JPS5865240A - Gas phase oxidation of methacrolein to methacrylic acid - Google Patents

Gas phase oxidation of methacrolein to methacrylic acid

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JPS5865240A
JPS5865240A JP57124964A JP12496482A JPS5865240A JP S5865240 A JPS5865240 A JP S5865240A JP 57124964 A JP57124964 A JP 57124964A JP 12496482 A JP12496482 A JP 12496482A JP S5865240 A JPS5865240 A JP S5865240A
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gas
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J27/188Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
    • B01J27/19Molybdenum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 周知のように、不飽和酸例えばアクリル酸およびメタク
リル酸は、適当な酸化触媒の存在下で分子状酸素を用い
て対応する不飽和アルデヒドを気相酸化することによっ
て製造することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As is well known, unsaturated acids such as acrylic acid and methacrylic acid are prepared by gas phase oxidation of the corresponding unsaturated aldehydes with molecular oxygen in the presence of a suitable oxidation catalyst. can do.

この目的のためにいろいろな触媒組成が提示されている
。そのような触媒の多くは、モリブデン酸化物およびリ
ン酸化物とその他の種々の金属および非金属元素の酸化
物とから成るものである。本発明に関して特に興味があ
るのは、公知の特許明細書と出願中の特許明細書、例え
ば米国特許出願筒973.354号明細@(1978年
12月6日)米国特許出願筒047.860号明細書(
1979年6月12日)、米国特許第4,252,68
2号、第4,252,681号、第4,252,683
号、第4゜240、930号、第4,261,858号
、第4,261、859号、第4,261,860号お
よび第4,271.040号の各明細書に開示されてい
る。
Various catalyst compositions have been proposed for this purpose. Many such catalysts consist of molybdenum oxides and phosphorus oxides and oxides of various other metal and non-metal elements. Of particular interest with respect to the present invention are known and pending patent specifications, such as U.S. Patent Application No. 973.354 (December 6, 1978) and U.S. Patent Application No. 047.860. Specification(
June 12, 1979), U.S. Patent No. 4,252,68
No. 2, No. 4,252,681, No. 4,252,683
No. 4,240,930, No. 4,261,858, No. 4,261,859, No. 4,261,860, and No. 4,271.040. .

メタクロレインをメタクリル酸11?化すル触媒は、あ
る期間安定でその後急激に活性が低下するという特徴的
が性質を持っている。そのような触媒の配合F!有効が
命を延ばしかつ一定量の触媒によるメタクリル酸の生産
量を高めるように調節されている。本明細書では、反応
供給原料気体の組成特に二酸化炭素含有量が触媒の有効
寿命と生産性に影響することを示す。
Methacrolein to methacrylic acid 11? Chemical catalysts have the characteristic property of being stable for a certain period of time and then rapidly decreasing in activity. Formulation of such a catalyst F! The effectiveness is adjusted to extend life and increase the production of methacrylic acid for a given amount of catalyst. It is shown herein that the composition of the reaction feed gas, particularly the carbon dioxide content, affects the useful life and productivity of the catalyst.

反応気体の組成の影響について先行技術は殆んど何も示
していない。米国特許第3,171,859号明細書に
おいては、酸素を純粋酸素として供給する場合、副生物
気体の再循環により反応供給原料気体の酸化炭素濃度が
高まるということを示している。開示されている反応は
メタクロレインのメタクリル酸への酸化ではなくプロピ
レンのアクロレインへの酸化である。気体組成の触媒寿
命への影響については述べていない。
The prior art shows little about the influence of the composition of the reactant gas. No. 3,171,859 shows that when oxygen is supplied as pure oxygen, recycling of by-product gas increases the carbon oxide concentration of the reaction feed gas. The reaction disclosed is the oxidation of propylene to acrolein rather than the oxidation of methacrolein to methacrylic acid. No mention is made of the effect of gas composition on catalyst life.

オレフィン例えばイソブチレンの酸化については米国特
許第3.883.588号明細書に記載がある。該明細
書によれば、この発熱反応の制御を容易にするためには
稀釈剤の使用が望ましい。稀釈剤として空気からの窒素
とともに該反応で生成される二酸化炭素が示しである。
The oxidation of olefins such as isobutylene is described in U.S. Pat. No. 3,883,588. According to that specification, the use of diluents is desirable to facilitate control of this exothermic reaction. The carbon dioxide produced in the reaction is shown along with nitrogen from the air as a diluent.

そのような稀釈側使用の触媒性能への影響については述
べていないOアクロレインのアクリル酸への酸化につい
ては米国特許第3.985.800号明細書に記載があ
る。
The oxidation of acrolein to acrylic acid is described in U.S. Pat. No. 3,985,800, which does not discuss the effect of such dilute use on catalyst performance.

該明細書では、大量の酸化炭素を含む供給原料気体の使
用(実施例2)によね、窒素を稀釈剤として使用した場
合(実施例1)と同様の結果が得られると述べている。
The specification states that the use of a feed gas containing a large amount of carbon oxide (Example 2) gives similar results to the use of nitrogen as a diluent (Example 1).

触媒はすぐれた寿命を有すると述べであるが、二酸化炭
素使用のこの寿命への影響については言及しておらず、
また気体組成は操業データに含まれているが、これは開
示発明の範囲外になっている。
It states that the catalyst has an excellent lifespan, but does not mention the effect of carbon dioxide use on this lifespan.
Gas composition is also included in the operational data, but this is outside the scope of the disclosed invention.

酸化炭素が反応供給原料気体に含まれていることによる
悪影響については、プロピレンのアクリル酸への酸化に
関して米国特許第4.147.885号明細書に記載さ
れている0 以下の説明かられかるように、反応供給原料気体の大き
な部分として二酸化炭素が含まれていると、a当1ft
媒とともにメタクロレインのメタクリル酸への気相酸化
に使用した場合、触媒の寿命と生産性とに有利な影響が
あることを見出した。
The adverse effects of carbon oxides in the reaction feed gas are discussed in U.S. Pat. No. 4,147,885 for the oxidation of propylene to acrylic acid. contains carbon dioxide as a large portion of the reaction feed gas, then 1 ft/a
It has been found that when used in the gas phase oxidation of methacrolein to methacrylic acid with a catalyst, there is a beneficial effect on the lifetime and productivity of the catalyst.

メタクロレインの気相酸化におけるモリブデンを基剤と
する触媒の生産性が二酸化炭素と一酸化炭素とのモル比
を該酸化反応で生じるモル比よりも大きくすることによ
りかなり改善されることを見出した。これは、二酸化炭
素を外部供給源から追加すること、−酸化炭素を選択的
に除去すること、または−酸化炭素を二酸化炭素に選択
酸化することによって実施できる。
It has been found that the productivity of molybdenum-based catalysts in the gas-phase oxidation of methacrolein is considerably improved by increasing the molar ratio of carbon dioxide to carbon monoxide to that produced in the oxidation reaction. . This can be carried out by adding carbon dioxide from an external source, - selectively removing carbon oxides, or - selectively oxidizing carbon oxides to carbon dioxide.

一般的に言うと、本発明はモリブデンを基剤とするヘテ
ロポリ酸触媒例えばリンモリブデン酸塩として特徴づけ
られる触媒に適用される。酸化反応の実施に好ましいの
は、モリブデン、銅、リン、アンチモンおよびセシウム
および/またはカルシおよび稀土類金属例えばLaのう
ち一つ以上の元素を含む適当な触媒を用いることである
。反応供給[料%体は、5〜20容量%のメタクロレイ
ン、3〜15容量%の酸素、および50容量%までの水
蒸気を含むものとすることができる。供給原料気体にお
ける二階化炭素と一酸化炭素との比はメタクロレインの
酸化により生じる比よりも大きいものとすることができ
る。
Generally speaking, the invention applies to molybdenum-based heteropolyacid catalysts, such as those characterized as phosphomolybdates. Preference is given to carrying out the oxidation reaction using suitable catalysts containing one or more of the following elements: molybdenum, copper, phosphorous, antimony and cesium and/or calci and rare earth metals such as La. The reaction feed may contain 5-20% by volume methacrolein, 3-15% by volume oxygen, and up to 50% by volume water vapor. The ratio of carbon dioxide to carbon monoxide in the feed gas can be greater than the ratio resulting from oxidation of methacrolein.

好ましい実施型においては、新鮮な酸素を実質的に純粋
な分子状酸素として反応に供給し、未反応メタクロレイ
ンと未反応酸素を再循環させて一つの平衡状態を達成す
る。再循環気体の二酸化炭素含有量はその平衡値まで増
大させても良いが、一方一醗化炭素はメタクロレインの
存在下で適当な触媒により選択的に酸化され、したがっ
て反応器供給原料気体はメタクロレインの酸化により生
じる二酸化炭素と一酸化炭素とのモル比よりも大きなモ
ル比、通常的1よりも大きなモル比を持つようになる。
In a preferred embodiment, fresh oxygen is supplied to the reaction as substantially pure molecular oxygen and unreacted methacrolein and unreacted oxygen are recycled to achieve an equilibrium condition. The carbon dioxide content of the recycle gas may be increased to its equilibrium value, while carbon monofluoride is selectively oxidized by a suitable catalyst in the presence of methacrolein, so that the reactor feed gas is It has a molar ratio greater than the molar ratio of carbon dioxide and carbon monoxide produced by the oxidation of rhein, which is larger than the normal molar ratio of 1.

本発明の方法で使用するのに好ましい触媒組成は、’t
 タ一般式MO12CuaPbSbcAaBeOx [
J: ツーc定義することができる。ここで、人はセシ
ウムおよび/またはカルシウムであり、BけNiS’Z
・nXRu、R,)(Pd、Pt、A−s、に、Rb、
 Sr、Ba、Cr、 V、 Nb、W、Mn、 Re
および稀土類金属例えばLa から成る元素群の一つ以
上の元素であり、また3% bs Cs ds eおよ
びXけそれぞれの成分のMO12に対する原子数の比を
示し、aけ0.05〜3、b i 0.1〜5、CU 
O。
A preferred catalyst composition for use in the process of the invention is 't
General formula MO12CuaPbSbcAaBeOx [
J: Two c can be defined. Here, one is cesium and/or calcium, BkeNiS'Z
・nXRu, R,) (Pd, Pt, A-s, Rb,
Sr, Ba, Cr, V, Nb, W, Mn, Re
and rare earth metals such as La, and 3% bs Cs dse and X indicate the ratio of the number of atoms of each component to MO12, and a is 0.05 to 3 b i 0.1~5, CU
O.

01〜1、dは0.1〜3、eけ0〜3−rあり、Xは
触媒中の他の元素の原子価数と比率によって決定される
値を有する。好ましくけ%b=0.5〜6、さらに好ま
しくけ1〜2、最吃好ましくは約1.2〜1.8であり
、Cけ0.01〜1であるのが好ましい0 本発明は、一般的には、メタクロレインのメタクリル酸
への酸化を該酸化反応により生じる二酸化炭素と一酸化
炭素との比よりも大きな比で実施する方法であるという
ことができる。実際上これが意味することは、比C02
/COを二酸化炭素の添加、−酸化炭責の除去もしくけ
一酸化炭素の二酸化炭素への転換のいずれかによって変
えることである。
01-1, d is 0.1-3, e is 0-3-r, and X has a value determined by the valence number and ratio of other elements in the catalyst. Preferably, %b is 0.5 to 6, more preferably 1 to 2, most preferably about 1.2 to 1.8, and preferably C is 0.01 to 1. Generally, it can be said that this is a method in which the oxidation of methacrolein to methacrylic acid is carried out at a ratio greater than the ratio of carbon dioxide and carbon monoxide produced by the oxidation reaction. What this means in practice is that the ratio C02
/CO by either the addition of carbon dioxide, the removal of carbon oxide or the conversion of carbon monoxide to carbon dioxide.

選択すべき方法は酸素供給の仕方によって変わる。メタ
クロレインの酸化に必要な酸素を供給する基本的左方法
には二通りある。すなわち、実質的に純粋寿酸素として
供給するかまたは空気として供給するかである。これら
の二つの方法の組合せはあまり用いられないが、本発明
けそのような場合にも適合させることができる。
The method to be selected depends on the method of oxygen supply. There are two basic methods for supplying the oxygen necessary for the oxidation of methacrolein. That is, it is either supplied as substantially pure oxygen or supplied as air. Although the combination of these two methods is not often used, the present invention can also be adapted to such cases.

メタクロレインの転換率は一般に100%よりも小さい
ので、工業規模プラントにおいては未反応メタクロレイ
ンを分離しかつそれを酸化反応器に再循環させることが
多い。当業者には明らかなように、再循環させることを
選択するかどうかけ、価値のあるメタクロレインの完全
使用により再循環に要する費用に見合うだけの利益があ
るかどうかという本質的に経済上の問題である。したが
って、普通はメタクロレイン含有気体を再循環させるけ
れども、−回通しの反応器をこの酸化に使用することも
あわうる。そのような場合、供給原料気体は全くではな
いにしても殆んど一酸化炭素を含んでいないと考えられ
、したがって二酸化炭素は単独もしくけ他の気体との組
合せで供給原料気体に添加され、触媒の有効寿命と生産
性が高められる。酸素は分子状酸素として一回通しの反
応器に供給することもできるが、空気の形で供給するこ
とが多い。任意の量の二酸化炭素を外部供給源から効果
を有するように添加することができる。
Since the conversion of methacrolein is generally less than 100%, industrial scale plants often separate unreacted methacrolein and recycle it to the oxidation reactor. As will be clear to those skilled in the art, the choice to recycle is an essentially economic question of whether the full use of valuable methacrolein provides benefits that justify the cost of recycling. That's a problem. Therefore, although the methacrolein-containing gas is usually recycled, a recirculation reactor may also be used for this oxidation. In such cases, the feed gas is believed to be largely, if not entirely, free of carbon monoxide, and therefore carbon dioxide is added to the feed gas either alone or in combination with other gases; Catalyst useful life and productivity are increased. Although oxygen can be supplied to the single-pass reactor as molecular oxygen, it is often supplied in the form of air. Any amount of carbon dioxide can be added to effect from an external source.

例えば、純粋酸素を使用する場合には、供給原料気体の
約60容量%までを二酸化炭素とすることができる。二
酸化炭素が約60容量%の場合、残りは約20容量%の
水蒸気、約7容量%のメタクロレインおよび約13容量
%の酸素とすることができる。
For example, if pure oxygen is used, up to about 60% by volume of the feed gas can be carbon dioxide. If the carbon dioxide is about 60% by volume, the remainder can be about 20% by volume water vapor, about 7% by volume methacrolein, and about 13% by volume oxygen.

酸素を空気として供給する場合にも、任意の量の二酸化
炭素を添加することができるが、必要量の酸素に伴って
大量の窒素が存在するため二酸化炭素も供給原料気体も
稀釈される。通常、窒素が二酸化炭素の一部を排除する
ので、供給原料気体は1、例えば5容量%のメタクロレ
イン、9.30容量%の酸素、14.3容it%の水蒸
気、42.9容量%の窒素および28.5容量%の二酸
化炭素を含むようになる。そのような組成においては、
メタクロレインがやや稀薄なので、窒素が存在しない場
合に較べて、酸化反応器の操作方法は多少異ったものに
なる。
If the oxygen is supplied as air, any amount of carbon dioxide can also be added, but the large amount of nitrogen present with the required amount of oxygen dilutes both the carbon dioxide and the feed gas. Typically, the nitrogen excludes some of the carbon dioxide, so the feed gases are 1, e.g. 5% by volume methacrolein, 9.30% by volume oxygen, 14.3% by volume water vapor, 42.9% by volume. of nitrogen and 28.5% by volume of carbon dioxide. In such a composition,
Because methacrolein is somewhat dilute, the oxidation reactor operates somewhat differently than if nitrogen were not present.

一回通しの反応器では流出気体の再循環を行わないので
、前述の説明では実質的に一酸化炭素が存在しないと仮
定した。
Since single-pass reactors do not provide recirculation of the effluent gas, the foregoing discussion assumes that substantially no carbon monoxide is present.

もつと普通の場合には、未反応のメタクロレインは生成
メタクリル酸から回収され、他の気体とともに反応器に
再循環させられる。酸素を空気として供給する場合には
、供給される量と等量の窒素をパージする必要があり、
したがって窒素濃度はかなり高いレベル例えば再循環流
の約60容量%で平衡する。酸化炭素は若干量のメタク
ロレインもしくけ酸化反応器内に存在する他の有機物の
燃焼により生成され、窒素でパージされる針が生成され
る酸化炭素の量に等しくなるまで再循環流内心で蓄積さ
れる。そのような場合、酸化炭素の総量は比較的小さく
、例えば再循環気体の4〜6容景%である。二酸化炭素
の絶対量が小さいので、二酸化炭素のより高い効果を得
るためには、外部供給源から二酸化炭素を追加するのが
好ましい。
More commonly, unreacted methacrolein is recovered from the produced methacrylic acid and recycled to the reactor along with other gases. When oxygen is supplied as air, it is necessary to purge with an equal amount of nitrogen to the amount supplied;
The nitrogen concentration therefore equilibrates at a fairly high level, for example about 60% by volume of the recycle stream. Carbon oxides are produced by the combustion of some amount of methacrolein and other organic matter present in the oxidation reactor and accumulate within the recirculating stream until the needle, which is purged with nitrogen, equals the amount of carbon oxides produced. be done. In such cases, the total amount of carbon oxide is relatively small, for example 4-6% by volume of the recycle gas. Since the absolute amount of carbon dioxide is small, it is preferable to add carbon dioxide from an external source in order to obtain a higher effectiveness of carbon dioxide.

後述するように、これは−酸化炭素を二酸化炭素に酸化
する場合でさえもそうである。二酸化炭素は、前述した
ような、反応器が一回通しで操作されかつ酸素が空気と
して供給される場合と類似の組成を有する供給原料流に
なるように添加することができる。
As will be explained below, this is the case even when carbon oxide is oxidized to carbon dioxide. Carbon dioxide can be added to result in a feed stream having a composition similar to that when the reactor is operated in one pass and the oxygen is supplied as air, as described above.

より好ましい代替操作法は、気体のパージが殆んど必要
でないように、空気のかわりに実質的に純粋な酸素を使
用しかつ未転換メタクロレインを再循環させることであ
る。そのような場合、酸化炭素ばかなり高い濃度例えば
再循環気体の約60容量%まで蓄積して平衡する。その
ように酸化炭素の濃度が高くなると、供給原料内に窒素
が使用されている場合に較べて触媒の寿命と生産性が大
きくなることがわかった。本発明の目的は自然に発生す
る二酸化炭素と一酸化炭素との比よりも大きな比を用い
てメタクロレインの酸化を実施することである。実際に
は、これは再循環気体もしくは供給原料流における二酸
化炭素と一酸化炭素との比を増大させることによって実
施できる。この比は反応器の特定作業条件によって変化
するが、通常の自然比は約0.1 =1から1.5:1
である。
A more preferred alternative method of operation is to use substantially pure oxygen in place of air and recirculate unconverted methacrolein so that less gas purging is required. In such cases, carbon oxides will accumulate and equilibrate to fairly high concentrations, eg, up to about 60% by volume of the recycle gas. Such higher concentrations of carbon oxide have been found to increase catalyst life and productivity compared to when nitrogen is used in the feedstock. It is an object of the present invention to carry out the oxidation of methacrolein using a ratio of carbon dioxide to carbon monoxide that is greater than the naturally occurring ratio. In practice, this can be done by increasing the ratio of carbon dioxide to carbon monoxide in the recycle gas or feed stream. This ratio will vary depending on the specific operating conditions of the reactor, but a typical natural ratio is approximately 0.1 = 1 to 1.5:1.
It is.

この比は本発明により少くと、も三つの基本的な方法に
よって調節することができる。第1に、二酸化炭素を外
部供給源から導入してCO2/CO比を増大させろこと
ができる。第2に、−酸化炭素を例えば−酸化炭素吸収
剤でスクラビングすることにキって、選択的に除去する
ことができる。第3に、−酸化炭素を選択的に酸化して
手際化炭素にすることができる。これは二重の効果を有
する。そのような酸化は、再循環気体を200〜650
°Cの温度範囲で適当な触媒例えば白金含有モレキュラ
ーシーブに接触させることによって実施するととができ
る。この白金含有モレキュラーシープは存在するメタク
ロレインもしくけその他の炭化水素をあまり酸化するこ
となく上記酸化を行うことができるようなものである。
This ratio can be adjusted according to the invention in at least three basic ways. First, carbon dioxide can be introduced from an external source to increase the CO2/CO ratio. Second, -carbon oxides can be selectively removed, for example by scrubbing with -carbon oxide absorbers. Thirdly, -carbon oxide can be selectively oxidized to become highly refined carbon. This has a double effect. Such oxidation reduces the recycle gas to 200 to 650
It can be carried out by contacting a suitable catalyst, such as a platinum-containing molecular sieve, in the temperature range of .degree. This platinum-containing molecular sheep is such that the above-mentioned oxidation can be carried out without significantly oxidizing methacrolein or other hydrocarbons present.

理想的には、すべての−酸化炭素が二酸化炭素に転換さ
れるはずであるが、実際にはそれより少量しか酸化され
得ない。
Ideally, all of the carbon oxide should be converted to carbon dioxide, but in reality less can be oxidized.

再循環系においては、反応器を通る各パスにおいて生成
される量に少くとも等しい量の一酸化炭素を酸化して一
酸化炭素の蓄積を防がなければならない。
In the recirculation system, an amount of carbon monoxide must be oxidized at least equal to the amount produced in each pass through the reactor to prevent carbon monoxide accumulation.

本発明の方法は、当業者には周知のモリブデンを基剤と
するヘテロポリ酸触媒特にリンモリブデン酸塩に対して
ひろく適用することができると思われる。二酸化炭素は
前述の公知特許に示されている触媒を用いたメタクロレ
インのメタクリル酸への酸化工程において効果を有する
ことがわかっている。
The process of the present invention is believed to be broadly applicable to molybdenum-based heteropolyacid catalysts, particularly phosphomolybdates, which are well known to those skilled in the art. Carbon dioxide has been found to be effective in the oxidation process of methacrolein to methacrylic acid using the catalysts described in the aforementioned patents.

これらの触媒はモリブデン、銅、リン、アンチモンおよ
びセシウムおよび/またはカルシウムの酸化含有化合物
を含み、また下記のBに適した元λ(01,CuaPb
8b(AdBeOx  で表すことができる。ここで、
Aはセシウムおよび/またはカルシウム、BケN ts
 Z n s It、u、 Thh、 Pd、 P t
、 As、 K、 Rb、 S r、 Ba、Cr。
These catalysts contain molybdenum, copper, phosphorus, antimony and cesium and/or calcium oxidation-containing compounds and also contain the element λ(01,CuaPb
8b (can be expressed as AdBeOx, where:
A is cesium and/or calcium, B is N ts
Z n s It, u, Thh, Pd, P t
, As, K, Rb, Sr, Ba, Cr.

V、 Nb、wSMn、 Reおよび稀上類金m例工ば
Laカラ選択される元素である。aSb、c、dSeお
よびXばM012に対するそれぞれの成分の原子数比を
示し、aけo、 05〜3、bは0.1〜5、Cけ0.
01〜乙、dけ0.1〜6、eけD〜3好ましくけ0.
01〜3であり、Xけ触媒中の他の成分の原子価数と比
率により定まる値である。好ましくはbけ0.5〜3、
より好ましくは1〜2、もつと好ましくは約1.2〜1
.8であり、Cは0.01〜1であるのが好ましい。特
に好ましい触媒としては成分Bがタングステンもしくは
レニウムであるものが挙げられる。基本式の特徴が維持
されるならば、触媒の活性もしくは選択性を高めるため
に、触媒製造にあたって他の元素を微量に含讐ぜるよう
にする仁ともできる。この触゛媒は、前述の元素の酸化
物の混合物もしくけ該元素の酸素含有化合物の混合物ま
たはこれら両者の混合物と考えることができる。
V, Nb, wSMn, Re and rare metals, for example La, are the elements selected. The atomic ratio of each component to aSb, c, dSe and X to M012 is shown.
01 to Otsu, d to 0.1 to 6, e to D to 3, preferably 0.
01 to 3, and is a value determined by the valence numbers and ratios of other components in the X-catalyst. Preferably bke 0.5 to 3,
More preferably 1 to 2, more preferably about 1.2 to 1
.. 8, and C is preferably 0.01 to 1. Particularly preferred catalysts include those in which component B is tungsten or rhenium. If the characteristics of the basic formula are maintained, trace amounts of other elements can be added to the catalyst in order to increase the activity or selectivity of the catalyst. The catalyst can be considered as a mixture of oxides of the aforementioned elements or as a mixture of oxygen-containing compounds of said elements or as a mixture of both.

製造されたtまの状態および/または反応条件下で、こ
の触媒は上記酸化物混合物もしくけ酸素含有化合物混合
物またはこれら両者を含むことができるが、いずれも「
酸化物の混合物」という言葉で表現することにする。
In its as-prepared state and/or under the reaction conditions, the catalyst may contain the above-mentioned oxide mixtures, oxygen-containing compound mixtures, or both;
We will use the word ``mixture of oxides.''

この触媒は支持されていない形例えばいろいろな大キさ
のペレットの形あるいけその他の圧縮した形で好都合に
使用できるが、従来の担体を使用しても良い。この触媒
は当業者には周知の従来からの方法を用いて製造するこ
とができる。例えば、モリブデン〜銅、リン、アンチモ
ン、セシウムおよびレニウムの化合物をそれぞれ少量の
水もしくけ他の溶剤に溶かしてから、この溶液を混合し
て例えば回転乾燥機で蒸発乾燥させる。いくつかの成分
を溶液内に種々の塩もしくは便利り型の他の化合物の形
で導入することができ、触媒前駆物質として特別な形は
必要でない。しかし、アンモニウム塩、ハロゲン化物例
えば塩化物、硝酸塩も己〈け元素の酸の形例えばリン酸
は特に適当がものである。しかしながら、好ましくけ、
水溶液を使用し、元素の水溶性の形を使用する。場合に
よっては、該水溶液に、触媒前駆物質の溶解を促進する
ために酸および/!f、たけ塩基を加えても良い。
The catalyst is conveniently used in unsupported form, for example in the form of pellets of various sizes, or in other compacted forms, although conventional supports may be used. This catalyst can be manufactured using conventional methods well known to those skilled in the art. For example, compounds of molybdenum to copper, phosphorus, antimony, cesium and rhenium are each dissolved in a small amount of water or other solvent, and the solutions are mixed and evaporated to dryness, for example in a rotary dryer. Some of the components can be introduced into the solution in the form of various salts or other compounds of convenient type, and no special form is required as the catalyst precursor. However, ammonium salts, halides such as chlorides, nitrates, and also the acid forms of self-containing elements such as phosphoric acid are particularly suitable. However, preferably
Use aqueous solutions and use water-soluble forms of elements. Optionally, the aqueous solution includes an acid and/or! to promote dissolution of the catalyst precursor. f. A base may be added.

例えば、塩酸もしくは硝酸のようが酸、または水酸化ア
ンモニウムのような塩基を必要に応じて使用することが
できる。蒸発により生成される粉末は完全に乾燥させて
から、好ましくは同一寸法の圧縮成形品例えばペレット
の製造の邪りになる大きな粒子をふるいで除去する。通
常、この粉末は20メツシユのふるいを通過する。それ
から、この粉末に有礪バインダーを混合する。このバイ
ンダーは従来から用いられている任意の型のもの例えば
ポリビニルアルコールで良い。さらにこの混合物を十分
に乾燥させてからもう一度ふるいにかける。通常20〜
60メツシユのふるいを通る大きさになる。次に、好ま
しくけこの乾燥した混合物に潤滑剤を混合する。これも
従来から用いられている任意の型のもので良く、例えば
ステアリン酸もしくはグラファイトを用いることができ
る。
For example, an acid such as hydrochloric acid or nitric acid, or a base such as ammonium hydroxide can be used if desired. The powder produced by evaporation is completely dried and then preferably sieved to remove large particles which would interfere with the production of compacted articles of the same size, for example pellets. Typically, this powder passes through a 20 mesh sieve. This powder is then mixed with a binder. The binder may be of any conventional type, such as polyvinyl alcohol. After this mixture is thoroughly dried, it is sieved again. Usually 20~
It will be large enough to pass through a 60 mesh sieve. A lubricant is then preferably mixed into the dry mixture. This may also be of any conventional type, for example stearic acid or graphite.

次に、必要な形に圧縮成形例えばペレット化する。Next, it is compression molded, for example, pelletized, into the desired shape.

この圧縮成形された形は通常1.6 mW (にインチ
)から95關(%)インチの高さと直径を有するもので
ある。最後に、このようにして製造した触媒組成物を当
業者には周知の方法によって高温で長時間処理して活性
化する。例えば、ペレットをオーブンもしくけキルン、
または空気が通る管に入れて高温(例えば300〜5″
00°C1好ましくは325〜450°C)で少くとも
10時間処理する。
The compression molded shapes typically have heights and diameters from 1.6 mW (in.) to 95 mW (in.) inches. Finally, the catalyst composition thus produced is activated by a prolonged treatment at elevated temperatures by methods well known to those skilled in the art. For example, put pellets in an oven or kiln,
Or put it in a tube through which air can pass and put it at a high temperature (e.g. 300-5"
00°C (preferably 325-450°C) for at least 10 hours.

特に好ましい活性化法は、温度を最大42(lli°c
好ましくけ320〜400℃まで20℃/時間の速度で
上昇させ、この温度に8時間保つことである。
A particularly preferred activation method involves increasing the temperature up to 42°C (lli°C
Preferably, the temperature is increased to 320-400°C at a rate of 20°C/hour and maintained at this temperature for 8 hours.

使用する酸化条件はメタクロレインの酸化で一般に用い
られる条件と同じであ・るが、供給原料気体内に大きな
割合の二酸化炭素を意図的に使用するという点が異って
いる。酸素のメタクロレインに対するモル比は引火性範
囲に近い高い値に維持するのが好ましい。水蒸気は目的
とする生成物に対する選択性を高めるのに使用する。
The oxidation conditions used are the same as those commonly used in the oxidation of methacrolein, with the exception of the intentional use of a large proportion of carbon dioxide in the feed gas. The molar ratio of oxygen to methacrolein is preferably maintained at a high value close to the flammable range. Steam is used to increase selectivity to the desired product.

メタクロレインの濃度は全供給原料気体の5から約20
容N%好ましくけ5から約15容量%とすることができ
る。一般に、このアルデヒドは供給原料の少くとも6容
量%が用いられる。酸素の使用範囲け5から15容量%
、好ましくは5から12容量%であり、水蒸気の使用範
囲け50容量%までで好ましくは5から35容量%であ
る。二酸化炭素の一酸化炭素に対するモル比は、本発明
に従って再循環法が使用される場合のメタクロレインの
酸化において通常見られる0、 7 / 1〜1.5A
よりも大きくする。−回通しの工程を使用する場合には
、二酸化炭素は任意の必要量だけ供給原料気体に添加す
ることができる。残りはいろいろな気体例えば不活性ガ
スもしくけこの酸化反応の微量副生物である。
The concentration of methacrolein ranges from 5 to about 20 of the total feed gas.
The volume N% can preferably be from 5 to about 15% by volume. Generally, the aldehyde is used at least 6% by volume of the feedstock. Usage range of oxygen: 5 to 15% by volume
, preferably from 5 to 12% by volume, up to 50% by volume within the range of steam usage, preferably from 5 to 35% by volume. The molar ratio of carbon dioxide to carbon monoxide is between 0.7/1 and 1.5 A, which is normally found in the oxidation of methacrolein when the recycling method is used according to the invention.
Make it bigger than. - When using a recirculation process, carbon dioxide can be added to the feed gas in any required amount. The remainder is various gases such as inert gases and trace by-products of the oxidation reaction.

最良の結果を得るためには、この酸化反応の温度は約2
70から450’C好ましくけ280から400℃、さ
らに好ましくけ290から625°Cとすべきである。
For best results, the temperature of this oxidation reaction should be approximately 2
It should be 70 to 450'C, preferably 280 to 400C, more preferably 290 to 625C.

この反応の発熱反応であるから、通常熱を反応器から運
び去るための手段を用いて温度上昇を防ぐ。温度上昇の
防止により、メタクロレインが完全な酸化により破壊さ
れて酸化炭素と水になることが少くなる。反応器の温度
は周知の方法例えば触媒を含む管を溶融塩浴で包囲する
ことによって制御することができる。あるいけ他の型の
従来から用いられている反応を使用することもできる。
Since this reaction is exothermic, means to remove heat from the reactor are usually used to prevent temperature rise. By preventing temperature rise, methacrolein is less likely to be destroyed by complete oxidation to carbon oxide and water. The temperature of the reactor can be controlled in known manner, for example by surrounding the tubes containing the catalyst with a bath of molten salt. Other types of conventional reactions may also be used.

この反応は大気圧、過圧もしくtま減圧下で実施するこ
とができる。しかしながら、大気圧から約8製(絶対圧
)を用いるのが好ましく、さらに好ましいのは大気圧か
ら約6.3¥i(絶対圧)であり、もつとも好ましいの
は大気圧から約4.5¥i(絶対圧)である。
This reaction can be carried out at atmospheric pressure, superatmospheric pressure or under reduced pressure. However, it is preferable to use a pressure of about 8 (absolute pressure) from atmospheric pressure, more preferably about 6.3 yen (absolute pressure) from atmospheric pressure, and even more preferably about 4.5 yen (absolute pressure) from atmospheric pressure. i (absolute pressure).

この不飽和酸生成物は当業者には周知のいくつかの方法
によって採取することができる。例えば、この酸は凝縮
させるか、または水もしくは他の適当な溶剤によってス
クラビングしてからスクラビング液からこの不飽和酸生
成物を分離するかすることができる。酸採取工程後に残
留する気体はメタクロレインの酸化を完全に行うために
反応に再循環させることができる。ただし、本発明の効
果は一同通しの反応においても同様に得ることができる
This unsaturated acid product can be obtained by several methods well known to those skilled in the art. For example, the acid can be condensed or scrubbed with water or other suitable solvent to separate the unsaturated acid product from the scrubbing liquid. The gas remaining after the acid extraction step can be recycled to the reaction to complete the oxidation of methacrolein. However, the effects of the present invention can be similarly obtained even in a simultaneous reaction.

本発明は以下の実施例によりさらに十分に理解されるで
あろう。しかし、当然のことながら、これらの実施例は
説明を意図するだけのものであり、本発明を制限するも
のと解釈してはならない。
The invention will be more fully understood by the following examples. However, it should be understood that these examples are intended to be illustrative only and should not be construed as limiting the invention.

実施例1 触媒の製造 636gの(NH4)s Moフ024・4H20を7
50CCの水に溶かした。それから、21.71のCu
(NO3)z ・3 H2Ot 100 ccfJ水K
fftカL、5a49 ノCsNO3を150CCの水
に溶かし、20.59の5bCt3を300 ccの水
と10CCの濃塩酸との混合物に溶かし、5gのRe、
O,を100CCの水に溶かし、34.59のH,PO
4を100CCの水と50CCの58%NH4OH溶液
との混合物に溶かした。これらの浴液を400 ccの
58%NH,OHと混合して4000ccの容量を持つ
回転乾燥機に入れ、最大温度140〜200°Cの温度
で蒸発乾燥させた。
Example 1 Preparation of catalyst 636 g of (NH4)sMoF024.4H20 was
Dissolved in 50cc of water. Then, 21.71 Cu
(NO3)z ・3 H2Ot 100 ccfJ water K
fft KaL, 5a49 CsNO3 was dissolved in 150 cc of water, 20.59 of 5bCt3 was dissolved in a mixture of 300 cc of water and 10 cc of concentrated hydrochloric acid, 5 g of Re,
Dissolve O, in 100 cc of water, 34.59 H, PO
4 was dissolved in a mixture of 100 CC of water and 50 CC of 58% NH4OH solution. These bath solutions were mixed with 400 cc of 58% NH,OH, placed in a rotary dryer with a capacity of 4000 cc, and evaporated to dryness at a maximum temperature of 140-200°C.

生成された粉末を乾燥機から取出し、オープン内で20
0°Cで4時間乾燥させた。この乾燥粉末を20メツシ
ユのふるいにかけてから、ポリビニルアルコールの4%
水溶液を湿った混合物を作るのに十分な量だけ添加して
、この混合物を75〜80°Cで水分率が2〜4重量%
に低下するまで乾燥させた。それからこの乾燥混合物か
ら20〜60メツシユの大きさの粒子をふるい分けて、
約2〜6%のステアリン酸粉末と十分に混合した。次に
、この生成混合物tl−3,2mm (%インチ)の高
さと直径を有するペレットCてした。このペレット内に
は触媒成分モリブデン、銅、リン、アンチモン、セシウ
ムおよびレニウムがそれぞれの原子数の比12.0.3
.1.0.6.1および0.07(計算値)で存在する
。それから、オープン内で、100°Cで1時間加熱し
、次に20℃/時間の速度で370℃まで徐々に昇温し
、この温度に8時間保持することによってペレットを活
性化した。この触媒を実施例2の方法によって試験した
Take out the generated powder from the dryer and dry it in the open for 20 minutes.
It was dried at 0°C for 4 hours. Sift this dry powder through a 20-mesh sieve, then add 4% polyvinyl alcohol.
The aqueous solution is added in sufficient quantity to form a wet mixture and the mixture is heated at 75-80°C to a moisture content of 2-4% by weight.
dried until it decreased to . Then, from this dry mixture, particles with a size of 20 to 60 mesh are sieved,
Thoroughly mixed with about 2-6% stearic acid powder. This product mixture was then made into pellets with a height and diameter of 3.2 mm (% inches). In this pellet, the catalyst components molybdenum, copper, phosphorus, antimony, cesium, and rhenium each have an atomic ratio of 12.0.3.
.. 1.0.6.1 and 0.07 (calculated value). The pellets were then activated by heating at 100°C for 1 hour in an open, then gradually increasing the temperature to 370°C at a rate of 20°C/hour and holding at this temperature for 8 hours. This catalyst was tested according to the method of Example 2.

実施例2 触媒の試験 実施例1の触媒組成物57gを12.7顛x2286冨
−(%インチ×90インチ)のステンレス鋼管の反応=
=%入れた。反応器鋼管には従来のやり方で触媒ベッド
上に100ccの不活性充填物を詰めて、触媒との均一
温度接触が確実になるようにした。
Example 2 Catalyst Testing 57 g of the catalyst composition of Example 1 was reacted in a 12.7 x 2286 (% inch x 90 inch) stainless steel tube =
=% entered. The reactor steel tube was conventionally packed with 100 cc of inert packing above the catalyst bed to ensure uniform temperature contact with the catalyst.

メタクロレイン、酸素および水蒸気を含む供給原料気体
混合物を圧力1.74υ(絶対圧)および空間速度約3
800 hr−1で反応器に供給した。「空間速度」と
いう言葉は従来から用いられている意味すなわち触媒1
tあたりかつ1時間あたりの気体リットル数(標準温度
と標準圧力)の意味で使用する。供給原料気体の大体の
組成は、6〜7容量%メタクロレイン、11〜12容量
%酸素および20容量%水蒸気であり、残りは窒素、二
酸化炭素および一酸化炭素のいろいろな組合せである。
A feed gas mixture containing methacrolein, oxygen and water vapor was heated to a pressure of 1.74 υ (absolute) and a space velocity of about 3
800 hr-1 was fed to the reactor. The term "space velocity" has the conventional meaning, i.e. catalyst 1.
It is used to mean the number of liters of gas (at standard temperature and pressure) per ton and per hour. The approximate composition of the feed gas is 6-7% by volume methacrolein, 11-12% by volume oxygen and 20% by volume water vapor, with the remainder being various combinations of nitrogen, carbon dioxide and carbon monoxide.

定量は湿量基準で行った。反応は連続的に実施し、流出
気体は数時間間隔で分析した。分析は周知の技術を用い
てガスクロマトグラフィーおよび赤外分光写真法によっ
て実施した。メタクリル酸の平均生成量は一定時間間隔
で測定し、また反応器の温度は必要収率を得るために必
要に応じて調節した。すなわち、転換生成物と選択性と
を、触媒1りあたりかつ1時間あたりに生成されるメタ
クリル酸の量が約0.42 gになるように、比較を行
う目的で調節した。触媒:はもはや必要量のメタクリル
酸を生成することができなくなるまで使用し1この厳し
い条件下での触媒有効寿命を決定した。
Quantification was performed on a wet basis. The reaction was carried out continuously and the effluent gas was analyzed at intervals of several hours. Analysis was performed by gas chromatography and infrared spectroscopy using well known techniques. The average production of methacrylic acid was measured at regular time intervals and the reactor temperature was adjusted as necessary to obtain the required yield. That is, the conversion products and selectivities were adjusted for comparison purposes so that the amount of methacrylic acid produced per catalyst per hour was approximately 0.42 g. The catalyst was used until it could no longer produce the required amount of methacrylic acid.1 The useful life of the catalyst was determined under these severe conditions.

ここで注意すべきことは、この試験は、経済上の比較考
量によって選択作業条件の厳しさが決定される該触媒の
工業的使用における一般的条件を代表させることを意図
していないということである。
It should be noted that this test is not intended to be representative of conditions typical of industrial use of the catalyst, where economic considerations determine the severity of the selected operating conditions. be.

実施例3 第1表に、実施例1の触媒を使用して、実施例2の方法
によって実施した一連の試験の結果を示す。
Example 3 Table 1 shows the results of a series of tests carried out using the catalyst of Example 1 and according to the method of Example 2.

第  1  表 1 −−60  71.6 2 −□ 6’o −240 3654−197,9 43030−92,に の結果から明らかなように、窒素しか使用しない場合に
較べると、二酸化炭素の存在により触媒の生産性が高ま
っている。試験4は、純粋の酸素を使用した場合(す寿
わち窒素が導入されない場合)に、未反応メタクロレイ
ンとそれに伴う気体とを再循環させることにより得られ
る代表的なCO!ZCO比に近い値を示している。この
条件は、反応を試験1に類似した、空気を用いて一回通
しで実施する場合よりも触媒寿命に関して良い結果を与
えていることがわかる。この効果をさらに高めるために
は、供給原料気体がこの酸化反応で自然に生じるCO2
よりも多くのC02を含むようにすべきであり、また−
酸化炭素の量はできるだけ少くするのが好ましい。
As is clear from the results in Table 1 --60 71.6 2 -□ 6'o -240 3654-197,9 43030-92, the presence of carbon dioxide Catalyst productivity is increasing. Test 4 is a representative example of CO! obtained by recycling unreacted methacrolein and associated gas when pure oxygen is used (i.e., no nitrogen is introduced). It shows a value close to the ZCO ratio. It can be seen that these conditions give better results in terms of catalyst life than when the reaction is carried out in one pass with air, similar to test 1. To further enhance this effect, the feedstock gas must contain the CO2 naturally produced in this oxidation reaction.
It should contain more C02 than -
Preferably, the amount of carbon oxide is as small as possible.

実施例4 本発明の好ましい実施法は、酸化反応を未反応メタクロ
レインを再循環させ、また存在する一酸化炭素を選択酸
化により二酸化炭素に転換させることによって実施する
ものである。この実施法を添付の図面に示す。
Example 4 A preferred method of practicing the invention is to carry out the oxidation reaction by recycling unreacted methacrolein and converting any carbon monoxide present to carbon dioxide by selective oxidation. This implementation is illustrated in the accompanying drawings.

メタクロレイン酸化反応は反応器10内で実施すること
ができる。この反応器10け背型である。
The methacrolein oxidation reaction can be carried out within reactor 10. This reactor is a 10-vertical type.

触媒はペレットにして垂直管の内部に装填する。The catalyst is pelletized and loaded inside a vertical tube.

この垂直管は熱輸送液体例えば当業者によって普通に使
用される溶融塩および特殊な液体で包囲されている。あ
るいけ、反応により発生する熱をうまく除去することが
できるならば、他の型の反応器を使用することもできる
。本実施例においては実質的に純粋な酸素を使用する。
This vertical tube is surrounded by heat transport liquids such as molten salts and special liquids commonly used by those skilled in the art. Alternatively, other types of reactors may be used, provided that the heat generated by the reaction can be successfully removed. Substantially pure oxygen is used in this example.

不活性ガスによる十分なパージは不要である。周知のよ
うに、工業規模装置設計では不活性ガスによるある程度
のパージが実施されるようになっていること本あるが、
図を簡単にするためこれに関連することは示していない
Thorough purging with inert gas is not necessary. As is well known, industrial-scale equipment designs often include some level of purging with inert gas;
Nothing related to this is shown to simplify the diagram.

新鮮なメタクロレインはライン12によす反応器10に
送られ、酸素はライン14により送られる。これらの気
体は再循環流16と一緒になって混じり合ってから反応
器10にはいる。再循環流16I/′i実質的に二酸化
炭素、−酸化炭素、未反応メタクロレイン、未反応酸素
、水蒸気、少量の不活性ガスおよび軽質反応の副生物か
ら戊っている。
Fresh methacrolein is sent to reactor 10 via line 12 and oxygen is sent via line 14. These gases mix together with recycle stream 16 before entering reactor 10. The recycle stream 16 I/'i is substantially free of carbon dioxide, -carbon oxides, unreacted methacrolein, unreacted oxygen, water vapor, small amounts of inert gases and light reaction by-products.

再循環流16の組成は、約67容量%の二酸化炭素、1
3容量%の一酸化炭素、4容量%のメタクロレイン、8
容量%の酸素および7容量%の水蒸気、および1容量%
の不純物である。水蒸気の量は急冷浴20を操作するこ
とによって調節することができ、また水蒸気追加が必要
な場合にはライマ18により追加される。
The composition of recycle stream 16 is approximately 67% by volume carbon dioxide, 1
3% by volume carbon monoxide, 4% by volume methacrolein, 8
% oxygen by volume and 7% water vapor by volume, and 1% by volume
It is an impurity. The amount of water vapor can be adjusted by operating the quench bath 20, and if additional water vapor is required, it is added by the limer 18.

酸化反応器10vcけいる新鮮なメタクロレイン、酸素
および再循環流16が一緒になった供給原料気体の組成
は、7容量%のメタクロレイン、12容量%の酸素、2
0容量%の水蒸気、50容量%の二酸化炭素、10容f
fi%の一酸化炭素および1容量%の不純物である。反
応器にはいるときの温度は約28[1″C″′Cある。
Oxidation reactor 10vc fresh methacrolein, oxygen and recycle stream 16 combined feed gas composition is 7% by volume methacrolein, 12% by volume oxygen, 2% by volume.
0 volume % water vapor, 50 volume % carbon dioxide, 10 volume f
fi% carbon monoxide and 1% by volume impurities. The temperature upon entry into the reactor is approximately 28[1"C"'C.

当業者には周知のように、放出される熱は反応器10の
外殻を通る熱輸送液体(示していない)を循環させるこ
とによって除去される。作業圧力は約1.8 製(絶対
圧)である。
As is well known to those skilled in the art, the released heat is removed by circulating a heat transport liquid (not shown) through the shell of reactor 10. The working pressure is approximately 1.8 mm (absolute pressure).

流出気体は予備冷却のために熱交換器19を通ってから
急冷浴20にはいり、そこで再循環液体流と向流接触す
ることによって冷却され凝縮する。
The effluent gas passes through heat exchanger 19 for precooling before entering quench bath 20 where it is cooled and condensed by countercurrent contact with the recirculating liquid stream.

この再循環液体流は実質的にメタクリル酸の水溶液であ
る。凝縮熱は、パージコック22を通して該液体を熱交
換器24に循環させ、さらに該液体を急冷浴20に戻す
ことによって除去される。該液体の一部は液体流26と
して除去されメタクリル酸採取のために他の装置(示し
ていない)に送られる。温度約40°Cで凝縮しない気
体は圧縮機29およびライン28を経て一酸化炭素酸化
反応器62に送られる。使用する触媒によっては、熱交
換器30(随意使用)に熱を加え気体温度を必要な高さ
まで上昇させることができる。本実施例においては、モ
レキュラーシープ(下に述べる)の細孔内にとり込まれ
ている0、02重量イの白金の固定ベッドを反応器32
内に使用する。反応器32は急冷浴20からやって来る
未凝縮気体内の一酸化炭素の約10%を約600°Cの
温度で二酸化炭素に転換することができる。連続平衡反
応系では、ライン28内の気体は約13容景%の一酸化
炭素を含み、酸化後ライン16内の気体けiI!J11
容量%の一酸化炭素を含んでいる。
This recycled liquid stream is essentially an aqueous solution of methacrylic acid. Heat of condensation is removed by circulating the liquid through purge cock 22 to heat exchanger 24 and returning the liquid to quench bath 20. A portion of the liquid is removed as liquid stream 26 and sent to other equipment (not shown) for methacrylic acid extraction. The gas that does not condense at a temperature of about 40° C. is sent via compressor 29 and line 28 to carbon monoxide oxidation reactor 62. Depending on the catalyst used, heat can be added to heat exchanger 30 (optional) to raise the gas temperature to the required height. In this example, a fixed bed of platinum weighing 0.02 wt.
Use within. Reactor 32 is capable of converting approximately 10% of the carbon monoxide in the uncondensed gas coming from quench bath 20 to carbon dioxide at a temperature of approximately 600°C. In a continuous equilibrium reaction system, the gas in line 28 contains approximately 13% carbon monoxide by volume, and after oxidation the gas in line 16 is iI! J11
Contains % carbon monoxide by volume.

二酸化炭素に転換される一酸化炭素の量は、使用触媒の
型と量および作業条件によって制御することができる。
The amount of carbon monoxide converted to carbon dioxide can be controlled by the type and amount of catalyst used and the operating conditions.

メタクロレインの酸化による損失を避けるためには、使
用触媒はメタクロレインの実質的な酸化なしで一酸化炭
素を二酸化炭素に選択酸化することができなければなら
ない。そのような触媒の一つけ直径約4〜5Aの細孔を
有するモレキュラーシープの細孔内にとり込まれる責金
族酸化触媒例えば白金を使用するものである。そのよう
なシーブの細孔は小さすぎてメタクロレインは容易には
侵入することができずしたがって酸化されにくいが、よ
り小さな一酸化炭素分子は酸化されて二酸化炭素となる
ことができる。十分に低い温度での操作により一酸化1
炭素の必要な選択酸化を呑うことができる。本発明の原
理によれば、反応器32内の反応条件を、ある量の一酸
化炭素を転換して反応器10の性能を最適化する効果を
与えるようにしうろことが理解されるであろう。
In order to avoid oxidative losses of methacrolein, the catalyst used must be capable of selectively oxidizing carbon monoxide to carbon dioxide without substantial oxidation of methacrolein. Such a catalyst uses a metal group oxidation catalyst, such as platinum, which is incorporated into the pores of a molecular sheep having pores of about 4 to 5 amps in diameter. The pores of such sieves are too small for methacrolein to easily enter and therefore not easily oxidized, but smaller carbon monoxide molecules can be oxidized to carbon dioxide. By operating at sufficiently low temperatures, monoxide 1
The necessary selective oxidation of carbon can be carried out. It will be appreciated that, in accordance with the principles of the present invention, the reaction conditions within reactor 32 may be adjusted to provide the effect of converting an amount of carbon monoxide to optimize the performance of reactor 10. .

この転換量は反応器10を通る各パスの間に生成される
一酸化炭素と同じ量にするだけで亀良く、または二酸化
炭素と一酸化炭素との比を調節する必要がある場合には
より多くの一酸化炭素を転換することもできる。
The amount of conversion can be simply equal to the amount of carbon monoxide produced during each pass through reactor 10, or more if the ratio of carbon dioxide to carbon monoxide needs to be adjusted. Much carbon monoxide can also be converted.

メタクロレイン反応器供給原料気体のCO鵞の量を増大
させるもう一つの方法は、再循環気体からCOを選択的
に除去することである。001760モル比は前述の反
応器作業条件下では自然発生的には約0.771〜1.
5/L(通常的1/1)であるから、純粋酸素を供給原
料とする場合には、再循環気体におけるそれぞれの酸化
炭素の濃度は約60%まで上昇する。もしCOを選択的
に除去することができれば、C02濃度をかなりの高さ
までひきあげることができる。CO除去の方法は他の工
程に関して周知であり、該方法を本発明における使用に
適合させることができる。考えられる方法の例としては
、合成ガスから一階化炭素を採取するのに使用される低
温法、および塩化第1銅−塩化アルミニウム−トルエン
溶剤もしくは煙道ガスのスクラビングに使用される銅を
基剤とする他の同様の化合物による一酸化炭素の抽出が
ある。
Another method of increasing the amount of CO in the methacrolein reactor feed gas is to selectively remove CO from the recycle gas. 001760 molar ratio naturally occurs under the reactor operating conditions described above.
5/L (typically 1/1), so when pure oxygen is used as the feedstock, the concentration of each carbon oxide in the recycle gas increases to about 60%. If CO can be selectively removed, CO2 concentrations can be raised to considerable levels. Methods of CO removal are well known for other processes and can be adapted for use in the present invention. Examples of possible methods include cryogenic methods used to extract monomer carbon from synthesis gas, and cuprous chloride-aluminum chloride-toluene solvents or copper-based methods used for flue gas scrubbing. There is extraction of carbon monoxide by other similar compounds as agents.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の方法を実施するための装置例である。 図中、10はメタクロレイン酸化反応器、32け一酸化
炭素酸化反応器である。 代理人 弁理士  秋 沢 政 光 他1名 昭和ケ2年2月)−Q目 特許庁本官 殿 1、事件の表示 σ斗 願昭タZ−第1αり2にダ号 3、補正をする者 11τ件との関係 広屡艷又 居 所 東京都中史区]」本僑兜町12番1号大洋ビル
補正命令 ””IIヵjf11!111i1flヶ、1の1′(伺
 昭和  年  月  「1(発送)昭和57年/タ月
28日 特許庁渠 宮 殿 1、事件の表示 特願昭57−第124’?64−号 2、発eBの名称 メックnレインをメタクタルmk気A刊鈎妥イb’V−
3オ該3、補正をする者 ”1汁トとの関係 出汐0人
FIG. 1 shows an example of an apparatus for carrying out the method of the invention. In the figure, 10 is a methacrolein oxidation reactor and a 32 carbon monoxide oxidation reactor. Agent Patent attorney Masamitsu Akizawa and 1 other person (February 1942) - Q Patent Office Head 1, Indication of the case σto Gansho Ta Z - 1 α 2, DA 3, amendment Relation to case No. 11 of Hirotaka Mata Residence: Chushi-ku, Tokyo] 12-1 Taiyo Building, Honkyo Kabuto-cho Correction Order 1 (shipped) 1985/Ta month 28 Patent Office, Palace 1, Indication of the case Patent application 1987-124'?64-No. 2, issue eB name MEC n rain, Metaktal mk ki A publication hook Compromised b'V-
3. 3. Person who makes corrections” 1. Relationship with Shiruto Idushio 0 people

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)  モリブデン、リン、銅、アンチモンおよびセ
シウムおよび/またはカルシウムを含み、N1、Zn、
 Ru、 Rh、 Pd、 PL、 As、風Rb、 
Sr、 Ba、 Cr。 ■、Nb、 W、■、Re  および稀土類金属例えば
Laから成る元素群から随意に選択した一つ以上の元素
を含む触媒の存在下で分子状酸素によりメタクロレイン
をメタクリル酸に気相酸化スル方法ニおいて、該酸化を
メタクロレインの[によって発生する本のよりも大きな
CO□/Coモル比のもとで実施することを特徴とする
方法。 (2)二酸化炭素が酸化反応以外の供給源から供給され
る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (3)  前記酸化における未反応気一体が再循環させ
られかつ一酸化炭素が該再循環気体から除去される特許
請求の範囲第1項に記載の方法。 (4)  前記再循環気体内の前記−酸化炭素がメタク
ロレインの存在下で選択的に酸化されて二酸化炭素にな
る特許請求の範囲第3項に記載の方法。 (5)前記選択的酸化が触媒の存在下で実施される特許
請求の範囲第4項に記載の方法。 (6)前記触媒がモレキュラーシーブに支持された貴金
属である特許請求の範囲第5項に記載の方法。 (力 前記触媒が直径約4〜5 A’の細孔を有するモ
レキュラーシープに支持された白金である特許請求の範
囲第6項に記載の方法。 (8)前記触媒がモリブデン、リン、銅、アンチモン、
セシウムおよびレニウムから成る特許請求の範囲第1項
に記載の方法。 (9)前記CO,/Coモル比が約1よりも大きい特許
請求の範囲第1項に記載の方法。 (10前記触媒が式MO12CuaPbSbcAdBe
Oxで定義され、人がセシウムおよび/またはカルシウ
ムであり、BがNi、 Zn、 Ru、 Rtt、 P
d、 Pt、 As、 K、 Rh、 Sr。 Ba、 Cr1VSNb、 W、 Mn、 TLe k
 J: U柿土類金m例えはLa から成る元素群の一
つ以上の元素であり、a、b、c、d、eおよびXがλ
4012に対するそれぞれの成分の原子数の割合を示し
、a=0.05〜6、b = C1,’l〜5、C二0
.01〜1、d = o、 1〜3、e=0〜6であり
、Xがその他の元素の原子価数と比率によって決定され
る値を有する特許請求の範囲第1項に記載の方法。
[Claims] (1) Contains molybdenum, phosphorus, copper, antimony, and cesium and/or calcium, and contains N1, Zn,
Ru, Rh, Pd, PL, As, wind Rb,
Sr, Ba, Cr. Gas-phase oxidation of methacrolein to methacrylic acid with molecular oxygen in the presence of a catalyst containing one or more elements arbitrarily selected from the group consisting of A method characterized in that the oxidation is carried out under a CO/Co molar ratio greater than that generated by methacrolein. (2) The method according to claim 1, wherein carbon dioxide is supplied from a source other than an oxidation reaction. 3. The method of claim 1, wherein unreacted gases in the oxidation are recycled and carbon monoxide is removed from the recycled gas. 4. The method of claim 3, wherein the carbon oxide in the recycle gas is selectively oxidized to carbon dioxide in the presence of methacrolein. (5) The method according to claim 4, wherein the selective oxidation is carried out in the presence of a catalyst. (6) The method according to claim 5, wherein the catalyst is a noble metal supported on a molecular sieve. (8) The method of claim 6, wherein the catalyst is platinum supported on a molecular sheet having pores of about 4-5 A' in diameter. (8) The catalyst is molybdenum, phosphorous, copper, antimony,
A method according to claim 1, comprising cesium and rhenium. (9) The method of claim 1, wherein the CO,/Co molar ratio is greater than about 1. (10 The catalyst has the formula MO12CuaPbSbcAdBe
Ox is defined as cesium and/or calcium, B is Ni, Zn, Ru, Rtt, P
d, Pt, As, K, Rh, Sr. Ba, Cr1VSNb, W, Mn, TLe k
J: U persimmon earth metal m An example is one or more elements of the element group consisting of La, where a, b, c, d, e and X are λ
The ratio of the number of atoms of each component to 4012 is shown, a = 0.05 ~ 6, b = C1, 'l ~ 5, C20
.. 01-1, d=o, 1-3, e=0-6, and X has a value determined by the valences and proportions of the other elements.
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