JPH06199767A - α,β−不飽和ニトリルの製造方法 - Google Patents

α,β−不飽和ニトリルの製造方法

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JPH06199767A
JPH06199767A JP4348203A JP34820392A JPH06199767A JP H06199767 A JPH06199767 A JP H06199767A JP 4348203 A JP4348203 A JP 4348203A JP 34820392 A JP34820392 A JP 34820392A JP H06199767 A JPH06199767 A JP H06199767A
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JP
Japan
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catalyst
acrylonitrile
gas
elements selected
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JP4348203A
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English (en)
Inventor
Ikuya Matsuura
郁也 松浦
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロパンからアクリロニトリルを製造する。 【構成】 プロパンをアンモニアと分子状酸素でアンモ
酸化してアクリロニトリルを製造するに際し、モリブデ
ン、バナジウム、ニオブおよびタンタルよりなる群から
選ばれた1種類以上の元素を必須成分として含有する燐
酸塩触媒を用いるアクリロニトリルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプロパン、アンモニアお
よび分子状酸素の気相接触アンモ酸化反応によって、ア
クリロニトリルを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】C3〜C5パラフィンを気相接触アンモ酸
化して、α,β−不飽和ニトリル類を製造する触媒は従
来数多く提案されている。中でも、プロパンのアンモ酸
化によるアクリロニトリル合成触媒については1970
年代から多くの提案がなされている。例えば、USP4
883895では、V−P−W系触媒およびBi−Fe
−Mo系触媒の組み合わせが提案されている。また、U
SP4978764ではCs−K−Ni−Co−Mn−
Bi−Cr−Mo−Oからなる触媒、特開平3−589
61ではシーライト構造を有するBi−V−Mo系触
媒、特開平3−58962ではGa/Ta−Bi−Mo
−Oからなる触媒が提案されている。
【0003】一般に、パラフィンはオレフィンに比べ反
応性が低いため、従来触媒では、オレフィンのアンモ酸
化条件でのパラフィンの転化率が低い。そのため、これ
らの触媒では、パラフィンの酸化に比較的高い反応温度
が必要であり、併発する気相ラジカル反応、目的物であ
る不飽和化合物の逐次酸化などにより、不飽和ニトリル
への選択性が低いという問題があった。また、副生オレ
フィンが多いと分離回収し、中間原料として循環使用し
不飽和ニトリル類に転化する必要があり、煩雑なプロセ
スになる問題点があった。そのため、副生オレフィン量
が少なく不飽和ニトリルへの選択性が高い触媒の開発が
望まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、触媒
活性およびアクリロニトリルへの選択性が高く、プロピ
レン副生が少ない、プロパンのアンモ酸化触媒を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、プロパン
のアンモ酸化反応およびそれに用いる触媒について、活
性、アクリロニトリル選択性に優れた触媒を開発すべ
く、触媒成分、組成、調製法について鋭意検討をすすめ
た結果、Mo、V、NbおよびTaよりなる群から選ば
れた1種以上の元素を必須成分とし、且つ燐酸塩の構造
を有する触媒が、高い活性、アクリロニトリル選択性を
有する触媒であることを見いだし、本発明の方法に至っ
た。
【0006】即ち、本発明は、プロパン、アンモニアお
よび酸素含有ガスとの気相接触アンモ酸化反応でアクリ
ロニトリルを製造するに際し、Mo、V、NbおよびT
aよりなる群から選ばれた1種以上の元素を必須成分と
して含有する燐酸塩触媒を用いることを特徴とするアク
リロニトリルの製造方法である。また本発明は、プロパ
ン、アンモニアおよび酸素含有ガスとの気相接触アンモ
酸化反応でアクリロニトリルを製造するに際し、一般式 XAabcde [式中、XはMo、V、NbおよびTaよりなる群から
選ばれた1種以上の元素、AはW、Sn、Sb、Bi、
Fe、Al、Cr、Co、Ni、Cu、Mg、Ca、S
rおよびBaよりなる群から選ばれた1種以上の元素、
BはLi、Na、K、RbおよびCsよりなる群から選
ばれた1種以上の元素、CはCe、PrおよびTbより
なる群から選ばれた1種以上の元素を表す。a、b、c
およびdはXを基準にしたときの、各元素の原子比を表
し、aは0〜0.5、bは0〜0.5、cは0〜0.
3、dは1〜10であり、eは各成分元素の原子価を満
足するに必要な原子数である。]で表される組成物を含
有する燐酸塩触媒を用いることを特徴とするアクリロニ
トリルの製造方法である。また本発明の燐酸塩触媒は、
好ましくはMo、V、NbおよびTaよりなる群から選
ばれた1種以上の元素が5価であり、且つその燐酸塩が
テトラゴナルな構造を有するものである。
【0007】本発明の方法で用いる触媒、即ちMo、
V、NbおよびTaよりなる群から選ばれた1種以上の
元素を必須成分として含有する燐酸塩触媒は、この分野
で通常用いられる公知の方法で調製することができる。
この際、用いるMo、V、NbおよびTa源としては、
特に制限はないが、好ましくは酸化物、水酸化物、硝酸
塩等である。P源としては、特に制限はないが、好まし
くは燐酸を用いる。具体的には、例えば85%H3PO4
にタンタル酸を加え、これを攪拌しながら還流下で加熱
した後に、乾燥し焼成する方法で調製される。また、必
要に応じて、Bi、W、Sn、Sb、Fe、Al、C
r、Co、Ni、Cu、Mg、Ca、SrおよびBaよ
りなる群から選ばれた1種以上の元素の化合物、例え
ば、酸化物を添加することができる。また、この分野で
通常行われる方法であるが、この触媒をSiO2、Al2
3、SiCなどの担体に担持した状態で使用しても良
い。
【0008】乾燥温度は通常60〜200℃、乾燥時間
は特に制限はないが、好ましくは2〜10時間である。
また焼成温度は通常200〜1000℃、好ましくは4
50〜850℃、焼成時間は特に制限はないが、好まし
くは2〜10時間である。触媒は、粒状あるいは成形体
として固定床で使用されるが、移動床あるいは流動床と
しても使用できる。本発明による気相接触アンモ酸化反
応の原料ガスとして、プロパン、アンモニアおよび分子
状酸素が用いられる、これら原料ガスの他に希釈ガスを
用いることも出来る。本発明の方法で用いる分子状酸素
源として、通常は空気が使用されるが、純酸素を使用し
ても良い。アンモニア源としては、乾燥ガスでも良い
が、アンモニア水を蒸発器で気化して使用しても良い。
【0009】希釈ガスとしては、窒素、炭酸ガスなどの
不活性ガスが使用される。反応ガスに含まれる非凝縮性
ガスの一部を循環して希釈ガスとして使用しても良い。
希釈ガスとして、水蒸気を併せて使用することが活性お
よび選択性を高める上で好ましい。
【0010】原料ガスの組成には、特に制限はないが、
安全性の点からは、混合ガス組成が燃焼範囲外であるこ
とが好ましい。また、希釈ガスとして水蒸気を併せて使
用する場合、原料ガス中の水蒸気は、通常60容量%ま
で添加される。本発明による気相接触アンモ酸化反応
は、原料ガスを、前記した触媒上に350〜600℃の
温度範囲、常圧〜10気圧の圧力下、空間速度300〜
5000/hrで導入することで実施される。
【0011】
【実施例】実施例によって本発明をさらに詳細に説明す
る。転化率(数1)、アクリロニトリル選択率(数
2)、およびプロピレン選択率(数3)は次のとうり定
義される。
【0012】
【数1】
【0013】
【数2】
【0014】
【数3】
【0015】実施例1 モリブデン酸H2MoO4と85%H3PO4をMo/P原
子比が1/1になるように混合し、100℃で攪拌下、
5時間加熱還流した後、蒸発乾涸した。得られた固体を
500℃で3時間、さらに800℃で3時間空気雰囲気
で焼成してMoOPO4なる組成の触媒を得た。得られ
た触媒を通常の流通式反応器に充填し、プロパン/酸素
/アンモニアのモル比が3/2/1なる組成の原料ガス
を、空間速度1800/hrで供給した。反応温度を4
80℃に保って、触媒の性能を評価した。評価結果を表
1に示した。
【0016】実施例2 V25と85%H3PO4をV/P原子比が1/1になる
ように混合し、100℃で攪拌下、5時間加熱還流した
後、蒸発乾涸した。得られた固体を500℃で3時間空
気中で焼成し、VOPO4なる組成の触媒を得た。得ら
れた触媒を実施例1と同様にして評価した結果を表1に
示した。
【0017】
【表1】 表1 ──────────────────────────────────── 例 プロパン アクリロニトリル プロピレン 転化率(%) 選択率(%) 選択率(%) ──────────────────────────────────── 実施例 1 10.0 70.1 2.6 2 10.8 66.8 4.0 ────────────────────────────────────
【0018】
【発明の効果】本発明で使用する酸化触媒は、触媒活性
が高く、アクリロニトリルへの選択性が高いので、本発
明の方法により、プロパンから効率よくアクリロニトリ
ルを製造することが出来る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロパン、アンモニアおよび酸素含有ガ
    スとの気相接触アンモ酸化反応でアクリロニトリルを製
    造するに際し、Mo、V、NbおよびTaよりなる群か
    ら選ばれた1種以上の元素を必須成分として含有する燐
    酸塩触媒を用いることを特徴とするアクリロニトリルの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 燐酸塩触媒が一般式 XAabcde [式中、XはMo、V、NbおよびTaよりなる群から
    選ばれた1種以上の元素、AはW、Sn、Sb、Bi、
    Fe、Al、Cr、Co、Ni、Cu、Mg、Ca、S
    rおよびBaよりなる群から選ばれた1種以上の元素、
    BはLi、Na、K、RbおよびCsよりなる群から選
    ばれた1種以上の元素、CはCe、PrおよびTbより
    なる群から選ばれた1種以上の元素を表す。a、b、c
    およびdはXを基準にしたときの、各元素の原子比を表
    し、aは0〜0.5、bは0〜0.5、cは0〜0.
    3、dは1〜10であり、eは各成分元素の原子価を満
    足するに必要な原子数である。]で表される組成物を含
    有することを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 Mo、V、NbおよびTaよりなる群か
    ら選ばれた1種以上の元素が5価であり、且つその燐酸
    塩がテトラゴナルな構造を有するものである請求項1記
    載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5840648A (en) * 1997-09-02 1998-11-24 The Standard Oil Company Catalyst for the manufacture of acrylonitrile and hydrogen cyanide
JP2013136540A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Daiyanitorikkusu Kk 含窒素化合物の製造方法
CN111203251A (zh) * 2020-02-26 2020-05-29 递铂国际贸易(大连)有限公司 一种低碳烃氨氧化合成不饱和腈的耐磨混合金属氧化物催化剂及其制备方法

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