JPH0662463B2 - メタクロレイン及びメタクリル酸の製造法 - Google Patents

メタクロレイン及びメタクリル酸の製造法

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JPH0662463B2
JPH0662463B2 JP59016936A JP1693684A JPH0662463B2 JP H0662463 B2 JPH0662463 B2 JP H0662463B2 JP 59016936 A JP59016936 A JP 59016936A JP 1693684 A JP1693684 A JP 1693684A JP H0662463 B2 JPH0662463 B2 JP H0662463B2
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JP
Japan
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methacrylic acid
catalyst
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methacrolein
isobutylene
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求 大北
芳行 谷口
正明 加藤
雅夫 小林
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイソブチレン又は三級ブタノールを分子状酸素
により気相接触酸化して、メタクロレイン及びメタクリ
ルを製造する方法に関する。
これまでイソブチレン又は三級ブタノールの気相接触酸
化によりメタクロレイン及びメタクリル酸を製造する触
媒について種々提案されている。しかし、触媒性能例え
ば触媒活性、メタクロレイン及びメタクリル酸への選択
率、触媒の機械的強度、触媒寿命などの点でまだ不満足
で工業的見地から改良が望まれていた。本発明者らは、
この方法に用いられる触媒の性能改良を目的として研究
を進めた結果、優れた触媒性能を有する触媒を見い出し
て本発明を完成した。
本発明は、一般式 MOBiFeNiTeSb
(式中 Mo,W,Bi,Fe,Ni,Te,Sb及び
Oはそれぞれモリブデン、タングステン、ビスマス、
鉄、ニツケル、テルル、アンチモン及び酸素、Xはコバ
ルト、珪素、亜鉛及びマグネシウムから成る群より選ば
れた少なくとも1種の元素、Yはカリウム、セシウム、
ルビジウム及び/又はタリウム、Zは硼素、タンタル、
鉛、カルシウム及びセレンから成る群より選ばれた少な
くとも1種の元素を示し、aないしkは各元素の原子比
を示し、a=12のときb=0.01〜6、c=0.01〜5、
d= 0.1〜8、e= 0.1〜10、f=0.01〜5、g=
0.1=5、h=0.01〜10、i=0.01〜5、j=0〜1
0であり、kは前記各成分の原子価を満足するのに必要
な酸素原子数であり、ただしXが1種の場合はj=0.01
〜10である)で表わされる触媒の存在下に、イソブチ
レン又は三級ブタノールを分子状酸素を用いて気相接触
酸化することを特徴とするメタクロレイン及びメタクリ
ル酸の製造法である。
本発明に使用される触媒は、2種以上のX成分を含む場
合にはZ成分を含まなくてもよい。
本発明方法によれば、メタクロレイン及びメタクリル酸
を工業的に有利に得ることができる。
本発明に用いられる触媒を調製する場合の、モリブデ
ン、テルル、アンチモン及びタングステンの原料として
は、酸化物あるいは強熱することにより酸化物となる化
合物が好ましい。このような化合物としては、モリブデ
ン酸アンモニウム、テルル酸、三酸化アンチモン、パラ
タングステン酸アンモニウムなどがあげられる。その他
の元素の原料としては酸化物、塩化物、硫酸塩、硝酸
塩、炭酸塩又はそれらの混合物が好ましい。触媒の調製
に際しては蒸発乾固法、沈澱法、酸化物混合法等の既知
の方法を用いることができる。担体を用いることも好ま
しく、担体としては例えばシリカ、アルミナ、シリカ−
アルミナ、シリコンカーバイドなどが用いられる。
本発明を実施するに際しては、原料の三級ブタノール又
はイソブチレンに分子状酸素を加え、前記の触媒の存在
下に気相接触酸化を行う。三級ブタノール又はイソブチ
レン対酸素のモル比は1:0.5〜3が好ましい。原料
ガスは不活性ガスで希釈して用いることが好ましい。酸
化に用いられる分子状酸素は純酸素ガスでも空気でもよ
いが、工業的には空気が有利である。反応圧力は常圧な
いし数気圧まで用いられる。反応温度は250〜450
℃の範囲が好ましく、反応は流動床でも固定床でも実施
できる。
下記実施例及び比較例中の部は重量部は意味し、分析は
ガスクロマトグラフイより行った。またイソブチレン又
は三級ブタノールの反応率、生成されるメタクロレイン
及びメタクリル酸の選択率、単流収率は下記のように定
義される。
実施例1 水1000部にモリブデン酸アンモニウム500部及び
硝酸ルビジウム13.9部を加え加熱溶解した。この溶
液にパラタングステン酸アンモニウム61.6部を加え
加熱撹拌した(A液)。別に水50部に60%硝酸50
部を加え、均一にしたのち,硝酸ビスマス114.5部
を加え溶解した。これに水950部を加え、さらに硝酸
第一鉄286.0部、硝酸ニッケル411.8部、硝酸
マグネシウム121.0部及び硝酸亜鉛70.2部を順
次加え溶解した(B液)。
A液にB液を加えスラリー状としたのち、テルル酸5
4.2部及び三酸化アンチモン68.8部を加え加熱撹
拌し、水の大部分を蒸発させた。得られたケーキ状物質
を100℃で乾燥させたのち、500℃で10時間焼成
し成形した。こうして得られた触媒の組成はMO12W1Bi1F
e3Ni6Te1Sb2Mg3Rb0.4 で示される。酸素の原子比kは他の元素の原子価により
自然に決まる値であるので以下省略する。
この触媒をステンレス製反応管に充填し、イソブチレン
5%、酸素12%、水蒸気10%及び窒素73%の原料
混合ガス、空間速度500H-1で触媒層を通過させ、3
80℃で反応させた。
その結果、イソブチレンの反応率95%、メタクロレイ
ンの選択率88%、メタクリル酸の選択率2%、(メタ
クロレイン+メタクリル酸)の単流収率85.5%であ
つた。
実施例2 実施例1において硝酸ルビジウム13.9部に代えて硝
酸セシウム18.4部を用い、さらに硝酸コバルト6
8.7部を加え、その他は実施例1と同様にしてMO12W1
Bi1Fe3Ni6Te1Sb2Mg2Zn1Co1Cs0.4で示される組成の触媒
を調製した。
この触媒を用い、実施例1と同じ反応条件で反応を行つ
たところ、イソブチレンの反応率95%、メタクロレイ
ンの選択率87.5%、メタクリル酸の選択率2%、
(メタクロレイン+メタクリル酸)の単流収率85%で
あつた。
実施例3〜5 実施例1に準じて下記の触媒を調製した。
実施例3 MO12W0.8Bi0.7Fe2.7Ni6.3Te0.5Sb1.5Mg2 Si
0.3B0.5K0.3Cs0.3 実施例4 MO12W0.4Bi0.3Fe3 Ni6.3Te0.5Sb2 Zn1 Ta1
Si0.5Cs0.4 実施例5 Mo12W0.2Bi1 Fe3 Ni6 Te0.5Sb1.5Mg1.5 C
o5B0.5 Tl0.8 これらの触媒を用いて反応温度以外は実施例1と同じ反
応条件で反応を行つた。結果を第1表に示す。
実施例6〜7 実施例1に準じて下記の触媒を調製した。
実施例6 Mo12W0.5Bi0.8Fe3Ni6Te0.5Sb1.5Pb0.5Ca0.2M
g2Rb0.5 実施例7 Mo12W0.5Bi0.8Fe3Ni6Te0.5Sb1.5Se0.5Zn3 B
0.2Rb0.5 これらの触媒をステンレス製反応管に充填し、三級ブタ
ノール5%、酸素12%、水蒸気10%及び窒素73%
の原料混合ガスを空間速度500H-1で触媒層を通過さ
せ、第2表の反応温度で反応させた。
比較例1 実施例1において硝酸マグネシウム121.0部を18
1.5部に代え、硝酸亜鉛、パラタングステン酸アンモ
ニウムを除き、その他は実施例1と同様にしてMo12Bi1F
e3Ni6Te1Sb2Mg3Rb0.4で示される組成の触媒を調製し
た。この触媒を用いて実施例1と同じ反応条件で反応を
行たところ、イソブチレンの反応率85%、メタクロレ
インの選択率86%、メタクリル酸の選択率4%、(メ
タクロレイン+メタクリル酸)の単流収率76.5%で
あった。
比較例2 実施例1において硝酸亜鉛、硝酸マグネシウムを除き、
その他は実施例1と同様にしてMo12W1 Bi1Fe3Ni6Te1Sb2
Rb0.4で示される組成の触媒を調製した。この触媒を用
いて実施例1と同じ反応条件で反応を行ったところ、イ
ソブチレンの反応率90%、メタクロレインの選択率8
5%、メタクリル酸の選択率3%、(メタクロレイン+
メタクリル酸)の単流収率79.2%であった。
比較例3 実施例1において硝酸マグネシウム121.0部を18
1.5部に代え、硝酸亜鉛、硝酸ルビジウムを除き、そ
の他は実施例1と同様にしてMo12W1 Bi1Fe3 Ni6Te1Sb2M
g3 で示される組成の触媒を調製した。この触媒を用い
て実施例1と同じ反応条件で反応を行ったところ、イソ
ブチレンの反応率97%、メタクロレインの選択率66
%、メタクリル酸の選択率10%、(メタクロレイン+
メタクリル酸)の単流収率73.7%であった。
比較例4 実施例1において硝酸マグネシウム121.0部を18
1.5部に代え、硝酸亜鉛、三酸化アンチモンを除き、
その他は実施例1と同様にしてMo12W1 Bi1Fe3Ni6Te1Mg3
Rb0.4で示される組成の触媒を調製した。この触媒を用
いて実施例1と同じ反応条件で反応を行ったところ、イ
ソブチレンの反応率83%、メタクロレインの選択率8
0%、メタクリル酸の選択率5%、(メタクロレイン+
メタクリル酸)の単流収率70.6%であった。
比較例5 実施例1において硝酸マグネシウム121.0部を18
1.5部に代え、硝酸亜鉛、パラタングステン酸アンモ
ニウム及び三酸化アンチモンを除き、その他は実施例1
と同様にしてMo12Bi1Fe3Ni6Te1Mg3Rb0.4で示される組成
の触媒を調製した。この触媒を用いて実施例1と同じ反
応条件で反応を行ったところ、イソブチレンの反応率6
5%、メタクロレインの選択率75%、メタクリル酸の
選択率5%、(メタクロレイン+メタクリル酸)の単流
収率52.0%であった。
比較例6 実施例1において硝酸マグネシウム121.0部を18
1.5部に代え、硝酸亜鉛、パラタングステン酸アンモ
ニウム、テルル酸及び三酸化アンチモンを除き、その他
は実施例1と同様にしてMo12Bi1Fe3Ni6Mg3Rb0.4で示さ
れる組成の触媒を調製した。この触媒を用いて実施例1
と同じ反応条件で反応を行ったところ、イソブチレンの
反応率60%、メタクロレインの選択率70%、メタク
リル酸の選択率5%、(メタクロレイン+メタクリル
酸)の単流収率45.0%であった。
実施例8 実施例3の触媒を用いて実施例1を同じ反応条件で24
00時間の反応を行った結果を第3表に示す。
比較例7 比較例1、2及び3の触媒を用いて実施例1と同じ反応
条件で2400時間の反応を行った結果を第4表に示
す。
フロントページの続き (72)発明者 小林 雅夫 広島県大竹市御幸町20―1 三菱レイヨン 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−17194(JP,A) 特開 昭51−101911(JP,A) 特開 昭54−81191(JP,A) 特開 昭55−47144(JP,A) 特開 昭56−12331(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 MOBiFeNiTeSb
    (式中 Mo,W,Bi,Fe,Ni,Te,Sb及び
    Oはそれぞれモリブデン、タングステン、ビスマス、
    鉄、ニツケル、テルル、アンチモン及び酸素、Xはコバ
    ルト、珪素、亜鉛及びマグネシウムから成る群より選ば
    れた少なくとも1種の元素、Yはカリウム、セシウム、
    ルビジウム及び/又はタリウム、Zは硼素、タンタル、
    鉛、カルシウム及びセレンから成る群より選ばれた少な
    くとも1種の元素を示し、aないしkは各元素の原子比
    を示し、a=12のときb=0.01〜6、c=0.01〜5、
    d= 0.1〜8、e= 0.1〜10、f=0.01〜5、g=
    0.1〜5、h=0.01〜10、i=0.01〜5、j=0〜1
    0であり、kは前記各成分の原子価を満足するのに必要
    な酸素原子数であり、ただしXが1種の場合はj=0.01
    〜10である)で表わされる触媒の存在下に、イソブチ
    レン又は三級ブタノールを分子状酸素を用いて気相接触
    酸化することを特徴とするメタクロレイン及びメタクリ
    ル酸の製造法。
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