JPH11343262A - Production of acrylic acid - Google Patents

Production of acrylic acid

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Publication number
JPH11343262A
JPH11343262A JP10164234A JP16423498A JPH11343262A JP H11343262 A JPH11343262 A JP H11343262A JP 10164234 A JP10164234 A JP 10164234A JP 16423498 A JP16423498 A JP 16423498A JP H11343262 A JPH11343262 A JP H11343262A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
acrylic acid
oxygen
acrolein
catalyst
Prior art date
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Pending
Application number
JP10164234A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinrin To
新林 屠
Mamoru Takahashi
衛 高橋
Shunryo Hirose
俊良 広瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toagosei Co Ltd filed Critical Toagosei Co Ltd
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Publication of JPH11343262A publication Critical patent/JPH11343262A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing acrylic acid in high yield and high energy efficiency from acrolein by vapor phase catalytic oxidation. SOLUTION: This method for producing acrylic acid comprises catalytically oxidizing acrolein with molecular oxygen at 200350 deg.C in the presence of a catalyst comprising a metal oxide having a metal element ratio represented by the formula: MoVi Sbj Ak [A is Nb or Ta; (i) and (j) are each 0.01-1.5 and (j/i) is 0.3 to 1 and (k) is 0.001-3.0] and produced by a step (1) for reacting V<+5> with Sb<+3> at >=170 deg.C in the presence of Mo<+6> in an aqueous medium and blowing molecular oxygen or a gas containing the oxygen into the reaction solution during the reaction or after finishing the reaction and a step (2) for adding a compound containing the above component A as a constitutional element to reaction product obtained in the step (1), uniformly mixing these components and baking the resultant mixture.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、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関するもので
あり、さらに詳しくは、特定の触媒を使用することによ
り高収率でアクリル酸を製造する方法に関するものであ
る。
The present invention relates to a method for producing acrylic acid by gas phase catalytic oxidation of acrolein, and more particularly, to a method for producing acrylic acid in high yield by using a specific catalyst. It is about.

【0002】[0002]

【従来技術】高温気相でアクロレインと酸素を接触させ
て、アクリル酸を製造する反応において使用される触媒
としては、一般にモリブデン−バナジウム系触媒が知ら
れている。特開平8−206504号公報においては、
長期間使用しても安定して高いアクリル酸収率を維持す
る触媒として、Mo-V-W-Cu-X-Y-Z (xはアンチモンまた
はスズ、Yはマグルシウム、カルシウム、ストロンチウ
ムまたはバリウム、Zはチタン、ジルコニウムまたはセ
リウムである)系複合酸化物が提案されている。具体的
には、Mo12V6.1W1Cu2.3Sb1.2等の触媒によれば、8,00
0時間経過後も93〜94%程度のアクリル酸収率が保
たれている。
2. Description of the Related Art As a catalyst used in a reaction for producing acrylic acid by contacting acrolein with oxygen in a high-temperature gas phase, a molybdenum-vanadium catalyst is generally known. In JP-A-8-206504,
Mo-VW-Cu-XYZ (x is antimony or tin, Y is magnesium, calcium, strontium or barium, Z is titanium, zirconium or A cerium-based composite oxide has been proposed. Specifically, according to a catalyst such as Mo 12 V 6.1 W 1 Cu 2.3 Sb 1.2 ,
The acrylic acid yield of about 93 to 94% is maintained even after 0 hours.

【0003】一方、特開平8−299797号公報で
も、上記特開平8−206504号公報に開示されたと
同様な金属からなる触媒が提案されている。同公報記載
の触媒の特徴は、X線回折の2θが22.2±0.3°のピ
ーク強度が最大であるという点にあり、該触媒は、低温
でも高活性でかつ機械的強度の大きいという性質を有し
ている。例えば、Mo12V3W1.2Cu1.2Sb0.5等の触媒によ
り、反応温度250°C程度で97%に達する高いアク
リル酸収率が得られている。また、特公平6−9658
号公報には、Sb-Mo-V-Ni-X-Y(XはSiまたはAlであり、
YはCuまたはWである)系の触媒が開示されており、該
触媒は、アンモ酸化およびアクロレインからアクリル酸
を製造する気相接触反応の双方に適用できるとされてい
る。
On the other hand, JP-A-8-299797 proposes a catalyst comprising the same metal as disclosed in JP-A-8-206504. The feature of the catalyst described in the publication is that the peak intensity at 2θ of 22.2 ± 0.3 ° in X-ray diffraction is maximum, and the catalyst has high activity and high mechanical strength even at a low temperature. It has the property of. For example, with a catalyst such as Mo 12 V 3 W 1.2 Cu 1.2 Sb 0.5 , a high acrylic acid yield reaching 97% at a reaction temperature of about 250 ° C. has been obtained. In addition, 6-9658
In the publication, Sb-Mo-V-Ni-XY (X is Si or Al,
Y is Cu or W) based catalysts, which are said to be applicable to both ammoxidation and gas phase catalytic reactions for producing acrylic acid from acrolein.

【0004】しかしながら、アクロレインからアクリル
酸を製造する気相接触反応において使用されていた、従
来公知の触媒では、反応温度が低いためにアクロレイン
と酸素ガスとを長時間接触させる必要があったり、また
は触媒寿命が短いという問題があり、改良が望まれてい
た。本発明者らは、以前に、プロパンと酸素ガスの気相
接触反応により、一段でアクリル酸を製造する方法につ
いて検討した際に、特定の製法によって得られる複合金
属酸化物を触媒として用いることにより、アクリル酸が
高収率で得られることを見出し、該触媒に関して特許出
願をしている。本発明らは、さらにその後の検討によっ
て、上記金属酸化物がアクロレインからアクリル酸を製
造する気相接触反応においても触媒として有効であり、
かつこれを用いると該気相接触反応をエネルギー効率の
高い条件で行なうことができ、また触媒の寿命も長いこ
とを見出した。
[0004] However, conventionally known catalysts used in the gas phase catalytic reaction for producing acrylic acid from acrolein require a long contact between acrolein and oxygen gas due to the low reaction temperature, or There is a problem that the catalyst life is short, and improvement has been desired. The present inventors have previously studied a method for producing acrylic acid in a single step by a gas phase contact reaction between propane and oxygen gas, and by using a composite metal oxide obtained by a specific production method as a catalyst. Have found that acrylic acid can be obtained in high yield, and have filed a patent application for the catalyst. The present invention has been further studied, and the above metal oxide is effective as a catalyst also in a gas phase catalytic reaction for producing acrylic acid from acrolein,
Further, it has been found that the use of this allows the gas-phase contact reaction to be carried out under conditions of high energy efficiency and that the life of the catalyst is long.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記工程
(1)および工程(2)によって製造され、かつ金属元
素の割合が下記組成式(I)で表される金属酸化物から
なる触媒の存在下に、アクロレインおよび分子状酸素を
温度200〜350℃で接触酸化させることを特徴とす
るアクリル酸の製造方法である。 MoViSbjAk (I) (式中、Aは、NbまたはTaである。iおよびjは、
各々0.01〜1.5でかつj/i=0.3〜1であ
り、またkは、0.001〜3.0である。) 工程(1):水性媒体中で、Mo+6の存在下にV+5およ
びSb+3を70℃以上の温度で反応させ、該反応の間ま
たは終了後に、反応液中に分子状酸素または該酸素を含
むガスを吹き込む工程 工程(2):前記工程(1)で得られる反応生成物に、
上記Aを構成元素とする化合物を加えて均一に混合し、
得られる混合物を焼成する工程以下、本発明についてさ
らに詳しく説明する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a catalyst produced by the following steps (1) and (2), wherein the proportion of the metal element is a metal oxide represented by the following composition formula (I): A process for producing acrylic acid, comprising subjecting acrolein and molecular oxygen to catalytic oxidation at a temperature of 200 to 350 ° C in the presence. MoViSbjAk (I) (where A is Nb or Ta. I and j are
Each is 0.01 to 1.5 and j / i = 0.3 to 1, and k is 0.001 to 3.0. Step (1): V +5 and Sb +3 are reacted at a temperature of 70 ° C. or more in an aqueous medium in the presence of Mo +6 , and during or after the reaction, molecular oxygen is added to the reaction solution. Or a step of blowing the gas containing oxygen. Step (2): The reaction product obtained in the step (1) is
A compound containing A as a constituent element is added and uniformly mixed,
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明においては、前記工程
(1)および工程(2)を経て製造され、かつ金属元素
の割合が前記組成式(I)で表される金属酸化物からな
る触媒の存在下に、アクロレインおよび分子状酸素(以
下酸素ガスという)を温度200〜350℃、好ましく
は220〜320℃で気相接触反応させる。本発明の気
相接触反応において、アクロレインおよび酸素ガス以外
のガスを共存させることが好ましく、好ましいガスとし
ては、希釈ガスとしての不活性ガスおよび生成するアク
リル酸の燃焼を抑制することが知られている水蒸気等が
挙げられる。反応系に導入される各成分の好ましい割合
は、アクロレイン;1〜15%、分子状酸素;0.5〜2
5%、水蒸気;0〜40%および不活性ガス;20〜8
0%であり、さらに好ましくは、アクロレイン;4〜1
2%、酸素ガス;2〜20%、水蒸気;3〜30%およ
び不活性ガス;50〜70%である。アクロレインおよ
び酸素ガス等は、別々に反応器に供給して、反応器内で
混合させても良いし、また予めそれらのガスを混合して
おき、混合ガスとして反応器に導入しても良い。本発明
においては、上記ガスが全体として、空間速度500〜
20,000h -1好ましくは1,000〜10,000h -1
反応系に供給されることが好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, there is provided a catalyst which is produced through the steps (1) and (2) and has a metal element ratio of a metal oxide represented by the composition formula (I). In the presence, acrolein and molecular oxygen (hereinafter referred to as oxygen gas) are subjected to a gas phase contact reaction at a temperature of 200 to 350 ° C, preferably 220 to 320 ° C. In the gas phase contact reaction of the present invention, it is preferable to coexist a gas other than acrolein and oxygen gas, and as a preferable gas, it is known to suppress the combustion of an inert gas as a diluent gas and generated acrylic acid. Steam and the like. A preferred ratio of each component introduced into the reaction system is acrolein; 1 to 15%, molecular oxygen;
5%, steam; 0-40% and inert gas; 20-8
0%, more preferably acrolein;
2%, oxygen gas; 2 to 20%, steam; 3 to 30% and inert gas; 50 to 70%. Acrolein, oxygen gas, and the like may be separately supplied to the reactor and mixed in the reactor, or the gases may be mixed in advance and introduced into the reactor as a mixed gas. In the present invention, the gas as a whole has a space velocity of 500 to 500.
It is preferable to 20,000 h -1 preferably fed to the reaction system in 1,000~10,000h -1.

【0007】次に、本発明において使用する触媒の製造
方法について説明する。触媒の製造のために採用される
前記工程(1)においては、Sb+3、V+5およびMo+6
の三者間で、水性媒体中で70℃以上の温度で酸化還元
反応が起こる。この反応を化学式で表すと、主反応は次
式(イ)で表される。 V+5 + Sb+3 → V+3 + Sb+5 (イ) この三者の反応系において、Mo+6が存在しない場合に
は、上記反応と並行して次の反応が起こることが知られ
ている〔Studies in Surface Science and Catalysis
Vol.82,p 281(1994)〕。 V+3 + V+5 → 2V+4 (ロ) これに対して、Mo+6が共存する本発明においては、反
応(イ)で生成したV+3が該Mo+6によって速やかにV
+4に酸化される結果、反応(ロ)が抑制され、そのため
使用されたV+5の大部分が反応(イ)に関与することに
なる。
Next, a method for producing the catalyst used in the present invention will be described. In the step (1) employed for the production of the catalyst, Sb +3 , V +5 and Mo +6
The oxidation-reduction reaction takes place in an aqueous medium at a temperature of 70 ° C. or higher. When this reaction is represented by a chemical formula, the main reaction is represented by the following formula (A). V +5 + Sb +3 → V +3 + Sb +5 (a) In the three reaction systems, when Mo +6 does not exist, it is known that the next reaction occurs in parallel with the above reaction. (Studies in Surface Science and Catalysis
Vol. 82, p. 281 (1994)]. V +3 + V +5 → 2V +4 (b) On the other hand, in the present invention in which Mo +6 coexists, V +3 generated in the reaction (a) is quickly converted to V + by the Mo +6 .
As a result of oxidation to +4 , the reaction (b) is suppressed, and most of the V +5 used is involved in the reaction (a).

【0008】上記酸化還元反応に用いられるV+5を構成
元素とするV+5化合物としては、メタバナジン酸アンモ
ンニウムまたは五酸化バナジウムが好ましく、Sb+3
構成元素とするSb+3化合物としては、三酸化アンチモ
ンまたは酢酸アンチモンが好ましく、またMo+6を構成
元素とするMo+6化合物としては、モリブデン酸アンモ
ニウム、酸化モリブデンまたはモリブデン酸等が挙げら
れ、好ましくは、水溶性である点で、モリブデン酸アン
モニウムである。
As the V +5 compound containing V +5 as a constituent element used in the above-mentioned redox reaction, ammonium monvanadate or vanadium pentoxide is preferable. As the Sb +3 compound containing Sb +3 as a constituent element, Preferably, antimony trioxide or antimony acetate is used, and examples of the Mo +6 compound having Mo +6 as a constituent element include ammonium molybdate, molybdenum oxide, molybdic acid, and the like. Ammonium molybdate.

【0009】酸化還元反応におけるMo+6化合物、V+5
化合物およびSb+3化合物の使用割合は、目的とする触
媒においてそれを構成するMo、VおよびSbの原子比
が以下の組成式となる割合である。V+5化合物およびS
+3化合物の使用割合は、原子比でSb+3:V+5=(0.
3〜1):1である。Sb+3の割合が、0.3未満であ
るとアクリル酸選択率が低く、一方1を越えるとアクロ
レインの転化率が低い。また、下組成式におけるiおよ
びjが、0.01未満であるかまたは1.5を越える
と、アクリル酸製造反応においてアクロレインの転換率
およびアクリル酸選択率が劣る。 MoViSbj(式中、iおよびjは0.01〜1.5
である。) より好ましいiおよびjは、0.1〜1である。
The Mo +6 compound, V +5 in the oxidation-reduction reaction
The use ratio of the compound and the Sb +3 compound is such that the atomic ratio of Mo, V and Sb constituting the target catalyst is represented by the following composition formula. V +5 compound and S
The use ratio of the b +3 compound is Sb +3 : V +5 = (0.
3-1): 1. If the ratio of Sb +3 is less than 0.3, the selectivity for acrylic acid is low, while if it exceeds 1, the conversion of acrolein is low. When i and j in the following composition formula are less than 0.01 or more than 1.5, the conversion of acrolein and the selectivity for acrylic acid in the acrylic acid production reaction are inferior. MoViSbj (where i and j are 0.01 to 1.5)
It is. ) More preferred i and j are from 0.1 to 1.

【0010】水性媒体における上記金属化合物の好まし
い仕込み量は、水100重量部当たり、3種の金属化合
物の合計量3〜30重量部である。3種の金属化合物の
合計量が、30重量部を越えるとV化合物またはMo化
合物の一部が不溶解物となり、酸化還元反応が不完全に
なり易い。上記反応は、70℃以上の加熱下でないと進
行せず、好ましい反応温度は、水性媒体の沸点付近であ
る。反応時間は、5〜15時間程度が好ましい。
The preferred amount of the metal compound in the aqueous medium is 3 to 30 parts by weight in total of three metal compounds per 100 parts by weight of water. If the total amount of the three metal compounds exceeds 30 parts by weight, a part of the V compound or the Mo compound becomes insoluble, and the oxidation-reduction reaction tends to be incomplete. The above reaction does not proceed unless heated at 70 ° C. or higher, and the preferred reaction temperature is around the boiling point of the aqueous medium. The reaction time is preferably about 5 to 15 hours.

【0011】反応の進行度は、反応液における5価のS
bを定量分析し、その量と最初に仕込んだ3価のSbの
量との対比により分かる。すなわち、得られた反応液
に、その液の10倍以上の1N蓚酸水溶液を加えてSb
のみを沈降分離させた後、沈澱物を沃化水素酸にて滴定
することにより、5価のSbを定量分析できる。反応液
中のMoおよびVの原子価は、電子スピン共鳴スペクト
ルの測定等により求められる。
The degree of progress of the reaction is determined by the pentavalent S in the reaction solution.
b is quantitatively analyzed, and can be determined by comparing the amount thereof with the amount of trivalent Sb initially charged. That is, to the obtained reaction solution, a 1N oxalic acid aqueous solution 10 times or more the amount of the solution was added, and Sb
After sedimentation and separation of only Sb, pentavalent Sb can be quantitatively analyzed by titrating the precipitate with hydroiodic acid. The valences of Mo and V in the reaction solution can be determined by measurement of an electron spin resonance spectrum or the like.

【0012】本発明の工程(1)においては、前記のと
おり、上記酸化還元反応液に酸素ガスまたは該酸素ガス
を含むガス(酸素含有ガスと総称する)を吹き込む。酸
素含有ガスの酸化還元反応液への吹き込みは、酸化還元
反応の進行中または反応終了後のいずれでもよい。酸素
含有ガスの吹き込み中は、反応液を攪拌することが好ま
しい。酸素含有ガスにおける好ましい酸素ガス濃度は、
0.5vol %以上であり、さらに好ましくは、1〜20
vol %であり、特に好ましくは、2〜15vol %(以下
%と略す)である。酸素含有ガスにおける酸素ガス濃度
が、0.5%未満であると、最終的に得られる触媒の活
性が低いことがある。
In the step (1) of the present invention, as described above, oxygen gas or a gas containing the oxygen gas (generally referred to as an oxygen-containing gas) is blown into the redox reaction solution. The oxygen-containing gas may be blown into the oxidation-reduction reaction solution either during the progress of the oxidation-reduction reaction or after the completion of the reaction. It is preferable to stir the reaction solution during the blowing of the oxygen-containing gas. The preferred oxygen gas concentration in the oxygen-containing gas is
0.5 vol% or more, more preferably 1 to 20
vol%, particularly preferably 2 to 15 vol% (hereinafter abbreviated as%). When the oxygen gas concentration in the oxygen-containing gas is less than 0.5%, the activity of the finally obtained catalyst may be low.

【0013】好ましい吹き込み速度(流量)は、酸化還
元反応液の反応液量に依存するが、反応液量が200ml
〜500ml程度であれば、3〜12リットル/Hrが好まし
い。上記酸素含有ガスの反応液中への吹き込み時間は、
4時間以上が好ましい。さらに好ましい吹き込み時間
は、5〜10時間である。酸素含有ガスの吹き込み時間
が4時間未満であると、得られる触媒の活性が低いこと
がある。酸素含有ガスを反応液に吹き込むことにより、
分子状酸素が反応液系内の他の化合物とどのような反応
をするかは定かではない。しかしながら、本発明におい
てV+3をV+4に酸化するMo+6は、一旦Mo+5に還元さ
れ後、その一部が再びMo+6に変換していることが、反
応液中のMo+5の分析結果から確認されている。上記の
化学変化から、分子状酸素はMo+5を酸化していると推
測される。
The preferred blowing rate (flow rate) depends on the amount of the oxidation-reduction reaction solution.
If it is about 500 ml, 3-12 liter / Hr is preferable. The blowing time of the oxygen-containing gas into the reaction solution is as follows:
4 hours or more are preferred. A more preferred blowing time is 5 to 10 hours. When the blowing time of the oxygen-containing gas is less than 4 hours, the activity of the obtained catalyst may be low. By blowing oxygen-containing gas into the reaction solution,
It is unclear how molecular oxygen reacts with other compounds in the reaction solution system. However, in the present invention, Mo +6 oxidizing V +3 to V +4 is temporarily reduced to Mo +5, and a part of the Mo +6 is again converted to Mo +6. Confirmed from +5 analysis. From the above chemical changes, it is inferred that molecular oxygen oxidizes Mo +5 .

【0014】本発明の工程(2)においては、上記反応
の反応生成物であるMo、VおよびSbを含む分散液ま
たはその蒸発乾固物に、Nb化合物またはTa化合物を
加えて均一に混合する。Nb化合物またはTa化合物と
しては、酸化ニオブ、ニオブ酸、酸化タンタルおよびタ
ンタル酸等が挙げられる。Nb化合物またはTa化合物
は、これらを水に分散させた形で使用しても良いが、蓚
酸等を併用した蓚酸塩の水溶液の形で用いることがさら
に好ましい。Nb化合物またはTa化合物の使用量は、
得られる触媒における金属の原子比で、Moを1とした
とき、NbまたはTaが0.001〜3.0となる量で
ある。触媒におけるMoを1としたときのNbまたはT
aの割合が、0.001未満であると触媒の劣化が起こ
り、一方3.0を越えると触媒が低活性となり、アクロ
レインの転換率に劣る。
In the step (2) of the present invention, an Nb compound or a Ta compound is added to a dispersion containing Mo, V and Sb as a reaction product of the above-mentioned reaction or an evaporated dry product thereof, and uniformly mixed. . Examples of the Nb compound or Ta compound include niobium oxide, niobic acid, tantalum oxide, and tantalic acid. The Nb compound or Ta compound may be used in a form in which these are dispersed in water, but more preferably in the form of an aqueous solution of oxalate using oxalic acid or the like. The amount of the Nb compound or Ta compound used is
The amount is such that Nb or Ta is 0.001 to 3.0 when Mo is 1 in the atomic ratio of metal in the obtained catalyst. Nb or T when Mo in catalyst is 1
If the ratio of a is less than 0.001, the catalyst will be degraded, while if it exceeds 3.0, the catalyst will have low activity and the conversion of acrolein will be poor.

【0015】上記操作によって得られる金属化合物の混
合物は、必要により蒸発乾固または噴霧乾燥等の方法に
より乾燥した後、焼成処理を加えることにより、本発明
の触媒として用いられる金属酸化物に転換される。かか
る焼成は、2段階で行なうことが好ましい。すなわち、
まず酸素ガスの存在下、例えば空気中等で、250〜3
50°Cで4〜10時間の加熱を行い、その後不活性ガ
ス中で500〜660°Cで1〜3時間焼成を行なうこ
とが好ましい。上記焼成により得られる金属酸化物の中
の金属元素の含有量の確認は、螢光X線分析によって行
うことができる。
The mixture of the metal compounds obtained by the above-mentioned operation is converted into the metal oxide to be used as the catalyst of the present invention by subjecting the mixture to drying, if necessary, by evaporating to dryness or spray drying, followed by calcination treatment. You. Such firing is preferably performed in two stages. That is,
First, in the presence of oxygen gas, for example, in air, 250 to 3
It is preferable to perform heating at 50 ° C. for 4 to 10 hours, and then perform firing at 500 to 660 ° C. for 1 to 3 hours in an inert gas. Confirmation of the content of the metal element in the metal oxide obtained by the calcination can be performed by X-ray fluorescence analysis.

【0016】また、上記方法によって得られる金属酸化
物は、粉末X線回折(X線源;Cu−Kα線)において
以下の4つの回折角2θで大きなピークを有するという
特徴がある。 2θ 相対強度 22.1 10〜120 22.3 60〜80 28.2 100 36.2 20〜50
The metal oxide obtained by the above method is characterized in that it has a large peak at the following four diffraction angles 2θ in powder X-ray diffraction (X-ray source; Cu-Kα ray). 2θ Relative intensity 22.1 10 to 120 22.3 60 to 80 28.2 100 36.2 20 to 50

【0017】上記方法により得られるアクリル酸製造用
触媒は、適当な粒度にまで粉砕して、表面積を増大させ
ることが好ましく、粉砕方法としては、乾式粉砕法また
は湿式粉砕法のいずれの方法も使用でき、粉砕装置とし
ては、乳鉢、ボールミル等が挙げられる。本触媒の好ま
しい粒度は、20μm以下であり、さらに好ましくは5
μm以下である。本触媒は、無担体の状態でも使用でき
るが、適当な粒度を有するシリカ、アルミナ、シリカア
ルミナおよびシリコンカーバイド等の担体に担持させた
状態で使用することもできる。以下、実施例および比較
例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。
The catalyst for producing acrylic acid obtained by the above method is preferably pulverized to an appropriate particle size to increase the surface area. As the pulverization method, either a dry pulverization method or a wet pulverization method may be used. Examples of the crusher include a mortar and a ball mill. The preferred particle size of the catalyst is 20 μm or less, more preferably 5 μm.
μm or less. The present catalyst can be used in a state of no carrier, but can also be used in a state of being supported on a carrier such as silica, alumina, silica-alumina and silicon carbide having an appropriate particle size. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.

【0018】[0018]

【実施例1】(触媒の製造)300mlのガラス製フラ
スコ内の蒸留水130ml中に、メタバナジン酸アンモ
ニウム6.15gを加え、撹拌下で加熱溶解させた後、
三酸化アンチモン6.35gおよびモリブデン酸アンモ
ニウム30.5gを加えた。上記成分からなる混合液を
360回転/分の速度で攪拌機を回転させながら、該液
中に酸素ガス濃度が15%の空気/窒素の混合ガスを1
00ml/min の流量で吹き込みかつ92℃に昇温し
て、5時間反応させた。得られた青いコロイド分散液状
の分散液を室温まで冷却し、そこに蓚酸13.15gお
よびニオブ酸3.25gを90mlの蒸留水に溶解した
常温の水溶液を加えた。得られた混合液を30分間激し
く撹拌した後、アルミナ製球状(径;3mm)担体200
mlを加え、攪拌しながら蒸発乾固させた。
Example 1 (Production of catalyst) 6.15 g of ammonium metavanadate was added to 130 ml of distilled water in a 300 ml glass flask, and dissolved by heating under stirring.
6.35 g of antimony trioxide and 30.5 g of ammonium molybdate were added. While rotating the stirrer at a rate of 360 revolutions / minute of the mixed liquid composed of the above components, an air / nitrogen mixed gas having an oxygen gas concentration of 15% was added to the liquid.
Blowing was performed at a flow rate of 00 ml / min, the temperature was raised to 92 ° C., and the reaction was performed for 5 hours. The resulting blue colloidal dispersion was cooled to room temperature, and a room temperature aqueous solution in which 13.15 g of oxalic acid and 3.25 g of niobic acid were dissolved in 90 ml of distilled water was added. After vigorously stirring the obtained mixture for 30 minutes, a spherical (diameter: 3 mm) carrier 200 made of alumina was used.
ml was added and evaporated to dryness with stirring.

【0019】上記操作によって上記金属化合物を担持さ
せたアルミナ担体を、空気中で300°Cで5時間焼成
した。その後、さらに窒素ガス気流中において600℃
で2時間焼成することにより、アルミナ担体上に、目的
とする金属酸化物を得た。得られた金属酸化物の原子比
は、Mo/V/Sb/Nb=1.0/0.3/0.25
/0.10であった。また、このこの金属酸化物に関す
るX線回折の測定結果は、2θが22.1、22.3、
28.2および36.2の角度において比較的大きなピ
ークが存在し、それらのピーク強度比は、87/64/
100/27であった。
The alumina carrier supporting the above metal compound by the above operation was calcined in air at 300 ° C. for 5 hours. Then, further in a nitrogen gas stream at 600 ° C.
For 2 hours to obtain the target metal oxide on the alumina carrier. The atomic ratio of the obtained metal oxide is Mo / V / Sb / Nb = 1.0 / 0.3 / 0.25
/0.10. The results of X-ray diffraction measurement of this metal oxide showed that 2θ was 22.1, 22.3,
There are relatively large peaks at angles of 28.2 and 36.2, and their peak intensity ratio is 87/64 /
It was 100/27.

【0020】(アクリル酸製造試験)上記触媒30mlを
18mmφの石英製の反応管に充填した。反応管は27
0℃に加温し、そこにアクロレイン4.5%、酸素ガス
7.1%、窒素ガス63.4%および水蒸気25%から
なる混合ガスをSV=4000/hrの速度(接触時間
0.9秒間)で供給することにより、アクリル酸を合成
した。アクロレインの転化率は99.2%、アクリル酸
収率は98.6%、そしてアクリル酸への選択率は9
9.3%であった。なお、転化率、選択率および収率
は、以下の計算式によって算出した(いずれもモル数に
より計算)。 ・アクロレイン転化率(%)=(供給アクロレイン−未
反応アクロレイン)/供給アクロレイン ・アクリル酸選択率(%)=生成アクリル酸/(供給ア
クロレイン−未反応アクロレイン) ・アクリル酸収率(%)=アクロレイン転化率×アクリ
ル酸選択率
(Acrylic acid production test) 30 ml of the above catalyst was filled into a quartz reaction tube of 18 mmφ. 27 reaction tubes
The mixture was heated to 0 ° C., and a mixed gas composed of 4.5% of acrolein, 7.1% of oxygen gas, 63.4% of nitrogen gas, and 25% of steam was added thereto at a rate of SV = 4000 / hr (contact time 0.9%). Per second) to synthesize acrylic acid. Acrolein conversion is 99.2%, acrylic acid yield is 98.6%, and selectivity to acrylic acid is 9
It was 9.3%. The conversion, the selectivity, and the yield were calculated by the following formulas (all calculated by the number of moles). Acrolein conversion (%) = (supplied acrolein-unreacted acrolein) / supplied acrolein-Acrylic acid selectivity (%) = formed acrylic acid / (supplied acrolein-unreacted acrolein)-Acrylic acid yield (%) = acrolein Conversion x Acrylic acid selectivity

【0021】[0021]

【実施例2】触媒を製造するための工程(1)におい
て、酸素ガスの濃度が4%の空気と窒素ガスの混合ガス
を100ml/ 分の流量で金属化合物の水性分散液中に吹
き込むこと以外は、すべて実施例1と同様にして製造し
た触媒を使用し、反応温度を300°Cとすること以外
はすべて実施例1と同じ条件でアクリル酸の製造を行な
った。その結果、アクロレインの転化率は99.0%、
アクリル酸収率は91.1%、またアクリル酸への選択
率は92%であった。
Example 2 In the step (1) for producing a catalyst, except that a mixed gas of air and nitrogen gas having an oxygen gas concentration of 4% was blown into an aqueous dispersion of a metal compound at a flow rate of 100 ml / min. Was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was set to 300 ° C., except that a catalyst produced in the same manner as in Example 1 was used. As a result, the conversion of acrolein was 99.0%,
The acrylic acid yield was 91.1%, and the selectivity to acrylic acid was 92%.

【0022】[0022]

【実施例3】触媒を製造するための工程(1)におい
て、酸素ガスの濃度が20%の空気と窒素ガスの混合ガ
スを100ml/ 分の流量で金属化合物の水性分散液中に
吹き込むこと以外は、すべて実施例1と同様にして製造
した触媒を使用し、反応温度を280°Cとすること以
外はすべて実施例1と同じ条件でアクリル酸の製造を行
なった。その結果、アクロレインの転化率は99.3
%、アクリル酸収率は96.5%、またアクリル酸への
選択率は97.2%であった。
EXAMPLE 3 In the step (1) for producing a catalyst, except that a mixed gas of air and nitrogen gas having an oxygen gas concentration of 20% was blown into an aqueous dispersion of a metal compound at a flow rate of 100 ml / min. Was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was set to 280 ° C. using the catalysts produced in the same manner as in Example 1. As a result, the conversion of acrolein was 99.3.
%, Acrylic acid yield was 96.5%, and selectivity to acrylic acid was 97.2%.

【0023】[0023]

【比較例1】触媒を製造するための工程(1)におい
て、酸素含有ガスを水性分散液中に吹き込まずに、各成
分混合液を92℃に12時間維持した以外、すべて実施
例1と同様にして触媒を製造した。以下、反応温度を3
10°Cとすること以外はすべて実施例1と同じ条件で
アクリル酸の製造を行なった結果、アクロレインの転化
率は99.6%、アクリル酸収率は75.7%、またア
クリル酸への選択率は76.2%であった。
Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, except that in the step (1) for producing the catalyst, each component mixture was maintained at 92 ° C. for 12 hours without blowing the oxygen-containing gas into the aqueous dispersion. To produce a catalyst. Hereinafter, when the reaction temperature is 3
The production of acrylic acid was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the temperature was changed to 10 ° C. As a result, the conversion of acrolein was 99.6%, the yield of acrylic acid was 75.7%, and the conversion to acrylic acid was also carried out. The selectivity was 76.2%.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、アクロレインからアク
リル酸が高収率で合成でき、しかも供給ガスの空間速度
を速くでき、また併用する水蒸気の割合を少なくできる
ために、アクリル酸を製造するときのエネルギー効率が
高い。
According to the present invention, acrylic acid can be synthesized from acrolein in high yield, the space velocity of the supplied gas can be increased, and the proportion of water vapor used in combination can be reduced. When energy efficiency is high.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記工程(1)および工程(2)によっ
て製造され、かつ金属元素の割合が下記組成式(I)で
表される金属酸化物からなる触媒の存在下に、アクロレ
インおよび分子状酸素を温度200〜350℃で接触酸
化させることを特徴とするアクリル酸の製造方法。 MoViSbjAk (I) (式中、Aは、NbまたはTaである。iおよびjは、
各々0.01〜1.5でかつj/i=0.3〜1であ
り、またkは、0.001〜3.0である。) 工程(1):水性媒体中で、Mo+6の存在下にV+5およ
びSb+3を70℃以上の温度で反応させ、該反応の間ま
たは終了後に、反応液中に分子状酸素または該酸素を含
むガスを吹き込む工程 工程(2):前記工程(1)で得られる反応生成物に、
上記Aを構成元素とする化合物を加えて均一に混合し、
得られる混合物を焼成する工程
1. An acrolein and a molecular compound which are produced by the following steps (1) and (2) and whose metal element ratio is a metal oxide represented by the following composition formula (I): A method for producing acrylic acid, wherein oxygen is contact-oxidized at a temperature of 200 to 350 ° C. MoViSbjAk (I) (where A is Nb or Ta. I and j are
Each is 0.01 to 1.5 and j / i = 0.3 to 1, and k is 0.001 to 3.0. Step (1): V +5 and Sb +3 are reacted at a temperature of 70 ° C. or more in an aqueous medium in the presence of Mo +6 , and during or after the reaction, molecular oxygen is added to the reaction solution. Or a step of blowing the gas containing oxygen. Step (2): The reaction product obtained in the step (1) is
A compound containing A as a constituent element is added and uniformly mixed,
Firing the resulting mixture
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6867328B2 (en) 2000-07-18 2005-03-15 Basf Aktiengesellschaft Method for producing acrylic acid by the heterogeneously catalysed gas-phase oxidation of propane
US7026506B2 (en) 2001-04-17 2006-04-11 Basf Aktiengesellschaft Method for producing acrylic acid by heterogeneously catalyzed gas-phase oxidation of propene with molecular oxygen in a reaction zone
US7038080B2 (en) 2002-09-27 2006-05-02 Basf Aktiengesellschaft Heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid
US7109144B2 (en) 2000-12-13 2006-09-19 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Oxide catalyst for oxidation or ammoxidation
US7321058B2 (en) 2000-06-14 2008-01-22 Basf Aktiengesellschaft Method for producing acrolein and/or acrylic acid
JP2008068217A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Nippon Kayaku Co Ltd Composite metal oxide catalyst and production method of the same
DE102007004961A1 (en) 2007-01-26 2008-07-31 Basf Se Preparing a catalyst molded body, useful e.g. to prepare catalyst for gas phase partial oxidation of an organic compound, comprises molding a precursor mixture to a desired geometry, using graphite, and thermally treating the molded body
JP2008207068A (en) * 2007-02-23 2008-09-11 Mitsubishi Rayon Co Ltd Catalyst for synthesizing unsaturated carboxylic acid, method for producing the catalyst and method for producing unsaturated carboxylic acid
DE102008040093A1 (en) 2008-07-02 2008-12-18 Basf Se Producing a ring like oxidic mold, useful e.g. in partial gas phase oxidation of e.g. an organic compound, comprising mechanical packing of a powdery material which is brought into the fill space of a die made of a metal compound
DE102008040094A1 (en) 2008-07-02 2009-01-29 Basf Se Production of an oxidic geometric molded body used as a catalyst in a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation comprises mechanically compressing a powdered material inserted into a filling chamber of a die
JP2010531211A (en) * 2007-06-13 2010-09-24 株式会社日本触媒 Catalyst for producing acrylic acid, method for producing acrylic acid using the catalyst, and method for producing a water-absorbing resin using the acrylic acid
JP2013520316A (en) * 2010-02-25 2013-06-06 サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション Method for preparing heteropolyacid compound catalyst

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7321058B2 (en) 2000-06-14 2008-01-22 Basf Aktiengesellschaft Method for producing acrolein and/or acrylic acid
US6867328B2 (en) 2000-07-18 2005-03-15 Basf Aktiengesellschaft Method for producing acrylic acid by the heterogeneously catalysed gas-phase oxidation of propane
US7378541B2 (en) 2000-12-13 2008-05-27 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Oxide catalyst for oxidation or ammoxidation
US7109144B2 (en) 2000-12-13 2006-09-19 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Oxide catalyst for oxidation or ammoxidation
US7498463B2 (en) 2000-12-13 2009-03-03 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Oxide catalyst for oxidation or ammoxidation
US7026506B2 (en) 2001-04-17 2006-04-11 Basf Aktiengesellschaft Method for producing acrylic acid by heterogeneously catalyzed gas-phase oxidation of propene with molecular oxygen in a reaction zone
US7038080B2 (en) 2002-09-27 2006-05-02 Basf Aktiengesellschaft Heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid
JP2008068217A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Nippon Kayaku Co Ltd Composite metal oxide catalyst and production method of the same
DE102007004961A1 (en) 2007-01-26 2008-07-31 Basf Se Preparing a catalyst molded body, useful e.g. to prepare catalyst for gas phase partial oxidation of an organic compound, comprises molding a precursor mixture to a desired geometry, using graphite, and thermally treating the molded body
JP2008207068A (en) * 2007-02-23 2008-09-11 Mitsubishi Rayon Co Ltd Catalyst for synthesizing unsaturated carboxylic acid, method for producing the catalyst and method for producing unsaturated carboxylic acid
JP2010531211A (en) * 2007-06-13 2010-09-24 株式会社日本触媒 Catalyst for producing acrylic acid, method for producing acrylic acid using the catalyst, and method for producing a water-absorbing resin using the acrylic acid
DE102008040093A1 (en) 2008-07-02 2008-12-18 Basf Se Producing a ring like oxidic mold, useful e.g. in partial gas phase oxidation of e.g. an organic compound, comprising mechanical packing of a powdery material which is brought into the fill space of a die made of a metal compound
DE102008040094A1 (en) 2008-07-02 2009-01-29 Basf Se Production of an oxidic geometric molded body used as a catalyst in a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation comprises mechanically compressing a powdered material inserted into a filling chamber of a die
JP2013520316A (en) * 2010-02-25 2013-06-06 サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション Method for preparing heteropolyacid compound catalyst

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