JPH06321536A - 複合金属酸化物組成物 - Google Patents
複合金属酸化物組成物Info
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-
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- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
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- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
Abstract
(57)【要約】
【目的】 メタクロレイン形成のための高い選択性を有
する気相接触酸化のための触媒として適当な複合金属酸
化物組成物を提供する。 【構成】 上記組成物は、式: [X1 aX2 bOx]p[X3 cX4 dX5 eX6 fX7 gX2 hOy]q で示されるものである。
する気相接触酸化のための触媒として適当な複合金属酸
化物組成物を提供する。 【構成】 上記組成物は、式: [X1 aX2 bOx]p[X3 cX4 dX5 eX6 fX7 gX2 hOy]q で示されるものである。
Description
【0001】
本発明は、式I: [X1 aX2 bOx]p[X3 cX4 dX5 eX6 fX7 gX2 hOy]q (I) [式中、X1はビスマス、テルル、アンチモン、錫およ
び/または銅であり、X2はモリブデンおよび/または
タングステンであり、X3はセシウムであり、X4はアル
カリ土類金属、ニッケル、コバルト、銅、マンガン、亜
鉛、錫、カドミウムおよび/または水銀であり、X5は
鉄、クロム、セリウムおよび/またはバナジウムであ
り、X6は燐、ヒ素、ホウ素および/またはアンチモン
であり、X7は希土類元素、チタン、ジルコニウム、ニ
オブ、タンタル、レニウム、ルテニウム、ロジウム、
銀、金、アルミニウム、ガリウム、インジウム、珪素、
ゲルマニウム、鉛、トリウムおよび/またはウランであ
り、aは0.01〜8であり、bは0.1〜30であ
り、cはh/20〜h/6、有利にはh/15〜h/1
0であり、dは0〜20であり、eは0〜20であり、
fは0〜6であり、gは0〜15であり、hは8〜16
であり、xおよびyは酸素以外の式I中の元素の原子価
および頻度数により決定される数であり、およびpおよ
びqはp/qの比が0.1〜10、有利には0.1〜5
であるゼロ以外の数である]で示され、三次元の領域の
形の原子団: [X1 aX2 bOx]p を有し、この領域がその位置的周囲が異なるその化学的
組成にもとづきその位置的周囲から限定され、化学的組
成: X1 aX2 bOx を有する領域であり、その最大直径(この領域の重力中
心を通過し、この領域の表面(界面)に存在する2つの
点の最も長い結合区間)が0より大きく200μmま
で、有利には0.1〜100μm、より有利には1〜2
5μm、特に有利には5〜15μmである複合金属酸化
物組成物に関する。
び/または銅であり、X2はモリブデンおよび/または
タングステンであり、X3はセシウムであり、X4はアル
カリ土類金属、ニッケル、コバルト、銅、マンガン、亜
鉛、錫、カドミウムおよび/または水銀であり、X5は
鉄、クロム、セリウムおよび/またはバナジウムであ
り、X6は燐、ヒ素、ホウ素および/またはアンチモン
であり、X7は希土類元素、チタン、ジルコニウム、ニ
オブ、タンタル、レニウム、ルテニウム、ロジウム、
銀、金、アルミニウム、ガリウム、インジウム、珪素、
ゲルマニウム、鉛、トリウムおよび/またはウランであ
り、aは0.01〜8であり、bは0.1〜30であ
り、cはh/20〜h/6、有利にはh/15〜h/1
0であり、dは0〜20であり、eは0〜20であり、
fは0〜6であり、gは0〜15であり、hは8〜16
であり、xおよびyは酸素以外の式I中の元素の原子価
および頻度数により決定される数であり、およびpおよ
びqはp/qの比が0.1〜10、有利には0.1〜5
であるゼロ以外の数である]で示され、三次元の領域の
形の原子団: [X1 aX2 bOx]p を有し、この領域がその位置的周囲が異なるその化学的
組成にもとづきその位置的周囲から限定され、化学的組
成: X1 aX2 bOx を有する領域であり、その最大直径(この領域の重力中
心を通過し、この領域の表面(界面)に存在する2つの
点の最も長い結合区間)が0より大きく200μmま
で、有利には0.1〜100μm、より有利には1〜2
5μm、特に有利には5〜15μmである複合金属酸化
物組成物に関する。
【0002】本発明はまたこれらの組成物の製造方法お
よびその使用法に関する(最大直径の実験による決定は
たとえばエネルギ分散性のX線分析(EDXS)によ
り、たとえばJEOL JCXA/733電子ビームマ
イクロプローブにより実施する)。
よびその使用法に関する(最大直径の実験による決定は
たとえばエネルギ分散性のX線分析(EDXS)によ
り、たとえばJEOL JCXA/733電子ビームマ
イクロプローブにより実施する)。
【0003】
【従来の技術】欧州特許公開第835号明細書は式Iの
組成物およびX3が特に有利にはK,Rbおよび/また
はCsである状態に関する。すべての実施例においてX
3は専らKである。これらの組成物の製造に関して、欧
州特許公開第835号明細書は最初に式Iのほかの成分
の不在下で混合酸化物: X1 aX2 bOx を製造し、製造後この酸化物を式Iのほかの成分の源泉
と混合し、混合物を乾燥させ、かつ焼成することを推奨
している。
組成物およびX3が特に有利にはK,Rbおよび/また
はCsである状態に関する。すべての実施例においてX
3は専らKである。これらの組成物の製造に関して、欧
州特許公開第835号明細書は最初に式Iのほかの成分
の不在下で混合酸化物: X1 aX2 bOx を製造し、製造後この酸化物を式Iのほかの成分の源泉
と混合し、混合物を乾燥させ、かつ焼成することを推奨
している。
【0004】更に、欧州特許公開第835号明細書は、
オレフィンの気相接触酸化またはアンモ酸化のための触
媒としてのそのような組成物の使用に関する。しかしな
がら欧州特許公開第835号明細書に記載された複合金
属酸化物組成物は、イソブテンまたはt−ブタノールか
らメタクロレインを製造する気相接触酸化のための触媒
として使用する場合にメタクロレイン形成の選択性が完
全には満足できないという欠点を有する。
オレフィンの気相接触酸化またはアンモ酸化のための触
媒としてのそのような組成物の使用に関する。しかしな
がら欧州特許公開第835号明細書に記載された複合金
属酸化物組成物は、イソブテンまたはt−ブタノールか
らメタクロレインを製造する気相接触酸化のための触媒
として使用する場合にメタクロレイン形成の選択性が完
全には満足できないという欠点を有する。
【0005】ドイツ連邦共和国特許第3338380号
明細書にはX3がCsであるが、すべての場合にcがh
/20より小さい式Iの組成物が記載されている。この
組成物は、最初にビスマス化合物とタングステン化合物
を水性媒体中で混合し、生じた組成物を600〜900
℃で焼成し、引き続き焼成した組成物を粒子の大きさが
150μm未満であるように粉末化し、生じた粉末を複
合金属酸化物組成物のほかの成分の源泉の水溶液と混合
し、生じた混合物を蒸発させ、成形し、かつ残留物を焼
成することにより得られる。更にドイツ連邦共和国特許
第3338380号明細書は、(メタ)アクロレインお
よび(メタ)アクリル酸を気相接触酸化により製造する
ための触媒としてこの組成物の使用を推奨している。し
かしながら、ドイツ連邦共和国特許第3338380号
明細書に記載されたこれらの複合金属酸化物組成物は、
イソブテンまたはt−ブタノールからメタクロレインを
気相接触酸化により製造するために使用する場合にメタ
クロレイン形成の選択性が完全には満足できないという
欠点を有する。
明細書にはX3がCsであるが、すべての場合にcがh
/20より小さい式Iの組成物が記載されている。この
組成物は、最初にビスマス化合物とタングステン化合物
を水性媒体中で混合し、生じた組成物を600〜900
℃で焼成し、引き続き焼成した組成物を粒子の大きさが
150μm未満であるように粉末化し、生じた粉末を複
合金属酸化物組成物のほかの成分の源泉の水溶液と混合
し、生じた混合物を蒸発させ、成形し、かつ残留物を焼
成することにより得られる。更にドイツ連邦共和国特許
第3338380号明細書は、(メタ)アクロレインお
よび(メタ)アクリル酸を気相接触酸化により製造する
ための触媒としてこの組成物の使用を推奨している。し
かしながら、ドイツ連邦共和国特許第3338380号
明細書に記載されたこれらの複合金属酸化物組成物は、
イソブテンまたはt−ブタノールからメタクロレインを
気相接触酸化により製造するために使用する場合にメタ
クロレイン形成の選択性が完全には満足できないという
欠点を有する。
【0006】先願のドイツ連邦共和国特許出願公開第4
220859号明細書は、化学的組成: X1 aX2 bOx の三次元の領域を有し、その最大直径が1〜25μmで
ある式Iの組成物に関する。この先願の明細書はX3が
アルカリ金属、タリウムおよび/またはサマリウムであ
ることを推奨している。すべての実施例においてアルカ
リ金属はカリウムである。更に、この先願の明細書は、
特に(メタ)アクロレインを気相接触酸化により製造す
るための触媒としてこれらの複合金属酸化物組成物の使
用を推奨している。しかしながら、先願のドイツ連邦共
和国特許出願公開第4220859号明細書(o.z.
0050/43345)のKを含有する複合金属酸化物
組成物は、イソブテンまたはt−ブタノールからメタク
ロレインを気相接触酸化により製造するために使用する
場合にメタクロレイン形成の選択性が完全には満足でき
ないという欠点を有する。
220859号明細書は、化学的組成: X1 aX2 bOx の三次元の領域を有し、その最大直径が1〜25μmで
ある式Iの組成物に関する。この先願の明細書はX3が
アルカリ金属、タリウムおよび/またはサマリウムであ
ることを推奨している。すべての実施例においてアルカ
リ金属はカリウムである。更に、この先願の明細書は、
特に(メタ)アクロレインを気相接触酸化により製造す
るための触媒としてこれらの複合金属酸化物組成物の使
用を推奨している。しかしながら、先願のドイツ連邦共
和国特許出願公開第4220859号明細書(o.z.
0050/43345)のKを含有する複合金属酸化物
組成物は、イソブテンまたはt−ブタノールからメタク
ロレインを気相接触酸化により製造するために使用する
場合にメタクロレイン形成の選択性が完全には満足でき
ないという欠点を有する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
技術の複合金属酸化物組成物の欠点を有しない複合金属
酸化物組成物を提供することであった。
技術の複合金属酸化物組成物の欠点を有しない複合金属
酸化物組成物を提供することであった。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題は冒頭に定義さ
れた組成物により解決される。
れた組成物により解決される。
【0009】有利な式Iの組成物は、0でなく、有利に
は0.01以上の化学量論的係数を有する、鉄、クロ
ム、セリウム、バナジウムまたはほかの希土類元素の少
なくとも1種の元素を有する組成物である。
は0.01以上の化学量論的係数を有する、鉄、クロ
ム、セリウム、バナジウムまたはほかの希土類元素の少
なくとも1種の元素を有する組成物である。
【0010】本発明による特に有利な式Iの組成物は、
X1がビスマスである組成物である。このうち有利なも
のは、式II:
X1がビスマスである組成物である。このうち有利なも
のは、式II:
【0011】
【化1】
【0012】に相当するものであり、上記式中、Z2は
モリブデンおよび/またはタングステンであり、Z3は
セシウムであり、Z4はニッケルおよび/またはコバル
トであり、Z5は燐、ヒ素、ホウ素、アンチモン、錫、
セリウムおよび/または鉛であり、Z6は珪素、アルミ
ニウム、チタンおよび/またはジルコニウムであり、Z
7は銅、銀および/または金であり、a′は0.1〜1
であり、b′は0.2〜2であり、c′は0.6〜2、
有利には0.8〜1.2であり、d′は3〜10であ
り、e′は0.01〜5、有利には0.1〜3であり、
f′は0〜5であり、g′は0〜10であり、h′は0
〜1であり、x′およびy′は酸素以外の式II中の元
素の原子価および頻度数により決定される数であり、
p′およびq′はp′/q′の比が0.1〜5、有利に
は0.5〜2であるゼロ以外の数であり、きわめて有利
な式IIの組成物は、
モリブデンおよび/またはタングステンであり、Z3は
セシウムであり、Z4はニッケルおよび/またはコバル
トであり、Z5は燐、ヒ素、ホウ素、アンチモン、錫、
セリウムおよび/または鉛であり、Z6は珪素、アルミ
ニウム、チタンおよび/またはジルコニウムであり、Z
7は銅、銀および/または金であり、a′は0.1〜1
であり、b′は0.2〜2であり、c′は0.6〜2、
有利には0.8〜1.2であり、d′は3〜10であ
り、e′は0.01〜5、有利には0.1〜3であり、
f′は0〜5であり、g′は0〜10であり、h′は0
〜1であり、x′およびy′は酸素以外の式II中の元
素の原子価および頻度数により決定される数であり、
p′およびq′はp′/q′の比が0.1〜5、有利に
は0.5〜2であるゼロ以外の数であり、きわめて有利
な式IIの組成物は、
【0013】
【化2】
【0014】およびZ2 12=(モリブデン)12である組
成物である。
成物である。
【0015】本発明による式Iの組成物(式IIの組成
物)は1〜25μm(有利には1〜20μm、特に有利
には5〜15μm)の範囲内の値を有する種々の最大直
径の数の割合が高いほど有利であることが判明した。
物)は1〜25μm(有利には1〜20μm、特に有利
には5〜15μm)の範囲内の値を有する種々の最大直
径の数の割合が高いほど有利であることが判明した。
【0016】これは、有利には最大直径の少なくとも半
分が1〜25μmの範囲内(有利には1〜20μmの範
囲内、特に有利には5〜15μmの範囲内)であり、特
に有利にはすべての最大直径がこの範囲内にあるという
ことである。
分が1〜25μmの範囲内(有利には1〜20μmの範
囲内、特に有利には5〜15μmの範囲内)であり、特
に有利にはすべての最大直径がこの範囲内にあるという
ことである。
【0017】更に、相: X1 aX2 bOx は有利には化学量論: BiZ2O6、BiZ2 2O9および/またはBi2Z2 3O12 を有するものであり、このうちBiZ2 2O9が有利であ
り、特にZ2=タングステンの場合が有利である。
り、特にZ2=タングステンの場合が有利である。
【0018】本発明による組成物Iは、簡単な方法で、
たとえば最初に微分散したオキソメタレート: X1 aX2 bOx を自体公知の方法(欧州特許公開第835号明細書、ド
イツ連邦共和国特許第3338380号明細書および先
願のドイツ連邦共和国特許出願公開第4220859号
明細書(o.z.0050/43345)参照)で製造
し、このオキソメタレートを必要な量の本発明による所
望の組成物の残留成分の適当な源泉(欧州特許公開第8
35号明細書、ドイツ連邦共和国特許第3338380
号明細書および先願のドイツ連邦共和国特許出願公開第
4220859号明細書(o.z.0050/4334
5)参照)とともに完全な乾燥混合物に変換し、引き続
きこの乾燥混合物を(一般には空気流中で)有利には4
00〜600℃で数時間焼成することにより得られる。
あまり有利でない構成においては、有利には予め焼成し
たオキソメタレート:
たとえば最初に微分散したオキソメタレート: X1 aX2 bOx を自体公知の方法(欧州特許公開第835号明細書、ド
イツ連邦共和国特許第3338380号明細書および先
願のドイツ連邦共和国特許出願公開第4220859号
明細書(o.z.0050/43345)参照)で製造
し、このオキソメタレートを必要な量の本発明による所
望の組成物の残留成分の適当な源泉(欧州特許公開第8
35号明細書、ドイツ連邦共和国特許第3338380
号明細書および先願のドイツ連邦共和国特許出願公開第
4220859号明細書(o.z.0050/4334
5)参照)とともに完全な乾燥混合物に変換し、引き続
きこの乾燥混合物を(一般には空気流中で)有利には4
00〜600℃で数時間焼成することにより得られる。
あまり有利でない構成においては、有利には予め焼成し
たオキソメタレート:
【0019】
【化3】
【0020】を本発明による所望の組成物の残留成分の
源泉と液体、有利には水性媒体中で完全に混合する。こ
の混合物を引き続き乾燥し、完全な乾燥混合物を生じ、
更に前記のように焼成する。
源泉と液体、有利には水性媒体中で完全に混合する。こ
の混合物を引き続き乾燥し、完全な乾燥混合物を生じ、
更に前記のように焼成する。
【0021】しかしながら、特に有利には本発明による
組成物Iは、最初に有利には焼成したオキソメタレー
ト:
組成物Iは、最初に有利には焼成したオキソメタレー
ト:
【0022】
【化4】
【0023】を自体公知の方法で(たとえばX1の水溶
性の塩、たとえば硝酸塩、炭酸塩、水酸化物または酢酸
塩を水中でX2酸またはそのアンモニウム塩と混合し、
(有利にはスプレー乾燥により)混合物を乾燥させ、か
つ乾燥した組成物を焼成することにより)形成し、組成
物を粉砕し(たとえばボールミル内でまたはジェット粉
砕により)、生じた粉末から組成物Iのための所望の最
大直径範囲内の最大粒子直径を有する粒子種類を分離
し、周知の分級法(たとえば湿式または乾式選別法)に
より実質的に球形の粒子を一般的に形成し、有利にはこ
の粒子種類を、この分離した粒子種類の重量に関して有
利には0.1〜3重量%の微分散したSiO2(一般に
は実質的に球形のSiO2粒子の数平均最大粒子直径は
有利には10〜50nmである)と混合し、出発組成物
Iを生じることにより得られる。
性の塩、たとえば硝酸塩、炭酸塩、水酸化物または酢酸
塩を水中でX2酸またはそのアンモニウム塩と混合し、
(有利にはスプレー乾燥により)混合物を乾燥させ、か
つ乾燥した組成物を焼成することにより)形成し、組成
物を粉砕し(たとえばボールミル内でまたはジェット粉
砕により)、生じた粉末から組成物Iのための所望の最
大直径範囲内の最大粒子直径を有する粒子種類を分離
し、周知の分級法(たとえば湿式または乾式選別法)に
より実質的に球形の粒子を一般的に形成し、有利にはこ
の粒子種類を、この分離した粒子種類の重量に関して有
利には0.1〜3重量%の微分散したSiO2(一般に
は実質的に球形のSiO2粒子の数平均最大粒子直径は
有利には10〜50nmである)と混合し、出発組成物
Iを生じることにより得られる。
【0024】焼成温度は有利には400〜900℃、よ
り有利には600〜900℃、特にX1=BiかつX2=
Wの場合である。焼成は一般には空気流中で実施する。
焼成期間は一般に数時間である。
り有利には600〜900℃、特にX1=BiかつX2=
Wの場合である。焼成は一般には空気流中で実施する。
焼成期間は一般に数時間である。
【0025】本発明による所望の組成物のほかの成分の
きわめて親密な、有利には微分散した乾燥混合物は自体
公知方法で(たとえば水溶性の塩、たとえばハロゲン化
物、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩または水酸化物と水性溶液
中で合体させ、引き続き水溶液をスプレー乾燥するかま
たは水に溶けない塩、たとえば酸化物を水性媒体中で懸
濁させ、引き続き懸濁液をスプレー乾燥することによ
り)適当な源泉から出発して製造し、この乾燥混合物は
ここで出発組成物2として表現する。
きわめて親密な、有利には微分散した乾燥混合物は自体
公知方法で(たとえば水溶性の塩、たとえばハロゲン化
物、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩または水酸化物と水性溶液
中で合体させ、引き続き水溶液をスプレー乾燥するかま
たは水に溶けない塩、たとえば酸化物を水性媒体中で懸
濁させ、引き続き懸濁液をスプレー乾燥することによ
り)適当な源泉から出発して製造し、この乾燥混合物は
ここで出発組成物2として表現する。
【0026】唯一の本質的な特徴は、一般に知られてい
るように出発組成物2の成分がすでに酸化物であるかま
たは必要な場合は酸素の存在下で加熱することにより酸
化物に変換できる化合物であることである。出発組成物
1および出発組成物2は引き続き所望の混合比で互いに
混合し、有利には加圧により成形し、更に上記のよう
に、有利には400から600℃で(一般に空気流中
で)数時間焼成する。
るように出発組成物2の成分がすでに酸化物であるかま
たは必要な場合は酸素の存在下で加熱することにより酸
化物に変換できる化合物であることである。出発組成物
1および出発組成物2は引き続き所望の混合比で互いに
混合し、有利には加圧により成形し、更に上記のよう
に、有利には400から600℃で(一般に空気流中
で)数時間焼成する。
【0027】非担体触媒の場合は加圧により直接所望の
触媒の形を形成し、外径および長さ2〜10mmおよび
壁厚1〜3mmを有する中空の円筒体が有利である。
触媒の形を形成し、外径および長さ2〜10mmおよび
壁厚1〜3mmを有する中空の円筒体が有利である。
【0028】ごく一般的に本発明による組成物Iは焼成
の前または後で成形することができる。このことは、た
とえば本発明による活性組成物Iを焼成後粉砕し、不活
性の担体に塗布し、担体触媒を製造することによって実
施することもできる。塗布は最後の焼成の前に実施する
こともできる。この場合に塗布は有利には欧州特許公告
第293859号明細書に記載のように実施する。有利
な担体は、直径1〜5mmを有する球形の不活性の物質
(たとえば多孔質のまたは非多孔質の酸化アルミニウ
ム、二酸化珪素、二酸化トリウム、二酸化ジルコニウ
ム、炭化珪素または珪酸塩、たとえば珪酸マグネシウム
または珪酸アルミニウム)である。一般に活性組成物を
塗布した担体ビーズは活性組成物を20〜50重量%含
有する。重要なことには、本発明による組成物を担体触
媒のような形で使用する場合にメタクロレイン形成の選
択性が特に高い値を有する。本発明による組成物Iは有
利には欧州特許公告第293859号明細書に記載の比
表面積、全体の比孔体積および孔直径分布を有する。本
発明による組成物Iを粉末の形で使用することももちろ
ん可能である。
の前または後で成形することができる。このことは、た
とえば本発明による活性組成物Iを焼成後粉砕し、不活
性の担体に塗布し、担体触媒を製造することによって実
施することもできる。塗布は最後の焼成の前に実施する
こともできる。この場合に塗布は有利には欧州特許公告
第293859号明細書に記載のように実施する。有利
な担体は、直径1〜5mmを有する球形の不活性の物質
(たとえば多孔質のまたは非多孔質の酸化アルミニウ
ム、二酸化珪素、二酸化トリウム、二酸化ジルコニウ
ム、炭化珪素または珪酸塩、たとえば珪酸マグネシウム
または珪酸アルミニウム)である。一般に活性組成物を
塗布した担体ビーズは活性組成物を20〜50重量%含
有する。重要なことには、本発明による組成物を担体触
媒のような形で使用する場合にメタクロレイン形成の選
択性が特に高い値を有する。本発明による組成物Iは有
利には欧州特許公告第293859号明細書に記載の比
表面積、全体の比孔体積および孔直径分布を有する。本
発明による組成物Iを粉末の形で使用することももちろ
ん可能である。
【0029】本発明による組成物Iは、特にイソブテン
またはt−ブタノールからメタクロレインを製造する気
相接触酸化のための高められた選択性を有する触媒とし
て適当である。このことはt−ブタノールをマスクした
形で、たとえばそのメチルエーテルの形で使用する場合
にもあてはまる。しかしながら、この組成物は、有利に
は3〜6個の炭素原子を有するほかの有機化合物、特に
ほかのアルカン、アルカノール、アルカナール、アルケ
ンおよびアルケナールからオレフィン系不飽和アルデヒ
ドおよび/またはカルボン酸を製造するためのおよび相
当するニトリルを(特にプロペンからアクリロニトリル
をおよびイソブテンまたはt−ブタノールからメタクリ
ロニトリルを製造するためのアンモ酸化)製造するため
の気相接触酸化のためにも適当である。上記組成物は有
機化合物の酸化による脱水素化のためにも適当である。
またはt−ブタノールからメタクロレインを製造する気
相接触酸化のための高められた選択性を有する触媒とし
て適当である。このことはt−ブタノールをマスクした
形で、たとえばそのメチルエーテルの形で使用する場合
にもあてはまる。しかしながら、この組成物は、有利に
は3〜6個の炭素原子を有するほかの有機化合物、特に
ほかのアルカン、アルカノール、アルカナール、アルケ
ンおよびアルケナールからオレフィン系不飽和アルデヒ
ドおよび/またはカルボン酸を製造するためのおよび相
当するニトリルを(特にプロペンからアクリロニトリル
をおよびイソブテンまたはt−ブタノールからメタクリ
ロニトリルを製造するためのアンモ酸化)製造するため
の気相接触酸化のためにも適当である。上記組成物は有
機化合物の酸化による脱水素化のためにも適当である。
【0030】自体公知の方法でイソブテンまたはt−ブ
タノール(そのメチルエーテルの形も含まれる)からメ
タクリロニトリルを気相接触酸化により製造するために
使用されるオキシダントは、有利には不活性ガスで希釈
した酸素である。適当な不活性ガスの例はN2、CO2、
炭化水素および/または蒸気である。反応温度および圧
力は当業者に周知である。
タノール(そのメチルエーテルの形も含まれる)からメ
タクリロニトリルを気相接触酸化により製造するために
使用されるオキシダントは、有利には不活性ガスで希釈
した酸素である。適当な不活性ガスの例はN2、CO2、
炭化水素および/または蒸気である。反応温度および圧
力は当業者に周知である。
【0031】
例 a)出発組成物1の製造 微分散したH2WO46.7kgに硝酸水溶液中のBi
(NO3)3の溶液50kg(それぞれの場合に溶液に対
してBi11重量%、HNO36.4重量%)を加え、
かつ混合物を50℃で1時間撹拌した。
(NO3)3の溶液50kg(それぞれの場合に溶液に対
してBi11重量%、HNO36.4重量%)を加え、
かつ混合物を50℃で1時間撹拌した。
【0032】生じた懸濁液をスプレー乾燥し(入口温度
300℃、出口温度100℃)、かつ空気を装入したロ
ータリーキルン内で750℃で2時間焼成した。生じ
た、予め形成され、焼成され、混合された酸化物(少量
のWO3を有するBi2W2O3、不純物)を粉砕し、最大
直径が5〜15μmの範囲内の粒子フラクションPFを
粉砕した物質から分級(湿式選別法)により除去した。
引き続き粒子フラクションPFを1%の重量の微分散し
た、実質的に球形のSiO2(数平均最大直径28n
m)と合体した。
300℃、出口温度100℃)、かつ空気を装入したロ
ータリーキルン内で750℃で2時間焼成した。生じ
た、予め形成され、焼成され、混合された酸化物(少量
のWO3を有するBi2W2O3、不純物)を粉砕し、最大
直径が5〜15μmの範囲内の粒子フラクションPFを
粉砕した物質から分級(湿式選別法)により除去した。
引き続き粒子フラクションPFを1%の重量の微分散し
た、実質的に球形のSiO2(数平均最大直径28n
m)と合体した。
【0033】b)出発組成物2の製造 水4l中の七モリブデン酸アンモニウム四水和物130
9gの溶液を、濃度47.3重量%(KOH溶液に対し
て)のKを含有する水酸化カリウム溶液30.4gと混
合し、混合物を40℃に加温した。引き続きこの混合物
に、両方とも40℃にすでに温めておいた、濃度12.
6重量%のCoを含有するCo(NO3)2溶液1587
gおよび濃度13.5重量%のFeを含有するFe(N
O3)3水溶液764.4gを20分かけて加えた。引き
続き混合物を更に5分撹拌し、52%の重量のコロイド
性のSiO2を含有する水性混合物113.8gを引き
続き(5分かけて)加えた。水性混合物を更に5分撹拌
した後で入口温度380℃および出口温度130℃でス
プレー乾燥した。
9gの溶液を、濃度47.3重量%(KOH溶液に対し
て)のKを含有する水酸化カリウム溶液30.4gと混
合し、混合物を40℃に加温した。引き続きこの混合物
に、両方とも40℃にすでに温めておいた、濃度12.
6重量%のCoを含有するCo(NO3)2溶液1587
gおよび濃度13.5重量%のFeを含有するFe(N
O3)3水溶液764.4gを20分かけて加えた。引き
続き混合物を更に5分撹拌し、52%の重量のコロイド
性のSiO2を含有する水性混合物113.8gを引き
続き(5分かけて)加えた。水性混合物を更に5分撹拌
した後で入口温度380℃および出口温度130℃でス
プレー乾燥した。
【0034】c)新規組成物I(NC1〜NC5)およ
び比較組成物(CC1〜CC4)の製造 CC1:出発組成物1および2を組成物: [Bi2W2O9]0.5Mo12Co5.5Fe3K0.6Si1.6O
x を製造するために必要な比で混合し、混合物を加圧し、
長さ7mm、外径7mmおよび壁厚2mmを有する中空
の円筒体を形成し、円筒体を引き続き空気を装入し、フ
ァンで補助された炉内で450℃で6時間焼成した。J
EOL JCXA/733電子ビームマイクロプローブ
を使用したこの円筒体および引き続く複合金属酸化物組
成物のエネルギ分散性のX線分析(EDXS)により、
これらの複合金属酸化物組成物が化学的組成Bi2W2O
9の三次元の領域を含有し、この領域が位置的周囲が異
なる化学的組成にもとづき位置的周囲から限定され、そ
の最大直径が製造のために使用される粒子フラクション
PFの最大粒子直径に実質的に相当することが示され
た。
び比較組成物(CC1〜CC4)の製造 CC1:出発組成物1および2を組成物: [Bi2W2O9]0.5Mo12Co5.5Fe3K0.6Si1.6O
x を製造するために必要な比で混合し、混合物を加圧し、
長さ7mm、外径7mmおよび壁厚2mmを有する中空
の円筒体を形成し、円筒体を引き続き空気を装入し、フ
ァンで補助された炉内で450℃で6時間焼成した。J
EOL JCXA/733電子ビームマイクロプローブ
を使用したこの円筒体および引き続く複合金属酸化物組
成物のエネルギ分散性のX線分析(EDXS)により、
これらの複合金属酸化物組成物が化学的組成Bi2W2O
9の三次元の領域を含有し、この領域が位置的周囲が異
なる化学的組成にもとづき位置的周囲から限定され、そ
の最大直径が製造のために使用される粒子フラクション
PFの最大粒子直径に実質的に相当することが示され
た。
【0035】NC1:CC1と同様に、ただし水酸化カ
リウム水溶液の代りに濃度43.3%重量のCsを含有
するセシウムヒドロキシド水溶液113.4gを使用す
ることにより出発組成物2を製造した。本発明により生
じた組成物は以下のものであった。
リウム水溶液の代りに濃度43.3%重量のCsを含有
するセシウムヒドロキシド水溶液113.4gを使用す
ることにより出発組成物2を製造した。本発明により生
じた組成物は以下のものであった。
【0036】[Bi2W2O9]0.5Mo12Co5.5Fe3C
s0.6Si1.6Ox NC2:CC1と同様に、ただしただし水酸化カリウム
水溶液の代りに濃度43.3重量%のCsを含有するセ
シウムヒドロキシド水溶液189gを使用することによ
り出発組成物2を製造した。本発明により生じた組成物
は以下のものであった。
s0.6Si1.6Ox NC2:CC1と同様に、ただしただし水酸化カリウム
水溶液の代りに濃度43.3重量%のCsを含有するセ
シウムヒドロキシド水溶液189gを使用することによ
り出発組成物2を製造した。本発明により生じた組成物
は以下のものであった。
【0037】[Bi2W2O9]0.5Mo12Co5.5Fe3C
s1.0Si1.6Ox NC2T:NC2と同様に、ただし出発組成物1および
2の混合物を加圧せずに中空の円筒体を製造し、そのか
わりに直ちに空気を装入したファンで補助された炉内で
450℃で6時間焼成し、生じた活性の組成物を粉砕後
自体公知方法で不活性の担体ビーズ(直径2〜3mmを
有するステアタイトビーズ)に塗布した。生じた担体触
媒は活性組成物36.5重量%を含有した。
s1.0Si1.6Ox NC2T:NC2と同様に、ただし出発組成物1および
2の混合物を加圧せずに中空の円筒体を製造し、そのか
わりに直ちに空気を装入したファンで補助された炉内で
450℃で6時間焼成し、生じた活性の組成物を粉砕後
自体公知方法で不活性の担体ビーズ(直径2〜3mmを
有するステアタイトビーズ)に塗布した。生じた担体触
媒は活性組成物36.5重量%を含有した。
【0038】NC3:CC1と同様に、ただしただし水
酸化カリウム水溶液の代りに濃度43.3重量%のCs
を含有するセシウムヒドロキシド水溶液283.5gを
使用することにより出発組成物2を製造した。本発明に
より生じた組成物は以下のものであった。
酸化カリウム水溶液の代りに濃度43.3重量%のCs
を含有するセシウムヒドロキシド水溶液283.5gを
使用することにより出発組成物2を製造した。本発明に
より生じた組成物は以下のものであった。
【0039】[Bi2W2O9]0.5Mo12Co5.5Fe3C
s1.5Si1.6Ox CC2:CC1と同様に、ただし濃度47.3重量%の
Kを含有する水酸化カリウム水溶液50.6gおよび濃
度13.5重量%のFeを含有するFe(NO3)3水溶
液382.2gのみを使用することにより出発組成物2
を製造した。本発明により生じた組成物は以下のもので
あった。
s1.5Si1.6Ox CC2:CC1と同様に、ただし濃度47.3重量%の
Kを含有する水酸化カリウム水溶液50.6gおよび濃
度13.5重量%のFeを含有するFe(NO3)3水溶
液382.2gのみを使用することにより出発組成物2
を製造した。本発明により生じた組成物は以下のもので
あった。
【0040】[Bi2W2O9]0.5Mo12Co5.5Fe1.5
K1.0Si1.6Ox NC4:CC2と同様に、ただし出発組成物2の製造に
使用された水酸化カリウム水溶液の代りに43.3重量
%のCsを含有するセシウムヒドロキシド水溶液189
gを使用した。本発明により生じた組成物は以下のもの
であった。
K1.0Si1.6Ox NC4:CC2と同様に、ただし出発組成物2の製造に
使用された水酸化カリウム水溶液の代りに43.3重量
%のCsを含有するセシウムヒドロキシド水溶液189
gを使用した。本発明により生じた組成物は以下のもの
であった。
【0041】[Bi2W2O9]0.5Mo12Co5.5Fe
1.5Cs1.0Si1.6Ox NC5:ドイツ連邦共和国特許第3338380号明細
書の例15の方法を繰り返した、ただし硝酸セシウム4
8.7gの代りに硝酸セシウム58.4gを使用した。
生じた組成物は以下のものであった。
1.5Cs1.0Si1.6Ox NC5:ドイツ連邦共和国特許第3338380号明細
書の例15の方法を繰り返した、ただし硝酸セシウム4
8.7gの代りに硝酸セシウム58.4gを使用した。
生じた組成物は以下のものであった。
【0042】 Bi2W2.4Fe1.6Mo12Co6Si1.0Cs0.6Ox CC3:ドイツ連邦共和国特許第3338380号明細
書の例15の方法を記載されているように正確に繰り返
した。生じた組成物は以下のものであった。
書の例15の方法を記載されているように正確に繰り返
した。生じた組成物は以下のものであった。
【0043】 Bi2W2.4Fe1.6Mo12Co6Si1.0Cs0.5Ox CC4:ドイツ連邦共和国特許第3338380号明細
書の例15の方法を繰り返した、ただし硝酸セシウム4
8.7gの代りにRbNO343.9gを使用した。生
じた組成物は以下のものであった。
書の例15の方法を繰り返した、ただし硝酸セシウム4
8.7gの代りにRbNO343.9gを使用した。生
じた組成物は以下のものであった。
【0044】 Bi2W2.4Fe1.6Mo12Co6Si1.0Rb0.6Ox d)イソブテン/t−ブタノール/t−ブタノールのメ
チルエーテルの気相接触酸化 それぞれの場合にc)で製造した反応性の複合金属酸化
物組成物1000gを満たした反応管(V2A、壁厚2
mm、内径25mm、塩浴温度調整)にイソブテン(t
−ブタノールまたはそのメチルエーテル(MTBE))
4容量%、酸素7.5容量%、蒸気5容量%および窒素
83.5容量%の組成を有するガス混合物を装入した。
装入物Bは多くの場合に約0.22の値(1時間当りお
よび触媒1グラム当りのグラムでの出発化合物の量)に
調整した。
チルエーテルの気相接触酸化 それぞれの場合にc)で製造した反応性の複合金属酸化
物組成物1000gを満たした反応管(V2A、壁厚2
mm、内径25mm、塩浴温度調整)にイソブテン(t
−ブタノールまたはそのメチルエーテル(MTBE))
4容量%、酸素7.5容量%、蒸気5容量%および窒素
83.5容量%の組成を有するガス混合物を装入した。
装入物Bは多くの場合に約0.22の値(1時間当りお
よび触媒1グラム当りのグラムでの出発化合物の量)に
調整した。
【0045】塩浴温度はすべての場合に約97.5モル
%の出発化合物C4の転化率Uが1回の通過のために生
じるように調整した。この温度はすべての場合に約34
0℃であった。
%の出発化合物C4の転化率Uが1回の通過のために生
じるように調整した。この温度はすべての場合に約34
0℃であった。
【0046】それぞれの場合に使用される複合金属酸化
物組成物の関数としてこれに関して生じるメタクロレイ
ンおよびメタクリル酸形成の選択率を以下の表に記載し
た。
物組成物の関数としてこれに関して生じるメタクロレイ
ンおよびメタクリル酸形成の選択率を以下の表に記載し
た。
【0047】 複合金属 B 出発 U SMAC SMAA 酸化物 化合物 (モル%) (モル%) (モル%) 組成物 CC1 0.22 t-ブタノール 98 72.7 3.4 NC1 0.20 t-ブタノール 97.6 76.8 3.8 NC2 0.38 イソブテン 97.3 83.2 1.9 NC2 0.23 t-ブタノール 97.5 80.1 2.0 NC3 0.25 t-ブタノール 97.4 78.8 1.6 CC2 0.22 t-ブタノール 97.6 70.1 2.9 NC4 0.20 t-ブタノール 98.0 71.2 2.6 NC5 0.20 t-ブタノール 96.2 76.2 2.5 CC3 0.22 t-ブタノール 97.0 73.6 2.4 CC4 0.21 t-ブタノール 96.8 72.7 2.5 NC2 0.39 MTBE 97.8 82.6 3.6 NC2T 0.2 MTBE 97.7 84.2 2.5 表から理解されるようにSMACの増加した値は本発明に
よる複合金属酸化物組成物の使用に起因した。作業時間
500時間後使用された組成物NClに再びエネルギ分
散性のX線分析を実施し、これにより組成物Bi2W2O
9の化学的に限定された領域がその最大直径に関して実
質的に変化していないことが判明した。
よる複合金属酸化物組成物の使用に起因した。作業時間
500時間後使用された組成物NClに再びエネルギ分
散性のX線分析を実施し、これにより組成物Bi2W2O
9の化学的に限定された領域がその最大直径に関して実
質的に変化していないことが判明した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 (72)発明者 ヘルベルト エクスナー ドイツ連邦共和国 ヴァルトゼー ゲーテ シュトラーセ 1
Claims (1)
- 【請求項1】 式I: [X1 aX2 bOx]p[X3 cX4 dX5 eX6 fX7 gX2 hOy]q (I) [式中、 X1はビスマス、テルル、アンチモン、錫および/また
は銅であり、 X2はモリブデンおよび/またはタングステンであり、 X3はセシウムであり、 X4はアルカリ土類金属、ニッケル、コバルト、銅、マ
ンガン、亜鉛、錫、カドミウムおよび/または水銀であ
り、 X5は鉄、クロム、セリウムおよび/またはバナジウム
であり、 X6は燐、ヒ素、ホウ素および/またはアンチモンであ
り、 X7は希土類元素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タ
ンタル、レニウム、ルテニウム、ロジウム、銀、金、ア
ルミニウム、ガリウム、インジウム、珪素、ゲルマニウ
ム、鉛、トリウムおよび/またはウランであり、 aは0.01〜8であり、 bは0.1〜30であり、 cはh/20〜h/6であり、 dは0〜20であり、 eは0〜20であり、 fは0〜6であり、 gは0〜15であり、 hは8〜16であり、 xおよびyは酸素以外の式I中の元素の原子価および頻
度数により決定される数であり、およびpおよびqはp
/qの比が0.1〜10であるゼロ以外の数である]で
示され、三次元の領域の形の原子団: [X1 aX2 bOx]p を有し、この領域がその位置的周囲が異なるその化学的
組成にもとづきその位置的周囲から限定され、化学的組
成 :X1 aX2 bOx を有する領域であり、その最大直径(この領域の重力中
心を通過し、この領域の表面(界面)に存在する2つの
点の最も長い結合区間)が0より大きく200μmまで
である複合金属酸化物組成物。
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