JPH1043595A - アンモ酸化用触媒組成物 - Google Patents
アンモ酸化用触媒組成物Info
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- JPH1043595A JPH1043595A JP8216881A JP21688196A JPH1043595A JP H1043595 A JPH1043595 A JP H1043595A JP 8216881 A JP8216881 A JP 8216881A JP 21688196 A JP21688196 A JP 21688196A JP H1043595 A JPH1043595 A JP H1043595A
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Abstract
e Yf Zg Oh によって示される原子比を有する酸化物からなるプロピ
レン、イソブテンまたは3級ブタノ−ルと分子状酸素お
よびアンモニアとを反応させてアクリロニトリルまたは
メタクリロニトリルを製造するアンモ酸化用触媒組成物
およびこれを用いたアクリロニトリルまたはメタクリロ
ニトリルを製造する方法。 【効果】 本発明の触媒は、プロピレン、イソブテンま
たは3級ブタノ−ルのアンモ酸化反応におけるアクリロ
ニトリルまたはメタクリロニトリルの製造に際して、高
いアクリロニトリル収率またはメタクリロニトリル収率
を与える。
Description
ブテンまたは3級ブタノ−ルと分子状酸素およびアンモ
ニアとを反応させてアクリロニトリルまたはメタクリロ
ニトリルを製造する際に用いるアンモ酸化用触媒組成
物、およびこれを用いたアクリロニトリルまたはメタク
リロニトリルを製造する方法に関する。
ノ−ルと分子状酸素およびアンモニアとの反応である、
いわゆるアンモ酸化反応によりアクリロニトリルまたは
メタクリロニトリルを製造する方法はよく知られてお
り、このアンモ酸化反応に用いられる触媒も多数提案さ
れている。例えば、米国特許3,226,422号公報
にはモリブデン、ビスマスおよび鉄を含む酸化物触媒
が、特公昭38−19111号公報にはアンチモンおよ
び鉄を含む酸化物触媒が提案されており、これらの触媒
系に対して種々の観点から改良が続けられている。
45,512号公報および米国特許4,746,753
号公報にはモリブデン、ビスマス、セリウムにさらにア
ルカリ金属、タリウム等の元素を含む触媒が、特公昭6
1−43094号公報にはモリブデン、タングステン、
ビスマスおよびセリウムからなる触媒が開示されてい
る。また、米国特許3,969,390号公報にはモリ
ブデン、テルルおよびセリウムにさらに鉄、クロム、ア
ルミニウムおよびビスマスから選ばれた1種以上の元素
を含む酸化物触媒が、米国特許4,192,776号公
報にはモリブデン、ビスマス、鉄に加えてニッケル、コ
バルトから選ばれる1種以上の元素を含み、さらに、ア
ルカリ金属、稀土類元素、タンタルおよびニオブから選
ばれる1種以上の元素からなる酸化物触媒が、米国特許
4,443,556号公報にはモリブデン、ビスマスお
よび鉄を基本成分とし、セリウム、ランタン、ネオジ
ム、プラセオジム、サマリウム、ヨ−ロピウムおよびガ
ドリニウムから選ばれる1種以上の元素とカリウム、ル
ビジウムおよびセシウムから選ばれる1種以上の元素を
含む酸化物触媒が、さらに、特開昭59−204163
号公報にはモリブデン、ビスマス、リンおよびケイ素の
他に鉄、コバルト、ニッケル、銅、ジルコニウムおよび
カリウムから選ばれる2種以上の元素、ならびに、マン
ガン、セリウム、トリウム、イットリウム、ランタンお
よびタリウムから選ばれる1種以上の元素を含有する触
媒が開示されている。また、特開平7−47271号公
報にはモリブデン、ビスマス、鉄、ニッケル、マグネシ
ウムを必須成分とする触媒が、特開平7−328441
号公報にはモリブデン、ビスマス、セリウム、鉄および
ニッケルを必須成分とする触媒が開示されている。
は、収率を大きく改良したが、未だに十分に満足できる
ものではない。さらに高い収率を与える触媒が望まれ
る。本発明は、より高いアクリロニトリル収率またはメ
タクリロニトリル収率を与える触媒を提供することにあ
る。
めに鋭意検討した結果、酸化物触媒として一般式 Mo12(Bi1-a Cea)b Fec (Ni、Co)d X
e Yf Zg Oh (式中、Xはマグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、亜鉛およびマンガンから選ばれる1種以
上の元素、Yはナトリウム、カリウム、ルビジウムおよ
びセシウムから選ばれる1種以上の元素、Zはタングス
テン、バナジウム、ニオブ、タンタル、アンチモン、レ
ニウムおよびテルルから選ばれる1種以上の元素、b、
c、d、e、f、gおよびhはそれぞれモリブデン12
原子に対するビスマスとセリウムの合計、鉄、ニッケル
とコバルトの合計、X、Y、Zおよび酸素の原子比率を
表し、b=0.5〜2、c=0.1〜3、d=4〜1
0、e=0〜3、f=0.01〜2、gはゼロより大き
く3以下、hは存在する他の元素の原子価要求を満足さ
せるのに必要な酸素の原子数であり、aはビスマスとセ
リウムの合計に対するセリウムの相対原子比率を表し、
a=0.6〜0.8である。)によって示されるアンモ
酸化用触媒組成物は、プロピレン、イソブテンまたは3
級ブタノ−ルと分子状酸素およびアンモニアとを反応さ
せてアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを製造
する際に、高いアクリロニトリル収率またはメタクリロ
ニトリル収率を与えることを見い出し、本発明を完成し
た。
ル収率またはメタクリロニトリル収率を与えるアンモ酸
化用触媒組成物を提供するものである。本発明の酸化物
触媒は、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタ
ル、アンチモン、レニウムおよびテルルから選ばれる1
種以上の元素をモリブデン12原子に対して、ゼロより
大きく3以下の範囲で添加することを特徴とし、該添加
量については、好ましくは0.1から2の範囲であり、
さらに好ましくは0.2から1の範囲である。これによ
って、高いアクリロニトリル収率またはメタクリロニト
リル収率を与えるアンモ酸化用触媒組成物が得られる。
2原子に対してビスマスとセリウムの合計の比率bは
0.5〜2、好ましくは0.7〜1.8であり、かつ、
ビスマスとセリウムの合計に対するセリウムの相対原子
比率aは0.6〜0.8である。鉄の比率cは0.1〜
3、好ましくは0.5〜2.5、ニッケルとコバルトの
合計の比率dは4〜10、好ましくは5〜8、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛お
よびマンガンから選ばれる1種以上の元素を表すXの比
率eは0〜3、好ましくは0.1〜2.5、また、ナト
リウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムから選ば
れる1種以上の元素を表すYの比率fは0.01〜2、
好ましくは0.02〜1の範囲から選ばれる。
カ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等の酸化物が用い
られるが、好適な担体としてシリカが用いられる。担体
は30〜70重量%、好ましくは40〜60重量%の範
囲で用いるのがよい。本発明の酸化物触媒は公知の方
法、例えば原料を調合し、次いで該調合液を噴霧乾燥
し、最後に該乾燥品を焼成することによって得ることが
できる。原料の調合に当たっては、シリカはシリカゾル
を、モリブデンおよびタングステンはアンモニウム塩
を、他の成分は硝酸塩等の水溶性化合物を用いることが
好ましいが、酸化物、水酸化物、塩化物、ヘテロポリ
酸、有機酸塩等の化合物も用いることができる。原料液
の噴霧乾燥における噴霧化は遠心方式が好ましく、乾燥
温度は100〜400℃、好ましくは150〜300℃
である。乾燥品の焼成は、必要に応じて150〜500
℃で前焼成し、その後500〜750℃、好ましくは5
50〜700℃の温度範囲で1〜20時間行う。
イソブテンまたは3級ブタノ−ルと分子状酸素およびア
ンモニアとの反応によるアクリロニトリルまたはメタク
リロニトリルの製造は、流動層反応器または固定床反応
器のいずれでも実施できる。原料のプロピレン、イソブ
テン、3級ブタノ−ルおよびアンモニアは必ずしも高純
度である必要はなく、工業グレ−ドのものを使用するこ
とができる。また、酸素源としては、空気、酸素、空気
と酸素の混合ガス等を用いることができる。原料ガスの
組成として、プロピレン、イソブテンまたは3級ブタノ
−ルに対するアンモニアと酸素のモル比は、(プロピレ
ン、イソブテンまたは3級ブタノ−ル)/アンモニア/
酸素=1/0.8〜1.4/1.4〜2.4、好ましく
は1/0.9〜1.3/1.6〜2.2の範囲である。
また、不活性ガスとして、水、窒素、二酸化炭素、ヘリ
ウム等を原料ガスと一緒に供給することもできる。反応
温度は350〜550℃、好ましくは400〜500℃
の範囲である。反応圧力は常圧〜3気圧の範囲で行うこ
とができる。原料ガスと触媒との接触時間は0.5〜2
0(sec・g/cc)、好ましくは1〜10(sec
・g/cc)である。
(273+T)*(1.03+P)/1.03 但し、Wは触媒量(g)、Fは全供給ガス量(Ncc/
sec)、Tは反応温度(℃)、Pは圧力(kg/cm
2G)である。
応成績を表すために用いた転化率、選択率および収率
は、次式で定義される。 転化率(%)=(反応したプロピレンのモル数)/(供
給したプロピレンのモル数)*100 選択率(%)=(生成したアクリロニトリルのモル数)
/(反応したプロピレンのモル数)*100 収率(%)=(生成したアクリロニトリルのモル数)/
(供給したプロピレンのモル数)*100
04製反応管を用い、反応圧力Pは大気圧、充填触媒量
Wは2.5g、反応温度Tは430℃で行った。全供給
ガス量は0.67Ncc/sec、供給した反応ガスの
組成は、プロピレン/アンモニア/酸素/H2O/ヘリ
ウム=1/1.2/1.89/1.85/12.6であ
る。
る。 (実施例1)組成がMo12Bi0.5Ce1.0Fe2.0Ni
5.0Mg2.0W0.5K0.03Rb0.10で表される酸化物を、
50重量%のシリカに担持した触媒を次のようにして調
製した。
666.7gに、385.4gのパラモリブデン酸アン
モニウム〔(NH4)6Mo7O24・4H2O〕を水77
6.3gに溶解させた液を加え、次に、16.6重量%
の硝酸398.5gに、44.1gの硝酸ビスマス〔B
i(NO3)3・5H2O〕、79.0gの硝酸セリウム
〔Ce(NO3)3・6H2O〕、147.0gの硝酸鉄
〔Fe(NO3)3・9H2O〕、264.5gの硝酸ニ
ッケル〔Ni(NO3)2・6H2O〕、93.3gの硝
酸マグネシウム〔Mg(NO3)2・6H2O〕、23.
7gのタングステン酸アンモニウム〔(NH4)10W12
O41・5H2O〕、0.55gの硝酸カリウム〔KN
O3〕および2.67gの硝酸ルビジウム〔RbNO3〕
を溶解させた液を加えた。ここに得られた原料調合液を
並流式の噴霧乾燥器に送り、約200℃で乾燥させた。
該調合液の噴霧化は、乾燥器上部中央に設置された皿型
回転子を備えた噴霧化装置を用いて行った。得られた粉
体は電気炉で400℃で1時間の前焼成の後、610℃
で2時間焼成して触媒を得た。得られた触媒2.5gを
用いてプロピレンのアンモ酸化反応を行ったところ、転
化率は98.0%、アクリロニトリル選択率は89.6
%、アクリロニトリル収率は87.8%であった。
がMo12Bi0.5Ce1.0Fe2.0Co7.0Re0.5K0.09
Rb0.05で表される酸化物を、50重量%のシリカに担
持した触媒を調製した。得られた触媒2.5gを用いて
プロピレンのアンモ酸化反応を行ったところ、転化率は
97.5%、アクリロニトリル選択率は90.0%、ア
クリロニトリル収率は87.8%であった。
がMo12Bi0.5Ce1.0Fe2.0Ni3.5Co3.5Sb2.0
K0.09Cs0.03で表される酸化物を、50重量%のシリ
カに担持した触媒を調製した。得られた触媒2.5gを
用いてプロピレンのアンモ酸化反応を行ったところ、転
化率は97.7%、アクリロニトリル選択率は89.1
%、アクリロニトリル収率は87.1%であった。
ンまたは3級ブタノ−ルのアンモ酸化反応におけるアク
リロニトリルまたはメタクリロニトリルの製造に際し
て、高いアクリロニトリル収率またはメタクリロニトリ
ル収率を与える。
Claims (2)
- 【請求項1】 酸化物触媒として一般式 Mo12(Bi1-a Cea)b Fec (Ni、Co)d X
e Yf Zg Oh (式中、Xはマグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、亜鉛およびマンガンから選ばれる1種以
上の元素、Yはナトリウム、カリウム、ルビジウムおよ
びセシウムから選ばれる1種以上の元素、Zはタングス
テン、バナジウム、ニオブ、タンタル、アンチモン、レ
ニウムおよびテルルから選ばれる1種以上の元素、b、
c、d、e、f、gおよびhはそれぞれモリブデン12
原子に対するビスマスとセリウムの合計、鉄、ニッケル
とコバルトの合計、X、Y、Zおよび酸素の原子比率を
表し、b=0.5〜2、c=0.1〜3、d=4〜1
0、e=0〜3、f=0.01〜2、gはゼロより大き
く3以下、hは存在する他の元素の原子価要求を満足さ
せるのに必要な酸素の原子数であり、aはビスマスとセ
リウムの合計に対するセリウムの相対原子比率を表し、
a=0.6〜0.8である。)によって示されるアンモ
酸化用触媒組成物。 - 【請求項2】 プロピレン、イソブテンまたは3級ブタ
ノ−ルと分子状酸素およびアンモニアを、反応温度が3
50〜550℃、反応圧力が常圧〜3気圧で反応させて
アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを製造する
に際し、酸化物触媒として一般式 Mo12(Bi1-a Cea)b Fec (Ni、Co)d X
e Yf Zg Oh (式中、Xはマグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、亜鉛およびマンガンから選ばれる1種以
上の元素、Yはナトリウム、カリウム、ルビジウムおよ
びセシウムから選ばれる1種以上の元素、Zはタングス
テン、バナジウム、ニオブ、タンタル、アンチモン、レ
ニウムおよびテルルから選ばれる1種以上の元素、b、
c、d、e、f、gおよびhはそれぞれモリブデン12
原子に対するビスマスとセリウムの合計、鉄、ニッケル
とコバルトの合計、X、Y、Zおよび酸素の原子比率を
表し、b=0.5〜2、c=0.1〜3、d=4〜1
0、e=0〜3、f=0.01〜2、gはゼロより大き
く3以下、hは存在する他の元素の原子価要求を満足さ
せるのに必要な酸素の原子数であり、aはビスマスとセ
リウムの合計に対するセリウムの相対原子比率を表し、
a=0.6〜0.8である。)によって示されるアンモ
酸化用触媒組成物を用いることを特徴とするアクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルを製造する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21688196A JP3838705B2 (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | アンモ酸化用触媒組成物 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21688196A JP3838705B2 (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | アンモ酸化用触媒組成物 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH1043595A true JPH1043595A (ja) | 1998-02-17 |
JP3838705B2 JP3838705B2 (ja) | 2006-10-25 |
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ID=16695381
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21688196A Expired - Lifetime JP3838705B2 (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | アンモ酸化用触媒組成物 |
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