JPS5966349A - メタクリル酸製造用触媒の製法 - Google Patents

メタクリル酸製造用触媒の製法

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JPS5966349A
JPS5966349A JP57174015A JP17401582A JPS5966349A JP S5966349 A JPS5966349 A JP S5966349A JP 57174015 A JP57174015 A JP 57174015A JP 17401582 A JP17401582 A JP 17401582A JP S5966349 A JPS5966349 A JP S5966349A
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JP
Japan
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catalyst
methacrylic acid
catalytic
reaction
heteropolyacid
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JP57174015A
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Kyoji Odan
恭二 大段
Mikio Hidaka
幹雄 日高
Keiichi Furuta
圭一 古田
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 (二の発明は1.メタクリル酸を高い収率″′i″′製
造することができるリンお上ひモリブデンを触媒成分元
素とし2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。
υ)およびモリブテン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Jζにメタクロレインを分子状
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、すでに知らねてお・す。
ヘテロポリ酸系触媒は、一般に触媒成分元素を含状捷た
d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55−124734号公
報、特開昭55−31006号公報など)。
−まだ一般にリンおよびモリブデンを含むヘテロポリ酸
(−マたはその塩)は、骨格構造とり、、−Cクギン(
Keggin )構造(中心元素リン、ヒ素なと、配位
元素モリブデン、タングスデノ、ハナ/ウノ・なと)を
とり、その骨格の周り(11ブDI−;ztたはカヂオ
ン、おより結晶水によってか(二i :Jl ?いると
云われて1)・す、ヘテロポリ酸の結晶水は1〜30分
子の範囲で温度などによ−って変り + ′7rj温で
671:10〜30分子の範囲に、100℃以トでり−
j、5外子息下になっている。
この発明者らは、リンおよびモリブデンを触媒成分とし
て含有するへ:テロポリ酸系触媒に巴るメl:1 タクリル酸あ製造について鋭意研究を行が:っだi果、
触媒の製法を・、改・良することによって、従来のへテ
ロポリ酸系触媒の製法で得られた触媒を使用した場合よ
りも短:時間にメタクリル酸の収率を高めうろことがで
きることを知り、この発明に到った。
こ0発明は、・ メ′り°′イてを触媒0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
だめに用いるリン、および禿すブデンを触媒成分元素と
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。
で150〜400℃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。
この発明は、リンおよびモリブデンを触媒成分ト元素と
して含有するヘテロポリ酸系のメタクリル11 酸製造用触媒の製造に有効であり、リンおよびモリシデ
ンとともに従来この種の触媒系に加えられ□でいる。タ
ングステン、鉄、ビスマス、アンチモン。
□ 士ハルト、亜鉛、  ヒ素、ジルコニウム、カルシ
’77ム、クロム、ホウ素、スズ、チタン、銅、ゲルマ
ニウム、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、テルル、カリウム。
ストロンチウム、バリウム、インジウム、セシウム、ル
ビジウム、ニオブ、鉛などのX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、。
触媒のモリブデン、リンおよびX成分元素は次の一般式
で表わすことができる。
Mo12 P aX 1) O。
式中、Moはモリブデン酸付 X成分元素および0は酸素を示し、添字は原子数を示し
、aは0.5〜2.好ましくは0.8〜1.2゜bはO
〜4.好ましくは0.5〜2で、Cは各元素の原子価に
よっておのずと定まる数値である。
この発明のメタクリル酸製造用触媒の製法によると、(
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。
−を調製する。出発原料として使用する触媒成分元素を
含有する化合物の代表的なものとしては。
三酸化モリブデン、モリブデン酸、リンモリブデン酸、
リン酸、々とをはじめ、そのほかX成分元素の酸化物や
塩を挙げることができる。
はスラリーにする。触媒成分元素を含有する化合物の混
合順序は特に制限されない。混合する際の温度は一般に
20〜80℃が適当であり十分均一に混合できれば、混
合時間は特に制限はないが。
混合後50℃〜90℃で1〜20時間熟成することが望
ましい。また、上記混合液捷たはスラリーに、有機還元
性物質9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/酸類、エチレングリコール、フロピ
レンクリコーJし、ホIJ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、を添加して触媒を製造すると触
媒の性能が改善さ、れるので好ましい。有機還元性物質
の使用量は、使用する有機還元性物質の種類によって 
    ′1も異なるが、得られる触媒に対して0.5
〜10重量優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だ少なすぎても添加効  
   □果はほとんどない。有機還元性物質ui種使用
しで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。
これを濃縮または乾燥する。濃縮物まだは乾燥物は水亦
六有量が5〜20重量係になるように調整するのが好ま
しい。この調整は、上記溶液まだはスラリーを1例えば
ロータリーエノくボレーターで濃縮することによって得
られる濃縮物中の水分含有計が一ト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物
にし、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。
活性ガス雰囲気で上記温度で熱処理すること、処理する
こと、触媒の高い活性の発現および維持が可能になる1
、一般にヘテロポリ酸系触媒は構成成はたしている。
熱処理温度が高すぎたり、低すぎたりす名と。
活性点が壊れたり、また発現しなく、高いメタクリル酸
収率を示す触媒は得られない。例えば熱処理温度を前記
温度範囲より高くして製造した触媒で2例えば空気雰囲
気で熱処理したのでは高いメタクリル酸収率を示す触媒
が得られなかったり。
長い接触時間を必要とするような触媒になったり処理を
効果的に行なうためには有機還元性物質を処理を行うの
が望ましい。
熱処理時間は、一般に1時間以上、さらには1一般に知
ら:LLでいる窒素、水蒸気、へ1月′ツム、アとによ
−〕で、従来の製法で製造されたリンおよびモリブテン
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下す目的とする
触媒が得ら才する。
メタクリル酸収率が向上する原因は充分明らかではない
か、ヘテロポリ酸のケギン(Keggin ) 構造の
骨格元素が一部還元をうけ、それが活性を維持している
ものと思われる。
この発明によっ−C得られる触媒中の各触媒成分元素は
、主として12千リブトリ/酸、・・ナトモリーノ゛ト
リン酸などのへゾロポリ酸b・よひぞわらの塩の混合物
をはしめ、複数の触媒成分元素が酸素とともに結合した
複合酸化物、各触媒成分元素単独の酸化物なとの混合物
とし、で存在し2ている。
この発明においては、触媒製造時に担体を加えて[−1
的とする触媒を製造しても差支えない。またこの発明に
よ−)で得られた触媒をメタン)ノル酸の製造に使用す
る際に相体と一緒に使用しても差支えない。
相体としては、従来アクリル酸、メタクリル酸などの製
造用触媒の相体として公知のものがいずれも使用でき9
例えばけいぞう+、アルミナ、シリカ、/リカソ゛ル、
ンリコ/カーバイト、グラ−7アイトなどを挙げること
ができる。
この発明によって得られた触媒の存在下にメタクロレイ
ン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反応に伸性j−1′る分子−状酸素
としては、純酸素カスでもよいか。
特に高純度である必要もないので、一般には空気を使用
するのか経済的で便/lIJである。、jf、た反応に
おいてし1分子状酸素およびメタン「ルインとともに希
釈カスを使用するのがよい。希釈カスとし、−てはこの
反1.1゛Sに悪影響を及ぼさないもの1例ぐ−ば窒素
、炭酸カス、水蒸気なとが使用でき、なかでも水蒸気は
メタクリル酸の選択率を向−1−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・行なうの矛1゛よい。
また反応に使用するメタクリルインとUノでも分子状酸
素と同様に特に高純度である心安はなく1例えばインブ
チレンの酸化反応によって得られたものを♀のま1使用
してもよニ。
この発明によちて得ら、れた触媒は、流動床、移動床、
一定床反応赫など龜ずれの反応器セも動用でき□るが、
この発明で泊ら□れ苑触−は、比較的低い反応温度、短
い接触時□間でメタクロレイン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駐持続さ
せるi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。
寸だ反応は、常圧、加圧、減圧下などいずれで行なって
もよいが、−一には常圧で行なうのが便1 ましくは250〜ろ50””C,特に260〜320℃
が好適である。壕だ接触時間は0.1〜10秒。
好ましくは0.5〜5秒が適尚である。反応にはメタク
・レイ・および分子状−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、混合ガスの組成はメタクロレイン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モルそ
、水蒸気−4’k O’、 5’−’−” !1 oモ
ル、□好4”L<Hl、1−〒計重□7.去あス^ヵi
蒜適、れ。
□また生成−だ目的星成物6るメタクリノjの回収にd
5.従来一般に知られた方法9例えば凝縮。
溶剤扁出などの方法が適角きれる9・、・次−実施例膨
よσ比較例を示す。例中の反応率(%)、運択′i(%
)および収□率c赫)−次の□定義に従う。″   □
   ・ 1      1                 
1          □実施例1       ′ 三酸化エリブデ、〔1庶。3 )”214.0”’ji
’ 、 F3’ 5′%−ノン酸[H3’PO4] 1
” 6.0”’fP 、 五酸化ハナンウム[V2 o
5 :]6、口1を50℃に加温しだ17!、の水にカ
ーえて溶解させた□。     □       −″
  □この溶液をさらに80℃で攪拌しながら16時間
熟成した後、エチレングリコール1o7を加えて充分混
合した。
次いで、この混合溶液をロータリーエバポレーターで減
圧濃縮した。その時濃縮した固形物の水分含有量は14
重量ヂであった。この固形物を100℃に保持した乾燥
管に投入し、空気雰囲気で1時間乾燥し、そのものを粉
砕した後、4麺グX 4 M Hのペレットに成形した
。ペレノ□トのモリブデン、リン、バナジウム、の原子
比組成は12: 1.0 : 0.55であった。
上記ベレット10 ml (1’5’、6.’ ?’ 
)’ (水分含有量4.5重量%)を内径8嗣グのガラ
ス製U字型反応管に充填し、窒素ガスを1’ 0.0”
me /rninで流通しながら2反応管を300℃に
保ったナイター浴に装入した。窒素ガス流通操作を10
時間行なって熱処理し、触媒を製造した後、つづけて容
量でメタクロノイン5係、酸素10係、水蒸気3’ O
%および窒素55係の混合ガスを150 ml! / 
minの流量で供給し1反応温度300℃で接触反応を
行なっノc。そのときの接触時間は4秒である。接触反
応の結果は第1表に示す。
比較例1       ′ □ 実施例1七同−組成で、しかも同様な方法で身レットを
製造した後、窒素ガスの代りに空気番流通して熱処理を
行い、実施例1と同様にメタクロレインの接触反応を行
なった。接触反応の結果は第1表に示す。      
     □77よ(7)M。、P、1 ■(原子比) = 12 : 1.0 : o、s s
        l実施例2    、    ・ 三酸化モリプテッ(Mo、03’] 24’:::0’
、y、8”5 %’!jン酸CH3PO4、)  16
=O’、’? 、XM化ハフ−) ”) ム”(V20
5 〕12. & f 、  60 %+水溶mノ”M
’CH3As61:158.3?、酸化銅C0uo、I
I 4.4 Fおよびホウ酸CH3BO3]  o、’
・86 ’? ヲ!5 ”O℃に加’aA ’L、k 
L’i ’l (7)yJ<6−JJ’、iえで溶解さ
せた9、この溶液を8(]℃で約20時間攪拌混合した
後−「千レンゲIJ =:+−ル′107を加えて混合
しだ43こ・′ハ溶液在さr)に出浴1″て゛濃縮 乾
固し、乾固物を100℃に保−、ノ、−乾燥器にて乾燥
し71.二接、粉砕し。
4 mm O\4繭I−iのベレットに成汁6した。、
C1のベレットの水分″f−凡イ1量は約10重量係で
ちった。−またイ(jら力/こべl〜ノドのMO:P:
V:As:Cuニドの原子側′、は12 ’、 i ’
、 1:0.2 ’、 [’1.4 ’、 01であっ
た1、土部1ベレ7ノトs od(1s、s q )を
内径8 mm 、Sのカラス伸1−1 ’4Lt11反
応管に充填し7.水蒸気と窒素の7H1合カス(水蒸気
:窒素7115モル・比)をI O[1ml、/ mj
−nの流;6.で流し4:から、この反応管をろ乙○°
Cに1゛(↓−9たナイター浴に装入121.た。水蒸
気11−階素のJl、合カスの7′I′lL通を5時間
性なっT熱処理j−7,IIl!l!媒を製造i−/こ
後って)ばて温度−計290℃′に−1・&−rてヤi
量でメタク璽し・1′ン′5ダ’ 1ml: 10采。
水蒸気50%および窒素55係の混、自ガスを41〕O
mi’・’ m +、 +1の流昂て流(−反応温度2
90℃て接触反[71\、を30 分間性なっ7’Co
接触反応の結果は第2表に/!、す−,3 実施例ろ−6 実施(91J 2と同様にして第2表に記載の組成(原
子什)・4)触媒を製造し/辷1、ただし実MIi例3
てはホウ酸の代りに酸化りr:lノ、〔(+r203J
を使用し、尖細例4では酸化銅の代りに酸化ニオブ[b
、、o5〕を便’UL、、実症例5てはヒ酸を使用せず
、−i々7kが1例6てはホウ酸を使用せずにr+i+
l:奴を限i5告し/3二。
実施例2と同様の反応条件で接触反圧稀−付一)/4−
結果を第2表に示す。
HS、i股例2 窒素の混合ノノスの代りに空気を月1扶・)A−ほか(
・丁1実姉例2と同様に処理した。、この触媒を使用1
−で尖細fylJ 2と同様の反応条件て゛メ、ククI
−1し1”−’の接触J又応に一行−っブ仁。4d触反
応の結果U1第2人にJ、−4”5、」ト5ξ[6ンf
夕j3 尖細[X(12き同一組成て、シレツ・も同様の〕J−
氾、てベレットを製造し7′、−、後、水魚’A k窒
素の?FiS合カスに℃にし/3σほかは、実施例2と
同様に処理して触媒を小;1造し、実施例2と同様の反
応条件で接触酸化反応を首なった。接触反応の結果(は
第2表に示す。
実施例7 12−モリブドリン酸[H3PMO1204o □ 2
9H20)200グと酸化銅[CuO) 1.36 f
、  ヒ酸[H3AsO4]の60%水溶液102およ
び二酸化チタン(Ti02)0.68 fを水1tに溶
解および懸濁させ、60℃で20時間攪拌熟成させた後
、エチレングリコール10L?を加えて混合し、湯浴上
で濃縮・乾固した。その乾固物をさらに乾燥器にて10
0℃1時間程度乾燥した後粉砕し、これを4M0XA門
Hのペレットに成形した。このベレットの水分含有0.
2 : o、1であった。
上記ヘレッl−10me(14,8!i′)を内径8■
芦のガラス製U字型反応管に充填し、窒素ガスを220
m/?/minの流量で流しながら1反応管を600℃
に保った塩浴に入れた。窒素ガスの流通を10時間行な
って熱処理し、触媒を製造した後。
容量でメタクロレイン5%、酸素10襲、水蒸気ろ0チ
および窒素55係の混合ガスを4oovte7minの
流量で流し1反応温度280℃で一触反応を行なった。
30分経過後の接触反疏の結果は第3表に示す。
たほかは、実施例7と同様にして触媒を製造し。
実施例7と同様の友成条件で接触反応を行っ□た。
その結果は第3表に示す。
実施例9 を使用し、触媒組成を第3表に記載のようにかえたほか
は、実施例7と同様にして触媒を製造し。
実施例7と同様の反応条件で接触反応を行った。
その結果は第3表に示す。
実施例10 実施例7の二酸化チタンの代シに錆酸カリウム〔KNO
3〕を使用し、触媒組成を第1表に記載のようにかえた
ほかは、実施例7と同様にして触媒を製造し、実施例7
と同様の反応条件で接触反応を行った。その結果は第ろ
表に示す。
比較例4 操作をせずに、これを触媒として反応管に充填し。
実施例7と同様の反応条件で接触反応を行なった。
その結果は第3表に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. メタノL1し・イン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だめに用いる
    す、/およびモリブデンを触媒成分元素として含有する
    ー\デ「J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、触媒成分元素℃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。
JP57174015A 1982-10-05 1982-10-05 メタクリル酸製造用触媒の製法 Pending JPS5966349A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013073691A1 (ja) 2011-11-17 2013-05-23 日本化薬株式会社 メタクリル酸製造用触媒及びそれを用いたメタクリル酸の製造方法
KR20200026933A (ko) 2017-07-10 2020-03-11 미쯔비시 케미컬 주식회사 촉매의 제조 방법, 불포화 카복실산의 제조 방법, 불포화 알데하이드 및 불포화 카복실산의 제조 방법, 및 불포화 카복실산 에스터의 제조 방법

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