KR101513300B1 - / method for producing unsaturated aldehyde and/or unsaturated carboxylic acid - Google Patents

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Abstract

프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물을 양호한 전환으로 촉매적 기상 산화시킴으로써 불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산을 만족스러운 수율로 제조한다. 산화 반응은, 구성하는 금속 원소의 종류 및/또는 함량 비율에 있어서 서로 다른 특정한 혼합 산화물로 이루어지는 둘 이상의 촉매 (촉매는 촉매의 성분을 포함하는 수용액 또는 수성 슬러리를 건조시킨 후 분자체 산소를 포함하는 가스 분위기에서 하소하고, 환원 물질의 존재 하에서 후속 열처리하여 제조한 것임)를 반응관에 충전시켜 촉매 활성이 공급 원료 가스 주입구로부터 공급 원료 가스 배출구를 향해 증가하도록 한 후, 공급 원료 가스를 반응관에 도입시킴으로써 수행한다. Unsaturated aldehydes and / or unsaturated carboxylic acids are produced in a satisfactory yield by subjecting at least one compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene and tert-butyl alcohol to catalytic gas phase oxidation in a preferable conversion. The oxidation reaction may be carried out in such a manner that two or more catalysts composed of different specific mixed oxides in the kind and / or the content ratio of the constituent metal element (the catalyst comprises an aqueous solution containing components of the catalyst or an aqueous slurry after containing the molecular sieve The reaction tube is filled with the reaction gas so that the catalytic activity is increased from the feed gas inlet to the feed gas outlet and then the feed gas is introduced into the reaction tube .

불포화 알데히드, 불포화 카르복실산, 제조 Unsaturated aldehyde, unsaturated carboxylic acid, production

Description

불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산의 제조법 {METHOD FOR PRODUCING UNSATURATED ALDEHYDE AND/OR UNSATURATED CARBOXYLIC ACID}METHOD FOR PRODUCING UNSATURATED ALDEHYDE AND / OR UNSATURATED CARBOXYLIC ACID Technical Field [1] The present invention relates to a process for producing unsaturated aldehyde and /

본 발명은 프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물 및 분자체 산소를 포함하는 공급 원료 가스를 반응관에 공급하여 상기 적어도 한 화합물을 기상에서 촉매적으로 산화시켜 불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산을 수득하는 것을 포함하는, 불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the production of a reaction product by feeding a feedstock gas containing at least one compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene and tert-butyl alcohol and molecular sieve oxygen to a reaction tube to catalytically oxidize the at least one compound in a gas phase Unsaturated aldehydes and / or unsaturated carboxylic acids, including obtaining unsaturated aldehydes and / or unsaturated carboxylic acids.

프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물 및 분자체 산소를 포함하는 공급 원료 가스를 반응관에 공급하여, 상기 적어도 한 화합물을 기상에서 촉매적으로 산화시키는 것을 포함하는, 불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산 제조 방법의 예로써, 촉매를 구성하는 금속 원소의 종류 또는 양을 변화시킴으로써 다른 촉매 활성을 가지는 복수 종의 촉매를 제조한 후, 이들 촉매를 반응관에 충전시켜 촉매 활성이 공급 원료 가스 주입구로부터 공급 원료 가스 배출구를 향해 증가되도록 하여, 공급 원료 가스를 반응관에 공급하는 방법이 제안되었다(US 특허 번호 5,276,178 및 JP-A-2000-351744 참조). Feeding at least one compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene, and tert-butyl alcohol and a feedstock gas containing molecular sieve oxygen to a reaction tube to catalytically oxidize the at least one compound in a vapor phase As an example of the production method of the unsaturated aldehyde and / or unsaturated carboxylic acid, various types of catalysts having different catalytic activities are prepared by changing the kind or amount of the metal element constituting the catalyst, (See US Pat. Nos. 5,276,178 and JP-A-2000-351744). In this way, the catalytic activity is increased from the feed gas inlet to the feed gas outlet so as to supply the feed gas to the reaction tube.

그러나, 이러한 전통적인 방법은 프로필렌, 이소부틸렌 또는 tert-부틸 알콜의 전환 또는 불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산의 수율에 있어서 반드시 만족스러운 것은 아니다.However, this conventional method is not necessarily satisfactory in the conversion of propylene, isobutylene or tert-butyl alcohol or in the yield of unsaturated aldehyde and / or unsaturated carboxylic acid.

발명의 요약SUMMARY OF THE INVENTION

본 발명의 목적은, 프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물을 양호한 전환으로 촉매적 기상 산화시켜, 불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산을 만족스러운 수율로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a process for producing an unsaturated aldehyde and / or an unsaturated carboxylic acid in a satisfactory yield by catalytic vapor phase oxidation of at least one compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene and tert- It is a way to do that.

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본 발명의 발명자들은, 면밀한 조사를 통해, 구성하는 금속 원소의 종류 및/또는 함량 비율에 있어서 서로 다른 특정한 혼합 산화물로 이루어지는 복수 종의 촉매 (이 촉매는 각 촉매의 성분을 포함하는 수용액 또는 수성 슬러리를 건조시킨 후 분자체 산소를 포함하는 가스 분위기 하에서 하소하고 환원 물질의 존재 하에서 후속 열처리하여 수득한 것임) 를 반응관에 충전시켜 촉매 활성이 공급 원료 가스 주입구로부터 공급 원료 가스 배출구를 향해 증가하도록 한 후, 공급 원료 가스를 반응관에 도입시킴으로써 상기 목적을 이룰 수 있음을 발견하였다. 따라서, 상기 발견에 기초하여 본 발명이 이루어졌다.The inventors of the present invention have found out through a careful investigation that a plurality of kinds of catalysts composed of specific mixed oxides which differ in the type and / or the content ratio of the constituent metal elements (this catalyst is an aqueous solution or an aqueous slurry Is dried and then calcined in a gas atmosphere containing molecular sieve oxygen and subjected to a subsequent heat treatment in the presence of a reducing material) to the reaction tube so that the catalytic activity is increased from the feed gas inlet to the feed gas outlet And then introducing the feedstock gas into the reaction tube. Therefore, the present invention has been made based on the above findings.

즉, 본 발명은, 하기 단계를 포함하는 불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산의 제조 방법:Namely, the present invention relates to a process for producing an unsaturated aldehyde and / or an unsaturated carboxylic acid comprising the steps of:

프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물 및 분자체 산소를 포함하는 공급 원료 가스를 반응관에 공급하는 단계, 및 Feeding a feedstock gas containing at least one compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene and tert-butyl alcohol and molecular sieve oxygen into a reaction tube, and

상기 적어도 한 화합물을 기상에서 촉매적으로 산화시켜, 불포화 알데히드 및/또는 그에 상응하는 불포화 카르복실산을 제조하는 단계, Catalytically oxidizing the at least one compound in a gas phase to produce an unsaturated aldehyde and / or its corresponding unsaturated carboxylic acid,

여기서,here,

(1) 촉매 활성이 반응관의 공급 원료 가스 주입구로부터 공급 원료 가스 배출구를 향하여 증가하도록 상이한 촉매 활성을 가지는 적어도 2종의 촉매가 반응관에 충전되어 있음,(1) at least two kinds of catalysts having different catalytic activities are charged in the reaction tube so that the catalytic activity increases from the feed gas inlet of the reaction tube to the feed gas outlet,

(2) 상기 촉매는 각각 독립적으로 하기 화학식 (I) 로 나타내어지는 혼합 산화물을 포함함:(2) the catalysts each independently comprise a mixed oxide represented by the following formula (I):

MoaBibFecAdBeCfDgOx (I)Mo a Bi b Fe c A d B e C f D g O x (I)

[식 중,[Wherein,

Mo, Bi 및 Fe 는 각각 몰리브덴, 비스무스 및 철을 나타내고,Mo, Bi and Fe represent molybdenum, bismuth and iron, respectively,

A 는 니켈 및/또는 코발트를 나타내고,A represents nickel and / or cobalt,

B 는 망간, 아연, 칼슘, 마그네슘, 주석 및 납으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, B represents at least one element selected from the group consisting of manganese, zinc, calcium, magnesium, tin and lead,

C 는 인, 붕소, 비소, 텔루르, 텅스텐, 안티몬, 규소, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄 및 세륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, C represents at least one element selected from the group consisting of phosphorus, boron, arsenic, tellurium, tungsten, antimony, silicon, aluminum, titanium, zirconium,

D 는 칼륨, 루비듐, 세슘 및 탈륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, D represents at least one element selected from the group consisting of potassium, rubidium, cesium and thallium,

O 는 산소를 나타내고,O represents oxygen,

a, b, c, d, e, f 및 g는 다음과 같은 관계를 만족시키고: a가 12로 설정될 경우, 0 < b ≤ 10, 0 < c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ e ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 10 및 0 < g ≤ 2 임, wherein a, b, c, d, e, f and g satisfy the following relationship: 0 <b ≤ 10, 0 <c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ e? 10, 0? f? 10 and 0 <g? 2,

x 는 다른 원소들의 산화 상태에 따라 결정되는 값임],x is a value determined according to the oxidation state of other elements]

(3) 상기 촉매는 촉매를 구성하는 금속 원소의 종류 및/또는 함량 비율에 있어서 서로 다름, 및 (3) the catalyst is different in the kind and / or the content ratio of the metal element constituting the catalyst, and

(4) 상기 촉매는 촉매의 성분을 포함하는 수용액 또는 수성 슬러리의 건조 후, 분자체 산소를 포함하는 가스 분위기에서의 하소 및 환원 물질의 존재 하에서의 후속 열처리에 의해 각각 독립적으로 수득됨.(4) The catalyst is independently obtained by drying of an aqueous solution or aqueous slurry containing components of the catalyst, followed by calcining in a gaseous atmosphere containing molecular sieve oxygen and subsequent heat treatment in the presence of a reducing material.

본 발명에 따르면, 불포화 알데히드 및/또는 그에 상응하는 불포화 카르복실산이, 프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물의 양호한 전환의 촉매적 기상 산화에 의해 만족스러운 수율로 제조될 수 있다. According to the present invention, it is preferred that the unsaturated aldehyde and / or the corresponding unsaturated carboxylic acid is replaced with a satisfactory yield by catalytic gas phase oxidation of a good conversion of at least one compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene and tert- . &Lt; / RTI &gt;

본 발명에서는, 프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물 및 분자체 산소를 포함하는 공급 원료 가스를, 촉매 활성이 공급 원료 가스 주입구로부터 공급 원료 가스 배출구를 향해 증가되도록 다른 촉매 활성을 가지는 복수 종의 촉매로 충전된 반응관에 공급한다. 촉 매의 종류가 많을수록, 반응 결과 또는 반응관에서의 온도 조절에 있어서 더 효율적이지만 촉매 준비 또는 충전이 더 복잡해진다. 이러한 요소들을 고려하면, 2종의 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the feedstock gas containing at least one compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene, and tert-butyl alcohol and molecular sieve oxygen is increased in catalytic activity from the feedstock gas inlet to the feedstock gas outlet To a reaction tube filled with a plurality of kinds of catalysts having different catalytic activities. The more types of catalyst, the more efficient the reaction results or the temperature control in the reaction tube, but the more catalyst preparation or charging becomes more complicated. Considering these factors, it is preferable to use two kinds of catalysts.

본 발명에서 사용하는 촉매는 하기 화학식 (I)로 나타내어지는 각 독립적인 혼합 산화물이다: The catalyst used in the present invention is each independently mixed oxide represented by the following formula (I)

MoaBibFecAdBeCfDgOx (I)Mo a Bi b Fe c A d B e C f D g O x (I)

[식 중,[Wherein,

Mo, Bi 및 Fe 는 각각 몰리브덴, 비스무스 및 철을 나타내고,Mo, Bi and Fe represent molybdenum, bismuth and iron, respectively,

A 는 니켈 및/또는 코발트를 나타내고,A represents nickel and / or cobalt,

B 는 망간, 아연, 칼슘, 마그네슘, 주석 및 납으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, B represents at least one element selected from the group consisting of manganese, zinc, calcium, magnesium, tin and lead,

C 는 인, 붕소, 비소, 텔루르, 텅스텐, 안티몬, 규소, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄 및 세륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, C represents at least one element selected from the group consisting of phosphorus, boron, arsenic, tellurium, tungsten, antimony, silicon, aluminum, titanium, zirconium,

D 는 칼륨, 루비듐, 세슘 및 탈륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, D represents at least one element selected from the group consisting of potassium, rubidium, cesium and thallium,

O 는 산소를 나타내고,O represents oxygen,

a, b, c, d, e, f 및 g 는 다음과 같은 관계를 만족시키고: a가 12로 설정될 경우, 0 < b ≤ 10, 0 < c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ e ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 10 및 0 < g ≤ 2 임, wherein a, b, c, d, e, f and g satisfy the following relationship: 0 <b ≤ 10, 0 <c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ e? 10, 0? f? 10 and 0 <g? 2,

x 는 다른 원소들의 산화 상태에 따라 결정되는 값임].x is a value determined by the oxidation state of other elements].

상기 촉매는 촉매를 구성하는 금속 원소의 종류 및/또는 함량 비율에 있어서 서로 다르다. "촉매를 구성하는 금속 원소의 종류에 있어서 서로 다른 촉매"란, 비교되는 한 촉매의 A, B, C 또는 D 군에서 적어도 한 원소가, 비교되는 다른 촉매의 해당군에서의 임의의 원소와 다르다는 것을 의미한다. 추가적으로, "촉매를 구성하는 금속 원소의 함량 비율에 있어서 서로 다른 촉매"는, 한 촉매에서 a가 12로 설정될 경우의 b, c, d, e, f 및 g 값과 또 다른 촉매에서 a가 12로 설정될 경우의 b, c, d, e, f 및 g 값을 각각 비교하는 경우, 한 촉매에서의 b, c, d, e, f 및 g 값 중 적어도 한 값이 다른 촉매의 그에 상응하는 값과 다른 것을 의미한다.The catalysts differ in the kind and / or the content ratio of the metal elements constituting the catalyst. A "different catalyst in the kind of the metal element constituting the catalyst" means that at least one element in the group A, B, C or D of a comparative catalyst is different from any element in the corresponding group of another catalyst to be compared . In addition, "different catalysts in the ratio of the content of the metal element constituting the catalyst" means that the values b, c, d, e, f and g when a is set to 12 and a The values of b, c, d, e, f and g in one catalyst are compared with those of the other catalysts when the values of b, c, d, e, Quot; and &quot;

바람직하게는, 촉매가 하기 화학식 (II)로 나타내어지는 혼합 산화물을 포함한다:Preferably, the catalyst comprises a mixed oxide represented by the following formula (II): &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

MoaBibFecCodSbfCsgOx (II)Mo a Bi b Fe c Co d Sb f Cs g O x (II)

[식 중,[Wherein,

Mo, Bi, Fe, Co, Sb 및 Cs는 각각 몰리브덴, 비스무스, 철, 코발트, 안티몬 및 세슘을 나타내고, Mo, Bi, Fe, Co, Sb and Cs represent molybdenum, bismuth, iron, cobalt, antimony and cesium,

a, b, c, d, f 및 g 는 다음과 같은 관계를 만족시키고: a가 12로 설정될 경우, 0 < b ≤ 10, 0 < c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 10 및 0 < g ≤ 2 임, wherein a, b, c, d, f and g satisfy the following relationship: when a is set to 12, 0 <b ≤ 10, 0 <c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 10 and 0 < g? 2,

x 는 다른 원소들의 산화 상태에 따라 결정되는 값임]. x is a value determined by the oxidation state of other elements].

또한 이러한 경우, 촉매는 촉매를 구성하는 금속 원소의 종류 및/또는 함량 비율에 있어서 서로 다르다.Also in this case, the catalysts differ in the kind and / or the content ratio of the metal elements constituting the catalyst.

촉매 및 반응관에서의 이의 충전 상태에 대한 보다 바람직한 구현예에서는, 2 종의 촉매를 반응관에 충전하는데, f가 0이 아닐 경우의 화학식 (II)의 혼합 산화물을 포함하는 한 촉매를 공급 원료 가스 주입구 측 반응관에 충전하고, f가 0일 경우의 화학식 (II)의 혼합 산화물을 포함하는 다른 촉매를 공급 원료 가스 배출구 측 반응관에 충전하며, 공급 원료 가스 주입구 측 반응관에서의 촉매 중 몰리브덴, 비스무스, 철 및 코발트의 함량 비율이 공급 원료 가스 배출구 측 반응관에서의 촉매 중 함량 비율과 각각 동일하다. In a more preferred embodiment for its charge state in the catalyst and reaction tube, two catalysts are charged in a reaction tube, and a catalyst comprising a mixed oxide of the formula (II) when f is not zero is used as a feedstock (II) in the case where f is 0, is filled in the reaction tube on the side of the feed gas outlet side, and the catalyst in the reaction tube on the side of the feed gas inlet side is filled with the other catalyst Molybdenum, bismuth, iron, and cobalt are respectively the same as those in the catalyst in the feed gas outlet side reaction tube.

지금부터, 본 발명에 따라 사용한 촉매의 제조 방법이 하기와 같이 서술된다. 본 발명에서 사용하는, 다른 촉매 활성을 가지는 촉매는 서로 독립적으로 제조된다. 그러한 촉매의 원료 물질로서, 촉매를 구성하는 산화물, 질산염, 황산염, 탄산염, 수산화물, 옥소산 및 이의 암모늄염과, 할로겐 화합물과 같은 각각의 원소의 화합물을, 바람직한 원소의 함량 비율이 만족될 수 있는 비율로 사용한다. 예를 들어, 몰리브덴 3 산화물, 몰리브덴산, 암모늄 파라몰리브덴산염 (ammonium paramolybdate) 등은 몰리브덴 화합물로서 사용될 수 있다. 비스무스 산화물, 비스무스 질산염, 비스무스 황산염 등은 비스무스 화합물로서 사용될 수 있다. 철 (III) 질산염, 철 (III) 황산염, 철 (III) 염화물 등은 철 화합물로서 사용될 수 있다. 코발트 질산염, 코발트 황산염, 코발트 염화물 등은 코발트 화합물로서 사용될 수 있다. 안티몬 3 산화물, 안티몬 (III) 염화물 등은 안티몬 화합물로서 사용될 수 있다. 세슘 질산염, 세슘 탄산염, 세슘 수산화물 등은 세슘 화합물로서 사용될 수 있다.Hereinafter, a method for producing a catalyst used in accordance with the present invention will be described as follows. The catalysts having different catalytic activities used in the present invention are produced independently of each other. As a raw material for such a catalyst, a compound of each element such as an oxide, a nitrate, a sulfate, a carbonate, a hydroxide, an oxo acid and its ammonium salt and a halogen compound constituting the catalyst is mixed with a ratio . For example, molybdenum trioxide, molybdic acid, ammonium paramolybdate, or the like can be used as the molybdenum compound. Bismuth oxide, bismuth nitrate, bismuth sulfate and the like can be used as a bismuth compound. Iron (III) nitrate, iron (III) sulfate, iron (III) chloride and the like can be used as iron compounds. Cobalt nitrate, cobalt sulfate, cobalt chloride and the like can be used as a cobalt compound. Antimony trioxide, antimony (III) chloride, and the like can be used as the antimony compound. Cesium nitrate, cesium carbonate, cesium hydroxide and the like can be used as a cesium compound.

본 발명에서는, 물에 촉매의 원료 물질을 혼합한 후 용액 또는 슬러리를 건조시켜 수용액 또는 수성 슬러리를 제조한다. 그 후, 건조된 혼합물은 분자체 산소를 포함하는 가스 분위기 하에서 하소된다. 안티몬 화합물과 같은 촉매의 일부 원료 물질은 건조 후 첨가할 수 있다. 각 단계는 통상적인 방법에 따라 수행할 수 있다 (예를 들어, JP-A-59-46132, JP-A-60-163830 및 JP-A-2000-288396 참조). 예를 들어, 건조는 혼련기, 박스 건조기, 드럼형 통과 공기 건조기, 스프레이 건조기, 플러시 건조기 등을 사용하여 수행할 수 있다. 분자체 산소를 포함하는 가스에서의 분자체 산소 농도는 통상 1 내지 30 부피% 이고, 바람직하게는 10 내지 25 부피% 이다. 통상, 주변 공기 또는 순수 산소를 분자체 산소의 공급원으로서 사용한다. 이러한 공급원은 필요시, 질소, 이산화탄소, 물, 헬륨, 아르곤 등으로 희석한 후, 분자체 산소를 포함하는 가스로서 사용한다. 하소 온도는 통상 300 내지 600 ℃ 이고, 바람직하게는 400 내지 550 ℃ 이다. 하소 시간은 통상 5 분 내지 40 시간이고, 바람직하게는 1시간 내지 20 시간이다.In the present invention, an aqueous solution or an aqueous slurry is prepared by mixing a raw material of a catalyst with water and drying the solution or slurry. The dried mixture is then calcined under a gaseous atmosphere containing molecular sieve oxygen. Some raw materials of catalyst such as antimony compounds can be added after drying. Each step can be carried out according to a conventional method (see, for example, JP-A-59-46132, JP-A-60-163830 and JP-A-2000-288396). For example, drying can be carried out using a kneader, a box dryer, a drum-type through air dryer, a spray dryer, a flush dryer and the like. The molecular sieve oxygen concentration in the gas containing molecular sieve oxygen is usually 1 to 30% by volume, preferably 10 to 25% by volume. Normally, ambient air or pure oxygen is used as the source of molecular sieve oxygen. Such a source may be diluted with nitrogen, carbon dioxide, water, helium, argon, etc., if necessary, and then used as a gas containing molecular sieve oxygen. The calcination temperature is usually 300 to 600 占 폚, preferably 400 to 550 占 폚. The calcination time is usually 5 minutes to 40 hours, preferably 1 hour to 20 hours.

하소되어 나온 하소 생성물은 환원 물질의 존재 하에 열처리한다. 환원 물질의 존재 하에 수행되는 이러한 처리는 이하 간단히 "환원 처리"로서 칭할 것이다. The calcined product calcined is heat treated in the presence of a reducing material. This treatment which is carried out in the presence of a reducing substance will hereinafter be referred to briefly as "reduction treatment ".

환원 물질의 예는 예컨대 수소, 암모니아, 일산화탄소, 탄화수소, 알콜, 알데히드 및 아민을 포함한다. 임의로는, 이러한 환원 물질의 둘 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 탄화수소, 알콜, 알데히드 및 아민이 각각 1개에서 약 6개의 탄소 원자를 가진다. 탄화수소의 예는 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄 및 이소부탄과 같은 포화 지방족 탄화수소, 에틸렌, 프로필렌, α-부틸렌, β-부틸렌 및 이소부틸렌과 같은 불포화 지방족 탄화수소, 벤젠과 같은 방향족 탄화수소를 포함한다. 상기 알콜의 예는 메탄올, 에탄올, n-프로필 알콜, 이소프로필 알콜, n-부틸 알콜, 이소부틸 알콜, sec-부틸 알콜 및 tert-부틸 알콜과 같은 포화 지방족 알콜, 알릴 알콜, 크로틸 알콜 및 메탈릴 알콜과 같은 불포화 지방족 알콜, 페놀과 같은 방향족 알콜을 포함한다. 상기 알데히드의 예는 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, n-부틸알데히드 및 이소부틸알데히드와 같은 포화 지방족 알데히드, 아크롤레인, 크로톤알데히드 및 메타크롤레인과 같은 불포화 지방족 알데히드를 포함한다. 상기 아민의 예는 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민 및 트리에틸아민과 같은 포화 지방족 아민, 알릴아민 및 디알릴아민과 같은 불포화 지방족 아민 및 아닐린과 같은 방향족 아민을 포함한다. Examples of reducing materials include, for example, hydrogen, ammonia, carbon monoxide, hydrocarbons, alcohols, aldehydes and amines. Optionally, two or more of such reducing materials may be used. Preferably, the hydrocarbons, alcohols, aldehydes and amines each have from 1 to about 6 carbon atoms. Examples of hydrocarbons include saturated aliphatic hydrocarbons such as methane, ethane, propane, n-butane and isobutane, unsaturated aliphatic hydrocarbons such as ethylene, propylene, alpha -butylene, beta -butylene and isobutylene, aromatic hydrocarbons such as benzene . Examples of the alcohols include saturated aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, sec-butyl alcohol and tert-butyl alcohol, allyl alcohol, crotyl alcohol and metal Unsaturated aliphatic alcohols such as allyl alcohol, and aromatic alcohols such as phenol. Examples of such aldehydes include unsaturated aliphatic aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, saturated aliphatic aldehydes such as n-butylaldehyde and isobutylaldehyde, acrolein, crotonaldehyde and methacrolein. Examples of such amines include saturated aliphatic amines such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine and triethylamine, unsaturated aliphatic amines such as allylamine and diallylamine, and aromatic amines such as aniline .

환원 처리는 통상 하소된 생성물을 환원 물질을 포함하는 가스 분위기에서 열처리하여 수행한다. 가스 내 환원 물질 농도는 통상 0.1 내지 50 부피%이고, 바람직하게는 1 내지 30 부피%이다. 환원 물질은 질소, 이산화탄소, 물, 헬륨, 아르곤 등으로 희석할 수 있으며, 그 결과로 그러한 농도를 획득할 수 있다. 분자체 산소는 환원 처리 효과에 영향이 없는 한 존재가 허용된다. 그러나, 분자체 산소가 존재하는 것이 허용되지 않을 수도 있다.The reduction treatment is usually carried out by heat-treating the calcined product in a gas atmosphere containing a reducing material. The concentration of the reducing material in the gas is usually 0.1 to 50% by volume, preferably 1 to 30% by volume. The reducing material can be diluted with nitrogen, carbon dioxide, water, helium, argon, etc., and as a result, such concentration can be obtained. The molecular sieve oxygen is allowed to exist as long as it does not affect the reducing treatment effect. However, the presence of molecular sieve oxygen may not be allowed.

환원 처리를 위한 온도는 통상 200 내지 600 ℃이고, 바람직하게는 250 내지 550 ℃이다. 환원 처리 시간은 통상 5 분 내지 20 시간이고, 바람직하게는 30 분 내지 10 시간이다. 하소된 생성물을 튜브형 내지 박스-형 용기에 두고 용기는 환원 물질을 포함하는 가스가 통하도록 유지하면서 환원 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이 때, 필요시, 용기에서 방출된 가스는 순환하거나 재사용할 수 있다. The temperature for the reduction treatment is usually 200 to 600 占 폚, preferably 250 to 550 占 폚. The reduction treatment time is usually 5 minutes to 20 hours, preferably 30 minutes to 10 hours. It is preferable that the calcined product is placed in a tubular or box-shaped container, and the container is subjected to a reducing treatment while keeping the gas containing the reducing material in communication therewith. At this time, if necessary, the gas released from the vessel can be circulated or reused.

환원 처리는 통상 질량 손실을 유발한다. 이것은 촉매의 격자 산소 원자 손실로 인한 것일 수 있다. 질량 손실은 0.05 내지 6 질량% 인 것이 바람직하며, 바람직하게는 0.1 내지 5 질량% 이다. 지나친 환원으로 인해 질량 손실이 6 질량%를 초과한다면, 질량 손실은 분자체 산소를 포함하는 가스 분위기에서 다시 하소를 수행함으로써 회복될 수 있다. 질량 손실은 하기의 식을 사용하여 계산할 수 있다:The reduction treatment usually causes mass loss. This can be due to the lattice oxygen atom loss of the catalyst. The mass loss is preferably 0.05 to 6% by mass, and more preferably 0.1 to 5% by mass. If the mass loss exceeds 6 mass% due to excessive reduction, the mass loss can be recovered by performing the calcination again in a gas atmosphere containing molecular sieve oxygen. The mass loss can be calculated using the following equation:

질량 손실 (%) = 100 x [(환원 처리 전 하소된 생성물 중량) - (환원 처리 후 촉매의 중량)]/(환원 처리 전 하소된 생성물 중량)Mass loss (%) = 100 x [(weight of calcined product before reduction treatment) - (weight of catalyst after reduction treatment)] / (weight of calcined product before reduction treatment)

환원 처리에서, 환원 물질 그 자체, 환원 물질 유래의 분해물 등은 사용한 환원 물질의 종류, 열처리 조건 등에 따라 환원 처리 후에도 촉매에 남을 수 있다. 이러한 경우, 질량 손실은 촉매 내의 잔류 물질 중량을 측정한 후 잔류 물질을 포함하는 촉매의 중량으로부터 잔류 물질의 질량을 뺌으로써 환원 처리 후의 중량을 계산함으로써 계산할 수 있다. 전형적인 잔류 물질은 탄소이며, 그러므로, 잔류 물질의 질량은 예를 들면, 총 탄소 (TC) 분석으로 측정할 수 있다. In the reduction treatment, the reducing substance itself, the decomposition product derived from the reducing substance and the like may remain in the catalyst even after the reduction treatment depending on the type of the reducing substance used, the heat treatment conditions and the like. In this case, the mass loss can be calculated by calculating the weight after the reduction treatment by measuring the weight of the residual material in the catalyst and then subtracting the mass of the residual material from the weight of the catalyst containing the residual material. A typical residual material is carbon, and therefore the mass of the residual material can be measured, for example, by total carbon (TC) analysis.

촉매는 통상 원하는 모양으로 성형한 후, 본 발명의 방법에 사용한다. 성형할 때, 촉매는 정제 압축, 압출 성형 등에 의해 고리, 펠릿, 구 등의 형태로 성형할 수 있다. 본 발명에 사용되는 촉매의 모양은 동일하거나 다를 수 있다. 성형은 분자체 산소를 포함하는 가스 분위기에서 하소 전 내지 후에 수행하거나, 환원 처리 후 수행할 수 있다. 성형하자마자, 촉매의 기계적 강도를 개선하기 위해, 의도된 산화 반응에 실질적으로 비활성인 무기 섬유 등을, 예를 들어, JP-A-9-52053에 언급된 것처럼 추가할 수 있다. The catalyst is usually shaped into the desired shape and then used in the process of the present invention. When molding, the catalyst may be molded into a ring, pellet, sphere or the like by tablet compression, extrusion molding or the like. The shape of the catalyst used in the present invention may be the same or different. The molding may be performed before or after calcination in a gas atmosphere containing molecular sieve oxygen, or may be carried out after the reduction treatment. At the time of molding, inorganic fibers and the like which are substantially inactive to the intended oxidation reaction can be added, for example, as mentioned in JP-A-9-52053, in order to improve the mechanical strength of the catalyst.

이와 같이, 다른 촉매 활성을 가지는 촉매를 제조한다. 각 촉매의 촉매 활성은, 기상 촉매의 존재 하에서 분자체 산소와, 프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 한 원료 물질 화합물을 촉매적으로 산화시키고 화합물의 전환을 측정함으로써 평가할 수 있다. 기상 촉매 산화는 촉매 활성, 즉 전환이 공급 원료 가스 주입구로부터 공급 원료 가스 배출구를 향해 증가하도록 반응관에 이러한 촉매를 충전하고, 분자체 산소, 및 원료 물질 화합물을 포함하는 공급 원료 가스를 공급함으로써 수행한다. 공업적 제조에서는, 상기 언급한 반응관을 포함하는 고정층 다관형 반응기를 사용하는 것이 바람직하다.Thus, a catalyst having another catalytic activity is produced. The catalytic activity of each catalyst is determined by catalytically oxidizing molecular sieve oxygen and at least one raw material compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene, and tert-butyl alcohol in the presence of a vapor phase catalyst and measuring the conversion of the compound Can be evaluated. The gas phase catalytic oxidation is carried out by charging the catalyst in the reaction tube such that the conversion is increased from the feed gas feed inlet to the feed gas outlet and feeding the feed gas containing molecular sieve oxygen and the raw material compound do. In the industrial production, it is preferable to use a fixed bed multitubular reactor including the aforementioned reaction tube.

통상, 분자체 산소의 공급원으로 공기를 사용한다. 원료 물질 화합물 및 분자체 산소 이외에, 공급 원료 가스는 질소, 이산화탄소, 일산화탄소, 수증기 등을 포함할 수 있다.Normally, air is used as a source of molecular sieve oxygen. In addition to raw material compounds and molecular sieve oxygen, the feedstock gas may include nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, water vapor, and the like.

상기 언급한 기상 촉매 산화에 의해, 아크롤레인 및/또는 아크릴산이 프로필렌으로부터 만족할 만큼의 높은 수율로 제조될 수 있다. 대안적으로는, 메타크 롤레인 및/또는 메타크릴산이 이소부틸렌 또는 tert-부틸 알콜로부터 만족스러운 수율로 제조될 수 있다. By the above-mentioned vapor-phase catalytic oxidation, acrolein and / or acrylic acid can be produced with satisfactory yield from propylene. Alternatively, methacrolein and / or methacrylic acid may be prepared in a satisfactory yield from isobutylene or tert-butyl alcohol.

반응 온도는 통상 250 내지 400 ℃이다. 반응 압력은 감압일 수 있으나, 통상 정상 압력 내지 500 kPa 이다. 분자체 산소량은 통상 원료 물질 화합물 1몰 당 1 내지 3 몰이다. 공급 원료 가스의 공간 속도 SV는 통상 STP (표준 온도 및 압력)에서 시간당 500 내지 5000 시간-1이다.The reaction temperature is usually 250 to 400 ° C. The reaction pressure may be reduced, but is usually normal to 500 kPa. The molecular sieve oxygen content is usually 1 to 3 mol per 1 mol of the raw material compound. The space velocity SV of the feedstock gas is typically 500 to 5000 hr &lt; -1 &gt; per hour at STP (standard temperature and pressure).

[실시예][Example]

본 발명의 실시예를 하기에 나타내나, 본 발명이 실시예에 의해 어떠한 식으로든 한정되는 것은 아니다. 실시예에서, 가스의 유속을 나타내는 “ml/분”단위는 달리 서술되지 않는 한 STP에서이다. 실시예에서, 전환 (%) 및 수율은 하기와 같이 정의한다:Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited in any way by the examples. In an embodiment, the "ml / min" unit representing the flow rate of the gas is in STP unless otherwise stated. In an embodiment, conversion (%) and yield are defined as follows:

전환 (%) = 100 x [(도입된 이소부틸렌의 몰) - (미반응 이소부틸렌의 몰)]/(도입된 이소부틸렌의 몰)(%) = 100 x [(moles of isobutylene introduced) - (moles of unreacted isobutylene)] / (moles of isobutylene introduced)

총 수율 (%) = 100 x (메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 몰)/(도입된 이소부틸렌의 몰)Total yield (%) = 100 x (total moles of methacrolein and methacrylic acid) / (moles of isobutylene introduced)

참조예Reference Example 1 One

촉매 a의 제조 (환원 처리하지 않는 촉매)Production of catalyst a (catalyst not subjected to reduction treatment)

4414 g 의 암모늄 몰리브덴산염 [(NH4)6Mo7O24ㆍ4H2O] 을 5000 g 의 온수에 용해시켜, 용액 A를 형성하였다. 별도로, 2020 g 의 철 (III) 질산염 [Fe(NO3)3ㆍ 9H2O], 4366 g 의 코발트 질산염 [Co(NO3)2ㆍ6H2O] 및 195 g 의 세슘 질산염 [CsNO3]을 2000 g 의 온수에 용해시키고, 그 후 970 g의 비스무스 질산염 [Bi(NO3)3ㆍ5H2O]을 더 용해시켜 용액 B를 형성하였다. 용액 B를 용액 A에 첨가하면서 교반하여 슬러리를 형성하였다. 그 후 플래시 건조기로 슬러리를 건조시켜 건조된 생성물을 수득하였다. 6 질량부의 실리카 알루미나 섬유 (RFC400-SL, Saint-Gobain TM 사제)를 100 부의 건조된 물질에 첨가하였다. 생성된 혼합물은 외경 6.3 mm, 내경 2.5 mm 및 길이 6 mm를 가지는 고리 형태로 성형한 후, 기류에서 525 ℃에서 6 시간 동안 하소하여, 촉매 a를 수득하였다. 상기 촉매는 12개의 몰리브덴 원자 당 0.96개 비스무스 원자, 2.4개 철 원자, 7.2개 코발트 원자 및 0.48개 세슘 원자를 포함하였다.4414 g of ammonium molybdate [(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O] was dissolved in 5000 g of hot water to form solution A. Separately, 2020 g of iron (III) nitrate [Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O], 4366 g of cobalt nitrate [Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O] and 195 g of cesium nitrate [CsNO 3 ] Was dissolved in 2000 g of hot water, and then 970 g of bismuth nitrate [Bi (NO 3 ) 3 .5H 2 O] was further dissolved to form solution B. Solution B was added to Solution A while stirring to form a slurry. The slurry was then dried with a flash drier to give a dried product. 6 parts by mass of silica alumina fiber (RFC400-SL, manufactured by Saint-Gobain) was added to 100 parts of the dried material. The resulting mixture was shaped into a ring having an outer diameter of 6.3 mm, an inner diameter of 2.5 mm and a length of 6 mm, followed by calcination at 525 ° C for 6 hours in an air stream to obtain catalyst a. The catalyst contained 0.96 bismuth atoms, 2.4 iron atoms, 7.2 cobalt atoms and 0.48 cesium atoms per 12 molybdenum atoms.

실시예Example 1 One

촉매 A의 제조 (환원 처리한 촉매)Preparation of catalyst A (reduced catalyst)

유리관에 촉매 a를 충전한 후, 수소/질소 (5/95, 부피)의 혼합 가스를 유리관을 통해 흘려보내어 350℃에서 8 시간 동안 환원 처리를 수행하여 촉매 A를 제조하였다. 상기 촉매는 촉매 a와 유사하게 12개의 몰리브덴 원자 당 0.96개 비스무스 원자, 2.4개 철 원자, 7.2개 코발트 원자 및 0.48개 세슘 원자를 포함하였고, 환원 처리로 인한 질량 손실은 0.90 질량% 였다.After the catalyst a was charged into the glass tube, a mixed gas of hydrogen / nitrogen (5/95, volume) was flowed through the glass tube and reduction treatment was performed at 350 ° C for 8 hours to prepare the catalyst A. The catalyst contained 0.96 bismuth atoms, 2.4 iron atoms, 7.2 cobalt atoms and 0.48 cesium atoms per 12 molybdenum atoms, similar to catalyst a, and the mass loss due to the reduction treatment was 0.90 mass%.

참조예Reference Example 2 2

촉매 b의 제조 (환원 처리하지 않는 촉매) Preparation of catalyst b (catalyst not subjected to reduction treatment)

2.54 질량부의 안티몬 3산화물(Sb203)을 참조예 1의 100 질량부 건조 물질에 첨가하고 하소 온도를 546℃로 바꾼 것을 제외하고는, 참조예 1에서와 같은 방법으로 촉매 b를 제조하였다. 상기 촉매는 12개의 몰리브덴 원자 당 0.96개 비스무스 원자, 0.48개 안티몬 원자, 2.4개 철 원자, 7.2개 코발트 원자 및 0.48개 세슘 원자를 포함하였다.Catalyst b was prepared in the same manner as in Reference Example 1, except that 2.54 parts by mass of antimony trioxide (Sb 2 O 3 ) was added to 100 parts by mass of the dry substance of Reference Example 1 and the calcination temperature was changed to 546 ° C . The catalyst contained 0.96 bismuth atoms, 0.48 antimony atoms, 2.4 iron atoms, 7.2 cobalt atoms, and 0.48 cesium atoms per 12 molybdenum atoms.

실시예Example 2 2

촉매 B의 제조 (환원 처리한 촉매)Preparation of Catalyst B (Reduced Catalyst)

촉매 b를 유리관에 충전한 후, 수소/질소 (5/95, 부피)의 혼합 가스를 유리관을 통해 흘려보내어 350℃에서 8 시간 동안 환원 처리를 수행하여 촉매 B를 제조하였다. 상기 촉매는 촉매 b와 유사하게 12개의 몰리브덴 원자 당 0.96개 비스무스 원자, 0.48개 안티몬 원자, 2.4개 철 원자, 7.2개 코발트 원자 및 0.48개 세슘 원자를 포함하였고, 환원 처리로 인한 질량 손실은 1.28 질량% 였다. Catalyst b was filled in a glass tube, and a mixed gas of hydrogen / nitrogen (5/95, volume) was flowed through a glass tube to perform reduction treatment at 350 ° C for 8 hours to prepare catalyst B. Similar to catalyst b, the catalyst contained 0.96 bismuth atoms, 0.48 antimony atoms, 2.4 iron atoms, 7.2 cobalt atoms, and 0.48 cesium atoms per 12 molybdenum atoms, and the mass loss due to the reduction treatment was 1.28 mass %.

참조예Reference Example 3 3

촉매 c의 제조 (환원 처리하지 않는 촉매) Production of catalyst c (catalyst not subjected to reduction treatment)

세슘 질산염의 사용량을 273 g 으로 바꾼 것을 제외하고는, 참조예 1에서와 같은 방법으로 촉매 c를 제조하였다. 상기 촉매는 12개의 몰리브덴 원자 당 0.96개 비스무스 원자, 2.4개 철 원자, 7.2개 코발트 원자 및 0.67개 세슘 원자를 포함하였다. Catalyst c was prepared in the same manner as in Reference Example 1, except that the amount of cesium nitrate used was changed to 273 g. The catalyst contained 0.96 bismuth atoms, 2.4 iron atoms, 7.2 cobalt atoms and 0.67 cesium atoms per 12 molybdenum atoms.

실시예Example 3 3

촉매 C의 제조 (환원 처리한 촉매) Preparation of Catalyst C (Reduced Catalyst)

촉매 c를 유리관에 충전한 후, 수소/질소 (5/95, 부피)의 혼합 가스를 유리관을 통해 흘려보내어 350℃에서 8 시간 동안 환원 처리를 수행하여 촉매 C를 제조하였다. 상기 촉매는 촉매 c와 유사하게 12개의 몰리브덴 원자 당 0.96개 비스무스 원자, 2.4개 철 원자, 7.2개 코발트 원자 및 0.67개 세슘 원자를 포함하였고, 환원 처리로 인한 질량 손실은 0.77 질량% 였다. The catalyst c was filled in a glass tube, and then a mixed gas of hydrogen / nitrogen (5/95, volume) was flowed through a glass tube to perform reduction treatment at 350 ° C for 8 hours to prepare catalyst C. The catalyst contained 0.96 bismuth atoms, 2.4 iron atoms, 7.2 cobalt atoms and 0.67 cesium atoms per 12 molybdenum atoms, similar to catalyst c, and the mass loss due to the reduction treatment was 0.77 mass%.

참조예Reference Example 4 4

촉매 d의 제조 (환원 처리하지 않는 촉매)Preparation of catalyst d (catalyst not subjected to reduction treatment)

6 질량부의 실리카 알루미나 섬유 (RFC400-SL, Saint-Gobain TM 사제) 및 2.54 질량부의 안티몬 3산화물 (Sb2O3)을 참조예 3에서 제조된 100 질량부의 건조 물질에 첨가하였다. 생성된 혼합물은 외경 6.3 mm, 내경 2.5 mm 및 길이 6 mm를 가지는 고리 형태로 성형한 후, 기류에서 490 ℃에서 6 시간 동안 하소하여, 촉매 d를 수득하였다. 상기 촉매는 12개 몰리브덴 원자 당 0.96개 비스무스 원자, 0.29개 안티몬 원자, 2.4개 철 원자, 7.2개 코발트 원자 및 0.67개 세슘 원자를 포함하였다.6 parts by weight of silica alumina fiber (RFC400-SL, Saint-Gobain TM Co., Ltd.) and 2.54 parts by weight of antimony trioxide (Sb 2 O 3) was added to the dried substance 100 parts by weight produced in Reference Example 3. The resulting mixture was shaped into a ring having an outer diameter of 6.3 mm, an inner diameter of 2.5 mm and a length of 6 mm and then calcined at 490 ° C for 6 hours in an air stream to obtain catalyst d. The catalyst contained 0.96 bismuth atoms, 0.29 antimony atoms, 2.4 iron atoms, 7.2 cobalt atoms, and 0.67 cesium atoms per 12 molybdenum atoms.

실시예Example 4 4

촉매 D의 제조 (환원 처리한 촉매)Preparation of Catalyst D (Reduced Catalyst)

촉매 d를 유리관에 충전한 후, 수소/질소 (5/95, 부피)의 혼합 가스를 유리관을 통해 흘려보내어 350℃에서 8 시간 동안 환원 처리를 수행하여 촉매 D를 제조 하였다. 상기 촉매는 촉매 d와 유사하게 12개의 몰리브덴 원자 당 0.96개 비스무스 원자, 0.29개 안티몬 원자, 2.4개 철 원자, 7.2개 코발트 원자 및 0.67개 세슘 원자를 포함하였고, 환원 처리로 인한 질량 손실은 1.17 질량% 였다. Catalyst d was filled in a glass tube and then a mixed gas of hydrogen / nitrogen (5/95, volume) was flowed through a glass tube and reduction treatment was carried out at 350 ° C for 8 hours to prepare catalyst D. The catalyst contained 0.96 bismuth atoms, 0.29 antimony atoms, 2.4 iron atoms, 7.2 cobalt atoms and 0.67 cesium atoms per 12 molybdenum atoms, similar to catalyst d, and the mass loss due to the reduction treatment was 1.17 mass %.

비교예Comparative Example 1 One

촉매 A를 사용한 산화 (촉매 A 단일층)Oxidation using catalyst A (catalyst A monolayer)

내경 18 mm인 유리 반응관에, 14.30 ml의 촉매 A를 30 g의 탄화규소 (SHINANO-RUNDUM GC F16, Shinano Electric Refining Co., Ltd. 사제)로 희석하여 충전하였다. 이소부틸렌/산소/질소/증기 (1.0/2.2/6.2/2.0, 몰)의 혼합 가스를 157.5 ml/분의 유속으로 반응관에 공급하여 330 ℃의 반응 온도에서 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. 14.30 ml of the catalyst A was diluted with 30 g of silicon carbide (SHINANO-RUNDUM GC F16, manufactured by Shinano Electric Refining Co., Ltd.) and filled in a glass reaction tube having an inner diameter of 18 mm. A mixed gas of isobutylene / oxygen / nitrogen / steam (1.0 / 2.2 / 6.2 / 2.0, moles) was supplied to the reaction tube at a flow rate of 157.5 ml / min to perform an oxidation reaction at a reaction temperature of 330 ° C. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

비교예Comparative Example 2 2

촉매 A를 사용한 산화 (촉매 A 단일층)Oxidation using catalyst A (catalyst A monolayer)

반응 온도를 340 ℃로 바꾼 것을 제외하고는, 비교예 1에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. The oxidation reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that the reaction temperature was changed to 340 캜. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

비교예Comparative Example 3 3

촉매 A를 사용한 산화 (촉매 A 단일층)Oxidation using catalyst A (catalyst A monolayer)

반응 온도를 350 ℃로 바꾼 것을 제외하고는, 비교예 1에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. The oxidation reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that the reaction temperature was changed to 350 캜. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

비교예Comparative Example 4 4

촉매 B를 사용한 산화 (촉매 B 단일층)Oxidation using catalyst B (catalyst B monolayer)

촉매 A를 촉매 B로 바꾼 것을 제외하고는, 비교예 1에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. An oxidation reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that Catalyst A was changed to Catalyst B. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

비교예Comparative Example 5 5

촉매 C를 사용한 산화 (촉매 C 단일층)Oxidation using catalyst C (catalyst C monolayer)

촉매 A를 촉매 C로 바꾸고 반응 온도를 340℃로 바꾼 것을 제외하고는, 비교예 1에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. The oxidation reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the catalyst A was replaced with the catalyst C and the reaction temperature was changed to 340 ° C. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

비교예Comparative Example 6 6

촉매 D를 사용한 산화 (촉매 D 단일층)Oxidation using catalyst D (catalyst D monolayer)

촉매 A를 촉매 D로 바꾸고 반응 온도를 350℃로 바꾼 것을 제외하고는, 비교예 1에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. The oxidation reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the catalyst A was replaced with the catalyst D and the reaction temperature was changed to 350 ° C. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

실시예Example 5 5

촉매 B 및 A를 사용한 산화 (촉매 B/촉매 A 이중층)Oxidation using Catalysts B and A (Catalyst B / catalyst A bilayer)

내경 18 mm 유리 반응관에, 7.15 ml의 촉매 B를 15 g의 탄화규소 (SHINANO-RUNDUM GC F16, Shinano Electric Refining Co., Ltd. 사제)로 희석하여 공급 원료 가스의 주입구 측 영역으로 충전하였고, 7.15 ml의 촉매 A를 15 g의 탄화규소 (SHINANO-RUNDUM GC F16, Shinano Electric Refining Co., Ltd. 사제)로 희석하여 공급 원료 가스의 배출구 측 영역으로 충전하였다. 이소부틸렌/산소/질소/증기 (1.0/2.2/6.2/2.0, 몰)의 혼합 가스를 157.5 ml/분의 유속으로 반응관에 공급하여 330 ℃의 반응 온도에서 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. 7.15 ml of the catalyst B was diluted with 15 g of silicon carbide (SHINANO-RUNDUM GC F16, manufactured by Shinano Electric Refining Co., Ltd.) into a glass reaction tube having an inner diameter of 18 mm, filled into the region of the inlet side of the feed gas, 7.15 ml of the catalyst A was diluted with 15 g of silicon carbide (SHINANO-RUNDUM GC F16, manufactured by Shinano Electric Refining Co., Ltd.) and filled into the region of the outlet side of the feed gas. A mixed gas of isobutylene / oxygen / nitrogen / steam (1.0 / 2.2 / 6.2 / 2.0, moles) was supplied to the reaction tube at a flow rate of 157.5 ml / min to perform an oxidation reaction at a reaction temperature of 330 ° C. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

실시예Example 6 6

촉매 C 및 A를 사용한 산화 (촉매 C/촉매 A 이중층)Oxidation using catalysts C and A (Catalyst C / catalyst A bilayer)

촉매 B를 촉매 C로 바꾸고 반응 온도를 340 ℃로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 5에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. The oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5, except that the catalyst B was replaced with the catalyst C and the reaction temperature was changed to 340 캜. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

실시예Example 7 7

촉매 D 및 A를 사용한 산화 (촉매 D/촉매 A 이중층)Oxidation using Catalysts D and A (Catalyst D / catalyst A bilayer)

촉매 B를 촉매 D로 바꾸고 반응 온도를 350 ℃로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 5에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. The oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5 except that the catalyst B was replaced with the catalyst D and the reaction temperature was changed to 350 캜. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

비교예Comparative Example 7 7

촉매 b 및 a를 사용한 산화 (촉매 b/촉매 a 이중층)Oxidation using catalyst b and a (catalyst b / catalyst a bilayer)

촉매 B 및 촉매 A를 각각 촉매 b 및 촉매 a로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 5에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크 롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. Oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5, except that Catalyst B and Catalyst A were changed to Catalyst b and Catalyst a, respectively. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

비교예Comparative Example 8 8

촉매 c 및 a를 사용한 산화 (촉매 c/촉매 a 이중층) Oxidation using catalysts c and a (catalyst c / catalyst a bilayer)

촉매 B 및 촉매 A를 각각 촉매 c 및 촉매 a로 바꾸고 반응 온도를 340 ℃로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 5에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. The oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5, except that catalyst B and catalyst A were replaced with catalyst c and catalyst a, respectively, and the reaction temperature was changed to 340 ° C. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

비교예Comparative Example 9 9

촉매 d 및 a 를 사용한 산화 (촉매 d/촉매 a 이중층) Oxidation using catalysts d and a (catalyst d / catalyst a bilayer)

촉매 B 및 촉매 A를 각각 촉매 d 및 촉매 a로 바꾸고 반응 온도를 350 ℃로 바꾼 것을 제외하고는, 실시예 5에서와 같은 방법으로 산화 반응을 수행하였다. 이소부틸렌의 전환 및 메타크롤레인 및 메타크릴산의 총 수율을 표 1에 나타내었다. The oxidation reaction was carried out in the same manner as in Example 5, except that catalyst B and catalyst A were replaced with catalyst d and catalyst a, respectively, and the reaction temperature was changed to 350 ° C. The conversion of isobutylene and the total yield of methacrolein and methacrylic acid are shown in Table 1.

[표 1][Table 1]


촉매catalyst 반응 온도
(℃)
Reaction temperature
(° C)
전환 (%)transform (%) 총수율 (%)Total yield (%)
주입구/배출구Inlet / outlet 환원 처리Reduction treatment 비교예 1Comparative Example 1 촉매 A 단일층Catalyst A monolayer U 330330 96.396.3 79.879.8 비교예 2Comparative Example 2 촉매 A 단일층Catalyst A monolayer U 340340 99.699.6 80.680.6 비교예 3Comparative Example 3 촉매 A 단일층Catalyst A monolayer U 350350 100.0100.0 79.779.7 비교예 4Comparative Example 4 촉매 B 단일층Catalyst B monolayer U 330330 80.380.3 69.569.5 비교예 5Comparative Example 5 촉매 C 단일층Catalyst C monolayer U 340340 98.498.4 81.881.8 비교예 6Comparative Example 6 촉매 D 단일층Catalyst D monolayer U 350350 93.493.4 80.180.1 실시예 5Example 5 촉매 B/촉매 ACatalyst B / Catalyst A 유/유Yes / No 330330 99.199.1 83.183.1 실시예 6Example 6 촉매 C/촉매 ACatalyst C / Catalyst A 유/유Yes / No 340340 99.099.0 82.782.7 실시예 7Example 7 촉매 D/촉매 ACatalyst D / Catalyst A 유/유Yes / No 350350 99.199.1 84.684.6 비교예 7Comparative Example 7 촉매 b/촉매 aCatalyst b / catalyst a 무/무No / No 330330 90.990.9 78.378.3 비교예 8Comparative Example 8 촉매 c/촉매 aCatalyst c / catalyst a 무/무No / No 340340 96.796.7 81.381.3 비교예 9Comparative Example 9 촉매 d/촉매 aCatalyst d / catalyst a 무/무No / No 350350 99.199.1 81.981.9

Claims (9)

하기 단계를 포함하는 불포화 알데히드 및/또는 불포화 카르복실산의 제조 방법:A process for preparing an unsaturated aldehyde and / or unsaturated carboxylic acid comprising the steps of: 프로필렌, 이소부틸렌 및 tert-부틸 알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물 및 분자체 산소를 포함하는 공급 원료 가스를 반응관에 공급하는 단계, 및 Feeding a feedstock gas containing at least one compound selected from the group consisting of propylene, isobutylene and tert-butyl alcohol and molecular sieve oxygen into a reaction tube, and 상기 적어도 한 화합물을 기상에서 촉매적으로 산화시켜, 불포화 알데히드 및/또는 그에 상응하는 불포화 카르복실산을 제조하는 단계, Catalytically oxidizing the at least one compound in a gas phase to produce an unsaturated aldehyde and / or its corresponding unsaturated carboxylic acid, 여기서,here, (1) 촉매 활성이 반응관의 공급 원료 가스 주입구로부터 공급 원료 가스 배출구를 향하여 증가하도록 상이한 촉매 활성을 가지는 적어도 2종의 촉매가 반응관에 충전되어 있음,(1) at least two kinds of catalysts having different catalytic activities are charged in the reaction tube so that the catalytic activity increases from the feed gas inlet of the reaction tube to the feed gas outlet, (2) 상기 촉매는 각각 독립적으로 하기 화학식 (I) 로 나타내어지는 혼합 산화물을 포함함:(2) the catalysts each independently comprise a mixed oxide represented by the following formula (I): MoaBibFecAdBeCfDgOx (I)Mo a Bi b Fe c A d B e C f D g O x (I) [식 중, [Wherein, Mo, Bi 및 Fe 는 각각 몰리브덴, 비스무스 및 철을 나타내고,Mo, Bi and Fe represent molybdenum, bismuth and iron, respectively, A 는 니켈 및/또는 코발트를 나타내고,A represents nickel and / or cobalt, B 는 망간, 아연, 칼슘, 마그네슘, 주석 및 납으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, B represents at least one element selected from the group consisting of manganese, zinc, calcium, magnesium, tin and lead, C 는 인, 붕소, 비소, 텔루르, 텅스텐, 안티몬, 규소, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄 및 세륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, C represents at least one element selected from the group consisting of phosphorus, boron, arsenic, tellurium, tungsten, antimony, silicon, aluminum, titanium, zirconium, D 는 칼륨, 루비듐, 세슘 및 탈륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 한 원소를 나타내고, D represents at least one element selected from the group consisting of potassium, rubidium, cesium and thallium, O 는 산소를 나타내고,O represents oxygen, a, b, c, d, e, f 및 g는 다음과 같은 관계를 만족시키고: a가 12로 설정될 경우, 0 < b ≤ 10, 0 < c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ e ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 10 및 0 < g ≤ 2 임, wherein a, b, c, d, e, f and g satisfy the following relationship: 0 <b ≤ 10, 0 <c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ e? 10, 0? f? 10 and 0 <g? 2, x 는 다른 원소들의 산화 상태에 따라 결정되는 값임],x is a value determined according to the oxidation state of other elements] (3) 상기 촉매는 촉매를 구성하는 금속 원소의 종류 및/또는 함량 비율에 있어서 서로 다름, 및 (3) the catalyst is different in the kind and / or the content ratio of the metal element constituting the catalyst, and (4) 상기 촉매는 촉매의 성분을 포함하는 수용액 또는 수성 슬러리의 건조 후, 분자체 산소를 포함하는 가스 분위기에서의 하소 및 환원 물질을 포함하는 가스의 분위기 하에서 후속 열처리되어 전환율이 향상된 것이 각각 독립적으로 수득됨.(4) The catalyst is subjected to a subsequent heat treatment in an atmosphere of a gas containing a calcining and reducing material in a gas atmosphere containing molecular sieve oxygen after drying an aqueous solution or an aqueous slurry containing the components of the catalyst, Lt; / RTI &gt; 제 1 항에 있어서, 상기 열처리를, 환원 물질을 포함하는 가스를 유통시키면서 실시하는 방법.The method according to claim 1, wherein the heat treatment is carried out while flowing a gas containing a reducing material. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 촉매가 각각 독립적으로 하기 화학식 (II)로 나타내어지는 혼합 산화물을 포함하는 방법:The process according to claim 1 or 2, wherein the catalyst comprises a mixed oxide each independently represented by the following formula (II): MoaBibFecCodSbfCsgOx (II):Mo a Bi b Fe c Co d Sb f Cs g O x (II): [식 중,[Wherein, Mo, Bi, Fe, Co, Sb 및 Cs는 각각 몰리브덴, 비스무스, 철, 코발트, 안티몬 및 세슘을 나타내고, Mo, Bi, Fe, Co, Sb and Cs represent molybdenum, bismuth, iron, cobalt, antimony and cesium, a, b, c, d, f 및 g 는 다음과 같은 관계를 만족시키고: a가 12로 설정될 경우, 0 < b ≤ 10, 0 < c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 10 및 0 < g ≤ 2 임, wherein a, b, c, d, f and g satisfy the following relationship: when a is set to 12, 0 <b ≤ 10, 0 <c ≤ 10, 1 ≤ d ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 10 and 0 < g? 2, x 는 다른 원소들의 산화 상태에 따라 결정되는 값임]. x is a value determined by the oxidation state of other elements]. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반응관에 충전되는 촉매의 종류 수가 2인 방법. The method according to claim 1 or 2, wherein the number of kinds of catalysts charged in the reaction tube is two. 제 4 항에 있어서, f가 0이 아닌 화학식 (II)의 혼합 산화물을 포함하는 한 촉매가 공급 원료 가스 주입구 측 반응관에 충전되며, f가 0인 화학식 (II)의 혼합 산화물을 포함하는 다른 촉매가 공급 원료 가스 배출구 측 반응관에 충전되고, 공급 원료 가스 주입구 측 반응관에 충전된 촉매 중 몰리브덴, 비스무스, 철 및 코발트의 함량 비율이 각각 공급 원료 가스 배출구 측 반응관에 충전된 다른 촉매의 성분의 함량 비율과 동일한 방법. 5. The process according to claim 4, wherein a catalyst containing a mixed oxide of the formula (II) in which f is not 0 is charged in the feed gas inlet side reaction tube, and another mixed oxide containing the mixed oxide of the formula (II) The ratio of molybdenum, bismuth, iron and cobalt in the catalyst packed in the reaction tube on the inlet side of the feed gas inlet is different from that of the other catalyst packed in the reaction tube on the side of the feed gas outlet The same as the content ratio of the components. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하소를 300 내지 600℃에서 수행하는 방법. The method according to claim 1 or 2, wherein the calcination is carried out at 300 to 600 占 폚. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열처리를 200 내지 600 ℃에서 수행하는 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the heat treatment is performed at 200 to 600 캜. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열처리로 인한 촉매의 질량 손실이 0.05 내지 6 질량%인 방법.3. The process according to claim 1 or 2, wherein the mass loss of the catalyst due to the heat treatment is 0.05 to 6 mass%. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 환원 물질이 수소, 암모니아, 일산화탄소, 탄소수 1 내지 6의 탄화수소, 탄소수 1 내지 6의 알콜, 탄소수 1 내지 6의 알데히드, 및 탄소수 1 내지 6의 아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 화합물인 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the reducing material is selected from the group consisting of hydrogen, ammonia, carbon monoxide, a hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms, an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, an aldehyde having 1 to 6 carbon atoms, and an amine having 1 to 6 carbon atoms &Lt; / RTI &gt;
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