JPS58118551A - Preparation of unsaturated nitrile - Google Patents

Preparation of unsaturated nitrile

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JPS58118551A
JPS58118551A JP57000056A JP5682A JPS58118551A JP S58118551 A JPS58118551 A JP S58118551A JP 57000056 A JP57000056 A JP 57000056A JP 5682 A JP5682 A JP 5682A JP S58118551 A JPS58118551 A JP S58118551A
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reaction
olefin
ammoxidation
bismuth
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恭二 大段
Hiroyuki Asada
浅田 宏之
Mikio Hidaka
日高 幹夫
Toshio Kurato
敏雄 蔵藤
Yoshihiko Oda
織田 良彦
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Abstract

PURPOSE:To prepare the titled compound in high selectivity and yield, by the ammoxidation of the corresponding olefin in the presence of a specific catalyst at high temperature in a vapor phase. CONSTITUTION:The objective compound is prepared by the ammoxidation of an olefin in the presence of a catalyst of formula (X is P, As or Sb; A is alkali metal; B is Fe, Cr or W; a-h represent the numbers of respective atoms, and when a=10, then b and c are 0.1-10, d is 0.01-1, e and g are 0-10, f is 0-1, and h is a value defined by the numbers of atoms other than O and is usually 31.5-112) (prepared, e.g. by calcining at 400-700 deg.C for 0.5-20hr in air) at high temperature in vapor phase. It is not necessary to use high purity oxygen for the ammoxidation reaction, and it is economical and convenient to use air as the oxygen source.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、オレフィン、例えばプロピレン。[Detailed description of the invention] This invention relates to olefins such as propylene.

イソブチレンなどを触媒の存在下に高温気相でアンモ酸
化して相当する不飽和ニトリル、例えばアクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルなど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 corresponding unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile by ammoxidizing isobutylene or the like in the presence of a catalyst in a high temperature gas phase.

オレフィンを触媒の存在下に高温気相でアンモ −酸化
して相当する不飽和二) IJルを製造する方法はよく
知られており、その際に使用する触媒についてもすでに
多数提案されている。
The method of producing the corresponding unsaturated di-IJ by ammoxidation of an olefin in the presence of a catalyst in a high-temperature gas phase is well known, and many catalysts for use in this process have already been proposed.

例えば、特公昭36−5870号公報にはMO−B1−
(p)系触媒、特公昭47−8526号公報にはB15
b04 トPbMoO4とがらナル触媒、4ヶ公昭51
−6649号公報にはTl−P−Mo−’Fe −B 
i −Ni−Pb系触媒、特開昭54−110997号
公報にはMo−W−Bi−Pb系触媒などが記載されて
いる。
For example, in Japanese Patent Publication No. 36-5870, MO-B1-
(p) system catalyst, B15 in Japanese Patent Publication No. 47-8526
b04 ToPbMoO4 and Garanal catalyst, 4 years old
-6649 publication, Tl-P-Mo-'Fe-B
i-Ni-Pb type catalysts, and Mo-W-Bi-Pb type catalysts are described in JP-A-54-110997.

しかしながら一般的に不飽和二) IJルへの選択性が
すぐれた触媒でも選択率を高い値に維持するためにはオ
レフィンの反応率を低くおさえる必要があり9反応率を
高い値に維持しようとすると選択率が低下する傾向があ
る。
However, in general, even with catalysts that have excellent selectivity toward unsaturated IJ, it is necessary to keep the olefin reaction rate low in order to maintain the selectivity at a high value. Then, the selectivity tends to decrease.

また従来提案されている触媒のなかには比較的高い収率
で不飽和ニトリルを製造できる触媒もあるが、触媒成分
として鉛を含む触媒ではオレフィンの反応率を100%
近くにまで高くすると、不飽和ニトリルの選択率は高く
ても約80%程度であり、不飽和ニトリルの収率も十分
であるとはいえない。
In addition, some of the catalysts proposed so far can produce unsaturated nitriles in relatively high yields, but catalysts containing lead as a catalyst component reduce the olefin reaction rate to 100%.
If it is increased to a similar value, the selectivity for unsaturated nitrile is at most about 80%, and the yield of unsaturated nitrile cannot be said to be sufficient.

この発明者らは、鉛を触媒成分として含む触媒でより高
い選択率および収率で不飽和ニトリルを製造することが
できる触媒を開発することを目的として鋭意研究した結
果、モリブデン、ビスマスおよび鉛にタリウムを加えた
触媒ではオレフィンの反応率を100チ近くにまで高め
ても不飽和ニトリルを85%程度の高い選択率で収率よ
く製造することができ、さらにこの触媒にある種の元素
を触媒成分として加えると一層触媒性能が向上すること
を知り、この発明に到った。
As a result of intensive research aimed at developing a catalyst that can produce unsaturated nitriles with higher selectivity and yield using a catalyst containing lead as a catalyst component, the inventors discovered that molybdenum, bismuth, and lead A catalyst containing thallium can produce unsaturated nitrile in good yield with a high selectivity of about 85% even if the olefin reaction rate is increased to nearly 100%. This invention was based on the discovery that adding it as a component further improves catalyst performance.

この発明は、オレフィンを触媒の存在下に高温気相でア
ンモ酸化して相当する不飽和ニトリルを製造する方法に
おいて、触媒として次の一般組成式。
This invention relates to a method for producing a corresponding unsaturated nitrile by ammoxidizing an olefin in a high-temperature gas phase in the presence of a catalyst, using the following general compositional formula as a catalyst.

MOaBibPboTtdXoAfBgoh〔この式で
+MOはモリブデン+Biはビスマス。
MOaBibPboTtdXoAfBgoh [In this formula, +MO is molybdenum + Bi is bismuth.

Pbは鉛、Ttはタリウム、Xはリン、ヒ素およびアン
チモンよりなる群から選択される1種以上の元素、Aは
アルカリ金属、Bは鉄、クロムおよびタングステンよシ
なる群から選択される1種以上の元素、および0は酸素
を示し、添字のa−hは原子数を示し、a=1Qとする
と、b=0.1〜10、  c=0.1〜10.  d
=0.01〜i 、  e=0〜10.f=o〜1.り
=o〜1oで、hは酸素以外の前記元素の原子価からお
のずと定まる値で。
Pb is lead, Tt is thallium, X is one or more elements selected from the group consisting of phosphorus, arsenic, and antimony, A is an alkali metal, and B is one element selected from the group consisting of iron, chromium, and tungsten. In the above elements, 0 indicates oxygen, subscripts a-h indicate the number of atoms, and if a=1Q, b=0.1-10, c=0.1-10. d
=0.01~i, e=0~10. f=o~1. ri = o to 1o, and h is a value naturally determined from the valence of the element other than oxygen.

通常31.5〜112の値をとる。〕 で表わされる組成物を使用することを特徴とする不飽和
ニトリルの製造法に関するものである。
It usually takes a value of 31.5 to 112. ] The present invention relates to a method for producing an unsaturated nitrile characterized by using a composition represented by the following.

コノ発明で使用する触媒は、モリブデン、ビスマスおよ
び鉛とともにタリウムが触媒成分とじて含まれているが
、タリウムは目的生成物である不飽和ニトリルの選択率
を向上させるのに著しい効果がある。触媒中のタリウム
の量は前記範囲の量が最適であり、タリウムがモリブデ
ン10グラム原子に対して、0.01グラム原子より少
ないとその添加効果は小さく、1グラム原子より多くな
ると不飽和ニトリルの選択率は向上するが、オレフィン
の反応率を低くおさえる必要があり、不飽和ニトリルの
収率が低下するので適当でない。また前記−膜組成式で
表わされる触媒において2%成分であるリン、ヒ素およ
びアンチモンよりなる群から選択される1種以上の元素
は不飽和二) IJルの選択率を向上させる作用が強い
ので、特に人成分元素は、これをモリブデン10グラム
原子に対して0.01〜7グラム原子の範囲の量で触媒
中に含有させるのが望ましい。A成分のアルカリ金属は
特に制限されないが、カリウム、セシウム、ルビジウム
、ナトリウムなどが好適に使用される。まだB成分は鉄
、クロムおよびタングステンよりなる群から選択される
1種以上の元素であるが、これらのなかでも好適なのは
鉄であり、B成分はモリブデン10グラム原子に対して
0〜10グラム原子、好ましくは0.01〜10グラム
原子の量で触媒中に含有させるのが望ましい。
The catalyst used in the present invention contains thallium as a catalyst component along with molybdenum, bismuth, and lead, and thallium has a remarkable effect on improving the selectivity of the target product, unsaturated nitrile. The optimal amount of thallium in the catalyst is within the above range; if thallium is less than 0.01 gram atom per 10 gram atom of molybdenum, the effect of adding it will be small, and if it is more than 1 gram atom, the effect of adding thallium will be small. Although the selectivity is improved, the reaction rate of olefin must be kept low, and the yield of unsaturated nitrile is lowered, so it is not suitable. In addition, in the catalyst represented by the above-mentioned membrane composition formula, one or more elements selected from the group consisting of phosphorus, arsenic, and antimony, which are 2% components, have a strong effect of improving the selectivity of unsaturated IJ. In particular, it is desirable that the atomic element be contained in the catalyst in an amount ranging from 0.01 to 7 gram atoms per 10 gram atoms of molybdenum. The alkali metal of component A is not particularly limited, but potassium, cesium, rubidium, sodium, etc. are preferably used. Still, the B component is one or more elements selected from the group consisting of iron, chromium, and tungsten, but among these, iron is preferable, and the B component is 0 to 10 g atoms per 10 g atoms of molybdenum. , preferably in an amount of 0.01 to 10 gram atoms.

この発明の方法で使用する触媒は、従来公知の酸化触媒
の調製法(調製操作)によって調製することができる。
The catalyst used in the method of the present invention can be prepared by a conventionally known method for preparing an oxidation catalyst (preparation operation).

一般には、触媒を構成する各成分元素を含有する化合物
2例えば各成分元素の塩。
Generally, a compound 2 containing each component element constituting the catalyst, such as a salt of each component element.

酸化物などの所定量を水の存在下に混合した後。After mixing a predetermined amount of oxide etc. in the presence of water.

乾燥し、400〜700℃、好ましくは500〜670
℃の温度で焼成することによって調製することができる
。さらに詳しくは、各元素を含有する化合物9例えば各
元素の塩、酸化物などの所定量を水の存在下で混合して
スラリー状ないしペースト状にし2次いで乾燥し、上記
温度で焼成することによって、また各元素の塩、酸化物
などの所定量を水の存在下で混合した混合溶液または懸
濁液を蒸発乾固した後、乾固物を上記湯度で焼成するこ
とによって、あるいは上記混合溶液から各元素を含有す
る共沈澱物を生成させて、これを分離。
Dry, 400-700℃, preferably 500-670℃
It can be prepared by calcination at a temperature of °C. More specifically, a predetermined amount of a compound 9 containing each element, such as a salt or oxide of each element, is mixed in the presence of water to form a slurry or paste, and then dried and fired at the above temperature. , or by evaporating to dryness a mixed solution or suspension in which predetermined amounts of salts, oxides, etc. of each element are mixed in the presence of water, and then calcining the dried product at the above-mentioned hot water temperature, or the above-mentioned mixture is A coprecipitate containing each element is generated from the solution and separated.

乾燥した後、上記温度で焼成することによって触媒を調
製することができる。焼成は、一般には空気雰囲気下で
行なうのが便利であり、焼成時間は一般には0.5〜2
0時間、好ましくは2〜15時間が適当である。焼成温
度が低すぎると不飽和ニトリルの選択率が低い値を示す
触媒となってしまい、また高すぎるとオレフィンの反応
率が低い値を示す触媒になってしまうので、触媒調製時
の焼成温度は上記範囲の温度が適当である。
After drying, the catalyst can be prepared by calcining at the above temperature. It is generally convenient to perform firing in an air atmosphere, and the firing time is generally 0.5 to 2.
0 hours, preferably 2 to 15 hours is suitable. If the calcination temperature is too low, the catalyst will have a low unsaturated nitrile selectivity, and if it is too high, the olefin reactivity will be low. Therefore, the calcination temperature during catalyst preparation is Temperatures within the above range are suitable.

この発明で使用する触媒の調製において、触媒調製の出
発原料として使用する各成分元素を含有する化合物とし
ては2例えばモリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム
、酸化モリブデンなどのモリブデン化合物、硝酸ビスマ
ス、塩化ビスマス。
In the preparation of the catalyst used in this invention, compounds containing each component element used as starting materials for catalyst preparation include molybdic acid, ammonium molybdate, molybdenum compounds such as molybdenum oxide, bismuth nitrate, and bismuth chloride.

酸化ビスマス、水酸化ビスマス、水酸化硝酸ビスマス、
酸化炭酸ビスマス、酸化硝酸ビスマス、酸化塩化ビスマ
スなどのビスマス化合物、硝酸鉛。
Bismuth oxide, bismuth hydroxide, bismuth hydroxide nitrate,
Bismuth compounds such as bismuth oxide carbonate, bismuth oxide nitrate, bismuth oxide chloride, lead nitrate.

饋酸鉛、水酸化鉛などの鉛化合物、硝酸タリウム。Lead compounds such as lead acetate and lead hydroxide, and thallium nitrate.

酢酸タリウム、硫酸タリウムなどのタリウム化合物、正
すン酸、メタリン酸、亜すン酸、無水リン酸、各種有機
リン化合物などのリン化合物やリン。
Thallium compounds such as thallium acetate and thallium sulfate, phosphorus compounds and phosphorus such as sulfuric acid, metaphosphoric acid, phosphorous acid, phosphoric anhydride, and various organic phosphorus compounds.

ヒ酸、三酸化ヒ素、五酸化ヒ素などのヒ素化合物やヒ素
、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン。
Arsenic compounds such as arsenic acid, arsenic trioxide, arsenic pentoxide, arsenic, antimony trioxide, antimony pentoxide.

塩化アンチモンなどのアンチモン化合物や金属アンチモ
ン、ナトリウム、カリウム、ルビジウム。
Antimony compounds such as antimony chloride and antimony metals, sodium, potassium, and rubidium.

セシウムなどアルカリ金属の硝酸塩、塩化戦備酸塩など
のアルカリ金属化合物、硝酸第二鉄、炭酸鉄、硫酸鉄、
水酸化鉄、酸化鉄などの鉄化合物。
Nitrates of alkali metals such as cesium, alkali metal compounds such as chloride, ferric nitrate, iron carbonate, iron sulfate,
Iron compounds such as iron hydroxide and iron oxide.

硝酸クロム、クロム酸、硫酸クロム、酸化クロムなどの
クロム化合物、およびパラタングステン酸アンモニウム
、タングステン酸などのタングステン化合物を挙げるこ
とができ、一般には水、アンモニア水あるいは硝酸に可
溶なアンモニウム塩。
Mention may be made of chromium compounds such as chromium nitrate, chromic acid, chromium sulfate and chromium oxide, and tungsten compounds such as ammonium paratungstate and tungstic acid, generally ammonium salts soluble in water, aqueous ammonia or nitric acid.

硝酸塩、酸化物などを触媒調製の出発原料として使用す
るのが便利である。また触媒調製の出発原料としてモリ
ブデン酸鉛、リンモリブデン酸、モリブデン酸鉄、アン
チモン酸ビスマスなどの複数の成分元素を含有する化合
物を使用してもよい。
It is convenient to use nitrates, oxides, etc. as starting materials for catalyst preparation. Furthermore, compounds containing multiple component elements such as lead molybdate, phosphomolybdic acid, iron molybdate, and bismuth antimonate may be used as starting materials for catalyst preparation.

この発明で使用する触媒の好適な調製法の1例をモリブ
デン、ビスマス、鉛、タリウム、アンチ′モン、セシウ
ム、鉄および酸素からなる触媒を例にとって説明する。
One example of a preferred method for preparing the catalyst used in the present invention will be explained using a catalyst consisting of molybdenum, bismuth, lead, thallium, antimony, cesium, iron, and oxygen.

モリブデン酸、モリブデン酸アンモニウムなどの水に可
溶なモリブデン化合物の所定量を、約50℃の水あるい
はアンモニア水に溶解させ、これに三酸化アンチモンを
加えて懸濁させる(A液)。
A predetermined amount of a water-soluble molybdenum compound such as molybdic acid or ammonium molybdate is dissolved in water or aqueous ammonia at about 50° C., and antimony trioxide is added thereto to suspend it (liquid A).

硝酸ビスマス、水酸化ビスマスなど硝酸に可溶なビスマ
ス化合物の所定量を硝酸水溶液に溶解させ、これに硝酸
鉛、水酸化鉛などの鉛化合物、硝酸タリウム、酢酸タリ
ウムなど1のタリウム化合物。
A predetermined amount of a bismuth compound soluble in nitric acid, such as bismuth nitrate or bismuth hydroxide, is dissolved in an aqueous nitric acid solution, and a lead compound such as lead nitrate or lead hydroxide, or a thallium compound such as thallium nitrate or thallium acetate is added to this.

硝酸セシウムなどのセシウム化合物および硝酸第二鉄な
どの鉄化合物の各所定量を加えて溶解させる(B液)。
Predetermined amounts of each of a cesium compound such as cesium nitrate and an iron compound such as ferric nitrate are added and dissolved (solution B).

A液にB液を攪拌下に滴下混合してスラリー状の混合液
にする。混合液は、これをpH2以下に調整した後、蒸
発乾固あるいは噴霧乾燥によって乾燥し、酸素含有ガス
雰囲気下2例えば空気雰囲気下に400〜700℃、好
ましくは500〜670℃で、0.5〜20時間、好ま
しくは2〜15時間焼成する。好ましい結果を与える触
媒を得るためには混合液のpHを上記低い値に調整する
のがよい。
Add liquid B to liquid A while stirring to form a slurry mixture. After adjusting the pH of the mixed liquid to 2 or less, it is dried by evaporation to dryness or spray drying, and the mixture is dried at 400 to 700°C, preferably 500 to 670°C, in an oxygen-containing gas atmosphere, for example, in an air atmosphere, to a temperature of 0.5 Bake for ~20 hours, preferably 2-15 hours. In order to obtain a catalyst that gives favorable results, it is preferable to adjust the pH of the mixed solution to the above-mentioned low value.

焼成によって目的とする触媒が得られる。The desired catalyst is obtained by calcination.

この発明において、触媒はこれを担体に相持させて使用
しても、また担体に担持させずに使用してもよい。担体
としては従来オレフィンのアンモ酸化用触媒の担体とし
て公知のものがいずれも使用でき2例えばシリカ、チタ
ニア、アルミナ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、けい
そう土、シリコンカーバイド、各種ケイ酸塩などを挙げ
ることができる。触媒を担体に担持させる場合の担体の
量は特に制限されないが、一般には触媒12に対して担
体が0.05〜3り、好ましくは0.1〜22が適当で
ある。触媒粒子の大きさおよび形状などは使用条件に応
じて適宜成形、整粒するのがよい。
In this invention, the catalyst may be used with or without being supported on a carrier. As the carrier, any of those conventionally known as carriers for catalysts for ammoxidation of olefins can be used, such as silica, titania, alumina, silica-alumina, zirconia, diatomaceous earth, silicon carbide, and various silicates. I can do it. When the catalyst is supported on the carrier, the amount of the carrier is not particularly limited, but in general, the ratio of the carrier to 12 of the catalyst is 0.05 to 3, preferably 0.1 to 22. The size and shape of the catalyst particles may be appropriately shaped and sized depending on the conditions of use.

この発明の方法は、固定床、流動床などいずれの反応様
式で行なってもよい。流動床で反応を行なう場合は、触
媒調製時にシリカゾルのような担体成分を加えて噴霧乾
燥し、60〜100μ程度の粉末状粒子の触媒を調製し
て使用するのがよい。
The method of the present invention may be carried out in any reaction mode, such as fixed bed or fluidized bed. When the reaction is carried out in a fluidized bed, it is preferable to add a carrier component such as silica sol at the time of catalyst preparation and spray dry it to prepare a catalyst in the form of powder particles of about 60 to 100 microns.

この発明を実施するにあたり、オレフィン、酸素および
アンモニア以外に、アンモ酸化反応に対して実質的に不
活性なガスを希釈ガスとして混合して使用することがで
きる。希釈ガスとしては。
In carrying out this invention, in addition to olefin, oxygen, and ammonia, a gas substantially inert to the ammoxidation reaction may be mixed and used as a diluent gas. As a diluent gas.

例えば水蒸気、窒素ガス、炭酸ガスなどを挙げることが
でき、なかでも水蒸気は不飽和ニトリルの選択率を向上
させたり、触媒活性を持続させたりする作用があるので
、特に固定床で反応を行なう場合は、水蒸気を添加して
反応を行なうのが好ましい。水蒸気の添加量はオレフィ
ン1モルに対して0.1〜5モル、好ましくは0.5〜
4モルが適当である。なお流動床で反応を行なう場合は
9反応によって生成した水が前記役割をはたすので特に
水蒸気を添加しなくても円滑に反応を行なわせることが
できる。
Examples include water vapor, nitrogen gas, carbon dioxide gas, etc. Among them, water vapor has the effect of improving the selectivity of unsaturated nitriles and sustaining catalytic activity, so it is particularly useful when the reaction is carried out in a fixed bed. It is preferable to carry out the reaction by adding water vapor. The amount of water vapor added is 0.1 to 5 mol, preferably 0.5 to 5 mol, per 1 mol of olefin.
4 moles is suitable. In addition, when the reaction is carried out in a fluidized bed, the water produced by the 9 reaction fulfills the above-mentioned role, so that the reaction can be carried out smoothly even without adding water vapor.

この発明において2反応圧力は普通常圧であるが、低度
の加圧まだは減圧下でもよい。また反応温度は350〜
550℃、好ましくは420〜500℃が適当である。
In this invention, the reaction pressure is usually normal pressure, but may be under a low pressure or reduced pressure. Also, the reaction temperature is 350~
A temperature of 550°C, preferably 420-500°C is suitable.

また接触時間は1.5〜20秒、好ましくは2〜10秒
が適当である。この発明の方法においては450’C程
度の反応温度。
Further, the appropriate contact time is 1.5 to 20 seconds, preferably 2 to 10 seconds. In the method of this invention, the reaction temperature is about 450'C.

4秒程度の接触時間で最も良い結果が得られる。Best results are obtained with a contact time of about 4 seconds.

この発明で使用するオレフィンとしては、プロピレン、
インブチレン、メチルスチレンなどが挙げられるが、な
かでもプロピレン、イソブチレンなどが好適である。ま
たオレフィンは必ずしも高純度である必要はなく、アン
モ酸化反応に対して実質的に不活性な炭化水素2例えば
メタン、エタン、プロパンなどが若干混入していても差
支えない。不活性な炭化水素の混入量はオレフィン1モ
ルに対して0,5モル以下、望ましくは0.1モル以下
におさえるのがよく9反応条件下で実質的に活性である
ところの炭化水素1例えばアセチレン類などの混入はさ
けたほうがよい。
The olefins used in this invention include propylene,
Examples include inbutylene and methylstyrene, among which propylene and isobutylene are preferred. Further, the olefin does not necessarily have to be highly pure, and may contain a small amount of hydrocarbon 2, such as methane, ethane, propane, etc., which is substantially inert to the ammoxidation reaction. The amount of inert hydrocarbons to be incorporated is preferably 0.5 mol or less, preferably 0.1 mol or less, per 1 mol of olefin.9 Hydrocarbons that are substantially active under the reaction conditions, e.g. It is better to avoid contamination with acetylenes, etc.

アンモ酸化反応に使用する酸素は純酸素ガスを使用して
もよいが、これも特に高純度である必要はないので一般
には空気を使用するのが経済的で便利である。
Although pure oxygen gas may be used as the oxygen used in the ammoxidation reaction, it is not necessary to have particularly high purity, so it is generally economical and convenient to use air.

この発明において、オレフィンに対して供給する酸素の
割合はオレフィン1モルに対して1〜4モル、好ましく
は1.2〜3モルが適当であり、オレフィンに対して供
給するアンモニアの割合はオレフィン1モルニ対シて0
.5〜2モル、好まシフは0.8〜1.2モルが適当で
ある。まだ触媒層に供給する原料ガス(オレフィン+ 
酸L 77モ=アおよび不活性ガスなど)中のオレフィ
ン濃度は1〜20容量係、好ましくは2〜10容量チが
適当である。
In this invention, the ratio of oxygen supplied to olefin is 1 to 4 mol, preferably 1.2 to 3 mol, per 1 mol of olefin, and the ratio of ammonia supplied to olefin is 1 to 4 mol, preferably 1.2 to 3 mol. Morni vs Shite 0
.. Suitable amount is 5 to 2 mol, preferably Schiff is 0.8 to 1.2 mol. Raw material gas (olefin +
The olefin concentration in the olefin (acid, L 77 mole, inert gas, etc.) is suitably 1 to 20 volumes, preferably 2 to 10 volumes.

次に実施例および比較例を示す。Next, Examples and Comparative Examples will be shown.

各側において、オレフィンの反応率((イ)、不飽和ニ
トリルの選択率(イ)および不飽和ニトリルの収率@)
は、それぞれ次の定義に従う。
On each side, the reaction rate of olefin ((a), the selectivity of unsaturated nitrile (a) and the yield of unsaturated nitrile@)
are according to the following definitions.

実施例1 ハラモリフテン酸アンモニウム[(NH4)6Mo70
24・4H20) 5’9.71を50℃の2.5%ア
ンモニア水600罰に溶解させ、これに三酸化アンチモ
ン(Sb203 )+4.7 yを加えて懸濁溶液を得
た。一方硝酸鉛[Pl:+(No3)3] 84.Or
、硝酸タリウノ・(TtNo3:) o、i、 5グ、
硝酸セシウム(CsNO3:)0.631および硝酸第
二鉄(Fe(NO3)39H2o 〕1 ′5.66 
?を50℃の温水j50ml!に溶解した溶液と、硝酸
ビスマス(Bi (N03)35H20)62.81を
15チ硝酸水溶液50rttlに溶解させた硝酸酸性溶
液とを混合し、得られた混合液を、前記のモリブデン酸
アンモニウムと三酸化アンチモンを含む懸濁溶液に攪拌
しながら滴下して、スラリー状の混合溶液を得た。さら
に、この溶液に30%シリカゾル200?を加えた後、
15%硝酸水溶液にてスラリー状の溶液のpH=1.5
に調節した。
Example 1 Ammonium halamorifthenate [(NH4)6Mo70
24.4H20) 5'9.71 was dissolved in 600 g of 2.5% ammonia water at 50° C., and antimony trioxide (Sb203) + 4.7 y was added thereto to obtain a suspension solution. On the other hand, lead nitrate [Pl:+(No3)3] 84. Or
, taliuno nitrate (TtNo3:) o, i, 5g,
Cesium nitrate (CsNO3:) 0.631 and ferric nitrate (Fe(NO3)39H2o ) 1 '5.66
? 50ml of 50℃ warm water! A solution of bismuth nitrate (Bi (N03)35H20) 62.81 dissolved in 50 rttl of 15% nitric acid aqueous solution was mixed, and the resulting mixed solution was mixed with the above-mentioned ammonium molybdate and 35H20. It was added dropwise to a suspension solution containing antimony oxide while stirring to obtain a slurry-like mixed solution. Furthermore, add 30% silica sol 200% to this solution. After adding
pH of slurry solution with 15% nitric acid aqueous solution = 1.5
It was adjusted to

次いでこのスラリー状の溶液をドラム乾燥機により均一
な触媒組成物になるように乾燥した。得られた粉末は、
230℃で16時間熱処理した後。
Next, this slurry solution was dried using a drum dryer to obtain a uniform catalyst composition. The obtained powder is
After heat treatment at 230°C for 16 hours.

14メソシユ以下に整粒した。さらに、この粉末を5 
wng X 5 rtan Hのタブレットに成、形し
、空気雰囲気下で550℃で5時間焼成して触媒を調製
した。
The grain size was sized to 14 mesoyu or less. Furthermore, add this powder to 5
A catalyst was prepared by forming a tablet of Wng

この触媒の組成は、 M 01(I  B i2  P
 b7.s  Tto、、)5Sb3  cso、05
  Fe 1 (酸素は除(+  5i0230重量%
含有)であった。
The composition of this catalyst is M 01 (I B i2 P
b7. s Tto, )5Sb3 cso, 05
Fe 1 (excluding oxygen (+ 5i0230% by weight)
contained).

このようにして調製した触媒20dを内径16wn96
のガラス製U字型反応管に充填し、これにプロピレン:
アンモニア:空気:水蒸気=1:1.1:11:4(モ
ル比)の混合ガスを400m//minの流量で流し1
反応温度440℃、接触時間6.0秒でアンモ酸化反応
を行なった。
The catalyst 20d prepared in this way has an inner diameter of 16wn96
Fill a glass U-shaped reaction tube with propylene:
A mixed gas of ammonia: air: water vapor = 1:1.1:11:4 (molar ratio) is flowed at a flow rate of 400 m//min 1
The ammoxidation reaction was carried out at a reaction temperature of 440° C. and a contact time of 6.0 seconds.

2時間経過したのちのアンモ酸化反応の結果(以下同様
)は第1表の通りであった。
The results of the ammoxidation reaction after 2 hours (the same applies hereinafter) were as shown in Table 1.

またこの触媒を10バツチ調製したところ第1表に示す
性能とほぼ同程度の触媒を再現性よく得ることができた
When 10 batches of this catalyst were prepared, catalysts having almost the same performance as shown in Table 1 could be obtained with good reproducibility.

実施例2〜8 実施例1の触媒調製法に準じて、触媒組成が第1表に記
載の触媒を調製した。こうして得られた触媒を使用し、
実施例1と同様の反応条件でプロピレンのアンモ酸化反
応を行なった。
Examples 2 to 8 Catalysts having the catalyst compositions shown in Table 1 were prepared according to the catalyst preparation method of Example 1. Using the catalyst thus obtained,
A propylene ammoxidation reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

アンモ酸化反応の結果は第1表に示す。The results of the ammoxidation reaction are shown in Table 1.

第   1   表 C担体5i0230重量%含有) 比較例1 三酸化アンチモン、硝酸タリウム、硝酸セシウムおよび
硝酸第二鉄を使用しなかったはA・は、実施例1と同様
にして、触媒組成(酸素は除く。
Comparative Example 1 The catalyst composition (oxygen was except.

5in230重量%含有)がr M 016  B 1
2  P b7.5の触媒を調製し、実施例1と同様の
反応条件でフ゛ロピレンのアンモ酸化反応を行fxつだ
5in230% by weight) is r M 016 B 1
A catalyst of 2P b7.5 was prepared, and an ammoxidation reaction of polypylene was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果、プロピレンの反応率は99.0%、アー ク
リロニトリルの選択率は77.1%で、アク1ノロニト
リルの収率は76.3%であった。
As a result, the propylene reaction rate was 99.0%, the acrylonitrile selectivity was 77.1%, and the acrylonitrile yield was 76.3%.

実施例9〜13 実施例1の触媒調製法に準じて、触媒組成が第2表に記
載の触媒を調製した。なおリン、ヒ素およびタングステ
ンの各出発原料は、リン酸、ヒ酸およびパラタングステ
ン酸アンモニウムを使用し。
Examples 9 to 13 According to the catalyst preparation method of Example 1, catalysts having the catalyst compositions shown in Table 2 were prepared. The starting materials for phosphorus, arsenic, and tungsten are phosphoric acid, arsenic acid, and ammonium paratungstate.

これらは三酸化アンチモンと同様にノくクモ1Jフ゛デ
ン酸アンモニウムの溶液に加えた。ナト1ノウム。
These, as well as antimony trioxide, were added to the solution of Nokumo 1J ammonium fodate. Nat 1 noum.

カリウム、ルビジウムおよびクロムの各出発原料につい
ては、それぞれ硝酸塩を使用し、これらは硝酸ビスマス
を硝酸水溶液に溶解させた硝酸間ネ液に溶解させた。
For each starting material of potassium, rubidium, and chromium, nitrates were used, and these were dissolved in a nitric acid solution prepared by dissolving bismuth nitrate in an aqueous nitric acid solution.

このようにして得られた触媒を使用し2反応温度を第2
表に記載の温度にかえたほかは実施例1ト同様の反応条
件でプロピレンのアンモ酸化反応を行なった0 アンモ酸化反応の結果は第2表に示す。
Using the catalyst obtained in this way, the second reaction temperature was
The ammoxidation reaction of propylene was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that the temperature listed in the table was changed. The results of the ammoxidation reaction are shown in Table 2.

第   2   表 実施例14 実施例1と同様の触媒を使用し、実施汐111のフ。Table 2 Example 14 Using the same catalyst as in Example 1, the procedure of Example 111 was carried out.

ロビレンをインブチレンに1反応温度を420℃にかえ
たほかは実施例1と同様の反応条件でイソブチレンのア
ンモ酸化反応を行なった。
An ammoxidation reaction of isobutylene was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that robylene was replaced with inbutylene and the reaction temperature was changed to 420°C.

ソノ結果、イソブチレンの反応率は98.6%。As a result, the reaction rate of isobutylene was 98.6%.

メタクリロニトリルの選択率はs 1.s %で、メタ
クリロニトリルの収率はao、7%であった。
The selectivity of methacrylonitrile is s 1. s %, the yield of methacrylonitrile was ao, 7%.

比較例2 比較例1と同様の触媒を使用し、実施例7のと同様の反
応条件でイソブチレンのアンモ酸化反応を行なった。そ
の結果、イソブチレンの反応率は99.3’%、メタク
1yロニトリルの選択率は77.6係で、メタクリロニ
トリルの収率は77.1 %であった。
Comparative Example 2 Using the same catalyst as in Comparative Example 1, an ammoxidation reaction of isobutylene was carried out under the same reaction conditions as in Example 7. As a result, the reaction rate of isobutylene was 99.3'%, the selectivity of methacrylonitrile was 77.6%, and the yield of methacrylonitrile was 77.1%.

実施例15 実施例1のスラリー状の混合溶液に、実施例1のシリカ
ゾルの量200vにかえて、シリカゾル3801を加え
た後、15%硝酸水溶液でスラリー状の溶液のpHを1
.5に調整し、2時間攪拌しながら熟成させた。
Example 15 Silica sol 3801 was added to the slurry mixed solution of Example 1 in place of the 200v amount of silica sol in Example 1, and then the pH of the slurry solution was adjusted to 1 with a 15% nitric acid aqueous solution.
.. 5 and aged while stirring for 2 hours.

次いでこのスラリー状の溶液をホモジナイザーにより均
一化して回転円盤型噴霧乾燥装置を用い。
Next, this slurry solution was homogenized using a homogenizer, and a rotating disk type spray drying device was used.

常法によシ噴霧乾燥して微小粒子にした後、230℃で
16時間乾燥しt次いで焼成炉で空気雰囲気下、100
℃/ hrの昇温速度で加熱し、540℃で10時間焼
成して平均粒径60μの表面に細孔を有する触媒を得た
。なお、この触媒は触媒組成は、実施例1のそれと同じ
であるが担体としてシリカを45重量%含んでいる。
After spray-drying to fine particles according to a conventional method, the particles were dried at 230°C for 16 hours, and then heated to 100°C in an air atmosphere in a calcining furnace.
The catalyst was heated at a temperature increase rate of °C/hr and calcined at 540 °C for 10 hours to obtain a catalyst having pores on the surface with an average particle size of 60 μm. The catalyst composition of this catalyst was the same as that of Example 1, but it contained 45% by weight of silica as a carrier.

次いでこのようにして得られた触媒150++y/を内
径3611aR5Z’の流動床反応器に投入し、プロピ
レン:アンモニア:空気:水蒸気=に1.14:12.
06 : 1 (モル比)の混合ガスを1.922.6
me / minの流量で流し、接触時間4.68秒2
反応温度470℃でプロビレ/のアンモ酸化反応を行な
った。その結果、プロピレンの反応率は99.6チ、ア
クリロニトリルの選択率は87.3%で、アクリロニト
リルの収率は87.0 %であった。
Then, the catalyst 150++y/ thus obtained was put into a fluidized bed reactor with an inner diameter of 3611aR5Z', and the ratio of propylene:ammonia:air:steam=1.14:12.
06:1 (molar ratio) mixed gas is 1.922.6
flowing at a flow rate of me/min, contact time 4.68 seconds2
The ammoxidation reaction of Probile/ was carried out at a reaction temperature of 470°C. As a result, the propylene reaction rate was 99.6%, the acrylonitrile selectivity was 87.3%, and the acrylonitrile yield was 87.0%.

比較例6〜15 実施例1の調製法に準じて、触媒組成が第3表に記載の
触媒(担体Sin、30重量%含有)を調製した。これ
らの触媒を使用して実施例1と同様の反応条件でプロピ
レンのアンモ酸化反応を行なった。
Comparative Examples 6 to 15 According to the preparation method of Example 1, catalysts having catalyst compositions shown in Table 3 (Sin carrier, containing 30% by weight) were prepared. Using these catalysts, a propylene ammoxidation reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

アンモ酸化反応の結果は第3表に示す。The results of the ammoxidation reaction are shown in Table 3.

第    3    表 (※担体Sin、50重量多含有)Table 3 (* Contains carrier Sin, 50% by weight)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 オレフィンを触媒の存在下に高温気相でアンモ酸化して
相当する不飽和二) IJルを製造する方法において、
触媒として次の一般組成式。 MOaBlbPboTtdXoAfBgOh〔こ)幻も
M Oはモリブデン、Biはビスマス、 Pbは鉛、T
tはタリウム、又はリン、ヒ素およびアンチモンよりな
る群から選択される1種以上の元素、Aはアルカリ金属
、Bは鉄、クロムおよびタングステンよりなる群から選
択される1種以上の元素、および0は酸素を示し、添字
のa−hは原子数を示し、a;10とすると、  1)
=Q、1〜10゜0二0.1〜10.d=0.01〜1
.e=0〜10゜f=0〜1tt=O〜10で、hは酸
素以外の前記元素の原子価からおのずと定まる値で2通
常31.5〜112の値をとる。〕 で表わされる組成物を使用することを特徴・とする不飽
和ニトリルの製造法。
[Claims] A method for producing a corresponding unsaturated IJ by ammoxidizing an olefin in a high temperature gas phase in the presence of a catalyst,
The following general composition formula as a catalyst. MOaBlbPboTtdXoAfBgOh [This) Illusion MO O is molybdenum, Bi is bismuth, Pb is lead, T
t is thallium or one or more elements selected from the group consisting of phosphorus, arsenic and antimony, A is an alkali metal, B is one or more elements selected from the group consisting of iron, chromium and tungsten, and 0 indicates oxygen, the subscripts a-h indicate the number of atoms, and if a; 10, then 1)
=Q, 1~10゜020.1~10. d=0.01~1
.. e=0 to 10 degrees f=0 to 1 tt=O to 10, and h is a value naturally determined from the valence of the element other than oxygen, and usually takes a value of 31.5 to 112. ] A method for producing an unsaturated nitrile, characterized by using a composition represented by:
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS516649A (en) * 1974-07-05 1976-01-20 Micron Kiki Kk SUTAATOTAIMAA
JPS55116437A (en) * 1979-02-28 1980-09-08 Mitsubishi Chem Ind Ltd Catalyst composition
JPS5670835A (en) * 1979-11-12 1981-06-13 Mitsubishi Chem Ind Ltd Catalyst composition

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