the need to collect most of the product from the side of the reaction vessel. Even more advantageous is that when particle growth occurs from the reactor wall, it is limited to the growth of the exposed surface of the particle, but by forming the mixed metal oxide in solution, it can be applied to all surfaces of the particle. Particle growth is expected.

通常、反応容器中の上部空き高を確保することが望ましい。上部空き高の量は、容器のデザイン、又は、反応混合物を撹拌する場合は使用する撹拌方法次第で決めることができる。例えば、オーバーヘッド撹拌方式による反応容器は50%の上部空き高を確保するとよい。一般に、上部空き高は周囲空気で満たされているので、相当量の酸素が反応系に供給される。或いは、公知であるが、反応物に供給するO2等の他の気体又はArもしくはN2等の不活性ガスで上部空き高を満たすこともできる。上部空き高の量やそこにおさまる気体は、当該分野で公知であるように、所望の反応によって決められる。
密閉された反応器内でのソース化合物の反応は、初期pH値をおよそ4以下で行うことができる。水熱合成の過程で反応混合物のpHは変化し、反応混合物の最終pH値が初期pH値より高くなる場合、低くなる場合がある。1つ以上の実施態様によると、およそpH3.5以下で密閉した反応容器内でソース化合物を反応させる。pH値およそ3.0以下、およそ2.5以下、およそ2.0以下、およそ1.5以下、およそ1.0以下、およそ0.5以下、又は、およそ0以下にして密閉反応容器内で成分を反応させることもできる。1つ以上の実施態様ではpH値は約0.5〜約4、他の実施態様では約0〜約4、さらに別の実施態様では約0.5〜約3.5である。実施態様によっては、pH値は約0.7〜約3.3、さらには約1〜約3である。このpH値は、反応混合物に酸又は塩基を加えて調整することができる。
Usually, it is desirable to secure an empty space in the reaction vessel. The amount of head clearance can be determined by the design of the container or the stirring method used when stirring the reaction mixture. For example, an overhead stirring reaction vessel should have an upper head clearance of 50%. In general, since the head space is filled with ambient air, a considerable amount of oxygen is supplied to the reaction system. Alternatively, as is well known, the head space can be filled with another gas such as O 2 or an inert gas such as Ar or N 2 supplied to the reactant. The amount of head space and the gas contained therein is determined by the desired reaction, as is known in the art.
The reaction of the source compound in a sealed reactor can be performed at an initial pH value of approximately 4 or less. The pH of the reaction mixture changes in the course of hydrothermal synthesis, and may be lowered if the final pH value of the reaction mixture becomes higher than the initial pH value. According to one or more embodiments, the source compound is reacted in a sealed reaction vessel at approximately pH 3.5 or lower. The components can also be reacted in a closed reaction vessel with a pH value of about 3.0 or less, about 2.5 or less, about 2.0 or less, about 1.5 or less, about 1.0 or less, about 0.5 or less, or about 0 or less. In one or more embodiments, the pH value is from about 0.5 to about 4, in other embodiments from about 0 to about 4, and in yet another embodiment from about 0.5 to about 3.5. In some embodiments, the pH value is from about 0.7 to about 3.3, or even from about 1 to about 3. This pH value can be adjusted by adding acid or base to the reaction mixture.

ソース化合物は、密閉反応容器内で前記の反応条件(例えば反応温度、反応圧力、pH値、撹拌等をはじめとして前述のとおり)のもと、混合金属酸化物を形成するのに十分な時間をかけて反応させる。1つ以上の実施態様によると、こうして形成された混合金属酸化物は、前述のような必要な元素を含む固溶体を含有し、少なくともその一部には、プロパン又はイソブタンの有効かつ選択的酸化及び/又はアンモ酸化触媒に必要とされる結晶構造が含まれる。厳密な反応時間は狭く限定されず、例えば、少なくとも約3時間、少なくとも約6時間、少なくとも約12時間、少なくとも約18時間、少なくとも約24時間、少なくとも約30時間、少なくとも約36時間、少なくとも約42時間、少なくとも約48時間、少なくとも約54時間、少なくとも約60時間、少なくとも約66時間、少なくとも約72時間が挙げられる。反応時間は3日より長いこともあり、例えば、少なくとも約4日間、少なくとも約5日間、少なくとも約6日間、少なくとも約7日間、少なくとも約2週間、少なくとも約3週間、又は少なくとも約1カ月ということもある。
触媒の合成に使用される金属成分を含有及び供給するソース化合物(本願明細書中、「ソース」と呼ぶこともある)は、金属塩の水溶液として反応容器に準備してもよい。ソース化合物によっては、固体として、又は、水性媒体中に分散した固体粒子を含有するスラリーとして反応容器に準備してもよい。固体として、又は非水性溶媒もしくは他の非水性媒体中に分散した固体粒子を含有するスラリーとして反応容器に準備することができるソース化合物もある。
本願明細書に記載の触媒を合成するためのソース化合物の例としては、以下のものが挙げられる。リチウムソース化合物としては、水酸化リチウム、酸化リチウム、酢酸リチウム、酒石酸リチウム、硝酸リチウム等が挙げられる。バナジウムソース化合物の例としては、硫酸バナジル、メタバナジン酸アンモニウム、酸化バナジウム(V)等が挙げられる。アンチモンソ−ス化合物の例としては、酸化アンチモン(III)、酢酸アンチモン(III)、シュウ酸アンチモン(III)、酸化アンチモン(V)、硫酸アンチモン(III)、酒石酸アンチモン(III)等が挙げられる。ニオブソース化合物の例としては、シュウ酸ニオブ、シュウ酸アンモニウムニオブ、酸化ニオブ、ニオブエトキシド、ニオブ酸等が挙げられる。
The source compound should have sufficient time to form the mixed metal oxide in the sealed reaction vessel under the above reaction conditions (for example, as described above including reaction temperature, reaction pressure, pH value, stirring, etc.). To react. According to one or more embodiments, the mixed metal oxide thus formed contains a solid solution containing the necessary elements as described above, at least partly of which is an effective and selective oxidation of propane or isobutane and The crystal structure required for the ammoxidation catalyst is included. The exact reaction time is not narrowly limited, for example, at least about 3 hours, at least about 6 hours, at least about 12 hours, at least about 18 hours, at least about 24 hours, at least about 30 hours, at least about 36 hours, at least about 42 hours. Time, at least about 48 hours, at least about 54 hours, at least about 60 hours, at least about 66 hours, at least about 72 hours. The reaction time can be longer than 3 days, for example at least about 4 days, at least about 5 days, at least about 6 days, at least about 7 days, at least about 2 weeks, at least about 3 weeks, or at least about 1 month. There is also.
The source compound containing and supplying the metal component used in the synthesis of the catalyst (sometimes referred to herein as “source”) may be prepared in the reaction vessel as an aqueous solution of a metal salt. Depending on the source compound, the reaction vessel may be prepared as a solid or as a slurry containing solid particles dispersed in an aqueous medium. Some source compounds can be prepared in the reaction vessel as a solid or as a slurry containing solid particles dispersed in a non-aqueous solvent or other non-aqueous medium.
Examples of source compounds for synthesizing the catalysts described herein include the following. Examples of the lithium source compound include lithium hydroxide, lithium oxide, lithium acetate, lithium tartrate, and lithium nitrate. Examples of the vanadium source compound include vanadyl sulfate, ammonium metavanadate, vanadium oxide (V), and the like. Examples of antimony source compounds include antimony (III) oxide, antimony (III) acetate, antimony (III) oxalate, antimony (V), antimony (III) sulfate, and antimony (III) tartrate. . Examples of niobium source compounds include niobium oxalate, ammonium niobium oxalate, niobium oxide, niobium ethoxide, niobic acid, and the like.

タングステンソースとしては、メタタングステン酸アンモニウム、タングステン酸、三酸化タングステン等が挙げられる。テルルソースの例としては、テルル酸、二酸化テルル、三酸化テルル、メチルテルロール及びジメチルテルロール等の有機テルル化合物等が挙げられる。
チタンソースとしては、ルチル型及び/又はアナターゼ型二酸化チタン(TiO2)、チタンイソプロポキシド、TiO(シュウ酸塩)、TiO(アセチルアセトン酸塩)2、及び、Tyzor 131等のチタンアルコキシド錯体等が挙げられる。二酸化チタンは、Degussa P-25, トロノックスA-K-1及びトロノックス8602(以前はA-K-350と称す)として入手可能である。スズのソース化合物としては、酢酸スズ(II)等が挙げられる。ゲルマニウムのソース化合物としては、酸化ゲルマニウム(IV)等が挙げられる。ジルコニウムのソースとしては、硝酸ジルコニル及び酸化ジルコニウム(IV)が挙げられる。ハフニウムのソースは、塩化ハフニウム(IV)、酸化ハフニウム(IV)等が挙げられる。
Examples of the tungsten source include ammonium metatungstate, tungstic acid, and tungsten trioxide. Examples of tellurium sources include telluric acid, tellurium dioxide, tellurium trioxide, organic tellurium compounds such as methyl tellurol and dimethyl tellurol.
Titanium sources include rutile and / or anatase titanium dioxide (TiO 2 ), titanium isopropoxide, TiO (oxalate), TiO (acetylacetonate) 2 , and titanium alkoxide complexes such as Tyzor 131. Can be mentioned. Titanium dioxide is available as Degussa P-25, Tronox AK-1 and Tronox 8602 (previously referred to as AK-350). Examples of tin source compounds include tin (II) acetate. Examples of the germanium source compound include germanium (IV) oxide. Zirconium sources include zirconyl nitrate and zirconium (IV) oxide. Examples of the source of hafnium include hafnium chloride (IV) and hafnium oxide (IV).

ランタンソースとしては、塩化ランタン(III)、酸化ランタン(III)、酢酸ランタン(III )水和物等が挙げられる。セリウムソースとしては、塩化セリウム(III)、酸化セリウム(III)、セリウム(III)イソプロポキシド、酢酸セリウム(III)水和物が挙げられる。プラセオジムソースとしては、塩化プラセオジム(III)、酸化プラセオジム(III、IV)、プラセオジム(III)イソプロポキシド、酢酸プラセオジム(III)水和物等が挙げられる。ネオジウムソースとしては、塩化ネオジウム(III)、酸化ネオジウム(III)、ネオジウム(III)イソプロポキシド、酢酸ネオジウム(III)水和物等が挙げられる。サマリウムソースとしては、塩化サマリウム(III)、酸化サマリウム(III)、サマリウム(III)イソプロポキシド、酢酸サマリウム(III)水和物等が挙げられる。ユーロピウムソースとしては、塩化ユーロピウム(III)、酸化ユーロピウム(III)、酢酸ユーロピウム(III)水和物等が挙げられる。ガドリニウムソースとしては、塩化ガドリニウム(III)、酸化ガドリニウム(III)、酢酸ガドリニウム(III)水和物等が挙げられる。テルビウムソースとしては、塩化テルビウム(III)、酸化テルビウム(III)、酢酸テルビウム(III)水和物等が挙げられる。ジスプロシウムソースとしては、塩化ジスプロシウム(III)、酸化ジスプロシウム(III)、ジスプロシウム(III)イソプロポキシド、酢酸ジスプロシウム(III)水和物等が挙げられる。ホルミウムソースとしては、塩化ホルミウム(III)、酸化ホルミウム(III)、酢酸ホルミウム(III)水和物等が挙げられる。エルビウムソースとしては、塩化エルビウム(III)、酸化エルビウム(III)、エルビウム(III)イソプロポキシド、酢酸エルビウム(III)水和物等が挙げられる。ツリウムソースとしては、塩化ツリウム(III)、酸化ツリウム(III)、酢酸ツリウム(III)水和物等が挙げられる。イッテルビウムのソースとしては、塩化イッテルビウム(III)、酸化イッテルビウム(III)、イッテルビウム(III)イソプロポキシド、酢酸イッテルビウム(III)水和物等が挙げられる。ルテチウムのソースとしては、塩化ルテチウム(III)、酸化ルテチウム(III)、酢酸ルテチウム(III)水和物等が挙げられる。上記に挙げた金属の硝酸塩もソース化合物として使用することができる。   Examples of the lanthanum source include lanthanum chloride (III), lanthanum oxide (III), and lanthanum acetate (III) hydrate. Examples of the cerium source include cerium (III) chloride, cerium (III) oxide, cerium (III) isopropoxide, and cerium (III) acetate hydrate. Examples of the praseodymium source include praseodymium (III) chloride, praseodymium oxide (III, IV), praseodymium (III) isopropoxide, praseodymium (III) acetate hydrate, and the like. Examples of the neodymium source include neodymium chloride (III), neodymium (III) oxide, neodymium (III) isopropoxide, and neodymium (III) acetate hydrate. Examples of the samarium source include samarium (III) chloride, samarium (III) oxide, samarium (III) isopropoxide, samarium (III) acetate hydrate, and the like. Examples of europium sources include europium (III) chloride, europium (III) oxide, and europium (III) acetate hydrate. Examples of the gadolinium source include gadolinium (III) chloride, gadolinium (III) oxide, and gadolinium (III) acetate hydrate. Examples of the terbium source include terbium (III) chloride, terbium (III) oxide, and terbium acetate (III) hydrate. Examples of the dysprosium source include dysprosium (III) chloride, dysprosium (III) oxide, dysprosium (III) isopropoxide, dysprosium (III) acetate hydrate, and the like. Examples of the holmium source include holmium (III) chloride, holmium (III) oxide, and holmium (III) acetate hydrate. Examples of the erbium source include erbium (III) chloride, erbium (III) oxide, erbium (III) isopropoxide, erbium acetate (III) hydrate and the like. Examples of thulium sources include thulium (III) chloride, thulium (III) oxide, thulium acetate (III) hydrate and the like. Examples of the source of ytterbium include ytterbium chloride (III), ytterbium oxide (III), ytterbium (III) isopropoxide, ytterbium acetate (III) hydrate, and the like. Examples of the source of lutetium include lutetium chloride (III), lutetium oxide (III), and lutetium acetate (III) hydrate. The metal nitrates listed above can also be used as source compounds.

反応媒体中の水性溶媒の量は、個々の混合金属酸化物を形成するために混合したソース化合物の溶解性によって異なる。水性溶媒の量は、少なくとも反応物のスラリー(固体と液体の混合物で撹拌可能)とするのに十分な量でなければならない。一般に、混合金属酸化物の水熱合成は、反応容器の上部空き高を残しておく。
反応工程に引き続き、触媒調製方法の更なる工程としてワークアップ(work-up)工程を有してもよく、例えば、混合金属酸化物を含む反応媒体を冷却する工程(例えば、およそ周囲温度まで冷却)、混合金属酸化物を含む固体粒子状物質を液体から分離させる工程(例えば、遠心分離及び/又は上澄み液のデカンテーション或いは濾過による)、分離した固体粒子状物質を洗浄する工程(例えば、蒸留水又は脱イオン水を使用)、前記分離工程や洗浄工程をさらに1回以上繰り返す工程、最終分離工程を実行する工程等が挙げられる。実施態様の1つによると、ワークアップ工程には、回転式蒸発、スプレー乾燥、凍結乾燥、又は液体を除去する同様な方法などで反応媒体を乾燥する工程が含まれる。
ワークアップ工程終了後、洗浄及び分離した混合金属酸化物を乾燥させてもよい。混合金属酸化物の乾燥は、周囲条件下(例えば、温度約25℃、大気圧)及び/又はオーブン内で例えば約40〜約150℃の範囲の温度で、別の実施態様では約120℃で、約5〜約15時間の乾燥時間で、また、実施態様によっては約12時間の乾燥時間で行うことができる。乾燥は雰囲気を調整して行うことも、調整せずに行うこともでき、乾燥雰囲気は不活性ガス、酸化ガス、還元ガス又は空気であってもよい。
The amount of aqueous solvent in the reaction medium depends on the solubility of the source compound mixed to form the individual mixed metal oxides. The amount of aqueous solvent should be at least sufficient to make a slurry of the reactants (stirrable with a mixture of solid and liquid). In general, the hydrothermal synthesis of mixed metal oxides leaves the top free space in the reaction vessel.
Subsequent to the reaction step, there may be a work-up step as a further step of the catalyst preparation method, for example, a step of cooling the reaction medium containing the mixed metal oxide (eg, cooling to about ambient temperature). ), Separating the solid particulate matter containing mixed metal oxides from the liquid (eg, by centrifuging and / or decanting or filtering the supernatant), washing the separated solid particulate matter (eg, distillation) Water or deionized water), a step of repeating the separation step and the washing step one or more times, a step of performing a final separation step, and the like. According to one embodiment, the work-up process includes drying the reaction medium, such as by rotary evaporation, spray drying, lyophilization, or similar methods to remove liquids.
After completion of the work-up process, the mixed and separated mixed metal oxide may be dried. Drying of the mixed metal oxide is under ambient conditions (eg, temperature about 25 ° C., atmospheric pressure) and / or in an oven at a temperature in the range of, for example, about 40 to about 150 ° C., in another embodiment at about 120 ° C. About 5 to about 15 hours, and in some embodiments about 12 hours of drying time. Drying may be performed with or without adjusting the atmosphere, and the drying atmosphere may be an inert gas, an oxidizing gas, a reducing gas, or air.

実施態様の1つ以上で、混合金属酸化物触媒を本願明細書記載の水熱合成方法以外で調製することができる。水熱合成以外の方法も、駒田悟及び庄司定雄の米国特許出願2006/0235238、加藤高明及び福島聡史のWO2006/019078に開示されており、これらは引用により本願明細書の記載に含まれるものとする。
水熱合成以外の方法の1つは、一般に以下の通りである。モリブデンソース化合物、バナジウムソース化合物、アンチモンソース化合物、任意で他のソース化合物、過酸化水素、シリカゾル等の担体ゾルを加熱撹拌しながら混合して第1の水溶液/スラリーを調製する。ニオブソース化合物、任意のジカルボン酸、任意の他のソース化合物を加熱撹拌しながら混合して第2の水溶液/スラリーを調製する。第1及び第2の水溶液/スラリーを混合して、第3の水溶液/スラリーを形成する。析出物及び/又は沈殿した固体を取り除き、水性混合物を乾燥して乾燥混合金属酸化物触媒を形成する。様々なワークアップ工程ならびに様々な乾燥及び/又は焼成方法を用いることができる。
実施態様の1つによると、水熱合成以外の方法の1つはさらに具体的には以下の通りであり、第1の水溶液/スラリーを(A)とし、第2の水溶液/スラリーを(B)とする。七モリブデン酸アンモニウム、メタバナジン酸アンモニウム、三酸化二アンチモンを水に添加し、この混合物を少なくとも50℃に加熱し、水性混合物(A)を得る。混合物を撹拌しながら加熱することが好ましい。約70℃から水性混合物の通常の沸点の範囲の温度に水性混合物を加熱することが好ましい。還流凝縮器を有した装置を使って還流下で加熱を行うとよい。還流下で加熱する場合、この沸点は通常約101〜102℃である。加熱した温度を約0.5時間以上保つ。加熱温度が約80〜約100℃の場合、加熱時間は通常約1〜約5時間である。加熱温度が比較的低い場合(例えば、約50℃より低い)、さらに長い加熱時間が必要である。
In one or more of the embodiments, the mixed metal oxide catalyst can be prepared by methods other than the hydrothermal synthesis method described herein. Methods other than hydrothermal synthesis are also disclosed in US Patent Application 2006/0235238 by Satoru Komada and Sadao Shoji, Takaaki Kato and Satoshi Fukushima, which are included in the description of this application by reference. To do.
One method other than hydrothermal synthesis is generally as follows. A first aqueous solution / slurry is prepared by mixing a carrier sol such as a molybdenum source compound, a vanadium source compound, an antimony source compound, optionally another source compound, hydrogen peroxide, and a silica sol with heating and stirring. A niobium source compound, any dicarboxylic acid, and any other source compound are mixed with heating and stirring to prepare a second aqueous solution / slurry. The first and second aqueous solution / slurry are mixed to form a third aqueous solution / slurry. The precipitate and / or precipitated solid is removed and the aqueous mixture is dried to form a dry mixed metal oxide catalyst. Various work-up steps and various drying and / or firing methods can be used.
According to one embodiment, one of the methods other than hydrothermal synthesis is more specifically as follows: the first aqueous solution / slurry is (A) and the second aqueous solution / slurry is (B ). Ammonium heptamolybdate, ammonium metavanadate, and antimony trioxide are added to water and the mixture is heated to at least 50 ° C. to obtain an aqueous mixture (A). It is preferred to heat the mixture with stirring. It is preferred to heat the aqueous mixture to a temperature in the range of about 70 ° C. to the normal boiling point of the aqueous mixture. Heating may be performed under reflux using an apparatus having a reflux condenser. When heated under reflux, this boiling point is usually about 101-102 ° C. Keep the heated temperature for about 0.5 hours. When the heating temperature is about 80 to about 100 ° C., the heating time is usually about 1 to about 5 hours. If the heating temperature is relatively low (eg, below about 50 ° C.), a longer heating time is required.

任意であるが、過酸化水素及び/又は担体物質のゾル(シリカゾル等)を前記加熱後に水性混合物(A)に添加してもよい。過酸化水素を水性混合物(A)に添加する場合、過酸化水素:アンチモンとして表わされるアンチモン化合物のモル比(H2O2/Sbモル比)が約0.01〜約20、さらに別の実施態様では約0.5〜約3、また別の実施態様では約1〜約2.5となるような過酸化水素の量とするとよい。過酸化水素添加後、水性混合物(A)は約30〜約70℃で約30分〜約2時間撹拌するとよい。
1つ以上の実施態様では、水溶液/スラリー(B)の調製は、水とニオブソース化合物、任意のジカルボン酸及び/又は他のソース化合物を加熱撹拌しながら混合することによるもので、これにより、予備的ニオブ含有水溶液又はニオブ化合物の一部が懸濁したニオブ含有水性混合物が得られる。その後、この予備的ニオブ含有水溶液又はニオブ含有水性混合物を冷却するが、ジカルボン酸が添加されている場合は、その一部が析出することがある。析出したジカルボン酸を予備的ニオブ含有水溶液から取り除いた後、又は、析出したジカルボン酸と懸濁しているニオブ化合物とをニオブ含有水性混合物から取り除いた後に冷却工程を行うとよい。これにより、ニオブ含有水性液体(B)が得られる。
ある実施態様では、ニオブ化合物(例えばニオブ酸)を水に加え、得られた混合物を約50〜約100℃の範囲の温度に加熱することによって水性液体(B)が得られる。ニオブ酸がニオブソース化合物の場合、ジカルボン酸も添加するとよい。少量のアンモニア水の添加でニオブ化合物の溶解を促進することができる。
Optionally, a sol of hydrogen peroxide and / or carrier material (such as silica sol) may be added to the aqueous mixture (A) after the heating. When hydrogen peroxide is added to the aqueous mixture (A), the molar ratio of hydrogen peroxide: antimony compound expressed as antimony (H 2 O 2 / Sb molar ratio) is from about 0.01 to about 20, in yet another embodiment The amount of hydrogen peroxide may be about 0.5 to about 3, and in another embodiment about 1 to about 2.5. After the hydrogen peroxide addition, the aqueous mixture (A) may be stirred at about 30 to about 70 ° C. for about 30 minutes to about 2 hours.
In one or more embodiments, the preparation of the aqueous solution / slurry (B) is by mixing water and the niobium source compound, any dicarboxylic acid and / or other source compound with heating and stirring, whereby: A preliminary niobium-containing aqueous solution or a niobium-containing aqueous mixture in which a part of the niobium compound is suspended is obtained. Thereafter, the preliminary niobium-containing aqueous solution or niobium-containing aqueous mixture is cooled. If dicarboxylic acid is added, a part of the aqueous solution may be precipitated. The cooling step may be performed after removing the precipitated dicarboxylic acid from the preliminary niobium-containing aqueous solution, or after removing the precipitated dicarboxylic acid and the suspended niobium compound from the niobium-containing aqueous mixture. Thereby, a niobium containing aqueous liquid (B) is obtained.
In certain embodiments, an aqueous liquid (B) is obtained by adding a niobium compound (eg, niobic acid) to water and heating the resulting mixture to a temperature in the range of about 50 to about 100 ° C. When niobic acid is a niobium source compound, dicarboxylic acid may also be added. The addition of a small amount of aqueous ammonia can promote the dissolution of the niobium compound.

好適なジカルボン酸の例としてはシュウ酸が挙げられる。実施態様の1つでは、ニオブ酸とシュウ酸とを水に加え、得られた混合物を加熱撹拌して水性液体(B)を得る。一般に、ジカルボン酸:ニオブで表わされるニオブ化合物のモル比は、約1〜約4、実施態様によっては約2〜約4の範囲である。
他の実施態様によると、ニオブソース化合物として、シュウ酸水素ニオブ又はシュウ酸アンモニウムニオブが挙げられる。シュウ酸水素ニオブ又はシュウ酸アンモニウムニオブのいずれかをニオブ化合物として使用する場合は、ジカルボン酸は不要である。
一般に、ニオブソース化合物は、固体又は混合物又は適当な媒体による分散体の形態で添加することができる。ニオブ酸をニオブ化合物として使用する場合、製造中にニオブ酸を汚染する可能性がある酸性不純物を除去する目的で、使用前にニオブ酸をアンモニア水溶液及び/又は水で洗浄するとよい。ニオブ化合物としては、新たに調製したニオブ化合物を使うことが好ましい。しかしながら、長期保存等によりわずかに変性した(例えば脱水などによる)ニオブ化合物の使用も可能である。
予備的ニオブ含有水溶液又は水性混合物におけるニオブ化合物(ニオブとして表わされる)の濃度は、1つ以上の実施態様において、溶液又は混合物1kgに対して約0.2〜約0.8mol/kgが維持される。1つ以上の実施態様において、ジカルボン酸は、ジカルボン酸:ニオブで表わされるニオブ化合物のモル比が約2〜約6となる量で使用する。ジカルボン酸過剰で使用すると、多量のニオブ化合物をジカルボン酸水溶液に溶解させることができるが、得られた予備的ニオブ含有水溶液又は混合物を冷却すると析出するジカルボン酸の量が多くなりすぎることがあり、ジカルボン酸の利用率が低下する。一方、ジカルボン酸の使用量が足りないと、多量のニオブ化合物が水溶液又は混合物中で溶解されずに懸濁したまま残留し、引き続き水性混合物から取り除くことになる場合があり、ニオブ化合物の使用率の低下を招く。
An example of a suitable dicarboxylic acid is oxalic acid. In one embodiment, niobic acid and oxalic acid are added to water and the resulting mixture is heated and stirred to obtain an aqueous liquid (B). Generally, the molar ratio of dicarboxylic acid: niobium compound represented by niobium ranges from about 1 to about 4, and in some embodiments from about 2 to about 4.
According to another embodiment, the niobium source compound includes niobium hydrogen oxalate or ammonium niobium oxalate. When either niobium hydrogen oxalate or ammonium niobium oxalate is used as the niobium compound, no dicarboxylic acid is required.
In general, the niobium source compound can be added in the form of a solid or a mixture or dispersion in a suitable medium. When niobic acid is used as a niobium compound, niobic acid may be washed with an aqueous ammonia solution and / or water before use for the purpose of removing acidic impurities that may contaminate niobic acid during production. As the niobium compound, it is preferable to use a newly prepared niobium compound. However, it is also possible to use niobium compounds that have been slightly modified (for example, by dehydration) due to long-term storage or the like.
The concentration of the niobium compound (expressed as niobium) in the preliminary niobium-containing aqueous solution or mixture is maintained from about 0.2 to about 0.8 mol / kg per kg of solution or mixture in one or more embodiments. In one or more embodiments, the dicarboxylic acid is used in an amount such that the molar ratio of dicarboxylic acid: niobium compound represented by niobium is from about 2 to about 6. When the dicarboxylic acid is used in excess, a large amount of the niobium compound can be dissolved in the dicarboxylic acid aqueous solution, but when the obtained preliminary niobium-containing aqueous solution or mixture is cooled, the amount of the precipitated dicarboxylic acid may be excessively increased. The utilization rate of dicarboxylic acid is reduced. On the other hand, if the amount of dicarboxylic acid used is insufficient, a large amount of niobium compound may remain suspended without being dissolved in the aqueous solution or mixture, and may subsequently be removed from the aqueous mixture. Cause a decline.

冷却はいずれの好適な方法を使用してもよい。例えば、単に氷浴で冷却することもできる。
析出したジカルボン酸(又は析出したジカルボン酸及び分散したニオブ化合物)は、例えば、デカンテーション又は濾過等の従来の方法によって容易に除去できる。
得られたニオブ含有水溶液のジカルボン酸:ニオブのモル比が約2〜約6の範囲にない場合、ニオブ化合物又はジカルボン酸のいずれかを水性液体(B)に添加して溶液のジカルボン酸:ニオブモル比が上記の範囲内におさまるようにする。しかしながら、通常、ニオブ化合物の濃度、ジカルボン酸:ニオブ化合物の比、上記の予備的ニオブ含有水溶液又は水性混合物の冷却温度を適切に調整することにより、ジカルボン酸:ニオブのモル比が約2〜約4の範囲にある水性液体(B)を調製することができるので、前記のような処理は不要である。
水性液体(B)はさらに追加成分を含んでもよい。1つ以上の実施態様において、水性液体(B)はさらに過酸化水素(H2O2))を含んでもよい。これらの実施態様又はこれ以外の実施態様で、水性液体(B)は、1種以上のアンチモン化合物(例えば、三酸化二アンチモン)、チタン化合物(例えば、二酸化チタン(ルチル型とアナターゼ型との混合物でもよい)、セリウム化合物(例えば、酢酸セリウム)をさらに含んでいてもよい。1つの実施態様によると、過酸化水素の量は、過酸化水素:ニオブとして表わされるニオブ化合物のモル比(H2O2/Nb)が約0.5〜約20、別の実施態様では約1〜約20となるような量である。特定の実施態様では、アンチモンで表わされるアンチモン化合物:ニオブで表わされるニオブ化合物のモル比(Sb/Nbモル比)が約5より大きくならないように、ある実施態様では、約0.01〜約2となるように、アンチモン化合物を少なくとも一部の水性液体(B)と過酸化水素と混合する。
Any suitable method may be used for cooling. For example, it can be simply cooled in an ice bath.
The precipitated dicarboxylic acid (or the precipitated dicarboxylic acid and the dispersed niobium compound) can be easily removed by a conventional method such as decantation or filtration.
When the dicarboxylic acid: niobium molar ratio of the resulting niobium-containing aqueous solution is not in the range of about 2 to about 6, either the niobium compound or the dicarboxylic acid is added to the aqueous liquid (B) to add the dicarboxylic acid: niobium mole of the solution. Ensure that the ratio is within the above range. However, the molar ratio of dicarboxylic acid: niobium is usually from about 2 to about by appropriately adjusting the concentration of niobium compound, the ratio of dicarboxylic acid: niobium compound, and the cooling temperature of the above preliminary niobium-containing aqueous solution or aqueous mixture. Since the aqueous liquid (B) in the range of 4 can be prepared, the treatment as described above is unnecessary.
The aqueous liquid (B) may further contain an additional component. In one or more embodiments, the aqueous liquid (B) may further comprise hydrogen peroxide (H 2 O 2 )). In these or other embodiments, the aqueous liquid (B) comprises one or more antimony compounds (eg, antimony trioxide), titanium compounds (eg, titanium dioxide (a mixture of rutile and anatase types). And may further comprise a cerium compound (eg, cerium acetate) According to one embodiment, the amount of hydrogen peroxide is a molar ratio of niobium compound expressed as hydrogen peroxide: niobium (H 2 O 2 / Nb) is from about 0.5 to about 20, and in another embodiment from about 1 to about 20. In a specific embodiment, the antimony compound represented by antimony: of the niobium compound represented by niobium In some embodiments, the antimony compound is combined with at least a portion of the aqueous liquid (B) so that the molar ratio (Sb / Nb molar ratio) is not greater than about 5, in some embodiments, from about 0.01 to about 2. It is mixed with hydrogen peroxide.

水性混合物(A)と水性液体(B)とを適当な比率で一緒に混合し、水溶液/スラリーを形成する。比(a):(b)は触媒の所望の組成による。水性混合物中の固形物の量は通常、約10質量%より上である。実施態様の1つでは、混合物の全質量を基準にすると、水性混合物中の固形物の量が約10〜60質量%、別の実施態様では約15〜55質量%、さらに別の実施態様によると、混合物中の固形物の量は約20〜約50質量%である。
1つ以上の実施態様において、シリカ担持触媒を所望の場合、水溶液/スラリーにシリカのソース化合物(即ち、シリカゾル又はヒュームドシリカ)が含まれるように調製する。シリカのソース化合物の量は、得られる触媒におけるシリカ担体の所望の量に応じて適宜調整すればよい。
水溶液/スラリーを乾燥して液体部分の除去ができる。乾燥は、噴霧乾燥又は蒸発乾燥などの従来からの方法により行うことができる。微細な球形の乾燥固形物が得られることから、噴霧乾燥は特に有用である。噴霧乾燥は遠心分離により行うことができる。
水溶液/スラリーを乾燥して液体部分を除去することができる。乾燥は、噴霧乾燥又は蒸発乾燥などの従来からの方法により行うことができる。微細な球形の乾燥固形物が得られることから、噴霧乾燥は特に有用である。噴霧乾燥は遠心分離、二相流ノズル法又は高圧ノズル法により行うことができる。乾燥の熱源としては、蒸気で加熱しておいた空気、電気ヒーター等の使用が好ましい。噴霧乾燥器の乾燥部入り口における温度が約150〜約300℃であると好適である。
Aqueous mixture (A) and aqueous liquid (B) are mixed together in an appropriate ratio to form an aqueous solution / slurry. The ratio (a) :( b) depends on the desired composition of the catalyst. The amount of solids in the aqueous mixture is usually above about 10% by weight. In one embodiment, based on the total weight of the mixture, the amount of solids in the aqueous mixture is about 10-60% by weight, in another embodiment about 15-55% by weight, according to yet another embodiment. And the amount of solids in the mixture is from about 20 to about 50% by weight.
In one or more embodiments, the silica-supported catalyst, if desired, is prepared such that the aqueous solution / slurry includes a silica source compound (ie, silica sol or fumed silica). The amount of the silica source compound may be appropriately adjusted according to the desired amount of the silica carrier in the obtained catalyst.
The aqueous solution / slurry can be dried to remove the liquid portion. Drying can be performed by conventional methods such as spray drying or evaporation drying. Spray drying is particularly useful because a fine spherical dry solid is obtained. Spray drying can be performed by centrifugation.
The aqueous solution / slurry can be dried to remove the liquid portion. Drying can be performed by conventional methods such as spray drying or evaporation drying. Spray drying is particularly useful because a fine spherical dry solid is obtained. Spray drying can be performed by centrifugation, a two-phase flow nozzle method or a high pressure nozzle method. As a heat source for drying, air heated with steam, an electric heater or the like is preferably used. The temperature at the inlet of the spray dryer is preferably about 150 to about 300 ° C.

水熱方法で形成したか否かにかかわらず、この時点で乾燥したものを乾燥混合金属酸化物触媒と呼ぶ。「乾燥している」及び「乾燥した」という用語は、幾分かの水分が残っていてもよいが、ほとんどの液体分が取り除かれた固形物の状態を説明するものと解釈される。そのため、特に記載のない限り、「乾燥している」及び「乾燥した」という用語は、実質的に乾燥していると解釈される。本明細書の目的では、「乾燥混合金属酸化物触媒」という用語は、乾燥混合金属酸化物触媒に後述の焼成や粉砕をはじめとする任意の更なる処理が施されるあいだも、この物質を指し続けるものである。さらに、「乾燥混合金属酸化物触媒」という用語は、反応器内で用いられた触媒を指すことになる。そこで、乾燥混合金属酸化物触媒は、焼成してもしなくてもよく、粉砕、粗砕、ペレット成形、押出を行ってもよく、或いは、成形、造形を行ってもよく、未使用の触媒であっても使用済の触媒であってもよい。
本願明細書で既に記載したように、乾燥混合金属酸化物触媒をさらに処理してもよい。このような処理として、例えば、様々な処理雰囲気のもとで行う焼成(酸化条件又は還元条件下で加熱処理することをはじめとする)が挙げられる。このような処理の前、及び/又は、このような処理の最中に断続的に乾燥混合金属酸化物を粗砕又は粉砕してもよい。実施態様の1つによると、例えば乾燥混合金属酸化物を粗砕した後に焼成してもよい。
焼成は、不活性雰囲気、還元雰囲気又は酸化雰囲気中で行うことができる。実施態様の1つとして、焼成の少なくとも一部を実質的に酸素を含まない窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中(例えば不活性ガス流の下で)で行う。1つ以上の実施態様において、焼成条件としては、温度約200〜約700℃、他の実施態様では約400〜約650℃が挙げられる。
Regardless of whether it is formed by the hydrothermal method, what is dried at this point is called a dry mixed metal oxide catalyst. The terms “dry” and “dry” are taken to describe the state of the solid with some of the water removed, although some moisture may remain. Thus, unless stated otherwise, the terms “dry” and “dry” are to be interpreted as substantially dry. For the purposes of this specification, the term “dry mixed metal oxide catalyst” refers to this material while the dry mixed metal oxide catalyst is subjected to any further processing, including calcination and grinding described below. It keeps pointing. Furthermore, the term “dry mixed metal oxide catalyst” will refer to the catalyst used in the reactor. Therefore, the dry mixed metal oxide catalyst may not be calcined, may be pulverized, coarsely crushed, pelletized, extruded, or may be molded, shaped, and unused catalyst. It may be a used catalyst.
The dry mixed metal oxide catalyst may be further processed as previously described herein. Examples of such treatment include firing (including heat treatment under oxidizing conditions or reducing conditions) performed under various treatment atmospheres. Prior to such treatment and / or during such treatment, the dry mixed metal oxide may be crushed or ground intermittently. According to one embodiment, for example, the dry mixed metal oxide may be crushed and then fired.
Firing can be performed in an inert atmosphere, a reducing atmosphere, or an oxidizing atmosphere. In one embodiment, at least a portion of the firing is performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas that is substantially free of oxygen (eg, under an inert gas stream). In one or more embodiments, the firing conditions include a temperature of about 200 to about 700 ° C., and in other embodiments about 400 to about 650 ° C.

1つ以上の実施態様では、乾燥混合金属酸化物触媒の加熱温度を約400℃未満から約550℃、約550℃から約700℃に連続的又は断続的に上昇させる。ある実施態様においては、多段焼成を用いてもよい。この実施態様では、乾燥混合金属酸化物触媒を少なくとも約200℃という比較的低い温度で部分焼成した後、より高い温度(少なくとも約400℃)に前記範囲内で1回以上上昇させて焼成を行ってもよい。
処理済み(例えば焼成済み)の混合金属酸化物は、さらに機械的な処理を行ってもよく、例えば、粉砕、篩分け、加圧により混合金属酸化物を本発明の方法で使用するための最終形態にしてもよい。
他の実施態様では、焼成又は他の熱処理の前に触媒を最終形態に形成してもよい。例えば、固定床触媒の調製においては、一般に触媒前駆体スラリーを高温で加熱して乾燥を行ってから、所望の固定床触媒のサイズと形状に形成(例えば、押出、ペレット成形等)し、その後焼成を行う。同様に、流動床触媒の調製においては、触媒前駆体スラリーを噴霧乾燥して粒径が約10〜約200マイクロメートルの微小回転楕円体の触媒粒子とした後、焼成を行う。前記方法における変形はこの分野の当業者であればわかるであろう。
焼成は、回転炉、流動床窯等を使って行うことができる。1つ以上の実施態様によると、非静止状態で焼成することにより、不均一な焼成(得られた触媒の物性の劣化及び/又は破損又は割れを誘発)が起きないようにする。
焼成の条件は、形成された触媒の比表面積が約5〜約35m2/gとなるようにあらかじめ設定する。得られた触媒が1つ以上の結晶相を有するように焼成の条件をあらかじめ設定することが好ましい。
In one or more embodiments, the heating temperature of the dry mixed metal oxide catalyst is continuously or intermittently increased from less than about 400 ° C. to about 550 ° C. and from about 550 ° C. to about 700 ° C. In some embodiments, multi-stage firing may be used. In this embodiment, the dry mixed metal oxide catalyst is partially calcined at a relatively low temperature of at least about 200 ° C. and then calcined by raising it to a higher temperature (at least about 400 ° C.) one or more times within the above range. May be.
The treated (eg, calcined) mixed metal oxide may be further mechanically processed, for example, by pulverizing, sieving, and pressurizing to use the mixed metal oxide in the method of the present invention. It may be in the form.
In other embodiments, the catalyst may be formed into a final form prior to calcination or other heat treatment. For example, in the preparation of a fixed bed catalyst, the catalyst precursor slurry is generally heated and dried at a high temperature, and then formed into a desired fixed bed catalyst size and shape (for example, extrusion, pellet molding, etc.), and thereafter Firing is performed. Similarly, in the preparation of a fluidized bed catalyst, the catalyst precursor slurry is spray-dried to form fine spheroid catalyst particles having a particle size of about 10 to about 200 micrometers, and then calcined. Variations on the method will be apparent to those skilled in the art.
Firing can be performed using a rotary furnace, a fluidized bed kiln or the like. According to one or more embodiments, the non-stationary calcination prevents non-uniform calcination (degradation of physical properties and / or breakage or cracking of the resulting catalyst).
The calcination conditions are set in advance so that the specific surface area of the formed catalyst is about 5 to about 35 m 2 / g. It is preferable to set the firing conditions in advance so that the obtained catalyst has one or more crystal phases.

物理的混合物の形成方法
触媒混合物は、未使用の触媒組成物と使用済の触媒組成物と性能調節剤とを、物理的混合、湿式含浸又はこれらの技術を組み合わせて混合することにより調製される。1種以上の成分を予備混合してもよい。添加の順番は重要ではない。ある実施態様では、性能調節剤と未使用の触媒とを予備混合しておき、その後、使用済の触媒と混合する。未使用の触媒組成物の調製工程の様々な段階で、性能調節剤を添加してもよい。しかしながら、ある実施態様によると、未使用触媒組成物の最終形態に性能調節剤を添加した場合に性能の向上がみられる。
実施態様の1つによると、性能調節剤と使用済の触媒とを予備混合した後、未使用の触媒と混合してもよい。実施態様の1つによると、性能調節剤は固体で、性能調節剤と触媒組成物とを混合する前に、性能調節剤を微粉化しておいてもよい。別の実施態様では、性能調節剤の粒径はより粗く、触媒の粒径程度である。
1つ以上の実施態様では、使用済の触媒組成物と未使用の触媒組成物のいずれか一方又は両方に、湿式含浸法で性能調節剤を添加してもよい。ある実施態様では、性能調節剤と未使用の複合酸化物触媒と使用されている複合酸化物触媒との物理的混合物に熱処理又は焼成を施してもよい。
ある実施態様によると、2種以上の性能調節剤化合物を使用する場合、性能調節剤化合物は触媒混合物に別々に添加するか、或いは、予備混合をして調節剤混合物を形成してもよい。この調節剤混合物を、物理的混合又は含浸によって複合酸化物触媒組成物と混合してもよい。
Method of forming a physical mixture
The catalyst mixture is prepared by mixing the unused catalyst composition, the spent catalyst composition and the performance modifier by physical mixing, wet impregnation or a combination of these techniques. One or more components may be premixed. The order of addition is not important. In some embodiments, the performance modifier and the unused catalyst are premixed and then mixed with the spent catalyst. Performance modifiers may be added at various stages in the process of preparing the unused catalyst composition. However, according to certain embodiments, an improvement in performance is seen when a performance modifier is added to the final form of the unused catalyst composition.
According to one embodiment, the performance modifier and the spent catalyst may be premixed and then mixed with the unused catalyst. According to one embodiment, the performance modifier is solid and the performance modifier may be micronized prior to mixing the performance modifier and the catalyst composition. In another embodiment, the performance modifier particle size is coarser, about the catalyst particle size.
In one or more embodiments, a performance modifier may be added by wet impregnation to either or both of the used catalyst composition and the unused catalyst composition. In some embodiments, the physical mixture of the performance modifier, the unused composite oxide catalyst, and the composite oxide catalyst used may be heat treated or calcined.
According to certain embodiments, when two or more performance modifier compounds are used, the performance modifier compounds may be added separately to the catalyst mixture or premixed to form the modifier mixture. This modifier mixture may be mixed with the composite oxide catalyst composition by physical mixing or impregnation.

アンモ酸化反応及び酸化反応によるプロパン及びイソブタンの変換
本発明は、プロパンをアクリロニトリルに変換する方法及びイソブタンをメタクリロニトリルに変換する方法を提供する。当該方法は、本願明細書前記に記載のように性能調節剤と未使用の複合酸化物触媒組成物と使用済の複合酸化物触媒組成物との混合物を調製する工程と、アクリロニトリル又はメタクリロニトリルの形成に効果的な反応条件のもと、触媒混合物をプロパン又はイソブタンと酸素の存在下(例えば、代表例として空気のような酸素含有ガスを含む供給流の反応ゾーンに送り込む)及びアンモニアの存在下で接触させる工程が含まれる。この反応には、プロパン又はイソブタン、空気などの酸素含有ガス、及びアンモニアが供給流に含まれる。1つ以上の実施態様において、プロパン又はイソブタン:酸素のモル比は約0.125〜約5、別の実施態様では約0.25〜約4.5、さらに別の実施態様では約0.35〜約4である。1つ以上の実施態様によると、プロパン又はイソブタン:アンモニアのモル比は、約0.3〜約4、別の実施態様では約0.5〜約3である。供給流には、アクリロニトリル又はメタクリロニトリル生成物(例えば、再循環ストリームから、又は多段反応器の前段から)及び/又は蒸気をはじめとする1種以上の追加の供給成分を含むことができる。例えば、供給流全体量に対して質量比で約5〜約30%、或いは、供給流中のプロパン又はイソブタンの量に対するモル比で約5〜約30%の追加の供給成分を供給流に含有してもよい。実施態様の1つによると、本願記載のプロパンからアクリロニトリルへのアンモ酸化方法は、回収後の未反応供給材料の再利用をしないで操作するワンス-スルー(once-through)方法である。
The present invention provides a method for converting propane to acrylonitrile and a method for converting isobutane to methacrylonitrile. The method comprises the steps of preparing a mixture of a performance modifier, an unused composite oxide catalyst composition and a used composite oxide catalyst composition as described hereinbefore, and acrylonitrile or methacrylonitrile. Under the reaction conditions effective to form a catalyst mixture in the presence of propane or isobutane and oxygen (eg, typically fed into a reaction zone of a feed stream containing an oxygen-containing gas such as air) and the presence of ammonia A step of contacting below is included. This reaction includes propane or isobutane, an oxygen-containing gas such as air, and ammonia in the feed stream. In one or more embodiments, the propane or isobutane: oxygen molar ratio is from about 0.125 to about 5, in another embodiment from about 0.25 to about 4.5, and in yet another embodiment from about 0.35 to about 4. According to one or more embodiments, the molar ratio of propane or isobutane: ammonia is about 0.3 to about 4, and in another embodiment about 0.5 to about 3. The feed stream can include one or more additional feed components including acrylonitrile or methacrylonitrile product (eg, from a recycle stream or from the front of a multi-stage reactor) and / or steam. For example, the feed stream contains from about 5 to about 30% by weight of the additional feed component in a mass ratio relative to the total feed stream, or from about 5 to about 30% in a molar ratio to the amount of propane or isobutane in the feed stream. May be. According to one embodiment, the propane to acrylonitrile ammoxidation process described herein is a once-through process that operates without recycling the unreacted feed after recovery.

また、プロパンからアクリル酸及びイソブタンからメタクリル酸への変換も、気相流反応器(gas-phase flow reactor)に前記触媒1種以上を提供し、アクリル酸の形成に効果的な反応条件のもと、酸素の存在下(例えば、代表例として空気のような酸素含有ガスを含む供給流の反応ゾーンに送り込む)、触媒をプロパンと接触させることにより行う。この反応のための供給流には、好ましくは、プロパン又はイソブタン:酸素が約0.15〜約5、さらに好ましくは約0.25〜約2で含まれるとよい。さらに供給流は、アクリル酸又はメタクリル酸生成物(例えば、再循環ストリームから、又は多段反応器の前段から)及び/又は蒸気をはじめとする1種以上の追加の供給成分を含むことができる。例えば、供給流全体量に対して質量比で約5〜約30%、或いは、供給流中のプロパン又はイソブタンの量に対するモル比で約5〜約30%の追加の供給成分を供給流に含有してもよい。
気相流反応器の具体的な設計は限定されない。すなわち、気相流反応器は固定床反応器でも流動床反応器でも、それとは別のタイプの反応器でもよい。反応器は単一の反応容器でもよいし、或いは、多段反応系の反応容器でもよい。1つ以上の実施態様において、反応器には反応体供給流を反応容器の反応ゾーンに供給するための1個以上の供給入口と、触媒混合物を有する反応ゾーンと、反応生成物と未反応であった反応体を排出するための出口とを有する。
Also, the conversion of propane to acrylic acid and isobutane to methacrylic acid also provides one or more of the above catalysts to a gas-phase flow reactor, which provides effective reaction conditions for the formation of acrylic acid. And by contacting the catalyst with propane in the presence of oxygen (eg, typically fed into a reaction zone of a feed stream containing an oxygen-containing gas such as air). The feed stream for this reaction preferably contains from about 0.15 to about 5, more preferably from about 0.25 to about 2, propane or isobutane: oxygen. Further, the feed stream can include one or more additional feed components including acrylic acid or methacrylic acid product (eg, from a recycle stream or from the front stage of a multi-stage reactor) and / or steam. For example, the feed stream contains from about 5 to about 30% by weight of the additional feed components in a mass ratio relative to the total feed stream, or from about 5 to about 30% by mole ratio to the amount of propane or isobutane in the feed stream May be.
The specific design of the gas phase flow reactor is not limited. That is, the gas phase flow reactor may be a fixed bed reactor, a fluidized bed reactor, or another type of reactor. The reactor may be a single reaction vessel or a multi-stage reaction vessel. In one or more embodiments, the reactor includes one or more feed inlets for supplying a reactant feed stream to the reaction zone of the reaction vessel, a reaction zone having a catalyst mixture, and unreacted reaction products. And an outlet for discharging the reactants present.

反応条件については、プロパンからアクリロニトリル又はアクリル酸への変換、或いは、イソブタンからメタクリロニトリル又はメタクリル酸へのそれぞれの変換に、或いは、イソブタンからメタクリロニトリルへの変換に有効となるように調整すればよい。一般に、反応条件としては、温度約300〜約550℃、実施態様によっては約325〜約500℃、別の実施態様では約350〜約450℃、さらに別の実施態様では約430〜約520℃である。反応ゾーンの圧力は、約0〜約200psig、実施態様によっては約0〜約100psig、さらに別の実施態様では約0〜約50psigの範囲に調整すればよい。
通常、気相流反応器の反応ゾーンを通過するプロパン又はイソブテン含有供給流の流量は、例えば、1時間当たりの触媒のグラム重量に対するプロパン又はイソブタンのグラム重量として表わす場合、約0.02〜約5、ある実施態様では約0.05〜約1、他の実施態様では約0.1〜約0.5の範囲となる重量空間速度(WHSV)に調整するとよい。
得られたアクリロニトリル及び/又はアクリル酸、或いは、メタクリロニトリル及び/又はメタクリル酸生成物は、所望であれば他の副生物及び/又は未反応物からこの分野で公知の方法により単離することができる。アンモ酸化における副生物としては、COx(二酸化炭素+一酸化炭素)、シアン化水素(HCN)及びアセトニトリル又はシアン化メチル(CH3CN)が挙げられる。また、反応装置の流出液には、未反応酸素(O2)、アンモニア(NH3)、窒素(N2)、ヘリウム(He)及び連行触媒粒子が含まれる。
The reaction conditions are adjusted so as to be effective for conversion from propane to acrylonitrile or acrylic acid, or from isobutane to methacrylonitrile or methacrylic acid, or from isobutane to methacrylonitrile. That's fine. Generally, the reaction conditions include a temperature of about 300 to about 550 ° C, in some embodiments about 325 to about 500 ° C, in another embodiment about 350 to about 450 ° C, and in yet another embodiment about 430 to about 520 ° C. It is. The pressure in the reaction zone may be adjusted to a range from about 0 to about 200 psig, in some embodiments from about 0 to about 100 psig, and in yet another embodiment from about 0 to about 50 psig.
Typically, the flow rate of the propane or isobutene-containing feed stream passing through the reaction zone of the gas phase flow reactor is, for example, expressed as about 0.02 to about 5, expressed as gram weight of propane or isobutane relative to gram weight of catalyst per hour, In some embodiments, the weight hourly space velocity (WHSV) may range from about 0.05 to about 1 and in other embodiments from about 0.1 to about 0.5.
The resulting acrylonitrile and / or acrylic acid or methacrylonitrile and / or methacrylic acid product should be isolated from other by-products and / or unreacted products by methods known in the art, if desired. Can do. By-products in ammoxidation include CO x (carbon dioxide + carbon monoxide), hydrogen cyanide (HCN) and acetonitrile or methyl cyanide (CH 3 CN). The effluent of the reactor contains unreacted oxygen (O 2 ), ammonia (NH 3 ), nitrogen (N 2 ), helium (He) and entrained catalyst particles.

具体的な実施態様
本発明を説明する目的で、様々な触媒混合物サンプルを調製した後、同様な反応条件のもとで評価を行った。下記に挙げた組成は、触媒混合物の調製において添加したすべての金属を基にした表示組成である。金属によっては触媒調製中に失われてしまったり完全に反応しないものもあるので、最終的に出来上がった触媒混合物の実際の組成は下記に示す表示組成とわずかに異なることもある。
本願明細書に記載した方法により、未使用触媒を最終的な形態に調製した。未使用触媒の一部を使用済の触媒と触媒調節剤と合わせて、機械的混合器を用いて乾燥状態で混合した。
直径1インチ(2.54cm)の容量40ccの流動床反応器で、触媒の評価を行った。反応器に
約20〜約45gの粒状触媒又は触媒混合物を装填した。約0.04〜約0.15WWH(即ち、プロパン質量/触媒質量/時)の流量でプロパンを反応器に送りこんだ。アンモニア:プロパンの比が約1〜約1.5となるような流量でアンモニアを反応器に供給した。反応器内の圧力は約2〜約15psigに保った。反応温度は約420〜約460℃の範囲とした。
比較例1:表示組成がMoV0.21Sb0.24Nb0.09Oxで、シリカ担体を45質量%含む触媒を調製した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1−1:比較例1の使用済み触媒と、表示組成MoV0.21Sb0.24Nb0.09Oxの未使用触媒とを2/3:1/3の割合で混合し、さらに基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対してアンチモン(Sb)が0.1モルとなるようにSb2O3を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表1に示す。
比較例2:比較例1と同じ表示組成の触媒を調製した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2−1:比較例2の使用済の触媒と、表示組成MoV0.21Sb0.24Nb0.09Oxの未使用触媒とを2/3:1/3の割合で混合し、さらに基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対してモリブデン(Mo)が0.02モルとなるようにMoO3を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2−2:実施例2−1の使用済の触媒と、表示組成MoV0.21Sb0.24Nb0.09Oxの未使用触媒とを2/3:1/3の割合で混合し、さらに基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対してSbが0.1モルとなるようにSb2O3を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表1に示す。
Specific Embodiments For purposes of illustrating the present invention, various catalyst mixture samples were prepared and then evaluated under similar reaction conditions. The compositions listed below are display compositions based on all metals added in the preparation of the catalyst mixture. Since some metals are lost during catalyst preparation or do not react completely, the actual composition of the final catalyst mixture may be slightly different from the indicated composition shown below.
The unused catalyst was prepared in the final form by the method described herein. A portion of the unused catalyst was combined with the spent catalyst and catalyst modifier and mixed dry using a mechanical mixer.
The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a 1 inch diameter (2.54 cm) capacity and 40 cc capacity. The reactor was charged with about 20 to about 45 g of granular catalyst or catalyst mixture. Propane was fed into the reactor at a flow rate between about 0.04 and about 0.15 WWH (ie, propane mass / catalyst mass / hour). Ammonia was fed to the reactor at a flow rate such that the ammonia: propane ratio was about 1 to about 1.5. The pressure in the reactor was maintained at about 2 to about 15 psig. The reaction temperature was in the range of about 420 to about 460 ° C.
Comparative Example 1 A catalyst having a display composition of MoV 0.21 Sb 0.24 Nb 0.09 O x and containing 45% by mass of a silica support was prepared. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 1.
Example 1-1: The spent catalyst of Comparative Example 1 and an unused catalyst having the indicated composition MoV 0.21 Sb 0.24 Nb 0.09 O x were mixed in a ratio of 2/3: 1/3, and further a basic catalyst composition It was mixed Sb 2 O 3 with respect to 1 mol of molybdenum in the object as antimony (Sb) is 0.1 mole. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 1.
Comparative Example 2: A catalyst having the same display composition as Comparative Example 1 was prepared. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 1.
Example 2-1: The used catalyst of Comparative Example 2 and an unused catalyst having the indicated composition MoV 0.21 Sb 0.24 Nb 0.09 O x were mixed in a ratio of 2/3: 1/3, and further a basic catalyst MoO 3 was mixed so that molybdenum (Mo) was 0.02 mol per 1 mol of molybdenum in the composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 1.
Example 2-2: The spent catalyst of Example 2-1 and an unused catalyst with the indicated composition MoV 0.21 Sb 0.24 Nb 0.09 O x were mixed in a ratio of 2/3: 1/3, Sb 2 O 3 was mixed so that Sb was 0.1 mol per 1 mol of molybdenum in the resulting catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 1.

Figure 0005450426
Figure 0005450426

比較例3:表示組成がMoV0.21Sb0.24Nb0.09Oxで、シリカ担体を45質量%含む触媒を調製した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−1:比較例3の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.05モルのSb2O3を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−2:比較例3の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.1モルのSb2O3を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−3:比較例3の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.2モルのSb2O3を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−4:比較例3の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.02モルのTiO2を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−5:比較例3の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.02モルのH6TeO6を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−6:比較例3の触媒と、モリブデン1モルに対して0.1モルのSb2O3を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。長時間にわたる製造時間の後の触媒性能を表2にまとめた。
実施例3−7:比較例3の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.05モルのH3BO3を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−8:比較例3の触媒と、モリブデン1モルに対して0.1モルのSb2O4を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−9:比較例3の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.05モルの(NH4)2HPO4を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3−10:比較例3の触媒と、モリブデン1モルに対して0.04モルのLiOHを混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表2に示す。
Comparative Example 3 A catalyst having a display composition of MoV 0.21 Sb 0.24 Nb 0.09 O x and containing 45% by mass of a silica support was prepared. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-1: The catalyst of Comparative Example 3 and 0.05 mol of Sb 2 O 3 were mixed with 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-2: The catalyst of Comparative Example 3 and 0.1 mol of Sb 2 O 3 were mixed with 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-3: The catalyst of Comparative Example 3 was mixed with 0.2 mol of Sb 2 O 3 with respect to 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-4: The catalyst of Comparative Example 3 was mixed with 0.02 mol of TiO 2 with respect to 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-5: The catalyst of Comparative Example 3 was mixed with 0.02 mol of H 6 TeO 6 with respect to 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-6: The catalyst of Comparative Example 3 was mixed with 0.1 mol of Sb 2 O 3 with respect to 1 mol of molybdenum. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The catalyst performance after a long production time is summarized in Table 2.
Example 3-7: The catalyst of Comparative Example 3 was mixed with 0.05 mol of H 3 BO 3 with respect to 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-8: The catalyst of Comparative Example 3 was mixed with 0.1 mol of Sb 2 O 4 with respect to 1 mol of molybdenum. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-9: The catalyst of Comparative Example 3 and 0.05 mol of (NH 4 ) 2 HPO 4 were mixed with 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.
Example 3-10: The catalyst of Comparative Example 3 was mixed with 0.04 mol of LiOH with respect to 1 mol of molybdenum. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 2.

Figure 0005450426
Figure 0005450426

比較例4:表示組成がMoV0.3Sb0.2Nb0.08Ti0.1Ce0.005Oxで、シリカ担体を45質量%含む触媒を調製した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例4−1:比較例4の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.025モルのGeO2を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例4−2:比較例4の触媒と、基本となる触媒組成物中のモリブデン1モルに対して0.025モルのCeO2を混合した。容量40ccの流動床反応器で触媒の評価を行った。結果を表3に示す。
Comparative Example 4: A catalyst having a display composition of MoV 0.3 Sb 0.2 Nb 0.08 Ti 0.1 Ce 0.005 O x and containing 45% by mass of a silica support was prepared. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 3.
Example 4-1: The catalyst of Comparative Example 4 was mixed with 0.025 mol of GeO 2 with respect to 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 3.
Example 4-2: The catalyst of Comparative Example 4 was mixed with 0.025 mol of CeO 2 with respect to 1 mol of molybdenum in the basic catalyst composition. The catalyst was evaluated in a fluidized bed reactor with a capacity of 40 cc. The results are shown in Table 3.

Figure 0005450426
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上記の説明と実施態様は本発明を実践するための代表的なものであるが、この分野の当業者が本明細書を鑑みれば、様々な代替え、変更、変形は明らかであろう。したがって、こうした代替え、変更、変形は、添付の請求の範囲に包含、該当することを意図したものである。   While the above description and embodiments are representative for practicing the invention, various alternatives, modifications, and variations will become apparent to those skilled in the art in view of this specification. Accordingly, such alternatives, modifications, and variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

Claims (17)

飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物をアンモ酸化又は酸化させて、不飽和ニトリル又は不飽和有機酸を生成する方法であって、
前記方法は、
モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する未使用の混合金属酸化物触媒と、
モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する使用済の混合金属酸化物触媒と、
酸化アンチモン(III)、シュウ酸アンチモン(III)、酒石酸アンチモン(III)、酸化アンチモン(V)、四酸化アンチモン、Sb 6 O 13 及びこれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤とを含む触媒混合物を提供する工程と、
前記触媒混合物の存在下、前記飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物を、酸素含有ガス又は酸素含有ガス及びアンモニアに接触させる工程とを有する方法。
A method of ammoxidizing or oxidizing a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a mixture of a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon to produce an unsaturated nitrile or an unsaturated organic acid,
The method
An unused mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium, and at least one component selected from the group consisting of antimony and tellurium;
A spent mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium, and at least one component selected from the group consisting of antimony and tellurium;
A performance regulator selected from the group consisting of antimony (III) oxide, antimony (III) oxalate, antimony (III) tartrate, antimony (V), antimony tetroxide, Sb 6 O 13 and mixtures thereof. Providing a catalyst mixture;
Contacting the saturated hydrocarbon, unsaturated hydrocarbon, or mixture of saturated hydrocarbon and unsaturated hydrocarbon with oxygen-containing gas or oxygen-containing gas and ammonia in the presence of the catalyst mixture.
前記性能調節剤、前記未使用の混合金属酸化物触媒及び前記使用済の混合金属酸化物触媒のうちの1つ以上が、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア又はこれらの混合物からなる群から選択される担体を有する、請求項1記載の方法。   One or more of the performance modifier, the unused mixed metal oxide catalyst and the used mixed metal oxide catalyst are selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, titania or mixtures thereof. The method of claim 1, comprising a carrier. 前記触媒混合物が、前記未使用混合金属酸化物触媒と前記使用済の混合金属酸化物触媒の全量におけるモリブデン1モルに対して、少なくとも0.01モルの前記性能調節剤を含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the catalyst mixture comprises at least 0.01 mole of the performance modifier per mole of molybdenum in the total amount of the unused mixed metal oxide catalyst and the spent mixed metal oxide catalyst. . 前記未使用の混合金属酸化物触媒及び前記使用済の混合金属酸化物触媒のどちらか一方又は両方が、水熱合成以外の方法で調製されている、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein one or both of the unused mixed metal oxide catalyst and the used mixed metal oxide catalyst are prepared by a method other than hydrothermal synthesis. 前記未使用の触媒組成物が、下記式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される複合酸化物を含む、請求項1記載の方法。
The unused catalyst composition has the following formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from the group consisting of W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof, L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Selected from the group consisting of Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1 and n are the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are A, b, c, d and e represent the molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that it can exist in an oxidation state lower than the oxidation state) The method of claim 1 comprising:
前記使用済の触媒組成物が、下記式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される複合酸化物を含む、請求項1記載の方法。
The used catalyst composition has the following formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from the group consisting of W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof, L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Selected from the group consisting of Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1 and n are the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are A, b, c, d and e represent the molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that it can exist in an oxidation state lower than the oxidation state) The method of claim 1 comprising:
前記提供する工程が、前記未使用の複合酸化物触媒と、前記使用済の複合酸化物触媒と、前記性能調節剤とを物理的に混合する工程を含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the providing step comprises physically mixing the unused composite oxide catalyst, the used composite oxide catalyst, and the performance modifier. 前記提供する工程が、前記未使用の複合酸化物触媒と前記性能調節剤とを予備混合する工程を更に含む、請求項記載の方法。 The method of claim 7 , wherein the providing step further comprises premixing the unused composite oxide catalyst and the performance modifier. 前記提供する工程が、未使用の複合酸化物触媒と性能調節剤とを湿式含浸により混合する工程を含む、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the providing step includes a step of mixing an unused composite oxide catalyst and a performance modifier by wet impregnation. 飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物をアンモ酸化又は酸化させて、不飽和ニトリル又は不飽和有機酸を生成する方法であって、前記方法は、
モリブデンとバナジウムとニオブと、アンチモン及びテルルからなる群から選択される少なくとも1つの成分とを含有する乾燥混合金属酸化物触媒と、酸化アンチモン(III)、シュウ酸アンチモン(III)、酒石酸アンチモン(III)、酸化アンチモン(V)、四酸化アンチモン、Sb 6 O 13 及びこれらの混合物からなる群から選択される性能調節剤とを物理的に混合して触媒混合物を形成する工程と、
前記触媒混合物の存在下、前記飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物を、酸素含有ガス又は酸素含有ガス及びアンモニアに接触させる工程を有する方法。
A method of ammoxidation or oxidation of a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a mixture of a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon to produce an unsaturated nitrile or an unsaturated organic acid, the method comprising:
A dry mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium, and at least one component selected from the group consisting of antimony and tellurium, antimony oxide (III), antimony oxalate (III), antimony tartrate (III ), Antimony oxide (V), antimony tetroxide, Sb 6 O 13 and a performance modifier selected from the group consisting of these and physically mixing to form a catalyst mixture;
Contacting the saturated hydrocarbon, unsaturated hydrocarbon, or mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons with oxygen-containing gas or oxygen-containing gas and ammonia in the presence of the catalyst mixture.
前記混合金属酸化物触媒が、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、タングステン、チタン、スズ、ゲルマニウム、ジルコニウム、リチウム及びハフニウムからなる群から選択される少なくとも1種の元素を更に含む、請求項10記載の方法。 The mixed metal oxide catalyst is made of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, tungsten, titanium, tin, germanium, zirconium, lithium and hafnium. The method of claim 10 , further comprising at least one element selected from the group consisting of: 前記混合金属酸化物触媒と前記性能調節剤のうちの1つ以上が、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア又はこれらの混合物からなる群から選択される担体を有する、請求項10記載の方法。 The method of claim 10 , wherein one or more of the mixed metal oxide catalyst and the performance modifier comprises a support selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, titania or mixtures thereof. 前記触媒混合物が、前記混合金属酸化物触媒中のモリブデン1モルに対し、少なくとも0.01モルの性能調節剤を含む、請求項10記載の方法。 The method of claim 10 , wherein the catalyst mixture comprises at least 0.01 moles of performance modifier per mole of molybdenum in the mixed metal oxide catalyst. 前記物理的混合工程が、焼成した混合金属酸化物触媒と性能調節剤とを混合する工程を含む、請求項10記載の方法。 The method of claim 10 , wherein the physical mixing step comprises mixing a calcined mixed metal oxide catalyst and a performance modifier. 前記混合金属酸化物触媒が、下記式:
Mo1VaSbbNbcXdLeOn
(式中、XはW、Te、Ti、Sn、Ge、Zr、Hf、Li及びこれらの混合物からなる群から選択され、LはCe、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及びこれらの混合物からなる群から選択され、0.1 ≦ a ≦ 1.0、0.01 ≦ b ≦ 1.0、0.001 ≦ c ≦ 0.25、0 ≦ d ≦ 0.6、0 ≦ e ≦ 1、nは複合酸化物中に存在する他のすべての元素の価数を満足するのに必要な酸素原子の数であるが、複合酸化物中の他の元素の1つ以上が、その最高酸化状態よりも低い酸化状態で存在しうることが条件で、a、b、c、d及びeは、1モルのMoに対応するそれぞれの元素のモル比を表わす)で定義される複合酸化物を含む、請求項10記載の方法。
The mixed metal oxide catalyst has the following formula:
Mo 1 V a Sb b Nb c X d L e O n
Wherein X is selected from the group consisting of W, Te, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, Li and mixtures thereof, L is Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Selected from the group consisting of Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and mixtures thereof, 0.1 ≦ a ≦ 1.0, 0.01 ≦ b ≦ 1.0, 0.001 ≦ c ≦ 0.25, 0 ≦ d ≦ 0.6, 0 ≦ e ≦ 1 and n are the number of oxygen atoms necessary to satisfy the valence of all other elements present in the composite oxide, but one or more of the other elements in the composite oxide are A, b, c, d and e represent the molar ratio of each element corresponding to 1 mol of Mo, provided that it can exist in an oxidation state lower than the oxidation state) The method of claim 10 comprising:
飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物の前記アンモ酸化は、前記接触工程が、前記飽和炭化水素、不飽和炭化水素、又は飽和炭化水素と不飽和炭化水素との混合物を、前記触媒混合物の存在下、アンモニア及び酸素含有ガスに接触させる工程を有する、請求項10記載の方法。 The ammoxidation of a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon, or a mixture of a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon is carried out when the contacting step is the saturated hydrocarbon, the unsaturated hydrocarbon, or the saturated hydrocarbon and the unsaturated hydrocarbon. 11. The method of claim 10 , comprising contacting a mixture with hydrogen with ammonia and an oxygen containing gas in the presence of the catalyst mixture. 前記乾燥混合金属酸化物触媒が水熱合成方法以外で調製される、請求項10記載の方法。 The method of claim 10 , wherein the dry mixed metal oxide catalyst is prepared by other than a hydrothermal synthesis method.
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