JPH08252464A - 触媒の製造方法、外殻触媒、アクリル酸、アクロレイン及びメタクロレインの製造方法、並びに接触気相酸化する方法 - Google Patents

触媒の製造方法、外殻触媒、アクリル酸、アクロレイン及びメタクロレインの製造方法、並びに接触気相酸化する方法

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 液状結合剤として、水２０〜９０重量％
及び、常圧（１ａｔｍ）での沸点又は昇華温度が＞１０
０℃である有機化合物１０〜８０重量％からなる溶液を
使用する担体成形体の表面上に塗布された触媒活性の酸
化物材料とからなる触媒を製造する方法 【効果】 本発明による方法により、多様に調節可能な
外殻の厚さ、酸化物の活性材料高い付着性と同時に、そ
の完全に十分な比表面積、表面並びに多様な担体成形体
にわたって観察される得られた外殻の厚さの高められた
均一性、この製造方法の十分な生産効率が達成される

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、担体成形体をまず
付着液（液状結合剤）で湿らせ、その後、乾燥した微細
粒の活性の酸化物材料を湿った担体成形体の表面と接触
させることにより活性の酸化物材料の層（外殻）を付着
させ（設置し）、引き続き活性の酸化物材料で被覆され
た湿った担体成形体から付着液を除去することによる、
担体成形体とその担体成形体の表面に塗布された触媒活
性酸化物材料とからなる触媒の製造方法に関する。
【０００２】更に、本発明は、担体成形体と、担体成形
体の表面に塗布された触媒活性の酸化物材料とからな
り、外殻触媒として表される触媒、並びにこのような外
殻触媒の使用に関する。
【０００３】
【従来の技術】一般に、酸化化学反応は、頻繁に、有利
には、触媒活性酸化物を用いて気相中で実施できること
が公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第２３５１１５１号明細書は、気相で触媒活性酸化
物材料を用いた３〜５個のＣ原子を有するオレフィンの
接触酸化、アンモ酸化並びに酸化的脱水素に関する。例
えばこの実施態様は、ブタンジエンの無水マレイン酸へ
の反応、プロペンのアクロレインへの反応、アクロレイ
ンのアクリル酸への反応、プロペンのアクリルニトリル
への反応並びに２−ブテンのブタジエンへの反応を開示
している。ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）
第１６４２９２１号明細書及びドイツ連邦共和国特許出
願公開（ＤＥ−Ａ）第２１０６７９６号明細書は、芳香
族及び不飽和の炭化水素、ナフタレン、ｏ−キシレン、
ベンゼン又はｎ−ブテンのカルボン酸又はその無水物へ
の接触気相酸化を教示している。例えばこの実施態様は
ｏ−キシレンの無水フタル酸への反応並びにブタンジエ
ンの無水マレイン酸への反応を開示している。ドイツ連
邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第２５２６２３８号
明細書からは、触媒活性酸化物材料を用いたアクロレイ
ン又はメタクロレインの接触気相酸化によるアクリル酸
又はメタクリル酸の製造が公知である。ドイツ連邦共和
国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第２０２５４３０号明細書
は、インダンの例えばアントラキノンへの接触気相酸化
に関している。触媒活性酸化物材料は、酸素の他に単に
１種の他の元素又は１種以上の他の元素（多元素酸化物
材料）が含まれる。
【０００４】１種以上の金属元素、特に遷移金属元素を
有する触媒活性酸化物材料が特に頻繁に用いられる。こ
の場合、複合金属酸化物材料について述べられる。通
常、多元素酸化物材料は、元素状の構成要素の酸化物の
簡単な物理的混合物ではなく、これらの元素の複合的ポ
リ化合物（komplexen Polyverbindungen）の不均一系の
混合物である。
【０００５】原則として、このような接触気相酸化の大
規模工業的な実現化は固定床反応器中で行われる。つま
り、反応ガス混合物を静止する触媒堆積物に貫流させ、
その中での滞留時間の間に酸化化学反応が行われる。
【０００６】たいていの接触気相酸化は、著しく発熱性
で進行するため、この酸化は応用技術的に有利に、多接
触管−固定床反応器中で実施される。接触管装置は通常
の場合、数メートルに達し、接触管の内径は均一で数セ
ンチメートルである。接触管の周囲を流れる熱交換剤は
プロセス熱を運び去る（例えばドイツ連邦共和国特許出
願公開第４４３１９７５号及びドイツ連邦共和国特許出
願公開第４４３１９４９号明細書参照）。
【０００７】微細粒の粉末状の触媒活性酸化物材料から
なる固定床堆積物は、接触気相酸化の実施にはあまり適
していない、それというのも、この気相酸化は、出発反
応ガス混合物による経済的負荷を液圧輸送なしでは持ち
こたえられないためである。
【０００８】つまり、通常、触媒活性酸化物材料から、
縦方向の長さは接触管の内径の寸法に合わせて原則とし
て数ミリメートルである成形体が成形される。
【０００９】このような成形体の有利な形状として、米
国特許（ＵＳ−Ａ）第４３６６０９３号明細書は一般的
な中空シリンダー（リング）を推奨している。高さ及び
外径は３〜６ｍｍで、壁厚は１〜１.５ｍｍである。付
形方法として、米国特許（ＵＳ−Ａ）第４３６６０９３
号明細書は完全触媒（Vollkatalysator）のタブレット
成形又は押出成形（全体の中空シリンダーは触媒活性材
料からなり、この材料は場合により微細粒の不活性材料
で希釈されている）又は担体触媒のリング状担体の含浸
を挙げている。≦１.５ｍｍの壁厚のリング状の完全触
媒の欠点は、それを接触管中へ充填する際に完全に十分
な機械的安定性を有していないことにある。担体触媒に
関する欠点は、この担体触媒が溶液から形成することが
できるような酸化性活性材料に制限されることである。
更に、１回の含浸では活性材料がわずかに吸収されるだ
けである。
【００１０】米国特許（ＵＳ−Ａ）第４４３８２１７号
及び米国特許（ＵＳ−Ａ）第４５２２６７１号明細書
は、アクロレインもしくはメタクロレインの気相接触酸
化による製造のために、主成分としてモリブデンを含ん
だ複合金属酸化物をベースとする、３〜１０ｍｍの外
径、外径の０.１〜０.７倍の内径及び外径の０.５〜２
倍の高さの完全触媒−リングを推奨している。壁厚の下
限として、必要な機械的安定性の点でちょうど１ｍｍが
可能であると判断される。しかし、大きな壁厚の欠点
は、それに伴い反応区域からの拡散経路の延長が生じ、
このことは不所望の副反応を促進し、それにより目的生
成物の選択性が減少する。
【００１１】米国特許（ＵＳ−Ａ）第４５３７８７４号
明細書は、α，β−モノエチレン性不飽和アルデヒドの
気相接触酸化による製造のために、同様に、主成分とし
てモリブデンを含有する複合金属酸化物をベースとする
完全触媒−リングからなる堆積物を推奨している。この
中空シリンダーの壁厚は全ての実施例において２ｍｍで
あった。
【００１２】完全触媒−リングの場合に生じる、必要な
機械的安定性（増大する壁厚）と反応帯域からの拡散経
路の制限（減少する壁厚）との間の矛盾を、その他特に
有利なリング形状を維持しながら解消するために、リン
グ状の外殻触媒が見出された。この機械的安定性は、リ
ング状の担体により保証され、リング表面上に所望の層
厚で触媒活性酸化物材料を設置することができる。
【００１３】しかし、外殻触媒の場合の問題は、全く一
般的に、工業的規模でのその製造であり、つまりこの外
殻触媒は、工業的規模で次のように製造される：触媒活
性の観点で必要な層厚を有し、この触媒活性外殻は必要
な厚さで十分に担体成形体の表面に付着し、１つの担体
成形体の表面にわたり観察される外殻の厚さはできる限
りわずかな変動を有し、異なる担体成形体の表面にわた
り観察される外殻の厚さはできる限りわずかな変動を有
し、活性材料の質量単位に対して、触媒活性の比表面積
の大きさが十分であり、かつ製造方法の生産効率が十分
である。
【００１４】このことは、特に、中空シリンダー状の担
体成形体の場合に、球形の支持体と異なり、その回転挙
動が優先方向を有しており、先行技術において触媒活性
の酸化剤量を有する外殻触媒の製造方法が、主に球形の
外殻触媒に限定されていることの原因となっている。
【００１５】ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第２０２５４３０号明細書から、触媒活性酸化物材
料をベースとする外殻触媒が、プラズマ溶射法又はフレ
ーム溶射法を用いて触媒活性材料を担体成形体上に塗布
することにより製造できることは公知である。この方法
の適用性に関する欠点は、少なくとも１種の主成分の融
点がフレーム溶射バーナー又はプラズマ溶射バーナーの
作業温度になければならないことである。この方法のも
う一つの欠点は、原則として触媒活性比表面積の大きさ
が十分でないことにある。ドイツ連邦共和国特許出願公
開（ＤＥ−Ａ）第２０２５４３０号明細書の全ての例示
された実施態様は球形の外殻触媒である。比較例とし
て、このドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第
２０２５４３０号明細書は、シュウ酸及び触媒活性酸化
物材料を溶解して含有する水溶液を、熱した球形の担体
上に吹き付けて、球形の外殻触媒を製造する方法を包含
している。この方法の欠点は、水に溶解可能な触媒活性
酸化物材料の場合にのみ適用することができることであ
る。更に、不規則な外殻の厚さが生じ、並びに熱い球形
担体の表面で溶剤を急激に蒸発させるために不十分な外
殻の付着が生じる。同様に、この方法は少なからぬ活性
材料の損失を引き起こす。
【００１６】ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第１６４２９２１号明細書は、熱い球形の担体成形
体上に、酸化物の活性材料を溶解した又は懸濁した形で
含有する液体を吹き付けることにより球形の酸化物の外
殻触媒の製造方法に関する。溶剤もしくは懸濁媒体とし
て、ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１６
４２９２１号明細書は水又は有機溶剤、例えばアルコー
ルもしくはホルムアミドを推奨している。ここでも、吹
き付けられた材料が熱い担体と接触した途端、水もしく
は溶剤は急激に蒸発し、これが外殻の付着強度を低下さ
せるという欠点がある。
【００１７】ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第２５１０９９４号明細書の教示は、リング状の担
体を包含するという差異があるが、根本的に、ドイツ連
邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１６４２９２１号
明細書の教示と一致する。この明細書は、更に、主にバ
ナジウム−チタン−混合酸化物からなるような触媒活性
酸化物材料に限定している。
【００１８】ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第２１０６７９６号明細書から、触媒的に有効な酸
化物の材料の水性懸濁液を、運動させた担体成形体上に
吹き付けることによる外殻触媒の製造は公知である。こ
の方法は酸化物の活性材料を溶解して含有する水溶液の
吹き付けに対して記載したと同様の欠点を有している。
このことは、特に加熱された担体成形体上に吹き付ける
際に該当する。この欠点は、結合剤として水性のポリマ
ー分散液の併用を推奨することによっても排除できず、
むしろ、ポリマー分散液の存在が制御するのが難しい塗
膜形成プロセスにより被覆行程を更に困難にしている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−ＡＳ）第２１０
６７９６号明細書は使用可能な担体成形体としてシリン
ダーを挙げているが、例えばその実施態様には相応する
実施例が含まれていない。
【００１９】ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第２６２６８８７号明細書は、水性懸濁液を単に２
５〜８０℃の温度を有する球形担体上に吹き付けること
により、ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第
２１０６７９６号明細書の欠点を回避することを試みて
いる。ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第２
９０９６７１号明細書の第５頁１０行によると、この方
法の場合に、吹き付けられた球形担体の接着が生じるこ
とがあるとしている。酸化物の触媒活性外殻の担体成形
体の表面上での接着性の向上のために、ドイツ連邦共和
国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第２６２６８８７号明細書
は、無機ヒドロキシ塩を吹き付ける水性懸濁液中へ混入
し、これを水溶液中でヒドロキシドに加水分解し、外殻
触媒が仕上がった後に、触媒活性酸化物材料の触媒的に
中立の成分を形成させることを推奨している。しかし、
この方法の欠点は、この方法が酸化物の活性材料の希釈
を必要とすることである。可能な担体成形体として、ド
イツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第２６２６８
８７号明細書には、リング及びシリンダーも挙げられて
いるが、実施例の全体は球形の外殻触媒に限定してい
る。
【００２０】ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第２９０９６７０号明細書の教示は、本質的にドイ
ツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第２６２６８８
７号明細書の教示に一致する。ドイツ連邦共和国特許出
願公開（ＤＥ−Ａ）第２９０９６７０号明細書の記載に
よると、懸濁媒体として、水とアルコールとの混合物も
使用することができるとされている。触媒活性酸化物材
料の懸濁液の吹き付けが完了した後、熱空気を導入する
ことにより湿分を除去している。ドイツ連邦共和国特許
出願公開（ＤＥ−Ａ）第２９０９６７０号明細書の例示
された実施態様は、リング状の外殻触媒も包含してい
る。しかし、全ての例示された実施態様において、懸濁
媒体として単に水を使用しているだけである。ドイツ連
邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第２９０９６７０号
明細書の方法の欠点は、ドイツ連邦共和国特許出願公開
（ＤＥ−Ａ）第２６２６８８７号明細書との関連で既に
記載したように、噴霧された成形体が凝集する傾向にあ
ることである。さらに、リング状の外殻触媒の場合に
は、結果的に生じる酸化物材料の外殻の触媒活性の比表
面積が原則として不十分である。
【００２１】英国特許（ＧＢ）第１３３１４２３号明細
書は、触媒前駆体及び、常圧で少なくとも１５０℃の沸
点を有し、かつ水溶性である有機補助物質から水性懸濁
液又は水溶液を形成させ、これに担体成形体を添加し、
折に触れて撹拌しながら液体成分を蒸発により除去する
ことを特徴とする、球形の酸化物の外殻触媒の製造方法
に関する。引き続き、こうして得られた被覆された担体
成形体をか焼し、触媒前駆体層を活性の酸化物に変換さ
せる。この方法の欠点は、結果として得られた外殻触媒
が比較的不均一な外殻厚さを有することである。更に、
担体成形体表面上での外殻の付着は不十分である、それ
というのも、触媒前駆体材料のか焼は、原則として無制
御でガス状の化合物を放出し、この化合物がこの構造を
弛めているためである。
【００２２】欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第２８６４
４８号明細書及び欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第３７
４９２号明細書は、既に記載された吹き付け方法及び英
国特許（ＧＢ）第１３３１４２３号明細書の方法による
外殻触媒の製造を推奨しているが、これは既に前記した
欠点を有している。
【００２３】欧州特許（ＥＰ−Ｂ）第２９３８５９号明
細書は、遠心流−被覆装置の適用による球形の外殻触媒
の製造方法を開示している。この方法は、１つの球表面
にわたり及び異なる球表面にわたり観察される特に均質
に加工された外殻厚さを生じる。この欧州特許（ＥＰ−
Ｂ）第２９３８５９号明細書の方法の欠点は、欧州特許
（ＥＰ−Ｂ）第２９３８５９号明細書が、球形担体に触
媒活性酸化物材料を直接でなく、その触媒活性酸化物材
料の前駆材料で被覆させることを推奨していることであ
る。後者の前駆材料は高温（数百℃）で引き続き燃焼
（か焼）させて前者の触媒活性酸化物材料に変換する。
原則として、このか焼を用いて自発的に、つまり程度に
差があるが制御不能に進行する前駆材料中に含まれる成
分の熱的分解と平行してガス状生成物が生じ、このガス
状生成物は一方で特別な孔分布ならびに（１５ｍ2／ｇ
まで）高められた触媒活性の比表面積を生じさせるが、
他方では担体成形体表面上での触媒活性外殻の付着を減
少させる。被覆後のか焼は、か焼の際に欠陥チャージを
生じることがある点でも欠点である（例えば不完全なか
焼雰囲気の場合）。この処理は既に実施された被覆の場
合に著しく複雑である。結合剤として、欧州特許（ＥＰ
−Ｂ）第２９３８５９号明細書は、硝酸アンモニウム、
黒鉛およデンプンの他に、水、アルコール及びアセトン
を挙げている。
【００２４】ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第２５２６２３８号明細書、米国特許（ＵＳ）第３
９５６３７７号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公
開（ＤＥ−Ａ）第２３５１５１号明細書からは、球形担
体をまず結合剤として水又は他の液体、例えば石油エー
テルで湿らせる球形の酸化物−外殻触媒の製造方法が公
知である。引き続き、この触媒活性酸化物材料を、結合
剤で湿らせた担体材料上へ、湿った担体材料を粉末状の
触媒活性酸化物材料中で転がすことにより設置する。こ
の方法の欠点は、達成可能な外殻の厚さが、担体の側か
ら吸収された結合剤の量が全体の収容されるべき粉末状
の酸化物の結合を決定するため、担体の結合剤吸収能力
により制限されることである。この方法のもう一つの欠
点は、被覆行程の間のそれぞれの表面層の湿潤程度が常
に変化することにある。つまり、基層は未被覆の担体の
湿分に当たる。引き続き、更なる活性材料を次々と付着
できるためには、湿分はようやくその基層を通ってその
表面に移動しなければならない。結果として、タマネギ
状の外殻構造が得られ、その際、特に重なり合う層の相
互の付着は十分ではない。従って、圧力の影響が、原則
として個々の層の連続する剥離を引き起こす。全ての実
施例において、水が唯一の結合剤として使用されてい
る。
【００２５】ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第２９０９６７１号明細書は、ここに記載された方
法の欠点を、球形の担体成形体を、傾斜して回転する回
転皿中に充填することにより減少させることを試みてい
る。この回転する回転皿は、球形の担体成形体を、一定
の間隔で連続して配置されている２つの供給装置のもと
で周期的に案内する。２つの供給装置の第１のものは、
球形担体に水を吹き付け、制御して湿らせるノズルに相
当する。第２の供給装置は、吹き付けられた水の噴霧錐
の外側にあり、微細粒の酸化物の活性材料を（例えばシ
ェーキングコンベヤにより）供給するために用いられ
る。制御して調湿された球形担体は供給された触媒粉末
を収容し、この粉末は回転運動により球形担体の外側表
面上にまとまった外殻に圧縮される。このように下地が
被覆された球形担体は、いわゆる新しい担体成形体とし
て継続する回転の経過において再びスプレーノズルを通
過し、その際同様の方法で制御して調湿され、継続運動
の経過で微細粒の酸化物材料のもう一つの層を次々と収
容する。記載された方法では外殻の厚さが根本的に意図
して調節することができる。更に、外殻の構造の均一性
が改善される。熱空気の導入により、結合剤として使用
された水は最終的に除去することができる。前記した方
法のもう一つの利点は、供給された微細粒の酸化物の活
性材料を、被覆の間に完全に収容されるように設定する
ことができ、その結果、活性材料の損失がなくなる。し
かし、前記の方法の欠点は、結合剤である水の単独使用
が球形担体の表面での外殻の全面的に十分な付着を生じ
ないことである。更に、原則として、生じた酸化物の活
性材料外殻の活性の比表面積は完全に十分ではない。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、先行技術の方法の欠点を示さない、特にリング状の
酸化物の外殻触媒の製造のために適した、担体成形体と
担体成形体の表面に設けられた触媒活性酸化物とからな
る触媒の製造方法である。これは、球形の外殻触媒と比
較して、同等の活性材料、層厚及び体積比活性（volume
nspezifischer Aktivitaet）の場合、特に固定床堆積物
に沿ってわずかな圧力低下を示す点で有利である。つま
り、一定の反応器負荷（時間単位あたり反応器に供給さ
れる反応混合物の量）の場合、ガス状の反応体のわずか
な部分圧が構成される。これは、発熱性の触媒固定床−
気相酸化において個々の接触管に沿って流動方法へ通常
移動する温度最大（ホットスポット）が減少する振幅
（reduzierte Amplitude）を有する結果を伴う。これ
は、使用した酸化物の活性材料の寿命（耐用時間）にと
って有利に作用する。球形を有する外殻触媒に対してリ
ング状の外殻触媒のもう一つの利点は、管束反応器の温
度挙動が、接触管を取り巻く温度調節媒体の進入温度の
変動に関してあまり感度よく反応しないことである。こ
の進入温度が例えば偶然１℃上昇した場合、接触管内の
ホットスポット温度は通常１℃よりも大きく上昇する。
しかし、このようなより高い上昇は、リング状の外殻触
媒の場合（同様の活性材料、外殻厚さ及び体積比活性で
あると仮定して）あまり際立たない。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明の根底をなす課題
は、担体成形体をまず液状結合剤で湿らせ、その後、乾
燥した微細粒の活性酸化物材料を湿った担体成形体の表
面と接触させることにより付着させ、引き続き、液状結
合剤を活性の酸化物材料で被覆された湿った担体成形体
から除去することで、担体成形体と、担体成形体の表面
上に設置された触媒活性酸化物材料からなる触媒の製造
方法において、液状結合剤として、水２０〜９０重量％
及び常圧（１ａｔｍ）で＞１００℃、有利に＞１５０℃
の沸点又は昇華温度の有機化合物１０〜８０重量％から
なる溶液を使用することを特徴とする触媒の製造方法に
より解決される。有利に本発明により使用すべき液体結
合剤の有機成分は１０〜５０重量％及び特に有利に２０
〜３０重量％である。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明による液体結合剤の有機成
分として、特に１価又は多価の有機アルコール、例えば
エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６
−ヘキサンジオール又はグリセリン、１価又は多価の有
機カルボン酸、例えばプロピオン酸、シュウ酸、マロン
酸、グルタル酸又はマレイン酸、アミノアルコール、例
えばエタノールアミン又はジエタノールアミン、１価又
は多価の有機アミド、例えばホルムアミド又は単糖及び
オリゴ糖、例えばグルコース、フルクトース、サッカロ
ース又はラクトースが適している。特に、常圧で沸点又
は昇華温度が触媒活性酸化物の製造のために適用される
か焼温度を下回るか、又は酸素の存在で触媒活性酸化物
材料に接してか焼温度より下でガス状成分へ分解するよ
うな有機成分が有利である。通常、か焼温度は≦５００
℃、頻繁に≦４００℃及び特に≦３００℃である。本発
明により、常圧で沸点が１００℃を上回る、特に１５０
℃を上回るような液状結合剤が特に有利である。
【００２９】本発明による方法の利点は、結合剤として
純粋な水の使用と異なり、妥当性の要求なしで、特に本
発明による液状の結合剤が微細粒の酸化物の活性材料並
びに担体成形体をより良好に湿らせることができること
に起因する。
【００３０】担体成形体の材料は、有利に化学的に不活
性であり、つまり、この材料は、本発明により製造され
た外殻触媒により触媒される気相酸化の進行において本
質的に干渉しない。担体成形体の材料として、本発明に
より、特に酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、ケイ酸
塩、例えば粘土、カオリン、ステアタイト、軽石、ケイ
酸アルミニウム及びケイ酸マグネシウム、炭化ケイ素、
二酸化ジルコニウム及び二酸化トリウムが挙げられる。
【００３１】担体成形体の表面は粗面であるのが有利で
ある。それというのも、高められた表面粗さは原則とし
て酸化物の活性材料の設置された外殻の付着性を高める
ためである。担体成形体の表面粗さＲzが４０〜２００
μｍ、有利に４０〜１００μｍの範囲内にあるのが有利
である（Fa. Hommelwerke社のホンメルテスター"Hommel
Tester fuer DIN-ISO Oberflaechenmessgroesen"を用
いてＤＩＮ４７６８第１頁により測定）。この担体材料
は多孔性又は無孔性であることができる。この担体材料
は無孔性であるのが有利である（担体成形体の体積に対
する孔の総容量が≦１体積％である）。
【００３２】原則として、本発明による方法のために担
体成形体の任意の形状が挙げられる。その最大寸法は原
則として１〜１０ｍｍである。しかし、有利に球形又は
シリンダー形、特に中空シリンダー形が担体成形体とし
て適用される。
【００３３】担体成形体としてシリンダー形を使用する
場合、その長さは有利に２〜１０ｍｍで、その外径は４
〜１０ｍｍである。リング状の場合には、壁厚はさらに
通常１〜４ｍｍである。リング状の担体成形体が３〜６
ｍｍの長さ、４〜８ｍｍの外径及び１〜２ｍｍの壁厚を
有するのが特に有利である。７ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍ
（外径×長さ×内径）の形状のリングが特に有利であ
る。
【００３４】本発明により担体成形体上に設けられた触
媒活性の酸化物材料の厚さは、有利に、原則として１０
〜１０００μｍである。特に、リング状の担体成形体の
場合には１０〜５００μｍ、特に１００〜５００μｍ、
特に有利に２００〜３００μｍが有利である。
【００３５】担体成形体の表面に設けられた触媒活性の
酸化物材料の微粉度はもちろん所望の外殻の厚さに適合
させられる。１００〜５００μｍの層厚の有利な範囲に
対して、特に５０％の粉末粒子が１〜１０μｍのメッシ
ュ幅の篩を通過し、５０μｍを上回る最大寸法を有する
粒子の割合が１％より少ないような活性材料粉末が適し
ている。原則として、粉末粒子の最大寸法の分布は製造
によってガウス分布に一致する。
【００３６】所望の外殻厚さの達成のために、本発明に
よる方法は、有利に周期的に繰り返される。つまり、下
地が被覆された担体成形体が形成され、次いで後続する
その次の期に本発明によりまず湿らされ、次いで、被覆
すべき「担体成形体」と乾燥した微細粒の酸化物活性材
料とを次々と接触させる。
【００３７】従って、工業的規模で本発明による方法を
実施するために、ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ
−Ａ）第２９０９６７１号明細書に開示された方法原則
を適用することが推奨されるが、水の代わりに本発明に
よる液状結合剤を適用する。
【００３８】つまり、被覆すべき担体成形体は、有利に
傾斜して（傾斜角は原則として３０〜９０゜である）回
転する回転容器（例えば回転皿又は被覆釜）が適してい
る。回転する回転容器は特に球形又はシリンダー状、特
に中空シリンダー状の担体成形体を、一定の間隔で連続
して配置された２つの供給装置の下方を横切って通過す
る。２つの供給装置の第１のものは、回転する回転皿中
で転動する担体成形体に本発明により使用すべき液状結
合剤を吹き付けかつ制御して湿らせるノズルに相当す
る。第２の供給装置は吹き付けられる液状結合剤の噴霧
錐の外側にあり、微細粒の酸化物の活性材料を（例えば
シェーキングコンベアを介して）供給するために用いら
れる。制御して湿らされた球形担体は、供給された触媒
粉末を収容し、この粉末は転動運動によりシリンダー又
は球形の担体成形体の外側の表面上でまとまった外殻に
圧縮される（中空シリンダーの担体成形体の内側の円内
では、このような圧縮運動が行われず、従って本質的に
未被覆のままである）。
【００３９】必要な場合に、こうして下地が被覆された
担体成形体は後続する回転の経過において再びスプレー
ノズルに通され、その際、制御されて湿らされ、継続運
動の経過においてもう１層の微細粒の酸化物の活性材料
を収容することができる（中間乾燥は原則として必要で
ない）。本発明により使用された液状結合剤の除去は、
例えば最終的な熱供給により、例えばＮ2又は空気のよ
うな加熱ガスの作用により行うことができる。本発明に
よる方法の前記の実施態様の特別な利点は、１つの作業
工程において、２つ又はそれ以上の異なる活性酸化物材
料からなる層状の外殻を製造することができる点にあ
る。この場合、重要なのは、本発明による方法は、相互
に重なった層同士並びに担体成形体の表面上の下地層と
の完全に十分な付着が生じることである。このことは、
リング状の担体成形体の場合にも通用する。
【００４０】本発明による方法の前記した実施態様にと
って、担体成形体の被覆すべき表面の調湿が制御して行
うことができるのが重要である。簡単に表現すると、担
体表面は、有利にこれが液状結合剤を吸着して有してい
るが、担体表面上に液相自体は視覚的に出現しない程度
に湿らせるのが有利である。担体成形体表面が湿りすぎ
の場合には、微細粒の触媒活性酸化物材料は表面上に付
着する代わりに、凝集して凝集体を形成する。これにつ
いての詳細な記載はドイツ連邦共和国特許出願公開（Ｄ
Ｅ−Ａ）第２９０９６７１号明細書に見出される。
【００４１】本発明による方法の利点は、使用した液状
結合剤の最終的な除去を、制御して、例えば蒸発及び／
又は昇華により行うことができることにある。最も簡単
な場合には、熱ガスの作用により相応する温度（頻繁に
５０〜１５０℃）で行うことができる。しかし、熱ガス
の作用により、前乾燥を惹起するだけである。最終的な
乾燥は、例えば任意の種類の乾燥炉（ベルト乾燥器）中
で行うことができる。作用する温度は、酸化物の活性材
料の製造のために適用されるか焼温度を上回らないのが
好ましい。
【００４２】意想外に、多数の極性有機結合剤成分は酸
化物材料に接して高めた温度で（この温度は前記したか
焼温度を下回る）及び空気酸素の存在で、ガス状の成
分、例えばギ酸、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2又はＣＯに分解すること
が見出された。意想外に、この分解は、原則として担体
成形体の表面上の酸化物の外殻の付着性を減少させずに
行われる。しかし、他方で、この場合、酸化物の活性材
料の比表面積の向上が達成される。それにより、多様な
酸化物の活性材料に対して最初に、酸化物の外殻の付着
性に関して並びに外殻中に存在する酸化物の活性材料の
触媒活性比表面積に関して全面的に十分であるリング状
の外殻触媒を提供することが可能である。
【００４３】比表面積Ｏ（ｍ2／ｇ）に関する記載は、
本明細書において、ＤＩＮ６６１３１による測定に関し
ている（ブルナウアー−エメット−テラー（ＢＥＴ）に
よるガス吸着（Ｎ2）により固体の比表面積を測定す
る）。通常、まず未被覆の担体成形体についての表面積
を、引き続き外殻触媒についての表面積を測定するよう
に実施される。次いで、減算により外殻の酸化物活性材
料についての所望の値が生じる。外殻の酸化物の活性材
料は微細粒の触媒的に不活性の酸化物（気相反応に応じ
て頻繁にＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ及び／又はＴｉの酸化物）で
数倍に希釈されている。本明細書中で酸化物の活性材料
の比表面積とは、この不活性の希釈材料の寄与を除いた
Ｏの値を意味する。この不活性の希釈剤は原則としてそ
れ自体触媒の製造の際に添加されるため、表面積並びに
質量に対するその寄与がまず測定される。Ｏは次の式に
より得られる：
【００４４】
【数１】
【００４５】つまりＯは触媒活性比表面積を意味してい
る。
【００４６】本発明により使用すべき液状結合剤の適当
な選択により、触媒活性酸化物材料の種類に依存して、
本発明による方法により球形−及びリング状の外殻触媒
を（前記した外殻の厚さの範囲内で）製造することがで
き、Ｏについての値は２０〜３０ｍ2／ｇである。この
値は、リング状の酸化物の外殻触媒に対して著しく高
く、この値は先行技術による製造方法によって多くとも
高めたリン成分を有するヘテロポリ酸のタイプ（ケギン
構造タイプ）の酸化物の活性材料に対することが明らか
である。
【００４７】酸化物の外殻の付着強度についての尺度
は、次の回転皿−作業試験であり、この試験については
本明細書における全ての付着強度に関している。
【００４８】室温で、研磨されたＶ２Ａ鋼からなる適当
な回転皿（傾斜角４５゜、直径３００ｍｍ、縁部の高さ
１００ｍｍ、組み込み部材なし）に、その容量の３０％
まで外殻触媒を充填し、５分間で１分あたり３５回転の
回転速度で回転させた。この場合に生じる活性材料に関
する摩耗量が計量された。充填された外殻触媒上に合計
で存在する酸化物の活性材料の量により除算し、１００
を掛けると摩耗率Ａが％で得られる。
【００４９】触媒活性の酸化物材料の種類に無関係に、
本発明による方法により、原則としてＯについての前記
した高められた値でも、球形−又はリング状の外殻触媒
が得られ、Ａについてのこの値は＜１０重量％、たいて
いは＜５重量％で、本明細書中で特に有利に挙げられる
液状結合剤の使用の場合に、さらに＜０.５重量％であ
る。
【００５０】この立場では、全ての方法行程は酸化物の
活性材料を備えた担体成形体の本発明による被覆の範囲
内において液状結合剤の除去をさしあたり、原則として
室温（つまり約２５℃）で行っていることが言及され
る。
【００５１】本発明による本質的な特徴は、担体成形体
上に前駆体材料ではなく、触媒活性材料自体を設置する
ことである。同様のものを製造するために、通常公知の
ように触媒活性酸化物の材料の適当な原料から出発し、
これはできる限り完全混和の、有利に微細粒の乾燥混合
物であり、これは次いでか焼にかけられ、場合により粉
砕により微細粒の形に変換される。一般に公知のよう
に、原料がすでに酸化物であるか又は加熱により少なく
とも酸素の存在で酸化物に変換することができる化合物
であることが重要である。従って、酸化物の他に、出発
化合物として、特にハロゲン化物、硝酸塩、ギ酸塩、シ
ュウ酸塩、酢酸塩、炭酸塩又は水酸化物が挙げられる。
【００５２】出発化合物の完全混和は、乾燥した形又は
湿った形で行うことができる。乾燥した形で行う場合、
出発化合物は有利に微細粒粉末として使用され、混合及
び場合による圧縮成形の後にか焼にかけられる。しか
し、湿った形で完全混和を行うのが有利である。この場
合、通常、出発化合物は水溶液又は懸濁液の形で相互に
混合される。引き続き、水性の材料を乾燥させ、乾燥の
後にか焼させる。乾燥工程を噴霧乾燥により行うのが有
利である。この場合生じる粉末は、直接の継続加工のた
めに頻繁に微細粒すぎることが示されている。この場合
に、水を添加しながら混練することができる。生じた混
練材料は、引き続きか焼にかけられ微細粒の酸化物の活
性材料に粉砕される。
【００５３】か焼条件は多様な可能な酸化物の活性材料
に対して当業者に公知である。
【００５４】本発明による方法は、Ｍｏ及びＶもしくは
Ｍｏ、Ｆｅ及びＢｉを含有する複合金属酸化物材料の場
合に有利である。
【００５５】本発明による方法は、一般式Ｉ：
【００５６】
【化３】
【００５７】［式中、変数は次のものを表す： Ｘ1 Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ及び／又はＣｅ Ｘ2 Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｍｎ及び／又はＺｎ Ｘ3 Ｓｂ及び／又はＢｉ Ｘ4 少なくとも１種又はそれ以上のアルカリ金属 Ｘ5 少なくとも１種又はそれ以上のアルカリ土類金属 Ｘ6 Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ及び／又はＺｒ ａ １〜６ ｂ ０.２〜４ ｃ ０.５〜１８ ｄ ０〜４０ ｅ ０〜２ ｆ ０〜４ ｇ ０〜４０及び ｎ Ｉ中の酸素と異なる元素の原子価及び頻度により決
定される数］で示される外殻として設置すべき活性の複
合金属酸化物の場合に特に有利であることが示される。
【００５８】活性の複合金属酸化物Ｉの製造は、か焼条
件を含めてドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）
第４３３５９７３号明細書に記載されている。ドイツ連
邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第４３３５９７３号
明細書は活性の複合金属酸化物Ｉの範囲内で有利な実施
態様も開示している。これについては、例えば、一般式
Ｉの変数が次のものを包含するような複合金属酸化物Ｉ
が挙げられる： Ｘ1 Ｗ，Ｎｂ及び／又はＣｒ Ｘ2 Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ及び／又はＦｅ Ｘ3 Ｓｂ Ｘ4 Ｎａ及び／又はＫ Ｘ5 Ｃａ，Ｓｒ及び／又はＢａ Ｘ6 Ｓｉ，Ａｌ及び／又はＴｉ ａ ２.５〜５ ｂ ０.５〜２ ｃ ０.５〜３ ｄ ０〜２ ｅ ０〜０.２ ｆ ０〜１ ｇ ０〜１５及び ｎ Ｉ中の酸素と異なる元素の原子価及び頻度により決
定される数。
【００５９】しかし、特に有利な複合金属酸化物Ｉは、
一般式Ｉ′：
【００６０】
【化４】
【００６１】［式中、 Ｘ1 Ｗ及び／又はＮｂ Ｘ2 Ｃｕ及び／又はＮｉ Ｘ5 Ｃａ及び／又はＳｒ Ｘ6 Ｓｉ及び／又はＡｌ ａ ３〜４.５ ｂ １〜１.５ ｃ ０.７５〜２.５ ｆ ０〜０.５ ｇ ０〜８及び ｎ Ｉ′中の酸素と異なる元素の原子価及び頻度により
決定される数］で示されるものである。
【００６２】活性の複合金属酸化物Ｉを有する本発明に
より製造された外殻触媒は、特にアクロレインからアク
リル酸の接触気相酸化製造のために適している。これは
特に球形−又はリング状の外殻触媒に通用する。本明細
書中に有利であると記載された特徴（形態、外殻の厚さ
など）を有する場合、特に有利である。アクロレインか
らアクリル酸への接触気相酸化のための一般的な反応条
件は、同様にドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第４３３５９７３号明細書に記載されている。
【００６３】本発明による方法は、メタクロレインのメ
タクリル酸への接触気相酸化のために使用されるような
活性の複合金属酸化物及びドイツ連邦共和国特許出願公
開（ＤＥ−Ａ）第４０２２２１２号明細書に記載された
ような活性の複合金属酸化物の場合でも適している。
【００６４】さらに、本発明による方法は、一般式Ｉ
Ｉ：
【００６５】
【化５】
【００６６】［式中、変数は次のものを表す： Ｘ1 ニッケル及び／又はコバルト Ｘ2 タリウム、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類
金属、 Ｘ3 リン、ヒ素、ホウ素、アンチモン、スズ、セリウ
ム、鉛、ニオブ及び／又はタングステン、 Ｘ4 ケイ素、アルミニウム、チタン及び／又はジルコ
ニウム ａ ０.５〜５ ｂ ０.０１〜３ ｃ ３〜１０ ｄ ０.０２〜２ ｅ ０〜５ ｆ ０〜１０及び ｎ ＩＩ中の酸素と異なる元素の原子価及び頻度により
決定される数］で示される、外殻として設置すべき活性
の複合金属酸化物の場合にさらに適していることが示さ
れる。
【００６７】活性の複合金属酸化物ＩＩの製造はか焼条
件を含めてドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）
第４０２３２３９号明細書に記載されている。
【００６８】活性の複合金属酸化物ＩＩを有する本発明
による外殻触媒は、特に、プロペンからアクロレインを
接触気相酸化により製造するために適している。これ
は、特に球形−又はリング状の外殻触媒に通用する。本
明細書中で有利であると記載された特徴（形状、外殻の
厚さなど）を有する場合に有利である。プロペンのアク
ロレインへの接触気相酸化のための一般的な反応条件
は、同様に、ドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−
Ａ）第４０２３２３９号明細書並びにドイツ連邦共和国
特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第４４３１９５７号明細書に
記載されている。
【００６９】活性の複合金属酸化物ＩＩの前記の外殻触
媒は、同様にｔ−ブタノール、イソブタン、イソブテン
又はｔ−ブチルメチルエーテルからメタクロレインを接
触気相酸化により製造するためにも適している。この接
触気相酸化のための一般的な反応条件はドイツ連邦共和
国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第４０２３２３９号明細書
並びにドイツ連邦共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第４
３３５１７２号明細書に記載されている。
【００７０】さらに、本発明による方法は、ドイツ連邦
共和国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第４４０５５１４号明
細書の活性の酸化物材料の場合にも適している。
【００７１】もちろん、本発明による方法は、全く一般
的に活性の酸化物材料をベースとする外殻触媒の製造の
ために、特に先行技術の評価の範囲内で本明細書中に記
載された接触気相酸化のために適している。これは、酸
化物の活性材料が酸素の他に単に１このほかの元素を有
する場合に該当する。
【００７２】
【発明の効果】本発明による方法の利点は、特に次の点
にある：多様に調節可能な外殻の厚さ、酸化物の活性材
料の高い付着性と同時に、その完全に十分な比表面積、
１つの並びに異なる担体成形体の表面にわたって観察さ
れる得られた外殻の厚さの高められた均一性 この製造方法の十分な生産効率。
【００７３】このことは特にリング状の担体成形体の場
合に該当する。
【００７４】
【実施例】
ａ） 触媒活性の酸化物材料の製造 Ａ：触媒活性の酸化物材料Ｍｏ12Ｖ3Ｗ1.2Ｃｕ2.4Ｏn 酢酸銅（ＩＩ）１水和物１９０ｇを水２７００ｇに溶か
して溶液Ｉにする。水５５００ｇ中で９５℃で順番に、
七モリブデン酸アンモニウム４水和物８６０ｇ、メタバ
ナジウム酸アンモニウム１４３ｇ及びパラタングステン
酸アンモニウム７水和物１２６ｇを溶かして溶液ＩＩに
する。引き続き溶液Ｉを１回で溶液ＩＩに撹拌混合し、
この水性混合物を１１０℃の噴射温度で噴霧乾燥した。
その後、噴霧粉末を粉末１ｋｇあたり水０.１５ｋｇを
用いて混練した。
【００７５】こうして得られた触媒前駆体を酸素／窒素
混合物が供給される循環空気炉中でか焼した。酸素含有
量はこの場合、循環空気炉の出口で１.５体積％のＯ2含
有量であるように調節される。か焼の範囲内で、混練材
料はまず１０Ｋ／ｍｉｎの速度で３００℃に加熱され、
引き続きこの温度で６時間保持される。その後、１０Ｋ
／ｍｉｎの速度で４００℃に加熱され、この温度でなお
１時間保持される。か焼雰囲気の一定のアンモニア含有
量を実現化するために、炉の負荷Ｂ（循環空気炉１内部
容量あたりの触媒前駆体量ｇ）、酸素／窒素混合物の導
入体積流ＥＳ（Ｎｌ／ｈ）及び酸素／窒素供給の滞留時
間ＶＺ（ｓｅｃ）（循環空気炉の内部容量と供給された
酸素／窒素混合物の体積流との割合）を次のように選択
した： Ｂ： ２５０ｇ／ｌ； ＥＳ： ８０Ｎｌ／ｈ； ＶＺ： １３５ｓｅｃ。
【００７６】使用した循環空気炉は３ｌの内部容量を有
する。か焼された触媒活性材料を微細粉末に粉砕し、そ
の際、この粉末粒子の５０％が１〜１０μｍのメッシュ
幅の篩を通過し、５０μｍを上回る最長寸法を有する粒
子の割合は１より少なかった。
【００７７】Ｂ：触媒活性酸化物材料Ｍｏ12Ｖ3Ｗ1.2Ｃ
ｕ1.6Ｎｉ0.8Ｏn 酢酸銅（ＩＩ）１水和物１２８ｇ及び酢酸ニッケル（Ｉ
Ｉ）４水和物８１ｇを水２７００ｇに溶かして溶液Ｉに
した。水５５００ｇに９５℃で順番に七モリブデン酸ア
ンモニウム４水和物８６０ｇ、メタバナジウム酸アンモ
ニウム１４３ｇ及びパラタングステン酸アンモニウム７
水和物１２６ｇを溶かして溶液ＩＩにした。引き続き溶
液Ｉを１回で溶液ＩＩに撹拌混合し、この水性混合物を
１１０℃の噴霧温度で噴霧乾燥した。その後、この噴霧
粉末を粉末１ｋｇあたり水０.１５ｋｇで混練した。こ
の混練材料を空気が導入された回転管炉中で３時間の間
に４００℃に加熱し、引き続き４００℃で５時間か焼し
た。その後、か焼した触媒活性材料を微細粒の粉末に粉
砕し、その際、この粉末粒子の５０％が１〜１０μｍの
メッシュ幅を有する篩を通過し、５０μｍを上回る最長
寸法を有する粒子の割合は１％よりも少なかった。
【００７８】ｂ） 外殻触媒の製造 ＶＳ１： リング状の担体成形体（外径７ｍｍ、長さ３
ｍｍ、内径４ｍｍ、ステアタイト、４５μｍの表面粗さ
Ｒz及び担体成形体の体積に対する孔容量≦１容量％を
有する、製造元：Hoechst Ceramtec、DE）２８ｋｇを、
２００ｌの内部容量の被覆釜（Dragierkessel）（傾斜
角９０゜；Fa. Loedige社, DEのハイコーター）に充填
した。引き続きこの被覆釜を１６Ｕ／ｍｉｎで回転させ
た。ノズルを介して２５分の間に水２０００ｇを担体成
形体に吹き付けた。同時に、同じ時空で、触媒活性酸化
物粉末ａＡ）１０.３５ｋｇをシェーキングコンベアを
介して、噴霧ノズルの噴霧錐の外側に連続的に供給し
た。被覆の間に、供給された粉末は完全に担体成形体の
表面に収容され、微細粒の酸化物の活性材料の凝集は観
察されなかった。粉末及び水の添加を完了した後、２Ｕ
／分の回転速度で１１０℃で２０分間、加熱空気を被覆
釜に供給した。引き続き、２５０℃でなお２時間、振盪
を止めて（シェルフオーブン(Hordenofen)）空気中で乾
燥させた。総質量に対して酸化物の活性材料の割合が２
７重量％であるリング状の外殻触媒が得られた。この外
殻の厚さは、１つの担体成形体の表面並びに異なる担体
成形体の表面にわたり２３０±５０μｍであった。
【００７９】Ｓ１： ＶＳ１と同様であるが、水２００
０ｇの代わりに、Ｈ2Ｏ７５重量％及びグリセリン２５
重量％からなる水溶液２０００ｇを使用した。生じたリ
ング状の外殻触媒はＶＳ１の場合と同様の酸化物活性材
料割合を示し、外殻の厚さの変動幅は２３０±２５μｍ
であった。
【００８０】Ｓ２： ＶＳ１と同様であるが、水２００
０ｇの代わりに、Ｈ2Ｏ７５重量％及びプロピオン酸２
５重量％からなる水溶液２０００ｇを使用した。生じた
リング状の外殻触媒はＶＳ１の場合と同様の酸化物活性
材料割合を示し、外殻の厚さの変動幅は２３０±３０μ
ｍであった。
【００８１】Ｓ３： ＶＳ１と同様であるが、水２００
０ｇの代わりに、Ｈ2Ｏ７５重量％及びホルムアミド２
５重量％からなる水溶液２０００ｇを使用した。生じた
リング状の外殻触媒はＶＳ１の場合と同様の酸化物活性
材料割合を示し、外殻の厚さの変動幅は２３０±３０μ
ｍであった。
【００８２】Ｓ４： ＶＳ１と同様であるが、水２００
０ｇの代わりに、Ｈ2Ｏ７５重量％及びエチレングリコ
ール２５重量％からなる水溶液２０００ｇを使用した。
生じたリング状の外殻触媒はＶＳ１の場合と同様の酸化
物活性材料割合を示し、外殻の厚さの変動幅は２３０±
２５μｍであった。
【００８３】Ｓ５： ＶＳ１と同様であるが、水２００
０ｇの代わりに、Ｈ2Ｏ７５重量％及び１，４−ブタン
ジオール２５重量％からなる水溶液２０００ｇを使用し
た。生じたリング状の外殻触媒はＶＳ１の場合と同様の
酸化物活性材料割合を示し、外殻の厚さの変動幅は２３
０±３０μｍであった。
【００８４】Ｓ６： ＶＳ１と同様であるが、水２００
０ｇの代わりに、Ｈ2Ｏ７５重量％及び１，６−ヘキサ
ンジオール２５重量％からなる水溶液２０００ｇを使用
した。生じたリング状の外殻触媒はＶＳ１の場合と同様
の酸化物活性材料割合を示し、外殻の厚さの変動幅は２
３０±２５μｍであった。
【００８５】Ｓ７： Ｓ１と同様であるが、触媒活性酸
化物粉末ａＡ）１０.３５ｋｇの代わりに、相応する量
の触媒活性酸化物粉末ａＢ）を使用した。生じたリング
状の外殻触媒はＳ１の場合と同様の酸化物活性材料割合
を示し、外殻の厚さの変動幅は２３０±２５μｍであっ
た。
【００８６】ＶＳ２： Ｓ１と同様であるが、水２００
０ｇの代わりに、エチレングリコール２０００ｇを使用
した。活性材料で被覆された分離た担体成形体は得られ
なかった。むしろ多数の成形体の相互に著しい結合が行
われた。
【００８７】ＶＳ３： ドイツ連邦共和国特許出願公開
（ＤＥ−Ａ）第２９０９６７０号明細書の例１ｂ）を繰
り返した。
【００８８】ｃ） 触媒活性比表面積Ｏ（ｍ2／ｇ）並
びにｂ）からなる外殻触媒の摩耗率Ａ（％）の測定 次の表１にＯ及びＡの測定された値が示される。
【００８９】
【表１】
【００９０】ｄ） アクロレインからアクリル酸の接触
気相酸化による製造方法 外殻触媒ＶＳ１及びＳ１を次のように塩浴が周囲を流れ
るモデル接触管中で試験した。
【００９１】モデル接触管：Ｖ２Ａ−鋼、壁厚２ｍｍ、
内径２５ｍｍ；モデル接触管１.５ｌにそれぞれの外殻
触媒を充填した。反応混合物は次の出発組成を有してい
た。
【００９２】アクロレイン５体積％ 酸素７体積％ 水蒸気１０体積％ 窒素７８体積％ モデル接触管は反応ガス出発混合物３６００Ｎｌ／ｈで
負荷される。塩浴の温度は、簡単な通過の際に９９モル
％のアクロレイン反応が実現するように調節される。
【００９３】これについて必要な塩浴温度Ｔ並びにアク
リル酸形成の選択性Ｓを次の表２に示した。
【００９４】
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 27/14 9155−4Ｈ Ｃ０７Ｃ 27/14 Ｚ 9155−4Ｈ Ａ 45/35 45/35 47/22 9049−4Ｈ 47/22 Ａ 9049−4Ｈ Ｂ 57/055 9450−4Ｈ 57/055 Ｚ // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ (72)発明者 ゲルト リンデン ドイツ連邦共和国 ハイデルベルク ケッ テンガッセ ４

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 担体成形体をまず液状結合剤で湿らせ、
    その後、乾燥した微細粒の活性の酸化物材料を、湿らさ
    れた担体成形体の表面と接触させることにより活性の酸
    化物材料の層を付着させ、引き続き、活性の酸化物材料
    で被覆された湿った担体成形体から液状結合剤を除去す
    ることにより、担体成形体と、担体成形体の表面上に設
    置された触媒活性の酸化物材料とからなる触媒を製造す
    る方法において、液状結合剤として、水２０〜９０重量
    ％及び、常圧（１ａｔｍ）での沸点又は昇華温度が＞１
    ００℃である有機化合物１０〜８０重量％からなる溶液
    を使用することを特徴とする触媒の製造方法。
  2. 【請求項２】 長さ２〜１０ｍｍ、外径４〜１０ｍｍ及
    び壁厚１〜４ｍｍの中空シリンダー状の担体成形体、並
    びにその担体成形体の外面に設置された、一般式Ｉ： 【化１】 ［式中、変数は次のものを表す： Ｘ1 Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ及び／又はＣｅ Ｘ2 Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｍｎ及び／又はＺｎ Ｘ3 Ｓｂ及び／又はＢｉ Ｘ4 少なくとも１種又はそれ以上のアルカリ金属 Ｘ5 少なくとも１種又はそれ以上のアルカリ土類金属 Ｘ6 Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ及び／又はＺｒ ａ １〜６ ｂ ０.２〜４ ｃ ０.５〜１８ ｄ ０〜４０ ｅ ０〜２ ｆ ０〜４ ｇ ０〜４０及び ｎ Ｉ中の酸素と異なる元素の原子価及び頻度により決
    定される数］で示される触媒活性の酸化物材料からな
    り、その際、設置された触媒活性の酸化物材料が、 １０〜１０００μｍの層厚で設置されており、 ２０〜３０ｍ2／ｇの触媒活性比表面積を有し、かつ回
    転皿−作業試験において＜１０重量％の摩耗を有する外
    殻触媒。
  3. 【請求項３】 アクロレインの気相接触酸化によるアク
    リル酸の製造方法において、触媒として請求項２記載の
    外殻触媒を一緒に使用することを特徴とするアクリル酸
    の製造方法。
  4. 【請求項４】 長さ２〜１０ｍｍ、外径４〜１０ｍｍ及
    び壁厚１〜４ｍｍの中空シリンダー状の担体成形体、並
    びにその担体成形体の外面に塗布された、一般式ＩＩ： 【化２】 ［式中、変数は次のものを表す： Ｘ1 ニッケル及び／又はコバルト Ｘ2 タリウム、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類
    金属、 Ｘ3 リン、ヒ素、ホウ素、アンチモン、スズ、セリウ
    ム、鉛、ニオブ及び／又はタングステン、 Ｘ4 ケイ素、アルミニウム、チタン及び／又はジルコ
    ニウム ａ ０.５〜５ ｂ ０.０１〜３ ｃ ３〜１０ ｄ ０.０２〜２ ｅ ０〜５ ｆ ０〜１０及び ｎ ＩＩ中の酸素と異なる元素の原子価及び頻度により
    決定される数］で示される触媒活性の酸化物材料からな
    り、その際、塗布された触媒活性の酸化物材料が、 １０〜１０００μｍの層厚で設置されており、 ２０〜３０ｍ2／ｇの触媒活性比表面積を有し、かつ回
    転皿−作業試験において＜１０重量％の摩耗を有する外
    殻触媒。
  5. 【請求項５】 プロペン又はｔ−ブタノール又はイソブ
    タン又はイソブテン又はｔ−ブチルメチルエーテルの気
    相接触酸化によりアクロレイン又はメタクロレインを製
    造する方法において、触媒として請求項４記載の外殻触
    媒を一緒に使用することを特徴とするアクロレイン又は
    メタクロレインの製造方法。
  6. 【請求項６】 触媒として請求項１に記載された方法に
    よる生成物を使用することを特徴とする接触気相酸化す
    る方法。
JP30912195A 1994-11-29 1995-11-28 触媒の製造方法、外殻触媒、アクリル酸、アクロレイン及びメタクロレインの製造方法、並びに接触気相酸化する方法 Expired - Lifetime JP3834087B2 (ja)

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