JP7113066B2 - ハロゲン化芳香族ニトリルの調製に適した流動床触媒、その調製および用途 - Google Patents
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Description
本出願は、ハロゲン化芳香族ニトリルの生産のための流動床触媒として使用するのに適した触媒、その生産および適用に関するものである。
ハロゲン化芳香族ニトリルは芳香族ニトリル化合物の重要な一種であり、医薬、農薬、染料などの生産に使用することができ、重要なファインケミカルである。例えば、o‐クロロベンゾニトリルは、ニトロ化反応およびアンモノリシス反応による多目的アゾ分散染料のための重要な中間体2‐シアノ‐4‐ニトロアニリンを調製する目的、ハロゲン化ベンゼンと反応させることによって非ペプチドアンギオテンシンの生産に有用なビフェニル化合物を調製する目的、および種々の抗炎症薬および抗菌薬を調製する目的で使用することができ、p‐クロロベンゾニトリルおよびp‐ブロモベンゾニトリルもまた、医薬および農薬などのための中間体として一般的に使用される。
本出願は先行技術におけるハロゲン化芳香族炭化水素に対するより低いアンモ酸化活性および/または触媒の芳香族ニトリルに対するより低い選択性の問題を克服することを目的とし、芳香族炭化水素のアンモ酸化によるハロゲン化芳香族ニトリルの生産に適した新規な触媒、その調製および適用を提供する。この触媒はハロゲン化芳香族ニトリルの生産に使用される場合に、高い活性および選択性を示し、流動床運用に適しており、より環境に優しく、コストが比較的低い。
VPaCrbAcMdOx
の原子比率で表される組成を有する複合体であり、
Aはアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属を表し、
MはTi、Zr、Hf、La、Ce、Nb、Mo、W、Co、Zn、Fe、Ni、B、Sb、Bi、As、Ga、Ge、SnおよびInからなる群より選択される少なくとも1種の元素を表し、
aは0~1.5の範囲であり、
bは0.1~1の範囲であり、
cは0~0.5の範囲であり、
dは0~1の範囲であり、
xは前記活性成分中の各元素の原子価を満たすのに必要な酸素原子の数であり、
前記担体はシリカおよびモレキュラーシーブからなる群から選択され、
前記触媒のXRDスペクトルにおいて、回折ピークは2θ=27.8±0.5°および2θ=13.8±0.5°に存在し、2θ=27.8±0.5°における回折ピークの高さ(I1)の、2θ=13.8±0.5°における回折ピークの高さ(I2)に対する比率、すなわち、I1:I2は、3.5~6である。
VPaCrbAcMdOx
の原子比率で表される組成を有する複合体であり、
Aはアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属を表し、
MはTi、Zr、Hf、La、Ce、Nb、Mo、W、Co、Zn、Fe、Ni、B、Sb、Bi、As、Ga、Ge、SnおよびInからなる群より選択される少なくとも1種の元素を表し、
aは0~1.5の範囲であり、
bは0.1~1の範囲であり、
cは0~0.5の範囲であり、
dは0~1の範囲であり、
xは前記活性成分中の各元素の原子価を満たすのに必要な酸素原子の数であり、
前記担体はシリカおよびモレキュラーシーブからなる群から選択され、
前記方法は以下の工程を含む。
2)リン含有原料、水、担体を混合し反応させ、第2混合溶液を得る工程と、
3)前記第1混合溶液と前記第2混合溶液を合わせ、結果物を濃縮させて混合スラリーを得る工程と、
4)前記混合スラリーを乾燥および焼成し、最終的な触媒を得る工程。
2)リン酸水溶液に担体を添加し、十分に加熱および撹拌して前記第2混合溶液を得る工程と、
3)前記第2混合溶液に前記第1混合溶液をゆっくり添加し、撹拌し、結果物を濃縮させて一定の固形分を有する前記混合スラリーを得る工程と、
4)前記混合スラリーを乾燥および成形して触媒前駆体を得、前記触媒前駆体を焼成して最終的な触媒を得る工程。
本明細書の一部を成す図面は、本出願の理解を助けるために提供され、限定的であると考えられるべきではない。本出願は、以下の詳細な説明と組み合わせて図面を参照して解釈することができる。図面は以下の通り。
以下、その具体的な実施形態を参照しながら、本出願をさらに詳細に説明する。本出願の具体的な実施形態は、例示目的のみのために提供され、いかなる態様においても限定することを意図されないことに留意すべきである。
VPaCrbAcMdOx
の原子比率で表される組成を有する複合体であり、
Aはアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属を表し、好ましくは、アルカリ金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属を表し、
MはTi、Zr、Hf、La、Ce、Nb、Mo、W、Co、Zn、Fe、Ni、B、Sb、Bi、As、Ga、Ge、SnおよびInからなる群より選択される少なくとも1種の元素を表し、
aは0~1.5の範囲であり、
bは0.1~1の範囲であり、
cは0~0.5の範囲であり、
dは0~1の範囲であり、
xは活性成分中の各元素の原子価を満たすのに必要な酸素原子の数であり、
担体はシリカおよびモレキュラーシーブからなる群から選択され、
触媒のXRDスペクトルにおいて、回折ピークは2θ=27.8±0.5°および2θ=13.8±0.5°に存在し、2θ=27.8±0.5°における回折ピークの高さ(I1)の、2θ=13.8±0.5°における回折ピークの高さ(I2)に対する比率、すなわち、I1:I2は、3.5~6の範囲、好ましくは3.5~5の範囲である。
2)リン含有原料、水、担体を混合し反応させ、第2混合溶液を得る工程と、
3)第1混合溶液と第2混合溶液を合わせ、結果物を濃縮させて混合スラリーを得る工程と、
4)混合スラリーを乾燥および焼成し、最終的な触媒を得る工程。
2)リン酸水溶液に担体を添加し、十分に加熱および撹拌して第2混合溶液を得る工程と、
3)第2混合溶液に第1混合溶液をゆっくり添加し、撹拌し、結果物を濃縮させて一定の固形分を有する混合スラリーを得る工程と、
4)混合スラリーを乾燥および成形して触媒前駆体を得、触媒前駆体を焼成して最終的な触媒を得る工程。
クロム含有原料:セスキオキシドクロム及び焼成により酸化クロムに変換できる化合物;
A含有原料:Aの酸化物、硝酸塩または他の溶解性化合物;
M含有原料:Mの酸化物、硝酸塩または他の溶解性化合物;
リン含有原料:五酸化リン、リンモリブデン酸、リンタングステン酸。
VPaCrbAcMdOx
の原子比率で表される組成を有する複合体であり、
Aはアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属を表し、好ましくは、アルカリ金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属を表し、
Mは、Ti、Zr、Hf、La、Ce、Nb、Mo、W、Co、Zn、Fe、Ni、B、Sb、Bi、As、Ga、Ge、SnおよびInからなる群より選択される少なくとも1種の元素を表し、
aは0~1.5の範囲であり、
bは0.1~1の範囲であり、
cは0~0.5の範囲であり、
dは0~1の範囲であり、
xは活性成分中の各元素の原子価を満たすのに必要な酸素原子の数であり、
担体はシリカおよびモレキュラーシーブからなる群から選択され、
前記方法は以下の工程を含む方法である。
2)リン含有原料、水、担体を混合し反応させて、第2混合溶液を得る工程と、
3)第1混合溶液と第2混合溶液を合わせ、結果物を濃縮させて混合スラリーを得る工程と、
4)混合スラリーを乾燥および焼成し、最終的な触媒を得る工程。
2)リン酸水溶液に担体を添加し、十分に加熱および撹拌して第2混合溶液を得る工程と、
3)第2混合溶液に第1混合溶液をゆっくり添加し、撹拌し、結果物を濃縮させて一定の固形分を有する混合スラリーを得る工程と、
4)混合スラリーを乾燥および成形して触媒前駆体を得、触媒前駆体を焼成して最終的な触媒を得る工程。
VPaのCrbAcMdOx
の原子比率で表される組成を有し、
Aはアルカリ金属またはアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1つの元素であり、
MはTi、Zr、Hf、La、Ce、Nb、Cr、Mo、W、Co、Zn、Fe、Ni、B、Sb、Bi、As、Ga、Ge、SnおよびInからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、
aは0~1.5の範囲であり、bは0.1~1の範囲であり、cは0~0.5の範囲であり、dは0~1の範囲であり、xは触媒中の各元素の原子価を満たすのに必要な酸素原子の数であり、
担体はシリカまたはモレキュラーシーブである流動床触媒。
本出願は、本出願の範囲を限定することを意図しない以下の実施例によってさらに例示される。
触媒の調製:
0.5molの五酸化バナジウム(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)および0.3molのセスキオキシドクロム(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を、2molのシュウ酸(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を含有する85℃に加熱した50重量%シュウ酸溶液に添加し、2時間、十分に撹拌し反応させた。撹拌を維持しながら、0.02molの五酸化ニオブ(2.5N、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を添加し、反応を1時間継続した後、0.08molの硝酸カリウム(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)、0.1molのモリブデンを含有するリンモリブデン酸(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)、および脱イオン水を溶液に添加し、均一に撹拌して、溶液Iを得た。
得られた触媒を、アンモ酸化によりp‐クロロトルエンからp‐クロロベンゾニトリルを生産するための反応に使用した。反応のプロセス条件は以下の通り。
0.06時間-1(WWH)の負荷;
0.1MPaの反応圧力(ゲージ圧);
420℃の反応温度。
p-クロロベンゾニトリルの選択率は93.7%;
p-クロロベンゾニトリルの収率は92.1%。
触媒の調製および評価を、0.8molのリン酸を含有する20重量%リン酸溶液の代わりに1.2molのリン酸を含有する20重量%リン酸溶液を使用し、それに応じて担体の量を調節することによって、得られる触媒中の担体の含有量が変化しないようにしたことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、使用するセスキオキシドクロムの量を0.3molから0.35molに増加させ、それに応じて担体の量を調節することによって、得られる触媒中の担体の含有量が変化しないようにしたことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、硝酸カリウムの量を0.08molから0.25molに増加させ、それに応じて担体の量を調節することによって、得られる触媒中の担体の含有量が変化しないようにしたことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、硝酸カリウムの代わりに0.06molの硝酸カルシウム(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を用い、リンモリブデン酸の代わりに0.5molのホウ酸(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を用い、五酸化ニオブの代わりに0.0067molのタングステン酸アンモニウムを用い、それに応じて担体の量を調節することによって、得られる触媒中の担体の含有量が変化しないようにしたことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、SBA‐15純粋シリカモレキュラーシーブの量を215gから55gに減少させたことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、リンモリブデン酸および五酸化ニオブを添加せず、それに応じて担体の量を調節することによって、得られる触媒中の担体の含有量が変化しないようにしたことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、SBA-15純粋シリカモレキュラーシーブの代わりに215gのMCM-41純粋シリカモレキュラーシーブを使用したことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、SBA-15純粋シリカモレキュラーシーブの代わりに215gのHMS純粋シリカモレキュラーシーブを使用したことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、SBA-15純粋シリカモレキュラーシーブの代わりに85gのSBA-15純粋シリカモレキュラーシーブと130gのHMS純粋シリカモレキュラーシーブとを混合した物を使用したことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、SBA-15純粋シリカモレキュラーシーブの代わりに194gのMCM-48純粋シリカモレキュラーシーブと22gのMSU純粋シリカモレキュラーシーブとを混合した物を使用したことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、SBA-15純粋シリカモレキュラーシーブの代わりに215gのSilicate‐1純粋シリカモレキュラーシーブを使用したことを除いて、実施例1に記載した方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、SBA‐15純粋シリカモレキュラーシーブの代わりに40%シリカを含有する535gのシリカゾル(試薬グレード、Qingdao Haiyang Chemical Co、Ltd)を使用したことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、リンモリブデン酸の代わりに0.1molの二酸化セレン(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を使用し、五酸化ニオブを添加せず、それに応じて担体の量を調節することによって、得られる触媒中の担体の含有量が変化しないようにしたことを除いて、実施例1に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、0.05molのテルル酸(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を二酸化セレンの代わりに使用し、それに応じて担体の量を調節することによって、得られる触媒中の担体の含有量が変化しないようにしたことを除いて、実施例14に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
触媒の調製および評価を、0.02molのテルル酸と0.03molの二酸化セレンとの混合物を二酸化セレンの代わりに使用し、それに応じて担体の量を調節することによって、得られる触媒中の担体の含有量が変化しないようにしたことを除いて、実施例14に記載の方法に従って実施した。評価結果を表1に示す。
0.5molの五酸化バナジウムおよび0.3molのセスキオキシドクロムを2molのシュウ酸を含有する85℃に加熱した50重量%シュウ酸溶液に添加し、2時間、十分に撹拌し反応させて溶液Iを得た。
0.5molの五酸化バナジウムおよび0.3molのセスキオキシドクロムを2molのシュウ酸を含有する85℃に加熱した50重量%シュウ酸溶液に添加し、2時間、十分に撹拌し反応させて溶液Iを得た。
0.5molの五酸化バナジウムおよび0.3molのセスキオキシドクロムを2molのシュウ酸を含有する85℃に加熱した50重量%シュウ酸溶液に添加し、2時間、十分に撹拌し反応させて溶液Iを得た。
0.5molの五酸化バナジウムおよび0.3molのセスキオキシドクロムを2molのシュウ酸を含有する85℃に加熱した50重量%シュウ酸溶液に添加し、2時間、十分に撹拌し反応させて溶液Iを得た。
0.5molの五酸化バナジウムおよび0.3molのセスキオキシドクロムを2molのシュウ酸を含有する85℃に加熱した50重量%シュウ酸溶液に添加し、2時間、十分に撹拌し反応させた。撹拌しながら、0.02molの五酸化ニオブを添加し、さらに1時間反応させ、0.08molの硝酸カリウム、0.1molのモリブデンを含有するリンモリブデン酸、および脱イオン水を溶液に添加し、均一に撹拌して、溶液Iを得た。
0.5molの五酸化バナジウムを2molのシュウ酸を含有する50重量%シュウ酸溶液に添加し、2時間、十分に撹拌し反応させてバナジウム含有溶液を得た。0.8molのリン酸を含有する85重量%リン酸、0.08molの硝酸カリウム、0.1molのモリブデンを含有するリンモリブデン酸、0.6molの硝酸クロム(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)、0.04molのシュウ酸ニオブ(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)、および脱イオン水を撹拌しながら順次添加し、215gのSBA-15純粋モレキュラーシーブを上記溶液に撹拌しながらゆっくり添加し、更に撹拌して安定な混合溶液を得た後、固形分45重量%が得られるまで加熱して蒸発させることで、粘性スラリーを調製した。
0.5molの五酸化バナジウムを2molのシュウ酸を含有する50重量%シュウ酸溶液に添加し、2時間、十分に撹拌し反応させてバナジウム含有溶液を得た。1.5molのリン酸を含有する85重量%リン酸、0.08molの硝酸カリウム、0.1molのモリブデンを含有するリンモリブデン酸、0.04molのシュウ酸ニオブ、および脱イオン水を撹拌しながら順次添加し、200gのアルミナを含有するアルミナゾル(試薬グレード、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を上記溶液に撹拌しながらゆっくり添加し、更に撹拌して安定な混合溶液を得た後、固形分45重量%が得られるまで加熱して蒸発させることで、粘性スラリーを調製した。このスラリーを噴霧乾燥機で噴霧乾燥して触媒前駆体に成形し、得られた触媒前駆体を300℃で2時間予備焼成した後、650℃で4.5時間焼成して、VP1.5K0.08Mo0.1Nb0.04の原子比率(Oを除く)で表される組成の活性成分を有する触媒を得た。
0.5molの五酸化バナジウムおよび0.3molのセスキオキシドクロムを5molのシュウ酸を含有する50重量%シュウ酸溶液に添加し、60℃まで加熱し、2時間、十分に撹拌し反応させてバナジウム‐クロム含有溶液を得た。0.8molのリン酸を含有する85重量%リン酸、0.08molの硝酸カリウム、0.1molのモリブデンを含有するリンモリブデン酸、0.04molのシュウ酸ニオブ、および脱イオン水を撹拌しながら順次添加し、1時間撹拌した後、約215gのシリカを含有するシリカゾルを上記溶液に撹拌しながらゆっくり添加し、更に撹拌して安定な混合溶液を得た後、固形分45重量%が得られるまで加熱して蒸発させることで、粘性スラリーを調製した。このスラリーを噴霧乾燥機で噴霧乾燥して触媒前駆体にし、得られた触媒前駆体を650℃で5時間焼成し、VP0.8Cr0.6K0.08Mo0.1Nb0.04の原子比率(Oを除く)で表される組成の活性成分を有する触媒を得た。
0.5molの五酸化バナジウムおよび0.3molのセスキオキシドクロムを5molのシュウ酸を含有する50重量%シュウ酸溶液に添加し、60℃まで加熱し、2時間、十分に撹拌し反応させてバナジウム‐クロム含有溶液を得た。0.8molのリン酸を含有する85重量%リン酸、および脱イオン水を撹拌しながら順次添加し、1時間撹拌した後、約50gのSSZ‐13純粋シリカモレキュラーシーブと145gのシリカを含有する溶液を上記溶液に攪拌しながらゆっくり添加し、さらに攪拌して安定な混合溶液を得た後、固形分45重量%が得られるまで加熱して蒸発させることで粘性スラリーを調製した。このスラリーを噴霧乾燥機で噴霧乾燥して触媒前駆体にし、得られた触媒前駆体を300℃で2時間予備焼成した後、650℃で4.5時間焼成し、VP0.8Cr0.6の原子比率(Oを除く)で表される組成の活性成分を有する触媒を得た。
実施例1の方法によって調製した触媒を、以下の反応条件下で、o‐クロロトルエンのアンモ酸化に使用した。
0.06時間-1(WWH)の負荷;
0.1MPaの反応圧力(ゲージ圧);
415℃の反応温度。
実施例1の方法によって調製した触媒を、以下の反応条件下で、m‐クロロトルエンのアンモ酸化に使用した。
0.06時間-1(WWH)の負荷;
0.1MPa(ゲージ圧)の反応圧力;
420℃の反応温度。
実施例1の方法によって調製した触媒を、以下の反応条件下で、p‐ブロモトルエンのアンモ酸化に使用した。
0.06時間-1(WWH)の負荷;
0.1MPaの反応圧力(ゲージ圧);
405℃の反応温度。
実施例1の方法によって調製した触媒を、以下の反応条件下で、2,6‐ジクロロトルエンのアンモ酸化に使用した。
0.06時間-1(WWH)の負荷;
0.1MPaの反応圧力(ゲージ圧);
415℃の反応温度。
実施例1の方法によって調製した触媒を、以下の反応条件下で、3,4‐ジクロロトルエンのアンモ酸化に使用した。
0.06時間-1(WWH)の負荷;
0.1MPa(ゲージ圧)の反応圧力;
415℃の反応温度。
実施例13の方法によって調製した触媒を、以下の反応条件下で、2,6‐ジクロロトルエンのアンモ酸化に使用した。
0.06時間-1(WWH)の負荷;
0.1MPaの反応圧力(ゲージ圧);
415℃の反応温度。
触媒は、中国特許出願公開CN1230465Aの実施例1に記載されているように調製した。360mlの水と345gのシュウ酸からなる溶液に165.7gの五酸化バナジウムを添加し、十分に撹拌してシュウ酸バナジウム溶液を得た。182.2gの酸化クロム(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)を、50~60℃で、695.5gのシュウ酸および450mlの水の溶液にゆっくりと添加し、撹拌して、シュウ酸クロム溶液を得た。シュウ酸バナジウム溶液およびシュウ酸クロム溶液を50~60℃で混合して、バナジウム‐クロム溶液を得た。160.6gのモリブデン酸アンモニウム(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)および105gの85%リン酸を1Lの水に添加し、混合して、モリブデン‐リン溶液を得た。バナジウム‐クロム溶液とモリブデン‐リン溶液とを十分に混合し、40%のシリカを含有する1250gのシリカゾルを添加し、撹拌しながら加熱し、固形分38%が得られるまで蒸発させてスラリーを得た。スラリーを噴霧成形して触媒を得た。得られた触媒の活性成分の原子比率(Oを除く)はV1Cr1P0.5Mo0.5で表される。触媒のXRD検査では、2θ=27.8°における回折ピークの高さ(I1)の2θ=13.8°における回折ピークの高さ(I2)に対する比率、すなわちI1:I2の比率は3.05であった。
比較例5で得られた触媒を、実施例22と同様の反応条件下で、o‐クロロトルエンのアンモ酸化に使用したところ、評価結果はo‐クロロトルエンの転化率は87.9%であり、o‐クロロベンゾニトリルの選択率は80.2%であることを示す。
比較例5で得られた触媒を、実施例25と同様の反応条件下で、2,6‐ジクロロトルエンのアンモ酸化に使用したところ、評価結果は2,6‐ジクロロトルエンの転化率は88.6%であり、2,6‐ジクロロベンゾニトリルの選択率は78.5%であることを示す。
触媒は、中国特許出願公開CN1187320Cの実施例1に記載されているように調製した。490mlの水と468gのシュウ酸からなる溶液に、224gの五酸化バナジウムを80~90℃の温度で添加し、十分に撹拌し反応させて、シュウ酸バナジウム溶液を得た。40重量%のシリカを含有する1250gのシリカゾルを、撹拌しながら上記溶液にゆっくりと添加した。次に、864gの硝酸クロム、12.4gの硝酸カリウム、71.6gの硝酸コバルト(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdから入手可能)、500mlの水からなる溶液、76.4gのホウ酸(分析的に純粋、Sinopharm Chemical Reagent Co、Ltdより入手可能)、85.1gの85%リン酸、500mlの水からなる溶液、43.5gのモリブデン酸アンモニウム、100mlの水からなる溶液をそれぞれ添加し、加熱撹拌し、固形分40%が得られるまで蒸発させることで、粘性スラリーを得た。このスラリーを噴霧乾燥機で噴霧乾燥して触媒前駆体にし、得られた触媒前駆体を300℃で2時間予備焼成した後、650℃で4.5時間焼成して活性触媒を得た。得られた触媒の活性成分の原子比率(Oを除く)はV1Cr0.9B0.5P0.3Mo0.1Co0.1K0.05で表される。触媒のXRD検査では、2θ=27.8°における回折ピークの高さ(I1)の2θ=13.8°における回折ピークの高さ(I2)に対する比率、すなわちI1:I2は3.12であった。
触媒は、中国特許出願公開CN1223579Cの実施例1に記載されているように調製した。490mlの水と468gのシュウ酸からなる溶液に、224gの五酸化バナジウムを80~90℃の温度で添加し、十分に撹拌し反応させて、シュウ酸バナジウム溶液を得た。40重量%のシリカを含有する1250gのシリカゾルを、撹拌しながら上記溶液にゆっくりと添加した。次に、864gの硝酸クロム、12.4gの硝酸カリウム、500mlの水からなる溶液、76.4gのホウ酸、85.1gの85%リン酸、500mlの水からなる溶液、43.5gのモリブデン酸アンモニウム、100mlの水からなる溶液をそれぞれ添加し、加熱撹拌し、固形分40%が得られるまで蒸発させることで、粘性スラリーを得た。このスラリーを噴霧乾燥機で噴霧乾燥して触媒前駆体にし、得られた触媒前駆体を300℃で2時間予備焼成した後、650℃で4.5時間焼成して活性触媒を得た。得られた触媒の活性成分の原子比率(Oを除く)はV1Cr0.9B0.5P0.3Mo0.1K0.05で表される。触媒のXRD検査では、2θ=27.8°における回折ピークの高さ(I1)の2θ=13.8°における回折ピークの高さ(I2)に対する比率、すなわちI1:I2は3.03であった。
触媒は、中国特許出願公開CN1252043Cの実施例1に記載されているように調製した。490mlの水と468gのシュウ酸からなる溶液に、224gの五酸化バナジウムを80~90℃の温度で添加し、十分に撹拌し反応させて、シュウ酸バナジウム溶液を得た。40重量%のシリカを含有する1250gのシリカゾルを、撹拌しながら上記溶液にゆっくりと添加した。次に、886gの硝酸クロムと300mlの水からなる溶液、76.3gのホウ酸と560mlの水からなる溶液、85gの85%リン酸と50mlの水からなる溶液をそれぞれ添加し、最後に24.9gの硝酸カリウムを含有する20mlの水溶液を添加し、加熱撹拌し、固形分40%が得られるまで蒸発させることで、粘性スラリーを得た。このスラリーを噴霧乾燥機で噴霧乾燥して触媒前駆体にし、得られた触媒前駆体を650℃で5時間焼成して活性触媒を得た。得られた触媒の活性成分の原子比率(Oを除く)はV1Cr0.9B0.5P0.3K0.1で表される。触媒のXRD検査では、2θ=27.8°における回折ピークの高さ(I1)の2θ=13.8°における回折ピークの高さ(I2)に対する比率、すなわちI1:I2は2.72であった。
3000mlの水と420gのシュウ酸からなる溶液に、201gの五酸化バナジウムを80~90℃の温度で添加し、十分に撹拌し反応させてシュウ酸バナジウム溶液を得た。40重量%のシリカを含有する1250gのシリカゾルを、撹拌しながら上記溶液にゆっくりと添加した。次に、798gの硝酸クロムと900mlの水からなる溶液、68.6gのホウ酸と560mlの水からなる溶液、273gのモリブデン酸アンモニウムと200mlの水からなる溶液、0.11molのリン酸溶液をそれぞれ添加し、最後に11gの硝酸カリウムと30mlの水からなる溶液を添加し、撹拌しながら混合し、固形分35重量%が得られるまで加熱して蒸発させることで、粘性スラリーを得た。このスラリーを噴霧成形して触媒とし、得られた触媒を120℃で12時間乾燥し、550℃で8時間焼成して活性触媒を得た。得られた触媒の活性成分の原子比率(Oを除く)はV1Cr0.9B0.5P0.05Mo0.45K0.05とで表される。触媒のXRD検査では、2θ=27.8°における回折ピークの高さ(I1)の2θ=13.8°における回折ピークの高さ(I2)に対する比率、すなわちI1:I2は2.89であった。
Claims (17)
- ハロゲン化芳香族ニトリルの生産のための流動床触媒として使用するのに適した触媒であって、前記触媒は活性成分および担体を含み、前記活性成分は
VPaCrbAcMdOx
の原子比率で表される組成を有する複合体であり、
Aはアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属を表し、好ましくはアルカリ金属から選択される少なくとも1つの金属を表し、
MはTi、Zr、Hf、La、Ce、Nb、Mo、W、Co、Zn、Fe、Ni、B、Sb、Bi、As、Ga、Ge、SnおよびInからなる群から選択される少なくとも1種の元素を表し、
aは0.5~1.5の範囲であり、
bは0.1~1の範囲にあり、
cは0~0.5の範囲であり、
dは0~1の範囲であり、
xは前記活性成分中の各元素の原子価を満たすのに必要な酸素原子の数であり、
前記担体はシリカおよびモレキュラーシーブからなる群から選択され、
前記触媒のXRDスペクトルにおいて、回折ピークは2θ=27.8±0.5°および2θ=13.8±0.5°に存在し、2θ=27.8±0.5°における回折ピークの高さ(I1)の、2θ=13.8±0.5°における回折ピークの高さ(I2)に対する比率、すなわち、I1:I2は3.5~6である、触媒。 - 請求項1に記載の触媒であって、aが0.5~1の範囲であり、bが0.1~0.7の範囲であり、cが0.01~0.3の範囲であり、dが0.01~0.5の範囲である、触媒。
- 請求項1または2に記載の触媒であって、前記担体が純粋シリカモレキュラーシーブであり、好ましくは前記純粋シリカモレキュラーシーブが、MCM-41、MCM-48、SBA-1、SBA-2、SBA-15、SBA-16、MSU、Silicate-1、SSZ-13およびHMSからなる群から選択される1つ以上である、触媒。
- 請求項1または2に記載の触媒であって、前記担体が純粋シリカモレキュラーシーブおよびシリカから構成される複合担体であり、前記純粋シリカモレキュラーシーブ対前記シリカの重量比率が1:9~9:1、好ましくは1:4~4:1の範囲であり、特に好ましくは、前記複合担体中の純粋シリカモレキュラーシーブがSSZ‐13モレキュラーシーブである、触媒。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の触媒であって、
1)バナジウム含有原料とクロム含有原料を酸に溶解し、結果物をM含有原料溶液と混合して第1混合溶液を得る工程と、
2)リン含有原料、水、担体を混合し反応させ、第2混合溶液を得る工程と、
3)前記第1混合溶液と前記第2混合溶液を合わせ、結果物を濃縮させて混合スラリーを得る工程と、
4)前記混合スラリーを乾燥および焼成し、最終的な触媒を得る工程、
を含む方法で調整され得る、触媒。 - 請求項5に記載の触媒であって、
1)前記バナジウム含有原料および前記クロム含有原料を加熱した酸性溶液に溶解し、前記リン含有原料以外の促進成分含有原料をそれぞれ添加し、加熱および撹拌して前記第1混合溶液を得る工程と、
2)リン酸水溶液に前記担体を添加し、十分に加熱および撹拌し、前記第2混合溶液を得る工程と、
3)前記第2混合溶液に前記第1混合溶液をゆっくり添加し、撹拌し、結果物を濃縮させて一定の固形分を有する混合スラリーを得る工程と、
4)前記混合スラリーを乾燥および成形して触媒前駆体を得、前記触媒前駆体を焼成して最終的な触媒を得、好ましくは当該4)工程で得られた前記触媒前駆体を最初に300~350℃で予備焼成し、次いで、500~700℃で焼成および活性化して最終的な触媒を得る工程、
を含む方法で調整され得る、触媒。 - 請求項5~6のいずれか1項に記載の触媒であって、前記バナジウム含有原料は五酸化バナジウム、メタバナジン酸アンモニウム、硫酸バナジウム、および有機酸バナジウム塩からなる群から選択され、前記クロム含有原料はセスキオキシドクロムおよび焼成によって酸化クロムに変換され得る化合物からなる群から選択され、前記酸はシュウ酸から選択され、前記M含有原料はMの酸化物、硝酸塩、または他の溶解性化合物からなる群から選択され、前記リン含有原料は五酸化リン、リンモリブデン酸、およびリンタングステン酸からなる群から選択される、触媒。
- ハロゲン化芳香族ニトリルの生産のための流動床触媒として使用するのに適した触媒の生産方法であって、前記触媒は活性成分および担体とを含み、前記活性成分は、
VPaCrbAcMdOx
の原子比率で表される組成を有する複合体であり、
Aはアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属を表し、好ましくはアルカリ金属から選択される少なくとも1つの金属を表し、
MはTi、Zr、Hf、La、Ce、Nb、Mo、W、Co、Zn、Fe、Ni、B、Sb、Bi、As、Ga、Ge、SnおよびInからなる群から選択される少なくとも1種の元素を表し、
aは0.5~1.5の範囲であり、
bは0.1~1の範囲であり、
cは0~0.5の範囲であり、
dは0~1の範囲であり、
xは前記活性成分中の各元素の原子価を満たすのに必要な酸素原子の数であり、
前記担体はシリカおよびモレキュラーシーブからなる群から選択され、
前記触媒のXRDスペクトルにおいて、2θ=27.8±0.5°および2θ=13.8±0.5°に回折ピークが存在し、2θ=13.8±0.5°における回折ピークの高さ(I 2 )に対する2θ=27.8±0.5°における回折ピークの高さ(I 1 )の比率、すなわちI 1 :I 2 は3.5~6であり、
前記方法は、
1)バナジウム含有原料とクロム含有原料を酸に溶解し、結果物をM含有原料溶液と混合して第1混合溶液を得る工程と、
2)リン含有原料、水、担体を混合し反応させ、第2混合溶液を得る工程と、
3)前記第1混合溶液と前記第2混合溶液を合わせ、結果物を濃縮させて混合スラリーを得る工程と、
4)前記混合スラリーを乾燥および焼成し、最終的な触媒を得る工程と、
を含む触媒の生産方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
1)前記バナジウム含有原料および前記クロム含有原料を加熱した酸性溶液に溶解し、前記リン含有原料以外の促進成分含有原料をそれぞれ添加し、加熱および撹拌して前記第1混合溶液を得る工程と、
2)リン酸水溶液に担体を添加し、十分に加熱および撹拌し、前記第2混合溶液を得る工程と、
3)前記第2混合溶液に前記第1混合溶液をゆっくり添加し、撹拌し、結果物を濃縮させて一定の固形分を有する前記混合スラリーを得る工程と、
4)前記混合スラリーを乾燥および成形して触媒前駆体を得、前記触媒前駆体を焼成して最終的な触媒を得、好ましくは当該4)工程で得られた前記触媒前駆体を最初に300~350℃で予備焼成し、次いで500~700℃で焼成および活性化して最終的な触媒を得る工程、
を含む方法。 - 請求項8または9に記載の方法であって、0.5~1の範囲であり、bが0.1~0.7の範囲であり、cが0.01~0.3の範囲であり、dが0.01~0.5の範囲である、方法。
- 請求項8~10のいずれか1項に記載の方法であって、前記担体が純粋シリカモレキュラーシーブであり、好ましくは前記純粋シリカモレキュラーシーブが、MCM-41、MCM-48、SBA-1、SBA-2、SBA-15、SBA-16、MSU、Silicate-1、SSZ-13およびHMSからなる群より1つ以上選択される、方法。
- 請求項8~10のいずれか1項に記載の方法であって、前記担体が純粋シリカモレキュラーシーブおよびシリカから構成される複合担体であり、前記純粋シリカモレキュラーシーブ対前記シリカの重量比率が1:9~9:1、好ましくは1:4~4:1の範囲であり、特に好ましくは、前記複合担体中の純粋シリカモレキュラーシーブがSSZ‐13モレキュラーシーブである、方法。
- 請求項8~12のいずれか1項に記載の触媒であって、前記バナジウム含有原料が五酸化バナジウム、メタバナジン酸アンモニウム、硫酸バナジウム、および有機酸バナジウム塩からなる群から選択され、前記クロム含有原料がセスキオキシドクロムおよび焼成によって酸化クロムに変換され得る化合物からなる群から選択され、前記酸がシュウ酸から選択され、前記M含有原料が前記Mの酸化物、硝酸塩、または他の溶解性化合物からなる群から選択され、前記リン含有原料が五酸化リン、リンモリブデン酸、およびリンタングステン酸からなる群から選択される、触媒。
- 請求項8~13のいずれか1項に記載の方法によって得られる触媒。
- 請求項1~7および14のいずれか1項に記載の触媒の使用であって、ハロゲン化芳香族ニトリルの生産のための流動床触媒としての、触媒の使用。
- ハロゲン化芳香族ニトリルの製造方法であって、ハロゲン化芳香族炭化水素を請求項1~7および14のいずれか1項に記載の触媒と接触および反応させる工程を含み、好ましくは、前記ハロゲン化芳香族ニトリルがo‐クロロベンゾニトリル、m‐クロロベンゾニトリル、p‐クロロベンゾニトリル、o‐ブロモベンゾニトリル、m‐ブロモベンゾニトリル、p‐ブロモベンゾニトリル、ジクロロベンゾニトリルおよびジブロモベンゾニトリルからなる群より選択される1つ以上である、ハロゲン化芳香族ニトリルの製造方法。
- 請求項16に記載の方法であって、接触および反応がブロモエタンの非存在下で行われる、方法。
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