JPH05279291A - メタクリル酸の製造方法 - Google Patents

メタクリル酸の製造方法

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JPH05279291A
JPH05279291A JP4081032A JP8103292A JPH05279291A JP H05279291 A JPH05279291 A JP H05279291A JP 4081032 A JP4081032 A JP 4081032A JP 8103292 A JP8103292 A JP 8103292A JP H05279291 A JPH05279291 A JP H05279291A
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JP
Japan
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catalyst
oxygen
methacrylic acid
methacrolein
element selected
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JP4081032A
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English (en)
Inventor
Masako Ubuki
昌子 宇吹
Yutaka Kinoshita
豊 木下
Motomu Okita
求 大北
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メタクロレインの気相接触酸化でメタクリル
酸を製造するに際し、触媒を新規な条件下に焼成して高
収率を達成する。 【構成】 リン、モリブデン、バナジウム、銅を含有す
る触媒を酸素濃度0.1〜10容量%の含酸素ガスの流
通下に350〜395℃で焼成して使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メタクロレインの気相
接触酸化によりメタクリル酸を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】メタクロレインを気相接触酸化してメタ
クリル酸を製造するにあたって、リン、モリブデン、バ
ナジウム系の多成分系触媒に関して、数多くの提案がな
されている。この中でも触媒の熱処理方法については、
例えば特開昭57−165040号、同59−6634
9号及び同59−69148号公報等の報告がある。し
かし、特開昭57−165040号公報においては酸素
濃度5vol%未満の不活性ガス中400〜550℃で
熱処理を行うものであるが、このような高温では触媒活
性に有効なヘテロポリ酸及びその塩の分解領域にあるた
め、充分な反応成績を有する触媒を得ることが難しい欠
点を有している。特開昭59−66349号公報におい
ては非酸化性ガス中熱処理を行うものであるが、非酸化
性ガス中では反応に有効な活性点を充分に発現させるこ
とができず、高活性な触媒が得られない場合が多い。ま
た、特開昭59−69148号公報においては含酸素有
機化合物の雰囲気下で熱処理を行うものであるが、熱処
理の段階で有機化合物の燃焼による触媒の焼結や有機化
合物による触媒の還元等を生じるため、触媒活性化処理
としての熱処理が煩雑であったり、触媒製造の再現性に
欠ける等の欠点を有している。このように従来の方法で
製造された触媒を使用すると必ずしも満足できる結果が
得られていない。従って工業用触媒としての使用に際し
ては更に改良が望まれているのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、メタクロレ
インからメタクリル酸を有利に製造する方法の提供を目
的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はメタクリル酸製
造用触媒が、一般式 Pa Mob c Cud e f g h (式中P、Mo、V、Cu及びOはそれぞれリン、モリ
ブデン、バナジウム、銅及び酸素、Xは砒素、ビスマ
ス、アンチモン、ゲルマニウム、ジルコニウム、テル
ル、銀、珪素及びホウ素からなる群より選ばれた少なく
とも一種の元素、Yはチタン、タングステン、鉄、亜
鉛、クロム、マグネシウム、タンタル、マンガン、バリ
ウム、ガリウム、セリウム及びランタンからなる群より
選ばれた少なくとも一種の元素、Zはカリウム、ルピジ
ウム、セシウム及びタリウムからなる群より選ばれた少
なくとも一種の元素、a、b、c、d、e、f、g及び
hは各元素の原子比率を示し、b=12のときa=0.
1〜3、c=0.01〜2、d=0.01〜1、e=0
〜3、f=0〜3、g=0.01〜3であり、hは前記
各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子数であ
る)で表される組成を有する触媒を使用することを特徴
とし、かつ、触媒を使用前に酸素濃度0.1〜10容量
%の濃度範囲の含酸素ガス流通下、350〜395℃の
温度範囲で熱処理を行うことを特徴とするメタクロレイ
ンの気相接触酸化によるメタクリル酸の製造方法であ
る。
【0005】触媒の活性化処理としての熱処理条件とし
て、酸素濃度0.1〜10容量%、好ましくは1〜7容
量%の含酸素ガス流通下、350〜395℃、好ましく
は360〜390℃の温度で、少なくとも0.5時間以
上熱処理を行うことによりメタクリル酸を有利に製造す
ることができる。この場合、酸素濃度が0.1容量%未
満では触媒が十分に活性化されない。また、酸素濃度が
10容量%を超すとメタクリル酸の選択率が減少しメタ
クリル酸を有利に製造することができなくなる。熱処理
温度を350℃未満で行った場合にも触媒が十分に活性
化されないし、また、熱処理温度が395℃を超えると
触媒構造の崩壊を生じ、メタクリル酸を有利に製造する
ことができない。
【0006】触媒の調製に用いる原料としては、各元素
の酸化物、炭酸塩、硝酸塩、アンモニウム塩、酢酸塩、
水酸化物等を組合せて使用することができる。例えば、
モリブデン原料としてはパラモリブデン酸アンモニウ
ム、三酸化モリブデン等、バナジウム原料としてはメタ
バナジン酸アンモニウム、五酸化バナジウム等が使用さ
れる。
【0007】本発明に用いられる触媒を製造する方法と
しては、特殊な方法に限定する必要はなく成分の著しい
偏在を伴わない限り、従来から良く知られている蒸発乾
固法、沈殿法、酸化物混合法等の種々の方法を用いるこ
とができる。本発明方法により得られた触媒は、無担体
でも有効であるが、シリカ、アルミナ、マグネシア、チ
タニア、シリカ、アルミナ、シリコンカーバイト等の不
活性担体に担持させるか、あるいはこれで混合希釈して
用いることもできる。
【0008】本発明の実施に際して、原料ガス中のメタ
クロレインの濃度は特に限定されるものではないが、通
常1〜20容量%が適当であり、特に3〜10容量%が
好ましい。原料メタクロレインは水、低級飽和アルデヒ
ド等の不純物を少量含んでいてもよく、これらの不純物
は反応に実質的な悪影響を与えない。
【0009】酸素源としては空気を用いるのが経済的で
あるが、必要ならば純酸素で富化した空気も用い得る。
原料ガス中の酸素濃度はメタクロレインに対するモル比
で規定され、この値は0.3〜4、特に0.4〜2.5
が好ましい。原料ガスは窒素、水蒸気、炭酸ガス等の不
活性ガスを加えて希釈してもよい。反応圧力は常圧から
数気圧までがよい。反応温度は230〜450℃の範囲
で選ぶことができるが、特に、250〜400℃が好ま
しい。反応は固定床でも流動床でも行うことができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明による触媒の調製法及び、それ
を用いての反応例を具体的に説明する。実施例、比較例
中、メタクロレインの反応率、生成するメタクリル酸の
選択率は以下のように定義される。
【0011】
【数1】
【0012】下記実施例、比較例中の部は重量部であ
り、分析はガスクロマトグラフィーにより行った。
【0013】実施例1 パラモリブデン酸アンモニウム100部、メタバナジン
酸アンモニウム2.8部及び硝酸セシウム9.2部を純
水100部に溶解した。これに85%リン酸8.7部を
純水30部に溶解した溶液を加えた。次に、硝酸銅1.
1部を純水30部に溶解した溶液を加え、混合液を加熱
攪拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物を130℃
で16時間乾燥後、加圧成型し、酸素1容量%及び窒素
99容量%からなるガス流通下に380℃にて3時間熱
処理したものを触媒として用いた。得られた触媒の酸素
以外の元素の組成(以下同じ)は、P1.5 Mo120.5
Cu0.1 Cs1 であった。この触媒を反応器に充填し、
メタクロレイン5%、酸素10%、水蒸気30%及び窒
素55%(容量%)の混合ガスを反応温度290℃、接
触時間3.6秒で通じた。生成物を捕集しガスクロマト
グラフィーで分析したところ、メタクロレイン反応率8
2.2%、メタクリル酸選択率83.0%であった。
【0014】比較例1 実施例1において加圧成型後、空気流通下で380℃に
て3時間熱処理したものを触媒として用いた以外は、実
施例1と同じ方法で反応を行ったところ、メタクロレイ
ン反応率82.0%、メタクリル酸選択率82.1%で
あった。
【0015】比較例2 実施例1において加圧成型後、酸素0.05容量%及び
窒素99.95容量%からなるガス流通下で380℃に
て3時間熱処理したものを触媒として用いた以外は、実
施例1と同じ方法で反応を行ったところ、メタクロレイ
ン反応率80.0%、メタクリル酸選択率81.2%で
あった。
【0016】比較例3 実施例1において加圧成型後、酸素1容量%及び窒素9
9容量%からなるガス流通下で340℃にて3時間熱処
理したものを触媒として用いた以外は、実施例1と同じ
方法で反応を行ったところ、メタクロレイン反応率7
8.5%、メタクリル酸選択率81.3%であった。
【0017】比較例4 実施例1において加圧成型後、酸素1容量%及び窒素9
9容量%からなるガス流通下で410℃にて3時間熱処
理したものを触媒として用いた以外は、実施例1と同じ
方法で反応を行ったところ、メタクロレイン反応率7
9.1%、メタクリル酸選択率81.5%であった。
【0018】実施例2 三酸化モリブデン100部、メタバナジン酸アンモニウ
ム4.7部、85%リン酸9.3部、酸化ゲルマニウム
1.8部及びホウ酸0.7部を純水400部に加え、3
時間加熱還流した。これに硝酸銅1.4部と硝酸第二鉄
4.7部をそれぞれ純水30部に溶解した溶液を加え、
更に2時間加熱還流した。還流後、純水30部に溶解し
た硝酸カリウム1.8部と純水50部に溶解した硝酸ル
ビジウム6.0部を加え、続いて、純水100部に溶解
した硝酸アンモニウム10部を加えた。この混合液を加
熱攪拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物を130
℃16時間乾燥したのち加圧成型し、酸素3容量%、窒
素97容量%からなるガス流通下に390℃にて3時間
熱処理したものを触媒として用いた。得られた触媒の元
素の組成は、P1.4 Mo120.7 Cu0.1 Fe0.2 Ge
0.3 0.2 0.3 Rb0.7 であった。この触媒を用い、
実施例1と同じ条件で反応を行ったところ、メタクロレ
イン反応率90.7%、メタクリル酸選択率88.9%
であった。
【0019】比較例5 実施例2において加圧成型後、酸素15容量%及び窒素
85容量%からなるガス流通下で390℃にて3時間熱
処理したものを触媒として用いた以外は、実施例1と同
じ条件で反応を行ったところ、メタクロレイン反応率9
0.6%、メタクリル酸選択率87.7%であった。
【0020】実施例3〜8 熱処理のガス組成を変えた以外は実施例1に準じて表1
の各触媒を調製した。実施例1と反応温度以外は同一条
件で反応し表1の結果を得た。 比較例6〜11 熱処理のガス組成を変えた以外は実施例1に準じて表1
の各比較触媒を調製した。実施例1と反応温度以外は同
一条件で反応し表1の結果を得た。
【0021】
【発明の効果】本発明の方法によればメタクロレイン反
応率、メタクリル酸選択率の高い触媒が得られる。
【表1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタクリル酸製造用触媒が、一般式 Pa Mob c Cud e f g h (式中P、Mo、V、Cu及びOはそれぞれリン、モリ
    ブデン、バナジウム、銅及び酸素、Xは砒素、ビスマ
    ス、アンチモン、ゲルマニウム、ジルコニウム、テル
    ル、銀、珪素及びホウ素からなる群より選ばれた少なく
    とも一種の元素、Yはチタン、タングステン、鉄、亜
    鉛、クロム、マグネシウム、タンタル、マンガン、バリ
    ウム、ガリウム、セリウム及びランタンからなる群より
    選ばれた少なくとも一種の元素、Zはカリウム、ルビジ
    ウム、セシウム及びタリウムからなる群より選ばれた少
    なくとも一種の元素、a、b、c、d、e、f、g及び
    hは各元素の原子比率を示し、b=12のときa=0.
    1〜3、c=0.01〜2、d=0.01〜1、e=0
    〜3、f=0〜3、g=0.01〜3であり、hは前記
    各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子数であ
    る)で表される組成を有する触媒を使用することを特徴
    とし、かつ、触媒を使用前に酸素濃度0.1〜10容量
    %の濃度範囲の含酸素ガス流通下、350〜395℃の
    温度範囲で熱処理を行うことを特徴とするメタクロレイ
    ンの気相接触酸化によるメタクリル酸の製造方法。
JP4081032A 1992-04-02 1992-04-02 メタクリル酸の製造方法 Pending JPH05279291A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000072964A1 (fr) * 1999-05-27 2000-12-07 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Production d'acide methacrylique et catalyseur a cet effet
JP2020015043A (ja) * 2015-03-09 2020-01-30 日本化薬株式会社 メタクリル酸製造用触媒の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000072964A1 (fr) * 1999-05-27 2000-12-07 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Production d'acide methacrylique et catalyseur a cet effet
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