JPS59160537A - Preparation of catalyst for manufacturing methacrylic acid - Google Patents

Preparation of catalyst for manufacturing methacrylic acid

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JPS59160537A
JPS59160537A JP58034368A JP3436883A JPS59160537A JP S59160537 A JPS59160537 A JP S59160537A JP 58034368 A JP58034368 A JP 58034368A JP 3436883 A JP3436883 A JP 3436883A JP S59160537 A JPS59160537 A JP S59160537A
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JP
Japan
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catalyst
methacrylic acid
acid
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water
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JP58034368A
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Japanese (ja)
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Kyoji Odan
恭二 大段
Mikio Hidaka
幹雄 日高
Masataka Fujinaga
昌孝 藤永
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a catalyst having good reproducibility and securing a high methacrylic acid yield by mixing phosphomolybdic acid and compds. contg. other catalytic component elements therewith in the presence of water, concentrating, aging after adjusting the water content, and heat-treating at a specified temp. CONSTITUTION:When a heteropolyphosphoric acid-type catalyst is prepared, which contains phosphorus, molybdenum, copper and arsenic as catalytic component elements for manufacturing methacrylic acid by allowing isobutyl aldehyde to react with molecular oxygen in the presence of the catalyst at high-temp. vapor phase, phosphomolybdic acid is mixed compds. contg. other catalytic component elements (e.g. arsenic acid, copper oxide) in the presence of water. The obtd. solution or a slurry is concentrated or dried to adjust so as to obtain 5- 15wt% water content. After the product is aged, it is heat-treated at 100-300 deg.C. As a result, the catalyst having good moldability, high reproducibility and securing good methacrylic acid yield is prepared.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イソブチル−アルデヒドからメタクリル酸を
高い収率で製造することができるリン、モリブデン、銅
およびヒ素を触媒成分元素として含有するヘテロポリ酸
系のメタクリル酸製造用触媒の新規製法に関するもので
ある。
Detailed Description of the Invention The present invention provides a heteropolyacid-based catalyst for producing methacrylic acid containing phosphorus, molybdenum, copper, and arsenic as catalyst component elements, which can produce methacrylic acid from isobutyl aldehyde in high yield. It concerns a new manufacturing method.

リン、モリブデン、銅およびヒ素を触媒成分元素として
含有するヘテロポリ酸系触媒の存在下にインブチルアル
デヒドを分子状酸素と高温気相で反応させてメタクリル
酸を製造する方法は、すでに知られており、ヘテロポリ
酸系触媒は、一般に触媒成分元素を含有する化合物2例
えば酸化物やリン酸塩など適当な化合物を出発原料とし
、必要に応じて担体を加え、これらを水などの存在下に
混合し、溶液状またはスラリー状にし、これを乾燥、一
般には蒸発乾固し、成形あるいは成形せずに)必要に応
じて焼成することによって製造されている(特開昭5.
5−100325号公報)。
A method for producing methacrylic acid by reacting inbutyraldehyde with molecular oxygen in a high-temperature gas phase in the presence of a heteropolyacid catalyst containing phosphorus, molybdenum, copper, and arsenic as catalyst components is already known. Heteropolyacid catalysts are generally prepared by starting with a compound containing the catalytic elements, such as an oxide or a phosphate, and adding a carrier if necessary, and mixing these in the presence of water or the like. It is produced by forming it into a solution or slurry, drying it, generally evaporating it to dryness, and optionally firing it (with or without molding) (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-118).
5-100325).

また一般にリンおよびモリブデンを含むヘテロポリ酸(
またはその塩)は、骨格構造としてケギン構造をとり、
その骨格の周りはプロトンまたはカチオン、および結晶
水によってかこまれていると云われておシ、ヘテロポリ
酸の結晶水は0〜30分子の範囲にある。
It also commonly contains phosphorus and molybdenum (
or its salt) has a Keggin structure as its skeletal structure,
It is said that the skeleton is surrounded by protons or cations and water of crystallization, and the water of crystallization of heteropolyacids ranges from 0 to 30 molecules.

本発明者らは、インブチルアルアヒトからリン。We obtained phosphorus from inbutyral ahito.

モリブデン、銅およびヒ素を触媒成分として含有するヘ
テロポリ酸系触媒を詐てメタクリル酸を製造する方法に
ついて鋭意研究を行なった結果。
The result of intensive research into a method for producing methacrylic acid using a heteropolyacid catalyst containing molybdenum, copper, and arsenic as catalyst components.

触媒の製法を改良することによって・メタクリル酸の収
率を高めうることかできることを知り2本発明に到った
The inventors discovered that it was possible to increase the yield of methacrylic acid by improving the catalyst manufacturing method, leading to the present invention.

本発明は、イソブチルアルデヒドを触媒の存在下に分子
状酸素と高温気相で反応させてメタクリル酸を製造する
ために用いるリン、モリブデン。
The present invention relates to phosphorus and molybdenum used for producing methacrylic acid by reacting isobutyraldehyde with molecular oxygen in the presence of a catalyst in a high-temperature gas phase.

銅およびヒ素を触媒成分元素として含有するヘテロポリ
酸系のメタクリル酸製造用触媒を製造する方法において
、リンモリブデン酸および他の触媒成分元素を含有する
化合物を水の存在下に混合し。
In a method for producing a heteropolyacid-based catalyst for producing methacrylic acid containing copper and arsenic as catalyst component elements, compounds containing phosphomolybdic acid and other catalyst component elements are mixed in the presence of water.

得られる溶液またはスラリーを濃縮ないし乾燥し。The resulting solution or slurry is concentrated or dried.

ついで濃縮ないし乾燥物中の水分含有量が5〜15重量
係になるように調整してから熟成させた後、100〜3
00°Cの温度で熱処理することを特徴とするメタクリ
ル酸製造用触媒の製法に関するものである。
Next, the moisture content in the concentrated or dried product is adjusted to 5 to 15% by weight, and then aged,
The present invention relates to a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, which is characterized by heat treatment at a temperature of 00°C.

本発明は、リン、モリブデン、銅およびヒ素を触媒成分
元素として含有するヘテロポリ酸系のメタクリル酸製造
用触媒の製造に有効であり、リン。
The present invention is effective for producing a heteropolyacid-based catalyst for producing methacrylic acid containing phosphorus, molybdenum, copper, and arsenic as catalyst component elements.

モリブデン、銅およびヒ素のほかに従来のこの種の触媒
系に力口えられているタングステン、鉄、ビスマス、ア
ンチモン、コバルト、亜鉛、ジルコニウム、カルシウム
、クロム、ホウ素、スズ、チタン、パラジウム、タンタ
ル、セリウム、バナジウム、マグネシウム、銀、アルミ
ニウムなどの触媒成分元素を含むメタクリル酸製造用触
媒の製造に適用でき、なかでも本発明を次の一般組成式
In addition to molybdenum, copper and arsenic, tungsten, iron, bismuth, antimony, cobalt, zinc, zirconium, calcium, chromium, boron, tin, titanium, palladium, tantalum, The present invention can be applied to the production of catalysts for producing methacrylic acid containing catalyst component elements such as cerium, vanadium, magnesium, silver, and aluminum.

Mo12  P、、  C!ubAscXd 、 O8
〔式中+ Moはモリブデン、Pはリン、Ouは銅。
Mo12 P,, C! ubAscXd, O8
[In the formula, +Mo is molybdenum, P is phosphorus, and Ou is copper.

Asはヒ素、Xはタングステン、鉄、ビスマス。As is arsenic, X is tungsten, iron, bismuth.

アンチモン、コバルト、亜鉛、ホウ素、クロム。antimony, cobalt, zinc, boron, chromium.

ジルコニウム、バナジウム、チタンおよびスズよりなる
群から選択された1種以上の元素、および0は酸素を示
し、添字のa−eは原子数を示し。
One or more elements selected from the group consisting of zirconium, vanadium, titanium, and tin, and 0 represents oxygen, and the subscripts ae represent the number of atoms.

MOの原子数を12とすると、a=0.9〜2.好まし
くは1〜1.6.  b=Q’、Q 05〜ろ、好まし
くは0.01〜1.  c =0.0’ 1〜2.好ま
しくは0.1〜1’、5.d=0〜2.好ましくはo、
oo1〜1゜eは前記各成分の原子価によって定まる値
である。
When the number of atoms of MO is 12, a=0.9 to 2. Preferably 1 to 1.6. b=Q', Q 05 to 0, preferably 0.01 to 1. c = 0.0' 1-2. Preferably 0.1-1', 5. d=0-2. Preferably o,
oo1 to 1°e are values determined by the valence of each component.

で表わされるイソブチルアルデヒドからのメタクリル酸
製造用触媒の製造に適用すると、(1)比較的に低い反
応温度で、(2)短い接触時間で、(3)メタクリル酸
を長期にわたって著しく高い収率で製造することができ
る触媒が得られる。
When applied to the production of a catalyst for the production of methacrylic acid from isobutyraldehyde represented by A catalyst is obtained that can be produced.

本発明においては、モリブデン源としてリンモリブデン
酸を使用する必要がある。モリブデン源をリンモリブデ
ン酸以外のモリブデンを含有する化合物、たとえばモリ
ブデン酸アンモニウムを使用した場合は、ヘテロポリ酸
のアンモニウム塩が生成して、充分な選択性を示す触媒
が得られない。
In the present invention, it is necessary to use phosphomolybdic acid as a source of molybdenum. If a molybdenum-containing compound other than phosphomolybdic acid, such as ammonium molybdate, is used as the molybdenum source, an ammonium salt of a heteropolyacid is produced, making it impossible to obtain a catalyst exhibiting sufficient selectivity.

また例えば酸化モリブデン、モリブデン酸などを使用し
た場合は、安定なリンモリブデン酸化合物を生成するの
に長時間を要し、充分な触媒性能を示す触媒を得るのが
困難である。
Furthermore, for example, when molybdenum oxide, molybdic acid, etc. are used, it takes a long time to produce a stable phosphomolybdic acid compound, making it difficult to obtain a catalyst exhibiting sufficient catalytic performance.

本発明で使用するモリブデン源のリンモリブデン酸とし
ては、リンとモリブデンとの原子比(P/Mo)が、、
1/12のものに限定されることはなく、一般に知られ
ているP / M ’O(原子比)が1 /、11 、
’ 1 /’10.’ 1 /9. 2/、17などの
リンモリブデン酸であってもよい。
As the molybdenum source used in the present invention, phosphomolybdic acid has an atomic ratio of phosphorus to molybdenum (P/Mo) of
It is not limited to 1/12, and the generally known P/M'O (atomic ratio) is 1/, 11,
'1/'10. '1/9. It may also be phosphomolybdic acid such as 2/, 17, etc.

本発明においては、まずリンモリブデン酸および他の触
媒成分元素を含有する化合物を水の存在下に混合して溶
液またはスラリーを調製する。他の触媒成分元素を含有
する化合物の代表的なものとしては、リン酸、ヒ酸、酸
化ヒ素、酸化銅などをはじめ、そのほかの触媒成分元素
の酸化物、水酸化物、炭酸塩などを挙げることができる
In the present invention, first, a solution or slurry is prepared by mixing a compound containing phosphomolybdic acid and other catalyst component elements in the presence of water. Typical compounds containing other catalyst component elements include phosphoric acid, arsenic acid, arsenic oxide, copper oxide, etc., as well as oxides, hydroxides, carbonates, etc. of other catalyst component elements. be able to.

リンモリブデン酸をはじめ、触媒成分元素を含有する化
合物を水の存在下に混合するにあたっての混合順序は特
に制限されないが、できればリンモリブデン酸を最初に
溶解させ;次いで他の触媒成分元素を含有する化合物を
混合する傍が望ましい。また、混合後、攪拌下に20〜
100°C好ましくは30〜80°Cの温度で6時間以
上、好ましくは5〜30時間混合溶液またはスラリーを
熟成させるのが望ましい。混合溶itたけスラリーを熟
成させることによって、より高いメタクリル酸収率を示
す触媒が得られる。この熟成によってメタクリル酸収率
が高められる原因は十分明らがではないが、リンモリブ
デン酸のへテロポリ酸の結晶構造に変化が生じ、他の触
媒成分元素を含んだ新しいヘテロポリ酸が形成されるた
めではないがと推考される。
The mixing order for mixing compounds containing catalytic component elements, including phosphomolybdic acid, in the presence of water is not particularly limited, but preferably phosphomolybdic acid is dissolved first; then other catalyst component elements are dissolved. It is preferable to mix the compounds. In addition, after mixing, under stirring,
It is desirable to age the mixed solution or slurry at a temperature of 100°C, preferably 30-80°C, for 6 hours or more, preferably 5-30 hours. By aging the mixed solution slurry, a catalyst with higher methacrylic acid yield can be obtained. The reason why the yield of methacrylic acid is increased by this aging is not completely clear, but the crystal structure of the heteropolyacid of phosphomolybdic acid changes, and a new heteropolyacid containing other catalyst component elements is formed. It is assumed that this is not for the sake of safety.

本発明においては、上記混合溶液またはスラリーに、有
機還元性物質1例えばグリコール酸、グリオキシル酸、
乳酸などのオキシカルボン酸類。
In the present invention, organic reducing substances such as glycolic acid, glyoxylic acid,
Oxycarboxylic acids such as lactic acid.

エチレングリコール、フロピレンゲリコール、ポリアル
キレングリコールなどのグリコール類、デキストリン、
デン゛プン、アルドース、ラクトースなどの糖類を添加
すると触媒の再現性が改善され。
Glycols such as ethylene glycol, fluoropylene glycol, polyalkylene glycol, dextrin,
Addition of sugars such as starch, aldose, and lactose improves the reproducibility of the catalyst.

触媒性能も向上する。有機還元性物質の使用量は。Catalyst performance is also improved. What is the amount of organic reducing substances used?

使用する有機還元性物質の種類によっても異なるが、得
られる触媒に対して0.3〜12重量%、好ましくは0
.5〜9重量%になるような量が適当である。有機還元
性物質の使用量が多すぎてもまた少なすぎてもメタクリ
ル酸収率が低くなる。有機還元性物質は1種使用しても
複数種使用しても得られる触媒の触媒性能に大差はない
Although it varies depending on the type of organic reducing substance used, it is 0.3 to 12% by weight, preferably 0.
.. A suitable amount is 5 to 9% by weight. If the amount of organic reducing substance used is too large or too small, the yield of methacrylic acid will be low. There is no significant difference in the catalytic performance of the resulting catalyst whether one type or multiple types of organic reducing substances are used.

本発明においては、リンモリブデン酸および他の触媒成
分元素を含有する化合物を水の存在下に混合し、得られ
°る溶液またはスラリーを濃縮ないし乾燥し、ついで濃
縮ないし乾燥物中の水分含有量が5〜15重量係、好ま
しくは7〜12重量%になるように調整する。この調整
は、上記溶液またはスラリーを2例えばロータリーエバ
ポレーターエ濃縮することによって得られる濃縮物中の
水分含有量が上記範囲になるまで濃縮する方法、蒸発乾
固法、噴霧乾燥法などで一度乾燥し、乾燥物に水を加え
る方法などによって行なうのが便利である。
In the present invention, compounds containing phosphomolybdic acid and other catalyst component elements are mixed in the presence of water, the resulting solution or slurry is concentrated or dried, and then the water content in the concentrated or dried product is is adjusted to 5 to 15% by weight, preferably 7 to 12% by weight. This adjustment can be carried out by concentrating the solution or slurry using a rotary evaporator until the water content in the concentrate falls within the above range, by drying the solution or slurry once using a method such as an evaporation drying method, a spray drying method, etc. It is convenient to do this by adding water to the dried material.

本発明において、水分含有量を調整したものは。In the present invention, the water content is adjusted.

これを熟成させる。熟成させることによって触媒の再現
性が高められ、高いメタクリル酸収率を示す触媒が得ら
れる。熟成は一般には15〜50°C2好ましくは20
〜40°Cの温度で2時間以上、好ましくは5〜25時
間行遂うのが適当であり、その際の雰囲気は酸素含有ガ
ス、例えば空気雰囲気あるいは窒素ガス雰囲気が適当で
ある。
Let this mature. By aging, the reproducibility of the catalyst is improved and a catalyst exhibiting a high yield of methacrylic acid can be obtained. Aging is generally carried out at 15-50°C2, preferably at 20°C.
It is suitable to carry out the reaction at a temperature of -40 DEG C. for 2 hours or more, preferably for 5 to 25 hours, and the atmosphere at that time is suitably an oxygen-containing gas, such as an air atmosphere or a nitrogen gas atmosphere.

熟成させた濃縮ないし乾燥物は、これを成形あるいは成
形せずに、100〜300°C2好ましくは120〜2
50°Cで熱処理する。
The aged concentrated or dried product is heated at 100 to 300°C2, preferably 120 to 200°C, without molding or molding.
Heat treatment at 50°C.

本発明においては、濃縮ないし乾燥物の水分含有量の調
整、調整後の熟成および熱処理温度が特に重要である。
In the present invention, the adjustment of the moisture content of the concentrated or dried product, the aging after adjustment, and the heat treatment temperature are particularly important.

水分含有量を上記範囲内に調整しなかった場合は、高い
メタクリル酸収率を示す力虫媒が得られず。
If the water content is not adjusted within the above range, a forceps medium showing a high yield of methacrylic acid cannot be obtained.

また乾燥物を成形する場合、水分含有量が多すぎても少
なすぎても成形性が悪い。捷た水分含有量を上記範囲内
に調整しても、熟成しなかったり。
Furthermore, when molding a dried product, moldability is poor if the water content is too high or too low. Even if the water content of the shredded rice is adjusted within the above range, it may not ripen.

熱処理温度が高すぎたり、低すぎたシすると、再現性の
よい高いメタクリル酸収率を示す触媒は得られない。
If the heat treatment temperature is too high or too low, a catalyst that exhibits a high yield of methacrylic acid with good reproducibility cannot be obtained.

本発明において、熱処理は前記温度で行なう必要がある
が、熱処理を効果的に行なうためには水分含有量を調整
した後熟成させ1次いであらかじめ100〜300”C
に加熱された加熱器中で急激に熱処理するのが望ましい
。熱処理時間は、一般には1時間以上、さらには5〜2
0時間が適当であり、熱処理は酸素含有ガス、例えば空
気雰囲気下にあるいは窒素ガス雰囲気下に行なうのが適
当である。
In the present invention, the heat treatment must be carried out at the above-mentioned temperature, but in order to effectively carry out the heat treatment, it is necessary to adjust the moisture content and then ripen it beforehand at a temperature of 100 to 300"C.
It is desirable to rapidly heat treat the material in a heater heated to . The heat treatment time is generally 1 hour or more, and more preferably 5 to 2 hours.
0 hours is suitable, and the heat treatment is suitably carried out under an atmosphere of an oxygen-containing gas, such as air, or under a nitrogen gas atmosphere.

水分含有量を胛整してから熟成させた後熱処理すること
によって、好ましくは急激に前記温度で熱処理すること
によって、従来の製法で製造されたリン、モ、リブデン
、銅およびヒ素を触媒成分元素として含有するヘテロポ
リ酸系の触媒による場合よりも高いメタクリル酸収率を
示す目的とする触媒が得られる。メタクリル酸収率が向
上する原因は十分明らかではないが、水分含有量の調整
By adjusting the moisture content, aging, and then heat treatment, preferably rapidly at the above temperature, phosphorus, molybdenum, copper, and arsenic produced by conventional methods can be converted into catalytic component elements. The desired catalyst is obtained which exhibits a higher yield of methacrylic acid than when using a heteropolyacid-based catalyst containing as methacrylic acid. The reason for the improvement in methacrylic acid yield is not fully clear, but adjustment of water content.

熟成および熱処理によって、さらには有機還元性物質の
使用などによって、ヘテロポリ酸の結晶構造に変化が生
じ、これが触媒活性を一段と高めていると思われる。
It is thought that aging and heat treatment, as well as the use of organic reducing substances, cause changes in the crystal structure of the heteropolyacid, which further enhances the catalytic activity.

本発明によって得られる触媒中の各触媒成分元素は、リ
ンモリブデン酸などのへテロポリ酸およびそれらの銅塩
の混合物をはじめ、複数の触媒成分元素が酸素′ととも
に結合した複合した複合酸化物、各触媒成分元素単独。
Each catalyst component element in the catalyst obtained by the present invention includes a mixture of heteropolyacids such as phosphomolybdic acid and their copper salts, a composite oxide in which a plurality of catalyst component elements are combined together with oxygen, and various Catalyst component element alone.

の酸化物などの混合物として存在している。It exists as a mixture of oxides, etc.

本発明においては、触媒製造時に担体を加えて目的とす
る触媒を製造しても差支えない。また本発明によって得
られた触媒をメタクリル酸の製造に使用する際に担体と
一緒に使用しても差支えない。
In the present invention, a carrier may be added during catalyst production to produce the desired catalyst. Furthermore, when the catalyst obtained according to the present invention is used in the production of methacrylic acid, it may be used together with a carrier.

担体としては、従来アクリル酸、メタクリル酸などの製
造用触媒の担体として公知のものがいずれも使用でき9
例えばけいそう土、アルミナ、シリカ、シリカゾル、シ
リコンカーバイド、グラファイトなどを挙げることがで
きる。
As the carrier, any of those conventionally known as carriers for catalysts for producing acrylic acid, methacrylic acid, etc. can be used.
Examples include diatomaceous earth, alumina, silica, silica sol, silicon carbide, and graphite.

本発明によって得られた触媒の存在下にインブチルアル
デヒドを分子状酸素と高温気相で反応させてメタクリル
酸を製造するにあたり1反応に使用する分子状酸素とし
ては、純酸素ガスでもよいが、特に高純度である必要も
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。また反応においては分子状酸素およびイソブチル
アルデヒドとともに希釈ガスを使用するのがよい。希釈
ガスとし・ではこの反応に悪影響を及ぼさないもの。
In producing methacrylic acid by reacting inbutyraldehyde with molecular oxygen in the high temperature gas phase in the presence of the catalyst obtained according to the present invention, the molecular oxygen used in one reaction may be pure oxygen gas, but It is generally economical and convenient to use air since it does not need to be particularly pure. Further, in the reaction, it is preferable to use a diluent gas together with molecular oxygen and isobutyraldehyde. The diluent gas is one that does not adversely affect this reaction.

例えば窒素ガス、炭酸ガス、水蒸気などが使用でき、な
かでも水蒸気はメタクリル酸の選択率を一向上させる作
用があるだけでなく、触媒活性を持続させる作用がある
ので、水蒸気を存在させて反応を行なうのがよい。
For example, nitrogen gas, carbon dioxide gas, water vapor, etc. can be used. Among them, water vapor not only has the effect of improving the selectivity of methacrylic acid, but also has the effect of sustaining the catalytic activity, so the reaction can be carried out in the presence of water vapor. It's good to do it.

また反応に使用するインブチルアルデヒドとしても分子
状酸素と同様に特に高純度である必要はない。
Furthermore, the inbutyraldehyde used in the reaction does not need to be particularly pure, like molecular oxygen.

本発明によって得られた触媒は、流動床、移動床、固定
床反応器などいずれの反応器でも使用できるが、この発
明で得られた触媒は、比較的低い反応温度、短い接触時
間でイソブチルアルデヒドの反応率およびメタクリル酸
の選択率が高く、長期間にわたって触媒活性を持続させ
ることができるという利点があるので、一般には固定床
反応器で使用するのが有利である。
The catalyst obtained according to the present invention can be used in any reactor such as a fluidized bed, moving bed, or fixed bed reactor. It is generally advantageous to use a fixed bed reactor because it has the advantages of high reaction rate and high selectivity to methacrylic acid, and the ability to maintain catalytic activity over a long period of time.

また反応は、常圧、加圧、減圧下などいずれで行なって
もよいが、一般には常圧で行なうのが便利である。また
反応温度は200〜400℃、好ましくは250〜35
0℃、特に260〜320℃が好適である。また接触時
間は0.1〜10秒。
The reaction may be carried out under normal pressure, increased pressure, or reduced pressure, but it is generally convenient to carry out the reaction under normal pressure. The reaction temperature is 200 to 400°C, preferably 250 to 35°C.
0°C, especially 260-320°C is preferred. Further, the contact time is 0.1 to 10 seconds.

好ましくは0.5〜5秒が適当である。反応にはイソブ
チルアルデヒドおよび分子状酸素、一般には空気に、さ
らに水蒸気を加えた混合ガスを使用するのが好適であり
、混合ガスの組成はイソブチルアルデヒド1モルに対し
て9分子状酸素が0.5〜7モル、好ましくは1〜5モ
ルで、水蒸気が0.5〜30モル、好ましくは1〜10
モルであることが好適である。
Preferably, 0.5 to 5 seconds is appropriate. For the reaction, it is preferable to use a mixed gas of isobutyraldehyde and molecular oxygen, generally air, with water vapor added.The composition of the mixed gas is 9 molecular oxygen per 1 mole of isobutyraldehyde and 0.0. 5 to 7 moles, preferably 1 to 5 moles, and water vapor 0.5 to 30 moles, preferably 1 to 10 moles.
Preferably it is in moles.

また生成した目的生成物であるメタクリル酸の回収には
、従来一般に知られた方法9例えば凝縮。
In addition, methacrylic acid, which is the desired product, can be recovered by conventionally known methods 9, such as condensation.

溶剤抽出などの方法が適用される。Methods such as solvent extraction are applied.

次に実施例および比較例を示す。例中の反応率(係)、
および収率(q6)は次の定義に従う。
Next, Examples and Comparative Examples will be shown. Response rate (person) in the example,
and yield (q6) follow the following definitions.

イソブチルアルデヒドの反応率(1)=メタクリル酸の
収率蛭)= メタクロレインの収率(イ)= 実施例1 〔触媒の製造〕 リンモリブデン酸[H3P1M01204o・29H2
,0]1’001を300重m/?の水(約25℃)に
溶解させ、酸化第二銅[CuO] 0.349およびヒ
酸[H3AsO4]の60q6水溶液607を加えて混
合し、エチレングリコール1グを加え、50℃で20時
間攪拌下に熟成させた。
Reaction rate of isobutyraldehyde (1) = Yield of methacrylic acid (yield) = Yield of methacrolein (a) = Example 1 [Production of catalyst] Phosphormolybdic acid [H3P1M01204o・29H2
,0]1'001 to 300 weight m/? of water (approximately 25°C), add 0.349 of cupric oxide [CuO] and 607 of a 60q6 aqueous solution of arsenic acid [H3AsO4], mix, add 1 g of ethylene glycol, and stir at 50°C for 20 hours. Aged below.

次いでこの混合溶液をロータリーエバポレーターで水分
含有量が10重量%になるまで減圧濃縮し、室温で8時
間放置、後、濃縮物(水分含有量はほぼ同じ)を150
℃に保持した加熱器に投入して18時間窒素雰囲気下に
熱処理した後、グラファイト1重量係を加えて4 ru
nfl X 4 mmHのベレットに成形し、モリブデ
ンニリン:銅:ヒ素の原子比が12:1 :0.1 :
0.6の触媒を得た。
Next, this mixed solution was concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator until the water content became 10% by weight, and left at room temperature for 8 hours.
After putting it into a heater kept at ℃ and heat-treating it under a nitrogen atmosphere for 18 hours, 1 weight part of graphite was added to give 4 ru
It was molded into a pellet of nfl x 4 mmH, and the atomic ratio of molybdenum: copper: arsenic was 12:1:0.1:
A catalyst of 0.6 was obtained.

〔メタクリル酸の製造〕[Manufacture of methacrylic acid]

上記触媒9.3m?(13,11)を内径8門戸のガラ
ス製U字型反応管に充填し、これに容量でインブチルア
ルデヒド4%、酸素10係、水蒸気ろ0チおよび窒素5
6%の混合ガスを4 Q OH1! / minの流量
で流し9反応温度290℃で接触反応を1時間行なった
。その時の接触時間は1.4秒である。
The above catalyst 9.3m? (13,11) was charged into a glass U-shaped reaction tube with an inner diameter of 8 doors, and this was filled with 4% by volume of inbutyraldehyde, 10 parts of oxygen, 0 parts of steam filter, and 5 parts of nitrogen.
6% mixed gas 4 Q OH1! The contact reaction was carried out for 1 hour at a flow rate of /min at a reaction temperature of 290°C. The contact time at that time was 1.4 seconds.

接触反応の結果は第1表に示す。The results of the contact reaction are shown in Table 1.

比較例1 水分含有量の調整をせず、ロータリーエバポレーターで
乾固させ、乾燥物にしたほかは、実施例1と同様にして
触媒を製造し、実施例1と同様の反応条件で接触反応を
行なった。
Comparative Example 1 A catalyst was produced in the same manner as in Example 1, except that the water content was not adjusted and the catalyst was dried using a rotary evaporator, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1. I did it.

接触反応の結果は第1表に示す。The results of the contact reaction are shown in Table 1.

比較例2 実施例1のリンモリブデン酸のかわりに、モリブデン酸
アンモニウム〔(NH4)6MO7’024・4H20
〕91グおよび85%リン酸[: a、Po4〕4.9
9を使用したほかは、実施例1と同様にして触媒を製造
し、実施例1(!:同様の反応条件で接触反応を行なっ
た0 接触反応の結果は第1表に示す。
Comparative Example 2 Instead of phosphomolybdic acid in Example 1, ammonium molybdate [(NH4)6MO7'024・4H20
] 91g and 85% phosphoric acid [: a, Po4] 4.9
A catalyst was produced in the same manner as in Example 1, except that 9 was used, and the catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 (!). The results of the catalytic reaction are shown in Table 1.

第    1    表 実施例2 〔触媒の製造〕 リンモリブデン酸[H3,PI Mo1204o・29
H2’O]100グを300尻lの水(約25℃)に溶
解させ。
Table 1 Example 2 [Production of catalyst] Phosphormolybdic acid [H3, PI Mo1204o・29
Dissolve 100 g of H2'O] in 300 liters of water (about 25°C).

酸化第二銅[0u(1) ] 0.68 ?、  ヒ酸
CH3AsO4)の60係水溶液6.Ofおよび三酸化
アンチモン(sb、、oa ] 0.62 @を加えて
混合し、エチレングリコール22を加え、50℃でシ0
時間攪拌下に熟成させた。
Cupric oxide [0u(1)] 0.68? , 60% aqueous solution of arsenic acid (CH3AsO4) 6. Of and antimony trioxide (sb,,oa] 0.62 @ were added and mixed, ethylene glycol 22 was added, and the mixture was heated at 50°C.
Aged for an hour under stirring.

次いでこの混合溶液をロータリーエバポレーターで水分
含有量が10重量%になるまで減圧濃縮し、水分含有量
が10重量%の濃縮物を室温で24時間静置した後(濃
縮物中の水分含有量はほとんど変化していない。)、1
3[)℃で10時間熱処理し、グラファイト1重量%を
加えてAwnmX 4 = Hのペレットに成形し、モ
リブデン:、リン:銅:ヒ素:アンチモンの原子比が1
2:1:0.2 : 0,6 : 0.1の触媒を得た
Next, this mixed solution was concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator until the water content was 10% by weight, and the concentrate with a water content of 10% by weight was allowed to stand at room temperature for 24 hours (the water content in the concentrate was Almost no change), 1
Heat treated at 3[)°C for 10 hours, added 1% by weight of graphite and formed into pellets with Awnm
A catalyst of 2:1:0.2:0, 6:0.1 was obtained.

〔メタクリル酸の製造〕[Manufacture of methacrylic acid]

上記触媒を使用し、実施例1と同様の反応条件で接触反
応を行なった。
A catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 using the above catalyst.

接触反応の結果は第2表に示す。The results of the contact reaction are shown in Table 2.

実施例!1〜13 実施例2と同様の触媒製造法で触媒成分元素が第2表に
記載の原子比になるようにかえたほかは。
Example! 1 to 13 The catalyst manufacturing method was the same as in Example 2, except that the catalyst component elements were changed to have the atomic ratios listed in Table 2.

実施例2と同様にして触媒を製造し、実施例1と同様の
反応条件で接触反応を行なった。なお触媒製造の出発原
料として実施例2に記載の臘料のほかに、ビスマス源と
して酸化ビZマス〔B12O3〕。
A catalyst was produced in the same manner as in Example 2, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1. In addition to the phosphorus material described in Example 2 as a starting material for catalyst production, bimuth oxide [B12O3] was used as a bismuth source.

タングステン源としては酸化タングステン〔WO3〕。Tungsten oxide [WO3] is used as a tungsten source.

クロム源として酸化クロム〔Cr2O3〕、ホウ素源と
し°てホウ酸[:HaBOsl、鉄源として酸化第二鉄
〔Fe2O3]を使用した。接触反応の結果は第2表に
示す。なおPの原子比が1以上の場合にはリン酸を添加
した。
Chromium oxide [Cr2O3] was used as a chromium source, boric acid [:HaBOsl] was used as a boron source, and ferric oxide [Fe2O3] was used as an iron source. The results of the contact reaction are shown in Table 2. In addition, when the atomic ratio of P was 1 or more, phosphoric acid was added.

比較例3 実施例2の濃縮物の水分含有量10重量%を1重量%に
かえたほかは、実施例2と同様にして触媒を製造し、実
施例1と同様の反応条件で接触反応を行なった。
Comparative Example 3 A catalyst was produced in the same manner as in Example 2, except that the water content of the concentrate in Example 2 was changed from 10% by weight to 1% by weight, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1. I did it.

接触反応の結果は第6表に示す。The results of the contact reaction are shown in Table 6.

比較例4 実施例2の熱処理温度130℃を350℃にかえたほか
は、実施例2と同様にして触媒を製造し。
Comparative Example 4 A catalyst was produced in the same manner as in Example 2, except that the heat treatment temperature of 130°C in Example 2 was changed to 350°C.

実施例1と同様の反応条件で接触反応を行なった。A contact reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

接触度・応の結果は第6表に示す。The results of contact degree and response are shown in Table 6.

実施例14′ 実施例2050℃で206時間の熟成を60℃で15時
間の熟成にかえたほかは、実施例2と同様にして触媒を
製造し、実施例1と同様の反応条件で接触反応を行なっ
た。
Example 14' Example 20 A catalyst was produced in the same manner as in Example 2, except that the aging at 50°C for 206 hours was changed to aging at 60°C for 15 hours, and a catalytic reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1. I did this.

接触反応の結果は第6表に示す。The results of the contact reaction are shown in Table 6.

実施例15 実施例2の濃縮物の水分含有量10重量%を15重量%
にかえたほかは、実施例2と同様にして触媒を製造し、
実施例1と同様の反応条件で接触反応を行なった。
Example 15 The water content of the concentrate of Example 2 was reduced from 10% by weight to 15% by weight.
A catalyst was produced in the same manner as in Example 2, except that
A contact reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

接触反応の結果は第6表に示す。The results of the contact reaction are shown in Table 6.

実施例16    一 実施例2の熱処理温度130℃を180℃にかえたほか
は、実施例2と同様にして触媒を製造し。
Example 16 A catalyst was produced in the same manner as in Example 2, except that the heat treatment temperature of 130°C in Example 2 was changed to 180°C.

実施例1と同様の反応条件で接触反応を行なった。A contact reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1.

接触反応の結果は第3表に示す。The results of the contact reaction are shown in Table 3.

第    3    表Table 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] イソブチルアルデヒドを触媒の存在下に分子状酸素と高
温気相で反応させてメタクリル酸を製造するために用い
るリン、モリブデン、銅およびヒ素を触媒成分元素とし
て含有するヘテロポリ酸系のメタクリル酸製造用触媒を
製造する方法において、リンモリブデン酸および他の触
媒成分元素を含有する化合物を水の存在下に混合し、得
られる溶液またはスラリーを濃縮ないし乾燥し、ついで
濃縮ないし乾燥物中の水分含有量が5〜15重量係にな
るように調整してから熟成させた後、100〜300°
Cの温度で熱処理することを特徴とするメタクリル酸製
造用触媒の製法。
A heteropolyacid-based catalyst for producing methacrylic acid containing phosphorus, molybdenum, copper, and arsenic as catalyst component elements, which is used to produce methacrylic acid by reacting isobutyraldehyde with molecular oxygen in the presence of a catalyst in a high-temperature gas phase. In the method for producing phosphomolybdic acid and other catalyst component elements, compounds containing phosphomolybdic acid and other catalyst component elements are mixed in the presence of water, the resulting solution or slurry is concentrated or dried, and then the water content in the concentrated or dried product is reduced. After adjusting to a weight of 5 to 15 degrees and aging, it is heated to 100 to 300 degrees.
1. A method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, which is characterized by heat treatment at a temperature of C.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009502927A (en) * 2005-07-25 2009-01-29 サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション Catalyst for the oxidation of mixed aldehyde feedstock to methacrylic acid and method for its production and use

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JP2009502927A (en) * 2005-07-25 2009-01-29 サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション Catalyst for the oxidation of mixed aldehyde feedstock to methacrylic acid and method for its production and use

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