JP6914114B2 - Metal oxide catalyst and its production method and acrylonitrile production method using it - Google Patents

Metal oxide catalyst and its production method and acrylonitrile production method using it Download PDF

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Description

本発明は、金属酸化物触媒およびその製造方法ならびにそれを用いたアクリロニトリルの製造方法に関し、プロピレンを分子状酸素及びアンモニアと反応させることによって、アクリロニトリルを製造する際に使用するのに特に適した触媒に関する。 The present invention relates to a metal oxide catalyst and a method for producing the same, and a method for producing acrylonitrile using the same. The present invention is a catalyst particularly suitable for use in producing acrylonitrile by reacting propylene with molecular oxygen and ammonia. Regarding.

プロピレンを分子状酸素及びアンモニアと反応(アンモ酸化反応)させることによって、アクリロニトリルを製造する方法はよく知られている。このアンモ酸化反応に用いられる触媒も多数提案されている。 A method for producing acrylonitrile by reacting propylene with molecular oxygen and ammonia (ammoxidation reaction) is well known. Many catalysts used for this ammoxidation reaction have also been proposed.

アクリロニトリルを製造する際に用いられる触媒には、様々な元素が適用され、その例示される成分の数も多く、このような多元素系の複合酸化物触媒については、成分の組合せや組成の改良が検討されている。例えば、特許文献1には、モリブデン、ビスマス及び鉄を必須元素として含み、ニッケル、カリウム、セリウム、マグネシウム、ルビジウム等の元素を任意成分として含み、且つ、触媒担体としてのシリカの製造に用いるシリカ原料に特徴のある粒状多孔性アンモ酸化触媒が記載されている。 Various elements are applied to the catalyst used in the production of acrylonitrile, and there are many exemplified components. For such a multi-element composite oxide catalyst, the combination of components and the improvement of the composition are made. Is being considered. For example, Patent Document 1 contains molybdenum, bismuth and iron as essential elements, contains elements such as nickel, potassium, cerium, magnesium and rubidium as optional components, and is a silica raw material used for producing silica as a catalyst carrier. A granular porous ammoxidation catalyst characterized by is described in.

また、特許文献2には、ルビジウム、セリウム、クロム、マグネシウム、鉄、ビスマス及びモリブデンを必須元素として、ニッケル又はニッケル及びコバルトの少なくとも一方を含む触媒が記載されている。さらに、特許文献3には、モリブデン、ビスマス、鉄、クロム、セリウム、ニッケル、マグネシウム、コバルト、マンガン、カリウム及びルビジウムを必須元素として、その他任意の元素を用いた触媒が記載されている。 Further, Patent Document 2 describes a catalyst containing rubidium, cerium, chromium, magnesium, iron, bismuth and molybdenum as essential elements and nickel or at least one of nickel and cobalt. Further, Patent Document 3 describes a catalyst in which molybdenum, bismuth, iron, chromium, cerium, nickel, magnesium, cobalt, manganese, potassium and rubidium are essential elements and any other element is used.

さらにまた、特許文献4、5には、所定の一般式で元素の種類や成分濃度の範囲を特定する他、それらの元素同士の原子比が一定の関係を満たすことを特徴とする触媒が記載される。
上記の他、近年の文献に示される触媒は、触媒の物性や結晶性を特定したものや、所定の製造方法によって、高性能な触媒を得る方法が提案されている。より詳細には、触媒粒子中の金属酸化物粒子のサイズとその割合を特徴とするもの(例えば、特許文献6参照)、アルカリ金属を含浸操作によって触媒中に導入するもの(例えば、特許文献7参照)、触媒組成物のX線回折ピーク比を特定したもの(例えば、特許文献8参照)などが提案されており、それぞれ、目的の製造物であるアクリロニトリルの収率が向上することが効果として記載されている。
Furthermore, Patent Documents 4 and 5 describe catalysts characterized in that the types of elements and the range of component concentrations are specified by a predetermined general formula, and the atomic ratios of these elements satisfy a certain relationship. Will be done.
In addition to the above, as catalysts shown in recent literature, those having specified the physical properties and crystallinity of the catalyst, and methods for obtaining a high-performance catalyst by a predetermined production method have been proposed. More specifically, those characterized by the size and the ratio of the metal oxide particles in the catalyst particles (see, for example, Patent Document 6), those in which an alkali metal is introduced into the catalyst by an impregnation operation (for example, Patent Document 7). (See), and those in which the X-ray diffraction peak ratio of the catalyst composition is specified (see, for example, Patent Document 8) have been proposed, and each of them has an effect of improving the yield of the target product, acrylonitrile. Has been described.

特許第5188005号明細書Japanese Patent No. 5188005 特許第4709549号明細書Japanese Patent No. 4709549 特許第4588533号明細書Japanese Patent No. 4588533 特許第5011167号明細書Japanese Patent No. 501167 特許第5491037号明細書Japanese Patent No. 5491037 特開2013−17917号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-17917 特開2013−169482号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-169482 特表2014−522038号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-522038 特開2013−146655号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-146655 特許第5371692号公報Japanese Patent No. 5371692

上記した文献に記載の触媒を用いた際に得られるアクリロニトリルの収率は、過去から遡ると、改善がみられるが、これらの文献の記載からも明らかなように、反応における副生成物は未だに存在する。このように、目的生成物であるアクリロニトリルの収率の更なる向上が望まれる。また、反応の副生成物を少なくすることにより、目的生成物と副生成物の分離、回収、処理に関わる負荷を下げることにより、環境上の効果も期待される。そのため、従来技術に止まることなく、アクリロニトリルを製造する上で副生成物を低減する方法、つまりは高収率を達成できる触媒が求められている。また、このような高収率を達成する上では、原料の消費量を少なくし、かつ長期安定的に高い収率を維持できることが重要であり、そのためには、ライフ性能、形状や強度を含めた実用性及び取扱性に優れた触媒が求められる。
さらに、その製造方法に関しても、従来技術には課題がある。例えば、特許文献9では、一旦触媒前駆体を調製し、乾燥・焼成後、これを粉砕して、再度触媒調製を行なうという非常に煩雑な工程を必要とする。また、特許文献10にも触媒の製造方法が開示されているが、この方法でも十分に高い触媒性能を有する触媒は得られない。
The yield of acrylonitrile obtained when the catalysts described in the above-mentioned documents are used has been improved from the past, but as is clear from the descriptions in these documents, the by-products in the reaction are still present. exist. As described above, further improvement in the yield of the target product, acrylonitrile, is desired. In addition, by reducing the by-products of the reaction, the load related to the separation, recovery, and treatment of the target product and the by-products can be reduced, which is expected to have an environmental effect. Therefore, there is a need for a method for reducing by-products in the production of acrylonitrile, that is, a catalyst capable of achieving a high yield, without being limited to the prior art. Further, in order to achieve such a high yield, it is important to reduce the consumption of raw materials and to maintain a high yield stably for a long period of time, and for that purpose, including life performance, shape and strength. A catalyst having excellent practicality and handleability is required.
Further, there is a problem in the prior art with respect to the manufacturing method thereof. For example, Patent Document 9 requires a very complicated process of preparing a catalyst precursor once, drying and firing the precursor, pulverizing the catalyst precursor, and preparing the catalyst again. Further, although a method for producing a catalyst is disclosed in Patent Document 10, even with this method, a catalyst having sufficiently high catalytic performance cannot be obtained.

そこで、本発明は、MoBi含有金属酸化物触媒であって、より高い触媒性能を有する金属酸化物触媒、および、そのような触媒の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a metal oxide catalyst which is a MoBi-containing metal oxide catalyst and has higher catalytic performance, and a method for producing such a catalyst.

本発明者らが上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、従来のMoBi含有金属酸化物触媒は、その表面におけるMoとBiの組成比が不均一であること、そして、これにより十分な触媒性能が発揮されていないことが判明した。
さらに、MoBi含有金属酸化物触媒は、一般に、Mo含有液とBi含有液とを混合して得られたスラリー状のMoBi含有液を用いて製造されるところ、このMo含有液とBi含有液の混合方法が該触媒の表面におけるMoとBiの組成比の均一性に大きな影響を与えていることを見出した。そして、前記スラリーの調製の際にMo含有液とBi含有液とを特定の方法で混合すれば触媒表面におけるMoとBiの組成比が均一なアンモ酸化反応用MoBi含有金属酸化物触媒を製造できることを見出し、本発明を完成させた。
As a result of diligent studies by the present inventors to solve the above problems, the conventional MoBi-containing metal oxide catalyst has a non-uniform composition ratio of Mo and Bi on its surface, and this is sufficient. It turned out that the excellent catalytic performance was not exhibited.
Further, the MoBi-containing metal oxide catalyst is generally produced by using a slurry-like MoBi-containing liquid obtained by mixing a Mo-containing liquid and a Bi-containing liquid. It has been found that the mixing method has a great influence on the uniformity of the composition ratio of Mo and Bi on the surface of the catalyst. Then, if the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are mixed by a specific method at the time of preparing the slurry, a MoBi-containing metal oxide catalyst for an ammoxidation reaction in which the composition ratio of Mo and Bi on the catalyst surface is uniform can be produced. And completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記の通りである。
[1]下記式(1)で表されるバルク組成を有する金属酸化物を含む粒子からなる触媒であって、
触媒粒子表面におけるMoモル濃度に対するBiモル濃度の比率を、金属酸化物バルクのMoモル濃度に対するBiモル濃度の比率で除した値の標準偏差が0.2以下である、
触媒。
Mo12BiaFebcdef (1)
(式(1)中、Xは、ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Yはセリウム、クロム、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、アルミニウム、ガリウム及びインジウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Zはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群より選ばれる1種以上の元素を示し、a、b、c、d及びeは、それぞれ、0.1≦a≦2.0、0.1≦b≦3.0、0.1≦c≦10.0、0.1≦d≦3.0、及び0.01≦e≦2.0を満たし、fは存在する他の元素の原子価要求を満足させるのに必要な酸素の原子数である。)
[2]前記粒子がさらにシリカを含む、[1]に記載の触媒。
[3]下記式(1)で表されるバルク組成を有する金属酸化物を含む触媒の製造方法であって、
(i)少なくともMoを含むMo含有液と、少なくともBiを含むBi含有液とを用意する工程、
(ii)前記Mo含有液を第一の流路に連続的に供給し、前記Bi含有液を第二の流路に連続的に供給し、かつ第一の流路と第二の流路とを前記Mo含有液及び前記Bi含有液それぞれの供給個所よりも下流で合流させることによって、前記Mo含有液と前記Bi含有液とを混合してMoBi含有液を得る工程、及び
(iii)前記MoBi含有液を乾燥させる工程、
を含む、方法。
Mo12BiaFebcdef (1)
(式(1)中、Xは、ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Yはセリウム、クロム、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、アルミニウム、ガリウム及びインジウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Zはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群より選ばれる1種以上の元素を示し、a、b、c、d及びeは、それぞれ、0.1≦a≦2.0、0.1≦b≦3.0、0.1≦c≦10.0、0.1≦d≦3.0、及び0.01≦e≦2.0を満たし、fは存在する他の元素の原子価要求を満足させるのに必要な酸素の原子数である。)
[4]前記(ii)工程と前記(iii)工程との間に、さらに、
(iv)前記MoBi含有液をさらに混合する工程
を有する、[3]に記載の触媒の製造方法。
[5]前記(ii)工程と前記(iii)工程との間に、さらに、
(v)前記MoBi含有液を貯留する工程
を有する、[3]又は[4]に記載の触媒の製造方法。
[6]前記(i)、(ii)及び(v)工程の一連の処理がバッチ処理方式で行われ、(ii)工程で得られたMoBi含有液の一バッチ分全量が(v)工程において貯留される、[5]に記載の触媒の製造方法であって、
前記(ii)工程において、前記Mo含有液及び前記Bi含有液の前記第一の流路又は前記第二の流路への質量供給速度を、各々、mA(g/min)及びmB(g/min)としたときに、前記Mo含有液及び前記Bi含有液の一バッチあたりの全供給量MA(g)及びMB(g)の合計量の60質量%以上が、式(2)を満たすように供給される、触媒の製造方法。
(mB/mA)/(MB/MA)=0.5〜1.5 (2)
[7]前記MoBi含有液が、前記(iii)工程へ連続的に供される、[3]又は[4]に記載の触媒の製造方法。
[8]前記(ii)工程において、前記Mo含有液及び前記Bi含有液の前記第一の流路又は第二の流路へモル供給速度を、各々、mα(mol/min)及びmβ(mol/min)としたときに、
前記Mo含有液及び前記Bi含有液が、式(3)を満たすように供給される、
[3]、[4]又は[7]に記載の触媒の製造方法。
(mβ/mα)/(a/12)=0.8〜1.2 (3)
[9][1]又は[2]に記載の触媒の存在下、プロピレンと、分子状酸素と、アンモニアと、を反応させる工程を含む、アクリロニトリルの製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] A catalyst composed of particles containing a metal oxide having a bulk composition represented by the following formula (1).
The standard deviation of the value obtained by dividing the ratio of the Bi-molar concentration to the Mo-molar concentration on the surface of the catalyst particles by the ratio of the Bi-molar concentration to the Mo-molar concentration of the metal oxide bulk is 0.2 or less.
catalyst.
Mo 12 Bi a Fe b X c Y d Z e O f (1)
(In formula (1), X is one or more elements selected from the group consisting of nickel, cobalt, magnesium, calcium, zinc, strontium and barium, and Y is cerium, chromium, lantern, neodymium, ittrium, placeodium, and samarium. , One or more elements selected from the group consisting of aluminum, gallium and indium, Z represents one or more elements selected from the group consisting of potassium, rubidium and strontium, and a, b, c, d and e are. 0.1 ≦ a ≦ 2.0, 0.1 ≦ b ≦ 3.0, 0.1 ≦ c ≦ 10.0, 0.1 ≦ d ≦ 3.0, and 0.01 ≦ e ≦ 2, respectively. Satisfying .0, f is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence requirements of the other existing elements.)
[2] The catalyst according to [1], wherein the particles further contain silica.
[3] A method for producing a catalyst containing a metal oxide having a bulk composition represented by the following formula (1).
(I) A step of preparing a Mo-containing liquid containing at least Mo and a Bi-containing liquid containing at least Bi.
(Ii) The Mo-containing liquid is continuously supplied to the first flow path, the Bi-containing liquid is continuously supplied to the second flow path, and the first flow path and the second flow path To obtain a MoBi-containing liquid by mixing the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid by merging the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid downstream from the respective supply points, and (iii) the MoBi. The process of drying the contained liquid,
Including methods.
Mo 12 Bi a Fe b X c Y d Z e O f (1)
(In formula (1), X is one or more elements selected from the group consisting of nickel, cobalt, magnesium, calcium, zinc, strontium and barium, and Y is cerium, chromium, lantern, neodymium, ittrium, placeodium, and samarium. , One or more elements selected from the group consisting of aluminum, gallium and indium, Z represents one or more elements selected from the group consisting of potassium, rubidium and strontium, and a, b, c, d and e are. 0.1 ≦ a ≦ 2.0, 0.1 ≦ b ≦ 3.0, 0.1 ≦ c ≦ 10.0, 0.1 ≦ d ≦ 3.0, and 0.01 ≦ e ≦ 2, respectively. Satisfying .0, f is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence requirements of the other existing elements.)
[4] Between the step (iii) and the step (iii), further
(Iv) The method for producing a catalyst according to [3], which comprises a step of further mixing the MoBi-containing liquid.
[5] Between the step (iii) and the step (iii), further
(V) The method for producing a catalyst according to [3] or [4], which comprises a step of storing the MoBi-containing liquid.
[6] The series of processes of the steps (i), (ii) and (v) are performed by a batch processing method, and the total amount of the MoBi-containing liquid obtained in the step (ii) for one batch is obtained in the step (v). The method for producing a catalyst according to [5], which is stored.
In the step (ii), the mass supply rates of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid to the first flow path or the second flow path are set to mA (g / min) and mb (g / g, respectively). When it is set to min), 60% by mass or more of the total amount of the total supply amounts MA (g) and MB (g) per batch of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid satisfies the formula (2). A method of manufacturing a catalyst to be supplied to.
(MB / mA) / (MB / MA) = 0.5 to 1.5 (2)
[7] The method for producing a catalyst according to [3] or [4], wherein the MoBi-containing liquid is continuously supplied to the step (iii).
[8] In the step (ii), the molar supply rates of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid to the first flow path or the second flow path are set to mα (mol / min) and mβ (mol), respectively. / Min)
The Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are supplied so as to satisfy the formula (3).
The method for producing a catalyst according to [3], [4] or [7].
(Mβ / mα) / (a / 12) = 0.8 to 1.2 (3)
[9] A method for producing acrylonitrile, which comprises a step of reacting propylene, molecular oxygen, and ammonia in the presence of the catalyst according to [1] or [2].

本発明によれば、優れた触媒性能を有するMoBi金属酸化物触媒、及び、そのような触媒を連続的に安定して製造する方法を提供できる。
さらに、本発明によれば、上述のようなMoBi金属酸化物触媒を用いることにより、プロピレンからアクリロニトリルを高収率で長期にわたって安定的に製造することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a MoBi metal oxide catalyst having excellent catalytic performance and a method for continuously and stably producing such a catalyst.
Furthermore, according to the present invention, by using the MoBi metal oxide catalyst as described above, acrylonitrile can be stably produced from propylene in a high yield for a long period of time.

本発明に係る触媒の製造装置の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the catalyst manufacturing apparatus which concerns on this invention. 静止型混合器の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the stationary mixer.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」ともいう。)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter, also simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and implemented within the scope of the gist thereof.

本実施形態の触媒(以下、単に「触媒」ともいう。)は、下記一般式(1)で表されるMoとBiとを含むバルク組成を有する金属酸化物を含み、好ましくは、該金属酸化物とシリカ等の担体とからなる。
Mo12BiaFebcdef (1)
(式(1)中、Xは、ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Yはセリウム、クロム、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、アルミニウム、ガリウム及びインジウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Zはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群より選ばれる1種以上の元素を示し、a、b、c、d及びeは、それぞれ、0.1≦a≦2.0、0.1≦b≦3.0、0.1≦c≦10.0、0.1≦d≦3.0、及び0.01≦e≦2.0を満たし、fは存在する他の元素の原子価要求を満足させるのに必要な酸素の原子数である。)
The catalyst of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “catalyst”) contains a metal oxide having a bulk composition containing Mo and Bi represented by the following general formula (1), and preferably the metal oxidation. It consists of a substance and a carrier such as silica.
Mo 12 Bi a Fe b X c Y d Z e O f (1)
(In formula (1), X is one or more elements selected from the group consisting of nickel, cobalt, magnesium, calcium, zinc, strontium and barium, and Y is cerium, chromium, lantern, neodymium, ittrium, placeodium, and samarium. , One or more elements selected from the group consisting of aluminum, gallium and indium, Z represents one or more elements selected from the group consisting of potassium, rubidium and strontium, and a, b, c, d and e are. 0.1 ≦ a ≦ 2.0, 0.1 ≦ b ≦ 3.0, 0.1 ≦ c ≦ 10.0, 0.1 ≦ d ≦ 3.0, and 0.01 ≦ e ≦ 2, respectively. Satisfying .0, f is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence requirements of the other existing elements.)

本実施形態の触媒は、上記バルク組成を有する金属酸化物を含むことにより、アンモ酸化反応に際して高いアクリロニトリル選択率を示し、かつ、流動床触媒として長期間の使用に耐えうる良好な摩耗強度を有する。
これについて、本発明者らは、以下のように考察している。アンモ酸化反応における活性点はビスマスを含むモリブデートであるが、それのみでは高いアクリロニトリル選択率を得ることはできない。ビスマスを含むモリブデートが、少なくとも触媒粒子表面において、鉄を含むモリブデートや、その他の金属を含むモリブデートと均一に複合化していることが、アクリロニトリル選択率を向上させると考えられる。
また、ビスマスを含むモリブデートが、鉄を含むモリブデートや、その他の金属を含むモリブデートとその表面において均一に複合化している触媒粒子は、その前駆体スラリーの段階において、各金属成分を単独成分で凝集させずに分散させて、ビスマスを含むモリブデートが、その他の金属を含むモリブデートと複合化しやすい状態にすることが必要であると考えられる。さらに、金属粒子が担体上に担持される場合には、前駆体スラリー中の金属と、担体の粒子、双方の凝集を防ぐことで、触媒の摩耗強度も向上すると考えられる。
ただし、作用機序は上記に限定されない。
Since the catalyst of the present embodiment contains the metal oxide having the bulk composition, it exhibits a high acrylonitrile selectivity in the ammoxidation reaction and has good wear strength that can withstand long-term use as a fluidized bed catalyst. ..
The present inventors consider this as follows. The active site in the ammoxidation reaction is bismuth-containing molybdate, but a high acrylonitrile selectivity cannot be obtained by itself. It is considered that the acrylonitrile selectivity is improved when the bismuth-containing molybdate is uniformly compounded with the iron-containing molybdate and the molybdate containing other metals, at least on the surface of the catalyst particles.
In addition, the catalyst particles in which bismuth-containing molybdate is uniformly complexed with iron-containing molybdate and molybdate containing other metals on the surface thereof agglomerate each metal component as a single component at the stage of its precursor slurry. It is considered necessary to disperse the particles without allowing them to be dispersed so that the moribdate containing bismuth can be easily compounded with the moribdate containing other metals. Further, when the metal particles are supported on the carrier, it is considered that the abrasion strength of the catalyst is also improved by preventing the agglomeration of both the metal in the precursor slurry and the particles of the carrier.
However, the mechanism of action is not limited to the above.

[組成]
本実施形態において触媒を構成する金属酸化物は、モリブデンと、ビスマスと、鉄と、を必須成分として含む。モリブデンは、プロピレンの吸着サイト及びアンモニアの活性化サイトとしての役割を担っている。また、ビスマスは、プロピレンを活性化させ、α位水素を引き抜いてπアリル種を生成させる役割を担っている。さらに、鉄は、3価/2価のレドックスによって気相に存在する酸素を触媒活性点に供給する役割を担っている。
[composition]
The metal oxide constituting the catalyst in the present embodiment contains molybdenum, bismuth, and iron as essential components. Molybdenum plays a role as an adsorption site for propylene and an activation site for ammonia. In addition, bismuth plays a role of activating propylene and abstracting hydrogen at the α-position to produce π-allyl species. Furthermore, iron plays a role of supplying oxygen present in the gas phase to the catalytic active site by trivalent / divalent redox.

その他、金属酸化物中に含まれていてもよい任意成分としては、ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる1種以上の元素X、セリウム、クロム、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、アルミニウム、ガリウム及びインジウムからなる群より選ばれる1種以上の元素Y、カリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群より選ばれる1種以上の元素Zが挙げられる。元素Xは、適度の格子欠陥を有するモリブデートを形成し、酸素のバルク内移動を円滑にする役割を担っている。元素Yは、鉄と同様に触媒におけるレドックス機能を担っている。さらに、元素Zは、触媒粒子表面に存在する酸点をブロックすることで、主生成物、原料の分解反応を抑制する役割を担っている。 In addition, as optional components that may be contained in the metal oxide, one or more elements X, cerium, chromium, lantern, selected from the group consisting of nickel, cobalt, magnesium, calcium, zinc, strontium and barium, Examples thereof include one or more elements Y selected from the group consisting of neodymium, ittrium, praseodymium, strontium, aluminum, gallium and indium, and one or more elements Z selected from the group consisting of potassium, rubidium and cesium. The element X forms a molybdate with moderate lattice defects and plays a role in facilitating the movement of oxygen in the bulk. The element Y, like iron, has a redox function in the catalyst. Further, the element Z plays a role of suppressing the decomposition reaction of the main product and the raw material by blocking the acid spot existing on the surface of the catalyst particles.

前述のように、各元素には、それぞれに触媒として機能する上での役割が備わっており、その元素の持つ働きを代替できる元素、代替できない元素、働きの補助的作用をもたらす元素など、その触媒の元素構成や組成によって適宜選択的に加えた方がよい元素及び組成比率が変化する。 As mentioned above, each element has its own role in functioning as a catalyst, and elements that can substitute for the function of the element, elements that cannot substitute for the function, elements that bring about an auxiliary effect of the function, and the like. The elements and composition ratio that should be selectively added vary depending on the elemental composition and composition of the catalyst.

本実施形態の触媒を構成する金属酸化物のバルク組成、すなわち金属酸化物全体を構成する各元素の比率は、下記一般式(1)で表される。
このような組成を有することにより、アクリロニトリル選択率がより向上する傾向にある。
Mo12BiaFebcdef (1)
上記式(1)中、Xは、ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Yはセリウム、クロム、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、アルミニウム、ガリウム及びインジウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Zはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群より選ばれる1種以上の元素を示し、
aは、モリブデン12原子に対するビスマスの原子比を示し、0.1≦a≦2.0であり、好ましくは0.15≦a≦1.0であり、より好ましくは0.2≦a≦0.7であり、
bは、モリブデン12原子に対する鉄の原子比を示し、0.1≦b≦3.0であり、好ましくは0.5≦b≦2.5であり、より好ましくは1.0≦b≦2.0であり、
cは、モリブデン12原子に対するXの原子比を示し、0.1≦c≦10.0であり、好ましくは3.0≦c≦9.0であり、より好ましくは5.0≦c≦8.5であり、
dは、モリブデン12原子に対するYの原子比を示し、0.1≦d≦3.0であり、好ましくは0.2≦d≦2.0であり、より好ましくは0.3≦d≦1.5であり、
eは、モリブデン12原子に対するZの原子比を示し、0.01≦e≦2.0であり、好ましくは0.05≦e≦1.0であり、
fは、モリブデン12原子に対する酸素の原子比を示し、存在する他の元素の原子価要求を満足させるのに必要な酸素の原子数である。
The bulk composition of the metal oxide constituting the catalyst of the present embodiment, that is, the ratio of each element constituting the entire metal oxide is represented by the following general formula (1).
Having such a composition tends to further improve the acrylonitrile selectivity.
Mo 12 Bi a Fe b X c Y d Z e O f (1)
In the above formula (1), X is one or more elements selected from the group consisting of nickel, cobalt, magnesium, calcium, zinc, strontium and barium, and Y is cerium, chromium, lantern, neodymium, ittrium, praseodymium and samarium. , One or more elements selected from the group consisting of aluminum, gallium and indium, Z indicates one or more elements selected from the group consisting of potassium, rubidium and cesium.
a indicates the atomic ratio of bismuth to 12 atoms of molybdenum, which is 0.1 ≦ a ≦ 2.0, preferably 0.15 ≦ a ≦ 1.0, and more preferably 0.2 ≦ a ≦ 0. .7 and
b represents the atomic ratio of iron to 12 atoms of molybdenum, which is 0.1 ≦ b ≦ 3.0, preferably 0.5 ≦ b ≦ 2.5, and more preferably 1.0 ≦ b ≦ 2. .0 and
c represents the atomic ratio of X to 12 atoms of molybdenum, 0.1 ≦ c ≦ 10.0, preferably 3.0 ≦ c ≦ 9.0, and more preferably 5.0 ≦ c ≦ 8. .5 and
d indicates the atomic ratio of Y to 12 atoms of molybdenum, which is 0.1 ≦ d ≦ 3.0, preferably 0.2 ≦ d ≦ 2.0, and more preferably 0.3 ≦ d ≦ 1. .5 and
e indicates the atomic ratio of Z to 12 atoms of molybdenum, which is 0.01 ≦ e ≦ 2.0, preferably 0.05 ≦ e ≦ 1.0.
f indicates the atomic ratio of oxygen to 12 atoms of molybdenum, and is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence requirements of other existing elements.

なお、金属酸化物のバルク組成(各元素比)は、触媒の合成時の原料の仕込み比や、周知の元素定量分析方法、たとえばICP発光分光分析法、原子吸光分析法、ICP質量分析法、蛍光X線分析法等で求めることができる。
ICP発光分光分析法は実施例において採用した方法であり、その具体的手順については実施例で説明する。また、蛍光X線分析による定量分析の場合は、例えば、蛍光X線装置(例えば、リガク製ZSX100e(管球:Rh−4KW、分光結晶:LiF、PET、Ge、RX25))を用いて、各元素のマトリックス効果を補正する検量線に基づき、触媒サンプルの定量分析を行うことができる。なお、後述する本実施形態の製造方法によって触媒を製造する場合には、このような分析によって得られた値は、設計上の仕込み組成とほぼ一致する。また、これらの元素定量分析によれば、使用前の触媒のほか、使用中の触媒に対しても、そのバルク組成を求めることができる。
The bulk composition (each element ratio) of the metal oxide is determined by the charging ratio of the raw materials at the time of synthesizing the catalyst and well-known element quantitative analysis methods such as ICP emission spectroscopy, atomic absorption spectroscopy, and ICP mass spectrometry. It can be obtained by a fluorescent X-ray analysis method or the like.
The ICP emission spectroscopic analysis method is the method adopted in the examples, and the specific procedure thereof will be described in the examples. Further, in the case of quantitative analysis by fluorescent X-ray analysis, for example, using a fluorescent X-ray apparatus (for example, ZSX100e manufactured by Rigaku (tube: Rh-4KW, spectroscopic crystal: LiF, PET, Ge, RX25)), each Quantitative analysis of the catalyst sample can be performed based on the calibration curve that corrects the matrix effect of the elements. When the catalyst is produced by the production method of the present embodiment described later, the values obtained by such analysis are substantially the same as the design-prepared composition. Further, according to these elemental quantitative analyzes, it is possible to determine the bulk composition of the catalyst in use as well as the catalyst before use.

工業的にアクリロニトリルを製造する場合、一般的に反応ガスによって触媒を流動させる流動床反応が選択される。そのため、本実施形態の触媒をアンモ酸化用触媒として使用する場合には一定以上の強度を有していることが好ましい。このような観点から、本実施形態の触媒においては、金属酸化物が担体に担持されていてもよい。担体としては、特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等の酸化物が挙げられる。このなかでも、アクリロニトリルの選択性低下が小さく、触媒の耐摩耗性、粒子強度を大きく向上させられるシリカが担体として適している。 When industrially producing acrylonitrile, a fluidized bed reaction in which the catalyst is flowed by a reaction gas is generally selected. Therefore, when the catalyst of the present embodiment is used as a catalyst for ammoxidation, it is preferable that the catalyst has a certain strength or higher. From this point of view, in the catalyst of the present embodiment, the metal oxide may be supported on the carrier. The carrier is not particularly limited, and examples thereof include oxides such as silica, alumina, titania, and zirconia. Among these, silica, which has a small decrease in selectivity of acrylonitrile and can greatly improve the wear resistance and particle strength of the catalyst, is suitable as a carrier.

担体の含有量は、触媒の質量100質量%に対して、好ましくは30〜70質量%であり、より好ましくは35〜65質量%である。担体の含有量が30質量%以上であることにより、アンモ酸化反応触媒の耐摩耗性、粒子強度がより向上する傾向にある。また、担体の含有量が70質量%以下であることにより、アクリロニトリル選択性がより向上する傾向にある。 The content of the carrier is preferably 30 to 70% by mass, more preferably 35 to 65% by mass, based on 100% by mass of the catalyst. When the content of the carrier is 30% by mass or more, the abrasion resistance and the particle strength of the ammoxidation reaction catalyst tend to be further improved. Further, when the content of the carrier is 70% by mass or less, the acrylonitrile selectivity tends to be further improved.

本実施形態において、触媒粒子の形状に限定はないが、球形であることが好ましい。また、触媒粒子の平均粒子径は、40〜70μmの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは45〜65μmの範囲内にある。粒径分布としては、粒子直径5〜200μmの触媒粒子の量が触媒の全質量に対して90〜100質量%であることが好ましい。また、粒子直径が45μm以下の粒子の量が、粒子の全体積に対して10〜50体積%であることが好ましく、15〜35体積%の範囲にあることがより好ましい。 In the present embodiment, the shape of the catalyst particles is not limited, but is preferably spherical. The average particle size of the catalyst particles is preferably in the range of 40 to 70 μm, more preferably in the range of 45 to 65 μm. As for the particle size distribution, the amount of catalyst particles having a particle diameter of 5 to 200 μm is preferably 90 to 100% by mass with respect to the total mass of the catalyst. The amount of particles having a particle diameter of 45 μm or less is preferably 10 to 50% by volume, more preferably 15 to 35% by volume, based on the total volume of the particles.

また、本実施形態の触媒は、流動床触媒として使用できるよう、耐摩耗強度に優れていることが好ましい。特に、流動床反応では、反応器内での触媒粒子同士の接触、反応器壁面との衝突、ガスとの接触等々の衝撃により、触媒粒子が摩耗したり、破砕したりしない耐摩耗強度を備えていることが好ましく、かかる観点から、本実施形態の触媒は、流動床触媒の摩耗試験(“Test Method for Synthetic Fluid Cracking Catalyst”(American Cyanamid Co.Ltd.6/31−4m−1/57)に記載の方法による試験)における摩耗損失が2.5%以下であることが好ましい。 Further, the catalyst of the present embodiment preferably has excellent wear resistance so that it can be used as a fluidized bed catalyst. In particular, in the fluidized bed reaction, the catalyst particles have abrasion resistance that does not wear or crush due to impacts such as contact between catalyst particles in the reactor, collision with the wall surface of the reactor, contact with gas, etc. From this point of view, the catalyst of the present embodiment is a fluidized bed catalyst wear test (“Test Method for Synthetic Fluid Cracking Catalyst” (American Canadian Co. Ltd. 6 / 31-4m-1 / 57)). The wear loss in the test according to the method described in (1) is preferably 2.5% or less.

さらに、本実施形態の触媒粒子の見掛比重は、0.85〜1.15g/ccの範囲にあることが好ましい。触媒粒子の見掛比重が0.85g/cc以上である場合、反応器に投入する際の触媒粒子のかさ高さの影響を低減でき、必要となる反応器の容積を低減できる傾向にある他、反応器から外部に飛散する触媒量が増えて触媒ロスが発生することを効果的に防止できる傾向にある。また、触媒粒子の見掛比重が1.15g/cc以下である場合、触媒粒子の良好な流動状態を確保でき、反応性能の低下を効果的に防止できる傾向にある。
なお、触媒粒子の見掛比重は、試料(触媒粒子)を一定容積の容器の中に一定状態で入れ、容器内に入った試料の質量を測定し、単位体積あたりの質量を算出することで求めることができる。
例えば、ガラスロートの真下に25mlガラスメスシリンダー(以下、単に「メスシリンダー」という。)を配置し、予めよく振った測定試料(触媒粒子)をガラスロートに落下させ、メスシリンダーがオーバーフローするまで試料を投入する。メスシリンダーの口より上部に堆積した試料の凸部を摺り切りで除き、またメスシリンダーの外壁に付着した試料を刷毛等で払う。試料入りのメスシリンダーの質量と、事前に測定しておいたメスシリンダーの質量から試料の質量を求め、それをメスシリンダーの容積で割ることにより見掛比重を算出する。
Further, the apparent specific gravity of the catalyst particles of the present embodiment is preferably in the range of 0.85 to 1.15 g / cc. When the apparent specific gravity of the catalyst particles is 0.85 g / cc or more, the influence of the bulkiness of the catalyst particles at the time of charging into the reactor can be reduced, and the required volume of the reactor tends to be reduced. , There is a tendency that it is possible to effectively prevent the occurrence of catalyst loss due to an increase in the amount of catalyst scattered from the reactor to the outside. Further, when the apparent specific gravity of the catalyst particles is 1.15 g / cc or less, a good flow state of the catalyst particles can be ensured, and deterioration of the reaction performance tends to be effectively prevented.
The apparent specific gravity of the catalyst particles is determined by placing the sample (catalyst particles) in a container of a certain volume in a constant state, measuring the mass of the sample in the container, and calculating the mass per unit volume. Can be sought.
For example, a 25 ml glass graduated cylinder (hereinafter, simply referred to as “graduated cylinder”) is placed directly under the glass funnel, and a measurement sample (catalyst particles) shaken well in advance is dropped onto the glass funnel, and the sample is sampled until the graduated cylinder overflows. Is thrown in. Remove the convex part of the sample accumulated above the mouth of the graduated cylinder by scraping off, and brush the sample adhering to the outer wall of the graduated cylinder with a brush or the like. The apparent specific gravity is calculated by obtaining the mass of the sample from the mass of the measuring cylinder containing the sample and the mass of the measuring cylinder measured in advance, and dividing it by the volume of the measuring cylinder.

本実施形態において、式(1)で表されるバルク組成を有する金属酸化物を含む触媒の、触媒粒子表面におけるMoモル濃度に対するBiモル濃度の比率((Bi/Mo)surf)を、金属酸化物バルクのMoモル濃度に対するBiモル濃度の比率((Bi/Mo)bulk)で除した値の標準偏差は0.2以下である。
ここで、粒子表面におけるMoモル濃度及びBiモル濃度は、SEM−EDX(Scannning Electron Microscopes−Energy Dispersive X−ray Spectroscopy:走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線分光法)組成分析により求めることができ、金属酸化物バルクのMoモル濃度及びBiモル濃度は、前述したように、例えば、ICP発光分光分析法で求めることができる。
また、上記標準偏差は、以下の式(4)により求めることができる。
標準偏差={((S1−μ)2+(S2−μ)2+・・・+(S100−μ)2)/100[個数]}1/2 (4)
式(4)中、Sk(k=1~100)は、任意に選ばれた100個粒子中のk個目の粒子の表面におけるMoモル濃度に対するBiモル濃度測定値の比率(Bi/Mo)surfを金属酸化物バルクのMoモル濃度に対するBiモル濃度の比率(Bi/Mo)bulkで除した値であり、μは、100個のSk(k=100)の平均値(=(S1+S2・・・+S100)/100)である。
標準偏差はばらつきの指標である。標準偏差が小さい程、平均値からのばらつきが小さい。したがって、式(4)の値が小さい程、粒子の表面組成がより均一であることを意味する。
本発明者らの研究によれば、プロピレンのアンモ酸化反応によりアクリロニトリルを製造するにあたり、式(4)の値が小さい触媒を用いるとアクリロニトリル収率が高まることが判明した。式(4)の値は、本実施形態においては0.2以下であり、0.15以下であることが好ましく、0.10以下であることがより好ましく、0.07以下であることがさらに好ましい。
In the present embodiment, the ratio of the Bi-molar concentration to the Mo-molar concentration on the surface of the catalyst particles ((Bi / Mo) surf ) of the catalyst containing the metal oxide having the bulk composition represented by the formula (1) is determined by metal oxidation. The standard deviation of the value divided by the ratio of the Bi molar concentration to the Mo molar concentration of the product bulk ((Bi / Mo) bulk) is 0.2 or less.
Here, the Momol concentration and the Bimol concentration on the particle surface can be determined by SEM-EDX (Scanning Electron Microscopic X-ray Spectroscopy: scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy) composition analysis. As described above, the Mo molar concentration and the Bi molar concentration of the metal oxide bulk can be determined, for example, by ICP emission spectroscopy.
Further, the standard deviation can be obtained by the following equation (4).
Standard deviation = {((S 1 − μ) 2 + (S 2 − μ) 2 + ・ ・ ・ + (S 100 − μ) 2 ) / 100 [Number]} 1/2 (4)
In formula (4), Sk (k = 1 to 100) is the ratio of the measured Bi-molar concentration to the Mo-molar concentration on the surface of the k-th particle in the arbitrarily selected 100 particles (Bi / Mo). It is a value obtained by dividing surf by the ratio of Bi molar concentration to Mo molar concentration (Bi / Mo) bulk of the metal oxide bulk, and μ is the average value of 100 Sk (k = 100) (= (S 1 +). S 2 ... + S 100 ) / 100).
Standard deviation is an indicator of variability. The smaller the standard deviation, the smaller the variation from the average value. Therefore, the smaller the value of the formula (4), the more uniform the surface composition of the particles.
According to the research by the present inventors, it has been found that the yield of acrylonitrile increases when a catalyst having a small value of the formula (4) is used in producing acrylonitrile by the ammoxidation reaction of propylene. In the present embodiment, the value of the formula (4) is 0.2 or less, preferably 0.15 or less, more preferably 0.10 or less, and further preferably 0.07 or less. preferable.

[金属酸化物触媒の製造方法]
上述の表面組成が均一で、式(1)で表されるバルク組成を有する金属酸化物を含む触媒は、例えば、本実施形態の製造方法(以下、「第一の製造方法」ということもある。)により製造することができる。
第一の製造方法は、(i)少なくともMoを含むMo含有液と、少なくともBiを含むBi含有液とを用意する工程と、(ii)該Mo含有液と該Bi含有液とを混合してMoBi含有液を得る工程とを含み、さらに、(iii)MoBi含有液を乾燥させる工程を含む。該(iii)工程の後に、さらに、焼成工程を含んでもよい。
[Manufacturing method of metal oxide catalyst]
The catalyst containing a metal oxide having a uniform surface composition and a bulk composition represented by the formula (1) may be referred to as, for example, the production method of the present embodiment (hereinafter, "first production method"). ) Can be manufactured.
The first production method is (i) a step of preparing a Mo-containing liquid containing at least Mo and a Bi-containing liquid containing at least Bi, and (ii) mixing the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid. It includes a step of obtaining a MoBi-containing liquid, and further includes a step of drying the (iii) MoBi-containing liquid. After the (iii) step, a firing step may be further included.

さらに、第一の製造方法においては、Mo含有液とBi含有液を混合してMoBi含有液(スラリー)を生成させた後、該MoBi含有液を乾燥させる工程の前(すなわち、(ii)工程と(iii)工程の間)に、MoBi含有液をさらに混合する工程((iv)工程)を設けることができる。
また、(ii)工程と(iii)工程の間に、MoBi含有液を一定量貯留する工程((v)工程)を設けることができる。
(ii)工程で調製したMoBi含有液は、そのまま連続的に(iii)工程に供給してもよいし、(iv)工程を経た後に(iii)工程に供給してもよいし、その一部又は全量を一旦貯留((v)工程)してから(iii)工程に供給してもよい。
(v)工程を設け、MoBi含有液を一旦貯留する場合は、(ii)工程で調製したMoBi液の全量、又は(ii)工程の後に(iv)工程を行って調製したMoBi含有液の全量を貯留することが好ましい(バッチ処理方式)。バッチ処理方式の場合、(ii)工程においてMo含有液とBi含有液との供給比率にずれが生じた場合でも、(v)工程において原料の全量が混合されることになり、すなわち意図する組成に均一化されたMoBi含有液を(iii)工程に送ることができる。
本実施形態において、連続供給方式とバッチ処理方式のいずれを選択するかは特に問わないが、短時間に触媒を製造したい場合は連続処理方式、供給比率のずれの許容幅を広げる場合はバッチ処理方式を選択することが好ましい。
Further, in the first production method, after the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are mixed to generate a MoBi-containing liquid (slurry), before the step of drying the MoBi-containing liquid (that is, the step (ii)). And (between steps (iii)), a step (step (iv)) of further mixing the MoBi-containing liquid can be provided.
Further, a step ((v) step) of storing a certain amount of the MoBi-containing liquid can be provided between the (ii) step and the (iii) step.
The MoBi-containing liquid prepared in the step (iii) may be continuously supplied to the step (iii) as it is, may be supplied to the step (iii) after the step (iv), or a part thereof. Alternatively, the entire amount may be temporarily stored (step (v)) and then supplied to step (iii).
When step (v) is provided and the MoBi-containing liquid is temporarily stored, the total amount of the MoBi liquid prepared in the step (ii) or the total amount of the MoBi-containing liquid prepared by performing the step (iv) after the step (ii). It is preferable to store (batch processing method). In the case of the batch processing method, even if the supply ratio of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid is deviated in the step (ii), the entire amount of the raw materials is mixed in the step (v), that is, the intended composition. The homogenized MoBi-containing liquid can be sent to the (iii) step.
In the present embodiment, it does not matter whether the continuous supply method or the batch processing method is selected, but the continuous processing method is used when the catalyst is to be produced in a short time, and the batch processing is used when the allowable range of the deviation of the supply ratio is widened. It is preferable to select the method.

以下に第一の製造方法について詳細を説明する。
(i)工程及び(ii)工程は、金属酸化物原料を含むスラリーを調製する工程である。
具体的には、(i)少なくともMoを含有するMo含有液(金属酸化物の成分となるMoの原料を含む液であり、以下「A液」とも言う。)と、少なくともBiを含有するBi含有液(金属酸化物の成分となるBiの原料を含む液であり、「B液」とも言う。)を用意する工程と、(ii)両者を混合する工程を含む(以下、Mo含有液とBi含有液のことを「2液」ということもある)。前記2液を混合することにより、スラリーであるMoBi含有液が形成される。
このMoBi含有液は、MoBi含有金属酸化物の前駆体であり、この前駆体の生成条件が、製造する触媒粒子の表面組成の均一性に大きく影響することが本発明者らの研究により分かった。
本実施形態においては、(ii)工程において、Mo含有液及びBi含有液を、各々、第一及び第二の流路に連続的に供給し、第一の流路と第二の流路とをMo含有液及びBi含有液それぞれの供給個所よりも下流で合流させてMoBi含有液を調製することによって、表面組成の均一性の高い触媒粒子を製造することを実現した。
The details of the first manufacturing method will be described below.
Steps (i) and (ii) are steps of preparing a slurry containing a metal oxide raw material.
Specifically, (i) a Mo-containing liquid containing at least Mo (a liquid containing a raw material of Mo which is a component of a metal oxide, hereinafter also referred to as "Liquid A") and Bi containing at least Bi. It includes a step of preparing a containing liquid (a liquid containing a raw material of Bi which is a component of a metal oxide and also referred to as "B liquid") and (ii) a step of mixing both (hereinafter, Mo-containing liquid and the like). The Bi-containing liquid is sometimes referred to as "two liquids"). By mixing the two liquids, a MoBi-containing liquid which is a slurry is formed.
This MoBi-containing liquid is a precursor of a MoBi-containing metal oxide, and it has been found by the studies of the present inventors that the production conditions of this precursor have a great influence on the uniformity of the surface composition of the catalyst particles to be produced. ..
In the present embodiment, in the step (ii), the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are continuously supplied to the first and second flow paths, respectively, to form the first flow path and the second flow path. To prepare the MoBi-containing liquid by merging the particles downstream from the respective supply points of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid, it was possible to produce catalyst particles having a highly uniform surface composition.

なお、この方法により最終的に製造される触媒に含まれる金属酸化物おける各元素の原子比率(バルク組成)は、酸素原子を除いて、製造時に用いた原料の原子比率と基本的に変化はない。 The atomic ratio (bulk composition) of each element in the metal oxide contained in the catalyst finally produced by this method basically changes from the atomic ratio of the raw material used at the time of production, except for oxygen atoms. do not have.

ここで、本実施形態の触媒を構成する元素の原料について説明する。
Moの原料としては、水、硝酸などに可溶な塩が好ましく、例えば、アンモニウム塩であるモリブデン酸アンモニウムが挙げられる。
ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム、バリウム、セリウム、クロム、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、アルミニウム、ガリウム、インジウム、カリウム、ルビジウム、セシウムの原料としても、上記と同様に、水、硝酸などに可溶な塩が好ましく、例えば、硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げられる。特に、水、硝酸などに溶け易い観点から、硝酸塩が好ましい。例えば、硝酸ビスマス、硝酸鉄、硝酸ニッケル、硝酸コバルト、硝酸カリウム、硝酸ルビジウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム、硝酸亜鉛、硝酸ランタン、硝酸セリウム、硝酸クロム、硝酸インジウム、硝酸ガリウム等が挙げられる。これらは一種を単独で用いても二種以上を併用してもよい。
Here, the raw materials of the elements constituting the catalyst of the present embodiment will be described.
As the raw material of Mo, a salt soluble in water, nitric acid or the like is preferable, and examples thereof include ammonium molybdate, which is an ammonium salt.
As a raw material for nickel, cobalt, magnesium, calcium, zinc, strontium, barium, cerium, chromium, lantern, neodymium, ittrium, placeodium, samarium, aluminum, gallium, indium, potassium, rubidium, and cesium, water is used in the same manner as above. , Nitric acid and other soluble salts are preferred, and examples thereof include nitrates, hydrochlorides, sulfates, organic acid salts and the like. In particular, nitrate is preferable from the viewpoint of being easily dissolved in water, nitric acid and the like. For example, bismuth nitrate, iron nitrate, nickel nitrate, cobalt nitrate, potassium nitrate, rubidium nitrate, magnesium nitrate, calcium nitrate, strontium nitrate, barium nitrate, zinc nitrate, lanthanum nitrate, cerium nitrate, chromium nitrate, indium nitrate, gallium nitrate, etc. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

また、担体としては、特に限定されないが、例えば、シリカ(SiO2)、アルミナ、チタニア、ジルコニア等の酸化物が好ましい。このなかでも、アクリロニトリルを製造する反応の際に、アクリロニトリルの選択性低下が小さく、副生物を増加させる酸点が少ないということ、また、触媒の耐摩耗性、粒子強度を大きく向上させられることから、SiO2が特に好ましい。SiO2の原料としては特に限定されないが、シリカゾル(コロイダルシリカとも呼ばれる。)、粉末状シリカ等が挙げられる。取り扱いの容易さからシリカゾルが特に好ましい。例えば、スノーテックス(日産化学工業製)、Nalcoシリカゾル(ナルコジャパン製)等である。
シリカゾルに含まれるシリカの平均一次粒子径は特に限定されないが、5〜100nmの範囲であることが好ましく、10〜50nmの範囲であることがより好ましい。また、異なる平均一次粒子径を有するシリカゾルを混ぜて用いることもできる。
The carrier is not particularly limited, but for example, oxides such as silica (SiO 2 ), alumina, titania, and zirconia are preferable. Among these, during the reaction for producing acrylonitrile, the decrease in selectivity of acrylonitrile is small, the number of acid points that increase by-products is small, and the wear resistance and particle strength of the catalyst can be greatly improved. , SiO 2 is particularly preferable. The raw material of SiO 2 is not particularly limited, and examples thereof include silica sol (also referred to as colloidal silica) and powdered silica. Silica sol is particularly preferable because of its ease of handling. For example, Snowtex (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Nalco silica sol (manufactured by Narco Japan), and the like.
The average primary particle size of silica contained in the silica sol is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 100 nm, and more preferably in the range of 10 to 50 nm. Further, silica sol having different average primary particle diameters can be mixed and used.

上記触媒原料の金属の前記Mo含有液やBi含有液、両者を混合して得られるMoBi含有液中における分散性を高める観点からも、前記Mo含有液やBi含有液、MoBi含有液には、上述した原料金属に加え、金属元素とキレートを形成し得る有機酸を添加することも好ましい。該有機酸としては、特に限定されないが、例えば、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸等が好ましく、該有機酸はMo含有液及びBi含有液のいずれかに添加してもよく、両方に添加してもよい。また、該有機酸をSi、Al、Ti、Zrの原料、例えばシリカゾルに添加することも好ましい形態の一つである。該有機酸はその粉末並びに固体として、または水溶液として添加することができる。
また、原料金属の各金属塩の溶解性を増す目的で、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸を添加することも好ましい。後述する焼成工程時に揮発し触媒への残留が少ないことから、硝酸が特に好ましい。
さらに、Mo含有液にはMoの溶解性を増すためにアンモニア水を添加することも好ましい。
From the viewpoint of enhancing the dispersibility in the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid of the catalyst raw material metal and the MoBi-containing liquid obtained by mixing both of them, the Mo-containing liquid, the Bi-containing liquid and the MoBi-containing liquid may be used. In addition to the raw material metal described above, it is also preferable to add an organic acid capable of forming a chelate with the metal element. The organic acid is not particularly limited, but for example, oxalic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid and the like are preferable, and the organic acid may be added to either a Mo-containing liquid or a Bi-containing liquid, and may be added to both. It may be added. Further, it is also one of the preferable forms to add the organic acid to the raw materials of Si, Al, Ti and Zr, for example, silica sol. The organic acid can be added as its powder as well as as a solid or as an aqueous solution.
It is also preferable to add an inorganic acid such as nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid for the purpose of increasing the solubility of each metal salt of the raw material metal. Nitric acid is particularly preferable because it volatilizes during the firing step described later and has little residue on the catalyst.
Further, it is also preferable to add aqueous ammonia to the Mo-containing solution in order to increase the solubility of Mo.

第一の製造方法においては、まず、Mo含有液と、Bi含有液とを用意する((i)工程)。
Mo含有液は、上記Moの原料を水等の水性媒体に溶解又は分散させて調製することが好ましい。この液にアンモニア水を加え、Mo原料の溶解度を増すことも好ましい。Mo含有液におけるMo原子濃度は0.1〜30質量%の範囲内であることが好ましい。
Mo含有液とは別にBi含有液を調製する。Bi含有液は、上記Biの原料を水等の水性媒体に溶解又は分散させて調製することが好ましい。Bi含有液は酸性であることが好ましく、Bi含有液が硝酸を含むと、Biの原料の溶解度を増すためより好ましい。Bi含有液におけるBi原子濃度は0.1〜10質量%の範囲内であることが好ましい。
In the first production method, first, a Mo-containing liquid and a Bi-containing liquid are prepared (step (i)).
The Mo-containing liquid is preferably prepared by dissolving or dispersing the raw material of Mo in an aqueous medium such as water. It is also preferable to add aqueous ammonia to this solution to increase the solubility of the Mo raw material. The Mo atom concentration in the Mo-containing liquid is preferably in the range of 0.1 to 30% by mass.
A Bi-containing liquid is prepared separately from the Mo-containing liquid. The Bi-containing liquid is preferably prepared by dissolving or dispersing the above-mentioned Bi raw material in an aqueous medium such as water. The Bi-containing liquid is preferably acidic, and it is more preferable that the Bi-containing liquid contains nitric acid because it increases the solubility of the raw material of Bi. The Bi atom concentration in the Bi-containing liquid is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass.

Mo原料とBi原料以外の原料、すなわちFe、Ni、Co、アルカリ金属、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Mn、希土類、Cr、In、Ga、Si、Al、Ti、Zr等の原料は、沈殿物を生じない範囲で上記Mo含有液及びBi含有液のどちらに加えてもよいし、両方に加えてもよい。また、上記2液の混合後のMoBi含有液に加えてもよい。沈殿物が生じ難いという理由から、Mo以外の金属の原料は、Bi含有液の方に加えることが好ましく、特に、Si、Al、Ti、Zr以外の金属の原料は、Bi含有液の方に加えることが好ましい。 Raw materials other than Mo raw materials and Bi raw materials, that is, raw materials such as Fe, Ni, Co, alkali metals, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, rare earths, Cr, In, Ga, Si, Al, Ti, Zr, etc. , It may be added to either the Mo-containing liquid or the Bi-containing liquid, or may be added to both, as long as no precipitate is formed. Further, it may be added to the MoBi-containing liquid after mixing the above two liquids. It is preferable to add the raw material of the metal other than Mo to the Bi-containing liquid because it is difficult for a precipitate to form, and in particular, the raw material of the metal other than Si, Al, Ti, and Zr is added to the Bi-containing liquid. It is preferable to add.

次に、調製したMo含有液とBi含有液とを混合する((ii)工程)。この際、Mo含有液及びBi含有液を、各々、第一及び第二の流路に連続的に供給し、第一の流路と第二の流路とをMo含有液及びBi含有液それぞれの供給個所よりも下流で合流させることによって、Mo含有液とBi含有液とを混合する。 Next, the prepared Mo-containing liquid and Bi-containing liquid are mixed (step (iii)). At this time, the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are continuously supplied to the first and second flow paths, respectively, and the first flow path and the second flow path are supplied to the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid, respectively. The Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are mixed by merging them downstream from the supply point of.

Mo含有液及びBi含有液の各流路への供給は、MoとBiの供給モル比率が、製造する金属酸化物のバルク組成の式(1)におけるMoとBiの原子数比率、すなわちa/12、と概ね一致するように行うことが好ましく、例えば、供給モル比率が(a/12)×0.8〜(a/12)×1.2の範囲であることが好ましい。
すなわち、(ii)工程において、Mo含有液及びBi含有液の第一の流路又は第二の流路へのモル供給速度(ただし、各々、Moのモル供給速度、Biのモル供給速度)を、各々、mα(mol/min)及びmβ(mol/min)としたときに、Mo含有液及びBi含有液が、以下の式(3)を満たすように供給されることが好ましい。
(mβ/mα)/(a/12)=0.8〜1.2 (3)
In the supply of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid to each flow path, the supply molar ratio of Mo and Bi is the atomic number ratio of Mo and Bi in the formula (1) of the bulk composition of the metal oxide to be produced, that is, a /. It is preferable to carry out the operation so as to be substantially the same as that of No. 12, and for example, the supply molar ratio is preferably in the range of (a / 12) × 0.8 to (a / 12) × 1.2.
That is, in the step (ii), the molar supply rate of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid to the first flow path or the second flow path (however, the molar supply rate of Mo and the molar supply rate of Bi, respectively) is determined. It is preferable that the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are supplied so as to satisfy the following formula (3), respectively, when mα (mol / min) and mβ (mol / min) are used.
(Mβ / mα) / (a / 12) = 0.8 to 1.2 (3)

なお、(i)工程、(ii)工程をバッチ毎に行い、(ii)工程で得られたMoBi含有液の一バッチ分の全量を(v)工程で貯留した後又は(iv)工程を経た後に(v)工程で貯留した後、(iii)工程へ送るバッチ処理方式を採用する場合には、Mo含有液の第一の流路への質量供給速度mA(g/min)に対するBi含有液の質量供給速度mB(g/min)の比率(以下、「供給比率」とも言う。)が、Mo含有液の一バッチあたりの全供給量MA(g)に対するBi含有液の一バッチあたりの全供給量MB(g)の比率(以下、「質量比率」とも言う。)の0.5倍〜1.5倍となるように供給することが好ましい。
すなわち、Mo含有液及びBi含有液が、以下の式(2)を満たすように供給されることが好ましい。
(mB/mA)/(MB/MA)=0.5〜1.5 (2)
供給比率が質量比率の0.5倍〜1.5倍の範囲であると、触媒の粒子表面の組成の均一性をより高めることができる。(mB/mA)/(MB/MA)は、0.8〜1.2がより好ましく、1.0が特に好ましい。
The steps (i) and (ii) were performed for each batch, and the entire amount of one batch of the MoBi-containing liquid obtained in the step (ii) was stored in the step (v) or passed through the step (iv). When a batch processing method is adopted in which the Mo-containing liquid is later stored in the step (v) and then sent to the (iii) step, the Bi-containing liquid with respect to the mass supply rate mA (g / min) of the Mo-containing liquid to the first flow path is adopted. The ratio of the mass supply rate mB (g / min) (hereinafter, also referred to as “supply ratio”) is the total amount of Bi-containing liquid per batch to the total supply amount MA (g) per batch of Mo-containing liquid. It is preferable to supply the product so as to be 0.5 to 1.5 times the ratio of the supply amount MB (g) (hereinafter, also referred to as “mass ratio”).
That is, it is preferable that the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are supplied so as to satisfy the following formula (2).
(MB / mA) / (MB / MA) = 0.5 to 1.5 (2)
When the supply ratio is in the range of 0.5 times to 1.5 times the mass ratio, the uniformity of the composition of the particle surface of the catalyst can be further improved. (MB / mA) / (MB / MA) is more preferably 0.8 to 1.2, and particularly preferably 1.0.

上記供給比率(mB/mA)及び質量比率(MB/MA)について、以下に、具体例を挙げて説明する。
製造する金属酸化物のバルク組成を、式(1)においてa=1であるもの(Mo12原子に対してBi1原子)とし、(i)工程で準備する一バッチ分のMo含有液は、Moの原料を必要量含みその全量(MA)が100質量部であり、(i)工程で準備する一バッチ分のBi含有液はBiの原料を必要量(Mo含有液中のMoのモル数の1/12)含み、その全量(MB)が50質量部とする。
この2液を、単位時間当たりの質量供給量(質量供給速度)(g/min)の比率で表して、Mo含有液:Bi含有液=100:50で供給すると、質量比率、供給比率は、各々、次の通りである。
質量比率(MB/MA)
=50/100=0.5
供給比率(mB/mA)
=50/100=0.5
したがって、その場合が、供給比率が質量比率の1.0倍であることに相当する。
同様に、Mo含有液:Bi含有液=100:25(質量供給速度比)で供給する場合が、供給比率が質量比率(0.5)の0.5倍であることに相当する。Mo含有液:Bi含有液=100:75(質量供給速度比)で供給する場合が(供給比率=75/100=0.75)、供給比率が質量比率(0.5)の1.5倍であることに相当する。
特に好ましい実施形態である、供給比率が質量比率の1.0倍である場合、(ii)工程においては、Mo含有液の一バッチ分全供給量に対するBi含有液の一バッチ分全供給量の比率と同じ比率で2液を供給し、合流させることになり、それは、すなわち、MoとBiの供給モル比率が、製造する金属酸化物のバルク組成式(1)におけるMoとBiのモル比率、すなわちa/12、と一致することになる。
The supply ratio (mB / mA) and mass ratio (MB / MA) will be described below with specific examples.
The bulk composition of the metal oxide to be produced is one in which a = 1 in the formula (1) (Bi1 atom with respect to Mo12 atom), and the Mo-containing liquid for one batch prepared in the step (i) is Mo. The required amount of the raw material is included and the total amount (MA) is 100 parts by mass, and the Bi-containing liquid for one batch prepared in the step (i) contains the required amount of the raw material of Bi (1 of the number of moles of Mo in the Mo-containing liquid). / 12) Including, the total amount (MB) is 50 parts by mass.
When these two liquids are represented by the ratio of the mass supply amount (mass supply rate) (g / min) per unit time and supplied at Mo-containing liquid: Bi-containing liquid = 100: 50, the mass ratio and the supply ratio are as follows. Each is as follows.
Mass ratio (MB / MA)
= 50/100 = 0.5
Supply ratio (mB / mA)
= 50/100 = 0.5
Therefore, that case corresponds to the supply ratio being 1.0 times the mass ratio.
Similarly, when the Mo-containing liquid: Bi-containing liquid = 100: 25 (mass supply rate ratio) is supplied, the supply ratio corresponds to 0.5 times the mass ratio (0.5). Mo-containing liquid: Bi-containing liquid = 100: 75 (mass supply rate ratio) (supply ratio = 75/100 = 0.75), supply ratio is 1.5 times the mass ratio (0.5) Corresponds to.
When the supply ratio is 1.0 times the mass ratio, which is a particularly preferable embodiment, in the step (ii), the total supply amount of one batch of Bi-containing liquid is equal to the total supply amount of one batch of Mo-containing liquid. The two liquids are supplied and merged at the same ratio as the ratio, that is, the supply molar ratio of Mo and Bi is the molar ratio of Mo and Bi in the bulk composition formula (1) of the metal oxide to be produced. That is, it matches a / 12.

従来の金属酸化物触媒の製造方法におけるスラリーの調製においては、Mo含有液とBi含有液との混合は、どちらか一方の液に他方の液を添加することにより行われている。しかしながらこの方法では、混合開始直後には、加える側の成分の濃度が小さく、混合が進むに従って徐々に高くなる。この様に、2液を全て加え終わった時点では意図する原子比率が達成されるものの、添加する途中の段階では加えられる側の成分濃度と、加える側の成分濃度とに著しいアンバランスが生じやすい。本発明者らの研究によれば、このスラリー調製時における混合液中のBiとMo濃度のアンバランスが、後にこのようにして調製されたスラリーから製造される触媒の表面組成の均一性を低下させている原因の一つであることが分かった。
それに対して、第一の方法では、2液が合流部に同時に供給されるため、前述のような混合液中の成分濃度のアンバランスが小さい。
特に、Mo含有液とBi含有液とを特定の比率の範囲内で供給する場合には、両者を混合する工程のどの段階においても、混合液中のMoとBiの原子比率が製造する触媒組成の原子比率に近い状態でスラリーを形成することになる。このような状態でスラリーを調製することによって、最終的に製造された触媒粒子の表面におけるMoとBiの組成比をより均一にすることができる。
In the preparation of the slurry in the conventional method for producing a metal oxide catalyst, the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are mixed by adding the other liquid to either one liquid. However, in this method, the concentration of the component to be added is small immediately after the start of mixing, and gradually increases as the mixing progresses. In this way, although the intended atomic ratio is achieved when all the two liquids have been added, a significant imbalance is likely to occur between the component concentration on the added side and the component concentration on the adding side in the middle of the addition. .. According to the studies of the present inventors, the imbalance of Bi and Mo concentrations in the mixed solution at the time of preparing the slurry reduces the uniformity of the surface composition of the catalyst produced from the slurry thus prepared later. It turned out to be one of the causes.
On the other hand, in the first method, since the two liquids are supplied to the confluence portion at the same time, the imbalance of the component concentrations in the mixed liquid as described above is small.
In particular, when the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are supplied within a specific ratio range, the catalyst composition produced by the atomic ratio of Mo and Bi in the mixed liquid is produced at any stage of the step of mixing the two. The slurry will be formed in a state close to the atomic ratio of. By preparing the slurry in such a state, the composition ratio of Mo and Bi on the surface of the finally produced catalyst particles can be made more uniform.

第一の製造方法において、(i)工程、(ii)工程をバッチ毎に行い、(ii)工程で得られたMoBi含有液の一バッチ分の全量を(v)工程で貯留した後又は(iv)工程を経た後に(v)工程で貯留した後、前記(iii)工程へ送るバッチ処理方式を採用する場合においては、上述の様に供給比率(mB/mA)は質量比率(MB/MA)の0.5倍〜1.5倍が好ましい。ただし、必ずしも2液の全量を0.5倍〜1.5倍の範囲で接触させる必要はなく、Mo含有液とBi含有液の一部の供給は上記の範囲以外であってもよい。
具体的には、Mo含有液とBi含有液の一バッチあたりの全供給量の合計量の60質量%以上を、供給比率が質量比率の0.5倍〜1.5倍となるように供給することが好ましく、80質量%以上を0.5倍〜1.5倍となるように供給することがさらに好ましく、100質量%を(すなわち、(ii)工程の全工程に亘って)0.5倍〜1.5倍となるように供給することが特に好ましい。
このことを、上述の、Mo12原子分の原料を含むMo含有液100質量部と、Bi1原子分の原料を含むBi含有液50質量部の例で説明する。この場合、Mo含有液とBi含有液の全供給量の合計量は150質量部であり、その60質量%以上とは90質量部以上に相当する。
すなわち、供給比率が質量比率の0.5倍〜1.5倍となるように、2液の全供給量の合計量の60質量%以上を供給するとは、単位時間当たりの供給量(質量供給速度)の比率で表して、Mo含有液:Bi含有液=100:25〜100:75の範囲内で2液の合計の90質量部以上を接触させることに相当する。
In the first production method, after performing the steps (i) and (ii) for each batch and storing the entire amount of one batch of the MoBi-containing liquid obtained in the step (ii) in the step (v), or ( In the case of adopting the batch processing method of sending to the (iii) step after storing in the (v) step after passing through the iv) step, the supply ratio (mB / mA) is the mass ratio (MB / MA) as described above. ) Is preferably 0.5 to 1.5 times. However, it is not always necessary to bring the total amount of the two liquids into contact in the range of 0.5 times to 1.5 times, and the supply of a part of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid may be outside the above range.
Specifically, 60% by mass or more of the total amount of the total supply amount of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid per batch is supplied so that the supply ratio is 0.5 to 1.5 times the mass ratio. It is more preferable to supply 80% by mass or more so as to be 0.5 to 1.5 times, and 100% by mass (that is, over the entire step (ii)) is 0. It is particularly preferable to supply the mixture so as to be 5 times to 1.5 times.
This will be described with reference to the above-mentioned 100 parts by mass of Mo-containing liquid containing a raw material for Mo12 atoms and 50 parts by mass of a Bi-containing liquid containing a raw material for 1 Bi atom. In this case, the total amount of the total supply amount of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid is 150 parts by mass, and 60% by mass or more thereof corresponds to 90 parts by mass or more.
That is, supplying 60% by mass or more of the total amount of the total supply amount of the two liquids so that the supply ratio is 0.5 to 1.5 times the mass ratio means the supply amount per unit time (mass supply). Expressed as a ratio of (velocity), it corresponds to contacting 90 parts by mass or more of the total of the two liquids within the range of Mo-containing liquid: Bi-containing liquid = 100: 25 to 100: 75.

(ii)工程において、2液を合流させる際の合流温度は、5℃〜98℃が好ましい。35℃〜98℃がより好ましく、35℃〜80℃がさらに好ましく、35℃〜60℃が特に好ましい。35℃〜60℃で行うと、表面組成のより均一な触媒粒子を製造することができる。ここで、合流温度とは2液が合流している部分の液温をいい、温度計により測定することができる。 In the step (ii), the merging temperature at the time of merging the two liquids is preferably 5 ° C. to 98 ° C. 35 ° C to 98 ° C is more preferable, 35 ° C to 80 ° C is further preferable, and 35 ° C to 60 ° C is particularly preferable. When it is carried out at 35 ° C. to 60 ° C., catalyst particles having a more uniform surface composition can be produced. Here, the merging temperature means the liquid temperature of the portion where the two liquids are merging, and can be measured by a thermometer.

(ii)工程において2液を混合してMoBi含有液(スラリー)を生成させた後、該MoBi含有液を乾燥させる前に、MoBi含有液をさらに混合する工程((iv)工程)を設ける場合、生成したMoBi含有液を更に混合する方法に限定はなく、例えば、静止型混合器を通過させたり、攪拌機を用いて撹拌したりすることが挙げられる。
撹拌温度は、2液を合流させる際の合流温度と同程度とすることが好ましく、具体的には35℃〜80℃が好ましい。
In the case of providing a step ((iv) step) of further mixing the MoBi-containing liquid after mixing the two liquids in the step (ii) to generate a MoBi-containing liquid (slurry) and before drying the MoBi-containing liquid. The method for further mixing the produced MoBi-containing liquid is not limited, and examples thereof include passing through a static mixer and stirring using a stirrer.
The stirring temperature is preferably about the same as the merging temperature when the two liquids are merged, and specifically, 35 ° C. to 80 ° C. is preferable.

本実施形態において、触媒の製造において用いる装置の構成に限定はないが、例えば、Mo含有液を送液するための第一の流路、Bi含有液を送液するための第二の流路、及び、第一の流路と第二の流路が合流する合流部を有するものであることが好ましい。
第一及び第二の流路へのMo含有液及びBi含有液の供給手段に限定はなく、例えば、定量供給装置を使用することが好ましい。定量供給装置を使用することにより、より正確な比率で2液を供給することができる。該定量供給装置としては、特に限定されないが定量送液ポンプが好ましい。
2液が合流する合流部としては、2液の合流ができれば特に限定されないが、例えばY字状またはT字状等形状の、管でもよい。該管の断面形状は例えば円形(円筒)であってもよく、また内部にMoBi含有液の混合を促す機構や内挿物を設けることも好ましい。2液を合流させる角度は並流であっても、垂直であっても、対向であってもよい。
In the present embodiment, the configuration of the apparatus used in the production of the catalyst is not limited, but for example, a first flow path for sending the Mo-containing liquid and a second flow path for sending the Bi-containing liquid. , And, it is preferable that the first flow path and the second flow path have a confluence portion where they meet.
The means for supplying the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid to the first and second flow paths is not limited, and for example, it is preferable to use a quantitative supply device. By using the fixed quantity supply device, the two liquids can be supplied in a more accurate ratio. The fixed-quantity supply device is not particularly limited, but a fixed-quantity liquid feeding pump is preferable.
The confluence portion where the two liquids merge is not particularly limited as long as the two liquids can merge, but for example, a pipe having a Y-shaped or T-shaped shape may be used. The cross-sectional shape of the tube may be, for example, circular (cylindrical), and it is also preferable to provide a mechanism or an interpolation for promoting mixing of the MoBi-containing liquid inside. The angle at which the two liquids merge may be parallel, vertical, or opposite.

合流部の下流に生成したMoBi含有液を更に混合するための混合器を設けることも好ましい。混合器の一例としては、攪拌機を有する攪拌槽が挙げられる。そのような装置構成の一例を図1に示す。なお、上述の各装置等は所望する温度にできるような温水ジャケット等の保温、加温構造を有することも好ましい。
また混合器の別の例としては、図2に示すような静止型混合器(配管とその中に固定されたねじられた板とを主要部材とし、配管内に供給された流体は、ねじれ面に沿って流れ進んで行くことで混合される)が挙げられる。静止型混合器の一例としては、スタティックミキサー(ノリタケカンパニーリミテド製)等がある。図1に示すように、静止型混合器と攪拌槽を組み合わせてもよい。
It is also preferable to provide a mixer for further mixing the generated MoBi-containing liquid downstream of the confluence. An example of a mixer is a stirrer with a stirrer. An example of such a device configuration is shown in FIG. It is also preferable that each of the above-mentioned devices and the like has a heat retaining and heating structure such as a hot water jacket so that the desired temperature can be obtained.
As another example of the mixer, a static mixer as shown in FIG. 2 (a pipe and a twisted plate fixed therein are the main members, and the fluid supplied into the pipe has a twisted surface. It is mixed by flowing along the line). An example of a static mixer is a static mixer (manufactured by Noritake Company Limited). As shown in FIG. 1, a stationary mixer and a stirring tank may be combined.

以上のようにして生成したMoBi含有液を乾燥させることにより((iii)工程)、式(1)で表されるバルク組成を有する金属酸化物を含む触媒を形成することができる。
MoBi含有液は乾燥前においてpHが3以下であることが好ましい。より好ましくは2以下であり、さらに好ましくは1以下である。pHの調節は、例えば、原料に加える酸性溶液の添加量によって調節できる。pHが3以下であればMoBi含有液の粘度の増加を抑制でき、次工程の(iii)乾燥工程へのMoBi含有液の供給が安定的に行える。
By drying the MoBi-containing liquid produced as described above (step (iii)), a catalyst containing a metal oxide having a bulk composition represented by the formula (1) can be formed.
The pH of the MoBi-containing liquid is preferably 3 or less before drying. It is more preferably 2 or less, still more preferably 1 or less. The pH can be adjusted by, for example, the amount of the acidic solution added to the raw material. When the pH is 3 or less, the increase in the viscosity of the MoBi-containing liquid can be suppressed, and the MoBi-containing liquid can be stably supplied to the (iii) drying step of the next step.

第一の製造方法によれば、触媒前駆体を形成するスラリー調製工程が全て液状で行えるため、触媒前駆体の形成に乾燥、焼成、粉砕操作等を必要とする方法に比べて極めて簡便と言える。 According to the first production method, since the slurry preparation step for forming the catalyst precursor can be performed entirely in liquid form, it can be said that it is extremely simple as compared with the method requiring drying, firing, pulverization, etc. for forming the catalyst precursor. ..

(iii)工程において、乾燥方法に限定はないが、上記のMoBi含有液を噴霧乾燥して乾燥粒子を得ることが好ましい。噴霧乾燥には、例えば工業的に行う場合などには、スプレードライヤーを用いることが好ましい。
噴霧乾燥工程においては、まず、MoBi含有液を噴霧化する。この噴霧化の方法としては、特に限定されないが、例えば、遠心方式、二流体ノズル方式、及び高圧ノズル方式等が挙げられる。特にノズルの閉塞等を伴わない観点から遠心方式が好ましい。
噴霧化されたMoBi含有液の液滴の乾燥方法に限定はないが、例えば、スプレードライヤー内の熱風によって乾燥されることが好ましい。その際、熱風入口温度は180℃〜250℃、熱風出口温度は100℃〜150℃とすることが好ましい。
なお、噴霧化の際には、噴霧粒子径が目的とする触媒の粒径に応じた所望の範囲となるよう、噴霧装置を調整することが好ましい。例えば、触媒を流動床反応に用いる場合には、触媒の平均粒子径は25〜180μm程度が好ましいため、この範囲の平均粒子径になるように噴霧化装置(アトマイザー)の回転数を適宜選択する。一般にアトマイザー回転数が高いほど、平均粒子径は小さくなる。
In the step (iii), the drying method is not limited, but it is preferable to spray-dry the MoBi-containing liquid described above to obtain dried particles. For spray drying, for example, when it is performed industrially, it is preferable to use a spray dryer.
In the spray drying step, first, the MoBi-containing liquid is sprayed. The spraying method is not particularly limited, and examples thereof include a centrifugal method, a two-fluid nozzle method, and a high-pressure nozzle method. In particular, the centrifugal method is preferable from the viewpoint of not causing the nozzle to be blocked.
The method for drying the droplets of the sprayed MoBi-containing liquid is not limited, but it is preferable that the droplets are dried by hot air in a spray dryer, for example. At that time, the hot air inlet temperature is preferably 180 ° C. to 250 ° C., and the hot air outlet temperature is preferably 100 ° C. to 150 ° C.
At the time of spraying, it is preferable to adjust the spraying device so that the spray particle size is in a desired range according to the target particle size of the catalyst. For example, when the catalyst is used for the fluidized bed reaction, the average particle size of the catalyst is preferably about 25 to 180 μm. Therefore, the rotation speed of the atomizer is appropriately selected so that the average particle size is in this range. .. Generally, the higher the atomizer rotation speed, the smaller the average particle size.

本実施形態においては、上記の乾燥工程で得られた乾燥物(乾燥粒子)を焼成することで触媒を得る焼成工程を含むことが好ましい。焼成方法としては、特に限定されないが、例えば、静置焼成、流動焼成、回転炉焼成等が挙げられる。均一に焼成できる観点からロータリーキルンを用いた回転炉焼成が好ましい。
乾燥粒子が硝酸を含有する場合は、焼成の前に脱硝処理を行うことが好ましい。脱硝処理は150〜450℃で1.5〜3時間行うことが好ましい。焼成は空気雰囲気下で行うことができる。
焼成温度は、好ましくは550〜650℃である。焼成温度が550℃以上であることにより、結晶成長が十分に進行し、得られる触媒のアクリロニトリルの選択性がより向上する傾向にある。また、焼成温度が650℃以下であることにより、得られる触媒の表面積が増大し、プロピレンの反応活性がより向上する傾向にある。焼成時間は1hr〜24hrが好ましく、2hr〜20hrがより好ましい。所望する触媒物性、反応性能が得られるように、焼成温度、焼成時間等の条件を適宜選択する。
In the present embodiment, it is preferable to include a firing step of obtaining a catalyst by firing the dried product (dried particles) obtained in the above drying step. The firing method is not particularly limited, and examples thereof include static firing, fluid firing, rotary furnace firing, and the like. From the viewpoint of uniform firing, rotary furnace firing using a rotary kiln is preferable.
When the dry particles contain nitric acid, it is preferable to perform denitration treatment before firing. The denitration treatment is preferably carried out at 150 to 450 ° C. for 1.5 to 3 hours. Firing can be performed in an air atmosphere.
The firing temperature is preferably 550 to 650 ° C. When the calcination temperature is 550 ° C. or higher, the crystal growth tends to proceed sufficiently, and the selectivity of the obtained catalyst acrylonitrile tends to be further improved. Further, when the firing temperature is 650 ° C. or lower, the surface area of the obtained catalyst is increased, and the reaction activity of propylene tends to be further improved. The firing time is preferably 1 hr to 24 hr, more preferably 2 hr to 20 hr. Conditions such as firing temperature and firing time are appropriately selected so that the desired catalyst physical characteristics and reaction performance can be obtained.

本実施形態においては、上述のMoBi含有液調製工程((i)及び(ii)工程)、必要に応じて混合工程((iv)工程)及び貯留工程((v)工程)、並びに、乾燥工程((iii)工程)、さらに必要に応じて焼成工程を、一連の処理として行うことにより、触媒物性、触媒性能の安定した触媒を速やかに連続的に製造することができる。 In the present embodiment, the above-mentioned MoBi-containing liquid preparation steps ((i) and (ii) steps),, if necessary, a mixing step ((iv) step) and a storage step ((v) step), and a drying step. ((Iii) step) Further, by performing the firing step as a series of treatments as necessary, a catalyst having stable catalyst physical properties and catalytic performance can be rapidly and continuously produced.

本実施形態において、(ii)工程と(iii)工程の間に、(iv)工程及び(v)工程の両方を行う場合、(iv)工程の後に(v)工程を行うか、(iv)工程と(v)工程を同時に行う(すなわち、撹拌下でMoBi含有液を貯留する)ことが好ましい。
また、(i)、(ii)及び(v)工程又は(i)、(ii)、(iv)及び(v)工程の一連の処理がバッチ処理方式で行われる場合には、(v)工程における貯留量は、(ii)工程で得られたMoBi含有液の全量とすることが好ましい。(ii)工程で調製されるMoBi含有液の全量をいったん貯留してから乾燥工程((iii)工程)に供給することにより、(ii)工程においてMo含有液及びBo含有液の供給量が変動する場合においても、(iii)工程に供給されるMoBi含有液中のMoとBiの原子数比を式(1)における両者の原子数比と等しくすることができ、得られる触媒粒子の組成をより目的に近いものとすることができる。
貯留容器に限定はなく、例えば、貯留容器として撹拌機能を有するものを用い、(v)工程と(iv)工程を同時に行うこともできる。
In the present embodiment, when both the (iv) step and the (v) step are performed between the (iii) step and the (iii) step, the (v) step is performed after the (iv) step, or the (iv) step is performed. It is preferable that the step and the step (v) are performed at the same time (that is, the MoBi-containing liquid is stored under stirring).
Further, when a series of processes of (i), (ii) and (v) or steps (i), (ii), (iv) and (v) are performed by a batch processing method, step (v). The storage amount in (ii) is preferably the total amount of the MoBi-containing liquid obtained in the step (ii). By temporarily storing the entire amount of the MoBi-containing liquid prepared in the step (ii) and then supplying it to the drying step ((iii) step), the supply amounts of the Mo-containing liquid and the Bo-containing liquid vary in the step (ii). Even in this case, the atomic number ratio of Mo and Bi in the MoBi-containing liquid supplied to the step (iii) can be made equal to the atomic number ratio of both in the formula (1), and the composition of the obtained catalyst particles can be adjusted. It can be closer to the purpose.
The storage container is not limited, and for example, a storage container having a stirring function can be used, and the step (v) and the step (iv) can be performed at the same time.

なお、第一の製造方法は製造スケールに左右されないため好ましい方法であるが、本実施形態の触媒は、第一の製造方法以外の方法によって製造してもよい。
例えば、原料スラリー調製において、攪拌混合槽を使い、どちらか一方の液に他方の液を投入するMo含有液とBi含有液とのバッチ混合を採用する場合であっても、1バッチで50kg以上の金属酸化物を製造するようにすると共に、投入する液の投入に掛かる時間を8分以内、好ましくは4分以内とすることで、2液の均一混合を促進し、本実施形態の触媒を得ることができる(第二の製造方法)。
これは、投入するMo/Bi含有液の量を大きくすることで、投入液の質量を増し、投入される側の液との衝突エネルギーが大きくなることと短時間に処理することの相乗効果によりスラリーの均一混合が達成されるためと考えられる。
The first production method is a preferable method because it does not depend on the production scale, but the catalyst of the present embodiment may be produced by a method other than the first production method.
For example, in the preparation of a raw material slurry, even when a stirring and mixing tank is used and a batch mixing of a Mo-containing liquid and a Bi-containing liquid in which the other liquid is added to one of the liquids is adopted, 50 kg or more per batch is adopted. The metal oxide of the above is produced, and the time required for charging the liquid to be charged is set to 8 minutes or less, preferably 4 minutes or less, thereby promoting uniform mixing of the two liquids and using the catalyst of the present embodiment. Can be obtained (second manufacturing method).
This is due to the synergistic effect of increasing the amount of Mo / Bi-containing liquid to be charged, increasing the mass of the charged liquid, increasing the collision energy with the liquid to be charged, and processing in a short time. This is probably because uniform mixing of the slurry is achieved.

[アクリロニトリルの製造方法]
本実施形態に係るアクリロニトリルの製造方法は、本実施形態の触媒を用いるものである。すなわち、プロピレンと、分子状酸素と、アンモニアとを、本実施形態の触媒の存在下で流動床アンモ酸化反応させ、アクリロニトリルを製造することができる。
本実施形態に係るアクリロニトリルの製造方法は、例えば、通常用いられる流動層反応器内で行われてもよい。原料のプロピレン及びアンモニアは、必ずしも高純度である必要はなく、工業グレードのものを使用することができる。また、分子状酸素源としては、通常空気を用いるのが好ましいが、酸素を空気と混合する等して酸素濃度を高めたガスを用いることもできる。
[Manufacturing method of acrylonitrile]
The method for producing acrylonitrile according to the present embodiment uses the catalyst of the present embodiment. That is, acrylonitrile can be produced by subjecting propylene, molecular oxygen, and ammonia to a fluidized bed ammoxidation reaction in the presence of the catalyst of the present embodiment.
The method for producing acrylonitrile according to the present embodiment may be carried out, for example, in a commonly used fluidized bed reactor. The raw materials propylene and ammonia do not necessarily have to be of high purity, and industrial grade ones can be used. Further, as the molecular oxygen source, it is usually preferable to use air, but a gas having an increased oxygen concentration such as by mixing oxygen with air can also be used.

本実施形態に係るアクリロニトリルの製造方法における分子状酸素源が空気である場合、原料ガスの組成(プロピレンに対するアンモニア及び空気のモル比)は、プロピレン/アンモニア/空気の比で、好ましくは1/(0.8〜1.4)/(7〜12)の範囲であり、より好ましくは1/(0.9〜1.3)/(8〜11)の範囲である。 When the molecular oxygen source in the method for producing acrylonitrile according to the present embodiment is air, the composition of the raw material gas (molar ratio of ammonia and air to propylene) is a ratio of propylene / ammonia / air, preferably 1 / ( It is in the range of 0.8 to 1.4) / (7 to 12), more preferably in the range of 1 / (0.9 to 1.3) / (8 to 11).

本実施形態に係るアクリロニトリルの製造方法における反応温度は、好ましくは350〜550℃の範囲であり、より好ましくは400〜500℃の範囲である。反応圧力は、好ましくは常圧〜0.3MPaの範囲である。原料ガスと触媒との接触時間は、好ましくは0.5〜20(sec・g/cc)、より好ましくは1〜10(sec・g/cc)である。 The reaction temperature in the method for producing acrylonitrile according to the present embodiment is preferably in the range of 350 to 550 ° C, more preferably in the range of 400 to 500 ° C. The reaction pressure is preferably in the range of normal pressure to 0.3 MPa. The contact time between the raw material gas and the catalyst is preferably 0.5 to 20 (sec · g / cc), more preferably 1 to 10 (sec · g / cc).

以下に実施例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。また、各種物性の評価方法は下記に示すとおりである。 Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to examples, but the present embodiment is not limited to these examples. The evaluation methods for various physical properties are as shown below.

[プロピレンのアンモ酸化反応によるアクリロニトリルの製造条件及び収率]
実施例及び比較例で得られた触媒を用いて、プロピレンのアンモ酸化反応によりアクリロニトリルを製造した。その際に使用する反応管としては、10メッシュの金網を1cm間隔で16枚内蔵した内径25mmのパイレックス(登録商標)ガラス管を使用した。
触媒量50cc、反応温度430℃、反応圧力0.17MPaに設定し、プロピレン/アンモニア/空気の混合ガスを全ガス流量として250〜450cc/sec(NTP換算)で供給して反応を実施した。その際、混合ガス中のプロピレンの含有量は9容積%、プロピレン/アンモニア/空気のモル比は1/(0.7〜1.4)/(8.0〜13.5)として、その範囲内で、下記式で定義される硫酸原単位が20±2kg/T−ANとなるようにアンモニア流量を、また、反応器出口ガスの酸素濃度が0.2±0.02容積%になるように空気流量を、適宜変更した。また混合ガス全体の流速を変更することで、下記式で定義される接触時間を変更し、下記式で定義されるプロピレン転化率が99.3±0.2%となるように設定した。
反応によって生成するアクリロニトリル収率は下記式のように定義される値とした。
[Production conditions and yield of acrylonitrile by ammoxidation reaction of propylene]
Acrylonitrile was produced by an ammoxidation reaction of propylene using the catalysts obtained in Examples and Comparative Examples. As the reaction tube used at that time, a Pyrex (registered trademark) glass tube having an inner diameter of 25 mm in which 16 10-mesh wire meshes were built in at 1 cm intervals was used.
The reaction was carried out by setting the catalyst amount to 50 cc, the reaction temperature to 430 ° C., and the reaction pressure to 0.17 MPa, and supplying a mixed gas of propylene / ammonia / air at a total gas flow rate of 250 to 450 cc / sec (NTP conversion). At that time, the content of propylene in the mixed gas is 9% by volume, and the molar ratio of propylene / ammonia / air is 1 / (0.7 to 1.4) / (8.0 to 13.5). The ammonia flow rate is adjusted so that the sulfuric acid intensity defined by the following formula is 20 ± 2 kg / T-AN, and the oxygen concentration of the reactor outlet gas is 0.2 ± 0.02% by volume. The air flow rate was changed as appropriate. Further, by changing the flow velocity of the entire mixed gas, the contact time defined by the following formula was changed, and the propylene conversion rate defined by the following formula was set to be 99.3 ± 0.2%.
The yield of acrylonitrile produced by the reaction was defined as the following formula.

Figure 0006914114
Figure 0006914114

[触媒粒子表面の組成の均一性の評価]
実施例及び比較例における触媒の粒子表面の組成の均一性の評価は次のようにして行い、粒子表面組成の標準偏差として表した。
SEM−EDX(Scanning Electron Microscopes−Energy Dispersive X−ray Spectroscopy:エネルギー分散型X線分光法)組成分析装置(SEM…日立製作所製、型式:SU−70、EDX…堀場製作所製、型式:EMAX・X−max)の試料台に、金属酸化物粒子(焼成粒子)を少量採取し、無作為に選択した粒子画像における真円相当径(面積が等しい真円の直径)が、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所製レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA−300)で決定された平均粒子径±10μmである粒子100個について、それぞれの粒子表面の10μm×10μmの面範囲のMoモル濃度とBiモル濃度とを測定し(倍率1500倍、加速電圧20kV)、粒子表面のMo濃度に対するBi濃度の比率(Bi/Mo)を求めた。
次に、同じ触媒粉末から20mgを量り取り、これを210℃の熱王水で溶解し、さらに超純水で測定範囲に薄め、ICP発光分光分析(セイコーインスツル株式会社製、SPS3500DD)で、各構成元素の濃度を測定し、触媒に含まれる金属酸化物のバルク組成を算出すると共に、金属酸化物のMo濃度に対するBi濃度の比率(Bi/Mo)bulkを求めた。なお、後述の触媒1〜9おいては、金属酸化物のバルク組成は、いずれも、原料仕込質量から計算される理論値と一致していた(Mo12基準で表記したモル組成において、上位2桁まで仕込質量から計算されるモル組成と同一であった)。
この(Bi/Mo)bulkで前述の100個それぞれの粒子の(Bi/Mo)surfを除した値をSk(k=1〜100)とし、100個のSkの平均値μを算出し、式(4)から標準偏差を求めた。
標準偏差={((S1−μ)2+(S2−μ)2+・・・+(S100−μ)2)/100[個数]}1/2 (4)
以下の実施例、比較例では、触媒粒子の表面組成が均一である(すなわち、標準偏差が小さい)ほど、プロピレンのアンモ酸化反応によりアクリロニトリルを製造する反応においてより優れたアクリロニトリル収率(触媒性能)を示すことが確認された。
[Evaluation of uniformity of composition on the surface of catalyst particles]
The uniformity of the composition of the particle surface of the catalyst in Examples and Comparative Examples was evaluated as follows, and expressed as the standard deviation of the particle surface composition.
SEM-EDX (Scattering Electron Microscopes-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy: Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) Composition Analyzer (SEM ... Hitachi, Model: SU-70, EDX ... Horiba, Model: A small amount of metal oxide particles (fired particles) were collected on a -max) sample table, and the equivalent diameter of the perfect circle (the diameter of the perfect circle with the same area) in the randomly selected particle image was the laser diffraction / scattering particle size. For 100 particles with an average particle size of ± 10 μm determined by a distribution measuring device (Laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device LA-300 manufactured by Horiba Seisakusho), Momol in a surface range of 10 μm × 10 μm on each particle surface. The concentration and the Bimol concentration were measured (magnification 1500 times, acceleration voltage 20 kV), and the ratio of the Bi concentration to the Mo concentration on the particle surface (Bi / Mo) was determined.
Next, 20 mg of the same catalyst powder was weighed, dissolved in hot aqua regia at 210 ° C., further diluted with ultrapure water to the measurement range, and subjected to ICP emission spectroscopic analysis (SPS3500DD, manufactured by Seiko Instruments Co., Ltd.). The concentration of each constituent element was measured, the bulk composition of the metal oxide contained in the catalyst was calculated, and the ratio of the Bi concentration to the Mo concentration of the metal oxide (Bi / Mo) bulk was determined. In the catalysts 1 to 9 described later, the bulk composition of the metal oxide was in agreement with the theoretical value calculated from the raw material charge mass (the top 2 in the molar composition expressed based on the Mo 12 standard). It was the same as the molar composition calculated from the charged mass up to the digit).
The value obtained by dividing the (Bi / Mo) surf of each of the above 100 particles by this (Bi / Mo) bulk is defined as Sk (k = 1 to 100), and the average value μ of 100 Sks is calculated and the formula is used. The standard deviation was calculated from (4).
Standard deviation = {((S 1 − μ) 2 + (S 2 − μ) 2 + ・ ・ ・ + (S 100 − μ) 2 ) / 100 [Number]} 1/2 (4)
In the following examples and comparative examples, the more uniform the surface composition of the catalyst particles (that is, the smaller the standard deviation), the better the acrylonitrile yield (catalytic performance) in the reaction for producing acrylonitrile by the ammoxidation reaction of propylene. Was confirmed to indicate.

[実施例1]
[触媒1の製造]
その組成がMo12Bi0.25Fe1.4Ni3.0Co5.8Ce0.40Rb0.12fとなるよう原料仕込質量を調整して製造した金属酸化物60質量%を40質量%のシリカに担持した触媒を、以下の手順で製造した。
一次粒子の平均粒子直径が12nmのSiO2を30質量%含む水性シリカゾル666.7gと、一次粒子の平均粒子直径が41nmのSiO2を40質量%含む水性シリカゾル500gとを混合して、2種シリカの混合液を得た。
次に8質量%しゅう酸水溶液320gを撹拌中の上記シリカゾルの混合液に加え、第1の混合液を得た。次に、水870gに486.2gのパラモリブデン酸アンモニウム〔(NH46Mo724・4H2O〕を溶解させた液を上記シリカゾルの混合液に加えた(Mo含有液。以降、「A1液」と称す)。その全量は2843gであった。
次いで、16.6質量%濃度の硝酸液400gに、28.09gの硝酸ビスマス〔Bi(NO33・5H2O〕、131.1gの硝酸鉄〔Fe(NO33・9H2O〕、202.9gの硝酸ニッケル〔Ni(NO32・6H2O〕、392.6gの硝酸コバルト〔Co(NO32・6H2O〕、39.62gの硝酸セリウム〔Ce(NO33・6H2O〕、4.038gの硝酸ルビジウム〔RbNO3〕を溶解させた(Bi含有液。以降、「B1液」と称す)。その全量は1198gであった。
[Example 1]
[Manufacturing of catalyst 1]
The composition is supported on Mo 12 Bi 0.25 Fe 1.4 Ni 3.0 Co 5.8 Ce 0.40 Rb 0.12 O f and 60 wt% metal oxide prepared by adjusting the raw material charged mass so that 40 wt% silica catalyst, following Manufactured according to the procedure of.
Two types are mixed by mixing 666.7 g of an aqueous silica sol containing 30% by mass of SiO 2 having an average particle diameter of 12 nm for primary particles and 500 g of an aqueous silica sol containing 40% by mass of SiO 2 having an average particle diameter of 41 nm for primary particles. A mixture of silica was obtained.
Next, 320 g of an 8 mass% oxalic acid aqueous solution was added to the mixed solution of the above silica sol being stirred to obtain a first mixed solution. Next, ammonium paramolybdate in 486.2g of water 870g of [(NH 4) 6 Mo 7 O 24 · 4H 2 O ] were dissolved liquid was added to a mixture of the silica sol (Mo-containing solution. Thereafter, It is called "A1 solution"). The total amount was 2843 g.
Then, the nitric acid solution 400g of 16.6% strength by weight, of bismuth nitrate 28.09g [Bi (NO 3) 3 · 5H 2 O ], iron nitrate [Fe (NO 3) of 131.1g 3 · 9H 2 O ], nickel nitrate 202.9g [Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O ], cobalt nitrate 392.6g [Co (NO 3) 2 · 6H 2 O ], cerium nitrate 39.62g [Ce (NO 3) 3 · 6H 2 O] were dissolved rubidium nitrate of 4.038g [RbNO 3] (Bi-containing solution. hereinafter referred to as "B1 liquid"). The total amount was 1198 g.

A1液の入った容器を、A1液定量送液ポンプを介して、空のY字型ステンレス製円筒管(内径15mm、長さ30mm)(合流部)の一方の入口1に配管(第一の流路)によってつないだ。また、B1液の入った容器を、B1液定量送液ポンプを介して、上記Y字管の他方の入口2に配管(第二の流路)によってつないだ。そのY字管の出口を、スクリュー型内装物を有する静止型混合器(スタティックミキサー)につなぎ、更にその静止型混合器の出口を、攪拌機を有するスラリー攪拌槽に配管によってつないだ。その装置の概略図を図1に示す。
上記Y字管に、40℃に保持したA1液をA1液定量ポンプを用いて284(g/min)の流量、40℃に保持したB1液をB1液定量ポンプを用いて119(g/min)の流量で同時に供給し、Y字管と静止型混合器内において2液を並行方向(並流)に接触させた。この操作を10分間行い、スラリーであるMoBi含有液を調製した。この間のA1液[Mo含有液]に対するB1液[Bi含有液]の供給比率は119(g/min)/284(g/min)=0.42であり、Mo含有液全量に対するBi含有液全量の質量比率1198(g)/2843(g)=0.42の1.0倍であった。この供給比率でA1液とB1液の全部(100質量%)を合流させた。その間の合流温度は40℃であった。
このMoBi含有液を、静止型混合器の下流に設けたスラリー攪拌槽に全量貯留し、2液の供給終了から更に40℃で1時間攪拌を続けた。このMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、スラリー状であった。
次いで、スプレードライヤー(大川原化工機製、型式:OC−16)を用いてこのMoBi含有液を噴霧乾燥し、乾燥粉末を得た。なお、熱風入口温度は230℃、熱風出口温度120℃とした。
次いで、乾燥した触媒前駆体に電気炉を用いて、空気雰囲気下、320℃で2時間の前焼成を施した後、空気雰囲気下、600℃で2時間の本焼成を施して、触媒を得た(触媒1)。
A container containing A1 liquid is piped (first) to one inlet 1 of an empty Y-shaped stainless steel cylindrical pipe (inner diameter 15 mm, length 30 mm) (confluence) via an A1 liquid fixed quantity liquid feed pump. It was connected by a channel). Further, the container containing the B1 liquid was connected to the other inlet 2 of the Y-shaped pipe by a pipe (second flow path) via a B1 liquid fixed-quantity liquid feed pump. The outlet of the Y-shaped tube was connected to a static mixer having a screw-type interior, and the outlet of the static mixer was connected to a slurry stirring tank having a stirrer by piping. A schematic diagram of the device is shown in FIG.
In the Y-shaped tube, the flow rate of A1 solution held at 40 ° C. was 284 (g / min) using the A1 solution metering pump, and the B1 solution held at 40 ° C. was 119 (g / min) using the B1 solution metering pump. ) At the same time, the two liquids were brought into contact with each other in the parallel direction (parallel flow) in the Y-tube and the stationary mixer. This operation was carried out for 10 minutes to prepare a MoBi-containing liquid as a slurry. During this period, the supply ratio of the B1 liquid [Bi-containing liquid] to the A1 liquid [Mo-containing liquid] was 119 (g / min) / 284 (g / min) = 0.42, and the total amount of the Bi-containing liquid with respect to the total amount of the Mo-containing liquid. The mass ratio of 1198 (g) / 2843 (g) = 0.42 was 1.0 times. At this supply ratio, all of the A1 solution and the B1 solution (100% by mass) were merged. The merging temperature during that period was 40 ° C.
The entire amount of this MoBi-containing liquid was stored in a slurry stirring tank provided downstream of the static mixer, and stirring was continued at 40 ° C. for 1 hour after the supply of the two liquids was completed. The pH of this MoBi-containing liquid was 1 or less and was in the form of a slurry before spray drying.
Next, this MoBi-containing liquid was spray-dried using a spray dryer (manufactured by Okawara Kakoki, model: OC-16) to obtain a dry powder. The hot air inlet temperature was 230 ° C. and the hot air outlet temperature was 120 ° C.
Next, the dried catalyst precursor was pre-baked at 320 ° C. for 2 hours in an air atmosphere using an electric furnace, and then main-fired at 600 ° C. for 2 hours in an air atmosphere to obtain a catalyst. (Catalyst 1).

得られた触媒1の形状は中実球であり、平均粒子径は54μmであった。平均粒子径は堀場製作所製のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA−300を用いて測定した。なお、以降の実施例及び比較例における触媒の平均粒子径は52μm〜55μmであった。
この触媒1の粒子100個の粒子表面のMo濃度とBi濃度をSEM−EDXで測定し、Moモル濃度に対するBiモル濃度の比率(Bi/Mo)surfを求めた。また、上記で求めた金属酸化物のバルク組成より、(Bi/Mo)bulkを求め、(Bi/Mo)bulkで100個の粒子それぞれの(Bi/Mo)surfを除した値S1・・・S100を求めた。そして、それらの平均値(S1・・・S100の平均値)μを求め、式(4)を用いて標準偏差値を求めた。また、触媒1を用いてプロピレンのアンモ酸化反応によりアクリロニトリルを製造した。これらの結果を表2に示す。
The shape of the obtained catalyst 1 was a solid sphere, and the average particle size was 54 μm. The average particle size was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device LA-300 manufactured by HORIBA, Ltd. The average particle size of the catalyst in the following Examples and Comparative Examples was 52 μm to 55 μm.
The Mo concentration and Bi concentration on the surface of 100 particles of the catalyst 1 were measured by SEM-EDX, and the ratio (Bi / Mo) surf of the Bi molar concentration to the Mo molar concentration was determined. Further, from the bulk composition of the metal oxide obtained above, (Bi / Mo) seeking bulk, (Bi / Mo) bulk at 100 particles of each (Bi / Mo) by dividing the surf value S 1 · ·・ S 100 was calculated. Then, the average value (average value of S 1 ... S 100 ) μ was obtained, and the standard deviation value was obtained using the equation (4). In addition, acrylonitrile was produced by an ammoxidation reaction of propylene using the catalyst 1. These results are shown in Table 2.

[実施例2]
[触媒2の製造]
その組成がMo12Bi0.39Fe1.60Ni7.0Mg0.77Ce0.63Rb0.17fとなるよう原料仕込質量を調整して製造した金属酸化物60質量%を40質量%のシリカに担持した触媒を、以下の手順で製造した。
[Example 2]
[Manufacturing of catalyst 2]
The composition is supported on Mo 12 Bi 0.39 Fe 1.60 Ni 7.0 Mg 0.77 Ce 0.63 Rb 0.17 O f and 60 wt% metal oxide prepared by adjusting the raw material charged mass so that 40 wt% silica catalyst, following Manufactured according to the procedure of.

まず、一次粒子の平均粒子直径が12nmのSiO2を30質量%含むシリカゾル1333gに、水200gに溶解させたシュウ酸二水和物25.0gを加え、873.5gの水に溶解させた485.9gのパラモリブデン酸アンモニウム[(NH46Mo724・4H2O]を撹拌下で加え、モリブデンとシリカを含む混合液を得た。以降、これをA2液と称す。A2液の全量は2917gであった。
次に、16.6質量%の硝酸396.7gに、43.1gの硝酸ビスマス[Bi(NO33・5H2O]、148.0gの硝酸鉄[Fe(NO33・9H2O]、464.7gの硝酸ニッケル[Ni(NO32・6H2O]、45.5gの硝酸マグネシウム[Mg(NO32・6H2O]、62.6gの硝酸セリウム[Ce(NO33・6H2O]、5.89gの硝酸ルビジウム[RbNO3]を溶解させた。以降、これをB2液と称す。B2液の全量は1166gであった。
First, 25.0 g of molybdenum dihydrate dissolved in 200 g of water was added to 1333 g of a silica sol containing 30% by mass of SiO 2 having an average particle diameter of 12 nm, and the mixture was dissolved in 873.5 g of water 485. ammonium paramolybdate of .9g [(NH 4) 6 Mo 7 O 24 · 4H 2 O] was added under stirring to obtain a mixture containing molybdenum and silica. Hereinafter, this is referred to as A2 solution. The total amount of the A2 solution was 2917 g.
Next, 16.6% by weight nitric acid 396.7G, bismuth nitrate 43.1g [Bi (NO 3) 3 · 5H 2 O], iron nitrate 148.0g [Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O], 464.7g of nickel nitrate [Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O], magnesium nitrate of 45.5g [Mg (NO 3) 2 · 6H 2 O], cerium nitrate 62.6 g [Ce ( NO 3) 3 · 6H 2 O ], was dissolved rubidium nitrate of 5.89g [RbNO 3]. Hereinafter, this is referred to as B2 liquid. The total amount of B2 solution was 1166 g.

実施例1と同様の方法で、40℃に保持したA2液を291(g/min)の流量、40℃に保持したB2液を117(g/min)の流量で、実施例1と同様の方法で接触させた。この操作を10分間行い、スラリーであるMoBi含有液を調製した。この間のA2液[Mo含有液]に対するB2液[Bi含有液]の供給比率は117(g/min)/291(g/min)=0.40であり、Mo含有液全量に対するBi含有液全量の質量比率1166(g)/2917(g)=0.40の1.0倍であった。この供給比率でA2液とB2液の全部(100質量%)を合流させた。その間の合流温度は40℃であった。
このMoBi含有液を、静止型混合器の下流に設けたスラリー攪拌槽に全量貯留し、2液の供給終了から更に40℃で1時間攪拌を続けた。このMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、スラリー状であった。
次いで、実施例1と同様にこのMoBi含有液を噴霧乾燥し、乾燥粉末を得た。なお、熱風入口温度は230℃、熱風出口温度110℃とした。
次いで、乾燥した触媒前駆体に電気炉を用いて、空気雰囲気下、200℃で5分間保持し、200℃から450℃まで2.5℃/分で昇温し、450℃で20分間保持することで前焼成を施した後、空気雰囲気化、580℃で2時間の本焼成を施して触媒を得た(触媒2)。
実施例1と同様にして得られた、触媒2の標準偏差値及びアンモ酸化反応の結果を表2に示す。
In the same manner as in Example 1, the A2 solution held at 40 ° C. was subjected to a flow rate of 291 (g / min), and the B2 solution held at 40 ° C. was subjected to a flow rate of 117 (g / min), which was the same as in Example 1. Contacted by method. This operation was carried out for 10 minutes to prepare a MoBi-containing liquid as a slurry. During this period, the supply ratio of the B2 liquid [Bi-containing liquid] to the A2 liquid [Mo-containing liquid] was 117 (g / min) / 291 (g / min) = 0.40, and the total amount of the Bi-containing liquid with respect to the total amount of the Mo-containing liquid. The mass ratio of 1166 (g) / 2917 (g) = 0.40 was 1.0 times. At this supply ratio, all of the A2 solution and the B2 solution (100% by mass) were merged. The merging temperature during that period was 40 ° C.
The entire amount of this MoBi-containing liquid was stored in a slurry stirring tank provided downstream of the static mixer, and stirring was continued at 40 ° C. for 1 hour after the supply of the two liquids was completed. The pH of this MoBi-containing liquid was 1 or less and was in the form of a slurry before spray drying.
Then, the MoBi-containing liquid was spray-dried in the same manner as in Example 1 to obtain a dry powder. The hot air inlet temperature was 230 ° C. and the hot air outlet temperature was 110 ° C.
Next, the dried catalyst precursor is held at 200 ° C. for 5 minutes in an air atmosphere, heated from 200 ° C. to 450 ° C. at 2.5 ° C./min, and held at 450 ° C. for 20 minutes. After the pre-baking, the air atmosphere was created and the main firing was performed at 580 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst (catalyst 2).
Table 2 shows the standard deviation values of the catalyst 2 and the results of the ammoxidation reaction obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例3]
その組成がMo12Bi0.39Fe1.60Co4.30Ni3.45Ce0.68Rb0.16fとなるよう原料仕込質量を調整して製造した金属酸化物58質量%を42質量%のシリカに担持した触媒を、以下の手順で製造した。
[Example 3]
The composition is supported on Mo 12 Bi 0.39 Fe 1.60 Co 4.30 Ni 3.45 Ce 0.68 Rb 0.16 O f and the metal oxide 58 wt% of the raw material charged mass was prepared adjusted to 42 wt% silica catalyst, following Manufactured according to the procedure of.

まず、一次粒子の平均粒子直径が12nmのSiO2を30質量%含むシリカゾル1400gに、水200gに溶解させたシュウ酸二水和物25.0gを加え、836.85gの水に溶解させた465.5gのパラモリブデン酸アンモニウム[(NH46Mo724・4H2O]を撹拌下で加え、モリブデンとシリカを含む混合液を得た。以降、これをA3液と称す。A3液の全量は2927gであった。
次に、16.6質量%の硝酸394.5gに36.1gの硝酸ビスマス[Bi(NO33・5H2O]、141.6gの硝酸鉄[Fe(NO33・9H2O]、275.1gの硝酸コバルト[Co(NO32・6H2O]、219.9gの硝酸ニッケル[Ni(NO32・6H2O]、64.6gの硝酸セリウム[Ce(NO33・6H2O]、5.33gの硝酸ルビジウム[RbNO3]を溶解させた。以降、これをB3液と称す。B3液の全量は1137gであった。
First, 25.0 g of molybdenum dihydrate dissolved in 200 g of water was added to 1400 g of a silica sol containing 30% by mass of SiO 2 having an average particle diameter of 12 nm, and 465 was dissolved in 836.85 g of water. ammonium paramolybdate of .5g [(NH 4) 6 Mo 7 O 24 · 4H 2 O] was added under stirring to obtain a mixture containing molybdenum and silica. Hereinafter, this is referred to as A3 solution. The total amount of the A3 solution was 2927 g.
Then, 16.6 wt% of 36.1g of bismuth nitrate in nitric acid 394.5g [Bi (NO 3) 3 · 5H 2 O], iron nitrate [Fe (NO 3) of 141.6g 3 · 9H 2 O ], cobalt nitrate 275.1g [Co (NO 3) 2 · 6H 2 O], 219.9g of nickel nitrate [Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O], cerium nitrate 64.6 g [Ce (NO 3) 3 · 6H 2 O] , was dissolved rubidium nitrate of 5.33g [RbNO 3]. Hereinafter, this is referred to as B3 solution. The total amount of B3 solution was 1137 g.

実施例1と同様の方法で、40℃に保持したA3液を292(g/min)の流量、40℃に保持したB3液を115(g/min)の流量で、実施例1と同様の方法で接触させた。この操作を10分間行い、スラリーであるMoBi含有液を調製した。この間のA3液[Mo含有液]に対するB3液[Bi含有液]の供給比率は115(g/min)/292(g/min)=0.39であり、Mo含有液全量に対するBi含有液全量の質量比率1137(g)/2927(g)=0.39の1.0倍であった。この供給比率でA3液とB3液の全部(100質量%)を合流させた。その間の合流温度は40℃であった。
このMoBi含有液を、静止型混合器の下流に設けたスラリー攪拌槽に全量貯留し、2液の供給終了から更に40℃で1時間攪拌を続けた。このMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、スラリー状であった。
次いで、実施例1と同様にこのMoBi含有液を噴霧乾燥し、乾燥粉末を得た。なお、熱風入口温度は230℃、熱風出口温度110℃とした。
次いで、乾燥した触媒前駆体に電気炉を用いて、空気雰囲気下、200℃で5分間保持し、200℃から450℃まで2.5℃/分で昇温し、450℃で20分間保持することで前焼成を施した後、空気雰囲気化、585℃で2時間の本焼成を施して触媒を得た(触媒3)。
実施例1と同様にして得られた、触媒3の標準偏差値及びアンモ酸化反応の結果を表2に示す。
In the same manner as in Example 1, the A3 solution held at 40 ° C. was subjected to a flow rate of 292 (g / min), and the B3 solution held at 40 ° C. was subjected to a flow rate of 115 (g / min), which was the same as in Example 1. Contacted by method. This operation was carried out for 10 minutes to prepare a MoBi-containing liquid as a slurry. During this period, the supply ratio of the B3 liquid [Bi-containing liquid] to the A3 liquid [Mo-containing liquid] was 115 (g / min) / 292 (g / min) = 0.39, and the total amount of the Bi-containing liquid with respect to the total amount of the Mo-containing liquid. The mass ratio of 1137 (g) / 2927 (g) = 0.39 was 1.0 times. At this supply ratio, all of the A3 solution and the B3 solution (100% by mass) were merged. The merging temperature during that period was 40 ° C.
The entire amount of this MoBi-containing liquid was stored in a slurry stirring tank provided downstream of the static mixer, and stirring was continued at 40 ° C. for 1 hour after the supply of the two liquids was completed. The pH of this MoBi-containing liquid was 1 or less and was in the form of a slurry before spray drying.
Then, the MoBi-containing liquid was spray-dried in the same manner as in Example 1 to obtain a dry powder. The hot air inlet temperature was 230 ° C. and the hot air outlet temperature was 110 ° C.
Next, the dried catalyst precursor is held at 200 ° C. for 5 minutes in an air atmosphere, heated from 200 ° C. to 450 ° C. at 2.5 ° C./min, and held at 450 ° C. for 20 minutes. After the pre-baking, the air atmosphere was created and the main firing was performed at 585 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst (catalyst 3).
Table 2 shows the standard deviation values of the catalyst 3 and the results of the ammoxidation reaction obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例4]
[触媒4の製造]
実施例1と同様にして、Mo含有液(A1液と同じもの。ただし、以降、「A4液」と称す。)とBi含有液(B1液と同じもの。ただし、以降、「B4液」と称す。)を調製した。A4液、B4液の供給全量は実施例1と同様とし、したがって、この場合の質量比率は、実施例1と同様に0.42であった。
A4液に対するB4液の供給比率を、上記の質量比率0.42の0.8倍から1.2倍の間で変動させた以外は、実施例1と同様にして触媒を得た(触媒4)。この範囲の供給比率でA4液とB4液の全部(100質量%)を合流させた。
具体的には次のように行った。上記Y字管にA4液を第一の流路を通じて302(g/min)の流量、B4液を第二の流路を通じて102(g/min)の流量で3分間同時に供給した。この供給比率は、102(g/min)/302(g/min)=0.34であり、上記の質量比率0.42の0.8倍であった。
次に、A4液、B4液の供給流量を変更し、A4液を284(g/min)の流量、B4液を120(g/min)の流量で4分間同時に供給した。このときの供給比率は、120(g/min)/284(g/min)=0.42であり、上記の質量比率0.42の1.0倍であった。
さらに、A4液、B4液の供給流量を変更し、A4液を268(g/min)の流量、B4液を136(g/min)の流量で3分間同時に供給した。このときの供給比率は、136(g/min)/268(g/min)=0.51であり、上記の質量比率0.42の1.2倍であった。
なお、いずれの段階においても、A4液とB4液の合流温度は40℃であった。生成したMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、スラリー状であった。
実施例1と同様にして得られた、触媒4の標準偏差値及びアンモ酸化反応の結果を表2に示す。
[Example 4]
[Manufacturing of catalyst 4]
In the same manner as in Example 1, a Mo-containing liquid (same as A1 liquid; hereinafter referred to as "A4 liquid") and a Bi-containing liquid (same as B1 liquid; however, hereinafter referred to as "B4 liquid"). ) Was prepared. The total supply amount of the A4 solution and the B4 solution was the same as in Example 1, and therefore the mass ratio in this case was 0.42 as in Example 1.
A catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the supply ratio of the B4 solution to the A4 solution was varied between 0.8 times and 1.2 times the mass ratio of 0.42 described above (catalyst 4). ). All of the A4 solution and the B4 solution (100% by mass) were merged at a supply ratio in this range.
Specifically, it was done as follows. The A4 solution was simultaneously supplied to the Y-shaped tube at a flow rate of 302 (g / min) through the first flow path and the B4 solution at a flow rate of 102 (g / min) through the second flow path for 3 minutes. This supply ratio was 102 (g / min) / 302 (g / min) = 0.34, which was 0.8 times the above mass ratio of 0.42.
Next, the supply flow rates of the A4 solution and the B4 solution were changed, and the A4 solution was supplied at a flow rate of 284 (g / min) and the B4 solution was supplied at a flow rate of 120 (g / min) at the same time for 4 minutes. The supply ratio at this time was 120 (g / min) / 284 (g / min) = 0.42, which was 1.0 times the above mass ratio of 0.42.
Further, the supply flow rates of the A4 solution and the B4 solution were changed, and the A4 solution was supplied at a flow rate of 268 (g / min) and the B4 solution was supplied at a flow rate of 136 (g / min) at the same time for 3 minutes. The supply ratio at this time was 136 (g / min) / 268 (g / min) = 0.51, which was 1.2 times the above mass ratio of 0.42.
At any stage, the confluence temperature of the A4 solution and the B4 solution was 40 ° C. The MoBi-containing liquid produced had a pH of 1 or less and was in the form of a slurry before spray drying.
Table 2 shows the standard deviation values of the catalyst 4 and the results of the ammoxidation reaction obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例5]
[触媒5の製造]
実施例1と同様にして、Mo含有液(A1液と同じもの。ただし、以降、「A5液」と称す。)とBi含有液(B1液と同じもの。ただし、以降、「B5液」と称す。)を調製した。A5液、B5液の供給全量は実施例1と同様とし、したがって、この場合の質量比率は、実施例1と同様に0.42であった。
A5液に対するB5液の供給比率を、上記の質量比率0.42の0.5倍から1.5倍の間で変動させた以外は、実施例1と同様にして触媒を得た(触媒5)。この範囲の供給比率でA5液とB5液の全部(100質量%)を接触させた。
具体的には次のように行った。上記Y字管にA5液を334(g/min)、B5液を70(g/min)で3分間同時に供給した。この供給比率は、70(g/min)/334(g/min)=0.21であり、上記の質量比率0.42の0.5倍であった。
次にA5液、B5液の供給流量を変更し、A5液を284(g/min)、B5液を120(g/min)で5分間同時に供給した。この供給比率は、120(g/min)/284(g/min)=0.42であり、上記の質量比率0.42の1.0倍であった。
さらに、A5液、B5液の供給流量を変更し、A5液を248(g/min)、B5液を156(g/min)で2分間同時に供給した。この供給比率は、156(g/min)/248(g/min)=0.63であり、上記の質量比率0.42の1.5倍であった。 なお、いずれの段階においても、A5液とB5液の合流温度は40℃であった。生成したMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、液状であった。
実施例1と同様にして得られた、触媒5の標準偏差値及びアンモ酸化反応の結果を表2に示す。
[Example 5]
[Manufacturing of catalyst 5]
In the same manner as in Example 1, a Mo-containing liquid (same as A1 liquid; hereinafter referred to as "A5 liquid") and a Bi-containing liquid (same as B1 liquid; however, hereinafter referred to as "B5 liquid"). ) Was prepared. The total supply amount of the A5 solution and the B5 solution was the same as in Example 1, and therefore the mass ratio in this case was 0.42 as in Example 1.
A catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 except that the supply ratio of the B5 solution to the A5 solution was varied between 0.5 times and 1.5 times the mass ratio of 0.42 described above (catalyst 5). ). All of the A5 solution and the B5 solution (100% by mass) were brought into contact with each other at a supply ratio in this range.
Specifically, it was done as follows. The A5 solution was simultaneously supplied to the Y-shaped tube at 334 (g / min) and the B5 solution was supplied at 70 (g / min) for 3 minutes. This supply ratio was 70 (g / min) / 334 (g / min) = 0.21, which was 0.5 times the above mass ratio of 0.42.
Next, the supply flow rates of the A5 solution and the B5 solution were changed, and the A5 solution was simultaneously supplied at 284 (g / min) and the B5 solution was supplied at 120 (g / min) for 5 minutes. This supply ratio was 120 (g / min) / 284 (g / min) = 0.42, which was 1.0 times the above mass ratio of 0.42.
Further, the supply flow rates of the A5 solution and the B5 solution were changed, and the A5 solution was supplied at 248 (g / min) and the B5 solution was simultaneously supplied at 156 (g / min) for 2 minutes. This supply ratio was 156 (g / min) / 248 (g / min) = 0.63, which was 1.5 times the above mass ratio of 0.42. At any stage, the confluence temperature of the A5 solution and the B5 solution was 40 ° C. The MoBi-containing liquid produced had a pH of 1 or less and was liquid before spray drying.
Table 2 shows the standard deviation values of the catalyst 5 and the results of the ammoxidation reaction obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例6]
[触媒6の製造]
Mo含有液とBi含有液とを上記Y字管および静止型混合器で混合した後、スラリー攪拌槽にいったん貯留せずスプレードライヤーに直接送液した以外は、実施例1と同様にして触媒を得た(触媒6)。なお、合流温度は40℃であった。生成したMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、スラリー状であった。
実施例1と同様にして得られた、触媒6の標準偏差値及びアンモ酸化反応の結果を表2に示す。
[Example 6]
[Manufacturing of catalyst 6]
After mixing the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid with the Y-shaped tube and the static mixer, the catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid was not temporarily stored in the slurry stirring tank but was directly sent to the spray dryer. Obtained (catalyst 6). The merging temperature was 40 ° C. The MoBi-containing liquid produced had a pH of 1 or less and was in the form of a slurry before spray drying.
Table 2 shows the standard deviation values of the catalyst 6 and the results of the ammoxidation reaction obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例7]
[触媒7の製造]
実施例1と同様にして、Mo含有液(A1液と同じもの。ただし、以降、「A7液」と称す。)とBi含有液(B1液と同じもの。ただし、以降、「B7液」と称す。)を調製した。この場合の質量比率は、実施例1と同様に0.42であった。
A7液に対するB7液の供給比率を、Mo含有液とBi含有液の全供給量の合計の60質量%に当たる量については、上記の質量比率0.36の0.5倍から1.5倍の範囲内となるように行った。残りの40質量%については0.5倍から1.5倍の範囲外となるように行った。それ以外は実施例1と同様にして触媒を得た(触媒7)。
[Example 7]
[Manufacturing of catalyst 7]
In the same manner as in Example 1, Mo-containing liquid (same as A1 liquid; hereinafter referred to as "A7 liquid") and Bi-containing liquid (same as B1 liquid; however, hereinafter referred to as "B7 liquid"). ) Was prepared. The mass ratio in this case was 0.42 as in Example 1.
The supply ratio of the B7 solution to the A7 solution corresponds to 60% by mass of the total supply amount of the Mo-containing solution and the Bi-containing solution, which is 0.5 to 1.5 times the above mass ratio of 0.36. It was done so as to be within the range. The remaining 40% by mass was adjusted to be out of the range of 0.5 to 1.5 times. Other than that, a catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 (catalyst 7).

具体的には次のように行った。
上記Y字管に、A7液を334(g/min)の流量、B7液を70(g/min)の流量で配管を通じて同時に供給を開始し、2分間供給を続けた。このときの供給比率は、70(g/min)/334(g/min)=0.21であり、上記の質量比率0.42の0.5倍であった。
次に、A7液、B7液の供給流量を変更し、A7液を229(g/min)の流量、B7液を192(g/min)の流量で2分間同時に供給した。このときの供給比率は、192(g/min)/229(g/min)=0.84であり、上記の質量比率0.42の2.0倍であった。
さらに、A7液、B7液の供給流量を変更し、A7液を284(g/min)の流量、B7液を119(g/min)の流量で2分間同時に供給した。このときの供給比率は、119(g/min)/284(g/min)=0.42であり、上記の質量比率0.42の1.0倍であった。
続いて、A7液、B7液の供給流量を変更し、A7液を356(g/min)の流量、B7液を45(g/min)の流量で2分間同時に供給した。このときの供給比率は、45(g/min)/356(g/min)=0.13であり、上記の質量比率0.42の0.3倍であった。
最後に、A7液、B7液の供給流量を変更し、A7液を248(g/min)の流量、B7液を156(g/min)の流量で2分間同時に供給した。このときの供給比率は、156(g/min)/248(g/min)=0.63であり、上記の質量比率0.42の1.5倍であった。
なお、いずれの段階においてもA7液とB7液の合流温度は40℃であった。
Specifically, it was done as follows.
The A7 solution was simultaneously supplied to the Y-shaped tube at a flow rate of 334 (g / min) and the B7 solution was supplied at a flow rate of 70 (g / min) through the pipes, and the supply was continued for 2 minutes. The supply ratio at this time was 70 (g / min) / 334 (g / min) = 0.21, which was 0.5 times the above mass ratio of 0.42.
Next, the supply flow rates of the A7 solution and the B7 solution were changed, and the A7 solution was supplied at a flow rate of 229 (g / min) and the B7 solution was simultaneously supplied at a flow rate of 192 (g / min) for 2 minutes. The supply ratio at this time was 192 (g / min) / 229 (g / min) = 0.84, which was 2.0 times the above mass ratio of 0.42.
Further, the supply flow rates of the A7 solution and the B7 solution were changed, and the A7 solution was supplied at a flow rate of 284 (g / min) and the B7 solution was supplied at a flow rate of 119 (g / min) at the same time for 2 minutes. The supply ratio at this time was 119 (g / min) / 284 (g / min) = 0.42, which was 1.0 times the above mass ratio of 0.42.
Subsequently, the supply flow rates of the A7 solution and the B7 solution were changed, and the A7 solution was supplied at a flow rate of 356 (g / min) and the B7 solution was simultaneously supplied at a flow rate of 45 (g / min) for 2 minutes. The supply ratio at this time was 45 (g / min) / 356 (g / min) = 0.13, which was 0.3 times the above mass ratio of 0.42.
Finally, the supply flow rates of the A7 solution and the B7 solution were changed, and the A7 solution was supplied at a flow rate of 248 (g / min) and the B7 solution was simultaneously supplied at a flow rate of 156 (g / min) for 2 minutes. The supply ratio at this time was 156 (g / min) / 248 (g / min) = 0.63, which was 1.5 times the above mass ratio of 0.42.
At any stage, the confluence temperature of the A7 solution and the B7 solution was 40 ° C.

以降は実施例1と同様にして触媒を得た(触媒7)。このMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、スラリー状であった。
実施例1と同様にして得られた、触媒7の標準偏差値及びアンモ酸化反応の結果を表2に示す。
After that, a catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 (catalyst 7). The pH of this MoBi-containing liquid was 1 or less and was in the form of a slurry before spray drying.
Table 2 shows the standard deviation values of the catalyst 7 and the results of the ammoxidation reaction obtained in the same manner as in Example 1.

[比較例1]
[触媒8の製造]
実施例1と同様にしてMo含有液(A1液と同じもの。ただし、以降、「A8液」と称す。)とBi含有液(B1液と同じもの。ただし、以降、「B8液」と称す。)を調製した。
40℃に保持したA8液に、攪拌を行いながら、40℃に保持したB8液を投入しMoBi含有液を調製した。投入には定量送液ポンプを用いた。
具体的には、2843gのA8液全量に、1198gのB8液を599(g/min)の流量で供給した。生成したMoBi含有液をさらに40℃で1時間攪拌した。このMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、スラリー状であった。
以降は実施例1と同様にして触媒を得た(触媒8)。
実施例1と同様にして得られた、触媒8の標準偏差値及びアンモ酸化反応の結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
[Manufacturing of catalyst 8]
Mo-containing liquid (same as A1 liquid; hereinafter referred to as "A8 liquid") and Bi-containing liquid (same as B1 liquid. However, hereinafter referred to as "B8 liquid") in the same manner as in Example 1. .) Was prepared.
A MoBi-containing liquid was prepared by adding the B8 liquid kept at 40 ° C. to the A8 liquid kept at 40 ° C. while stirring. A fixed-quantity liquid feed pump was used for charging.
Specifically, 1198 g of B8 solution was supplied to the total amount of 2843 g of A8 solution at a flow rate of 599 (g / min). The generated MoBi-containing liquid was further stirred at 40 ° C. for 1 hour. The pH of this MoBi-containing liquid was 1 or less and was in the form of a slurry before spray drying.
After that, a catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 (catalyst 8).
Table 2 shows the standard deviation values of the catalyst 8 and the results of the ammoxidation reaction obtained in the same manner as in Example 1.

[比較例2]
[触媒9の製造]
実施例1と同様にしてMo含有液(A1液と同じもの。ただし、以降、「A9液」と称す。)とBi含有液(B1液と同じもの。ただし、以降、「B9液」と称す。)を調製した。
40℃に保持したB9液に、攪拌を行いながら、40℃に保持したA9液を投入しMoBi含有液を調製した。投入には定量送液ポンプを用いた。
具体的には、1198gのB9液全量に、2843gのA9液を1422(g/min)の流量で供給した。生成したMoBi含有液をさらに40℃で1時間攪拌した。このMoBi含有液は噴霧乾燥前においてpHが1以下であり、スラリー状であった。
以降は実施例1と同様にして、触媒を得た(触媒9)。
実施例1と同様にして得られた、触媒9の標準偏差値及びアンモ酸化反応の結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
[Manufacturing of catalyst 9]
Mo-containing liquid (same as A1 liquid, hereinafter referred to as "A9 liquid") and Bi-containing liquid (same as B1 liquid. However, hereinafter referred to as "B9 liquid") in the same manner as in Example 1. .) Was prepared.
A MoBi-containing liquid was prepared by adding the A9 liquid kept at 40 ° C. to the B9 liquid kept at 40 ° C. while stirring. A fixed-quantity liquid feed pump was used for charging.
Specifically, 2843 g of A9 solution was supplied to the total amount of 1198 g of B9 solution at a flow rate of 1422 (g / min). The generated MoBi-containing liquid was further stirred at 40 ° C. for 1 hour. The pH of this MoBi-containing liquid was 1 or less and was in the form of a slurry before spray drying.
After that, a catalyst was obtained in the same manner as in Example 1 (catalyst 9).
Table 2 shows the standard deviation values of the catalyst 9 and the results of the ammoxidation reaction obtained in the same manner as in Example 1.

実施例及び比較例で得られた触媒に含まれる金属酸化物のバルク組成を表1に、触媒粒子表面における(Bi/Mo)surf/(Bi/Mo)bulkの標準偏差を表2に示す。さらに、表2には、各触媒の製造条件、及び、各触媒を用いてアクリロニトリルを製造した際の収率も示した。
なお、実施例1、4〜7、比較例1〜2で得られた触媒に含まれる金属酸化物のバルク組成は同一である。
各々第一及び第二の流路に供給したMo含有液及びBi含有液を合流部で合流させて調製したMoBi含有液を用いて触媒を製造した実施例1〜7においては、触媒粒子表面におけるMoとBiの組成比が均一な触媒を連続的に製造できた。また、これらの実施例で製造された触媒を用いた場合には高い収率でアクリロニトリルを製造できた。
一方、Mo含有液(全量)に対してBi含有液を投入した比較例1、及び、Bi含有液(全量)に対してMo含有液を投入した比較例2においては、得られた触媒粒子表面におけるMoとBiの組成比の均一性が低かった。また、比較例1及び2において得られた触媒を用いた場合には、アクリロニトリルの収率も低かった。
Table 1 shows the bulk composition of the metal oxides contained in the catalysts obtained in Examples and Comparative Examples, and Table 2 shows the standard deviations of (Bi / Mo) surf / (Bi / Mo) bulk on the surface of the catalyst particles. Further, Table 2 also shows the production conditions of each catalyst and the yield when acrylonitrile was produced using each catalyst.
The bulk composition of the metal oxides contained in the catalysts obtained in Examples 1, 4 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 is the same.
In Examples 1 to 7, the catalyst was produced using the MoBi-containing liquid prepared by merging the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid supplied to the first and second flow paths at the confluence, respectively, on the surface of the catalyst particles. A catalyst having a uniform composition ratio of Mo and Bi could be continuously produced. Further, when the catalysts produced in these examples were used, acrylonitrile could be produced in a high yield.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the Bi-containing liquid was added to the Mo-containing liquid (total amount) and Comparative Example 2 in which the Mo-containing liquid was added to the Bi-containing liquid (total amount), the surface of the obtained catalyst particles was obtained. The uniformity of the composition ratio of Mo and Bi was low. Moreover, when the catalysts obtained in Comparative Examples 1 and 2 were used, the yield of acrylonitrile was also low.

Figure 0006914114
Figure 0006914114

Figure 0006914114
※1;Mo含有液とBi含有液の全供給量の60質量%を、供給比率が質量比率の0.5倍〜1.5倍の範囲内で行い、残りの40質量%をそれ以外の範囲の供給比率で行った。
Figure 0006914114
* 1: 60% by mass of the total supply amount of Mo-containing liquid and Bi-containing liquid is performed within the range of 0.5 to 1.5 times the mass ratio, and the remaining 40% by mass is other than that. The supply ratio was in the range.

本発明の触媒は、プロピレンからアクリロニトリルを製造するプロセスに用いることができる。
また、本発明の触媒の製造方法は、アンモ酸化反応触媒の製造に好適に採用することができる。
The catalyst of the present invention can be used in the process of producing acrylonitrile from propylene.
Further, the method for producing a catalyst of the present invention can be suitably adopted for producing an ammoxidation reaction catalyst.

Claims (9)

下記式(1)で表されるバルク組成を有する金属酸化物を含む粒子からなるアクリロニトリル製造用触媒であって、
触媒粒子表面におけるMoモル濃度に対するBiモル濃度の比率を、金属酸化物バルクのMoモル濃度に対するBiモル濃度の比率で除した値の標準偏差が0.2以下である、
アクリロニトリル製造用触媒。
Mo12BiaFebcdef (1)
(式(1)中、Xは、ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Yはセリウム、クロム、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、アルミニウム、ガリウム及びインジウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Zはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群より選ばれる1種以上の元素を示し、a、b、c、d及びeは、それぞれ、0.1≦a≦2.0、0.1≦b≦3.0、0.1≦c≦10.0、0.1≦d≦3.0、及び0.01≦e≦2.0を満たし、fは存在する他の元素の原子価要求を満足させるのに必要な酸素の原子数である。)
A catalyst for producing acrylonitrile composed of particles containing a metal oxide having a bulk composition represented by the following formula (1).
The standard deviation of the value obtained by dividing the ratio of the Bi-molar concentration to the Mo-molar concentration on the surface of the catalyst particles by the ratio of the Bi-molar concentration to the Mo-molar concentration of the metal oxide bulk is 0.2 or less.
Catalyst for acrylonitrile production.
Mo 12 Bi a Fe b X c Y d Z e O f (1)
(In formula (1), X is one or more elements selected from the group consisting of nickel, cobalt, magnesium, calcium, zinc, strontium and barium, and Y is cerium, chromium, lantern, neodymium, ittrium, placeodium, and samarium. , One or more elements selected from the group consisting of aluminum, gallium and indium, Z represents one or more elements selected from the group consisting of potassium, rubidium and strontium, and a, b, c, d and e are. 0.1 ≦ a ≦ 2.0, 0.1 ≦ b ≦ 3.0, 0.1 ≦ c ≦ 10.0, 0.1 ≦ d ≦ 3.0, and 0.01 ≦ e ≦ 2, respectively. Satisfying .0, f is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence requirements of the other existing elements.)
前記粒子がさらにシリカを含む、請求項1に記載のアクリロニトリル製造用触媒。 The catalyst for producing acrylonitrile according to claim 1, wherein the particles further contain silica. 下記式(1)で表されるバルク組成を有する金属酸化物を含む触媒の製造方法であって、
(i)少なくともMoを含むMo含有液と、少なくともBiを含むBi含有液とを用意する工程、
(ii)前記Mo含有液を第一の流路に連続的に供給し、前記Bi含有液を第二の流路に連続的に供給し、かつ第一の流路と第二の流路とを前記Mo含有液及び前記Bi含有液それぞれの供給個所よりも下流で合流させることによって、前記Mo含有液と前記Bi含有液とを混合してMoBi含有液を得る工程、及び
(iii)前記MoBi含有液を乾燥させる工程、
を含む、方法。
Mo12BiaFebcdef (1)
(式(1)中、Xは、ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びバリウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Yはセリウム、クロム、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、アルミニウム、ガリウム及びインジウムからなる群より選ばれる1種以上の元素、Zはカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群より選ばれる1種以上の元素を示し、a、b、c、d及びeは、それぞれ、0.1≦a≦2.0、0.1≦b≦3.0、0.1≦c≦10.0、0.1≦d≦3.0、及び0.01≦e≦2.0を満たし、fは存在する他の元素の原子価要求を満足させるのに必要な酸素の原子数である。)
A method for producing a catalyst containing a metal oxide having a bulk composition represented by the following formula (1).
(I) A step of preparing a Mo-containing liquid containing at least Mo and a Bi-containing liquid containing at least Bi.
(Ii) The Mo-containing liquid is continuously supplied to the first flow path, the Bi-containing liquid is continuously supplied to the second flow path, and the first flow path and the second flow path To obtain a MoBi-containing liquid by mixing the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid by merging the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid downstream from the respective supply points, and (iii) the MoBi. The process of drying the contained liquid,
Including methods.
Mo 12 Bi a Fe b X c Y d Z e O f (1)
(In formula (1), X is one or more elements selected from the group consisting of nickel, cobalt, magnesium, calcium, zinc, strontium and barium, and Y is cerium, chromium, lantern, neodymium, ittrium, placeodium, and samarium. , One or more elements selected from the group consisting of aluminum, gallium and indium, Z represents one or more elements selected from the group consisting of potassium, rubidium and strontium, and a, b, c, d and e are. 0.1 ≦ a ≦ 2.0, 0.1 ≦ b ≦ 3.0, 0.1 ≦ c ≦ 10.0, 0.1 ≦ d ≦ 3.0, and 0.01 ≦ e ≦ 2, respectively. Satisfying .0, f is the number of oxygen atoms required to satisfy the valence requirements of the other existing elements.)
前記(ii)工程と前記(iii)工程との間に、さらに、
(iv)前記MoBi含有液をさらに混合する工程
を有する、請求項3に記載の触媒の製造方法。
Between the step (iii) and the step (iii), further
(Iv) The method for producing a catalyst according to claim 3, further comprising a step of further mixing the MoBi-containing liquid.
前記(ii)工程と前記(iii)工程との間に、さらに、
(v)前記MoBi含有液を貯留する工程
を有する、請求項3又は4に記載の触媒の製造方法。
Between the step (iii) and the step (iii), further
(V) The method for producing a catalyst according to claim 3 or 4, which comprises a step of storing the MoBi-containing liquid.
前記(i)、(ii)及び(v)工程の一連の処理がバッチ処理方式で行われ、(ii)工程で得られたMoBi含有液の一バッチ分全量が(v)工程において貯留される、請求項5に記載の触媒の製造方法であって、
前記(ii)工程において、前記Mo含有液及び前記Bi含有液の前記第一の流路又は前記第二の流路への質量供給速度を、各々、mA(g/min)及びmB(g/min)としたときに、前記Mo含有液及び前記Bi含有液の一バッチあたりの全供給量MA(g)及びMB(g)の合計量の60質量%以上が、式(2)を満たすように供給される、触媒の製造方法。
(mB/mA)/(MB/MA)=0.5〜1.5 (2)
A series of processes of the steps (i), (ii) and (v) are performed by a batch processing method, and the entire amount of the MoBi-containing liquid obtained in the step (ii) for one batch is stored in the step (v). , The method for producing a catalyst according to claim 5.
In the step (ii), the mass supply rates of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid to the first flow path or the second flow path are set to mA (g / min) and mb (g / g, respectively). When it is set to min), 60% by mass or more of the total amount of the total supply amounts MA (g) and MB (g) per batch of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid satisfies the formula (2). A method of manufacturing a catalyst to be supplied to.
(MB / mA) / (MB / MA) = 0.5 to 1.5 (2)
前記MoBi含有液が、前記(iii)工程へ連続的に供される、請求項3又は4に記載の触媒の製造方法。 The method for producing a catalyst according to claim 3 or 4, wherein the MoBi-containing liquid is continuously supplied to the step (iii). 前記(ii)工程において、前記Mo含有液及び前記Bi含有液の前記第一の流路又は第二の流路へモル供給速度を、各々、mα(mol/min)及びmβ(mol/min)としたときに、
前記Mo含有液及び前記Bi含有液が、式(3)を満たすように供給される、
請求項3、4、又は7に記載の触媒の製造方法。
(mβ/mα)/(a/12)=0.8〜1.2 (3)
In the step (ii), the molar supply rates of the Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid to the first flow path or the second flow path are set to mα (mol / min) and mβ (mol / min), respectively. When
The Mo-containing liquid and the Bi-containing liquid are supplied so as to satisfy the formula (3).
The method for producing a catalyst according to claim 3, 4, or 7.
(Mβ / mα) / (a / 12) = 0.8 to 1.2 (3)
請求項1又は2に記載の触媒の存在下、プロピレンと、分子状酸素と、アンモニアと、を反応させる工程を含む、アクリロニトリルの製造方法。 A method for producing acrylonitrile, which comprises a step of reacting propylene, molecular oxygen, and ammonia in the presence of the catalyst according to claim 1 or 2.
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