JPS5835971B2 - Acrolein manufacturing method - Google Patents

Acrolein manufacturing method

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JPS5835971B2
JPS5835971B2 JP54052031A JP5203179A JPS5835971B2 JP S5835971 B2 JPS5835971 B2 JP S5835971B2 JP 54052031 A JP54052031 A JP 54052031A JP 5203179 A JP5203179 A JP 5203179A JP S5835971 B2 JPS5835971 B2 JP S5835971B2
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Japan
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catalyst
reaction
acrolein
bismuth
nitrate
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宏之 浅田
恭二 大段
靖夫 中村
政男 鶴岡
純郎 梅村
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Publication of JPS5835971B2 publication Critical patent/JPS5835971B2/en
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プロピレンを触媒強度が改善された触媒の
存在下に、分子状酸素と高温気相で接触反応させて、高
収率でアクロレインを製造する方法に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to a method for producing acrolein in high yield by catalytically reacting propylene with molecular oxygen in a high temperature gas phase in the presence of a catalyst with improved catalytic strength. be.

従来プロピレン、イソブチレンなどのオレフィンを触媒
の存在下に分子状酸素と高温気相で接触反応させて、ア
クロレイン、メタクロレインなどの不飽和アルデヒドを
製造する方法およびその際に使用する触媒は、すでに多
数知られている。
Conventionally, there have already been many methods and catalysts used to produce unsaturated aldehydes such as acrolein and methacrolein by catalytically reacting olefins such as propylene and isobutylene with molecular oxygen in the presence of a catalyst in the high temperature gas phase. Are known.

プロピレンを触媒の存在下に分子状酸素と高温気相で接
触反応させてアクロレインを製造する際に使用する触媒
は、例えば、特公昭47 32052号公報(Mo −Bi −Fe −Co −
NiT l −Mg −Mn −P −() )、特公
昭481645号公報(Co −Fe −B i −N
i −SnK −Mo −0) 、特公昭48−476
2号公報(Co −Fe −Ni −B i −Mo
−0) 、特開昭51−34107号公報(Sb 1G
e −に−Co −Ni −Fe −B i −Mo
−0)、特開昭4954318号公報(Mo −B i
−Fe −Co −CaO)などに記載されており、
これらの触媒は、いずれもモリブテン、ビスマス、鉄お
よびコバルトを触媒構成元素として含有している点で共
通している。
Catalysts used when producing acrolein by catalytically reacting propylene with molecular oxygen in the presence of a catalyst in a high-temperature gas phase are disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 47-32052 (Mo-Bi-Fe-Co-
NiTl-Mg-Mn-P-()), Japanese Patent Publication No. 481645 (Co-Fe-Bi-N
i -SnK -Mo -0), Special Publication 1976-476
Publication No. 2 (Co-Fe-Ni-B i-Mo
-0), JP-A-51-34107 (Sb 1G
e −ni−Co −Ni −Fe −B i −Mo
-0), JP-A-4954318 (Mo-B i
-Fe -Co -CaO) etc.
These catalysts all have in common that they contain molybdenum, bismuth, iron, and cobalt as catalyst constituent elements.

また触媒構成元素として前記公報に記載ノ触媒をはじめ
、触媒中に少なくともモリブデン、ビスマス、鉄および
コバルトを含有している触媒は、一般的にこれらの構成
元素の1種または2種以上を含有しない触媒よりもアク
ロレインへの選択性がすぐれており、比較的に収率も高
いものが多い。
In addition, catalysts containing at least molybdenum, bismuth, iron, and cobalt as catalyst constituent elements, including the catalysts described in the above publication, generally do not contain one or more of these constituent elements. It has better selectivity to acrolein than the catalyst, and many have relatively high yields.

しかしながら、モリブデン、ビスマス、鉄およびコバル
トを含有する触媒は、モリブデンの含有量が多いために
、比較的に高いアクロレイン収率を示す触媒でも反応中
に触媒中のモリブデンが昇華して活性低下をきたしたり
、また触媒強度の低下や触媒粉化などをきたしたりする
ことが多く、さらには触媒調製時の強度が低かったりし
て工業用触媒として使用した場合は、モリブデンの含有
量の多いこれら触媒の難点が大きな問題となってくる。
However, catalysts containing molybdenum, bismuth, iron, and cobalt have a high content of molybdenum, so even if the catalyst shows a relatively high yield of acrolein, the molybdenum in the catalyst sublimes during the reaction, resulting in a decrease in activity. In addition, when used as an industrial catalyst due to a decrease in catalyst strength or catalyst powdering, the strength of the catalyst during preparation is low. Difficulties become a major problem.

これらの難点は反応温度が高いほど著しい。この発明者
らは、比較的低い反応温度で、また短L・接触時間でプ
ロピレンの反応率およびアクロレインの選択率をともに
高い値に維持して、収率よくアクロレインを製造するこ
とができ、同時に前記モリブデン、ビスマス、鉄および
コバルトを含有する触媒の難点を改善することができる
アクロレインの製造に適した触媒を開発することを目的
として鋭意研究を行なった。
These difficulties become more pronounced as the reaction temperature increases. The inventors were able to maintain both propylene reaction rate and acrolein selectivity at high values at a relatively low reaction temperature and short L/contact time, thereby producing acrolein in good yield, and at the same time We have conducted extensive research with the aim of developing a catalyst suitable for the production of acrolein that can overcome the drawbacks of the catalysts containing molybdenum, bismuth, iron, and cobalt.

その結果、モリブデン、ビスマス、鉄およびコバルトに
、ジルコニウムを加え、さらにカルシウムおよびまたは
亜鉛とチタンを加えた触媒系に、前記目的を達成できる
触媒が存在することを発見し、この発明に到達した。
As a result, it was discovered that a catalyst capable of achieving the above object exists in a catalyst system in which zirconium is added to molybdenum, bismuth, iron, and cobalt, and calcium and/or zinc and titanium are also added, and the present invention was achieved.

この発明は、プロピレンを触媒の存在下に分子状酸素と
高温気相で接触反応させてアクロレインを製造する方法
において、触媒として次の一般組成式、 MOa BibFec C0dZreXf Ti Oh
〔この式で、Moはモリブデン、Biはビスマス、Fe
は鉄、coはコバルト、zrはジルコニウム、Xはカル
シウムおよび亜鉛よりなる群から選択された1種または
2種の元素、TiはチタンおよびOは酸素で、添字のa
、b、c、d、e、f、gおよびhは原子数を示し、b
を1と固定すると、aは5〜2.0、好ましくは7〜1
5、Cは0.2〜5、好ましくは0.5〜4、dは1〜
10、好ましくは2〜9、eは0.01〜2、好ましく
は0.05〜1.5、fは0.01〜2、好ましくは0
.05〜1.5、gは0.01〜l、好ましくは0.0
2〜0.8で、hは酸素以外の前記各元素の原子価によ
っておのずと定まる値である。
This invention relates to a method for producing acrolein by catalytically reacting propylene with molecular oxygen in the presence of a catalyst in a high-temperature gas phase.
[In this formula, Mo is molybdenum, Bi is bismuth, Fe
is iron, co is cobalt, zr is zirconium, X is one or two elements selected from the group consisting of calcium and zinc, Ti is titanium, O is oxygen, and the subscript a
, b, c, d, e, f, g and h indicate the number of atoms, b
is fixed at 1, a is 5 to 2.0, preferably 7 to 1
5, C is 0.2 to 5, preferably 0.5 to 4, d is 1 to
10, preferably 2 to 9, e is 0.01 to 2, preferably 0.05 to 1.5, f is 0.01 to 2, preferably 0
.. 05-1.5, g is 0.01-1, preferably 0.0
2 to 0.8, and h is a value naturally determined by the valence of each of the above elements other than oxygen.

〕で表わされる組成物を使用することを特徴とするアク
ロレインの製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing acrolein, which is characterized by using a composition represented by the following.

この発明によると、比較的低い反応温度で、比較的短い
接触時間で、高いプロピレンの反応率およびアクロレイ
ンの選択率を示し、アクロレインを90%に近いほどの
収率で製造することができるだけでなく、工業用触媒と
して非常に重要なファクターである触媒強度の低下もほ
とんどないので、工業的に著しく有利にアクロレインを
製造できるという大きな利点がある。
According to this invention, acrolein can not only be produced with a yield close to 90%, but also exhibit high propylene reaction rate and acrolein selectivity at a relatively low reaction temperature and a relatively short contact time. Since there is almost no decrease in catalyst strength, which is a very important factor for industrial catalysts, there is a great advantage that acrolein can be produced industrially with remarkable advantage.

またこの発明の方法で使用する触媒は、あえて担体を加
えて触媒の強度を高めなくても、高い触媒強度を有する
触媒に容易に成形できるだけでなく、長期にわたって高
い触媒活性を持続できるという特長がある。
In addition, the catalyst used in the method of this invention has the advantage that it can be easily formed into a catalyst with high catalytic strength without adding a carrier to increase the strength of the catalyst, and can maintain high catalytic activity over a long period of time. be.

この発明の方法で使用する触媒は、前記−膜組成式で表
わされるものであるが、ビスマスの原子数を1と固定し
たとき、モリブデン、鉄、コバルトなどの原子数が前記
範囲をはずれるとプロピレンの反応率、アクロレインの
選択率などが低下し、またジルコニウム、チタン、カル
シウムおよびまたは亜鉛が前記範囲よりも少ないとその
添加効果が十分に発現されず、逆に多すぎるとアクロレ
インの選択率の低下やプロピレンの反応率の低下などが
生じたりするので適当ではない。
The catalyst used in the method of the present invention is represented by the above-mentioned film composition formula, but when the number of atoms of bismuth is fixed at 1, if the number of atoms of molybdenum, iron, cobalt, etc. is out of the above range, propylene If the amount of zirconium, titanium, calcium, and/or zinc is less than the above range, the effect of adding it will not be fully expressed, and if it is too much, the selectivity of acrolein will decrease. This is not appropriate because it may cause a decrease in the reaction rate of propylene or propylene.

またジルコニウムを添加しなかったり、チタンを添加し
なかったり、さらにはカルシウムおよびまたは亜鉛を添
加しなかったりすると、触媒調製時の触媒強度が低く、
また反応中に触媒強度が低下したりするだけでなく、ア
クロレインの収率も低下する。
Furthermore, if zirconium is not added, titanium is not added, or calcium and/or zinc is not added, the catalyst strength during catalyst preparation will be low.
Moreover, not only the catalyst strength decreases during the reaction, but also the yield of acrolein decreases.

この発明の方法で使用する前記−膜組成式で表わされる
触媒の各構成元素は、主として単独の元素が酸素ととも
に結合した金属酸化物、複数の元素が酸素とともに結合
した酸化物およびこれらの酸化物混合物として触媒中に
存在している。
The constituent elements of the catalyst represented by the membrane composition formula used in the method of this invention are mainly metal oxides in which a single element is combined with oxygen, oxides in which multiple elements are combined with oxygen, and oxides of these. present in the catalyst as a mixture.

この発明の方法で使用する前記−膜組成式で表わされる
触媒は、触媒を構成する各成分元素を含有する化合物、
例えば名元素の酸化物、塩などの化合物を触媒調製の出
発原料として、従来公知の酸化触媒の調製法によって容
易に調製することができるが、触媒調製の最終段階で、
400〜800℃、好ましくは450〜700℃の温度
で1〜20時間、好ましくは2〜10時間焼成して調製
するのが、この発明の方法で使用する触媒の調製法とし
て好適である。
The catalyst represented by the above-mentioned membrane composition formula used in the method of the present invention is a compound containing each component element constituting the catalyst,
For example, it can be easily prepared by a conventionally known method for preparing an oxidation catalyst using compounds such as oxides and salts of famous elements as starting materials for catalyst preparation, but in the final stage of catalyst preparation,
A suitable method for preparing the catalyst used in the method of the present invention is to prepare the catalyst by calcining it at a temperature of 400 to 800°C, preferably 450 to 700°C, for 1 to 20 hours, preferably 2 to 10 hours.

焼成温度が低すぎたり、また高すぎたりすると、アクロ
レインの収率や触媒強度に影響してくるので前記温度で
焼成するのが適当である。
If the calcination temperature is too low or too high, it will affect the yield of acrolein and the strength of the catalyst, so it is appropriate to perform the calcination at the above temperature.

この発明の方法で使用する触媒は、一般には各構成元素
を含有する化合物、例えば塩や酸化物を水の存在下でで
きるだけ均一に分散、混合したものを、100〜150
℃、好ましくは120°C前後の温度で加熱乾燥させて
、水分を蒸発させた後、さらに150〜300°C1好
ましくは200℃前後の一段と高い温度で加熱によって
蒸発する化合物、例えば硝酸アンモニウムや窒素酸化物
などが蒸発するまで、一般には3〜20時間乾燥し、次
いで乾燥物を使用条件に応じて成形、整粒し、前記の4
00〜800°C1好ましくは450〜700℃および
時間で焼成して調製するのが適当である。
The catalyst used in the method of this invention is generally prepared by dispersing and mixing compounds containing each constituent element, such as salts and oxides, as uniformly as possible in the presence of water.
After drying by heating at a temperature of preferably around 120°C to evaporate moisture, compounds that evaporate by heating at an even higher temperature of 150 to 300°C, preferably around 200°C, such as ammonium nitrate and nitrogen oxide, are added. The dried material is generally dried for 3 to 20 hours until the material evaporates, and then the dried material is shaped and sized according to the usage conditions, and then
It is suitable to prepare by firing at 00 to 800° C., preferably 450 to 700° C., for a period of time.

次にこの発明の方法で好適に使用される触媒調製法のよ
り具体的な1例をモリブデン、ビスマス、鉄、コバルト
、カルシウム、ジルコニウム、チタンおよび酸素からな
る触媒を例にとって説明する。
Next, a more specific example of the catalyst preparation method suitably used in the method of the present invention will be explained using a catalyst composed of molybdenum, bismuth, iron, cobalt, calcium, zirconium, titanium, and oxygen.

まず所定量のモリブデン酸アンモニウムおよび酸化チタ
ンを温水に溶解、懸濁させ、これに所定量の硝mビスマ
スを硝酸に溶解させた硝酸溶液、および所定量の硝酸ジ
ルコニウム、硝酸第二鉄、硝酸コバルトおよび硝酸カル
シウムを温水に溶解させた水溶液を攪拌下に滴下、混合
してスラリー状にした後、120℃前後の温度で乾燥し
、次いで200℃前後の温度で3〜20時間乾燥した後
、400〜800℃、好ましくは450〜700°Cの
温度で1〜20時間、好ましくは2〜10時間焼成する
と目的とする触媒が得られる。
First, a predetermined amount of ammonium molybdate and titanium oxide are dissolved and suspended in warm water, and a predetermined amount of nitric acid solution in which bismuth nitrate is dissolved in nitric acid, and a predetermined amount of zirconium nitrate, ferric nitrate, and cobalt nitrate are added. An aqueous solution prepared by dissolving calcium nitrate and calcium nitrate in warm water was added dropwise with stirring, mixed to form a slurry, dried at a temperature of around 120°C, then dried at a temperature of around 200°C for 3 to 20 hours, and then dried at a temperature of 400°C. The desired catalyst is obtained by calcining at a temperature of ~800°C, preferably 450~700°C for 1~20 hours, preferably 2~10 hours.

この発明において、触媒調製法および触媒調製の出発原
料は、前記1例に限定されるものではない。
In this invention, the catalyst preparation method and the starting materials for catalyst preparation are not limited to the above-mentioned example.

触媒調製の出発原料として使用できる各構成元素を含有
する化合物としては、例えばモリブデン酸、モリブデン
酸アンモニウム、三酸化モリブデンなどのモリブデン化
合物、炭酸コバルト、硝酸コバルト、酸化コバルト、四
三酸化コバルト、塩化コバルト、水酸化第一コバルト、
水酸化第二コバル)、硫化コバルトなどのコバルト化合
物、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄、酸化第一鉄、酸化第二鉄
、炭酸第一鉄、硫化第一鉄、塩化第一鉄;塩化第二鉄、
水酸化第一鉄、水酸化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄
、硫酸第一鉄アンモニウム、硫酸第二鉄アンモニウムな
どの鉄化合物、硝酸ビスマス、二塩化ビスマス、三塩化
ビスマス、五酸化ビスマス、二酸化ビスマス、四酸化ビ
スマス、酸化硝酸ビスマス、水酸化ビスマス、次硝酸ビ
スマス、オキシ塩化ビスマスなどのビスマス化合物、硝
酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、塩化ジルコニウム
、硝酸ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、硫酸ジルコ
ニウムなどのジルコニウム化合物、硝酸カルシウム、塩
化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウムなど
のカルシウム化合物、硝酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩化亜鋭
、炭酸亜鉛などの亜鉛化合物、酸化チタン、チタン酸な
どのチタン化合物を挙げることができる。
Compounds containing each constituent element that can be used as starting materials for catalyst preparation include, for example, molybdic acid, ammonium molybdate, molybdenum compounds such as molybdenum trioxide, cobalt carbonate, cobalt nitrate, cobalt oxide, tricobalt tetroxide, and cobalt chloride. , cobaltous hydroxide,
Cobalt compounds such as cobalt hydroxide), cobalt sulfide, ferrous nitrate, ferric nitrate, ferrous oxide, ferric oxide, ferrous carbonate, ferrous sulfide, ferrous chloride; chloride 2nd railway,
Iron compounds such as ferrous hydroxide, ferric hydroxide, ferrous sulfate, ferric sulfate, ferrous ammonium sulfate, ferric ammonium sulfate, bismuth nitrate, bismuth dichloride, bismuth trichloride, Bismuth compounds such as bismuth oxide, bismuth dioxide, bismuth tetroxide, bismuth oxide nitrate, bismuth hydroxide, bismuth subnitrate, bismuth oxychloride, zirconium nitrate, zirconium oxide, zirconium chloride, zirconium nitrate, zirconium hydroxide, zirconium sulfate, etc. Calcium compounds such as zirconium compounds, calcium nitrate, calcium chloride, calcium carbonate, and calcium hydroxide; zinc compounds such as zinc nitrate, zinc hydroxide, acerium chloride, and zinc carbonate; and titanium compounds such as titanium oxide and titanic acid. I can do it.

これらのなかでも水、硝酸のような酸、アンモニア水の
ようなアルカリ溶液などに容易に溶解させることができ
るものは、均一に混合することが容易であるので好適で
ある。
Among these, those that can be easily dissolved in water, acids such as nitric acid, alkaline solutions such as aqueous ammonia, etc. are preferred because they can be mixed uniformly.

この発明の方法において使用する触媒は、これを単独で
使用しても、また担体に担持させて使用してもよい。
The catalyst used in the method of this invention may be used alone or supported on a carrier.

担体としては、従来酸化触媒の担体として公知のものが
いずれも使用でき、例えばシリカ、アルミナ、アルミナ
−シリカ、チタニア、げいそう土、カーボランダムなど
を挙げることができる。
As the carrier, any of the carriers conventionally known as carriers for oxidation catalysts can be used, and examples thereof include silica, alumina, alumina-silica, titania, giesel earth, and carborundum.

触媒を担体に担持させる場合は、触媒調製時に、また調
製後に触媒を担体に担持させてもよい。
When the catalyst is supported on a carrier, the catalyst may be supported on the carrier during or after preparation of the catalyst.

触媒粒子の大きさ、形状などによって、特に触媒性能に
差が生じることはない。
There is no particular difference in catalyst performance depending on the size, shape, etc. of catalyst particles.

この発明の方法を前記触媒の存在下に実施するにあたり
、プロピレンおよび分子状酸素以外にこれらの混合ガス
に、酸化反応に対して実質的に下話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。
When carrying out the method of the present invention in the presence of the catalyst, in addition to propylene and molecular oxygen, a gas that is substantially inferior to the oxidation reaction is mixed as a diluent gas with these mixed gases. be able to.

希釈ガスとしては、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、これが反
応系に存在すると、アクロレイン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を示すので、反応
系に水蒸気を存在させるのがよい。
Examples of the diluent gas include water vapor, nitrogen gas, carbon dioxide gas, etc. Among them, water vapor, when present in the reaction system, has the effect of improving the selectivity of acrolein and sustaining the catalytic activity. Therefore, it is preferable to have water vapor present in the reaction system.

水蒸気の量は、プロピレン1モルに対して、0.1〜8
モル、好ましくは1〜5モルの割合になるようにするの
がよい。
The amount of water vapor is 0.1 to 8 per mole of propylene.
It is preferable to adjust the ratio to be 1 to 5 moles, preferably 1 to 5 moles.

また反応系には前記希釈ガスのほかに、炭化水素化合物
、例えばn−ブタン、n−ブテンなどが、プロピレン1
モルに対して0.5モル以下、できれば0.1モル以下
の割合の量であれば混在していても差支えない。
In addition to the diluent gas, the reaction system also contains hydrocarbon compounds such as n-butane, n-butene, etc.
They may be present together in an amount of 0.5 mol or less, preferably 0.1 mol or less, based on the mole.

従って原料のプロピレンは必ずしも高純度のものでなく
てもよい。
Therefore, the raw material propylene does not necessarily have to be of high purity.

また分子状酸素も特に高純度の酸素ガスである必要はな
く、一般には酸素含有ガス、例えば酸素ガスを前記希釈
ガスで希釈したガス、空気などを使用するのが経済的で
あり、なかでも空気をそのまま使用するのが便利である
Furthermore, molecular oxygen does not need to be a particularly high-purity oxygen gas, and it is generally economical to use an oxygen-containing gas, such as a gas prepared by diluting oxygen gas with the diluent gas mentioned above, or air. It is convenient to use it as is.

分子状酸素の量は、プロピレン1モルに対して0.8〜
4モル倍、好ましくは1〜2.5モル倍にするのが適当
である。
The amount of molecular oxygen is 0.8 to 1 mole of propylene.
It is appropriate to increase the amount by 4 times by mole, preferably by 1 to 2.5 times by mole.

この発明の方法を前記−膜組成式で表わされる触媒の存
在下に実施する場合、反応温度は一般には280〜37
0’C,好ましくは300〜350℃が、また接触時間
は0.3〜20秒、好ましくは0.5〜15秒が適当で
ある。
When the method of the present invention is carried out in the presence of a catalyst represented by the above-mentioned membrane composition formula, the reaction temperature is generally 280 to 37
A suitable temperature is 0'C, preferably 300-350C, and a contact time of 0.3-20 seconds, preferably 0.5-15 seconds.

また反応圧力は、常圧、低度の加圧または減圧下のいず
れでもよいが、※※一般には常圧下が適当である。
The reaction pressure may be normal pressure, low pressure, or reduced pressure, but normal pressure is generally suitable.

また反応は、固定床、移動床、流動床などいずれにおい
ても行なうことができる。
Further, the reaction can be carried out in a fixed bed, a moving bed, a fluidized bed, or the like.

流動床で行なう場合は、触媒として30〜100ミクロ
ン程度の粒子を使用するのが適当であり、また反応系に
水蒸気をあえて添加しなくても反応によって生成上た水
が前記の役割を果すので反応は円滑に進行する。
When carrying out the process in a fluidized bed, it is appropriate to use particles of about 30 to 100 microns as a catalyst, and the water produced by the reaction can fulfill the above role without intentionally adding water vapor to the reaction system. The reaction proceeds smoothly.

次に実施例および比較例を示し、この発明をさらに詳細
に説明する。
Next, the present invention will be explained in further detail by showing Examples and Comparative Examples.

各側において、プロピレンの反応率(%)、アクロレイ
ンの選択率(%)およびアクロレインの収率(%)は、
反応を開始して1時間後に測定した結果のもので、次の
定義に従う。
On each side, the propylene reaction (%), acrolein selectivity (%) and acrolein yield (%) are:
This is the result measured 1 hour after the start of the reaction, and follows the definition below.

また各側において、触媒強度は、試料台に触媒タブレッ
ト(直径5皿φおよび高さ5m1H)をのせ、その上か
ら加重して行き、触媒が圧壊されたときの加重(kg)
を測定する方式の本屋式硬度計を使用して、反応前の触
媒および反応後の触媒者50個を測定し、その平均値で
示した。
In addition, on each side, the catalyst strength was determined by placing a catalyst tablet (diameter 5 plates φ and height 5 m 1 H) on the sample stage and applying weight from above.The load (kg) when the catalyst was crushed
Using a bookstore-type hardness tester that measures 50 catalysts before the reaction and after the reaction, the average value is shown.

なお反応後の触媒としては、次のものを使用して測定し
た。
The following catalysts were used for measurement after the reaction.

内径20mwφのガラス製反応管に触媒1〇−(511
L1rLφX5m1tHのタブレット約50個)を充填
し、プロピレン:水蒸気:空気のモル比が10:40
: 100の混合ガスを1501rLl/minノ流量
で流し、310℃の温度で100時間接触反応を行なっ
た後のものを反応後の触媒とした。
Catalyst 1〇-(511
Approximately 50 tablets of L1rLφ
: A mixed gas of 100 ml was flowed at a flow rate of 1501 rLl/min, and a contact reaction was carried out at a temperature of 310° C. for 100 hours, and the resulting catalyst was used as a post-reaction catalyst.

実施例 1 モリン゛テン酸アンモニウム C(NH4)6Mo7024 H4H20’:l 34
3.6 yを80℃の温水450rrLlに溶解させた
後、二酸化チタン(TiO2) 3.19を加えて攪
拌した。
Example 1 Ammonium morinthenate C(NH4)6Mo7024 H4H20':l 34
After dissolving 3.6y in 450rrLl of 80°C warm water, 3.19ml of titanium dioxide (TiO2) was added and stirred.

次いでこれに硝酸ビスマス(B i (NO3)3・5
H20〕94.4fを15重量%硝酸110wLlに溶
解させた溶液と、硝酸コバルト(Co (No 3 )
2・6H20)266.6P、硝酸第二鉄(Fe(NO
3)3 ・9H20)148.0グ、硝酸ジルコニウム CZ ro (NO3)2 ・2H20) 4.69お
よび硝酸カルシウム(Ca (NO3)3・4H20)
46 ?を80℃の温水1501rLlに溶解させた
溶液とを攪拌下に滴下混合した後、120℃で噴霧乾燥
し、次いで200℃で5時間乾燥して粉末状の固形物を
得た。
Next, bismuth nitrate (B i (NO3)3.5
H20] 94.4f dissolved in 110wLl of 15% nitric acid and cobalt nitrate (Co (No 3)
2.6H20) 266.6P, ferric nitrate (Fe(NO
3) 3 ・9H20) 148.0 g, zirconium nitrate CZ ro (NO3)2 ・2H20) 4.69 and calcium nitrate (Ca (NO3)3 ・4H20)
46? A solution prepared by dissolving the mixture in 1,501 rL of 80°C warm water was mixed dropwise with stirring, followed by spray drying at 120°C, and then drying at 200°C for 5 hours to obtain a powdery solid.

固形物は、これをタブレットマシンで5關φ×5mmH
のタブレットに成形し、空間雰囲気下に570℃で10
分間焼焼成て触媒を調製した。
For solids, use a tablet machine to measure 5mmφ x 5mmH.
Formed into a tablet and heated at 570℃ for 10 minutes in a space atmosphere.
A catalyst was prepared by calcining for a minute.

このようにして得られた触媒の酸素を除く構成元素の原
子比は、Mo :Bi :Fe :Co :Zr :C
a:Ti =10:1:2:8:0.1:0.1:0
.2であり、この触媒8rrLlを内径8vtmφのガ
ラス製のU字型反応管に充填し、プロピレン:空気:水
蒸気のモル比が10:100:40の混合ガスをl 5
0 rrLl/minの流量で流して、接触時間3.2
秒、反応温度310℃で接触反応を行なった。
The atomic ratio of the constituent elements of the thus obtained catalyst excluding oxygen is Mo:Bi:Fe:Co:Zr:C
a: Ti = 10:1:2:8:0.1:0.1:0
.. 2, this catalyst (8rrLl) was packed into a glass U-shaped reaction tube with an inner diameter of 8vtmφ, and a mixed gas of propylene:air:steam with a molar ratio of 10:100:40 was added to 5l.
Flowed at a flow rate of 0 rrLl/min, contact time 3.2
The contact reaction was carried out at a reaction temperature of 310°C.

その結果、プロピレンの反応率は98.6%、アクロレ
インの選択率は91.8%およびアクロレインの収率は
90.5%であり、触媒強度は反応前が7、7 kli
+で、反応後は7.6 kgであった。
As a result, the reaction rate of propylene was 98.6%, the selectivity of acrolein was 91.8%, and the yield of acrolein was 90.5%, and the catalyst strength was 7.7 kli before the reaction.
+, and the weight after reaction was 7.6 kg.

実施例 2〜8 実施例1と同様の触媒調製操作で、Mo:Bi:Fe
: Co :Zr :’Ca : Tiの原子比が第1
表に記載の触媒を調製し、実施例1と同様の反応条件で
接触反応を行なった。
Examples 2 to 8 Mo:Bi:Fe was prepared using the same catalyst preparation procedure as in Example 1.
:Co :Zr :'Ca :Ti has the first atomic ratio
The catalysts shown in the table were prepared and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第1表に示す。実施例 9および10 実施例1と同様の触媒調製操作で、硝酸カルシウムのか
わりに硝酸亜鉛〔Zn(NO3)2・6H20〕または
硝酸カルシウムと硝酸亜鉛とを使用して、Mo :Bi
:Fe :Co :Zr :Zn :Ti の原子
比が10 : 1 :2:8 :0.2:0.2:0.
2からなる触媒(実施例9)およびMo :Bi :F
e :Co:Zr :Ca :Zn :Tiの原子比が
10:1:2:※※8 : 0.2 : 0.1 :
0.2 : 0.2からなる触媒(実施例10)を調製
し、実施例1と同様の反応条件で接触反応を行なった。
The results are shown in Table 1. Examples 9 and 10 Using the same catalyst preparation procedure as in Example 1, using zinc nitrate [Zn(NO3)2.6H20] or calcium nitrate and zinc nitrate instead of calcium nitrate, Mo:Bi
The atomic ratio of :Fe:Co:Zr:Zn:Ti is 10:1:2:8:0.2:0.2:0.
2 (Example 9) and Mo:Bi:F
The atomic ratio of e:Co:Zr:Ca:Zn:Ti is 10:1:2:※※8: 0.2: 0.1:
0.2: A catalyst (Example 10) consisting of 0.2 was prepared, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第1表に示す。The results are shown in Table 1.

比較例 1および2 実施例1と同様の触媒調製操作で、カルシウム、ジルコ
ニウムおよびチタンを含有しないMo:Bi:Fe :
Co の原子比が第1表に記載の触媒(比較例1)お
よび、カルシウムおよびチタンを含有しないMo :B
l :Fe :Co 二Zrの原子比が第1表に記載の
触媒(比較例2)を調製し、それぞれ実施例1と同様の
反応条件で接触反応を行なった。
Comparative Examples 1 and 2 Mo:Bi:Fe containing no calcium, zirconium and titanium was prepared using the same catalyst preparation procedure as in Example 1:
A catalyst with an atomic ratio of Co as listed in Table 1 (Comparative Example 1) and a Mo:B containing no calcium or titanium.
Catalysts (Comparative Example 2) having the atomic ratio of 1:Fe:Co2Zr listed in Table 1 were prepared, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

その結果は第1表に示す。The results are shown in Table 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 プロピレンを触媒の存在下に分子状酸素と高温気相
で接触反応させてアクロレインを製造する方法において
、触媒として次の一般組成式、MoaBibFecCo
dzreXfTigoh〔この式で、Moはモリブデン
、Biはビスマス、Feは鉄、coはコバルト、zrは
ジルコニウムXはカルシウムおよび亜鉛よりなる群から
選択された1種または2種の元素、Tiはチタンおよび
0は酸素で、添字のa、b、、c、d、、e、f、gお
よびhは原子数を示し、bを1と固定すると、aは5〜
20、Cは0.2〜5、dは1〜1o1eは0.01〜
2、fはo、01〜2、gはo、01〜1で、hは酸素
以外の前記各元素の原子価によっておのずと定まる値で
ある。 〕で表わされる組成物を使用することを特徴とするアク
ロレインの製造方法。
[Claims] 1. In a method for producing acrolein by catalytically reacting propylene with molecular oxygen in the presence of a catalyst in a high-temperature gas phase, the following general compositional formula: MoaBibFecCo
dzreXfTigoh [In this formula, Mo is molybdenum, Bi is bismuth, Fe is iron, co is cobalt, zr is zirconium, X is one or two elements selected from the group consisting of calcium and zinc, Ti is titanium and is oxygen, and the subscripts a, b,, c, d,, e, f, g, and h indicate the number of atoms, and if b is fixed as 1, a is 5 to
20, C is 0.2~5, d is 1~1o1e is 0.01~
2, f is o, 01-2, g is o, 01-1, and h is a value naturally determined by the valence of each of the above elements other than oxygen. ] A method for producing acrolein, characterized by using a composition represented by the following.
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