JPH04215843A - Catalyst for manufacturing phthalic anhydride - Google Patents

Catalyst for manufacturing phthalic anhydride

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JPH04215843A
JPH04215843A JP3047053A JP4705391A JPH04215843A JP H04215843 A JPH04215843 A JP H04215843A JP 3047053 A JP3047053 A JP 3047053A JP 4705391 A JP4705391 A JP 4705391A JP H04215843 A JPH04215843 A JP H04215843A
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catalyst
weight
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phthalic anhydride
pts
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健次 植田
Tatsuya Kawabata
竜也 川端
Masaaki Okuno
政昭 奥野
Chisako Nishio
西尾 知佐子
Shinya Tanaka
信也 田中
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Abstract

PURPOSE:To provide a catalyst suitable for manufacturing phthalic anhydride which has catalytic performance greatly improved in comparison with conventional catalyst in a catalyst for manufacturing phthalic anhydride by a method wherein o-xylene and/or naphthalene is catalytically oxidized in gaseous state by molecular oxygen or gas containing molecular oxygen. CONSTITUTION:The catalyst is such that a catalytically active substance containing 1-20 pts.wt. vanadium oxide as V2O5, 99-80 pts.wt. anatase-type titanium dioxide having specific surface area of 10-60m<2>/g as TiO2, at least one kind of element, selected from potassium, cerium, rubidium and thallium, of 0.05-1.2 pts.wt. as oxide per 100 pts.wt. of these two components and 0.05-2 pts.wt. silver as Ag2O is carried by heat-resisting inorganic carriers. The catalyst may contain 0-1 pts.wt. niobium as Nb2O5, 0-1.2 pts.wt. phosphorus as P2O5 and 0-5 pts.wt. antimony as Sb2O3 per 100 pts.wt. of vanadium oxide and titanium oxide.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、無水フタル酸製造用
触媒に関し、詳しくはオルトキシレンおよび/またはナ
フタレンを分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより
気相接触酸化して無水フタル酸を製造するための触媒に
関する。
[Industrial Application Field] This invention relates to a catalyst for producing phthalic anhydride, and more specifically, the present invention relates to a catalyst for producing phthalic anhydride, and more specifically, it produces phthalic anhydride by catalytically oxidizing ortho-xylene and/or naphthalene with molecular oxygen or a molecular oxygen-containing gas. Concerning catalysts for

【0002】0002

【従来の技術】酸化バナジウムおよび酸化チタンを主成
分とする触媒活性物質を不活性担体に担持させた無水フ
タル酸製造用触媒は、広く知られており、例えば特公昭
47−15323号、特公昭49−41036号、特公
昭52−4538号、特開昭47−5661号、特開昭
49−89694号の各公報に記載されている。これら
の触媒は、それぞれ特徴を有し、工業的に使用されて実
績を上げているものもある。
[Prior Art] Catalysts for producing phthalic anhydride in which a catalytically active material containing vanadium oxide and titanium oxide as main components are supported on an inert carrier are widely known, for example, Japanese Patent Publication No. 47-15323, Japanese Patent Publication No. 47-15323, It is described in Japanese Patent Publication No. 49-41036, Japanese Patent Publication No. 52-4538, Japanese Patent Application Publication No. 47-5661, and Japanese Patent Application Publication No. 49-89694. Each of these catalysts has its own characteristics, and some have been used industrially with good results.

【0003】しかし、触媒性能の向上の余地はいまだ残
されており、まず、選択率についてみれば、製造装置の
規模からして1パーセントの収率の向上であってもその
経済的効果は大きい。さらに、選択率の向上は、製品を
得るまでの熱処理や蒸留操作を容易にすることから、こ
の選択率の向上によって高品質の製品を安価に製造でき
るという効果も期待することができる。このように、選
択率の向上は、原料を有効に用いるためにも重要である
[0003] However, there is still room for improvement in catalyst performance. First, in terms of selectivity, even a 1% increase in yield has a large economic effect considering the scale of the production equipment. . Furthermore, since an improvement in selectivity facilitates heat treatment and distillation operations before obtaining a product, it can also be expected that a high-quality product can be produced at a low cost due to this improvement in selectivity. In this way, improving selectivity is also important for effectively using raw materials.

【0004】そのほかに、生産性の向上および触媒活性
の維持による安定した生産の確保なども重要である。生
産性を向上させる方法の一つは、原料ガス濃度を上げる
など高負荷反応条件下に酸化反応を行うことである。し
かし、オルトキシレンまたはナフタレンから無水フタル
酸を得る反応は、著しい発熱を伴うので、高濃度条件下
ではホットスポット部における温度上昇が激しく、過度
の酸化反応が生じて、無水フタル酸の収率が低下すると
同時に触媒の劣化が著しく促進されることになる。
[0004] In addition, it is important to ensure stable production by improving productivity and maintaining catalyst activity. One way to improve productivity is to perform the oxidation reaction under high load reaction conditions, such as by increasing the raw material gas concentration. However, the reaction to obtain phthalic anhydride from ortho-xylene or naphthalene is accompanied by significant heat generation, so under high concentration conditions, the temperature rises rapidly at the hot spot, causing an excessive oxidation reaction and reducing the yield of phthalic anhydride. As the temperature decreases, the deterioration of the catalyst is significantly accelerated.

【0005】このような高負荷反応条件下での使用に耐
える触媒も、例えば本特許出願人により特公昭59−1
378号公報などに提案されている。
[0005] Catalysts that can withstand use under such high-load reaction conditions are also available, for example, in Japanese Patent Publication No. 59-1 by the applicant of the present patent.
This method has been proposed in Publication No. 378, etc.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来公知
の触媒に比べて触媒性能が一段と改良され、無水フタル
酸の製造に好適な触媒を提供しようとするものである。 従って、この発明の一つの目的は、オルトキシレンおよ
び/またはナフタレンの気相接触酸化により高選択率で
無水フタル酸を生成する無水フタル酸製造用触媒を提供
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a catalyst which has improved catalytic performance compared to conventionally known catalysts and is suitable for the production of phthalic anhydride. Accordingly, one object of the present invention is to provide a catalyst for producing phthalic anhydride that produces phthalic anhydride with high selectivity by gas phase catalytic oxidation of ortho-xylene and/or naphthalene.

【0007】この発明の他の目的は、オルトキシレンお
よび/またはナフタレンの気相接触酸化により無水フタ
ル酸を生成する触媒であって、耐久性に優れ、長期間の
使用によっても触媒活性の低下が少なく、無水フタル酸
の安定した生産を可能とする無水フタル酸製造用触媒を
提供することである。この発明のさらに別の目的は、オ
ルトキシレンおよび/またはナフタレンの気相接触酸化
による無水フタル酸の製造において、高負荷反応条件下
においても、高選択率で無水フタル酸の製造を可能とし
、かつ耐久性に優れ、長期間にわたり無水フタル酸の安
定した生産を可能とする無水フタル酸製造用触媒を提供
することである。
Another object of the present invention is to provide a catalyst for producing phthalic anhydride through gas phase catalytic oxidation of ortho-xylene and/or naphthalene, which has excellent durability and does not lose its catalytic activity even after long-term use. It is an object of the present invention to provide a catalyst for producing phthalic anhydride that enables stable production of phthalic anhydride with a small amount of phthalic anhydride. Still another object of the present invention is to enable the production of phthalic anhydride with high selectivity even under high load reaction conditions in the production of phthalic anhydride by gas phase catalytic oxidation of ortho-xylene and/or naphthalene, and An object of the present invention is to provide a catalyst for producing phthalic anhydride that has excellent durability and enables stable production of phthalic anhydride over a long period of time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、バナジウム−チ
タン系触媒に触媒活性物質の一成分として銀を導入する
ことによって上記目的が達成できることを知り、この知
見に基づいて、この発明を完成するに至った。すなわち
、この発明は、オルトキシレンおよび/またはナフタレ
ンを分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより気相接
触酸化して無水フタル酸を製造するための触媒において
、酸化バナジウムをV2 O5 として1〜20重量部
、比表面積が10〜60m2 /gのアナターゼ型酸化
チタンをTiO2 として99〜80重量部、さらにこ
れら2成分の合計100重量部当りカリウム、セシウム
、ルビジウムおよびタリウムから選ばれる少なくとも1
種の元素を酸化物として0.05〜1.2重量部および
銀をAg2 Oとして0.05〜2重量部含有する触媒
活性物質を耐熱性無機質担体に担持させてなることを特
徴とする無水フタル酸製造用触媒(以下、この触媒を「
触媒(1)」という)に関する。
[Means for Solving the Problems] As a result of extensive research in order to solve the above problems, the inventors have found that the above objects can be achieved by introducing silver as a component of the catalytically active substance into a vanadium-titanium catalyst. We learned that this could be achieved, and based on this knowledge, we completed this invention. That is, the present invention provides a catalyst for producing phthalic anhydride by gas phase catalytic oxidation of ortho-xylene and/or naphthalene with molecular oxygen or molecular oxygen-containing gas. 99 to 80 parts by weight of anatase titanium oxide having a specific surface area of 10 to 60 m2/g as TiO2, and at least 1 part selected from potassium, cesium, rubidium, and thallium per 100 parts by weight of these two components in total.
An anhydrous material comprising a heat-resistant inorganic carrier supporting a catalytically active material containing 0.05 to 1.2 parts by weight of a seed element as an oxide and 0.05 to 2 parts by weight of silver as Ag2O. Catalyst for phthalic acid production (hereinafter referred to as “catalyst”)
catalyst (1)").

【0009】さらに、この発明は、オルトキシレンおよ
び/またはナフタレンを分子状酸素または分子状酸素含
有ガスにより気相接触酸化して無水フタル酸を製造する
ための触媒において、酸化バナジウムをV2 O5 と
して1〜20重量部、比表面積が10〜60m2 /g
のアナターゼ型酸化チタンをTiO2 として99〜8
0重量部、さらにこれら2成分の合計100重量部当り
ニオブをNb2 O5 として0〜1重量部、カリウム
、セシウム、ルビジウムおよびタリウムから選ばれる少
なくとも1種の元素を酸化物として0.05〜1.2重
量部、リンをP2 O5 として0〜1.2重量部、ア
ンチモンをSb2 O3 として0〜5重量部および銀
をAg2 Oとして0.05〜2重量部含有する(ただ
し、ニオブ、リン、およびアンチモンのそれぞれの含有
量が同時に0となることはない)触媒活性物質を耐熱性
無機質担体に担持させてなることを特徴とする無水フタ
ル酸製造用触媒(以下、この触媒を「触媒(2)」とい
う)に関する。
Furthermore, the present invention provides a catalyst for producing phthalic anhydride by gas phase catalytic oxidation of ortho-xylene and/or naphthalene with molecular oxygen or molecular oxygen-containing gas. ~20 parts by weight, specific surface area 10~60m2/g
99-8 as anatase type titanium oxide as TiO2
Furthermore, per 100 parts by weight of these two components in total, 0 to 1 part by weight of niobium as Nb2O5 and 0.05 to 1 part of at least one element selected from potassium, cesium, rubidium and thallium as an oxide. 2 parts by weight, 0 to 1.2 parts by weight of phosphorus as P2O5, 0 to 5 parts by weight of antimony as Sb2O3, and 0.05 to 2 parts of silver as Ag2O (however, niobium, phosphorus, and A catalyst for producing phthalic anhydride characterized by supporting a catalytically active substance on a heat-resistant inorganic carrier (the content of each antimony does not become zero at the same time) (hereinafter, this catalyst will be referred to as "catalyst (2)"). ”).

【0010】以下、この発明をさらに詳細に説明する。 この発明の特徴の一つは、触媒活性物質の一成分として
、比表面積が10〜60m2 /g、好ましくは15〜
40m2 /gのアナターゼ型酸化チタンを使用するこ
とである。このアナターゼ型酸化チタンの比表面積が1
0m2 /g未満では、得られる触媒の活性が低く、一
方、60m2 /gを超えると触媒の耐久性が悪くなり
、短期間で収率が低下して好ましくない。
The present invention will be explained in more detail below. One of the features of this invention is that as a component of the catalytically active substance, the specific surface area is 10 to 60 m2/g, preferably 15 to 60 m2/g.
40 m2/g of anatase titanium oxide is used. The specific surface area of this anatase-type titanium oxide is 1
If it is less than 0 m2/g, the activity of the catalyst obtained will be low, while if it exceeds 60 m2/g, the durability of the catalyst will deteriorate and the yield will decrease in a short period of time, which is not preferable.

【0011】この発明においては、上記アナターゼ型酸
化チタンのなかでも、平均粒子径が0.4〜0.7μm
、好ましくは0.45〜0.60μmであって、実質的
に球状のものが特に好適に使用される。上記この発明に
おいて特に好適に使用されるアナターゼ型酸化チタンは
、「溶液法」として知られる方法で製造され、多孔性で
ありながら機械的強度が高く、通常のボールミルなどの
機械的粉砕ではつぶれず「一次粒子」とみなし得るほど
の強度を有する。しかし、このアナターゼ型酸化チタン
は、0.4〜0.7μmの範囲の大きな平均粒子径を有
するにも拘らず10〜60m2 /gという高い比表面
積を有するもので、本質的には小さな径をもつ一次粒子
の会合体である。従って、このアナターゼ型酸化チタン
は、真球である必要はなく実質的に球状であればよい。
[0011] In the present invention, among the above-mentioned anatase type titanium oxides, an average particle size of 0.4 to 0.7 μm is used.
, preferably 0.45 to 0.60 μm, and substantially spherical ones are particularly preferably used. The anatase-type titanium oxide that is particularly preferably used in this invention is produced by a method known as the "solution method," and although it is porous, it has high mechanical strength and cannot be crushed by mechanical grinding such as a normal ball mill. It has enough strength to be considered a "primary particle". However, although this anatase-type titanium oxide has a large average particle size in the range of 0.4 to 0.7 μm, it has a high specific surface area of 10 to 60 m2/g, and essentially has a small diameter. It is an aggregate of primary particles with Therefore, this anatase-type titanium oxide does not need to be a perfect sphere, but only needs to be substantially spherical.

【0012】上記溶液法によれば、イルメナイト(Fe
OTiO2 )を固化法による酸化チタンの製造に比べ
濃度の低い硫酸、通常は70〜80%程度の硫酸で処理
し、硫酸チタンを得、次いで該チタンを150〜180
°Cで加圧下に加水分解し、さらに600〜900°C
で焼成を行うことによって、アナターゼ型酸化チタンを
得ることができる。なお、このアナターゼ型酸化チタン
には、原料鉱石との関係から、鉄、亜鉛、アルミニウム
、マンガン、クロム、カルシウム、鉛などが混入する場
合もあるが、酸化チタンに対して酸化物として0.5重
量%以下であれば触媒性能上とくに問題はない。
According to the above solution method, ilmenite (Fe
OTiO2) is treated with sulfuric acid, which has a lower concentration than that used in the production of titanium oxide by the solidification method, usually about 70 to 80% sulfuric acid, to obtain titanium sulfate.
Hydrolysis under pressure at °C and further at 600-900 °C
Anatase type titanium oxide can be obtained by firing with. Note that this anatase-type titanium oxide may contain iron, zinc, aluminum, manganese, chromium, calcium, lead, etc. due to the relationship with the raw material ore; If it is less than % by weight, there will be no particular problem in terms of catalyst performance.

【0013】この発明で使用する耐熱性無機質担体は、
触媒の焼成温度および無水フタル酸を製造する際の触媒
温度よりも充分高い温度で長時間安定であり、また触媒
活性物質と反応しないことが必要である。このような耐
熱無機質担体の例としては、シリコンカーバイド(Si
C)、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタンなどを
使用することができる。これらのうちでも、アルミナ(
Al2O3 )含量が20重量%以下、好ましくは5重
量%以下であり、また見掛け気孔率が10%以上、好ま
しくは15〜45%以上のシリコンカーバイド担体が好
適に使用される。特に、アルミナ含量が5重量%以下、
シリコンカーバイド含量が95重量%以上で、かつ見掛
け気孔率が15〜45%のシリコンカーバイド担体が好
適に使用される。更に好適なものとしては、純度98%
以上のシリコンカーバイドの粉末を自焼結させて得られ
るシリコンカーバイド担体を挙げることができる。
[0013] The heat-resistant inorganic carrier used in this invention is
It must be stable for a long time at a temperature sufficiently higher than the firing temperature of the catalyst and the catalyst temperature during the production of phthalic anhydride, and must not react with the catalytically active substance. An example of such a heat-resistant inorganic carrier is silicon carbide (Si
C), alumina, zirconium oxide, titanium oxide, etc. can be used. Among these, alumina (
A silicon carbide carrier having an Al2O3) content of 20% by weight or less, preferably 5% by weight or less, and an apparent porosity of 10% or more, preferably 15 to 45% or more is suitably used. In particular, the alumina content is 5% by weight or less,
A silicon carbide carrier having a silicon carbide content of 95% by weight or more and an apparent porosity of 15 to 45% is preferably used. More preferably, purity is 98%.
Examples include silicon carbide carriers obtained by self-sintering the above silicon carbide powders.

【0014】上記耐熱性無機質担体の形状については、
特に制限はないが、球状または円柱状のものが取扱い上
好適であり、その平均直径が2〜15mm程度のものが
好適に使用される。この発明の触媒(1)は、上記耐熱
性無機質担体に、酸化バナジウムをV2 O5 として
1〜20重量部、アナターゼ型酸化チタンをTiO2 
として99〜80重量部、さらにこれら2成分の合計1
00重量部当りカリウム、セシウム、ルビジウムおよび
タリウムから選ばれる少なくとも1種の元素を酸化物と
して0.05〜1.2重量部、および銀をAg2 Oと
して0.05〜2重量部含有する触媒活性成分を担持さ
せると得られる。
Regarding the shape of the heat-resistant inorganic carrier,
Although there are no particular limitations, spherical or cylindrical shapes are suitable for handling, and those with an average diameter of about 2 to 15 mm are preferably used. The catalyst (1) of the present invention includes 1 to 20 parts by weight of vanadium oxide as V2O5 and anatase type titanium oxide as TiO2 on the heat-resistant inorganic carrier.
99 to 80 parts by weight, and a total of 1 of these two components.
Catalytic activity containing 0.05 to 1.2 parts by weight of at least one element selected from potassium, cesium, rubidium and thallium as an oxide and 0.05 to 2 parts by weight of silver as Ag2O per 00 parts by weight. Obtained by supporting components.

【0015】この発明の一つの特徴は、前記したように
、触媒活性物質の一成分として銀を導入したことであり
、触媒(1)における銀含量はAg2 Oとして0.0
5〜2重量部であり、好ましくは0.1〜1重量部であ
る。銀含量が多すぎても少なすぎても、この発明の目的
を達成することができない。すなわち、銀の添加量がA
g2 Oとして0.05重量部未満では、銀の添加によ
る性能の向上の効果が低くなる。また、銀の添加量が2
重量部を越えると、触媒の性能に逆に悪影響を与え、無
水フタル酸への選択率を下げる。
One feature of this invention is that, as mentioned above, silver is introduced as a component of the catalytically active material, and the silver content in the catalyst (1) is 0.0 as Ag2O.
The amount is 5 to 2 parts by weight, preferably 0.1 to 1 part by weight. If the silver content is too high or too low, the object of this invention cannot be achieved. In other words, the amount of silver added is A
If g2O is less than 0.05 parts by weight, the effect of improving performance by adding silver will be low. Also, the amount of silver added is 2
Exceeding the weight part adversely affects the performance of the catalyst and lowers the selectivity to phthalic anhydride.

【0016】この発明の触媒(2)は、耐熱性無機質担
体に、酸化バナジウムをV2 O5 として1〜20重
量部、アナターゼ型酸化チタンをTiO2 として99
〜80重量部、さらにこれら2成分の合計100重量部
当りニオブをNb2 O5 として0〜1重量部、カリ
ウム、セシウム、ルビジウムおよびタリウムから選ばれ
る少なくとも1種の元素を酸化物として0.05〜1.
2重量部、リンをP2 O5 として0〜1.2重量部
、アンチモンをSb2 O3 として0〜5重量部、さ
らに銀をAg2 Oとして0.05〜2重量部含有する
(ただし、ニオブ、リン、およびアンチモンのそれぞれ
の含有量が同時に0となることはない)触媒活性物質を
担持させると得られる。
The catalyst (2) of the present invention is a heat-resistant inorganic carrier containing 1 to 20 parts by weight of vanadium oxide as V2O5 and 99% of anatase-type titanium oxide as TiO2.
~80 parts by weight, and further 0 to 1 part by weight of niobium as Nb2O5 and 0.05 to 1 part of oxide of at least one element selected from potassium, cesium, rubidium, and thallium per 100 parts by weight of these two components in total. ..
2 parts by weight, 0 to 1.2 parts by weight of phosphorus as P2O5, 0 to 5 parts by weight of antimony as Sb2O3, and 0.05 to 2 parts by weight of silver as Ag2O (However, niobium, phosphorus, and antimony (the contents of each of which do not become zero at the same time) can be obtained by supporting a catalytically active substance.

【0017】この触媒(2)においても、触媒(1)と
同様に、銀含量はAg2 Oとして0.05〜2重量部
であり、好ましくは0.1〜1重量部である。銀含量が
多すぎても少なすぎても、この発明の目的を達成するこ
とができない。なお、触媒(2)において、ニオブをN
b2 O5 として0.01〜1重量部、リンをP2 
O5 として0.2〜1.2重量部、およびアンチモン
をSb2 O3 として0.5〜5重量部含有する触媒
活性物質を耐熱性無機質担体に担持させてなる触媒は、
無水フタル酸の選択率を向上させるので特に好ましい。
Similar to catalyst (1), this catalyst (2) also has a silver content of 0.05 to 2 parts by weight as Ag2O, preferably 0.1 to 1 part by weight. If the silver content is too high or too low, the object of this invention cannot be achieved. In addition, in the catalyst (2), niobium is replaced with N
0.01 to 1 part by weight as b2 O5, P2 as phosphorus
A catalyst formed by supporting a catalytically active material containing 0.2 to 1.2 parts by weight as O5 and 0.5 to 5 parts by weight as antimony as Sb2O3 on a heat-resistant inorganic carrier,
It is particularly preferred since it improves the selectivity of phthalic anhydride.

【0018】触媒(1)および触媒(2)を調製する際
の、バナジウム、ニオブ、カリウム、セシウム、ルビジ
ウム、タリウム、リンおよびアンチモンの各成分の出発
原料としては、V2 O5 、Nb2 O5 、K2 
O、Cs2 O、Rb2 O、Tl2 O、P2 O5
 、Sb2 O3 などの酸化物の他に、各元素のアン
モニウム塩、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、有機酸塩
、水酸化物など加熱によって上記のような酸化物に変化
する化合物から適宜選択することができる。
In preparing the catalyst (1) and the catalyst (2), the starting materials for each component of vanadium, niobium, potassium, cesium, rubidium, thallium, phosphorus and antimony include V2 O5, Nb2 O5, K2
O, Cs2O, Rb2O, Tl2O, P2O5
In addition to oxides such as , Sb2O3, etc., compounds that change into the above oxides by heating, such as ammonium salts, nitrates, sulfates, halides, organic acid salts, and hydroxides of each element, may be selected as appropriate. I can do it.

【0019】銀成分に関しては、Ag2 Oの他、硝酸
塩、アンモニウム塩、硫酸塩、ハロゲン化物、有機酸塩
、水酸化物、アミン錯体、リン酸塩、硫化物などを使用
することができる。なお、これらのうちには、ハロゲン
化銀やリン酸銀のように触媒調製時における加熱条件下
では、酸化物にならないものもあるが、この発明におい
ては支障なく使用することができる。また、リン酸銀を
用いた場合、さらに触媒活性物質としてリン成分を添加
する際には、このリン酸銀中のリンの量は考慮する必要
はなく、リン成分の酸化物としての量が上記範囲内にあ
るようにすればよい。
Regarding the silver component, in addition to Ag2O, nitrates, ammonium salts, sulfates, halides, organic acid salts, hydroxides, amine complexes, phosphates, sulfides, etc. can be used. Note that some of these, such as silver halide and silver phosphate, do not become oxides under the heating conditions during catalyst preparation, but they can be used without any problem in the present invention. In addition, when using silver phosphate and adding a phosphorus component as a catalytically active substance, there is no need to consider the amount of phosphorus in this silver phosphate, and the amount of phosphorus component as an oxide is Just make sure it's within the range.

【0020】この発明の触媒調製時における、上記触媒
活性物質を耐熱性無機質担体に担持させる方法について
は特に制限はなく、一般に用いられている方法によって
担持させることができる。特に、外部から加熱可能な回
転ドラムに一定量の担体を入れ、これを200〜300
°Cに保ちつつ触媒活性物質を含有するスラリーを噴霧
して触媒活性物質を担持させるようにする方法が最も簡
便である。
[0020] When preparing the catalyst of the present invention, there is no particular restriction on the method of supporting the above-mentioned catalytically active substance on the heat-resistant inorganic carrier, and it can be supported by any commonly used method. In particular, a certain amount of carrier is placed in a rotating drum that can be heated from the outside, and the carrier is heated to 200 to 300
The simplest method is to spray a slurry containing a catalytically active substance while maintaining the temperature at °C to support the catalytically active substance.

【0021】触媒活性物質の耐熱性無機質担体に対する
担持量は、使用する担体の大きさによって異なるが、通
常、担体100cc当り3〜20gとするのが好適であ
る。上記担体に触媒活性物質を担持させて得られる触媒
活性物質層は、0.15〜0.45μmの直径を有する
細孔が占める合計細孔容積が10μm以下の直径を有す
る細孔が占める全細孔容積の50%以上であるような表
面特性を有するのが好ましく、特に0.15〜0.45
μmの直径を有する細孔が占める合計細孔容積を10μ
m以下の直径を有する細孔が占める全細孔容積の75%
以上を占めるような表面特性を有するのが好ましい。
[0021] The amount of the catalytically active substance supported on the heat-resistant inorganic carrier varies depending on the size of the carrier used, but is usually preferably 3 to 20 g per 100 cc of carrier. The catalytically active material layer obtained by supporting the catalytically active material on the above carrier has a total pore volume occupied by pores having a diameter of 0.15 to 0.45 μm, and a total pore volume occupied by pores having a diameter of 10 μm or less. It is preferred to have surface properties such that 50% or more of the pore volume, especially 0.15 to 0.45
The total pore volume occupied by pores with a diameter of μm is 10μ
75% of the total pore volume occupied by pores with a diameter of m or less
It is preferable to have surface characteristics that account for the above.

【0022】このような表面特性を有する触媒活性層を
設けることによって、この発明の目的をさらに効果的に
達成することができる。上記のような表面特性を有する
触媒活性物質層は、例えば前記回転ドラムを用いた担持
方法において、アナターゼ型酸化チタンの本質的な一次
粒子の粒径に応じてスラリー濃度を調整することによっ
て容易に形成することができる(特公昭49−4103
6号公報参照)。具体的には、一次粒子の粒径が0.0
05〜0.05μmであるアナターゼ型酸化チタンを使
用する場合、スラリー濃度を5〜25重量%、好ましく
は10〜20重量%に、また一次粒子の粒径が0.05
μmより大きいアナターゼ型酸化チタンを使用する場合
には、スラリー濃度を10〜40重量%、好ましくは1
5〜25重量%に調整することによって、上記表面特性
を有する触媒活性物質層を形成することができる。
By providing a catalytically active layer having such surface characteristics, the objects of the present invention can be achieved more effectively. A catalytically active material layer having the above-mentioned surface characteristics can be easily obtained by adjusting the slurry concentration according to the particle size of the essential primary particles of anatase-type titanium oxide, for example, in the supporting method using the aforementioned rotating drum. (Special Publication No. 49-4103)
(See Publication No. 6). Specifically, the particle size of the primary particles is 0.0
When using anatase titanium oxide having a diameter of 0.05 to 0.05 μm, the slurry concentration should be 5 to 25% by weight, preferably 10 to 20% by weight, and the particle size of the primary particles should be 0.05% by weight.
When using anatase titanium oxide larger than μm, the slurry concentration should be 10 to 40% by weight, preferably 1
By adjusting the amount to 5 to 25% by weight, a catalytically active material layer having the above surface characteristics can be formed.

【0023】この発明において、細孔容積は水銀圧入式
ポロシメーターによって測定した細孔径分布から求めた
。アナターゼ型チタンの比表面積はBET法により測定
し、また平均直径は透過型電子顕微鏡を用いて測定した
。上記のように触媒活性物質層を担持した後、450〜
700°C、好ましくは500〜600°Cの温度で、
空気流通下2〜10時間程度焼成すると、この発明の触
媒が得られる。
In the present invention, the pore volume was determined from the pore size distribution measured by a mercury intrusion porosimeter. The specific surface area of anatase titanium was measured by the BET method, and the average diameter was measured using a transmission electron microscope. After supporting the catalytically active material layer as described above, 450 ~
at a temperature of 700°C, preferably 500-600°C,
The catalyst of the present invention is obtained by calcination for about 2 to 10 hours under air circulation.

【0024】この発明の触媒を用いたオルトキシレンお
よび/またはナフタレンの酸化反応は、通常の反応条件
下に実施することができる。例えば、内径が5〜40m
m、好ましくは15〜27mmの反応管に触媒を1〜5
m、好ましくは1.5〜3mの高さに充填し、この反応
管を熱媒体によって300〜400°C、好ましくは3
30〜380°Cの温度に保持し、この反応管に原料の
オルトキシレンおよび/またはナフタレンを空気または
5〜21容量%の分子状酸素を含有するガスとともに、
空気の場合は5〜70g/Nm3 (空気)、また分子
状酸素含有ガスの場合は5〜110g/Nm3 (分子
状酸素含有ガス)の割合で、空間速度1000〜600
0hr−1(STP)、好ましくは1000〜4000
hr−1(STP)で導入する。
The oxidation reaction of ortho-xylene and/or naphthalene using the catalyst of the present invention can be carried out under conventional reaction conditions. For example, the inner diameter is 5 to 40 m.
1 to 5 m of catalyst in a reaction tube, preferably 15 to 27 mm.
m, preferably 1.5 to 3 m high, and the reaction tube is heated to 300 to 400°C, preferably 3 m by a heating medium.
The temperature was maintained at 30 to 380°C, and the raw material ortho-xylene and/or naphthalene was added to the reaction tube together with air or a gas containing 5 to 21% by volume of molecular oxygen.
In the case of air, the rate is 5 to 70 g/Nm3 (air), and in the case of molecular oxygen-containing gas, it is 5 to 110 g/Nm3 (molecular oxygen-containing gas), and the space velocity is 1000 to 600.
0hr-1 (STP), preferably 1000-4000
Introduced at hr-1 (STP).

【0025】上記酸化反応において、反応管内の触媒層
を2層以上に分割して複数個の反応帯を設け、これら反
応帯に触媒活性を制御した複数個の触媒を、反応管の原
料ガス導入入口部から出口部に向かって、より活性が高
くなるように配置することにより、この発明の触媒を有
利に使用することができる。この発明の触媒(2)を例
にして具体的に説明すれば、まず反応管を2層に分けて
入口部には全触媒層高の30〜70%となる層高に所定
の触媒(前段触媒)を、出口部の残りの層高に前段触媒
に比べて活性がより高い触媒(後段触媒)を充填する。 触媒組成が同一であるが活性の異なる触媒は、例えばリ
ン成分の含量を変更することによって容易に調製するこ
とができる。具体的には、リン成分を酸化物として0.
2〜0.4重量部使用することによって前段触媒を、ま
た0.4〜1.2重量部使用することによって、前段触
媒に比べて活性のより高い後段触媒を調製することがで
きる。また、カリウム、セシウム、ルビジウムおよびタ
リウムから選ばれる元素の種類および/または量を変更
することによっても触媒活性を制御することができる。
In the above oxidation reaction, the catalyst layer in the reaction tube is divided into two or more layers to provide a plurality of reaction zones, and a plurality of catalysts with controlled catalytic activities are introduced into these reaction zones as raw material gas into the reaction tube. The catalyst of the present invention can be used advantageously by arranging the catalyst so that the activity increases from the inlet to the outlet. To specifically explain the catalyst (2) of the present invention as an example, first, the reaction tube is divided into two layers, and a predetermined catalyst (previous stage The remaining bed height at the outlet is filled with a catalyst (second stage catalyst) whose activity is higher than that of the first stage catalyst. Catalysts with the same catalyst composition but different activities can be easily prepared, for example, by varying the content of the phosphorus component. Specifically, the phosphorus component is 0.0% as an oxide.
By using 2 to 0.4 parts by weight, it is possible to prepare a first stage catalyst, and by using 0.4 to 1.2 parts by weight, a second stage catalyst can be prepared which has higher activity than the first stage catalyst. Further, the catalytic activity can also be controlled by changing the type and/or amount of the element selected from potassium, cesium, rubidium, and thallium.

【0026】上記のような条件下に酸化反応を行うこと
により、触媒層内のホットスポットにおける蓄熱が抑制
され、これによって熱負荷による触媒の劣化が防止され
、工業的に長期間安定した運転を実施することができる
。また、ホットスポットにおける過度の酸化反応が防止
されて、選択率の向上など種々の効果が得られる。この
ような効果は、原料ガス濃度を上げるなどの高負荷反応
条件下において顕著であり、オルトキシレンまたはナフ
タレン濃度を上げることによって生産性を著しく向上さ
せることができる。
By carrying out the oxidation reaction under the above conditions, heat accumulation in hot spots within the catalyst layer is suppressed, thereby preventing deterioration of the catalyst due to heat load, and ensuring stable operation for a long period of time industrially. It can be implemented. In addition, excessive oxidation reactions at hot spots are prevented, resulting in various effects such as improved selectivity. Such an effect is remarkable under high-load reaction conditions such as increasing the raw material gas concentration, and productivity can be significantly improved by increasing the ortho-xylene or naphthalene concentration.

【0027】[0027]

【発明の効果】この発明の触媒を使用することによって
、オルトキシレンおよび/またはナフタレンから高選択
率で無水フタル酸を製造することができる。従って、無
水フタル酸製品を得るまでの熱処理や蒸留操作が容易と
なり、従来法に比べて、より安価に高品質の製品を得る
ことができる。
Effects of the Invention By using the catalyst of the present invention, phthalic anhydride can be produced from ortho-xylene and/or naphthalene with high selectivity. Therefore, heat treatment and distillation operations to obtain a phthalic anhydride product are facilitated, and a high-quality product can be obtained at a lower cost than with conventional methods.

【0028】この発明の触媒は、耐久性に優れ、このた
め工業的に長時間安定した運転が可能となる。この発明
の触媒は、原料ガス濃度を上げるなど高負荷反応条件下
においても、高選択率で無水フタル酸を生成し、また長
期間使用しても耐久性に優れていることから、この発明
の触媒の使用によって無水フタル酸製造の生産性が著し
く向上する。
The catalyst of the present invention has excellent durability and can therefore be operated stably for a long period of time industrially. The catalyst of the present invention produces phthalic anhydride with high selectivity even under high load reaction conditions such as increasing the raw material gas concentration, and has excellent durability even after long-term use. The use of catalysts significantly increases the productivity of phthalic anhydride production.

【0029】従って、この発明の触媒は、無水フタル酸
の製造に極めて有用な触媒であるということができる。
Therefore, it can be said that the catalyst of the present invention is an extremely useful catalyst for the production of phthalic anhydride.

【0030】[0030]

【実施例】以下に、実施例を上げて、この発明を更に具
体的に説明する。 −実施例1− (触媒の調製) イルメナイトに80%の濃硫酸を混合し、充分反応を行
った後、水で希釈して硫酸チタン水溶液を得た。これに
還元剤として鉄片を加え、イルメナイト中の鉄分を第一
鉄イオンに還元した後、冷却して硫酸第一鉄として析出
分離した。このようにして得られた硫酸チタン水溶液に
150°Cに加熱した水蒸気を吹き込み、含水酸化チタ
ンを沈澱させた。これを水洗、酸洗および二次水洗した
後、800°Cの温度で空気流通下に4時間焼成した。 これをジェット気流粉砕処理し、平均粒子径約0.5μ
mで比表面積22m2 /gのアナターゼ型酸化チタン
(以下、単に「酸化チタン」という場合もある)を得た
[Examples] The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples. -Example 1- (Preparation of catalyst) Ilmenite was mixed with 80% concentrated sulfuric acid, and after sufficiently reacting, the mixture was diluted with water to obtain an aqueous titanium sulfate solution. Iron pieces were added as a reducing agent to reduce the iron in the ilmenite to ferrous ions, which were then cooled and separated as ferrous sulfate. Steam heated to 150°C was blown into the aqueous titanium sulfate solution thus obtained to precipitate hydrous titanium oxide. After washing with water, pickling and secondary water washing, this was baked at a temperature of 800°C for 4 hours under air circulation. This was subjected to jet air flow pulverization treatment, and the average particle size was approximately 0.5μ.
Anatase type titanium oxide (hereinafter sometimes simply referred to as "titanium oxide") with a specific surface area of 22 m2/g was obtained.

【0031】脱イオン水6400ccに蓚酸200gを
溶解して蓚酸水溶液とし、これにメタバナジン酸アンモ
ニウム47.25g、第一リン酸アンモニウム5.98
g、塩化ニオブ18.79g、硫酸セシウム5.90g
、硝酸銀5.39gおよび三酸化アンチモン36.73
gを添加し、充分攪拌した。このようにして得られた溶
液に酸化チタン1800gを加え、乳化機により攪拌し
て触媒スラリー液を調整した。
[0031] 200 g of oxalic acid was dissolved in 6400 cc of deionized water to obtain an oxalic acid aqueous solution, and to this was added 47.25 g of ammonium metavanadate and 5.98 g of monoammonium phosphate.
g, niobium chloride 18.79g, cesium sulfate 5.90g
, 5.39 g of silver nitrate and 36.73 g of antimony trioxide.
g and stirred thoroughly. 1,800 g of titanium oxide was added to the solution thus obtained and stirred using an emulsifier to prepare a catalyst slurry.

【0032】外部から加熱できる直径35cm、長さ8
0cmのステンレス製回転炉中に直径6mmの球状で、
見掛け気孔率35%のSiC自焼結担体2000ccを
入れ、200〜250°Cに予熱しておき、炉を回転さ
せながら担体上に上記触媒スラリー液を噴霧して、触媒
活性物質を8g/100cc(担体)の割合で担持させ
た。その後、空気を流通させながら電気炉中で580°
Cの温度で6時間焼成して、触媒(A)を調製した。
[0032] Diameter 35cm, length 8 that can be heated from the outside.
A sphere with a diameter of 6 mm is placed in a stainless steel rotary furnace with a diameter of 0 cm.
Put 2000 cc of SiC self-sintering carrier with an apparent porosity of 35%, preheat it to 200 to 250°C, and spray the above catalyst slurry onto the carrier while rotating the furnace to add 8 g/100 cc of the catalytic active material. (carrier). After that, it is heated at 580° in an electric furnace while circulating air.
The catalyst (A) was prepared by firing at a temperature of C for 6 hours.

【0033】触媒(A)の組成および触媒活性物質層に
おける、0.15〜0.45μmの直径を有する細孔が
占める合計細孔容積の10μm以下の細孔が占める全細
孔容積に対する割合(容量%)、ならびに触媒の調製に
使用した酸化チタンの平均粒子径および比表面積(以下
、これらを「触媒特性」と総称する)を表1に示す。 なお、0.15〜0.45μmの直径を有する細孔が占
める容積の全細孔容積に対する割合は、水銀圧入式ポロ
シメーターによる細孔分布の測定結果より求めた。
The composition of the catalyst (A) and the ratio of the total pore volume occupied by pores with a diameter of 0.15 to 0.45 μm to the total pore volume occupied by pores with a diameter of 10 μm or less in the catalytically active material layer ( Table 1 shows the average particle diameter and specific surface area (hereinafter collectively referred to as "catalyst properties") of the titanium oxide used in the preparation of the catalyst. The ratio of the volume occupied by pores having a diameter of 0.15 to 0.45 μm to the total pore volume was determined from the results of measuring pore distribution using a mercury intrusion porosimeter.

【0034】上記触媒(A)の調製において、第一リン
酸アンモニウムの添加量を23.92gに変更した以外
は上記方法と同様にして触媒(B)を調製した。 触媒(B)の触媒特性を表1に示す。 なお、触媒(B)中のリン成分含量は触媒(A)のそれ
よりも多く、触媒(B)の活性は触媒(A)の活性より
も高い。 (酸化反応) 355°Cの温度に保たれた溶融塩浴中に浸した内径2
5mm、長さ3mの鉄製反応管に、先ず触媒(B)を後
段触媒として原料ガス出口部に1mの高さに充填し、次
いで触媒(A)を前段触媒として入口部に1.5mの高
さに充填した。
Catalyst (B) was prepared in the same manner as above, except that the amount of monoammonium phosphate added in the preparation of catalyst (A) was changed to 23.92 g. Table 1 shows the catalytic properties of catalyst (B). Note that the phosphorus component content in the catalyst (B) is higher than that in the catalyst (A), and the activity of the catalyst (B) is higher than that of the catalyst (A). (Oxidation reaction) I.D. 2 immersed in a molten salt bath maintained at a temperature of 355°C.
A 5 mm, 3 m long iron reaction tube was first filled with the catalyst (B) as a rear stage catalyst at a height of 1 m at the raw material gas outlet, and then with the catalyst (A) as a front stage catalyst at a height of 1.5 m at the inlet. I filled it up.

【0035】オルトキシレンを酸素10容量%、水蒸気
10容量%および窒素80容量%よりなる合成ガスに対
して85g/Nm3 (合成ガス)の割合で混合した混
合ガスを上記反応管の上部入口から空間速度(SV)2
500hr−1(STP)で導入してオルトキシレンの
酸化反応を行った。反応初期、反応開始から3ヵ月後、
反応開始から6ヵ月後の無水フタル酸の収率を測定し、
その結果を表2に示した。なお、オルトキシレンの転化
率はほぼ100%であり、上記収率は無水フタル酸の選
択率とみなし得るものである。
A mixed gas of 85 g/Nm3 (synthesis gas) of ortho-xylene was mixed with a synthesis gas consisting of 10% by volume of oxygen, 10% by volume of water vapor, and 80% by volume of nitrogen, and was introduced into the space from the upper inlet of the reaction tube. Speed (SV)2
The oxidation reaction of ortho-xylene was carried out by introducing at 500 hr-1 (STP). In the early stage of the reaction, 3 months after the start of the reaction,
Measure the yield of phthalic anhydride 6 months after the start of the reaction,
The results are shown in Table 2. Note that the conversion rate of ortho-xylene was approximately 100%, and the above yield can be considered as the selectivity of phthalic anhydride.

【0036】 −実施例2− 実施例1(触媒の調製)において、硝酸銀5.39gの
代わりに硫酸銀4.94gを使用した以外は実施例1(
触媒の調製)と同様にして触媒(C)、(D)を調製し
、以下実施例1(酸化反応)と同様にして酸化反応を行
った。触媒(C)、(D)の触媒特性を表1に、酸化反
応の結果を表2に示す。
-Example 2- In Example 1 (preparation of catalyst), Example 1 (preparation of catalyst) was performed except that 4.94 g of silver sulfate was used instead of 5.39 g of silver nitrate.
Catalysts (C) and (D) were prepared in the same manner as in Example 1 (Preparation of Catalyst), and an oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 (oxidation reaction). Table 1 shows the catalyst properties of catalysts (C) and (D), and Table 2 shows the results of the oxidation reaction.

【0037】 −実施例3− 実施例1(触媒の調製)において、硝酸銀5.39gの
代わりにリン酸銀4.42gを使用した以外は実施例1
(触媒の調製)と同様にして触媒(E)、(F)を調製
し、以下実施例1(酸化反応)と同様にして酸化反応を
行った。触媒(E)、(F)の触媒特性を表1に、酸化
反応の結果を表2に示す。
-Example 3- Example 1 except that in Example 1 (preparation of catalyst), 4.42 g of silver phosphate was used instead of 5.39 g of silver nitrate.
Catalysts (E) and (F) were prepared in the same manner as in (Preparation of catalyst), and an oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 (oxidation reaction). The catalytic properties of catalysts (E) and (F) are shown in Table 1, and the results of the oxidation reaction are shown in Table 2.

【0038】 −比較例1− 実施例1(触媒の調製)において、硫酸セシウムの添加
量を8.25gとし、また銀を添加しなかった以外は実
施例1(触媒の調製)と同様にして触媒(K)、(L)
を調製し、以下実施例1(酸化反応)と同様にして酸化
反応を行った。触媒(K)、(L)の触媒特性を表1に
、酸化反応の結果を表2に示す。
- Comparative Example 1 - In Example 1 (preparation of catalyst), the same procedure as in Example 1 (preparation of catalyst) was carried out except that the amount of cesium sulfate added was 8.25 g and silver was not added. Catalyst (K), (L)
was prepared, and an oxidation reaction was performed in the same manner as in Example 1 (oxidation reaction). Table 1 shows the catalyst properties of catalysts (K) and (L), and Table 2 shows the results of the oxidation reaction.

【0039】 −実施例4− (触媒の調製) イルメナイトに80%の濃硫酸を混合し、充分反応を行
った後、水で希釈して硫酸チタン水溶液とした。これに
還元剤として鉄片を加え、イルメナイト中の鉄分を第一
鉄イオンに還元した後、冷却して硫酸第一鉄として析出
分離した。このようにして得られた硫酸チタン水溶液に
、150°Cに加熱された水蒸気を吹き込み、含水酸化
チタンを沈澱させた。これを水洗、酸洗および二次水洗
した後、700°Cの温度で空気流通下4時間焼成した
。これをジェット気流粉砕処理し、平均粒子径約0.4
5μmでBET法で測定した比表面積33m2 /gの
アナターゼ型酸化チタンを得た。
-Example 4- (Preparation of catalyst) Ilmenite was mixed with 80% concentrated sulfuric acid, and after sufficiently reacting, it was diluted with water to obtain an aqueous titanium sulfate solution. Iron pieces were added as a reducing agent to reduce the iron in the ilmenite to ferrous ions, which were then cooled and separated as ferrous sulfate. Steam heated to 150°C was blown into the aqueous titanium sulfate solution thus obtained to precipitate hydrous titanium oxide. After washing with water, pickling and secondary water washing, this was baked at a temperature of 700°C for 4 hours under air circulation. This was subjected to jet stream pulverization treatment, and the average particle size was approximately 0.4.
Anatase type titanium oxide with a specific surface area of 33 m2/g measured by BET method at 5 μm was obtained.

【0040】脱イオン水6400ccに蓚酸900gを
溶解させて蓚酸水溶液とし、この水溶液にメタバナジン
酸アンモニウム408.60g、第一リン酸アンモニウ
ム10.34g、塩化ニオブ17.33g、硫酸セシウ
ム2.72g、硫酸カリウム3.92g、硝酸銀31.
05gおよび三酸化アンチモン42.35gを添加し、
充分攪拌した。このようにして得られた溶液に上記酸化
チタン1800gを加え、乳化機により攪拌して、触媒
スラリーを調製した。
Dissolve 900 g of oxalic acid in 6400 cc of deionized water to make an oxalic acid aqueous solution, and add 408.60 g of ammonium metavanadate, 10.34 g of monoammonium phosphate, 17.33 g of niobium chloride, 2.72 g of cesium sulfate, and sulfuric acid to this aqueous solution. Potassium 3.92g, silver nitrate 31.
05g and 42.35g of antimony trioxide,
Stir thoroughly. 1800 g of the above titanium oxide was added to the solution thus obtained and stirred using an emulsifier to prepare a catalyst slurry.

【0041】上記スラリーを用い、実施例1と同様にし
て触媒活性物質を担持させた。担持率は8.0g/10
0cc(担体)であった。その後、空気を流通させなが
ら電気炉中560°Cの温度で6時間焼成して触媒(G
)を調製した。上記触媒(G)の調製において、第一リ
ン酸アンモニウムの使用量を31.02gとした以外は
触媒(G)の調製と同様にして触媒(H)を調製した。 (酸化反応) 365°Cに保たれた溶融塩浴中に浸した内径25mm
、長さ3mの鉄製反応管に先ず後段触媒として触媒(H
)を1mの高さに充填し、次いで前段触媒として触媒(
G)を1.5mの高さに充填し、反応管上部からナフタ
レンを酸素10容量%、水蒸気10容量%および窒素8
0容量%からなる合成ガスに対して85g/Nm3 (
合成ガス)の割合で混合したガスを空間速度2500h
r−1(STP)で導入して酸化反応を行った。
[0041] Using the above slurry, a catalytically active substance was supported in the same manner as in Example 1. The loading rate is 8.0g/10
It was 0 cc (carrier). Thereafter, the catalyst (G
) was prepared. Catalyst (H) was prepared in the same manner as in the preparation of catalyst (G) except that the amount of monoammonium phosphate used was 31.02 g. (Oxidation reaction) 25 mm inner diameter immersed in a molten salt bath maintained at 365°C
, a catalyst (H
) was packed to a height of 1 m, and then a catalyst (
G) was filled to a height of 1.5 m, and naphthalene was added from the top of the reaction tube to 10% by volume of oxygen, 10% by volume of steam, and 8% of nitrogen.
85 g/Nm3 (
Synthetic gas) mixed gas at a space velocity of 2500h
It was introduced at r-1 (STP) and an oxidation reaction was performed.

【0042】触媒(G)、(H)の触媒特性を表1に、
酸化反応の結果を表2に示す。 −比較例2− 実施例4(触媒の調製)において、硫酸カリウムの添加
量を1.96gとし、また硝酸銀の添加量を77.63
gとした以外は触媒(G)、(H)の調製と同様にして
触媒(M)、(N)を調製し、以下実施例4(酸化反応
)と同様にして反応を行った。
The catalyst properties of catalysts (G) and (H) are shown in Table 1.
The results of the oxidation reaction are shown in Table 2. - Comparative Example 2 - In Example 4 (preparation of catalyst), the amount of potassium sulfate added was 1.96 g, and the amount of silver nitrate added was 77.63 g.
Catalysts (M) and (N) were prepared in the same manner as in the preparation of catalysts (G) and (H), except that g was used, and the reaction was carried out in the same manner as in Example 4 (oxidation reaction).

【0043】触媒(M)、(N)の触媒特性を表1に、
酸化反応の結果を表2に示す。 −実施例5− (触媒の調製) 脱イオン水6400ccに蓚酸200gを溶解して蓚酸
水溶液を調製し、この水溶液にメタバナジン酸アンモニ
ウム96.48g、硫酸セシウム4.82g、硝酸タリ
ウム1.18gおよび硝酸銀2.75gを添加し、充分
攪拌した。このようにして得られた溶液に実施例1で使
用したと同じアナターゼ型チタンをTiO2 として1
800gを添加し、乳化機により攪拌してスラリーを得
た。
The catalyst properties of catalysts (M) and (N) are shown in Table 1.
The results of the oxidation reaction are shown in Table 2. - Example 5 - (Preparation of catalyst) An oxalic acid aqueous solution was prepared by dissolving 200 g of oxalic acid in 6400 cc of deionized water, and to this aqueous solution, 96.48 g of ammonium metavanadate, 4.82 g of cesium sulfate, 1.18 g of thallium nitrate, and silver nitrate were added. 2.75 g was added and thoroughly stirred. The same anatase-type titanium used in Example 1 was added to the solution obtained in this manner as TiO2.
800 g was added and stirred using an emulsifier to obtain a slurry.

【0044】上記スラリーを用い、実施例1と同様の方
法で触媒活性物質を担持させた。担持量は、8.0g/
100cc(担体)であった。その後、空気を流通させ
ながら電気炉中で550℃の温度で6時間焼成して触媒
(I)(前段触媒)を調製した。上記触媒(I)の調製
において、硫酸セシウムおよび硝酸タリウムの代わりに
硝酸ルビジウム2.96gを使用した以外は触媒(I)
の調製と同様にして触媒(J)(後段触媒)を調製した
。 (酸化反応) 実施例1において、原料ガスとして、酸素21容量%お
よび窒素79容量%からなる合成ガスに対し、オルトキ
シレンを70g/Nm3 (合成ガス)の割合で混合し
た混合ガスを使用し、これを反応管の上部入口から空間
速度3000hr−1(STP)で導入した以外は実施
例1と同様にして酸化反応を行った。
[0044] Using the above slurry, a catalytically active substance was supported in the same manner as in Example 1. The supported amount is 8.0g/
It was 100cc (carrier). Thereafter, the mixture was calcined in an electric furnace at a temperature of 550° C. for 6 hours while circulating air to prepare catalyst (I) (first stage catalyst). Catalyst (I) except that 2.96 g of rubidium nitrate was used instead of cesium sulfate and thallium nitrate in the preparation of catalyst (I) above.
Catalyst (J) (second stage catalyst) was prepared in the same manner as in the preparation of. (Oxidation reaction) In Example 1, a mixed gas in which ortho-xylene was mixed at a ratio of 70 g/Nm3 (synthesis gas) to a synthesis gas consisting of 21% by volume of oxygen and 79% by volume of nitrogen was used as the raw material gas, An oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that this was introduced from the upper inlet of the reaction tube at a space velocity of 3000 hr-1 (STP).

【0045】触媒(I)、(J)の触媒特性を表1に、
酸化反応の結果を表2に示す。 −実施例6− 実施例5(触媒の調製)における触媒(I)の調製にお
いて、塩化ニオブ19.06gを加える以外は触媒(I
)の調製と同様にして触媒(Q)を調製した。また、触
媒(J)の調製において、硝酸ルビジウムの添加量を4
.44gとしリン酸第一アンモニウム6.08gを加え
た以外は触媒(J)の調製と同様にして触媒(R)を調
製した。
The catalyst properties of catalysts (I) and (J) are shown in Table 1.
The results of the oxidation reaction are shown in Table 2. - Example 6 - In the preparation of catalyst (I) in Example 5 (preparation of catalyst), catalyst (I) was prepared except that 19.06 g of niobium chloride was added.
Catalyst (Q) was prepared in the same manner as in the preparation of ). In addition, in preparing the catalyst (J), the amount of rubidium nitrate added was
.. Catalyst (R) was prepared in the same manner as in the preparation of catalyst (J) except that 6.08 g of primary ammonium phosphate was added.

【0046】以下実施例5(酸化反応)と同様にして酸
化反応を行った。触媒(Q)、(R)の触媒特性を表1
に、酸化反応の結果を表2に示す。 −実施例7− 実施例5(触媒の調製)において、三酸化アンチモン1
8.75gを加えた以外は実施例5(触媒の調製)と同
様にして触媒(S)、(T)を調製し、以下実施例5(
酸化反応)と同様にして酸化反応を行った。
An oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5 (oxidation reaction). Table 1 shows the catalyst characteristics of catalysts (Q) and (R).
Table 2 shows the results of the oxidation reaction. - Example 7 - In Example 5 (preparation of catalyst), antimony trioxide 1
Catalysts (S) and (T) were prepared in the same manner as in Example 5 (preparation of catalyst) except that 8.75 g was added.
The oxidation reaction was carried out in the same manner as in (oxidation reaction).

【0047】触媒(S)、(T)の触媒特性を表1に、
酸化反応の結果を表2に示す。 −実施例8− 実施例5(触媒の調製)における触媒(I)の調製にお
いて、硫酸セシウムの添加量を6.02gとし塩化ニオ
ブ19.06gおよびリン酸第一アンモニウム6.08
gを加えた以外は触媒(I)の調製と同様にして触媒(
U)調製した。
The catalyst characteristics of catalysts (S) and (T) are shown in Table 1.
The results of the oxidation reaction are shown in Table 2. - Example 8 - In the preparation of catalyst (I) in Example 5 (preparation of catalyst), the amount of cesium sulfate added was 6.02 g, 19.06 g of niobium chloride and 6.08 g of primary ammonium phosphate.
Catalyst (I) was prepared in the same manner as in the preparation of catalyst (I) except that g was added.
U) Prepared.

【0048】また、触媒(J)の調製において、硝酸ル
ビジウムの添加量を4.44gとしリン酸第一アンモニ
ウム6.08gおよび三酸化アンチモン18.75gを
加えた以外は触媒(J)の調製と同様にして触媒(V)
を調製した。以下実施例5(酸化反応)と同様にして酸
化反応を行った。触媒(U)、(V)の触媒特性を表1
に、酸化反応の結果を表2に示す。
In the preparation of catalyst (J), the same procedure as that of catalyst (J) was carried out except that the amount of rubidium nitrate added was 4.44 g, and 6.08 g of primary ammonium phosphate and 18.75 g of antimony trioxide were added. Similarly, the catalyst (V)
was prepared. Thereafter, an oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5 (oxidation reaction). Table 1 shows the catalyst properties of catalysts (U) and (V).
Table 2 shows the results of the oxidation reaction.

【0049】 −実施例9− 実施例5(触媒の調製)における触媒(I)の調製にお
いて、塩化ニオブ19.06gおよび三酸化アンチモン
18.75gを加えた以外は触媒(I)の調製と同様に
して触媒(W)調製した。また、触媒(J)の調製にお
いて、硝酸ルビジウムの添加量を4.44gとし塩化ニ
オブ19.06g、リン酸第一アンモニウム6.08g
および三酸化アンチモン18.75gを加えた以外は触
媒(J)の調製と同様にして触媒(X)を調製した。
-Example 9- The preparation of catalyst (I) in Example 5 (preparation of catalyst) was the same as the preparation of catalyst (I) except that 19.06 g of niobium chloride and 18.75 g of antimony trioxide were added. A catalyst (W) was prepared. In addition, in the preparation of catalyst (J), the amount of rubidium nitrate added was 4.44 g, niobium chloride was 19.06 g, and primary ammonium phosphate was 6.08 g.
A catalyst (X) was prepared in the same manner as the preparation of the catalyst (J) except that 18.75 g of antimony trioxide was added.

【0050】以下実施例5(酸化反応)と同様にして酸
化反応を行った。触媒(W)、(X)の触媒特性を表1
に、酸化反応の結果を表2に示す。 −比較例3− 実施例5(触媒の調製)における触媒(I)の調製にお
いて、硫酸セシウムの添加量を6.03gとし、また硝
酸銀を添加しなかった以外は触媒(I)の調製と同様に
して触媒(O)(前段触媒)を調製した。
An oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5 (oxidation reaction). Table 1 shows the catalyst properties of catalysts (W) and (X).
Table 2 shows the results of the oxidation reaction. - Comparative Example 3 - In the preparation of catalyst (I) in Example 5 (preparation of catalyst), the same as the preparation of catalyst (I) except that the amount of cesium sulfate added was 6.03 g and silver nitrate was not added. A catalyst (O) (first stage catalyst) was prepared.

【0051】また、触媒(O)の調製において、硝酸ル
ビジウムの添加量を4.44gとし、また硝酸銀を添加
しなかった以外は触媒(O)の調製と同様にして触媒(
P)(後段触媒)を調製した。以下、実施例5と同様に
して酸化反応を行った。触媒(O)、(P)の触媒特性
を表1に、酸化反応の結果を表2に示す。
In addition, in preparing the catalyst (O), the catalyst (O) was prepared in the same manner as in the preparation of the catalyst (O), except that the amount of rubidium nitrate added was 4.44 g, and silver nitrate was not added.
P) (second stage catalyst) was prepared. Thereafter, an oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5. Table 1 shows the catalyst properties of catalysts (O) and (P), and Table 2 shows the results of the oxidation reaction.

【0052】上記実施例および比較例において、酸化反
応は触媒に対する負荷を一定にして継続し、その間、オ
ルソキシレンの酸化反応の場合は副生するフタリドの量
を0.1重量%以下に制御するように溶融塩温度を設定
し、またナフタレンの酸化反応の場合は副生するナフト
キノンの量を0.5重量%以下に制御するように溶融塩
温度を設定した。
In the above Examples and Comparative Examples, the oxidation reaction is continued with a constant load on the catalyst, and during this time, in the case of the oxidation reaction of ortho-xylene, the amount of by-produced phthalide is controlled to 0.1% by weight or less. The molten salt temperature was set as follows, and in the case of the naphthalene oxidation reaction, the molten salt temperature was set so as to control the amount of by-produced naphthoquinone to 0.5% by weight or less.

【0053】[0053]

【表1】[Table 1]

【0054】[0054]

【表2】[Table 2]

【0055】[0055]

【表3】[Table 3]

【0056】実施例1から3と比較例1との比較、およ
び実施例5から9と比較例3との比較から、銀を添加す
ることによる無水フタル酸収率の向上は明かであり、ま
た実施例4と比較例2との比較から、銀の添加量に制限
があることが分かる。表1および表2に示したように、
この発明にかかる銀を添加した触媒は、添加しないもの
に比べ、約2%の無水フタル酸収率の向上が認められ、
さらに、3ヵ月および6ヵ月経過後の性能も非常に安定
しており、大きな経済効果が期待できる。例えば、現在
、年間4万トンの無水フタル酸を製造しているとすれば
、2%の収率の向上により4百トンの無水フタル酸が原
料の消費量を増やすことなく得られることとなるのであ
る。
From the comparison between Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, and the comparison between Examples 5 to 9 and Comparative Example 3, it is clear that the yield of phthalic anhydride is improved by adding silver. A comparison between Example 4 and Comparative Example 2 shows that there is a limit to the amount of silver added. As shown in Tables 1 and 2,
The catalyst to which silver is added according to the present invention has an approximately 2% improvement in the yield of phthalic anhydride compared to the catalyst without silver.
Furthermore, the performance after 3 and 6 months is also very stable, and great economic effects can be expected. For example, if we currently produce 40,000 tons of phthalic anhydride per year, a 2% increase in yield would allow us to obtain 400 tons of phthalic anhydride without increasing raw material consumption. It is.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  オルトキシレンおよび/またはナフタ
レンを分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより気相
接触酸化して無水フタル酸を製造するための触媒におい
て、酸化バナジウムをV2 O5 として1〜20重量
部、比表面積が10〜60m2 /gのアナターゼ型酸
化チタンをTiO2 として99〜80重量部、さらに
これら2成分の合計100重量部当りカリウム、セシウ
ム、ルビジウムおよびタリウムから選ばれる少なくとも
1種の元素を酸化物として0.05〜1.2重量部およ
び銀をAg2 Oとして0.05〜2重量部含有する触
媒活性物質を耐熱性無機質担体に担持させてなることを
特徴とする無水フタル酸製造用触媒。
Claim 1. A catalyst for producing phthalic anhydride by vapor phase catalytic oxidation of orthoxylene and/or naphthalene with molecular oxygen or a molecular oxygen-containing gas, comprising 1 to 20 parts by weight of vanadium oxide as V2O5. 99 to 80 parts by weight of anatase titanium oxide having a specific surface area of 10 to 60 m2/g as TiO2, and further oxidizing at least one element selected from potassium, cesium, rubidium, and thallium per 100 parts by weight of these two components in total. A catalyst for producing phthalic anhydride, characterized in that a catalytically active material containing 0.05 to 1.2 parts by weight as Ag2O and 0.05 to 2 parts by weight of silver as Ag2O is supported on a heat-resistant inorganic carrier. .
【請求項2】  オルトキシレンおよび/またはナフタ
レンを分子状酸素または分子状酸素含有ガスにより気相
接触酸化して無水フタル酸を製造するための触媒におい
て、酸化バナジウムをV2 O5 として1〜20重量
部、比表面積が10〜60m2 /gのアナターゼ型酸
化チタンをTiO2 として99〜80重量部、さらに
これら2成分の合計100重量部当りニオブをNb2 
O5 として0〜1重量部、カリウム、セシウム、ルビ
ジウムおよびタリウムから選ばれる少なくとも1種の元
素を酸化物として0.05〜1.2重量部、リンをP2
 O5 として0〜1.2重量部、アンチモンをSb2
 O3 として0〜5重量部、および銀をAg2 Oと
して0.05〜2重量部含有する(ただし、ニオブ、リ
ン、およびアンチモンのそれぞれの含有量が同時に0と
なることはない)触媒活性物質を耐熱性無機質担体に担
持させてなることを特徴とする無水フタル酸製造用触媒
2. A catalyst for producing phthalic anhydride by vapor phase catalytic oxidation of orthoxylene and/or naphthalene with molecular oxygen or a molecular oxygen-containing gas, comprising 1 to 20 parts by weight of vanadium oxide as V2O5. , anatase type titanium oxide with a specific surface area of 10 to 60 m2/g as TiO2, and 99 to 80 parts by weight of TiO2, and niobium as Nb2 per 100 parts by weight of these two components in total.
0 to 1 part by weight as O5, 0.05 to 1.2 parts by weight as an oxide of at least one element selected from potassium, cesium, rubidium, and thallium, and P2 as phosphorus.
0 to 1.2 parts by weight as O5, antimony as Sb2
A catalytically active material containing 0 to 5 parts by weight as O3 and 0.05 to 2 parts by weight as Ag2O (however, the content of each of niobium, phosphorus, and antimony will not be 0 at the same time). A catalyst for producing phthalic anhydride characterized by being supported on a heat-resistant inorganic carrier.
【請求項3】  耐熱性無機質担体に担持した触媒活性
物質層において、0.15〜0.45μmの直径を有す
る細孔が占める合計細孔容積が10μm以下の直径を有
する細孔が占める全細孔容積の50%以上である請求項
1または2記載の無水フタル酸製造用触媒。
3. In a catalytically active material layer supported on a heat-resistant inorganic support, the total pore volume occupied by pores with a diameter of 0.15 to 0.45 μm is the total pore volume occupied by pores with a diameter of 10 μm or less. The catalyst for producing phthalic anhydride according to claim 1 or 2, wherein the pore volume is 50% or more.
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