JPS6059235B2 - 無水フタル酸の製造方法 - Google Patents
無水フタル酸の製造方法Info
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- JPS6059235B2 JPS6059235B2 JP56155660A JP15566081A JPS6059235B2 JP S6059235 B2 JPS6059235 B2 JP S6059235B2 JP 56155660 A JP56155660 A JP 56155660A JP 15566081 A JP15566081 A JP 15566081A JP S6059235 B2 JPS6059235 B2 JP S6059235B2
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- Japan
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- weight
- catalyst
- potassium
- phthalic anhydride
- titanium dioxide
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Furan Compounds (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は無水フタル酸の製造方法に関するものである。
詳しく述べると、分子状酸素含有ガスによりナフタリン
またはオルソキシレンを気相で接触酸化して無水フタル
酸を製造する方法に関するものである。周知のように、
無水フタル酸は、工業的には触媒を充填した移管式反応
器にナフタリンまたはすルソキシレンと分子状酸素含有
ガスとよりなる混合ガスを高温で通過させて接触酸化す
ることにより製造されている。
またはオルソキシレンを気相で接触酸化して無水フタル
酸を製造する方法に関するものである。周知のように、
無水フタル酸は、工業的には触媒を充填した移管式反応
器にナフタリンまたはすルソキシレンと分子状酸素含有
ガスとよりなる混合ガスを高温で通過させて接触酸化す
ることにより製造されている。
このような方法としては、例えば、まず被覆層中にカリ
ウムイオンを0.25〜1.5重量%含有する五酸化バ
ナジウムー 酸化チタン系触媒と接触させ、ついで被覆
層にカリウムイオンを含有しない五酸化バナジウムー
酸化チタン系触媒と接触する方法がある(特公昭51一
42096号)。しかしながら、このような方法では、
第1触媒におけるカリウムイオン含量が低いので選択性
が低く無水フタル酸の収率が未だ不充分である。特に原
料としてナフタリンを使用する場合には反応温度が高く
、触媒寿命が短かく、しかも無水フタル酸の収率は低い
等の問題がある。本発明は、前記のごとき従来法の諸欠
点を解消するためになされたもので、原料ガス混合物の
流通方向に対して、上流側に二酸化チタン90〜61量
%、五酸化バナジウム6〜3腫量%およびカリウム化合
物3.5〜7重量%(に。SO。として計算)1よりな
る触媒活性成分を非多孔性の不活性担体に担持させてな
る第1触媒と、下流側に二酸化チタン■〜61量%、五
酸化バナジウム5〜3腫量%および錫化合物0.1〜1
重量%(SnO2として計算)および/またはリン化合
物0.5〜3重量%−(P、qとして計算)よりなる触
媒活性成分を非多孔性の不活性担体に担持させてなる第
2触媒とよりなる触媒層にナフタリンまたはオルソキシ
レンおよび分子状酸素含有ガスよりなるガス混合物を接
触させて酸化することを特徴とする無水フタル酸の製造
方法により達成される。まず、本発明において原料ガス
混合物の流通方向に対して上流側に充填して使用される
第1触媒は、非多孔性の不活性担体上に二酸化チタン9
0〜6鍾量%、好ましくは70〜85重量%、五酸化バ
ナ化バナジウム6〜3踵量%、好ましくは15〜25重
量%およびカリウム化合物3.5〜7重量%、好ましく
は4〜6重量%(K2SO4として計算)よりなる触媒
活性成分を、前記担体11当り20〜200f1好まし
くは40〜150y担持させてなるものである。
ウムイオンを0.25〜1.5重量%含有する五酸化バ
ナジウムー 酸化チタン系触媒と接触させ、ついで被覆
層にカリウムイオンを含有しない五酸化バナジウムー
酸化チタン系触媒と接触する方法がある(特公昭51一
42096号)。しかしながら、このような方法では、
第1触媒におけるカリウムイオン含量が低いので選択性
が低く無水フタル酸の収率が未だ不充分である。特に原
料としてナフタリンを使用する場合には反応温度が高く
、触媒寿命が短かく、しかも無水フタル酸の収率は低い
等の問題がある。本発明は、前記のごとき従来法の諸欠
点を解消するためになされたもので、原料ガス混合物の
流通方向に対して、上流側に二酸化チタン90〜61量
%、五酸化バナジウム6〜3腫量%およびカリウム化合
物3.5〜7重量%(に。SO。として計算)1よりな
る触媒活性成分を非多孔性の不活性担体に担持させてな
る第1触媒と、下流側に二酸化チタン■〜61量%、五
酸化バナジウム5〜3腫量%および錫化合物0.1〜1
重量%(SnO2として計算)および/またはリン化合
物0.5〜3重量%−(P、qとして計算)よりなる触
媒活性成分を非多孔性の不活性担体に担持させてなる第
2触媒とよりなる触媒層にナフタリンまたはオルソキシ
レンおよび分子状酸素含有ガスよりなるガス混合物を接
触させて酸化することを特徴とする無水フタル酸の製造
方法により達成される。まず、本発明において原料ガス
混合物の流通方向に対して上流側に充填して使用される
第1触媒は、非多孔性の不活性担体上に二酸化チタン9
0〜6鍾量%、好ましくは70〜85重量%、五酸化バ
ナ化バナジウム6〜3踵量%、好ましくは15〜25重
量%およびカリウム化合物3.5〜7重量%、好ましく
は4〜6重量%(K2SO4として計算)よりなる触媒
活性成分を、前記担体11当り20〜200f1好まし
くは40〜150y担持させてなるものである。
なお、前記触媒活性成分中には錫化合物およびリン化合
物は実質的に含有されていない。しかしながら、Rb,
CS,K等の化合物を少量含有するとは差し支えない。
この触媒は、例えば常法により製造される。すなわち、
五酸化バナジウムまたは加熱により五酸化バナジウムに
変化し得るバナジウム化合物、例えばバナジン酸アンモ
ニウム、あるいはバナジウムの硫酸塩、シユウ酸塩、ギ
酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、硫酸塩等を、水またはアルコ
ール等の有機溶媒と水との混合溶媒に溶解し、これに適
当なりリウム化合物を添加し、微粒子状二酸化チタンと
を混合し、得れるスラリー状混合物を不活性担体に噴霧
するかあるいは該スラリー状混合物中に不活性担体を浸
漬したのち所定の温度に加熱するか、あるいは所定の温
度に加熱された担体上に前記スラリー状混合物を噴霧す
ることにより製造される。好適なりリウム化合物として
は、例えば、硫酸カリウム、酸化カリウム、炭酸カリウ
ム、バナジン酸カリウム、ピロ硫酸カリウム、硝酸カリ
ウム、酢酸カリウム等があり、好ましくは硫酸カリウム
である。
物は実質的に含有されていない。しかしながら、Rb,
CS,K等の化合物を少量含有するとは差し支えない。
この触媒は、例えば常法により製造される。すなわち、
五酸化バナジウムまたは加熱により五酸化バナジウムに
変化し得るバナジウム化合物、例えばバナジン酸アンモ
ニウム、あるいはバナジウムの硫酸塩、シユウ酸塩、ギ
酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、硫酸塩等を、水またはアルコ
ール等の有機溶媒と水との混合溶媒に溶解し、これに適
当なりリウム化合物を添加し、微粒子状二酸化チタンと
を混合し、得れるスラリー状混合物を不活性担体に噴霧
するかあるいは該スラリー状混合物中に不活性担体を浸
漬したのち所定の温度に加熱するか、あるいは所定の温
度に加熱された担体上に前記スラリー状混合物を噴霧す
ることにより製造される。好適なりリウム化合物として
は、例えば、硫酸カリウム、酸化カリウム、炭酸カリウ
ム、バナジン酸カリウム、ピロ硫酸カリウム、硝酸カリ
ウム、酢酸カリウム等があり、好ましくは硫酸カリウム
である。
硫酸カリウムおよびピロ硫酸カリウームを除いてこれら
の化合物は比較的高い温度において酸化物に変化する。
触媒中ではカリウムは、硫酸カリウム、ピロ硫酸カリウ
ム、酸化カリウム、バナジン酸カリウム等として存在す
るが、硫酸カリウムまたは硫酸カリウム−ピロ硫酸カリ
ウーム等の硫黄のオキシ酸塩の形が最も好ましい。原料
ガス混合物の流通方向に対して下流側に充填して使用さ
れる第2触媒は、非多孔性の不活性担体上に二酸化チタ
ン94〜6踵量%、好ましくは70〜85重量%、五酸
化バナジウム5〜30重量%、好ましくは15〜25重
量%および錫化合物0.1〜1重量%、好ましくは0.
2〜0.鍾量%(SnO,として計算)および/または
リン化合物0.5〜3重量%、好ましくは1〜2重量%
(P2O5として計算)よりなる触媒活性成分を、前記
担体1e当り20〜200ク、好ましくは40〜150
f担持させてなるものである。なお、前記触媒活性成分
中には、カリウム等のアルカリ金属化合物は実質的に含
まれ”ない。しかしながら、Fe,Cr,MO,W等の
化合物を少量含有することは差し支えない。この触媒は
、例えば常法により製造される。
の化合物は比較的高い温度において酸化物に変化する。
触媒中ではカリウムは、硫酸カリウム、ピロ硫酸カリウ
ム、酸化カリウム、バナジン酸カリウム等として存在す
るが、硫酸カリウムまたは硫酸カリウム−ピロ硫酸カリ
ウーム等の硫黄のオキシ酸塩の形が最も好ましい。原料
ガス混合物の流通方向に対して下流側に充填して使用さ
れる第2触媒は、非多孔性の不活性担体上に二酸化チタ
ン94〜6踵量%、好ましくは70〜85重量%、五酸
化バナジウム5〜30重量%、好ましくは15〜25重
量%および錫化合物0.1〜1重量%、好ましくは0.
2〜0.鍾量%(SnO,として計算)および/または
リン化合物0.5〜3重量%、好ましくは1〜2重量%
(P2O5として計算)よりなる触媒活性成分を、前記
担体1e当り20〜200ク、好ましくは40〜150
f担持させてなるものである。なお、前記触媒活性成分
中には、カリウム等のアルカリ金属化合物は実質的に含
まれ”ない。しかしながら、Fe,Cr,MO,W等の
化合物を少量含有することは差し支えない。この触媒は
、例えば常法により製造される。
すなわち、五酸化バナジウムまたは前記のごとき加熱に
より五酸化バナジウムに変化し得るバナジウム化合物を
、水または前記のごとき有機溶媒に溶解し、これに適当
な錫化合物またリン化合物のいずれかまたは両者を添加
し、微粒子状二酸化チタンと混合し、得られるスラリー
状混合を不活性担体に噴霧するかあるいは該スラリー状
混合物中に不活性担体にを浸漬したのち所定の温度に加
熱するか、あるいは所定の温度に加熱された担体上に前
記スラリー状混合物を噴霧することにより製造される。
好適な錫化合物としては、例えは酸化錫、塩化第二錫、
酢酸錫等があり、これらは焼成時に酸化錫となる、好適
なリン化合物としては、リン酸アンモニウム、リン酸、
亜リン酸、リン酸エステル等がある。
より五酸化バナジウムに変化し得るバナジウム化合物を
、水または前記のごとき有機溶媒に溶解し、これに適当
な錫化合物またリン化合物のいずれかまたは両者を添加
し、微粒子状二酸化チタンと混合し、得られるスラリー
状混合を不活性担体に噴霧するかあるいは該スラリー状
混合物中に不活性担体にを浸漬したのち所定の温度に加
熱するか、あるいは所定の温度に加熱された担体上に前
記スラリー状混合物を噴霧することにより製造される。
好適な錫化合物としては、例えは酸化錫、塩化第二錫、
酢酸錫等があり、これらは焼成時に酸化錫となる、好適
なリン化合物としては、リン酸アンモニウム、リン酸、
亜リン酸、リン酸エステル等がある。
なお、本明細書中に示した触媒活性成分の化学名は計算
するための便宜上のものであつて、周知のとおり実際の
触媒中ではバナジウムは、例えばVOX(x=1〜5)
、バナジン酸塩等の形で存在し、カリウムは硫酸カリウ
ム、ピロ硫酸カリウム、パナジン酸カリウム等の形で存
在する。
するための便宜上のものであつて、周知のとおり実際の
触媒中ではバナジウムは、例えばVOX(x=1〜5)
、バナジン酸塩等の形で存在し、カリウムは硫酸カリウ
ム、ピロ硫酸カリウム、パナジン酸カリウム等の形で存
在する。
また錫はSnOxlスズ酸塩等の形て存在し、リンはP
OXlリン酸塩等の形で存在する。本発明において使用
される触媒における二酸化チタン酸としては、アナター
ゼ型二酸化チタン、二酸化チタン水和物等がある。
OXlリン酸塩等の形で存在する。本発明において使用
される触媒における二酸化チタン酸としては、アナター
ゼ型二酸化チタン、二酸化チタン水和物等がある。
また、本発明において使用される触媒の非多孔性の不活
性担体には、焼結または溶融されたケイ酸塩、ステアタ
イト、磁器、アルミナ、炭化ケイ素等がある。
性担体には、焼結または溶融されたケイ酸塩、ステアタ
イト、磁器、アルミナ、炭化ケイ素等がある。
前記担体の形状は、球状、円柱状、リング状等があり、
その相当直径は約3〜12T!S.、好ましくは約6〜
10TIrf!tである。また、円柱状、リング状のも
のについては、その高さは約3〜10?、好ましくは約
4〜8TInであり、より好ましくは相当直径の約70
〜80%の高さである。これらの内、リング状のものが
好ましく、特に特願昭56−56228号(特開昭56
−155653)に開示されているようなレツシングリ
ング状のものが圧力損失を小さくし、かつ高濃度酸化を
可能とするので好ましい。リング状の担体とした場合、
内径は2〜10?、好ましくは約4〜8w!nであり、
レツシングリlング状のものについては、ほぼ中央に仕
切壁を設け、0.5〜2朗好ましくは0.6〜1萌の壁
厚とすることが適当である。触媒活性物質を担持させた
のち、これを加熱して触媒とする。
その相当直径は約3〜12T!S.、好ましくは約6〜
10TIrf!tである。また、円柱状、リング状のも
のについては、その高さは約3〜10?、好ましくは約
4〜8TInであり、より好ましくは相当直径の約70
〜80%の高さである。これらの内、リング状のものが
好ましく、特に特願昭56−56228号(特開昭56
−155653)に開示されているようなレツシングリ
ング状のものが圧力損失を小さくし、かつ高濃度酸化を
可能とするので好ましい。リング状の担体とした場合、
内径は2〜10?、好ましくは約4〜8w!nであり、
レツシングリlング状のものについては、ほぼ中央に仕
切壁を設け、0.5〜2朗好ましくは0.6〜1萌の壁
厚とすることが適当である。触媒活性物質を担持させた
のち、これを加熱して触媒とする。
加熱は300〜600゜C1好ましくは酸・素雰囲気中
で4〜10時間加熱分解して行なわれる。前記のごとき
2種類の触媒は、通常第1触媒と第2触媒との容量比が
第1触媒/第2触媒=0.3〜3、好ましくは0.6〜
1.5となるような割合で使二用する。
で4〜10時間加熱分解して行なわれる。前記のごとき
2種類の触媒は、通常第1触媒と第2触媒との容量比が
第1触媒/第2触媒=0.3〜3、好ましくは0.6〜
1.5となるような割合で使二用する。
これらは、多管式反応器の下層として第2触媒を所定の
層高に充填したのち、上層として第1触媒を充填し、上
方よりナフタリンまたはオルソキシレンと分子状酸素含
有ガス、例えば空気との混合ガスを流通させて接触酸化
を行なう。反,応温度は300〜400℃(ナイター温
度)好ましくは330〜380℃であり、ナフタリンま
たはオルソキシレン濃度は30〜80V/Trl一空気
、好ましくは40〜60y/イー空気であり、また空間
速度は1000〜8000hr−1、好ましくは200
0〜5000hr−1である。本発明は、前記のように
、第1触媒により比較的低い活性かつ高い選択率で酸化
して添加したナフタリンまたはオルソキシレンは極力無
水フタル酸を選択的に得るとともに、第2触媒により選
択率は犠性にしても高い活性て酸化して未反応の炭化水
素を極力減らせるので、全体として副生物の生成が小さ
くかつ高収率で無水フタル酸を得ることができる。つぎ
に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細にa明する。
層高に充填したのち、上層として第1触媒を充填し、上
方よりナフタリンまたはオルソキシレンと分子状酸素含
有ガス、例えば空気との混合ガスを流通させて接触酸化
を行なう。反,応温度は300〜400℃(ナイター温
度)好ましくは330〜380℃であり、ナフタリンま
たはオルソキシレン濃度は30〜80V/Trl一空気
、好ましくは40〜60y/イー空気であり、また空間
速度は1000〜8000hr−1、好ましくは200
0〜5000hr−1である。本発明は、前記のように
、第1触媒により比較的低い活性かつ高い選択率で酸化
して添加したナフタリンまたはオルソキシレンは極力無
水フタル酸を選択的に得るとともに、第2触媒により選
択率は犠性にしても高い活性て酸化して未反応の炭化水
素を極力減らせるので、全体として副生物の生成が小さ
くかつ高収率で無水フタル酸を得ることができる。つぎ
に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細にa明する。
なお、下記実施例における1%ョは、iにことわらない
限り全て重量%である。こ施例 0第1触媒の調製 粉末状二酸化チタン(アナターゼ型含有)、メタバナジ
ン酸アンモニウムおよび硫酸カリウムを水に加え十分攪
拌および乳化して水溶性化合物は溶解せしめ、二酸化チ
タン粉末は乳化または懸濁させ、スラリー状の液とした
。
限り全て重量%である。こ施例 0第1触媒の調製 粉末状二酸化チタン(アナターゼ型含有)、メタバナジ
ン酸アンモニウムおよび硫酸カリウムを水に加え十分攪
拌および乳化して水溶性化合物は溶解せしめ、二酸化チ
タン粉末は乳化または懸濁させ、スラリー状の液とした
。
回転炉中に、直径8TIn、高さ6薗の磁製レツシング
リング状担体を挿入し、200〜250℃に予熱してお
き、回転炉を回転させながら担体上に上記スラリー液を
噴霧して、担体1e当り触媒成分80y担持するよう触
媒成分を担持させた。次いで、空気を流通させながら、
550℃にて6時間焼成して触媒とした。得られた触媒
の組成は、触媒活性成分中のV2O,l8%、K2SO
4O.5〜2.5%、Tiα残余となるようにした。
リング状担体を挿入し、200〜250℃に予熱してお
き、回転炉を回転させながら担体上に上記スラリー液を
噴霧して、担体1e当り触媒成分80y担持するよう触
媒成分を担持させた。次いで、空気を流通させながら、
550℃にて6時間焼成して触媒とした。得られた触媒
の組成は、触媒活性成分中のV2O,l8%、K2SO
4O.5〜2.5%、Tiα残余となるようにした。
B)第2触媒の調製
第1触媒と同様に粉末状二酸化チタン、メタバナジン酸
アンモニウム塩化スズまたはリン酸アンモニウムを脱イ
オン水に加え、攪拌および乳化してスラリー状の触媒液
とした。
アンモニウム塩化スズまたはリン酸アンモニウムを脱イ
オン水に加え、攪拌および乳化してスラリー状の触媒液
とした。
この触媒液を第1段触媒の調製と同様にしてレツシング
リング状担体に噴霧して、担体1f当り触媒成分80y
となるよう担持させた。次いで、空気を流通させながら
550℃にて6時間焼成して触媒とした。得られた触媒
の組成は、触媒活性成分中のV2O52O%、SnO2
またはP2O5O.3〜2.5%、TiO2残余となる
ようにした。6C)無水フタル酸の製造 ナイター浴に浸した内径25w0nの反応管に、上から
下へ第1触媒層および第2触媒層をを充填し、ナフタリ
ンと空気の混合ガスを通した。
リング状担体に噴霧して、担体1f当り触媒成分80y
となるよう担持させた。次いで、空気を流通させながら
550℃にて6時間焼成して触媒とした。得られた触媒
の組成は、触媒活性成分中のV2O52O%、SnO2
またはP2O5O.3〜2.5%、TiO2残余となる
ようにした。6C)無水フタル酸の製造 ナイター浴に浸した内径25w0nの反応管に、上から
下へ第1触媒層および第2触媒層をを充填し、ナフタリ
ンと空気の混合ガスを通した。
ナフタリンの濃度は50V/Ndl空間速度3000h
r−1であり、ナイター温度は340〜360℃の最適
温度とした。
r−1であり、ナイター温度は340〜360℃の最適
温度とした。
結果を第1表に示す。比較例
第1触媒の製造においてK2SO4の添加量を、第2触
媒の製造においてP2O,またはSnO,の添加量を変
えた以外は実施例1と同様にして、触媒を製造した。
媒の製造においてP2O,またはSnO,の添加量を変
えた以外は実施例1と同様にして、触媒を製造した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 原料ガス混合物の流通方向に対して、上流側に二酸
化チタン90〜63重量%、五酸化バナジウム6〜30
重量%およびカリウム化合物3.5〜7重量%(K_2
SO_4として計算)によりなる触媒活性成分を非多孔
性の不活性担体に担持させてなる第1触媒と、下流側に
二酸化チタン94〜67重量%、五酸化バナジウム5〜
30重量%および錫化合物0.1〜1重量%(SnO_
2として計算)および/またはリン化合物0.5〜3重
量%(P_2O_5として計算)よりなる触媒活性成分
を非多孔性の不活性担体に担持させてなる第2触媒とよ
りなる触媒層にナフタリンまたはオルソキシレンおよび
分子状酸素含有ガスよりなるガス混合物を接触させて酸
化することを特徴とする無水フタル酸の製造方法。 2 非多孔性の不活性担体の形状がレツシングリング状
である特許請求の範囲第1項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56155660A JPS6059235B2 (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 無水フタル酸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56155660A JPS6059235B2 (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 無水フタル酸の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5857375A JPS5857375A (ja) | 1983-04-05 |
JPS6059235B2 true JPS6059235B2 (ja) | 1985-12-24 |
Family
ID=15610806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56155660A Expired JPS6059235B2 (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 無水フタル酸の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6059235B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59143870A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-17 | Daido Steel Co Ltd | 線材巻取装置 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56155660A patent/JPS6059235B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5857375A (ja) | 1983-04-05 |
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