JPS58121236A - メタクロレインの製造法 - Google Patents

メタクロレインの製造法

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JPS58121236A
JPS58121236A JP57002864A JP286482A JPS58121236A JP S58121236 A JPS58121236 A JP S58121236A JP 57002864 A JP57002864 A JP 57002864A JP 286482 A JP286482 A JP 286482A JP S58121236 A JPS58121236 A JP S58121236A
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methacrolein
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butanol
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Hisaya Imai
今井 久也
Atsushi Aoshima
青島 淳
Ryoichi Mitsui
三井 良一
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインブチレン又はターシャリ−ブタノールを分
子状酸素によシ酸化してメタクロレインを製造するに際
し、特定の触媒を使用して高収率でメタクロレインを製
造する方法に関する。
これまでインブチレン又はターシャリ−ブタノールの気
相接触酸化用の触媒として多くの触媒が提唱されておシ
、たとえば特公昭40−23485号、特公昭41−7
854号ではモリブデンとテルルさらにニッケル又は鉛
を含んだ触媒が提示されている。
しかし、これらテルルを含んだ触媒はある程度の活性は
示すものの工業的には全く満足できるものではなかった
。その最も大きな原因は触媒の経時的な活性の劣化にあ
る。詳しく述べるならば、触媒の活性成分である酸化テ
ルルが反応中に還元され金属テルルとなり、触媒表面に
凝集または飛散してしまい活性が徐々に低下してしまう
。(T、 Ohsrset、al、、 Hydroca
rbon Process、、 Nov、87 (19
72) )そのため、かかる欠点を改良すべくさらに数
種の元素ケ添加して触媒の安定化が図られてきた。先に
本発明者らが特開昭56−16436号゛に出願した触
媒では、かなりの高転化率、高選択率を極めて長い時間
持続させることができる。
しかし、工業的な操業をよシ有利な条件で行う為にはさ
らにいくつかの改良が考えられる。先ず、触媒がより過
酷な還元性条件下における安定性を得る事ができれば、
工業的にさらに巾広い条件で安定で有利な操業を行う事
ができる。例えば、インブチレノ又はターシャリ−ブタ
ノールに対する酸素のモル比を減少させる事が出来、同
じ酸素濃度の原料ガスと同じ大きさの反応器を用いた場
合にはより高濃度のインプチレ/又はターシャリ−ブタ
ノールを反応させる事が出来、生産量が増加する。また
、メタクロレインの生成を効率よく行い酸素による逐次
的なメタクロレインの分解を最少に抑える為には、反応
ガス中の酸素濃度を反応に必要な最少量に抑え、触媒層
を通過した後にはガス中の酸素がほとんど存在しない条
件で反応する事が望ましい。しかしながらこの様な強い
還元性条件下においても尚、高活性が持続する様な耐還
元性に勝れた触媒はいまだ得られていない。
一方、メタクロレインを酸素とアルコールを用いて直接
不飽和エステルを製造する反応の原料として用いる場合
には、例えばメタクリル酸、酢酸のような不要な酸類の
副生が出来るだけ少い事が望ましい。又、それにより製
品精製に伴う排水設備も最少に抑えることができる。
我々はかかる問題に対処すべく鋭意研究を重ねた結果、
耐還元性に非常に勝れ、且3高活性、高選択性を示す触
媒を見い出し本発明をなすに至った。
すなわち、本発明はインブチレノ又はターシャリ−ブタ
ノールを分子状酸素により酸化してメタクロレインを製
造するに際し、−膜組成Mo11  Tea  Feb
  Nic  0ssd  Xe  Yf  Iag 
 Pbh  Oi(ただし、awbmcrdvet’y
ll+’  はモリブデン12モルに対するモル数をあ
られし、1=0.1 〜6  、 b==0.1 〜6
 、 c=0.1〜6 、 d=0.1 〜6、 e=
0.1 〜8、 f=0.1 〜3、 g=0.05〜
3、h=θ〜8の範囲の値である。轟は存在する他の元
素の原子価を満足する値である。
式中のXはMg 、 Oa 、 Ba 、 8r 、、
YはTL、 Rb 、 Osのつちそれぞれ選らばれた
少なくとも一種の元素を表わす。) を有する触媒を用いる事を特徴とするメタクロレインの
製造法に関するものである。
以下本発明をさらに詳細に述べる。本発明の最も重要な
点は前記の一般組成をもつ触媒を用いる点にある。この
−膜組成をもつ触媒において主成分はモリブデンであシ
、その他の添加元素はモリブデン12モルに対する添加
モル数で量を規定している。また、プロモーターとして
テルル、鉄、ニッケルを添加しているがこれらの元素は
触媒が基本的な活性、選択性を具現する為に必要欠くべ
からざる元素であるうその添加量は少ない場合には効果
が薄く、過多存在すると活性は高いが選択性が悪くなる
など好ましくない影響がある。テルルの場合その添加量
は0.1〜6の範囲、好ましくは0.5〜4の範囲であ
る。鉄は、0.2〜6の範囲、好ましくは0.5〜4の
範囲。ニッケルは、0.1〜6の範囲、好ましくは0.
2〜4の範囲である。
本触媒における重要な特徴である耐還元性能の向上は、
鋼とX成分の組み合せによって達成される。銅単独の場
合にもかなりの効果はあるが、我々は銅とX成分の組み
合せにより着るしく還元に対する性能が向上することを
見い出した。X成分はMg 、 Oa 、 Ba 、 
8rであるが、好ましくは鳩である。
銅の添加量は0.1〜6の範囲、好ましくは0.5〜5
の範囲である。X成分の添加rB 0.1〜8、好まし
くは0.5〜゛6の範囲である。
インジウムの添加は、不要な酸類(酢酸、メタクリル酸
等)の副生を抑える効果がある。その添加は少量でも効
果があり、O,OS〜3の範囲である。
Y成分は、Tt、 Os 、 Bbのアルカリ成分であ
り、好ましくはTtである。これらの元素の添加にょク
イノプチレン又はターシャリ−ブタノールからメタクロ
レイ/生成の選択率は著るしく向上する。
父、Y成分の添加は鋼、ニッケル、鉄が先の範囲内で存
在するとき、触媒の活性低下を抑制し長時間活性を維持
する効果がある事を我々は先に見い出している。このY
成分の添加量は0.1〜3の範囲にある事が望ましい。
鉛は必須成分ではないが、添加した場合にはメタクロレ
インの選択率が著るしく向上する。しかし、多量に存在
する場合には逆に選択率が低下する為に添加量は8以下
に抑える必要がある。好ましくは6以下の量が良い。又
、より低温で高活性な反応を期待する場合には鉛のない
触媒を用いる事ができる。
本発明の触媒の調製は当業界で公知の方法で行うことが
できる。原料物質としては酸化物のみならず、焼成によ
り本発明の触媒を構成するものであればいかなるもので
も使用できる。例えば、各元素のアンモニウム塩、硝酸
塩、炭酸塩などの無機塩類、酢酸塩などの有機酸塩を挙
げる事が出来る。好ましくは、水又は他の溶媒に容易に
溶融する化合物を用いると取り扱い上便利である。担体
は無くても良いが、例えばシリカ、シリコ/カーバイド
、アルミナ等の公知のものを使用しても良い。好ましく
はシリカである。
以上のように調製法、原料、担体は特に指定するもので
は無いが、例えば次の様に調製する事ができる。モリプ
デ/酸ア/モニウムの水溶液に、水溶性の鋼、ニッケル
、タリウム、インジウム、X酸物の化合物を添加し、次
にテルルの化合物を添加する。その後、水溶性の鉄化合
物の水溶液を加え、最後に担体としてシリカゾルを加え
十分に攪拌する。その溶液を湯浴上で蒸発乾固し、固体
を得る。得られた固体を酸素の存在下で予備焼成(20
0〜400℃)を行い、続いて本焼成(4oo〜100
0℃)を行う。
本発明で用いられる触媒の形状は粉状あるいは粒状ある
いは錠剤のいずれでも良く、反応器に適した形状に成形
できる。
インブチレン又はターシャリ−メタノールを酸化してメ
タクロレインを製造する酸化方法は当業界で公知の方法
を用いることができる。反応器は固定床、流動層その他
のいずれでも良い。本発明に係る反応は、低温の場合に
は反応速度が遅く、高温では生成したメタクロレインが
分解し収率が低Fする為、通常250〜550℃、好ま
しくは300〜450℃の温度範囲で行なわれる。反応
の圧力は、絶対圧力で0.5〜lO気圧、好ましくは常
圧〜2気圧の条件が良い。工業的には常圧よりも若干の
加圧条件で操業される。触媒に対する原料ガスの流量は
空間速度(sv)で一般にZoo〜5000 h  で
あり、好ましくは200〜zooo h’である。
原料ガス混合物の組成は、インブチレン又、畔ターシャ
リーブタノール1モル当す、酸go、s〜4モル、好ま
しくは1.2〜2.5モルで、必要ならば反応終了時で
の反応ガス中の酸素濃度を必要最少量に抑える様に、反
応率、選択率に応じて設定すれば良い。反応ガス中水蒸
気社必須ではないが、イソブチン/又はターシャリ−ブ
タノール1モルあたり1〜30モル添加するのが収率面
で有利である。その他の不活性ガスの添加は、他の組成
の変化に応じて自由に変える事が出来、通常はインブチ
レンと酸素の混合爆発範囲以下になる様に希釈する必要
がある。
以上詳細に説明した本発明の方法を用いると、反応器出
口のガス中の酸素濃度が0.5モル嗟以下の非常に還元
性の強い雰囲気下の反応においてもメタクロレインの選
択率90〜94s1イソブチレン又はターシャリ−ゲタ
ノールの転化率95〜99.5 %の高性能を極めて長
時間持続するという耐還元性能が画期的に向上した触媒
が得られ、高収率でメタクロレインを生成する事ができ
るう(図面参照) 以下本発明をさらに明らかにするために実施例を示す。
実施例1 パラモリプデ/酸アンモニウム21.2 ff 300
 idの蒸留水に溶解する。これをA液とする。また、
硝酸ニッケル4.35 f、硝酸鋼7.25f、硝酸マ
グネシウム10.26f、硝酸イノジウム0.35 f
 、酢酸タリウム0.8Of、テルル酸4.559−を
別の容器で水500−に溶解し、これをB液とする。さ
らにまた、水300−に硝酸第二鉄6.06 )、硝酸
鉛6.62?を溶解し、これをc液とする。次にこれら
A。
B、Oの溶液を、シリカゾル(スノーテックスN30、
日産化学工業株式会社) 160 fに人、B、Oの順
によく攪拌しながら加えた。
得られたスラIJ−4湯浴上て蒸発乾固し、その後30
0℃で空気中、2時間焼成し九。次いで、その焼成物を
lO〜28メツシュに粉砕し650’Cで4時間、空気
中で焼成を行った。得られた触媒の組成は、 Mtrlz Te2 Pe、jNil) Cu3 Mg
4 PJ Ing、I T4J Oiであった。
この触媒3.5fを内径5−のパイレックス製の反応管
に充填し、反応温度370 ’Cで反応を行った。
原料のガス組成は、インブチレン/ Ox/ H20/
 )Isのモル比が5 / 7.5 / 20 / 6
7.5であり、触媒との接触時間は1.75秒であった
。生成物の分析は、シマズ6人Pr T Fガスクロマ
トグラフ(高滓製作所)を用い、カラム充填剤はクロモ
ンルプ101(高滓製)およびアドンルブ0(西尾製)
を用いた。
結果線図面および表11表2に示した。尚、出口偽濃度
とは、反応終了後のガス中の酸素濃度である。
実施例2 実施例1と同様な方法で下記の組成の触媒MoL!Te
a Fi1!13 WiuOuz −4T1.o) I
n6.10 iを調製し、反応温度350℃で反応を行
った。
結果を表11表2に示す。
実施例3 実施例1と同様な方法で下記の組成の触媒を調製し、実
施例1と同様な方法で反応を行った。
Mo 1z  丁@1  Feu Niu Os+z 
 Cu4  Ttg  In(1,1Pbl  Of結
果を表11表2に示す。
比較例1〜3 比較の為、実施例1と同様な方法で表1に示す組成の触
媒を調製し、実施例1と同じ方法で反応を行った。結果
を表1に示す。
比較例4〜6 実施例1と同様な方法で表3に示す組成の触媒を調製し
、実施例1と同様な方法で反応した結果を表3に示す。
(J人工余白) 実施例4〜21 f!4に示す組成の触媒を調製し、反応した。調製法、
反応方法は実施例1と同様である。結果を表4に示す。
(〕丈丈余余白 比較例7〜15 表5に示す組成の触媒を調製し、実施例1に従い反応し
た。結果を表5に示す。
υ人工全白) 実施例22〜33 実施例1と同様な調製条件で表6に示すような組成の触
媒を調製した。その触媒3.5)1に内径5−のパイレ
ックスガラス管に充填し、所定の反応温度で反応を行っ
た。原料ガス組成はターシャリ−ブタノール/ 0雰/
 H2O/ Heのモル比がs / 7.5/ 30 
/ 57.5で接触時間は1.75秒であった。結果は
表6に示す。
(J又下会白) 比較例16〜22 実施例1と同様な方法で表7に示す組成の触媒を調製し
、実施例22と同様な方法でターシャリ−ブタノールの
反応を行った。結果を表7に示す。
(J人工余白)
【図面の簡単な説明】
図面はインブチレン転化率の経時変化を示すグラフであ
る。 特許出願人 旭化成工業株式会社 ° 手続補正書(自発ン 昭和5丁年3月/り日 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 L 事件の表示   昭和5丁年特許願第 2864 
号2 発明の名称 メタクロレインの製造法 a 補正をする者 事件との関係   特許出願人 大阪府大阪市北区堂島浜1丁目2番6号4、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」O欄 図面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  インブチレン又はターシャリ−ブタノールを
    分子状酸素により酸化してメタクロレイ/を製造するに
    際し、一般組成 Mo1z Tea Feb Nic Cod Xs Y
    f Iog Pbh Oi(ただし、a+b+c+d*
    eemh はモリプデ712モルに対するモル数をあら
    れし、a=0.1〜6、b=0.1〜6、c = 0.
    1〜6、d = 0.1〜6、e = 0.1〜8、f
     =0.1〜3、g =0.05〜3、b=o〜8の範
    囲の値である。轟は存在する元素の原子価を満足する値
    である。 式中のXはMg、Oa、Ba、Sr、YはTt、 Rb
     、 Osのうちそれぞれ選らばれた少なくとも一種の
    元素を表わす。) を有する触媒を用いる事を特徴とするメタクロレインの
    製造法
  2. (2)xが陶である、特許請求の範囲第1項記載のメタ
    クロレインの製造法
  3. (3)YがTLである、特許請求の範囲第2項記載のメ
    タクロレインの製造法
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