JPH06145160A - Production of maleic anhydride - Google Patents
Production of maleic anhydrideInfo
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- JPH06145160A JPH06145160A JP4322373A JP32237392A JPH06145160A JP H06145160 A JPH06145160 A JP H06145160A JP 4322373 A JP4322373 A JP 4322373A JP 32237392 A JP32237392 A JP 32237392A JP H06145160 A JPH06145160 A JP H06145160A
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はブタンを分子状酸素によ
り気相接触酸化して無水マレイン酸を製造する方法に関
する。さらに詳しくは、特定の調製法により調製され
た、特定の金属を含有するリン−バナジウム−酸素複合
系触媒を用いる上記方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing maleic anhydride by vapor-phase catalytic oxidation of butane with molecular oxygen. More specifically, it relates to the above-mentioned method using a phosphorus-vanadium-oxygen composite catalyst containing a specific metal, which is prepared by a specific preparation method.
【0002】[0002]
【従来の技術】ブタンを分子状酸素により気相接触酸化
する無水マレイン酸の製造方法は従来から良く知られて
おり、該方法で用いられる触媒に関しては、従来から種
々の提案ないし報告がなされている。例えば、特公昭5
3−12496号公報には、Cr、Fe、Hf、Zr、
LaあるいはCeを含有するリン−バナジウム−酸素複
合系触媒が、特公昭57−45229号公報には、Z
n、Cu、BiあるいはLiを含有するリン−バナジウ
ム−酸素複合系触媒が、特公昭57−45233号公報
には、Co、NiあるいはCdを含有するリン−バナジ
ウム−酸素複合系触媒がそれぞれ提案されている。ま
た、「触媒」Vol.33、No.2(1991)に
は、Mo、Sb、Cr、Fe、As、Mn、Sn、C
o、Cu、Zn、W、Ca、Mg、Na、K、Csを含
有するリン−バナジウム−酸素複合系触媒の触媒活性等
に関する報告がなされている。しかし、従来提案ないし
報告されているこれら各種金属を含有するリン−バナジ
ウム−酸素複合系触媒は、触媒活性、無水マレイン酸へ
の選択性等の点でまだ十分とはいえず、その改良が望ま
れている。2. Description of the Related Art A method for producing maleic anhydride by gas-phase catalytic oxidation of butane with molecular oxygen is well known in the art, and various proposals and reports have been made for catalysts used in the method. There is. For example, Japanese Patent Publication Sho 5
No. 3,124,96 discloses Cr, Fe, Hf, Zr,
A phosphorus-vanadium-oxygen composite catalyst containing La or Ce is disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-45229, Z.
A phosphorus-vanadium-oxygen composite catalyst containing n, Cu, Bi or Li, and JP-B-57-45233 propose a phosphorus-vanadium-oxygen composite catalyst containing Co, Ni or Cd, respectively. ing. In addition, "catalyst" Vol. 33, No. 2 (1991), Mo, Sb, Cr, Fe, As, Mn, Sn, C
There have been reports on the catalytic activity of phosphorus-vanadium-oxygen composite catalysts containing o, Cu, Zn, W, Ca, Mg, Na, K and Cs. However, phosphorus-vanadium-oxygen composite catalysts containing these various kinds of metals that have been proposed or reported hitherto are not sufficient in terms of catalytic activity, selectivity to maleic anhydride, etc., and improvement thereof is desired. It is rare.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ブタ
ンを分子状酸素により気相接触酸化して無水マレイン酸
を製造するに際し、優れた触媒活性、無水マレイン酸へ
の選択性を示す触媒を提供することにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a catalyst exhibiting excellent catalytic activity and selectivity to maleic anhydride when producing butane by gas-phase catalytic oxidation of butane with molecular oxygen. To provide.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意研究した結果、上記従来の各種金属を含
有するリン−バナジウム−酸素複合系触媒はその調製法
が適当でないために触媒活性、無水マレイン酸への選択
性等が不十分であり、ある特定の調製法によればその触
媒活性、無水マレイン酸への選択性等を顕著に改善し得
ることを見出した。すなわち、上記従来の触媒の調製
は、一般に、五酸化バナジウム等のバナジウム化合物と
塩化水素等の還元剤とオルトリン酸等のリン化合物とか
ら前駆体溶液を調製するに当たり、各種金属の塩化物等
の各種金属塩の溶液を加えた後、該前駆体溶液を蒸発乾
固して固形物を得、それを焼成することによって行われ
ていた。それに対し、バナジウム化合物と還元剤とリン
化合物とから固形物のオルトリン酸一水素バナジル[V
OHPO4・0.5H2O]を調製し、このオルトリン酸
一水素バナジルに各種二価の金属のオルトリン酸塩を特
定の割合で混合し、該混合物を焼成するというようにし
て調製された触媒は、その触媒活性、無水マレイン酸へ
の選択性等が顕著に改善されていることを見出した。ま
た、所期の目的を達成するために含有させるべき一定の
金属を見出し、さらには所期の目的を十分達成するに
は、上記のようにして調製された触媒を不活性ガス中ま
たはブタンと分子状酸素含有ガスの混合ガス中にて一定
の条件で前処理してから反応に使用すべきこことも見出
した。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたもの
である。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that the conventional phosphorus-vanadium-oxygen composite catalyst containing various metals is not suitable for the preparation method. It has been found that the catalyst activity, the selectivity to maleic anhydride, etc. are insufficient, and that the catalyst activity, the selectivity to maleic anhydride, etc. can be remarkably improved according to a specific preparation method. That is, in the preparation of the above-mentioned conventional catalyst, generally, when preparing a precursor solution from a vanadium compound such as vanadium pentoxide, a reducing agent such as hydrogen chloride and a phosphorus compound such as orthophosphoric acid, chlorides of various metals such as This has been done by adding solutions of various metal salts, evaporating the precursor solution to dryness to obtain a solid, and firing the solid. On the other hand, solid vanadyl orthophosphate consisting of a vanadium compound, a reducing agent and a phosphorus compound [V
[OHPO 4 .0.5H 2 O] was prepared, vanadyl monohydrogen orthophosphate was mixed with orthophosphates of various divalent metals at a specific ratio, and the mixture was calcined. Found that their catalytic activity, selectivity to maleic anhydride, etc. were remarkably improved. Further, in order to find a certain metal to be contained in order to achieve the intended purpose, and further to sufficiently achieve the intended purpose, the catalyst prepared as described above is mixed with an inert gas or butane. It was also found here that pretreatment should be performed under a certain condition in a mixed gas of molecular oxygen-containing gas before the reaction. The present invention has been completed based on these findings.
【0005】すなわち、本発明の要旨は、ブタンを分子
状酸素を用いて気相接触酸化して無水マレイン酸を製造
するに際し、触媒として、式(I) VOHPO4・0.5H2O (I) で表わされるオルトリン酸一水素バナジルと、式(II) M3(PO4)2・nH2O (II) (式中、Mは原子価が二価であるMg、Ca、Ba、M
n、Fe、Co、Ni、CuおよびZnから選ばれた金
属を表わし、nは調製温度によって異なる配位水の数を
表わす。)で表わされる二価の金属のオルトリン酸塩の
混合物であって、M/V原子比が0.003〜0.5の
範囲である混合物を300〜400℃で焼成して調製さ
れた触媒を、不活性ガス中またはブタンと分子状酸素含
有ガスの混合ガス中にて350〜700℃で前処理した
後、用いることを特徴とする無水マレイン酸の製造方法
に存する。That is, the gist of the present invention is to produce a maleic anhydride by subjecting butane to vapor-phase catalytic oxidation using molecular oxygen to produce maleic anhydride as a catalyst of the formula (I) VOHPO 4 .0.5H 2 O (I ) Vanadyl orthophosphate represented by the formula: and a formula (II) M 3 (PO 4 ) 2 · nH 2 O (II) (wherein M is a divalent Mg, Ca, Ba, M
It represents a metal selected from n, Fe, Co, Ni, Cu and Zn, and n represents the number of coordinated water which varies depending on the preparation temperature. ) A mixture of divalent metal orthophosphates having an M / V atomic ratio in the range of 0.003 to 0.5, the catalyst prepared by calcining at 300 to 400 ° C. The method for producing maleic anhydride is characterized in that it is used after pretreatment at 350 to 700 ° C. in an inert gas or a mixed gas of butane and a molecular oxygen-containing gas.
【0006】本発明の所期の目的を達成するには、オル
トリン酸一水素バナジル(I)と二価の金属のオルトリ
ン酸塩(II)の混合割合を、M/V原子比で0.003
〜0.5の範囲とすることが肝要である。すなわち、M
/V原子比が0.003未満、あるいは0.5を越える
と本発明の所期の目的が達せられない。また、この混合
割合の好ましい範囲は、M/V原子比で0.01〜0.
2の範囲である。すなわち、M/V原子比が0.01未
満では、活性の向上は認められるが、無水マレイン酸へ
の選択性の向上はあまり認められなくなる。一方、M/
V原子比が0.2を越えると、無水マレイン酸への選択
性の向上は認められるが、活性の向上はあまり認められ
なくなる。In order to achieve the intended object of the present invention, the mixing ratio of vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) and orthophosphate (II) of a divalent metal is 0.003 in terms of M / V atomic ratio.
It is important to set the range to 0.5. That is, M
If the / V atomic ratio is less than 0.003 or exceeds 0.5, the intended purpose of the present invention cannot be achieved. Moreover, the preferable range of this mixing ratio is 0.01-0.
The range is 2. That is, when the M / V atomic ratio is less than 0.01, the activity is improved, but the selectivity to maleic anhydride is not so improved. On the other hand, M /
When the V atomic ratio exceeds 0.2, the selectivity for maleic anhydride is improved, but the activity is hardly improved.
【0007】また、上記オルトリン酸塩(II)の二価の
金属は、Mg、Ca、Ba、Mn、Fe、Co、Ni、
CuおよびZnから選ばれたものであり、異なった金属
のオルトリン酸塩(II)を併用しても差支えない。The divalent metals of the orthophosphate (II) are Mg, Ca, Ba, Mn, Fe, Co, Ni,
It is selected from Cu and Zn, and the orthophosphate (II) of different metals may be used together.
【0008】本発明で触媒の調製に用いられるオルトリ
ン酸一水素バナジル(I)、および二価の金属のオルト
リン酸塩(II)は、この分野で通常採用されている公知
の方法、例えば次のような方法で調製することができ
る。すなわち、オルトリン酸一水素バナジル(I)は、
五酸化バナジウム、メタバナジン酸、ピロバナジン酸等
のバナジウム化合物を、塩化水素、アルコール類、アル
デヒド類等の還元剤により還元した後、オルトリン酸、
ピロリン酸、五酸化リン、リン酸アルカリ、五塩化リン
等のリン化合物と反応させ、得られた反応液から沈澱物
を分別し、該沈澱物を良く洗浄した後、乾燥することに
よって調製することができる。また、二価の金属のオル
トリン酸塩(II)は、上記の二価の金属の塩化物、硫酸
塩、硝酸塩、有機酸塩等の化合物の水溶液にリン酸水素
二ナトリウムまたはリン酸水素二カリウムの水溶液を、
一般に3:2程度のモル比になるように、加えて反応さ
せ、得られた沈澱物を分別し、該沈澱物を良く洗浄した
後、乾燥することによって調製することができる。The vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) and the divalent metal orthophosphate (II) used in the preparation of the catalyst of the present invention can be prepared by known methods commonly used in this field, such as the following: It can be prepared by such a method. That is, vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) is
Vanadium pentoxide, metavanadic acid, vanadium compounds such as pyrovanadate, after reducing with hydrogen chloride, alcohols, reducing agents such as aldehydes, orthophosphoric acid,
It is prepared by reacting with a phosphorus compound such as pyrophosphoric acid, phosphorus pentoxide, alkali phosphate, phosphorus pentachloride, etc., separating the precipitate from the resulting reaction solution, washing the precipitate well, and then drying it. You can Further, the divalent metal orthophosphate (II) can be prepared by adding divalent sodium phosphate or dipotassium hydrogenphosphate to an aqueous solution of a compound such as the above-mentioned divalent metal chloride, sulfate, nitrate or organic acid salt. Aqueous solution of
Generally, it can be prepared by adding and reacting so as to have a molar ratio of about 3: 2, separating the resulting precipitate, thoroughly washing the precipitate, and then drying.
【0009】本発明で用いられる触媒は、上記したオル
トリン酸一水素バナジル(I)と、二価の金属のオルト
リン酸塩(II)とを、M/V原子比0.003〜0.
5、好ましくは0.01〜0.2となる割合で混合して
混合物となし、その際必要に応じて溶液として、好まし
くはpHが4〜5の微弱酸性の水溶液として加熱混合
し、しかる後該溶液を蒸発乾固することにより混合物と
なし、得られた混合物を300〜400℃で焼成をして
調製される。この焼成は、空気等の分子状酸素含有ガス
中にて行っても、窒素等の不活性ガス中にて行っても良
い。焼成時間は30分〜12時間が適当である。この調
製された触媒を接触気相酸化反応に供するに当たって
は、窒素、炭酸ガス等の不活性ガス中、あるいはブタン
と分子状酸素含有ガスの混合ガス、すなわち反応組成ガ
ス中にて350〜700℃で前処理することが肝要であ
る。この前処理において、処理温度は触媒活性を発現さ
せる上で重要であって、350℃未満の温度では所期の
触媒活性が発現されず、また700℃を越える温度では
所期の触媒活性が失われる。また、この前処理は30分
〜20時間行うのが適当である。The catalyst used in the present invention comprises vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) and the divalent metal orthophosphate (II) at an M / V atomic ratio of 0.003 to 0.
5, preferably 0.01 to 0.2, to form a mixture, and if necessary, heat-mix as a solution, preferably a weakly acidic aqueous solution having a pH of 4 to 5, and then mix. The solution is evaporated to dryness to form a mixture, and the obtained mixture is calcined at 300 to 400 ° C to prepare the mixture. This firing may be carried out in a gas containing molecular oxygen such as air or in an inert gas such as nitrogen. A firing time of 30 minutes to 12 hours is appropriate. When the prepared catalyst is subjected to a catalytic gas phase oxidation reaction, it is 350 to 700 ° C. in an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide, or a mixed gas of butane and a molecular oxygen-containing gas, that is, a reaction composition gas. It is essential to pre-treat. In this pretreatment, the treatment temperature is important for developing the catalytic activity. At temperatures below 350 ° C, the desired catalytic activity is not exhibited, and at temperatures above 700 ° C, the desired catalytic activity is lost. Be seen. Further, it is appropriate to carry out this pretreatment for 30 minutes to 20 hours.
【0010】本発明による無水マレイン酸製造のための
接触気相酸化反応は、この分野で一般に行われている公
知の反応条件を採用して実施することができるが、通常
次のようにして実施される。すなわち、原料ガスとして
1〜4容量%のブタン、10〜20容量%の分子状酸素
および76〜89容量%の希釈ガスからなる組成の混合
ガスを、上記した前処理後の触媒上に、300〜500
℃の温度において、任意の圧力下、一般には常圧下、常
圧換算での空間速度300〜5000/hrで導入する
ことにより実施される。上記分子状酸素としては、純酸
素を用いることもできるが、空気を利用するのが一般的
である。空気を利用する場合は、所望の分子状酸素の濃
度によって希釈ガスの添加が不要であることはいうまで
もない。また、上記希釈ガスとしては、工業的には通常
窒素、炭酸ガス等の不活性ガスが用いられる。The catalytic gas phase oxidation reaction for producing maleic anhydride according to the present invention can be carried out by employing known reaction conditions generally used in this field, but it is usually carried out as follows. To be done. That is, a mixed gas having a composition of 1 to 4% by volume of butane, 10 to 20% by volume of molecular oxygen, and 76 to 89% by volume of a diluent gas was used as a source gas on the catalyst after the above-mentioned pretreatment, ~ 500
It is carried out at a temperature of [deg.] C under an arbitrary pressure, generally under normal pressure, at a space velocity of 300 to 5000 / hr in terms of normal pressure. Pure oxygen may be used as the molecular oxygen, but air is generally used. Needless to say, when using air, it is not necessary to add a diluent gas depending on the desired concentration of molecular oxygen. Further, as the above-mentioned dilution gas, an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide is usually used industrially.
【0011】[0011]
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに具体的に説明する。実施例および比較例における転
化率、選択率および収率は次のように定義される。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The conversion, selectivity and yield in the examples and comparative examples are defined as follows.
【0012】転化率=(反応したブタンのモル数/供給
したブタンのモル数)×100 選択率=(生成した無水マレイン酸のモル数/反応した
ブタンのモル数)×100 収 率=(生成した無水マレイン酸のモル数/供給した
ブタンのモル数)×100Conversion = (moles of butane reacted / moles of butane fed) × 100 Selectivity = (moles of maleic anhydride formed / moles of butane reacted) × 100 Yield = (generation Number of moles of maleic anhydride prepared / number of moles of butane fed) × 100
【0013】実施例1 ベンジルアルコール80mlに五酸化バナジウム10g
を加えて加熱撹拌した。五酸化バナジウムが還元された
ことを確認した後、これに98%オルトリン酸12.0
g(P/V比を1.0より幾分過剰とする、実施例では
P/V=1.06)を加えて1時間還流させ、生成した
沈澱物を取り出した。この沈澱物をトルエンで良く洗浄
した後、120℃で乾燥してオルトリン酸一水素バナジ
ル[VOHPO4・0.5H2O](I)を得た。Example 1 10 g of vanadium pentoxide in 80 ml of benzyl alcohol
Was added and stirred under heating. After confirming that vanadium pentoxide was reduced, 98% orthophosphoric acid 12.0 was added to it.
g (a P / V ratio is slightly in excess of 1.0, P / V = 1.06 in the example) was added and refluxed for 1 hour, and the formed precipitate was taken out. The precipitate was washed well with toluene and then dried at 120 ° C. to obtain vanadyl monohydrogen orthophosphate [VOHPO 4 .0.5H 2 O] (I).
【0014】水100ml中に二塩化マグネシウム9.
5gを溶かした水溶液と、水100ml中にリン酸水素
二ナトリウム9.5gを溶かした水溶液を等量ずつゆっ
くりと加え混合し、この混合物を一昼夜放置し、生成し
た沈澱物を取り出した。この沈澱物を良く水洗した後、
80℃で乾燥してオルトリン酸マグネシウム[Mg
3(PO4)2・8H2O](II)を得た。9. Magnesium dichloride in 100 ml of water
An aqueous solution in which 5 g was dissolved and an aqueous solution in which 9.5 g of disodium hydrogen phosphate was dissolved in 100 ml of water were slowly added in equal amounts and mixed, and this mixture was left for one day and night, and the formed precipitate was taken out. After thoroughly washing this precipitate with water,
After drying at 80 ° C, magnesium orthophosphate [Mg
3 (PO 4) 2 · 8H 2 O] to give the (II).
【0015】得られたオルトリン酸一水素バナジル
(I)10gとオルトリン酸マグネシウム(II)1g
(Mg/V原子比は0.13である)を蒸留水50ml
中でよく混合し100℃で蒸発乾固して固形物を得た。
この固形物を空気中で360℃にて6時間焼成し、それ
を錠剤成形して触媒を調製した。10 g of the obtained vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) and 1 g of magnesium orthophosphate (II)
(Mg / V atomic ratio is 0.13) 50 ml distilled water
Mix well in and evaporate to dryness at 100 ° C. to give a solid.
The solid was calcined in air at 360 ° C. for 6 hours and tableted to prepare a catalyst.
【0016】上記錠剤成形した触媒3gを流通式反応器
に充填し、それにブタン2容量%、酸素20容量%、ヘ
リウム78容量%からなる原料ガスを、460℃で常圧
下、空間速度2400/hrの条件で6時間流して前処
理した後、反応温度を400℃とした以外は前処理と同
じ条件で触媒の性能評価を行った。評価結果は表1に示
した。3 g of the above tablet-molded catalyst was packed in a flow reactor, and a raw material gas consisting of 2% by volume of butane, 20% by volume of oxygen and 78% by volume of helium was stored at 460 ° C. under atmospheric pressure at a space velocity of 2400 / hr. After performing the pretreatment by flowing under the conditions of 6 hours, the performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as the pretreatment except that the reaction temperature was 400 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.
【0017】実施例2 オルトリン酸一水素バナジル(I)を実施例1と同様に
して調製した。水100ml中に二塩化マンガン12.
6gを溶かした水溶液と、水100ml中にリン酸水素
二ナトリウム9.5gを溶かした水溶液を等量ずつゆっ
くりと加え混合し、この混合物を24時間放置し、生成
した沈澱物を取り出した。この沈澱物を良く水洗した
後、80℃で乾燥してオルトリン酸マンガン[Mn
3(PO4)2・5H2O](II)を得た。Example 2 Vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) was prepared as in Example 1. Manganese dichloride 12.
An aqueous solution prepared by dissolving 6 g and an aqueous solution prepared by dissolving 9.5 g of disodium hydrogen phosphate in 100 ml of water were slowly added and mixed, and the mixture was left for 24 hours, and the formed precipitate was taken out. After washing this precipitate well with water, it is dried at 80 ° C. and manganese orthophosphate [Mn
3 (PO 4) 2 · 5H 2 O] to give the (II).
【0018】得られたオルトリン酸一水素バナジル
(I)10gとオルトリン酸マンガン(II)1g(Mn
/V原子比は0.12である)を蒸留水50ml中でよ
く混合し、100℃で蒸発乾固して固形物を得た。この
固形物を、空気中で360℃で6時間焼成し、これを錠
剤成形して触媒を調製した。10 g of the obtained vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) and 1 g of manganese (II) orthophosphate (Mn
/ V atomic ratio is 0.12) was mixed well in 50 ml of distilled water and evaporated to dryness at 100 ° C. to obtain a solid. The solid was calcined in air at 360 ° C. for 6 hours and tableted to prepare a catalyst.
【0019】上記錠剤成形した触媒3gを用いて実施例
1と同様に前処理し、その後反応温度を400℃とした
以外前処理と同じ条件で触媒の性能評価を行った。評価
結果を表1に示した。Using 3 g of the above tablet-molded catalyst, pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1, and then the performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as the pretreatment except that the reaction temperature was 400 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.
【0020】実施例3 オルトリン酸一水素バナジル(I)を実施例1と同様に
して調製した。水100ml中に二塩化鉄12.7gを
溶かした水溶液と、水100ml中にリン酸水素二ナト
リウム9.5gを溶かした水溶液を等量ずつゆっくりと
加え混合し、この混合物を24時間放置し、生成した沈
澱物を取り出した。この沈澱物を良く水洗した後、80
℃で乾燥してオルトリン酸鉄[Fe3(PO4)2・8H2
O](II)を得た。Example 3 Vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) was prepared as in Example 1. An aqueous solution prepared by dissolving 12.7 g of iron dichloride in 100 ml of water and an aqueous solution prepared by dissolving 9.5 g of disodium hydrogen phosphate in 100 ml of water were slowly added in equal amounts and mixed, and the mixture was left standing for 24 hours. The formed precipitate was taken out. After washing this precipitate thoroughly with water,
℃ in dried orthophosphate iron [Fe 3 (PO 4) 2 · 8H 2
O] (II) was obtained.
【0021】得られたオルトリン酸一水素バナジル
(I)10gとオルトリン酸鉄(II)1g(Fe/V原
子比は0.10である)を蒸留水50ml中でよく混合
した後、100℃で蒸発乾固して固形物を得た。この固
形物を空気中360℃で6時間焼成し、それを錠剤成形
して触媒を調製した。10 g of the obtained vanadyl (I) hydrogen orthophosphate and 1 g of iron (II) orthophosphate (Fe / V atomic ratio: 0.10) were thoroughly mixed in 50 ml of distilled water and then at 100 ° C. Evaporation to dryness gave a solid. The solid was calcined in air at 360 ° C. for 6 hours and tableted to prepare a catalyst.
【0022】上記錠剤成形した触媒3gを用いて実施例
1と同様に前処理し、その後反応温度を380℃とした
以外前処理と同じ条件で触媒の性能評価を行った。評価
結果を表1に示した。Pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1 using 3 g of the above tablet-molded catalyst, and the performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as the pretreatment except that the reaction temperature was 380 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.
【0023】実施例4 オルトリン酸一水素バナジル(I)を実施例1と同様に
して調製した。水100ml中に二塩化コバルト13.
0gを溶かした水溶液と、水100ml中にリン酸水素
二ナトリウム9.5gを溶かした水溶液を等量ずつゆっ
くりと加え混合し、この混合物を24時間放置し、生成
した沈澱物を取り出した。この沈澱物をよく洗浄した
後、80℃で乾燥してオルトリン酸コバルト[Co
3(PO4)2・8H2O](II)を得た。Example 4 Vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) was prepared as in Example 1. Cobalt dichloride in 100 ml of water 13.
An aqueous solution in which 0 g was dissolved and an aqueous solution in which 9.5 g of disodium hydrogen phosphate was dissolved in 100 ml of water were slowly added in equal amounts and mixed, and this mixture was allowed to stand for 24 hours, and the formed precipitate was taken out. The precipitate was thoroughly washed and then dried at 80 ° C to obtain cobalt orthophosphate [Co
3 (PO 4) 2 · 8H 2 O] to give the (II).
【0024】得られたオルトリン酸一水素バナジル
(I)10gとオルトリン酸コバルト(II)1g(Co
/V原子比は0.10である)を蒸留水50ml中でよ
く混合した後、100℃で蒸発乾固して固形物を得た。
この固形物を、窒素中360℃で焼成し、それを錠剤成
形して触媒を調製した。10 g of the obtained vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) and 1 g of cobalt orthophosphate (II) (Co
(/ V atomic ratio is 0.10) was thoroughly mixed in 50 ml of distilled water and then evaporated to dryness at 100 ° C. to obtain a solid.
The solid was calcined in nitrogen at 360 ° C. and tableted to prepare the catalyst.
【0025】上記錠剤成形した触媒3gを用いて実施例
1と同様に前処理し、その後反応温度を380℃とした
以外前処理と同じ条件で触媒の性能評価を行った。評価
結果を表1に示した。Pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1 using 3 g of the above tablet-molded catalyst, and the performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as the pretreatment except that the reaction temperature was 380 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.
【0026】実施例5 オルトリン酸一水素バナジル(I)を実施例1と同様に
して調製した。水100ml中に二塩化ニッケル13.
0gを溶かした水溶液と、水100ml中にリン酸水素
二ナトリウム9.5gを溶かした水溶液を等量ずつゆっ
くりと加え混合し、この混合物を24時間放置し、生成
した沈澱物を取り出した。この沈澱物を良く水洗した
後、80℃で乾燥してオルトリン酸ニッケル[Ni
3(PO4)2・8H2O](II)を得た。Example 5 Vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) was prepared in the same manner as in Example 1. Nickel dichloride in 100 ml of water 13.
An aqueous solution in which 0 g was dissolved and an aqueous solution in which 9.5 g of disodium hydrogen phosphate was dissolved in 100 ml of water were slowly added in equal amounts and mixed, and this mixture was allowed to stand for 24 hours, and the formed precipitate was taken out. The precipitate was washed well with water and dried at 80 ° C. to obtain nickel orthophosphate [Ni
3 (PO 4) 2 · 8H 2 O] to give the (II).
【0027】得られたオルトリン酸一水素バナジル
(I)10gとオルトリン酸ニッケル(II)1g(Ni
/V原子比は0.10である)を蒸留水50ml中でよ
く混合した後、100℃で蒸発乾固して固形物を得た。
この固形物を、空気中360℃で6時間焼成し、それを
錠剤成形して触媒を調製した。10 g of the obtained vanadyl (I) hydrogen orthophosphate and 1 g of nickel (II) orthophosphate (Ni
(/ V atomic ratio is 0.10) was thoroughly mixed in 50 ml of distilled water and then evaporated to dryness at 100 ° C. to obtain a solid.
The solid was calcined in air at 360 ° C. for 6 hours and tableted to prepare a catalyst.
【0028】上記錠剤成形した触媒3gを用いて実施例
1と同様に前処理し、その後反応温度を400℃とした
以外前処理と同じ条件で触媒の性能評価を行った。評価
結果を表1に示した。Pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1 using 3 g of the above tablet-molded catalyst, and the performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as the pretreatment except that the reaction temperature was changed to 400 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.
【0029】実施例6 オルトリン酸一水素バナジル(I)を実施例1と同様に
して調製した。水100ml中に二塩化銅13.4gを
溶かした水溶液と、水100ml中にリン酸水素二ナト
リウム9.5gを溶かした水溶液を等量ずつゆっくりと
加え混合し、この混合物を24時間放置し、生成した沈
澱物を取り出した。この沈澱物を良く水洗した後、80
℃で乾燥してオルトリン酸銅[Cu3(PO4)2・3H2
O](II)を得た。Example 6 Vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) was prepared as in Example 1. An aqueous solution prepared by dissolving 13.4 g of copper dichloride in 100 ml of water and an aqueous solution prepared by dissolving 9.5 g of disodium hydrogen phosphate in 100 ml of water were slowly added in equal amounts and mixed, and the mixture was left standing for 24 hours. The formed precipitate was taken out. After washing this precipitate thoroughly with water,
℃ in dried orthophosphate copper [Cu 3 (PO 4) 2 · 3H 2
O] (II) was obtained.
【0030】得られたオルトリン酸一水素バナジル
(I)10gとオルトリン酸銅(II)1g(Cu/V原
子比は0.12である)を蒸留水50ml中でよく混合
した後、100℃で蒸発乾固して固形物を得た。この固
形物を、空気中360℃で6時間焼成し、それを錠剤成
形して触媒を調製した。10 g of the obtained vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) and 1 g of copper (II) orthophosphate (Cu / V atomic ratio is 0.12) were mixed well in 50 ml of distilled water and then at 100 ° C. Evaporation to dryness gave a solid. The solid was calcined in air at 360 ° C. for 6 hours and tableted to prepare a catalyst.
【0031】上記錠剤成形した触媒3gを用いて実施例
1と同様に前処理し、その後反応温度を400℃とした
以外前処理と同じ条件で触媒の性能評価を行った。評価
結果を表1に示した。Pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1 using 3 g of the above tablet-molded catalyst, and the performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as the pretreatment except that the reaction temperature was changed to 400 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.
【0032】実施例7 オルトリン酸一水素バナジル(I)を実施例1と同様に
して調製した。水100ml中に二塩化亜鉛13.6g
を溶かした水溶液と、水100ml中にリン酸水素二ナ
トリウム9.5gを溶かした水溶液を等量ずつゆっくり
と加え混合し、この混合物を24時間放置し、生成した
沈澱物を取り出した。この沈澱物をよく水洗した後、8
0℃で乾燥しオルトリン酸亜鉛[Zn3(PO4)2・4
H2O](II)を得た。Example 7 Vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) was prepared as in Example 1. 13.6 g of zinc dichloride in 100 ml of water
And an aqueous solution of 9.5 g of disodium hydrogen phosphate dissolved in 100 ml of water were slowly added in equal amounts and mixed, and the mixture was allowed to stand for 24 hours, and the formed precipitate was taken out. After washing this precipitate well with water, 8
0 ℃ in dry zinc orthophosphate [Zn 3 (PO 4) 2 · 4
H 2 O] (II) was obtained.
【0033】得られたオルトリン酸一水素バナジル
(I)10gとオルトリン酸亜鉛(II)1g(Zn/V
原子比は0.12である)を蒸留水50ml中でよく混
合した後、100℃で蒸発乾固して固形物を得た。この
固形物を空気中360℃で6時間焼成し、それを錠剤成
形して触媒を調製した。10 g of the obtained vanadyl monohydrogen orthophosphate (I) and 1 g of zinc orthophosphate (II) (Zn / V
(Atomic ratio is 0.12) was thoroughly mixed in 50 ml of distilled water and then evaporated to dryness at 100 ° C. to obtain a solid. The solid was calcined in air at 360 ° C. for 6 hours and tableted to prepare a catalyst.
【0034】上記錠剤成形した触媒3gを用いて実施例
1と同様に前処理し、その後反応温度を380℃とした
以外前処理と同じ条件で触媒の性能評価を行った。評価
結果を表1に示した。Pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1 using 3 g of the above tablet-molded catalyst, and the performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as the pretreatment except that the reaction temperature was 380 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.
【0035】比較例1 ベンジルアルコール80ml中に五酸化バナジウム10
gを加えて加熱撹拌した。五酸化バナジウムが還元され
たことを確認した後、これに98%オルトリン酸12.
4gを加えて1時間還流させ、生成した沈澱物を取り出
した。この沈澱物をトルエンで良く洗浄した後、120
℃で乾燥してオルトリン酸一水素バナジル[VOHPO
4・0.5H2O](I)を得た。このオルトリン酸一水
素バナジルを空気中で360℃にて6時間焼成して触媒
を調製した。この調製された触媒はピロリン酸バナジル
[(VO)2P2O7]であり、調製された触媒中のP/
V原子比は1.1である。Comparative Example 1 10 vanadium pentoxide in 80 ml of benzyl alcohol
g was added and the mixture was heated and stirred. After confirming that vanadium pentoxide was reduced, 98% orthophosphoric acid was added thereto.
After adding 4 g and refluxing for 1 hour, the formed precipitate was taken out. After thoroughly washing the precipitate with toluene, 120
After drying at ℃, vanadyl monohydrogen orthophosphate [VOHPO
4 · 0.5H 2 O] was obtained (I). The catalyst was prepared by firing this vanadyl monohydrogen orthophosphate in air at 360 ° C. for 6 hours. The prepared catalyst was vanadyl pyrophosphate [(VO) 2 P 2 O 7 ], and P /
The V atomic ratio is 1.1.
【0036】上記触媒の錠剤成形したもの3gを用いて
実施例1と同様に前処理し、その後反応温度をそれぞれ
400℃と470℃とした以外前処理と同じ条件で触媒
の性能評価を行った。評価結果を表1に示した。Pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1 using 3 g of the above-mentioned catalyst tableted, and the performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as the pretreatment except that the reaction temperatures were 400 ° C. and 470 ° C., respectively. . The evaluation results are shown in Table 1.
【0037】比較例2 実施例4において得られたものと同様のオルトリン酸コ
バルト[Co3(PO4)2・8H2O](II)を空気中で
360℃にて6時間焼成した後、さらに460℃で6時
間焼成して触媒を調製した。得られた触媒はリン酸コバ
ルト[Co3(PO4)2]であった。Comparative Example 2 Cobalt orthophosphate [Co 3 (PO 4 ) 2 .8H 2 O] (II) similar to that obtained in Example 4 was calcined in air at 360 ° C. for 6 hours, Further, it was calcined at 460 ° C. for 6 hours to prepare a catalyst. The resulting catalyst was cobalt phosphate [Co 3 (PO 4 ) 2 ].
【0038】上記触媒の錠剤成形したもの3gを用いて
実施例1と同様に前処理し、その後反応温度を400℃
とした以外前処理と同じ条件で触媒の性能評価を行っ
た。評価結果を表1に示した。Pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1 using 3 g of the above-mentioned catalyst tableted, and then the reaction temperature was 400 ° C.
The performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as in the pretreatment except that. The evaluation results are shown in Table 1.
【0039】比較例3 水100mlに98%オルトリン酸11.0gとヒドロ
キシルアミン塩酸塩7.0gを加え、80℃に加熱し
て、撹拌しながら五酸化バナジウム9.1gを徐々に加
えた。得られた濃青色の溶液に二塩化マンガン1.3g
の10ml水溶液を添加し、攪拌した後、これを蒸発濃
縮してから乾燥した。それをさらに窒素気流中で500
℃で2時間焼成して触媒(Mn/V原子比=0.10)
を得た。Comparative Example 3 To 100 ml of water, 11.0 g of 98% orthophosphoric acid and 7.0 g of hydroxylamine hydrochloride were added, heated to 80 ° C., and 9.1 g of vanadium pentoxide was gradually added with stirring. 1.3 g of manganese dichloride in the obtained dark blue solution
10 ml of an aqueous solution was added, and the mixture was stirred, then, this was evaporated and concentrated, and then dried. 500 more in a nitrogen stream
Catalyst burned at ℃ for 2 hours (Mn / V atomic ratio = 0.10)
Got
【0040】上記触媒の錠剤成形したもの3gを用いて
実施例1と同様に前処理し、その後反応温度を400℃
と440℃とした以外前処理と同じ条件で触媒の性能評
価を行った。評価結果を表1に示した。Pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1 using 3 g of the above-mentioned catalyst tableted, and then the reaction temperature was 400 ° C.
The performance of the catalyst was evaluated under the same conditions as in the pretreatment except that the temperature was set to 440 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.
【0041】[0041]
【表1】 表1 ─────────────────────────── 反応温度 触媒性能(%) (℃) 転化率 選択率 収率 ─────────────────────────── 実施例1 400 86 72 61.9 〃 2 400 90 69 62.1 〃 3 380 92 71 65.3 〃 4 380 89 73 65.0 〃 5 400 84 76 63.8 〃 6 400 94 67 62.9 〃 7 380 93 70 65.1 比較例1 400 16 79 12.6 470 87 61 53.1 〃 2 400 4 20 0.8 〃 3 400 36 76 27.4 440 84 64 53.8 ───────────────────────────[Table 1] Table 1 ─────────────────────────── Reaction temperature Catalyst performance (%) (℃) Conversion rate Selectivity Yield ─ ────────────────────────── Example 1 400 86 72 61.9 〃 2 400 90 90 69 62.1 〃 3 380 92 71 71 65. 3 〃 4 380 89 73 73 65.0 〃 5 400 400 84 76 63.8 〃 6 400 400 94 67 62.9 〃 7 380 93 70 65.1 Comparative Example 1 400 16 79 12.6 470 87 87 61 53.1 2 〃 400 4 20 0.8 〃 3 400 400 36 76 27.4 440 84 64 64 53.8 ────────────────────────────
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明によれば、ブタンを分子状酸素に
より気相接触酸化して無水マレイン酸を製造するに当た
り、使用触媒が優れた触媒活性、無水マレイン酸への選
択性を示すので、高い転化率、選択率で無水マレイン酸
を得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, when the butane is vapor-phase catalytically oxidized with molecular oxygen to produce maleic anhydride, the catalyst used has excellent catalytic activity and selectivity to maleic anhydride. Maleic anhydride can be obtained with high conversion and selectivity.
Claims (1)
化して無水マレイン酸を製造するに際し、触媒として、
式(I) VOHPO4・0.5H2O (I) で表わされるオルトリン酸一水素バナジルと、式(II) M3(PO4)2・nH2O (II) (式中、Mは原子価が二価であるMg、Ca、Ba、M
n、Fe、Co、Ni、CuおよびZnから選ばれた金
属を表わし、nは調製温度によって異なる配位水の数を
表わす。)で表わされる二価の金属のオルトリン酸塩の
混合物であって、M/V原子比が0.003〜0.5の
範囲である混合物を300〜400℃で焼成して調製さ
れた触媒を、不活性ガス中またはブタンと分子状酸素含
有ガスの混合ガス中にて350〜700℃で前処理した
後、用いることを特徴とする無水マレイン酸の製造方
法。1. A method for producing maleic anhydride by subjecting butane to vapor-phase catalytic oxidation using molecular oxygen to produce maleic anhydride,
Vanadyl monohydrogen orthophosphate represented by the formula (I) VOHPO 4 .0.5H 2 O (I) and the formula (II) M 3 (PO 4 ) 2 .nH 2 O (II) (wherein M is an atom) Divalent Mg, Ca, Ba, M
It represents a metal selected from n, Fe, Co, Ni, Cu and Zn, and n represents the number of coordinated water which varies depending on the preparation temperature. ) A mixture of divalent metal orthophosphates having an M / V atomic ratio in the range of 0.003 to 0.5, the catalyst prepared by calcining at 300 to 400 ° C. A method for producing maleic anhydride, which is used after pretreatment at 350 to 700 ° C. in an inert gas or a mixed gas of butane and a molecular oxygen-containing gas.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4322373A JPH06145160A (en) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | Production of maleic anhydride |
US08/031,600 US5288880A (en) | 1992-03-17 | 1993-03-15 | Process for the manufacture of maleic anhydride |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4322373A JPH06145160A (en) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | Production of maleic anhydride |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06145160A true JPH06145160A (en) | 1994-05-24 |
Family
ID=18142924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4322373A Pending JPH06145160A (en) | 1992-03-17 | 1992-11-06 | Production of maleic anhydride |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06145160A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0812606A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-16 | Sumitomo Chem Co Ltd | Production of oxygen-containing compound by using c4-lpg |
US6960670B2 (en) | 2001-06-19 | 2005-11-01 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for production of maleic anhydride |
JP2009502465A (en) * | 2005-07-28 | 2009-01-29 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Catalyst and method for producing maleic anhydride |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP4322373A patent/JPH06145160A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0812606A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-16 | Sumitomo Chem Co Ltd | Production of oxygen-containing compound by using c4-lpg |
US6960670B2 (en) | 2001-06-19 | 2005-11-01 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for production of maleic anhydride |
JP2009502465A (en) * | 2005-07-28 | 2009-01-29 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Catalyst and method for producing maleic anhydride |
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