JPWO2007032228A1 - モリブデンの回収方法及び触媒の製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物から、触媒製造の原料として用いうる状態でモリブデンを回収する方法、及び回収されたモリブデンを用いて触媒を製造する方法を提供することを目的とする。少なくともモリブデンを含み、かつビスマス又はバナジウムを含むモリブデン含有物と、アルカリと、水とを用いて、少なくともモリブデンが水に溶解したモリブデン含有水溶液を得る方法によりモリブデンを回収する。また、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物とアルカリとを混合し焙焼した焙焼物を水で抽出する方法により、モリブデンを回収する。さらに、酸を添加してモリブデン含有沈殿物を生じさせることもできる。そして、これらの方法で得られたモリブデン含有水溶液又はモリブデン含有沈殿物を用いて、少なくともモリブデンを含有する触媒を製造する。
Description
本発明は、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物より少なくともモリブデンを回収する方法、及び回収されたモリブデンを用いる触媒の製造方法に関する。
少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物としては、例えば、プロピレン、イソブチレン、又はtert−ブチルアルコールの気相接触酸化による(メタ)アクロレイン及び(メタ)アクリル酸の製造等で用いるモリブデン−ビスマス−鉄系複合酸化物触媒、アクロレインの気相接触酸化によるアクリル酸製造等で用いるモリブデン−バナジウム系複合酸化物触媒などが広く知られている。
一般に、工業的気相酸化反応では触媒は一定期間の使用が前提となっており、使用期間が過ぎた触媒は反応管より取り出され、新しく製造された触媒と交換される。この際、取り出された使用済み触媒には、モリブデン、ビスマス、コバルト、ニッケル、バナジウム、ルビジウム、セシウムなど触媒製造原料として有用な元素が多く含まれており、これらの元素、特に主成分であるモリブデンを回収、再利用する技術の開発は、経済的にも、また、環境への負荷を低減する上でも非常に重要な課題となっている。
使用済み触媒の再利用について、プロピレン、イソブチレン、又はtert−ブチルアルコールの気相接触酸化による(メタ)アクロレイン及び(メタ)アクリル酸の製造等で用いるモリブデン−ビスマス−鉄系複合酸化物触媒では、反応に使用した使用済み触媒を反応に実質的に不活性な酸化モリブデンと混合する再生方法(例えば、特許文献1参照)、反応に使用した使用済み触媒と反応に未使用の複合酸化物触媒を共存させて反応に使用する方法(例えば、特許文献2参照)等が知られている。また、アクロレインの気相接触酸化によるアクリル酸製造等で用いるモリブデン−バナジウム系複合酸化物触媒では、反応に使用した使用済み触媒にモリブデン含有溶液を添加し、焼成する再生方法(例えば、特許文献3参照)、使用済み触媒を5〜100μmに粉砕し、再度成形した後に焼成する再生方法(例えば、特許文献4参照)等が知られている。
また、使用済み触媒からのモリブデン等の回収、再利用について、メタクロレインの気相接触酸化によるメタクリル酸製造等で用いるヘテロポリ酸系触媒では、反応に使用した使用済み触媒を水に分散してアルカリに溶解した後、pHを調整して少なくともモリブデンとリンおよび/またはヒ素を含む沈殿を回収する沈殿の回収方法、回収した沈殿を使用して上記触媒を再び製造する触媒の製造方法が知られている(例えば、特許文献5及び6参照)。
特開平07−165663号公報
特開平09−012489号公報
特開2003−305367号公報
特開2004−000936号公報
特開2001−029799号公報
国際公開2005/79983号パンフレット
しかしながら、特許文献1〜4等に開示されている触媒の再生方法では、触媒はある程度の活性レベルまでは再生されるが、再生された触媒を用いて気相接触酸化反応を行うと、通常の方法で製造された触媒を用いた場合よりも目的生成物の収率が低いという問題などがある。
また、特許文献5及び6に開示されているモリブデン等の回収方法は、ヘテロポリ酸系触媒から少なくともモリブデン及びリンを含む沈殿を回収する方法であり、前記のようにモリブデン含有物がモリブデンだけでなくビスマス又はバナジウムを含む場合に、そのモリブデン含有物からモリブデンを回収する方法は知られていない。
従って、本発明の課題は、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物、特に回収された使用済みのモリブデン含有物から、触媒製造の原料として用いうる状態でモリブデンを回収する方法、及び回収されたモリブデンを用いて触媒を製造する方法を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、少なくともモリブデンを含み、かつビスマス又はバナジウムを含むモリブデン含有物を水に分散させ、アルカリに溶解させて分離することによって、モリブデンを含む各種触媒の製造に利用できる状態でモリブデンを回収する方法を見出し本発明に至った。また、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物にアルカリを添加して焙焼した焙焼物を水で抽出することによっても、モリブデンを含む各種触媒の製造に利用できる状態でモリブデンを回収する方法を見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、少なくともモリブデンを含み、かつビスマス又はバナジウムを含むモリブデン含有物と、アルカリと、水とを用いて、少なくともモリブデンが水に溶解したモリブデン含有水溶液を得る工程を有することを特徴とするモリブデンの回収方法である。
また、本発明は、(d)少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物と、アルカリとを混合する工程と、(e)得られた混合物を600〜1000℃で焙焼する工程と、(f)得られた焙焼物に含まれるモリブデンを水で抽出して、少なくともモリブデンが水に溶解したモリブデン含有水溶液を得る工程とを有することを特徴とするモリブデンの回収方法である。
また、本発明は、(x)前記モリブデン含有水溶液に酸を添加して該モリブデン含有水溶液のpHを3以下に調整して、モリブデン含有沈殿物を生じさせる工程と、(y)前記モリブデン含有沈殿物を分離する工程と、をさらに有することを特徴とする前記のモリブデンの回収方法である。
さらに、本発明は、前記の方法で得られたモリブデン含有水溶液又はモリブデン含有沈殿物を用いて、少なくともモリブデンを含有する触媒を製造することを特徴とする触媒の製造方法である。
本発明によれば、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物、特に回収された使用済みのモリブデン含有物から、触媒製造の原料として用いうる状態でモリブデンを回収できる。また、その回収されたモリブデンを用いて新品触媒と同等の性能を有する触媒を製造することができる。
本発明は、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物からモリブデンを回収する方法であり、少なくともモリブデンを含み、かつビスマス又はバナジウムを含むモリブデン含有物からのモリブデンの回収に好適である。そのモリブデン含有物としては、例えば、プロピレン、イソブチレン、及びtert−ブチルアルコールのいずれかの気相接触酸化による(メタ)アクロレイン及び/又は(メタ)アクリル酸の製造反応等に使用された触媒、アクロレインの気相接触酸化によるアクリル酸の製造反応等に使用された触媒が挙げられる。
プロピレン、イソブチレン、及びtert−ブチルアルコールのいずれかの気相接触酸化による(メタ)アクロレイン及び/又は(メタ)アクリル酸の製造用触媒の場合、下記式(1)の組成のものが好ましい。
MoaBibFecM1 dX1 eY1 fZ1 gSihOi (1)
(式中、Mo、Bi、Fe、Si及びOは、それぞれモリブデン、ビスマス、鉄、ケイ素及び酸素を示し、M1は、コバルト及びニッケルからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、X1は、クロム、鉛、マンガン、カルシウム、マグネシウム、ニオブ、銀、バリウム、スズ、タンタル及び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y1は、リン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、タングステン、アンチモン及びチタンからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Z1は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、g、h及びiは各元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.01〜3、c=0.01〜5、d=1〜12、e=0〜8、f=0〜5、g=0.001〜2、h=0〜20であり、iは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子比である。)
アクロレインの気相接触酸化によるアクリル酸の製造用触媒の場合、下記式(2)の組成のものが好ましい。
(式中、Mo、Bi、Fe、Si及びOは、それぞれモリブデン、ビスマス、鉄、ケイ素及び酸素を示し、M1は、コバルト及びニッケルからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、X1は、クロム、鉛、マンガン、カルシウム、マグネシウム、ニオブ、銀、バリウム、スズ、タンタル及び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y1は、リン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、タングステン、アンチモン及びチタンからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Z1は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、g、h及びiは各元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.01〜3、c=0.01〜5、d=1〜12、e=0〜8、f=0〜5、g=0.001〜2、h=0〜20であり、iは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子比である。)
アクロレインの気相接触酸化によるアクリル酸の製造用触媒の場合、下記式(2)の組成のものが好ましい。
MojVkA2 lX2 mY2 nOo (2)
(式中、Mo、V及びOはそれぞれモリブデン、バナジウム及び酸素を示し、A2は、鉄、コバルト、クロム、アルミニウム及びストロンチウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を示し、X2は、ゲルマニウム、ホウ素、ヒ素、セレン、銀、ケイ素、ナトリウム、テルル、リチウム、アンチモン、リン、カリウム、及びバリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y2は、マグネシウム、チタン、マンガン、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、タンタル、カルシウム、スズ及びビスマスからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。j、k、l、m、n及びoは各元素の原子比率を表し、j=12のとき、k=0.01〜6、l=0〜5、m=0〜10、n=0〜5であり、oは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子数である。)
なお、モリブデンを回収するモリブデン含有物としては、通常(メタ)アクロレイン及び/又は(メタ)アクリル酸の製造反応、アクリル酸の製造反応等に使用されたものを用いるが、なんらかの都合で反応に使用されなくなったもの、あるいは使用途中で反応管より抜き出されたもの等を用いてもよく、特に限定されない。
(式中、Mo、V及びOはそれぞれモリブデン、バナジウム及び酸素を示し、A2は、鉄、コバルト、クロム、アルミニウム及びストロンチウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を示し、X2は、ゲルマニウム、ホウ素、ヒ素、セレン、銀、ケイ素、ナトリウム、テルル、リチウム、アンチモン、リン、カリウム、及びバリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y2は、マグネシウム、チタン、マンガン、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、タンタル、カルシウム、スズ及びビスマスからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。j、k、l、m、n及びoは各元素の原子比率を表し、j=12のとき、k=0.01〜6、l=0〜5、m=0〜10、n=0〜5であり、oは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子数である。)
なお、モリブデンを回収するモリブデン含有物としては、通常(メタ)アクロレイン及び/又は(メタ)アクリル酸の製造反応、アクリル酸の製造反応等に使用されたものを用いるが、なんらかの都合で反応に使用されなくなったもの、あるいは使用途中で反応管より抜き出されたもの等を用いてもよく、特に限定されない。
本発明では、モリブデン含有物と、アルカリと、水とを用いて、少なくともモリブデンを含む水溶液を得る工程を有する方法により、モリブデン含有物からモリブデンを回収する。すなわち、モリブデン含有物からモリブデンを回収するために、モリブデン含有物をアルカリと接触させて水に溶解できる形態にしてモリブデン含有水溶液を得る。
少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物からモリブデンを回収する第一の実施形態では、まず、少なくともモリブデンを含み、かつビスマス又はバナジウムを含むモリブデン含有物を水に分散させた分散液を調製する(工程(a))。そして、その分散液にアルカリを添加して分散液のpHを8以上に調整する(工程(b))。このpHの調整により、モリブデン含有物中のモリブデンの少なくとも一部が水に溶解する。
ここで用いることができるアルカリは、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水等が挙げられ、特に水酸化ナトリウムが好ましい。また、モリブデン含有物の全部あるいは一部が還元状態にあるときは、アルカリを加える前に空気焼成、塩素処理、過酸化水素処理等で、あるいはアルカリを加えた後に塩素処理、過酸化水素処理等で酸化しておくことが好ましい。アルカリの添加量は、分散液のpHが8以上となる量であるが、pH8.5〜13となる量が好ましい。
また、pH調整後は、モリブデンを溶解するために一定時間保持することが好ましい。このときの保持時間は0.5〜24時間程度が好ましく、液の温度は常温から90℃程度が好ましい。保持中は静置しておいてもよいが、攪拌することが好ましい。
上記のようにしてpHが8以上に調整された分散液から不溶物を除去し、濾液としてモリブデンが水に溶解したモリブデン含有水溶液を得ることができる(工程(c))。不溶物を除去する方法は特に限定されず、例えば、重力濾過、加圧濾過、減圧濾過、フィルタープレス等の濾過分離や遠心分離等の一般的な方法が適用できる。
少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物からモリブデンを回収する第二の実施形態では、まず、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物と、アルカリと、を混合し(工程(d))、得られた混合物を600〜1000℃で焙焼する(工程(e))。そして、得られた焙焼物に含まれるモリブデンを水で抽出する(工程(f))。こうすることで、焙焼物に含まれるモリブデンの少なくとも一部が水に溶解して抽出され、抽出液としてモリブデンが水に溶解したモリブデン含有水溶液を得ることができる。この実施形態では、モリブデン含有物がビスマス又はバナジウムを含まない場合にも適用できるが、モリブデン含有物がビスマス又はバナジウムを含む場合に好適である。
ここで用いることができるアルカリは、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられ、特に炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムが好ましい。アルカリの添加量は、モリブデン含有物中に含まれるモリブデン、タングステン及びバナジウム元素の当量の1倍以上が好ましい。アルカリの添加量は多くても問題は生じないが、後述する回収モリブデン含有沈殿物の洗浄で、ナトリウム元素の除去に用いる洗浄液の使用量を少なくすることができることより、モリブデン含有物中に含まれるモリブデン、タングステン及びバナジウム元素の当量の2倍以下が好ましい。
焙焼の条件は、空気等の酸素含有ガス雰囲気下で600〜1000℃とする。焙焼温度が600℃未満では、モリブデンの抽出が不充分で回収率が低くなる。焙焼温度が1000℃を超えると、モリブデンの飛散等により回収率が低くなる。焙焼時間は0.5時間以上が好ましい。
上記の方法で得られたモリブデン含有水溶液は、そのままでもモリブデン原料として触媒の製造に使用可能であり、モリブデンの回収の一形態であるが、さらにpHを調整して、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有沈殿物としてモリブデンを回収する形態が好ましい。具体的には、得られたモリブデン含有水溶液に酸を添加して該モリブデン含有水溶液のpHを3以下に調整し、モリブデンの少なくとも一部を含むモリブデン含有沈殿物を生じさせ(工程(x))、そのモリブデン含有沈殿物を分離する(工程(y))ことで、モリブデン含有沈殿物としてモリブデンを回収することが好ましい。
ここで用いることができる酸は特に限定されず、塩酸、硝酸、硫酸等の強酸類が挙げられ、好ましくは硝酸又は塩酸である。酸の添加量は、モリブデン含有水溶液のpHが3以下となる量が好ましく、特に好ましくは2以下である。
pH調整後は、沈殿生成のために一定時間保持することが好ましい。このときの保持時間は0.5〜24時間程度が好ましく、液の温度は常温から90℃程度が好ましい。保持中は静置しておいてもよいが、攪拌することが好ましい。
モリブデン含有沈殿物を分離する方法は特に限定されず、重力濾過、加圧濾過、減圧濾過、フィルタープレス等の濾過分離、遠心分離等の一般的な方法を用いることができる。分離されたモリブデン含有沈殿物は、不純物を除去するために必要に応じて洗浄してもよい。この際の洗浄液はモリブデン含有沈殿物の用途や溶解性を考慮して選ばれるが、例えば、純水、硝酸アンモニウムや塩化アンモニウム等の薄い水溶液等が挙げられる。洗浄後のモリブデン含有沈殿物は、モリブデン含有沈殿物中に含まれるナトリウム元素および塩素が、モリブデン元素12モルに対して0.1モル以下であることが好ましく、0.05モル以下であることがより好ましいことから、洗浄条件等を設定する。
なお、回収に用いるモリブデン含有物中にケイ素が含まれる場合は、モリブデン含有水溶液のpHを4〜8に調整して、ケイ素を沈殿除去しておくことが好ましい。
また、回収に用いるモリブデン含有物中にリンが含まれる場合がある。回収されたモリブデン含有水溶液又はモリブデン含有沈殿物を用いて製造する触媒の組成又は調製方法によっては、リンの一部又は全部を除去しておくことが好ましい。リンを除去する方法としては、モリブデン含有水溶液のpHを6〜12、好ましくは7〜11に調整し、次いでマグネシウム元素を含む溶液とアンモニア水を添加して少なくともマグネシウムとリンを含む沈殿物を生成させ、その沈殿物を分離、除去する方法が好ましい。ここで、加えるマグネシウム元素及びアンモニアの量はリン元素1モルに対してそれぞれ1モル以上であることが好ましい。使用するマグネシウム元素を有する化合物は特に限定されず、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等を用いることができる。
また、アクリル酸の製造に用いるモリブデン−バナジウム系複合酸化物触媒などでは、モリブデン含有水溶液中にバナジウムが含まれる。回収されたモリブデン含有水溶液又はモリブデン含有沈殿物を用いて製造する触媒の組成又は調製方法によっては、バナジウムの一部又は全部を除去しておくことが好ましい。バナジウムを除去する方法は特に限定されないが、例えば、モリブデン以外にバナジウムを含むモリブデン含有水溶液のpHを3.5〜7.5に調整した後、弱塩基性陰イオン交換樹脂で吸着除去する方法や塩化アンモニウムや硫酸アンモニウムを用いて沈殿分離する方法などが挙げられる。
本発明では、このようにして得られたモリブデン含有水溶液及び回収モリブデン含有沈殿物(以下、これらを併せて「回収モリブデン含有物」という)を触媒の製造原料として用いることができる。触媒製造において用いる回収モリブデン含有物の状態は特に限定されず、溶液の状態あるいは湿潤状態、乾燥状態のいずれでもよい。また、触媒の原料として酸化物の状態で使用したい場合には、これらの回収モリブデン含有物、特に回収モリブデン含有沈殿物を焼成して酸化物としたものを用いることができる(以下では、この焼成物も「回収モリブデン含有物」の一形態とする)。焼成の条件は空気等の酸素含有ガス雰囲気下で300〜600℃、焼成時間は0.5時間以上が好ましい。
本発明において、回収モリブデン含有物を用いた触媒を製造する方法は特に限定されず、共沈法、蒸発乾固法、酸化物混合法等の種々の方法から原料として用いる回収モリブデン含有物の状態に応じて適宜選択される。
また、触媒の製造に用いるモリブデン原料は、回収モリブデン含有物のみを用いてもよいし、必要に応じて上記の回収方法以外で回収されたモリブデン原料やモリブデン鉱石等から製造された通常の触媒製造に用いられるモリブデン原料等のその他のモリブデン原料と一緒に用いてもよい。通常の触媒製造に用いられるモリブデン原料としては、例えば、モリブデンのアンモニウム塩、酸化物、ハロゲン化物、酸素酸等が挙げられ、具体的には、パラモリブデン酸アンモニウム、三酸化モリブデン、モリブデン酸、塩化モリブデン等が挙げられる。通常の触媒製造に用いられるモリブデン原料の製造方法は特に限定されず、例えば、モリブデン鉱石を焙焼して得られた粗三酸化モリブデンを、硝酸で洗浄した後にアンモニア水で溶解、精製し、次いで硝酸でpHを調整して得られたモリブデン酸を再びアンモニア水に溶解した後に濃縮、晶析を行って得られたパラモリブデン酸アンモニウム、パラモリブデン酸アンモニウムやモリブデン酸を焼成することによって得られた三酸化モリブデンなどが挙げられる。
また、触媒の製造に用いるモリブデン原料以外の原料は特に限定されず、各元素の硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩、アンモニウム塩、酸化物、ハロゲン化物、酸素酸等を組み合わせて使用することができる。例えば、ビスマスの原料としては硝酸ビスマス、酸化ビスマス、塩化ビスマス等;バナジウムの原料としてはメタバナジン酸アンモニウム、五酸化バナジウム等;リンの原料としては、リン酸、五酸化リン、リン酸アンモニウム等が使用できる。
具体的な触媒の製造方法としては、例えば、プロピレン、イソブチレン、及びtert−ブチルアルコールのいずれかの気相接触酸化による(メタ)アクロレイン及び/又は(メタ)アクリル酸の製造等で用いるモリブデン−ビスマス−鉄系複合酸化物触媒の製造の場合は、回収モリブデン含有物を含むモリブデン原料とともに、少なくともビスマス及び鉄元素を含むスラリーを乾燥したものを焼成する方法等が挙げられる。アクロレインの気相接触酸化によるアクリル酸の製造等で用いるモリブデン−バナジウム系複合酸化物触媒では、回収モリブデン含有物を含むモリブデン原料とともに、少なくともバナジウム元素を含むスラリーを乾燥したものを焼成する方法等が挙げられる。メタクロレインの気相接触酸化によるメタクリル酸の製造等で用いるヘテロポリ酸系触媒では、回収モリブデン含有物を含むモリブデン原料とともに少なくともリンを含むスラリーを乾燥したものを焼成する方法等が挙げられる。
また、触媒の製造で、原料として用いる回収モリブデン含有物中に含まれる触媒構成元素由来の不純物含有量を考慮して、これらの元素を含む原料の添加量を調整した際は、原料中に含まれる対イオンの不足分を追加してもよい。例えば、バナジウム元素の添加量をメタバナジン酸アンモニウムの添加量を減らして調整した場合は、不足するアンモニウムイオンをアンモニア水などを加えることによって、カリウムやセシウム元素の添加量を硝酸カリウムや硝酸セシウムの添加量を減らして調整した場合は、不足する硝酸イオンを硝酸などを加えることによって調整することができる。
また、本発明の触媒製造に際し、溶液やスラリーの液温は、本発明の回収モリブデン含有物を使用しない通常の触媒製造の場合と同じであってもよいが、製造工程の一部又は全部で該通常の触媒製造の場合と異なっていてもよい。なお、液温は、スラリー中の沈殿粒子の粒径分布、得られた粉の成形性、触媒の細孔分布、触媒の反応成績などより適宜決定することが好ましい。
本発明において、スラリーの乾燥方法は特に限定されず、箱型乾燥機、噴霧乾燥機、ドラムドライヤー、スラリードライヤー等を用いる乾燥方法が使用できる。その際に得られる乾燥物(触媒前駆体)は成形を考慮して粉体状であることが好ましい。乾燥物はそのまま成形してもよいし、焼成した後に成形してもよいが、例えば、(メタ)アクロレイン及び/又は(メタ)アクリル酸の製造等で用いるモリブデン−ビスマス−鉄系複合酸化物触媒では、前記乾燥物を200〜400℃の範囲で1〜5時間程度仮焼し、必要に応じて成形するか又は不活性担体に担持し、その後焼成を実施することが好ましい。
焼成条件は、用いる触媒の原料、触媒組成、調製条件当によって異なるので一概には言えないが、例えば、モリブデン−ビスマス−鉄系複合酸化物触媒では、空気等の酸素含有ガス流通下及び/又は不活性ガス流通下で400〜650℃、好ましくは450〜600℃で0.5時間以上、好ましくは1〜40時間の条件で焼成する。モリブデン−バナジウム系複合酸化物触媒では、同じく空気等の酸素含有ガス流通下及び/又は不活性ガス流通下で250〜500℃、好ましくは300〜450℃で0.5時間以上、好ましくは1〜40時間の条件で焼成する。また、ヘテロポリ酸系触媒では、同じく空気等の酸素含有ガス流通下及び/又は不活性ガス流通下で300〜500℃、好ましくは300〜450℃で、0.5時間以上、好ましくは1〜40時間の条件で焼成する。
本発明において、成形方法としては特に限定されず、例えば、打錠成形、押出成形、造粒、担持等が挙げられる。担持触媒の担体としては、例えば、シリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、シリコンカーバイド等の不活性担体が挙げられる。成形に際しては、成形物の比表面積、細孔容積及び細孔分布を制御したり、機械的強度を高めたりする目的で、例えば、硫酸バリウム、硝酸アンモニウム等の無機塩類、グラファイト等の滑剤、セルロース類、でんぷん、ポリビニルアルコール、ステアリン酸等の有機物、シリカゾル、アルミナゾル等の水酸化物ゾル、ウィスカー、ガラス繊維、炭素繊維等の無機質繊維等の添加剤を適宜添加してもよい。
本発明の方法で製造された触媒を用いて気相接触酸化反応を行う際の反応条件は特に限定されず、公知の反応条件を適用することができる。以下に、プロピレン、イソブチレン、及びtert−ブチルアルコールのいずれかの気相接触酸化により(メタ)アクロレイン又はメタクロレインを製造する場合の反応条件、アクロレインの気相接触酸化によりアクリル酸を製造する場合の反応条件、及び、メタクロレインの気相接触酸化によりメタクリル酸を製造する場合の反応条件について説明する。
プロピレン、イソブチレン、及びtert−ブチルアルコールのいずれか(原料)気相接触酸化によりアクロレイン(プロピレンの場合)又はメタクロレイン(イソブチレン又はtert−ブチルアルコールの場合)を製造する場合、原料ガス中の原料の濃度は広い範囲で変えることができるが、1〜20容量%が好ましく、特に3〜10容量%が好ましい。また、原料には実質的に反応に影響を与えない不純物が少量含まれている場合があるが、原料ガスにはこのような不純物が含まれていてもよい。
原料ガスには分子状酸素が含まれている必要があるが、原料ガス中の分子状酸素の量は原料の0.4〜4倍モルが好ましく、特に0.5〜3倍モルが好ましい。原料ガスの分子状酸素源には空気を用いるのが工業的に有利であるが、必要に応じて純酸素で酸素を富化した空気も使用できる。また原料ガスは、窒素、炭酸ガス等の不活性ガス、水蒸気等で希釈されていることが好ましい。
気相接触酸化の反応圧力は常圧〜数気圧である。反応温度は、通常200〜450℃、好ましくは250〜400℃である。原料ガスと触媒の接触時間は通常1.5〜15秒、好ましくは2〜7秒である。
プロピレン、イソブチレン、及びtert−ブチルアルコールのいずれかの気相接触酸化によりアクロレイン又はメタクロレインを製造するための触媒は、下記式(1)で表される組成を有するものが好ましい。
MoaBibFecM1 dX1 eY1 fZ1 gSihOi (1)
(式中、Mo、Bi、Fe、Si及びOは、それぞれモリブデン、ビスマス、鉄、ケイ素及び酸素を示し、M1は、コバルト及びニッケルからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、X1は、クロム、鉛、マンガン、カルシウム、マグネシウム、ニオブ、銀、バリウム、スズ、タンタル及び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y1は、リン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、タングステン、アンチモン及びチタンからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Z1は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、g、h及びiは各元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.01〜3、c=0.01〜5、d=1〜12、e=0〜8、f=0〜5、g=0.001〜2、h=0〜20であり、iは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子比である。)
アクロレインの気相接触酸化によりアクリル酸を製造する場合、原料ガス中のアクロレインの濃度は広い範囲で変えることができるが、1〜20容量%が好ましく、特に3〜10容量%が好ましい。原料のアクロレインには、水、低級飽和アルデヒド等の実質的に反応に影響を与えない不純物が少量含まれている場合があるが、原料ガスにはこのようなアクロレイン由来の不純物が含まれていてもよい。
(式中、Mo、Bi、Fe、Si及びOは、それぞれモリブデン、ビスマス、鉄、ケイ素及び酸素を示し、M1は、コバルト及びニッケルからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、X1は、クロム、鉛、マンガン、カルシウム、マグネシウム、ニオブ、銀、バリウム、スズ、タンタル及び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y1は、リン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、タングステン、アンチモン及びチタンからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Z1は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、g、h及びiは各元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.01〜3、c=0.01〜5、d=1〜12、e=0〜8、f=0〜5、g=0.001〜2、h=0〜20であり、iは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子比である。)
アクロレインの気相接触酸化によりアクリル酸を製造する場合、原料ガス中のアクロレインの濃度は広い範囲で変えることができるが、1〜20容量%が好ましく、特に3〜10容量%が好ましい。原料のアクロレインには、水、低級飽和アルデヒド等の実質的に反応に影響を与えない不純物が少量含まれている場合があるが、原料ガスにはこのようなアクロレイン由来の不純物が含まれていてもよい。
原料ガスには分子状酸素が含まれている必要があるが、原料ガス中の分子状酸素の量はアクロレインの0.4〜4倍モルが好ましく、特に0.5〜3倍モルが好ましい。原料ガスの分子状酸素源には空気を用いるのが工業的に有利であるが、必要に応じて純酸素で酸素を富化した空気も使用できる。また原料ガスは、窒素、炭酸ガス等の不活性ガス、水蒸気等で希釈されていることが好ましい。
気相接触酸化の反応圧力は常圧〜数気圧である。反応温度は、通常200〜450℃、好ましくは250〜400℃である。原料ガスと触媒の接触時間は通常1.5〜15秒、好ましくは2〜7秒である。
アクロレインの気相接触酸化によりアクリル酸を製造するための触媒は、下記式(2)で表される組成を有するものが好ましい。
MojVkA2 lX2 mY2 nOo (2)
(式中、Mo、V及びOは、それぞれモリブデン、バナジウム及び酸素を示し、A2は、鉄、コバルト、クロム、アルミニウム及びストロンチウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を示し、X2は、ゲルマニウム、ホウ素、ヒ素、セレン、銀、ケイ素、ナトリウム、テルル、リチウム、アンチモン、リン、カリウム及びバリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y2は、マグネシウム、チタン、マンガン、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、タンタル、カルシウム、スズ及びビスマスからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。j、k、l、m、n及びoは各元素の原子比率を表し、j=12のとき、k=0.01〜6、l=0〜5、m=0〜10、n=0〜5であり、oは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子数である。)
また、メタクロレインの気相接触酸化によりメタクリル酸を製造する場合、原料ガス中のメタクロレインの濃度は広い範囲で変えることができるが、1〜20容量%が好ましく、特に3〜10容量%が好ましい。原料のメタクロレインには、水、低級飽和アルデヒド等の実質的に反応に影響を与えない不純物が少量含まれている場合があるが、原料ガスにはこのようなメタクロレイン由来の不純物が含まれていてもよい。
(式中、Mo、V及びOは、それぞれモリブデン、バナジウム及び酸素を示し、A2は、鉄、コバルト、クロム、アルミニウム及びストロンチウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を示し、X2は、ゲルマニウム、ホウ素、ヒ素、セレン、銀、ケイ素、ナトリウム、テルル、リチウム、アンチモン、リン、カリウム及びバリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y2は、マグネシウム、チタン、マンガン、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、タンタル、カルシウム、スズ及びビスマスからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。j、k、l、m、n及びoは各元素の原子比率を表し、j=12のとき、k=0.01〜6、l=0〜5、m=0〜10、n=0〜5であり、oは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子数である。)
また、メタクロレインの気相接触酸化によりメタクリル酸を製造する場合、原料ガス中のメタクロレインの濃度は広い範囲で変えることができるが、1〜20容量%が好ましく、特に3〜10容量%が好ましい。原料のメタクロレインには、水、低級飽和アルデヒド等の実質的に反応に影響を与えない不純物が少量含まれている場合があるが、原料ガスにはこのようなメタクロレイン由来の不純物が含まれていてもよい。
原料ガスには分子状酸素が含まれている必要があるが、原料ガス中の分子状酸素の量はメタクロレインの0.4〜4倍モルが好ましく、特に0.5〜3倍モルが好ましい。原料ガスの分子状酸素源には空気を用いるのが工業的に有利であるが、必要に応じて純酸素で酸素を富化した空気も使用できる。また原料ガスは、窒素、炭酸ガス等の不活性ガス、水蒸気等で希釈されていることが好ましい。
気相接触酸化の反応圧力は常圧〜数気圧である。反応温度は、通常200〜450℃、好ましくは250〜400℃である。原料ガスと触媒の接触時間は通常1.5〜15秒、好ましくは2〜7秒である。
メタクロレインの気相接触酸化によりメタクリル酸を製造するための触媒は、下記式(3)で表される組成を有するものが好ましい。
MopPqX3 rY3 sOt (3)
(式中、Mo、PおよびOはそれぞれモリブデン、リンおよび酸素を表し、X3はカリウム、ルビジウム、セシウムおよびタリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Y3は鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、バナジウム、クロム、タングステン、マンガン、銀、ホウ素、ケイ素、アルミニウム、ガリウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、ヒ素、アンチモン、ビスマス、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、インジウム、イオウ、セレン、テルル、ランタンおよびセリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表す。p、q、r、sおよびtは各元素の原子比を表し、p=12のとき、q=0.1〜3、r=0.01〜3、s=0〜3であり、tは前記各成分の原子比を満足するのに必要な酸素の原子比である。)
(式中、Mo、PおよびOはそれぞれモリブデン、リンおよび酸素を表し、X3はカリウム、ルビジウム、セシウムおよびタリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Y3は鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、バナジウム、クロム、タングステン、マンガン、銀、ホウ素、ケイ素、アルミニウム、ガリウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、ヒ素、アンチモン、ビスマス、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、インジウム、イオウ、セレン、テルル、ランタンおよびセリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表す。p、q、r、sおよびtは各元素の原子比を表し、p=12のとき、q=0.1〜3、r=0.01〜3、s=0〜3であり、tは前記各成分の原子比を満足するのに必要な酸素の原子比である。)
以下、本発明を実施例により説明する。実施例において「部」は質量部であり、含有元素(又は分子)の定量分析はICP発光分析法、原子吸光分析法により行った。アクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、又はメタクリル酸の製造における原料と生成物の分析はガスクロマトグラフィーにより行った。また、モリブデンの回収率、原料であるプロピレン、イソブチレン、アクロレイン、又はメタクロレインの転化率、並びに生成したアクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、又はメタクリル酸の選択率及び収率は、以下のように定義される。
a)モリブデンの回収率
回収率(質量%)=(Wr/Ws)×100
ここで、Wrは回収したモリブデンの質量であり、Wsは回収に用いた触媒中に含まれるモリブデンの質量である。
回収率(質量%)=(Wr/Ws)×100
ここで、Wrは回収したモリブデンの質量であり、Wsは回収に用いた触媒中に含まれるモリブデンの質量である。
b)原料であるプロピレン、イソブチレン、アクロレイン、又はメタクロレインの転化率、生成したアクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、又はメタクリル酸の選択率及び収率
転化率(モル%)=(B/A)×100
選択率(モル%)=(C/B)×100
収率 (モル%)=(C/A)×100
ここで、Aは供給したプロピレン、イソブチレン、アクロレイン、又はメタクロレインのモル数であり、Bは反応したプロピレン、イソブチレン、アクロレイン、又はメタクロレインのモル数であり、Cは生成したアクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、又はメタクリル酸のモル数である。
転化率(モル%)=(B/A)×100
選択率(モル%)=(C/B)×100
収率 (モル%)=(C/A)×100
ここで、Aは供給したプロピレン、イソブチレン、アクロレイン、又はメタクロレインのモル数であり、Bは反応したプロピレン、イソブチレン、アクロレイン、又はメタクロレインのモル数であり、Cは生成したアクロレイン、メタクロレイン、アクリル酸、又はメタクリル酸のモル数である。
〔参考例1〕
(アクロレイン製造用触媒Aの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、硝酸カリウム1.4部、三酸化アンチモン27.5部、及び三酸化ビスマス66.0部を加え、加熱攪拌した(A液)。これとは別に純水1000部に、硝酸鉄114.4部、硝酸コバルト295.3部、及び硝酸亜鉛35.1部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、この水性スラリーをスプレー乾燥機で乾燥した(乾燥機入口温度:300℃)。このようにして得られた乾燥粉を300℃にて1時間仮焼した後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に成形し、510℃で3時間焼成してアクロレイン製造用触媒A(酸素原子を除く組成:Mo12Bi1.2Fe1.2Co4.3Zn0.5W0.1Sb0.8K0.06)を得た。
(アクロレイン製造用触媒Aの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、硝酸カリウム1.4部、三酸化アンチモン27.5部、及び三酸化ビスマス66.0部を加え、加熱攪拌した(A液)。これとは別に純水1000部に、硝酸鉄114.4部、硝酸コバルト295.3部、及び硝酸亜鉛35.1部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、この水性スラリーをスプレー乾燥機で乾燥した(乾燥機入口温度:300℃)。このようにして得られた乾燥粉を300℃にて1時間仮焼した後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に成形し、510℃で3時間焼成してアクロレイン製造用触媒A(酸素原子を除く組成:Mo12Bi1.2Fe1.2Co4.3Zn0.5W0.1Sb0.8K0.06)を得た。
(アクロレイン製造テストA)
このアクロレイン製造用触媒Aを反応管に充填し、プロピレン5容量%、酸素12容量%、水蒸気10容量%、及び窒素73容量%の混合ガスを反応温度310℃、接触時間3.6秒で通じたところ、プロピレンの転化率98.4%、アクロレインの選択率90.1%、アクリル酸の選択率5.9%、アクロレインの収率88.7%、アクリル酸の収率5.8%であった。
このアクロレイン製造用触媒Aを反応管に充填し、プロピレン5容量%、酸素12容量%、水蒸気10容量%、及び窒素73容量%の混合ガスを反応温度310℃、接触時間3.6秒で通じたところ、プロピレンの転化率98.4%、アクロレインの選択率90.1%、アクリル酸の選択率5.9%、アクロレインの収率88.7%、アクリル酸の収率5.8%であった。
〔実施例1〕
(モリブデンの回収A1)
参考例1のアクロレインの製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン43.9部、タングステン0.7部、ビスマス9.6部、鉄2.6部、アンチモン3.7部、コバルト9.7部、亜鉛1.3部及びカリウム0.1部が含まれていた。なお、酸素原子を除く元素の組成はMo12Bi1.2Fe1.2Co4.3Zn0.5W0.1Sb0.8K0.06である。この回収した触媒600部を純水2400部に分散させた。これに45質量%水酸化ナトリウム水溶液800部を加えて60℃で3時間攪拌した(このときのpHは12.6であった)後に、不溶部を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液に36質量%塩酸を加えてpHを1.0に調整した後、攪拌しながら30℃で3時間攪拌保持した。このようにして生じた沈殿を濾過し、2質量%硝酸アンモニウム水溶液で洗浄して、モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物A1)を得た。回収モリブデン含有物A1は、モリブデン257.4部、タングステン3.6部及びカリウム0.1部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.8%であった。
(モリブデンの回収A1)
参考例1のアクロレインの製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン43.9部、タングステン0.7部、ビスマス9.6部、鉄2.6部、アンチモン3.7部、コバルト9.7部、亜鉛1.3部及びカリウム0.1部が含まれていた。なお、酸素原子を除く元素の組成はMo12Bi1.2Fe1.2Co4.3Zn0.5W0.1Sb0.8K0.06である。この回収した触媒600部を純水2400部に分散させた。これに45質量%水酸化ナトリウム水溶液800部を加えて60℃で3時間攪拌した(このときのpHは12.6であった)後に、不溶部を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液に36質量%塩酸を加えてpHを1.0に調整した後、攪拌しながら30℃で3時間攪拌保持した。このようにして生じた沈殿を濾過し、2質量%硝酸アンモニウム水溶液で洗浄して、モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物A1)を得た。回収モリブデン含有物A1は、モリブデン257.4部、タングステン3.6部及びカリウム0.1部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.8%であった。
(アクロレイン製造用触媒A1の製造)
純水950部に上記で得られた回収モリブデン含有物A1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水135部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.8部、硝酸カリウム1.1部、三酸化アンチモン26.1部、及び三酸化ビスマス62.5部を加え、更に加熱攪拌した(A液)。これとは別に純水950部に、硝酸鉄108.4部、硝酸コバルト279.8部、及び硝酸亜鉛33.3部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、参考例1のアクロレイン製造用触媒Aの製造と同様に乾燥、仮焼、成形、及び焼成を実施して、アクロレイン製造用触媒A1を得た。このアクロレイン製造用触媒A1の酸素原子を除く組成は、参考例1において製造したアクロレイン製造用触媒Aと同じMo12Bi1.2Fe1.2Co4.3Zn0.5W0.1Sb0.8K0.06であった。
純水950部に上記で得られた回収モリブデン含有物A1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水135部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.8部、硝酸カリウム1.1部、三酸化アンチモン26.1部、及び三酸化ビスマス62.5部を加え、更に加熱攪拌した(A液)。これとは別に純水950部に、硝酸鉄108.4部、硝酸コバルト279.8部、及び硝酸亜鉛33.3部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、参考例1のアクロレイン製造用触媒Aの製造と同様に乾燥、仮焼、成形、及び焼成を実施して、アクロレイン製造用触媒A1を得た。このアクロレイン製造用触媒A1の酸素原子を除く組成は、参考例1において製造したアクロレイン製造用触媒Aと同じMo12Bi1.2Fe1.2Co4.3Zn0.5W0.1Sb0.8K0.06であった。
(アクロレイン製造テストA1)
このアクロレイン製造用触媒A1を用いて参考例1のアクロレイン製造テストAと同じ反応条件でアクロレインの製造を行った結果、プロピレンの転化率98.3%、アクロレインの選択率90.2%、アクリル酸の選択率5.8%、アクロレインの収率88.7%、アクリル酸の収率5.7%であり、参考例1のアクロレイン製造用触媒Aと同等の性能であった。
このアクロレイン製造用触媒A1を用いて参考例1のアクロレイン製造テストAと同じ反応条件でアクロレインの製造を行った結果、プロピレンの転化率98.3%、アクロレインの選択率90.2%、アクリル酸の選択率5.8%、アクロレインの収率88.7%、アクリル酸の収率5.7%であり、参考例1のアクロレイン製造用触媒Aと同等の性能であった。
〔比較例1〕
(モリブデンの回収A2)
実施例1のモリブデンの回収A1において、45質量%水酸化ナトリウム水溶液の添加量を200部に変更(添加後のpHは7.1であった)した以外は、実施例1のモリブデンの回収A1と同様にして「回収モリブデン含有物A2」を得た。回収モリブデン含有物A2はモリブデン110.9部、タングステン3.0部及びカリウム0.18部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は42.1%であり、モリブデンの回収率が大幅に低下した。
(モリブデンの回収A2)
実施例1のモリブデンの回収A1において、45質量%水酸化ナトリウム水溶液の添加量を200部に変更(添加後のpHは7.1であった)した以外は、実施例1のモリブデンの回収A1と同様にして「回収モリブデン含有物A2」を得た。回収モリブデン含有物A2はモリブデン110.9部、タングステン3.0部及びカリウム0.18部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は42.1%であり、モリブデンの回収率が大幅に低下した。
〔参考例2〕
(アクロレイン製造用触媒Bの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、及び硝酸カリウム1.4部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水1000部に60質量%硝酸水溶液41.9部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス103.0部を加え溶解した。これに硝酸鉄133.5部、硝酸コバルト295.3部、及び硝酸亜鉛14.0部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン6.9部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してアクロレイン製造用触媒B(酸素原子を除く組成:Mo12Bi0.9Fe1.4Co4.3Zn0.2W0.1Sb0.2K0.06)を得た。
(アクロレイン製造用触媒Bの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、及び硝酸カリウム1.4部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水1000部に60質量%硝酸水溶液41.9部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス103.0部を加え溶解した。これに硝酸鉄133.5部、硝酸コバルト295.3部、及び硝酸亜鉛14.0部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン6.9部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してアクロレイン製造用触媒B(酸素原子を除く組成:Mo12Bi0.9Fe1.4Co4.3Zn0.2W0.1Sb0.2K0.06)を得た。
(アクロレイン製造テストB)
このアクロレイン製造用触媒Bを用いて参考例1のアクロレイン製造テストAと同じ反応条件でアクロレインの製造を行った結果、プロピレンの転化率99.5%、アクロレインの選択率91.0%、アクリル酸の選択率6.6%、アクロレインの収率90.5%、アクリル酸の収率6.6%であった。
このアクロレイン製造用触媒Bを用いて参考例1のアクロレイン製造テストAと同じ反応条件でアクロレインの製造を行った結果、プロピレンの転化率99.5%、アクロレインの選択率91.0%、アクリル酸の選択率6.6%、アクロレインの収率90.5%、アクリル酸の収率6.6%であった。
〔実施例2〕
(モリブデンの回収B1)
参考例2のアクロレインの製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン47.1部、タングステン0.8部、ビスマス7.7部、鉄3.2部、アンチモン1.0部、コバルト10.4部、亜鉛0.5部、及びカリウム0.1部が含まれていた。なお、酸素原子を除く元素の組成はMo12Bi0.9Fe1.4Co4.3Zn0.2W0.1Sb0.2K0.06である。この回収した触媒600部を炭酸ナトリウム350部と混合し、外熱式ロータリーキルンに挿入し、焙焼温度800℃で1時間焼成して焙焼物を得た。次いで得られた焙焼物を純水に混合して60℃で3時間攪拌した後に不溶部を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液から、実施例1のモリブデン回収A1と同様の手順で、モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物B1)を得た。回収モリブデン含有物B1は、モリブデン274.8部、タングステン4.2部及びカリウム0.1部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.3%であった。
(モリブデンの回収B1)
参考例2のアクロレインの製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン47.1部、タングステン0.8部、ビスマス7.7部、鉄3.2部、アンチモン1.0部、コバルト10.4部、亜鉛0.5部、及びカリウム0.1部が含まれていた。なお、酸素原子を除く元素の組成はMo12Bi0.9Fe1.4Co4.3Zn0.2W0.1Sb0.2K0.06である。この回収した触媒600部を炭酸ナトリウム350部と混合し、外熱式ロータリーキルンに挿入し、焙焼温度800℃で1時間焼成して焙焼物を得た。次いで得られた焙焼物を純水に混合して60℃で3時間攪拌した後に不溶部を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液から、実施例1のモリブデン回収A1と同様の手順で、モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物B1)を得た。回収モリブデン含有物B1は、モリブデン274.8部、タングステン4.2部及びカリウム0.1部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.3%であった。
(アクロレイン製造用触媒B1の製造)
純水1000部に上記で得られた回収モリブデン含有物B1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水144部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.3部、硝酸カリウム1.2部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水1000部に60質量%硝酸水溶液42.4部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス104.2部を加え溶解した。これに硝酸鉄135.0部、硝酸コバルト298.7部、及び硝酸亜鉛14.2部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン7.0部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してアクロレイン製造用触媒B1を得た。このアクロレイン製造用触媒B1の酸素原子を除く組成は、参考例2において製造したアクロレイン製造用触媒Bと同じMo12Bi0.9Fe1.4Co4.3Zn0.2W0.1Sb0.2K0.06であった。
純水1000部に上記で得られた回収モリブデン含有物B1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水144部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.3部、硝酸カリウム1.2部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水1000部に60質量%硝酸水溶液42.4部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス104.2部を加え溶解した。これに硝酸鉄135.0部、硝酸コバルト298.7部、及び硝酸亜鉛14.2部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン7.0部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してアクロレイン製造用触媒B1を得た。このアクロレイン製造用触媒B1の酸素原子を除く組成は、参考例2において製造したアクロレイン製造用触媒Bと同じMo12Bi0.9Fe1.4Co4.3Zn0.2W0.1Sb0.2K0.06であった。
(アクロレイン製造テストB1)
このアクロレイン製造用触媒B1を用いて参考例1のアクロレイン製造テストAと同じ反応条件でアクロレインの製造を行った結果、プロピレンの転化率99.6%、アクロレインの選択率90.8%、アクリル酸の選択率6.8%、アクロレインの収率90.4%、アクリル酸の収率6.8%であり、参考例2のアクロレイン製造用触媒Bと同等の性能であった。
このアクロレイン製造用触媒B1を用いて参考例1のアクロレイン製造テストAと同じ反応条件でアクロレインの製造を行った結果、プロピレンの転化率99.6%、アクロレインの選択率90.8%、アクリル酸の選択率6.8%、アクロレインの収率90.4%、アクリル酸の収率6.8%であり、参考例2のアクロレイン製造用触媒Bと同等の性能であった。
〔比較例2〕
(モリブデンの回収B2)
実施例2のモリブデンの回収B1において、焙焼温度を1200℃に変更した以外は実施例2のモリブデンの回収B1と同様にして「回収モリブデン含有物B2」を得た。回収モリブデン含有物B2はモリブデン178.9部、タングステン4.2部、カリウム0.06部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は63.3%であり、回収率が大幅に低下した。
(モリブデンの回収B2)
実施例2のモリブデンの回収B1において、焙焼温度を1200℃に変更した以外は実施例2のモリブデンの回収B1と同様にして「回収モリブデン含有物B2」を得た。回収モリブデン含有物B2はモリブデン178.9部、タングステン4.2部、カリウム0.06部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は63.3%であり、回収率が大幅に低下した。
〔比較例3〕
(モリブデンの回収B3)
実施例2のモリブデンの回収B1において、焙焼温度を400℃に変更した以外は実施例2のモリブデンの回収B1と同様にして「回収モリブデン含有物B3」を得た。回収モリブデン含有物B3はモリブデン115.9部、タングステン2.4部、カリウム0.18部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は41.0%であり、回収率が大幅に低下した。
(モリブデンの回収B3)
実施例2のモリブデンの回収B1において、焙焼温度を400℃に変更した以外は実施例2のモリブデンの回収B1と同様にして「回収モリブデン含有物B3」を得た。回収モリブデン含有物B3はモリブデン115.9部、タングステン2.4部、カリウム0.18部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は41.0%であり、回収率が大幅に低下した。
〔参考例3〕
(メタクロレイン製造用触媒Cの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、及び硝酸セシウム27.6部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水1000部に60質量%硝酸水溶液41.9部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス80.1部を加え溶解した。これに硝酸鉄200.2部、硝酸コバルト295.3部、硝酸ニッケル85.8部、及び硝酸亜鉛14.0部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン38.5部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してメタクロレイン製造用触媒C(酸素原子を除く組成:Mo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6)を得た。
(メタクロレイン製造用触媒Cの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、及び硝酸セシウム27.6部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水1000部に60質量%硝酸水溶液41.9部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス80.1部を加え溶解した。これに硝酸鉄200.2部、硝酸コバルト295.3部、硝酸ニッケル85.8部、及び硝酸亜鉛14.0部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン38.5部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してメタクロレイン製造用触媒C(酸素原子を除く組成:Mo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6)を得た。
(メタクロレインの製造テストC)
このメタクロレイン製造用触媒Cを反応管に充填し、イソブチレン5容量%、酸素12容量%、水蒸気10容量%、及び窒素73容量%の混合ガスを反応温度340℃、接触時間3.6秒で通じたところ、イソブチレンの転化率97.7%、メタクロレインの選択率89.1%、メタクリル酸の選択率3.0%、メタクロレインの収率87.1%、メタクリル酸の収率2.9%であった。
このメタクロレイン製造用触媒Cを反応管に充填し、イソブチレン5容量%、酸素12容量%、水蒸気10容量%、及び窒素73容量%の混合ガスを反応温度340℃、接触時間3.6秒で通じたところ、イソブチレンの転化率97.7%、メタクロレインの選択率89.1%、メタクリル酸の選択率3.0%、メタクロレインの収率87.1%、メタクリル酸の収率2.9%であった。
〔実施例3〕
(モリブデンの回収C1)
参考例3のメタクロレインの製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン40.4部、タングステン0.6部、ビスマス5.1部、鉄4.1部、アンチモン3.0部、ニッケル5.1部、コバルト10.1部、亜鉛0.5部、及びセシウム2.8部が含まれていた。なお、酸素原子を除く元素の組成はMo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6である。この回収した触媒600部を純水2400部に分散させた。これに45質量%水酸化ナトリウム水溶液800部を加えて60℃で3時間攪拌した(このときのpHは12.8であった)後に、不溶部を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液から、実施例1のモリブデン回収A1と同様の手順で、モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物C1)を得た。回収モリブデン含有物C1は、モリブデン235.8部、タングステン3.0部、及びセシウム6.6部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.2%であった。
(モリブデンの回収C1)
参考例3のメタクロレインの製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン40.4部、タングステン0.6部、ビスマス5.1部、鉄4.1部、アンチモン3.0部、ニッケル5.1部、コバルト10.1部、亜鉛0.5部、及びセシウム2.8部が含まれていた。なお、酸素原子を除く元素の組成はMo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6である。この回収した触媒600部を純水2400部に分散させた。これに45質量%水酸化ナトリウム水溶液800部を加えて60℃で3時間攪拌した(このときのpHは12.8であった)後に、不溶部を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液から、実施例1のモリブデン回収A1と同様の手順で、モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物C1)を得た。回収モリブデン含有物C1は、モリブデン235.8部、タングステン3.0部、及びセシウム6.6部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.2%であった。
(メタクロレイン製造用触媒C1の製造)
純水870部に上記で得られた回収モリブデン含有物C1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水123.5部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム1.1部、及び硝酸セシウム14.3部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水870部に60質量%硝酸水溶液36.4部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス69.5部を加え溶解した。これに硝酸鉄173.7部、硝酸コバルト256.3部、硝酸ニッケル74.5部、及び硝酸亜鉛12.2部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン33.4部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してメタクロレイン製造用触媒C1を得た。このメタクロレイン製造用触媒C1の酸素原子を除く組成は、参考例3において製造したメタクロレイン製造用触媒Cと同じMo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6であった。
純水870部に上記で得られた回収モリブデン含有物C1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水123.5部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム1.1部、及び硝酸セシウム14.3部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水870部に60質量%硝酸水溶液36.4部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス69.5部を加え溶解した。これに硝酸鉄173.7部、硝酸コバルト256.3部、硝酸ニッケル74.5部、及び硝酸亜鉛12.2部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン33.4部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してメタクロレイン製造用触媒C1を得た。このメタクロレイン製造用触媒C1の酸素原子を除く組成は、参考例3において製造したメタクロレイン製造用触媒Cと同じMo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6であった。
(メタクロレイン製造テストC1)
このメタクロレイン製造用触媒C1を用いて参考例3のメタクロレイン製造テストCと同じ反応条件でメタクロレインの製造を行った結果、イソブチレンの転化率97.8%、メタクロレインの選択率88.9%、メタクリル酸の選択率3.2%、メタクロレインの収率86.9%、メタクリル酸の収率3.1%であり、参考例3のメタクロレイン製造用触媒Cと同等の性能であった。
このメタクロレイン製造用触媒C1を用いて参考例3のメタクロレイン製造テストCと同じ反応条件でメタクロレインの製造を行った結果、イソブチレンの転化率97.8%、メタクロレインの選択率88.9%、メタクリル酸の選択率3.2%、メタクロレインの収率86.9%、メタクリル酸の収率3.1%であり、参考例3のメタクロレイン製造用触媒Cと同等の性能であった。
〔実施例4〕
(メタクロレイン製造用触媒C2の製造)
純水1000部に実施例3のモリブデンの回収C1と同様の方法で得られた回収モリブデン含有物C2の全量を分散した後、29質量%アンモニア水123.5部を加えて加熱攪拌した後、パラモリブデン酸アンモニウム65部を加えて更に加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム1.9部、硝酸セシウム17.9部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水1000部に60質量%硝酸水溶液41.8部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス79.9部を加え溶解した。これに硝酸鉄199.7部、硝酸コバルト294.7部、硝酸ニッケル85.7部、及び硝酸亜鉛14.0部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン38.4部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してメタクロレイン製造用触媒C2を得た。このメタクロレイン製造用触媒C2の酸素原子を除く組成は、参考例3において製造したメタクロレイン製造用触媒Cと同じMo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6であった。
(メタクロレイン製造用触媒C2の製造)
純水1000部に実施例3のモリブデンの回収C1と同様の方法で得られた回収モリブデン含有物C2の全量を分散した後、29質量%アンモニア水123.5部を加えて加熱攪拌した後、パラモリブデン酸アンモニウム65部を加えて更に加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム1.9部、硝酸セシウム17.9部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水1000部に60質量%硝酸水溶液41.8部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス79.9部を加え溶解した。これに硝酸鉄199.7部、硝酸コバルト294.7部、硝酸ニッケル85.7部、及び硝酸亜鉛14.0部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン38.4部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してメタクロレイン製造用触媒C2を得た。このメタクロレイン製造用触媒C2の酸素原子を除く組成は、参考例3において製造したメタクロレイン製造用触媒Cと同じMo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6であった。
(メタクロレイン製造テストC2)
このメタクロレイン製造用触媒C2を用いて参考例3のメタクロレイン製造テストCと同じ反応条件でメタクロレインの製造を行った結果、イソブチレンの転化率97.7%、メタクロレインの選択率89.2%、メタクリル酸の選択率2.8%、メタクロレインの収率87.1%、メタクリル酸の収率2.7%であり、参考例3のメタクロレイン製造用触媒Cと同等の性能であった。
このメタクロレイン製造用触媒C2を用いて参考例3のメタクロレイン製造テストCと同じ反応条件でメタクロレインの製造を行った結果、イソブチレンの転化率97.7%、メタクロレインの選択率89.2%、メタクリル酸の選択率2.8%、メタクロレインの収率87.1%、メタクリル酸の収率2.7%であり、参考例3のメタクロレイン製造用触媒Cと同等の性能であった。
〔参考例4〕
(メタクロレイン製造用触媒Dの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、硝酸セシウム23.0部、三酸化アンチモン27.5部、及び三酸化ビスマス33.0部を加え、加熱攪拌した(A液)。これとは別に純水1000部に、硝酸鉄190.7部、硝酸ニッケル68.6部、硝酸コバルト446.4部、硝酸鉛23.5部、及び85重量%リン酸水溶液1.4部を順次加え、溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、この水性スラリーをスプレー乾燥機で乾燥した(乾燥機入口温度:300℃)。このようにして得られた乾燥粉を300℃にて1時間仮焼した後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に成形し、510℃で3時間焼成してメタクロレイン製造用触媒D(酸素原子を除く組成:Mo12Bi0.6Fe2Ni1Co6.5Pb0.3P0.05W0.1Sb0.2Cs0.5)を得た。
(メタクロレイン製造用触媒Dの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム500部、パラタングステン酸アンモニウム6.2部、硝酸セシウム23.0部、三酸化アンチモン27.5部、及び三酸化ビスマス33.0部を加え、加熱攪拌した(A液)。これとは別に純水1000部に、硝酸鉄190.7部、硝酸ニッケル68.6部、硝酸コバルト446.4部、硝酸鉛23.5部、及び85重量%リン酸水溶液1.4部を順次加え、溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、この水性スラリーをスプレー乾燥機で乾燥した(乾燥機入口温度:300℃)。このようにして得られた乾燥粉を300℃にて1時間仮焼した後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に成形し、510℃で3時間焼成してメタクロレイン製造用触媒D(酸素原子を除く組成:Mo12Bi0.6Fe2Ni1Co6.5Pb0.3P0.05W0.1Sb0.2Cs0.5)を得た。
(メタクロレインの製造テストD)
このメタクロレイン製造用触媒Dを用いて参考例3のメタクロレイン製造テストCと同じ反応条件でメタクロレインの製造を行った結果、イソブチレンの転化率97.4%、メタクロレインの選択率89.8%、メタクリル酸の選択率3.8%、メタクロレインの収率87.5%、メタクリル酸の収率3.7%であった。
このメタクロレイン製造用触媒Dを用いて参考例3のメタクロレイン製造テストCと同じ反応条件でメタクロレインの製造を行った結果、イソブチレンの転化率97.4%、メタクロレインの選択率89.8%、メタクリル酸の選択率3.8%、メタクロレインの収率87.5%、メタクリル酸の収率3.7%であった。
〔実施例5〕
(モリブデンの回収D1)
参考例4のメタクロレインの製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン41.3部、タングステン0.7部、ビスマス4.5部、鉄4.0部、アンチモン0.9部、ニッケル2.1部、コバルト13.8部、鉛2.2部、リン0.1部、及びセシウム2.3部が含まれていた。なお、この回収触媒の酸素を除く元素の組成はMo12Bi0.6Fe2Ni1Co6.5Pb0.3P0.05W0.1Sb0.2Cs0.5であった。この回収した触媒600部を純水2400部に分散させた。これに45質量%水酸化ナトリウム水溶液800部を加えて60℃で3時間攪拌した(このときのpHは12.3であった)後に、不溶部を濾別した。得られた溶液を36質量%塩酸で中和した後に、塩化マグネシウム6水和物を純水5.1部に溶解させた溶液を加え、さらに29質量%アンモニア水を加えてpHを9に調整した後、攪拌しながら30℃で3時間保持し、沈殿物を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液から、実施例1のモリブデン回収A1と同様の手順で、回収モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物D1)を得た。回収モリブデン含有物D1は、モリブデン241.8部、タングステン3.6部、及びセシウム5.4部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.6%であった。
(モリブデンの回収D1)
参考例4のメタクロレインの製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン41.3部、タングステン0.7部、ビスマス4.5部、鉄4.0部、アンチモン0.9部、ニッケル2.1部、コバルト13.8部、鉛2.2部、リン0.1部、及びセシウム2.3部が含まれていた。なお、この回収触媒の酸素を除く元素の組成はMo12Bi0.6Fe2Ni1Co6.5Pb0.3P0.05W0.1Sb0.2Cs0.5であった。この回収した触媒600部を純水2400部に分散させた。これに45質量%水酸化ナトリウム水溶液800部を加えて60℃で3時間攪拌した(このときのpHは12.3であった)後に、不溶部を濾別した。得られた溶液を36質量%塩酸で中和した後に、塩化マグネシウム6水和物を純水5.1部に溶解させた溶液を加え、さらに29質量%アンモニア水を加えてpHを9に調整した後、攪拌しながら30℃で3時間保持し、沈殿物を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液から、実施例1のモリブデン回収A1と同様の手順で、回収モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物D1)を得た。回収モリブデン含有物D1は、モリブデン241.8部、タングステン3.6部、及びセシウム5.4部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.6%であった。
(メタクロレイン製造用触媒D1の製造)
純水900部に上記で得られた回収モリブデン含有物D1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水126.6部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.4部、硝酸セシウム16.6部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水900部に60質量%硝酸水溶液37.3部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス71.3部を加え溶解した。これに硝酸鉄178.2部、硝酸コバルト262.8部、硝酸ニッケル76.4部、及び硝酸亜鉛12.5部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン34.3部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してメタクロレイン製造用触媒D1を得た。このメタクロレイン製造用触媒D1の酸素原子を除く組成は、参考例3において製造したメタクロレイン製造用触媒Cと同じMo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6であった。
純水900部に上記で得られた回収モリブデン含有物D1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水126.6部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.4部、硝酸セシウム16.6部を加え、60℃で溶解した(A液)。これとは別に純水900部に60質量%硝酸水溶液37.3部を加え、均一にした後、硝酸ビスマス71.3部を加え溶解した。これに硝酸鉄178.2部、硝酸コバルト262.8部、硝酸ニッケル76.4部、及び硝酸亜鉛12.5部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、三酸化アンチモン34.3部を加え80℃で1時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させ、300℃で1時間仮焼した後粉砕した。その後、直径及び高さが共に3mmの円柱状に加圧成形し、500℃で6時間焼成してメタクロレイン製造用触媒D1を得た。このメタクロレイン製造用触媒D1の酸素原子を除く組成は、参考例3において製造したメタクロレイン製造用触媒Cと同じMo12Bi0.7Fe2.1Ni2.5Co4.9Zn0.2W0.1Sb0.7Cs0.6であった。
(メタクロレイン製造テストD1)
このメタクロレイン製造用触媒D1を用いて参考例3のメタクロレイン製造テストCと同じ反応条件でメタクロレインの製造を行った結果、イソブチレンの転化率97.6%、メタクロレインの選択率89.2%、メタクリル酸の選択率3.0%、メタクロレインの収率87.1%、メタクリル酸の収率2.9%であり、参考例3のメタクロレイン製造用触媒Cと同等の性能であった。
このメタクロレイン製造用触媒D1を用いて参考例3のメタクロレイン製造テストCと同じ反応条件でメタクロレインの製造を行った結果、イソブチレンの転化率97.6%、メタクロレインの選択率89.2%、メタクリル酸の選択率3.0%、メタクロレインの収率87.1%、メタクリル酸の収率2.9%であり、参考例3のメタクロレイン製造用触媒Cと同等の性能であった。
〔参考例5〕
(アクリル酸製造用触媒Eの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム100部、パラタングステン酸アンモニウム5.0部、及びメタバナジン酸アンモニウム16.6部を溶解した。これに硝酸鉄9.5部を純水200部に溶解した溶液を加え、さらに、硝酸コバルト5.5部を純水200部に溶解した溶液、硝酸マンガン4.1部を純水200部に溶解した溶液を順次加えた。次に一般式Na2O・2.2SiO2・2.2H2Oで表される水ガラス3.9部を純水30部に溶解した溶液を加え、更に20質量%シリカゾル(分散媒:水)49.6部を加えた。この混合液を加熱攪拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物を130℃で16時間乾燥した後、直径及び高さが共に5mmの円柱状に成形し、380℃で5時間焼成してアクリル酸製造用触媒E(酸素原子を除く組成:Mo12V3Fe0.5Co0.4Si4.3Na0.7Mn0.3W0.4)を得た。
(アクリル酸製造用触媒Eの製造)
純水1000部に、パラモリブデン酸アンモニウム100部、パラタングステン酸アンモニウム5.0部、及びメタバナジン酸アンモニウム16.6部を溶解した。これに硝酸鉄9.5部を純水200部に溶解した溶液を加え、さらに、硝酸コバルト5.5部を純水200部に溶解した溶液、硝酸マンガン4.1部を純水200部に溶解した溶液を順次加えた。次に一般式Na2O・2.2SiO2・2.2H2Oで表される水ガラス3.9部を純水30部に溶解した溶液を加え、更に20質量%シリカゾル(分散媒:水)49.6部を加えた。この混合液を加熱攪拌しながら蒸発乾固した。得られた固形物を130℃で16時間乾燥した後、直径及び高さが共に5mmの円柱状に成形し、380℃で5時間焼成してアクリル酸製造用触媒E(酸素原子を除く組成:Mo12V3Fe0.5Co0.4Si4.3Na0.7Mn0.3W0.4)を得た。
(アクリル酸の製造テストE)
このアクリル酸製造用触媒Eを反応管に充填し、アクロレイン5容量%、酸素10容量%、水蒸気30容量%、及び窒素55容量%の混合ガスを反応温度270℃、接触時間3.6秒で通じたところ、アクロレインの転化率98.6%、アクリル酸の選択率95.0%、アクリル酸の収率93.7%であった。
このアクリル酸製造用触媒Eを反応管に充填し、アクロレイン5容量%、酸素10容量%、水蒸気30容量%、及び窒素55容量%の混合ガスを反応温度270℃、接触時間3.6秒で通じたところ、アクロレインの転化率98.6%、アクリル酸の選択率95.0%、アクリル酸の収率93.7%であった。
〔実施例6〕
(モリブデンの回収E1)
参考例5のアクリル酸の製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン47.0部、バナジウム6.2部、鉄0.7部、ケイ素4.9部、ナトリウム0.7部、コバルト1.0部、マンガン0.7部、及びタングステン3.0部が含まれていた。なお、この回収触媒の酸素を除く元素の組成はMo12V3Fe0.5Co0.4Si4.3Na0.7Mn0.3W0.4であった。この回収した触媒100部を純水400部に分散させた。これに45質量%水酸化ナトリウム水溶液130部を加えて60℃で3時間攪拌した(このときのpHは12.4であった)後に、不溶部を濾別して溶液を得た。次いで36質量%塩酸を加えてpHを6.0に調整した後、60℃で3時間攪拌し、不溶部を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液を、弱塩基性イオン交換樹脂(オルガノ社製、商品名:XE−583)カラムに通液した。この通液後のモリブデン含有水溶液から、実施例1のモリブデン回収A1と同様の手順で、回収モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物E1)を得た。回収モリブデン含有物E1は、モリブデン45.8部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.4%であった。
(モリブデンの回収E1)
参考例5のアクリル酸の製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン47.0部、バナジウム6.2部、鉄0.7部、ケイ素4.9部、ナトリウム0.7部、コバルト1.0部、マンガン0.7部、及びタングステン3.0部が含まれていた。なお、この回収触媒の酸素を除く元素の組成はMo12V3Fe0.5Co0.4Si4.3Na0.7Mn0.3W0.4であった。この回収した触媒100部を純水400部に分散させた。これに45質量%水酸化ナトリウム水溶液130部を加えて60℃で3時間攪拌した(このときのpHは12.4であった)後に、不溶部を濾別して溶液を得た。次いで36質量%塩酸を加えてpHを6.0に調整した後、60℃で3時間攪拌し、不溶部を濾別してモリブデン含有水溶液を得た。このようにして得られたモリブデン含有水溶液を、弱塩基性イオン交換樹脂(オルガノ社製、商品名:XE−583)カラムに通液した。この通液後のモリブデン含有水溶液から、実施例1のモリブデン回収A1と同様の手順で、回収モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物E1)を得た。回収モリブデン含有物E1は、モリブデン45.8部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は97.4%であった。
(アクリル酸製造用触媒E1の製造)
純水850部に上記で得られた回収モリブデン含有物E1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水24.0部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム4.2部及びメタバナジン酸アンモニウム14.0部を溶解した。これに硝酸鉄8.0部を純水170部に溶解した溶液を加え、さらに、硝酸コバルト4.6部を純水170部に溶解した溶液、硝酸マンガン3.5部を純水170部に溶解した溶液を順次加えた。次に一般式Na2O・2.2SiO2・2.2H2Oで表される水ガラス3.3部を純水25部に溶解した溶液を加え、更に20質量%シリカゾル(分散媒:水)41.8部を加えた。この混合液を参考例5のアクリル酸製造用触媒Eの製造と同様に蒸発乾固、乾燥、成形及び焼成を実施してアクリル酸製造用触媒E1を得た。このアクリル酸製造用触媒E1の酸素原子を除く組成は、参考例5において製造したアクリル酸製造用触媒Eと同様のMo12V3Fe0.5Co0.4Si4.3Na0.7Mn0.3W0.4であった。
純水850部に上記で得られた回収モリブデン含有物E1の全量を分散した後、29質量%アンモニア水24.0部を加えて加熱攪拌した。これにパラタングステン酸アンモニウム4.2部及びメタバナジン酸アンモニウム14.0部を溶解した。これに硝酸鉄8.0部を純水170部に溶解した溶液を加え、さらに、硝酸コバルト4.6部を純水170部に溶解した溶液、硝酸マンガン3.5部を純水170部に溶解した溶液を順次加えた。次に一般式Na2O・2.2SiO2・2.2H2Oで表される水ガラス3.3部を純水25部に溶解した溶液を加え、更に20質量%シリカゾル(分散媒:水)41.8部を加えた。この混合液を参考例5のアクリル酸製造用触媒Eの製造と同様に蒸発乾固、乾燥、成形及び焼成を実施してアクリル酸製造用触媒E1を得た。このアクリル酸製造用触媒E1の酸素原子を除く組成は、参考例5において製造したアクリル酸製造用触媒Eと同様のMo12V3Fe0.5Co0.4Si4.3Na0.7Mn0.3W0.4であった。
(アクリル酸製造テストE1)
このアクリル酸製造用触媒E1を用いて参考例5のアクリル酸の製造テストEと同じ反応条件でアクリル酸の製造を行った結果、アクロレインの転化率98.4%、アクリル酸の選択率95.3%、アクリル酸の収率93.8%であり、参考例5のアクリル酸製造用触媒Eと同等の性能であった。
このアクリル酸製造用触媒E1を用いて参考例5のアクリル酸の製造テストEと同じ反応条件でアクリル酸の製造を行った結果、アクロレインの転化率98.4%、アクリル酸の選択率95.3%、アクリル酸の収率93.8%であり、参考例5のアクリル酸製造用触媒Eと同等の性能であった。
〔参考例6〕
(メタクリル酸製造用触媒Fの製造)
純水750部にパラモリブデン酸アンモニウム500部およびパラタングステン酸アンモニウム6.2部を60℃で溶解し、さらに二酸化ゲルマニウム9.9部を分散させた(A液)。これとは別に純水200部に、85質量%リン酸水溶液27.2部、硝酸銅11.4部、硝酸ニッケル20.6部、硝酸セシウム23.0部、および硝酸カリウム11.9部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、メタバナジン酸アンモニウム16.6部を加え85℃で2時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させて粉砕した後に、直径および高さがともに3mmの円柱状に成形し、380℃で4時間焼成してメタクリル酸製造用触媒F(酸素原子を除く組成:Mo12P1Cs0.5K0.5V0.6Cu0.2Ge0.4Ni0.3W0.1)を得た。
(メタクリル酸製造用触媒Fの製造)
純水750部にパラモリブデン酸アンモニウム500部およびパラタングステン酸アンモニウム6.2部を60℃で溶解し、さらに二酸化ゲルマニウム9.9部を分散させた(A液)。これとは別に純水200部に、85質量%リン酸水溶液27.2部、硝酸銅11.4部、硝酸ニッケル20.6部、硝酸セシウム23.0部、および硝酸カリウム11.9部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、メタバナジン酸アンモニウム16.6部を加え85℃で2時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を120℃で乾燥させて粉砕した後に、直径および高さがともに3mmの円柱状に成形し、380℃で4時間焼成してメタクリル酸製造用触媒F(酸素原子を除く組成:Mo12P1Cs0.5K0.5V0.6Cu0.2Ge0.4Ni0.3W0.1)を得た。
(メタクリル酸の製造テストF)
このメタクリル酸製造用触媒Fを反応管に充填し、メタクロレイン5容量%、酸素10容量%、水蒸気30容量%及び窒素55容量%の混合ガスを反応温度290℃、接触時間3.6秒で通じたところメタクロレインの転化率87.5%、メタクリル酸の選択率85.6%、メタクリル酸の収率74.9%であった。
このメタクリル酸製造用触媒Fを反応管に充填し、メタクロレイン5容量%、酸素10容量%、水蒸気30容量%及び窒素55容量%の混合ガスを反応温度290℃、接触時間3.6秒で通じたところメタクロレインの転化率87.5%、メタクリル酸の選択率85.6%、メタクリル酸の収率74.9%であった。
〔実施例7〕
(メタクリル酸製造用触媒F1の製造)
純水710部に実施例1のモリブデンの回収A1と同様の方法で得られた回収モリブデン含有物F1の全量を分散させた後、29質量%アンモニア水135部を加えて60℃で溶解した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.8部を溶解し、さらに二酸化ゲルマニウム9.4部を分散させた(A液)。これとは別に純水190部に、85質量%リン酸水溶液25.8部、硝酸銅10.8部、硝酸ニッケル19.5部、硝酸セシウム21.8部および硝酸カリウム11.0部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、メタバナジン酸アンモニウム15.7部を加え85℃で2時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を参考例6のメタクリル酸製造用触媒Fの製造と同様に乾燥、成形及び焼成を実施してメタクリル酸製造用触媒F1を得た。このメタクリル酸製造用触媒F1の酸素原子を除く組成は、参考例6において製造したメタクリル酸製造用触媒Fと同じMo12P1Cs0.5K0.5V0.6Cu0.2Ge0.4Ni0.3W0.1であった。
(メタクリル酸製造用触媒F1の製造)
純水710部に実施例1のモリブデンの回収A1と同様の方法で得られた回収モリブデン含有物F1の全量を分散させた後、29質量%アンモニア水135部を加えて60℃で溶解した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.8部を溶解し、さらに二酸化ゲルマニウム9.4部を分散させた(A液)。これとは別に純水190部に、85質量%リン酸水溶液25.8部、硝酸銅10.8部、硝酸ニッケル19.5部、硝酸セシウム21.8部および硝酸カリウム11.0部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、メタバナジン酸アンモニウム15.7部を加え85℃で2時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を参考例6のメタクリル酸製造用触媒Fの製造と同様に乾燥、成形及び焼成を実施してメタクリル酸製造用触媒F1を得た。このメタクリル酸製造用触媒F1の酸素原子を除く組成は、参考例6において製造したメタクリル酸製造用触媒Fと同じMo12P1Cs0.5K0.5V0.6Cu0.2Ge0.4Ni0.3W0.1であった。
(メタクリル酸製造テストF1)
このメタクリル酸製造用触媒F1を用いて参考例6のメタクリル酸製造テストFと同じ反応条件でメタクリル酸の製造を行った結果、メタクロレインの転化率87.3%、メタクリル酸の選択率85.7%、メタクリル酸の収率74.8%であり、参考例6のメタクリル酸製造用触媒Fと同等の性能であった。
このメタクリル酸製造用触媒F1を用いて参考例6のメタクリル酸製造テストFと同じ反応条件でメタクリル酸の製造を行った結果、メタクロレインの転化率87.3%、メタクリル酸の選択率85.7%、メタクリル酸の収率74.8%であり、参考例6のメタクリル酸製造用触媒Fと同等の性能であった。
〔実施例8〕
(モリブデンの回収F2)
参考例6のメタクリル酸の製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン56.2部、リン1.5部、セシウム3.2部、カリウム1.0部、バナジウム1.5部、銅0.6部、ゲルマニウム1.4部、ニッケル0.9部、及びタングステン0.9部が含まれていた。なお、この回収触媒の酸素を除く元素の組成はMo12P1Cs0.5K0.5V0.6Cu0.2Ge0.4Ni0.3W0.1であった。この回収した触媒500部を炭酸ナトリウム350部と混合し、実施例2のモリブデンの回収B1と同様の手順でモリブデン含有水溶液を得た。この溶液を36質量%塩酸でpH7に中和した後に、塩化マグネシウム6水和物64.5部を純水200部に溶解させた溶液と29質量%アンモニア水14.5部を加え、さらに29質量%アンモニア水を加えてpHを9に調整した後、攪拌しながら30℃で3時間保持し、生成した沈殿物と溶液(モリブデン含有水溶液)を濾別した。このようにして得られたモリブデン含有水溶液から、実施例2のモリブデンの回収B1と同様の手順で、モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物F2)を得た。回収モリブデン含有物F2は、モリブデン272.0部、バナジウム6.5部、タングステン3.8部、カリウム1.1部及びセシウム6.5部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は96.8%であった。
(モリブデンの回収F2)
参考例6のメタクリル酸の製造を2000時間行った後の触媒を回収した。この回収した触媒100部にはモリブデン56.2部、リン1.5部、セシウム3.2部、カリウム1.0部、バナジウム1.5部、銅0.6部、ゲルマニウム1.4部、ニッケル0.9部、及びタングステン0.9部が含まれていた。なお、この回収触媒の酸素を除く元素の組成はMo12P1Cs0.5K0.5V0.6Cu0.2Ge0.4Ni0.3W0.1であった。この回収した触媒500部を炭酸ナトリウム350部と混合し、実施例2のモリブデンの回収B1と同様の手順でモリブデン含有水溶液を得た。この溶液を36質量%塩酸でpH7に中和した後に、塩化マグネシウム6水和物64.5部を純水200部に溶解させた溶液と29質量%アンモニア水14.5部を加え、さらに29質量%アンモニア水を加えてpHを9に調整した後、攪拌しながら30℃で3時間保持し、生成した沈殿物と溶液(モリブデン含有水溶液)を濾別した。このようにして得られたモリブデン含有水溶液から、実施例2のモリブデンの回収B1と同様の手順で、モリブデン含有沈殿物(回収モリブデン含有物F2)を得た。回収モリブデン含有物F2は、モリブデン272.0部、バナジウム6.5部、タングステン3.8部、カリウム1.1部及びセシウム6.5部を含んでいた。また、このときのモリブデンの回収率は96.8%であった。
(メタクリル酸製造用触媒F2の製造)
純水750部に実施例8で得られた回収モリブデン含有物F2の全量を分散させた後、29質量%アンモニア水142.7部を加えて60℃で溶解した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.8部を溶解し、さらに二酸化ゲルマニウム9.9部を分散させた(A液)。これとは別に純水200部に、85質量%リン酸水溶液27.2部、硝酸銅11.4部、硝酸ニッケル20.6部、硝酸セシウム13.5部および硝酸カリウム9.1部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、メタバナジン酸アンモニウム1.7部を加え85℃で2時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を参考例6のメタクリル酸製造用触媒Fの製造と同様に乾燥、成形及び焼成を実施してメタクリル酸製造用触媒F2を得た。このメタクリル酸製造用触媒F2の酸素原子を除く組成は、参考例6において製造したメタクリル酸製造用触媒Fと同じMo12P1Cs0.5K0.5V0.6Cu0.2Ge0.4Ni0.3W0.1であった。
純水750部に実施例8で得られた回収モリブデン含有物F2の全量を分散させた後、29質量%アンモニア水142.7部を加えて60℃で溶解した。これにパラタングステン酸アンモニウム0.8部を溶解し、さらに二酸化ゲルマニウム9.9部を分散させた(A液)。これとは別に純水200部に、85質量%リン酸水溶液27.2部、硝酸銅11.4部、硝酸ニッケル20.6部、硝酸セシウム13.5部および硝酸カリウム9.1部を順次加えて溶解した(B液)。前記A液にB液を加え水性スラリーとした後、メタバナジン酸アンモニウム1.7部を加え85℃で2時間熟成した後に蒸発乾固した。このようにして得られたケーキ状物質を参考例6のメタクリル酸製造用触媒Fの製造と同様に乾燥、成形及び焼成を実施してメタクリル酸製造用触媒F2を得た。このメタクリル酸製造用触媒F2の酸素原子を除く組成は、参考例6において製造したメタクリル酸製造用触媒Fと同じMo12P1Cs0.5K0.5V0.6Cu0.2Ge0.4Ni0.3W0.1であった。
(メタクリル酸製造テストF2)
このメタクリル酸製造用触媒F2を用いて参考例6のメタクリル酸製造テストFと同じ反応条件でメタクリル酸の製造を行った結果、メタクロレインの転化率87.4%、メタクリル酸の選択率85.7%、メタクリル酸の収率74.9%であり、参考例6のメタクリル酸製造用触媒Fと同等の性能であった。
このメタクリル酸製造用触媒F2を用いて参考例6のメタクリル酸製造テストFと同じ反応条件でメタクリル酸の製造を行った結果、メタクロレインの転化率87.4%、メタクリル酸の選択率85.7%、メタクリル酸の収率74.9%であり、参考例6のメタクリル酸製造用触媒Fと同等の性能であった。
本発明によれば、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物よりモリブデンを高収率で回収することができるので、使用後のモリブデン含有物を有効に利用できる。また、本発明を用いることにより少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物より回収した回収モリブデン含有物を原料として触媒を製造することができ、少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物、特にアクロレイン製造用触媒、メタクロレイン製造用触媒、アクリル酸製造用触媒、及びメタクリル酸製造用触媒を使用後も有効に活用することができる。
Claims (8)
- 少なくともモリブデンを含み、かつビスマス又はバナジウムを含むモリブデン含有物と、アルカリと、水とを用いて、少なくともモリブデンが水に溶解したモリブデン含有水溶液を得る工程を有することを特徴とするモリブデンの回収方法。
- (a)前記モリブデン含有物を水に分散させた分散液を調製する工程と、
(b)前記分散液にアルカリを添加して該分散液のpHを8以上に調整する工程と、
(c)前記pHが8以上に調整された該分散液から不溶物を除去して、少なくともモリブデンが水に溶解したモリブデン含有水溶液を得る工程と
を有することを特徴とする請求項1に記載のモリブデンの回収方法。 - (d)少なくともモリブデンを含むモリブデン含有物と、アルカリとを混合する工程と、
(e)得られた混合物を600〜1000℃で焙焼する工程と、
(f)得られた焙焼物に含まれるモリブデンを水で抽出して、少なくともモリブデンが水に溶解したモリブデン含有水溶液を得る工程と
を有することを特徴とするモリブデンの回収方法。 - 前記モリブデン含有物が、下記式(1)で表される組成を有する、プロピレン、イソブチレン、及びtert−ブチルアルコールのいずれかの気相接触酸化に用いる触媒であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のモリブデンの回収方法。
MoaBibFecM1 dX1 eY1 fZ1 gSihOi (1)
(式中、Mo、Bi、Fe、Si及びOは、それぞれモリブデン、ビスマス、鉄、ケイ素及び酸素を示し、M1は、コバルト及びニッケルからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、X1は、クロム、鉛、マンガン、カルシウム、マグネシウム、ニオブ、銀、バリウム、スズ、タンタル及び亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y1は、リン、ホウ素、硫黄、セレン、テルル、セリウム、タングステン、アンチモン及びチタンからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Z1は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。a、b、c、d、e、f、g、h及びiは各元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.01〜3、c=0.01〜5、d=1〜12、e=0〜8、f=0〜5、g=0.001〜2、h=0〜20であり、iは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子比である。) - 前記モリブデン含有物が、下記式(2)で表される組成を有する、アクロレインの気相接触酸化に用いる触媒であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のモリブデンの回収方法。
MojVkA2 lX2 mY2 nOo (2)
(式中、Mo、V及びOはそれぞれモリブデン、バナジウム及び酸素を示し、A2は、鉄、コバルト、クロム、アルミニウム及びストロンチウムからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を示し、X2は、ゲルマニウム、ホウ素、ヒ素、セレン、銀、ケイ素、ナトリウム、テルル、リチウム、アンチモン、リン、カリウム、及びバリウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示し、Y2は、マグネシウム、チタン、マンガン、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、タンタル、カルシウム、スズ及びビスマスからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を示す。j、k、l、m、n及びoは各元素の原子比率を表し、j=12のとき、k=0.01〜6、l=0〜5、m=0〜10、n=0〜5であり、oは前記各成分の原子価を満足するのに必要な酸素原子数である。) - (x)前記モリブデン含有水溶液に酸を添加して該モリブデン含有水溶液のpHを3以下に調整して、モリブデン含有沈殿物を生じさせる工程と、
(y)前記モリブデン含有沈殿物を分離する工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のモリブデンの回収方法。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のモリブデンの回収方法で得られたモリブデン含有水溶液、または請求項6に記載のモリブデンの回収方法で得られたモリブデン含有沈殿物を用いて、少なくともモリブデンを含有する触媒を製造することを特徴とする触媒の製造方法。
- さらに他のモリブデン原料を併用することを特徴とする請求項7に記載の触媒の製造方法。
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