JPH04257573A - Production of dicarboxylic acid anhydride - Google Patents

Production of dicarboxylic acid anhydride

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JPH04257573A
JPH04257573A JP3018904A JP1890491A JPH04257573A JP H04257573 A JPH04257573 A JP H04257573A JP 3018904 A JP3018904 A JP 3018904A JP 1890491 A JP1890491 A JP 1890491A JP H04257573 A JPH04257573 A JP H04257573A
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dicarboxylic acid
vanadium
acid anhydride
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Masayoshi Murayama
村山 正義
Kenji Shima
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Masumi Ito
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Abstract

PURPOSE:To produce a dicarboxylic acid anhydride by vapor phase catalytic oxidation reaction of >=4C hydrocarbon, where the reactional activity and selectivity are remarkably improved. CONSTITUTION:In a method for producing a dicarboxylic acid by vapor phase catalytic oxidation reaction from >=4C hydrocarbon, an oxide complex having a specific X ray diffraction spectrum (precursor oxide) consisting of (1) a quadivalent vanadium compound, (2) pentavalent phosphorus compound and, as necessary, (3) a promoter selected from a group composed of iron, chromium, cobalt, nickel, zirconium and titanium and is subjected to wet grinding in a specific organic solvent and calcine the complex oxide or the precursor, and then the calcined oxide is wet-ground in an organic solvent to form a crystalline oxide, and is used as the catalyst.

Description

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

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ジカルボン酸無水物の
製造方法に関する。詳しくは、炭素数4以上の炭化水素
の気相接触酸化反応による無水マレイン酸の製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing dicarboxylic anhydrides. Specifically, the present invention relates to a method for producing maleic anhydride by a gas phase catalytic oxidation reaction of a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms.

【0002】0002

【従来の技術】バナジウム−リン系複合酸化物は、炭素
数4以上の炭化水素の気相接触酸化反応による無水マレ
イン酸の製造に有効な触媒成分であることが広く知られ
ている。特に低反応性であるn−ブタンの場合には(V
O)2 P2 O7 (ピロリン酸ジバナジル)と呼ば
れる化合物が触媒成分として用いられている(E.Bo
rdes, P.Courtine, J.Catal
., 57, 236 −252,(1979))。
BACKGROUND OF THE INVENTION Vanadium-phosphorus composite oxides are widely known to be effective catalyst components for the production of maleic anhydride through gas phase catalytic oxidation reactions of hydrocarbons having 4 or more carbon atoms. Especially in the case of n-butane, which has low reactivity (V
A compound called O)2 P2 O7 (divanadyl pyrophosphate) is used as a catalyst component (E.Bo
rdes, P. Courtine, J. Catal
.. , 57, 236-252, (1979)).

【0003】この化合物は、X線回折スペクトル(対陰
極;Cu−Kα)において14.2°、15.7°、1
8.5°、23.0°、28.4°、30.0°、33
.7°及び36.8°なる回折角(2θ;±0.2°)
に主要ピーク(第2のX線回折ピーク)を示す。通常、
この化合物は適当な担体と混合され触媒として成形され
た後、固定床或いは流動床反応装置で使用される。
This compound has an X-ray diffraction spectrum (anticathode; Cu-Kα) of 14.2°, 15.7°, 1
8.5°, 23.0°, 28.4°, 30.0°, 33
.. Diffraction angles of 7° and 36.8° (2θ; ±0.2°)
shows the main peak (second X-ray diffraction peak). usually,
This compound is mixed with a suitable carrier and formed as a catalyst before being used in a fixed bed or fluidized bed reactor.

【0004】この触媒化にあたって、ピロリン酸ジバナ
ジルを水中で湿式粉砕することにより触媒活性が改善さ
れることが、特開昭57−122944号公報に報告さ
れている。また、特開昭62−203851号公報には
、触媒である酸化物、バナジウム−リン含有水溶液及び
シリカゾルを混合した水性スラリーから流動触媒を調製
する方法が報告されているが、その際にも酸化物を湿式
或いは乾式粉砕することが推奨されている。
[0004] In this catalytic process, it is reported in JP-A-57-122944 that the catalytic activity is improved by wet-pulverizing divanadyl pyrophosphate in water. Furthermore, JP-A No. 62-203851 reports a method of preparing a fluidized catalyst from an aqueous slurry in which a catalyst oxide, a vanadium-phosphorus-containing aqueous solution, and silica sol are mixed. Wet or dry grinding of the material is recommended.

【0005】また、特開昭60−227835号公報に
は、一旦粉砕して直径0.5μmより小さくしたピロリ
ン酸ジバナジルをさらにリン酸水溶液中で粉砕すること
により触媒の耐摩砕抵抗性が改善されることが報告され
ている。これらは、触媒中の活性成分である酸化物を粉
砕することにより、活性を増大させ、そして流動性や強
度を改善することに寄与していると考えられる。
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 60-227835 discloses that divanadyl pyrophosphate, which has been pulverized to a diameter smaller than 0.5 μm, is further pulverized in an aqueous phosphoric acid solution to improve the attrition resistance of the catalyst. It has been reported that These are thought to contribute to increasing activity and improving fluidity and strength by crushing oxides that are active components in the catalyst.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法はいずれも水中または水性媒体中での湿式粉砕処理
であり、十分な活性・選択性の発現には不十分であった
[Problems to be Solved by the Invention] However, all of the conventional methods involve wet pulverization treatment in water or an aqueous medium, which is insufficient for expressing sufficient activity and selectivity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
反応活性、選択性が顕著に改善されたジカルボン酸無水
物の製造法を提供することを目的として粉砕操作が触媒
に及ぼす効果について鋭意検討した結果、粉砕を行うに
あたって、水以外の有機媒体、特に芳香族炭化水素又は
含酸素有機化合物を使用した場合に顕著な反応活性、選
択性の改善がみられることを見い出し、本発明に到達し
た。
[Means for solving the problem] Therefore, the present inventors
With the aim of providing a method for producing dicarboxylic acid anhydrides with markedly improved reaction activity and selectivity, we have conducted intensive studies on the effects of pulverization on catalysts. The inventors have discovered that when aromatic hydrocarbons or oxygen-containing organic compounds are used, remarkable improvements in reaction activity and selectivity can be seen, and the present invention has been achieved.

【0008】即ち、本発明の要旨は、炭素数4以上の炭
化水素から気相接触酸化反応によりジカルボン酸無水物
を製造する方法において、触媒として(1)4価のバナ
ジウムの化合物、(2)5価のリンの化合物、及び(3
)必要によって鉄、クロム、コバルト、ニッケル、ジル
コニウム及びチタンからなる群から選ばれる促進剤から
なり、特定のX線回折スペクトル有する複合酸化物(前
駆体酸化物)を芳香族炭化水素溶媒または含酸素有機溶
媒中で湿式粉砕した後、焼成することにより、あるいは
前駆体を焼成した後、焼成体酸化物を芳香族炭化水素溶
媒または含酸素有機溶媒中で湿式粉砕して得られるリン
−バナジウム系結晶性酸化物を用いることを特徴とする
ジカルボン酸無水物の製造方法に存する。
That is, the gist of the present invention is to provide a method for producing a dicarboxylic acid anhydride from a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms by a gas phase catalytic oxidation reaction, in which (1) a compound of tetravalent vanadium, (2) a compound of tetravalent vanadium is used as a catalyst; a compound of pentavalent phosphorus, and (3
) If necessary, a composite oxide (precursor oxide) consisting of a promoter selected from the group consisting of iron, chromium, cobalt, nickel, zirconium, and titanium and having a specific X-ray diffraction spectrum is mixed with an aromatic hydrocarbon solvent or an oxygen-containing solvent. Phosphorus-vanadium crystals obtained by wet-pulverizing in an organic solvent and then firing, or by firing a precursor and then wet-pulverizing a fired oxide in an aromatic hydrocarbon solvent or an oxygen-containing organic solvent. The present invention relates to a method for producing a dicarboxylic acid anhydride, characterized in that a dicarboxylic acid anhydride is used.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。触媒とし
て用いるリン−バナジウム系結晶性酸化物は、通常その
前駆体酸化物の焼成によって製造される。この前駆体酸
化物は、X線回折スペクトル(対陰極;Cu−Kα)に
おいて15.6°、19.6°、24.2°、27.1
°、28.8°、30.5°、32.0°および33.
8°なる回折角(2θ;±0.2°)に主要ピーク(第
1のX線回折ピーク)を有する。
The present invention will be explained in detail below. The phosphorus-vanadium crystalline oxide used as a catalyst is usually produced by calcining its precursor oxide. This precursor oxide has 15.6°, 19.6°, 24.2°, and 27.1° in the X-ray diffraction spectrum (anticathode; Cu-Kα).
°, 28.8°, 30.5°, 32.0° and 33.
It has a main peak (first X-ray diffraction peak) at a diffraction angle of 8° (2θ; ±0.2°).

【0010】前駆体酸化物の製造法は多数報告されてお
り、その例をいくつか下記に示す。 ■  五酸化バナジウムをリン酸の存在下、イソブタノ
ールなどの還元性有機溶剤で還元、加熱してスラリーを
得る(特公昭57−8761号)。 ■  五酸化バナジウムをリン酸の存在下、ヒドラジン
などの無機還元剤で還元した後、水熱条件下で処理して
スラリーを得る(特開昭57−32110号)。 前駆体酸化物は、スラリーの蒸発乾固、噴霧乾燥、遠心
分離、濾過等によって固体として取り出すことができる
[0010] Many methods for producing precursor oxides have been reported, some examples of which are shown below. (2) Vanadium pentoxide is reduced with a reducing organic solvent such as isobutanol in the presence of phosphoric acid and heated to obtain a slurry (Japanese Patent Publication No. 8761/1983). (2) Vanadium pentoxide is reduced with an inorganic reducing agent such as hydrazine in the presence of phosphoric acid, and then treated under hydrothermal conditions to obtain a slurry (JP-A-57-32110). The precursor oxide can be removed as a solid by evaporating the slurry to dryness, spray drying, centrifugation, filtration, or the like.

【0011】得られた前駆体酸化物は窒素、アルゴン等
の不活性ガス;空気;不活性ガスで希釈された空気;ブ
タン、ブテン等を含有する空気等の雰囲気下、マッフル
炉、ロータリーキルン、流動床焼成炉等の装置を用いて
焼成することにより、第2のX線回折ピークを有するピ
ロリン酸ジバナジルを主成物とする酸化物(焼成体酸化
物)に変換する。焼成温度は通常300〜700℃の範
囲である。
The obtained precursor oxide is heated in a muffle furnace, rotary kiln, or fluidized in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon; air; air diluted with an inert gas; or air containing butane, butene, etc. By firing using a device such as a floor firing furnace, it is converted into an oxide (fired product oxide) whose main component is divanadyl pyrophosphate, which has a second X-ray diffraction peak. The firing temperature is usually in the range of 300 to 700°C.

【0012】本発明においては、上記前駆体酸化物ある
いは焼成体酸化物を芳香族炭化水素溶媒または含酸素有
機化合物溶媒の存在下粉砕することを特徴とする。芳香
族炭化水素溶媒および含酸素有機化合物溶媒としては、
トルエンなどの芳香族炭化水素類イソブタノール、エチ
レングリコールなどのアルコール類、テトラヒドロフラ
ンなどのエーテル類が用いられ、特にイソブタノールま
たはトルエンを用いるのが好ましい。これらの溶媒は単
独で用いても混合して用いてもよい。
The present invention is characterized in that the precursor oxide or fired oxide is pulverized in the presence of an aromatic hydrocarbon solvent or an oxygen-containing organic compound solvent. As aromatic hydrocarbon solvents and oxygen-containing organic compound solvents,
Aromatic hydrocarbons such as toluene, isobutanol, alcohols such as ethylene glycol, and ethers such as tetrahydrofuran are used, and it is particularly preferable to use isobutanol or toluene. These solvents may be used alone or in combination.

【0013】粉砕は、ハンマーミル、ジェットミル、コ
ロイドミル、サンドグラインダー等の適当な湿式または
乾式の粉砕装置を用い、平均粒子径が0.5μm以下に
なるまで行うことが望ましい。
The pulverization is desirably carried out using a suitable wet or dry pulverizer such as a hammer mill, jet mill, colloid mill, or sand grinder until the average particle size is 0.5 μm or less.

【0014】上記のようにして粉砕された前駆体酸化物
または焼成体酸化物は噴霧乾燥、遠心分離などの適当な
手段によって回収される。
The precursor oxide or calcined oxide pulverized as described above is recovered by appropriate means such as spray drying or centrifugation.

【0015】本発明方法により粉砕され、回収された前
駆体酸化物は、それ自体を触媒として或いは触媒の活性
成分として、或いはそれらの前駆体として、ブタン、ブ
テン、1,3−ブタジエン等の炭素数4以上の炭化水素
の気相酸化による無水マイレン酸の製造に好適に利用さ
れる。
The precursor oxide pulverized and recovered by the method of the present invention can be used as a catalyst itself or as an active component of a catalyst, or as a precursor thereof. It is suitably used in the production of maleic anhydride by gas phase oxidation of hydrocarbons of number 4 or more.

【0016】例えば前駆体酸化物自体を、必要により成
形助剤を併用して、ペレットその他の触媒の形状に成形
することにより、固定床触媒として使用することができ
る。また活性成分としての前駆体酸化物を担体その他の
補助成分と共に、必要により成形助剤を併用して、ペレ
ットその他の触媒の形状に成形することにより、固定床
触媒として使用することもできる。
For example, the precursor oxide itself can be used as a fixed bed catalyst by molding it into a pellet or other catalyst shape, if necessary using a molding aid. Further, the precursor oxide as an active ingredient can be used as a fixed bed catalyst by molding it into a pellet or other catalyst shape together with a carrier and other auxiliary components and, if necessary, a molding aid.

【0017】このように前駆体酸化物の形のままで触媒
化した場合、得られた触媒は通常、反応器内で400〜
600℃程度の温度で焼成され、焼成体酸化物の形に変
換されることにより活性化されて、反応に使用される。 焼成の雰囲気としては窒素、アルゴン等の不活性ガス;
空気;不活性ガスで希釈された空気;ブタン、ブテン等
を含有する空気等が好適に使用される。なお、上記焼成
による活性化を反応器外で適当な焼成炉を用いて行うこ
ともできる。
[0017] When catalyzed in the form of the precursor oxide in this way, the resulting catalyst usually has a
It is fired at a temperature of about 600°C, activated by being converted into a fired oxide form, and used for the reaction. The firing atmosphere is an inert gas such as nitrogen or argon;
Air; air diluted with an inert gas; air containing butane, butene, etc. are preferably used. Note that the activation by calcination can also be performed outside the reactor using a suitable calcination furnace.

【0018】また、本発明方法により粉砕され、回収さ
れた前駆体酸化物を焼成すると、前記の通り、焼成体酸
化物が得られる。焼成温度は通常、350〜800℃、
好ましくは400〜600℃である。焼成の雰囲気につ
いては前駆体酸化物含有触媒の焼成について上記したと
ころと同様である。
Further, when the precursor oxide pulverized and recovered by the method of the present invention is fired, a fired oxide is obtained as described above. Firing temperature is usually 350-800℃,
Preferably it is 400-600°C. The atmosphere for the calcination is the same as that described above for the calcination of the precursor oxide-containing catalyst.

【0019】前駆体酸化物を焼成した後、粉砕、回収し
て得られた焼成体酸化物または前駆体酸化物を粉砕、回
収した後、焼成して得られた焼成体酸化物は、それ自体
を触媒として、あるいは触媒の活性成分として、ブタン
、ブテン、1,3−ブタジエン等の炭素数4以上の炭化
水素の気相酸化による無水マイレン酸の製造に好適に利
用される。
[0019] The sintered oxide obtained by pulverizing and recovering the precursor oxide or the sintered oxide obtained by pulverizing and recovering the precursor oxide and then sintering itself It is suitably used in the production of maleic anhydride by gas phase oxidation of hydrocarbons having 4 or more carbon atoms, such as butane, butene, 1,3-butadiene, etc., as a catalyst or as an active component of a catalyst.

【0020】例えば焼成体酸化物自体を、必要により成
形助剤を併用して、ペレットその他の触媒の形状に成形
することにより、固定床触媒として使用することができ
る。また焼成体酸化物を活性成分として、担体その他の
補助成分と共に、必要により成形助剤を併用して、ペレ
ットその他の触媒の形状に成形することにより固定床触
媒として使用することもできる。なお、このように焼成
体酸化物を含有する触媒の場合でも上記前駆体酸化物含
有触媒の場合と同様の焼成による活性化をおこなっても
よい。
For example, the fired oxide itself can be used as a fixed bed catalyst by molding it into a pellet or other catalyst shape, using a molding aid if necessary. It can also be used as a fixed bed catalyst by forming the calcined oxide as an active ingredient into a pellet or other catalyst shape together with a carrier and other auxiliary ingredients and, if necessary, a forming aid. Note that even in the case of a catalyst containing a fired oxide as described above, activation by firing may be performed in the same manner as in the case of the catalyst containing a precursor oxide.

【0021】さらに上記の前駆体酸化物又は焼成体酸化
物を担体その他の補助成分と共に、微細な球状粒子等の
流動床触媒の形状に成形することにより、流動床触媒と
して使用することもできる。この場合の成形法としては
噴霧乾燥法を用いるのが好適である。
Furthermore, the precursor oxide or calcined oxide can be used as a fluidized bed catalyst by forming it into the shape of a fluidized bed catalyst such as fine spherical particles together with a carrier or other auxiliary components. As the molding method in this case, it is preferable to use a spray drying method.

【0022】このための特に好適な方法は、前駆体酸化
物又は焼成体酸化物からなる第一成分、バナジウム及び
リンを(好ましくはその少くとも一部をリン酸バナジル
の形で)含有する水性溶液からなる第二成分、並びにシ
リカゾルからなる第三成分を混合して水性スラリーを形
成させ、該スラリーを噴霧乾燥し、得られた固体粒子を
焼成する方法である(特開昭58−170542号、同
58−170543号等参照)。
A particularly preferred method for this is a first component consisting of a precursor oxide or calcined oxide, an aqueous solution containing vanadium and phosphorus (preferably at least in part in the form of vanadyl phosphate). In this method, a second component consisting of a solution and a third component consisting of a silica sol are mixed to form an aqueous slurry, the slurry is spray-dried, and the obtained solid particles are calcined (Japanese Patent Application Laid-open No. 170542/1983). , No. 58-170543, etc.).

【0023】このとき組成としては、第一成分は20〜
90重量%、好ましくは30〜80重量%、第三成分は
3〜60重量%、好ましくは5〜30重量%である。
[0023] At this time, the composition of the first component is 20~
90% by weight, preferably from 30 to 80% by weight, and the third component from 3 to 60% by weight, preferably from 5 to 30% by weight.

【0024】この際、上記第一成分を水性スラリー調製
以前の段階で微粉化しておくのがよく、そのためにはハ
ンマーミル、ジェットミル、コロイドミル、サンドグラ
インダー等の適当な粉砕装置を使用し、湿式法又は乾式
法で粉砕して、通常10μm以下、好適には5μm以下
の粒径となるようにする。
[0024] At this time, it is preferable to pulverize the first component before preparing the aqueous slurry, and for this purpose, use a suitable pulverizing device such as a hammer mill, jet mill, colloid mill, sand grinder, etc. It is pulverized by a wet method or a dry method to obtain a particle size of usually 10 μm or less, preferably 5 μm or less.

【0025】なお、焼成には例えばマッフル炉、ロータ
リーキルン、流動焼成炉等の任意の形式の焼成炉を用い
ることができる。焼成の雰囲気については前駆体酸化物
含有触媒の焼成について前記したところと同様である。 このようにして得られる流動床触媒は活性、流動性およ
び強度に優れている。
[0025] For firing, any type of firing furnace such as a muffle furnace, rotary kiln, fluidized fluidized furnace, etc. can be used. The atmosphere for the calcination is the same as that described above for the calcination of the precursor oxide-containing catalyst. The fluidized bed catalyst thus obtained has excellent activity, fluidity and strength.

【0026】なお、上記の噴霧乾燥によって得られる固
体粒子をペレットその他の触媒の形状に成形することに
より、固体床触媒として使用することもできる。また、
触媒中にFe、Cr、Ti、Zr等の添加物を加えるこ
とは、活性及び選択性を改善するために一般的に行われ
る手法である。(B.K.Hodnett, Cata
l. Rev., 27, 373,(1985)等参
照)。これらで修飾された触媒に対しても本発明の粉砕
方法は有効に用いることができる。
[0026] The solid particles obtained by the above spray drying can also be used as a solid bed catalyst by forming them into pellets or other catalyst shapes. Also,
Adding additives such as Fe, Cr, Ti, Zr, etc. into the catalyst is a common practice to improve activity and selectivity. (B.K. Hodnett, Cata
l. Rev. , 27, 373, (1985), etc.). The pulverization method of the present invention can also be effectively used for catalysts modified with these.

【0027】このようにして製造された触媒は、炭素数
4以上の炭化水素から気相接触酸化により無水マレイン
酸を製造するのに好適に用いることができる。好ましく
はn−ブタン、1−ブテン、2−ブテン、1,3−ブタ
ジエン又はそれらの混合物が用いられる。特に経済的に
有利なものはn−ブタン及びブテン類であり、これらは
天然ガスからの分離、或いはナフサクラッキング生成物
からの分離、或いはFCC反応等によって容易に得るこ
とができる。
The catalyst thus produced can be suitably used for producing maleic anhydride from hydrocarbons having 4 or more carbon atoms by gas phase catalytic oxidation. Preferably n-butane, 1-butene, 2-butene, 1,3-butadiene or mixtures thereof are used. Particularly economically advantageous are n-butane and butenes, which can be easily obtained by separation from natural gas, from naphtha cracking products, or by FCC reaction.

【0028】気相接触反応の形式は流動床でも固定床で
もよい。酸化剤としては空気或いは分子状酸素含有ガス
が用いられる。原料炭化水素は通常0.1〜10容量%
、好ましくは1〜5容量%、酸素濃度は10〜30容量
%の範囲で行われる。反応温度は300〜550℃、よ
り好ましくは350〜500℃の範囲であり、反応圧力
は通常常圧もしくは0.05〜10kg/cm2 の加
圧下で行われる。
The gas phase catalytic reaction may be carried out in either a fluidized bed or a fixed bed. Air or a molecular oxygen-containing gas is used as the oxidizing agent. Feedstock hydrocarbon is usually 0.1-10% by volume
The oxygen concentration is preferably 1 to 5% by volume, and the oxygen concentration is 10 to 30% by volume. The reaction temperature is in the range of 300 to 550°C, more preferably 350 to 500°C, and the reaction pressure is usually normal pressure or 0.05 to 10 kg/cm2.

【0029】[0029]

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例によ
って限定されるものではない。
[Examples] The present invention will be explained in detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is exceeded.

【0030】製造例1 容積300mlのビーカー中に60gの脱塩水、27.
7gの85%H3 PO4 、3.13gの80%N2
 H4 ・H2 O,18.4gのV2 O5 を加え
、全量を溶解させた。溶液を濃縮して100gに調整し
、テフロン製の容器に入れて加圧密閉容器中にて150
℃、12時間水熱処理を行った。冷却すると、青色の水
性スラリーが得られた。このスラリーを濾過した後、ア
セトンで洗浄し、130℃で一晩乾燥して前駆体酸化物
(第1のX線回折ピークを有する)を得た。
Production Example 1 In a beaker with a volume of 300 ml, 60 g of demineralized water, 27.
7g of 85% H3 PO4, 3.13g of 80% N2
H4 .H2 O and 18.4 g of V2 O5 were added to dissolve the entire amount. Concentrate the solution to 100 g, put it in a Teflon container, and add it to 150 g in a pressurized airtight container.
Hydrothermal treatment was performed at ℃ for 12 hours. Upon cooling, a blue aqueous slurry was obtained. After filtering the slurry, it was washed with acetone and dried at 130° C. overnight to obtain a precursor oxide (having the first X-ray diffraction peak).

【0031】この前駆体酸化物15gとイソブタノール
40gを内容積150mlの湿式粉砕機(サンドミル)
の容器に入れ、粒子径0.8〜1.2mmのZrO2 
ビーズ100mlを加え、直径42mmの攪拌羽根で2
300rpm の回転速度で2時間攪拌・粉砕を行った
。得られたスラリーを濾過、アセトン洗浄後、1日風乾
し、窒素下600℃、30分焼成して触媒Aを得た。
15 g of this precursor oxide and 40 g of isobutanol were mixed in a wet pulverizer (sand mill) with an internal volume of 150 ml.
ZrO2 with a particle size of 0.8 to 1.2 mm
Add 100ml of beads and mix with a stirring blade of 42mm in diameter.
Stirring and pulverization were performed for 2 hours at a rotational speed of 300 rpm. The resulting slurry was filtered, washed with acetone, air-dried for one day, and then calcined under nitrogen at 600° C. for 30 minutes to obtain catalyst A.

【0032】製造例2 製造例1と同様にして得られた前駆体酸化物を窒素下6
00℃で30分間焼成し、焼成体酸化物(触媒B)を得
た。この酸化物は、直径2μmの結晶であり、第2のX
線回折ピークを有するものであった。
Production Example 2 A precursor oxide obtained in the same manner as Production Example 1 was heated under nitrogen for 6 hours.
The mixture was fired at 00°C for 30 minutes to obtain a fired oxide (catalyst B). This oxide is a crystal with a diameter of 2 μm, and the second
It had a line diffraction peak.

【0033】製造例3 触媒Bを製造例1と同じ手順で粉砕、製造を行い、触媒
Cを得た。
Production Example 3 Catalyst B was pulverized and produced in the same manner as in Production Example 1 to obtain Catalyst C.

【0034】製造例4 粉砕時間を30分としたこと以外は触媒Cと同様に製造
し、触媒Dを得た。
Production Example 4 Catalyst D was produced in the same manner as Catalyst C except that the pulverization time was 30 minutes.

【0035】製造例5 イソブタノールの代わりにトルエンを用いたこと以外は
触媒Cと同様に製造し、触媒Eを得た。
Production Example 5 Catalyst E was obtained in the same manner as Catalyst C except that toluene was used instead of isobutanol.

【0036】製造例6 イソブタノールの代わりにエチレングリコールを用いた
こと以外は触媒Cと同様に製造し、触媒Fを得た。
Production Example 6 Catalyst F was obtained in the same manner as Catalyst C except that ethylene glycol was used instead of isobutanol.

【0037】製造例7 イソブタノールの代わりに脱塩水を用いたこと以外は触
媒Cと同様に製造し、触媒Gを得た。
Production Example 7 Catalyst G was obtained in the same manner as Catalyst C except that demineralized water was used instead of isobutanol.

【0038】製造例8 イソブタノールの代わりにシクロヘキサンを用いたこと
以外は触媒Cと同様に製造し、触媒Hを製造した。
Production Example 8 Catalyst H was produced in the same manner as Catalyst C except that cyclohexane was used instead of isobutanol.

【0039】製造例9 特開昭60−227835号の実施例1に従って、前駆
体酸化物を水中で粉砕した後、焼成し、焼成体酸化物を
リン酸水溶液中で粉砕処理して触媒Iを製造した。
Production Example 9 According to Example 1 of JP-A No. 60-227835, the precursor oxide was crushed in water, then calcined, and the calcined oxide was crushed in an aqueous phosphoric acid solution to produce catalyst I. Manufactured.

【0040】製造例10 容積500mlのフラスコに、FeCl3 1.35g
、イソブタノール175mlを入れ溶解させた後、V2
 O5 18.2g及び150mlのイソブタノールに
溶解させた99%H3 PO4 23.8gを加え、6
時間還流した。得られたスラリーを遠心分離し、イソブ
タノールで洗浄、130℃で一晩乾燥して前駆体酸化物
を得た。
Production Example 10 1.35 g of FeCl3 was placed in a 500 ml flask.
, after dissolving 175 ml of isobutanol, V2
Add 18.2 g O5 and 23.8 g 99% H3 PO4 dissolved in 150 ml isobutanol,
Refluxed for an hour. The resulting slurry was centrifuged, washed with isobutanol, and dried overnight at 130°C to obtain a precursor oxide.

【0041】前駆体酸化物を窒素下600℃で30分間
焼成し、焼成体酸化物を得た(触媒J)。得られた焼成
体酸化物は、直径約5μmでキャベツに似た形状をして
おり、触媒Aと同様に第2のX線ピークを有するもので
あるが、そのピーク強度比は異なる。
The precursor oxide was calcined at 600° C. for 30 minutes under nitrogen to obtain a calcined oxide (catalyst J). The obtained calcined oxide has a diameter of about 5 μm and a shape similar to a cabbage, and has a second X-ray peak like Catalyst A, but the peak intensity ratio is different.

【0042】製造例11 粉砕時間を1時間としたこと以外は、触媒Iを製造例1
と同じ手順で粉砕、製造を行い、触媒Kを得た。
Production Example 11 Catalyst I was prepared in Production Example 1 except that the pulverization time was 1 hour.
Catalyst K was obtained by pulverization and production in the same manner as above.

【0043】製造例12 容積1000mlのビーカーに脱塩水250g、V2 
O5 91.8g、85%H3 PO4 115.3g
、シュウ酸(2水塩)126.1gを入れ、30分間煮
沸した後、500gに重量を揃えた。この溶液は、無定
形P−Vを含み、流動触媒を製造する際のバインダー成
分として有用である。触媒Cに、この溶液13.3gと
20重量%のシリカゾル5gを加え、均一に分散させた
。得られたスラリーをホットプレート上で乾燥させた後
、窒素雰囲気下600℃で30分間焼成して触媒Lを得
た。
Production Example 12 250 g of demineralized water, V2 in a 1000 ml beaker
O5 91.8g, 85% H3 PO4 115.3g
After adding 126.1 g of oxalic acid (dihydrate) and boiling for 30 minutes, the weight was adjusted to 500 g. This solution contains amorphous PV and is useful as a binder component in producing fluidized catalysts. 13.3 g of this solution and 5 g of 20% by weight silica sol were added to Catalyst C and uniformly dispersed. After drying the obtained slurry on a hot plate, it was calcined at 600° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain catalyst L.

【0044】実施例1〜7及び比較例1〜3上記製造例
で得られた触媒A、C、D、E、F、K、L、G、H及
びIを用いて、n−ブタンの気相接触酸化を行った。触
媒は窒素雰囲気下焼成したのち錠剤に成型し、24−6
0meshに粉砕して用いた。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 Using catalysts A, C, D, E, F, K, L, G, H and I obtained in the above production examples, n-butane gas was prepared. Phase catalytic oxidation was performed. The catalyst was calcined in a nitrogen atmosphere and then molded into tablets.
It was used after being ground to 0 mesh.

【0045】石英反応管に触媒を1.0cc充填し、5
20℃まで窒素雰囲気下昇温し、n−ブタン4%/空気
96%(O2 :N2 =20%:76%)の反応ガス
に切り替えて反応を行った。反応ガスの流量は1リット
ル/hrであり、SVは1000hr−1であった。
A quartz reaction tube was filled with 1.0 cc of catalyst, and 5
The temperature was raised to 20°C under a nitrogen atmosphere, and the reaction gas was switched to 4% n-butane/96% air (O2:N2 = 20%:76%) to carry out the reaction. The flow rate of the reaction gas was 1 liter/hr, and the SV was 1000 hr-1.

【0046】分析はオンライン接続したガスクロマトグ
ラフィーによって行った。最高無水マレイン酸収率及び
それを与える最適反応温度を求めた。結果を表1にまと
めて示した。
[0046] Analysis was carried out by on-line gas chromatography. The maximum maleic anhydride yield and the optimum reaction temperature giving it were determined. The results are summarized in Table 1.

【0047】比較例4及び5 粉砕処理を行わないで製造した触媒B,Iの活性試験を
上記実施例1と同じ方法で行った。結果を表1にまとめ
て示した。
Comparative Examples 4 and 5 Catalysts B and I produced without pulverization were tested for activity in the same manner as in Example 1 above. The results are summarized in Table 1.

【0048】いずれの触媒の場合も、有機媒体中で粉砕
することにより、特に良好な無水マレイン酸収率が得ら
れるようになる。
In the case of both catalysts, particularly good yields of maleic anhydride can be obtained by grinding in an organic medium.

【0049】[0049]

【表1】[Table 1]

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  炭素数4以上の炭化水素から気相接触
酸化反応によりジカルボン酸無水物を製造する方法にお
いて、触媒として、(1)4価のバナジウムの化合物、
(2)5価のリンの化合物、及び(3)必要によって鉄
、クロム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム及びチタ
ンからなる群から選ばれる促進剤からなり、X線回折ス
ペクトル(対陰極;Cu−Κα)において15.6°、
19.6°、24.2°、27.1°、28.8°、3
0.5°、32.0°及び33.8°なる回折角(2θ
;±0.2°)に主要ピークを有する複合酸化物を芳香
族炭化水素溶媒または含酸素有機化合物溶媒中で湿式粉
砕して得られるリン−バナジウム系結晶性酸化物を用い
ることを特徴とするジカルボン酸無水物の製造方法。
Claim 1. A method for producing a dicarboxylic acid anhydride from a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms by a gas phase catalytic oxidation reaction, the catalyst comprising: (1) a compound of tetravalent vanadium;
(2) a compound of pentavalent phosphorus, and (3) optionally a promoter selected from the group consisting of iron, chromium, cobalt, nickel, zirconium, and titanium, and X-ray diffraction spectrum (anti-cathode; Cu-Kα) 15.6° at
19.6°, 24.2°, 27.1°, 28.8°, 3
Diffraction angles of 0.5°, 32.0° and 33.8° (2θ
; ±0.2°) is characterized by using a phosphorus-vanadium-based crystalline oxide obtained by wet-pulverizing a composite oxide having a main peak in an aromatic hydrocarbon solvent or an oxygen-containing organic compound solvent. Method for producing dicarboxylic acid anhydride.
【請求項2】  触媒として、湿式粉砕したリン−バナ
ジウム系結晶性酸化物を、バナジウム及びリンを含有す
る水性溶液及び/又はシリカを含有する水性媒体と混合
した後、得られた水性スラリーを乾燥、焼成したものを
用いることを特徴とする請求項1に記載のジカルボン酸
無水物の製造方法。
2. As a catalyst, a wet-pulverized phosphorus-vanadium crystalline oxide is mixed with an aqueous solution containing vanadium and phosphorus and/or an aqueous medium containing silica, and then the resulting aqueous slurry is dried. 2. The method for producing a dicarboxylic acid anhydride according to claim 1, wherein a calcined product is used.
【請求項3】  炭素数4以上の炭化水素から気相接触
酸化反応によりジカルボン酸無水物を製造する方法にお
いて、触媒として、(1)4価のバナジウムの化合物、
(2)5価のリンの化合物、及び(3)必要によって鉄
、クロム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム及びチタ
ンからなる群から選ばれる促進剤からなり、X線回折ス
ペクトル(対陰極;Cu−Kα)において15.6°、
19.6°、24.2°、27.1°、28.8°、3
0.5°、32.0°及び33.8°なる回折角(2θ
;±0.2°)に主要ピークを有する複合酸化物を焼成
して得られる、X線回折スペクトル(対陰極;Cu−K
α)において14.2°、15.7°、18.5°、2
3.0°、28.4°、30.0°、33.7°及び3
6.8°なる回折角(2θ;±0.2°)に主要ピーク
を有する複合酸化物を芳香族炭化水素溶媒または含酸素
有機化合物溶媒中で湿式粉砕して得られるリン−バナジ
ウム系結晶性酸化物を用いることを特徴とするジカルボ
ン酸無水物の製造方法。
3. A method for producing a dicarboxylic acid anhydride from a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms by a gas phase catalytic oxidation reaction, the catalyst comprising: (1) a compound of tetravalent vanadium;
(2) a pentavalent phosphorus compound; and (3) optionally a promoter selected from the group consisting of iron, chromium, cobalt, nickel, zirconium, and titanium; 15.6° at
19.6°, 24.2°, 27.1°, 28.8°, 3
Diffraction angles of 0.5°, 32.0° and 33.8° (2θ
; ±0.2°) obtained by firing a composite oxide having a main peak at
α) 14.2°, 15.7°, 18.5°, 2
3.0°, 28.4°, 30.0°, 33.7° and 3
Phosphorus-vanadium crystallinity obtained by wet grinding a composite oxide having a main peak at a diffraction angle of 6.8° (2θ; ±0.2°) in an aromatic hydrocarbon solvent or an oxygen-containing organic compound solvent. A method for producing a dicarboxylic acid anhydride, characterized by using an oxide.
【請求項4】  触媒として、湿式粉砕したリン−バナ
ジウム系結晶性酸化物を、バナジウム及びリンを含有す
る水性溶液及び/又はシリカを含有する水性媒体と混合
した後、得られた水性スラリーを乾燥したものを用いる
ことを特徴とするジカルボン酸無水物の製造方法。
4. As a catalyst, wet-milled phosphorus-vanadium crystalline oxide is mixed with an aqueous solution containing vanadium and phosphorus and/or an aqueous medium containing silica, and then the resulting aqueous slurry is dried. A method for producing a dicarboxylic acid anhydride, characterized by using a dicarboxylic acid anhydride.
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