KR102228713B1 - Method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, a method for producing methacrylic acid, and a method for producing methacrylic acid ester - Google Patents
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Abstract
메타크릴산 수율이 높은 메타크릴산 제조용 촉매를 제공한다. (1) Mo, P 및 V를 포함하는 촉매 원료액 A를 준비하는 공정과, (2) 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액 B를 준비하는 공정과, (3) 촉매 원료액 A 및 촉매 원료액 B 중 어느 하나에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제하는 공정을 포함하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법으로서, 공정(3)에서 식(i) 및 (ii)를 만족시키는 방법.
3.0≤T/(3√V)≤13.0 (i)
0.01≤u1≤1.0 (ii)
(식(i) 및 (ii) 중, V는 촉매 원료액 A의 용적[m3], T는 다른 쪽의 액을 첨가하는 첨가구의 수, u1은 첨가하는 다른 쪽의 액의 체적 유속[L/분]을 나타낸다. T가 2 이상인 경우 u1은 평균값을 나타낸다.)It provides a catalyst for producing methacrylic acid having a high methacrylic acid yield. (1) a step of preparing a catalyst raw material liquid A containing Mo, P, and V, (2) a step of preparing a catalyst raw material liquid B containing a cation raw material, and (3) a catalyst raw material liquid A and a catalyst raw material liquid A method for producing a catalyst for methacrylic acid production comprising a step of preparing a liquid containing a heteropoly acid having a Kegin-type structure or a salt thereof by adding and mixing the other liquid to any one of B, in step (3) A method of satisfying equations (i) and (ii).
3.0≤T/( 3 √V)≤13.0 (i)
0.01≤u1≤1.0 (ii)
(In formulas (i) and (ii), V is the volume of the catalyst raw material solution A [m 3 ], T is the number of addition ports to which the other liquid is added, and u1 is the volume flow rate of the other liquid to be added [L /Min] When T is 2 or more, u1 represents the average value.)
Description
본 발명은 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법, 메타크릴산의 제조 방법 및 메타크릴산 에스터의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, a method for producing methacrylic acid, and a method for producing a methacrylic acid ester.
메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는 메타크릴산 제조용 촉매로서는, 몰리브데넘 및 인을 포함하는 헤테로폴리산계 촉매가 알려져 있다. 이와 같은 헤테로폴리산계 촉매로서는, 카운터 양이온이 프로톤인 프로톤형 헤테로폴리산, 및 그 프로톤의 일부를 프로톤 이외의 양이온으로 치환한 헤테로폴리산염이 존재한다. 헤테로폴리산염으로서는, 양이온이 알칼리 금속 이온인 알칼리 금속염이나, 양이온이 암모늄 이온인 암모늄염이 알려져 있다(이하, 프로톤형 헤테로폴리산을 간단히 「헤테로폴리산」이라고도 말하고, 프로톤형 헤테로폴리산 및 헤테로폴리산염으로부터 선택되는 적어도 1종류를 간단히 「헤테로폴리산(염)」이라고도 나타낸다).As a catalyst for producing methacrylic acid used in producing methacrylic acid by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen, a heteropolyacid-based catalyst containing molybdenum and phosphorus is known. As such a heteropolyacid-based catalyst, there are proton-type heteropolyacids in which the counter cation is a proton, and heteropolyacid salts in which a part of the proton is substituted with a cation other than a proton. As the heteropoly acid salt, an alkali metal salt in which the cation is an alkali metal ion and an ammonium salt in which the cation is an ammonium ion are known (hereinafter, the proton-type heteropolyacid is also simply referred to as ``heteropolyacid'', and at least one type selected from proton-type heteropolyacids and heteropolyacids It is also simply referred to as "heteropolyacid (salt)").
메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법으로서는, 예를 들면 특허문헌 1에, 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조하기 위한 촉매의 제조 방법으로서, (i) 적어도 몰리브데넘(Mo), 인(P) 및 바나듐(V)을 포함하는 용액 또는 슬러리(I액)를 조제하는 공정과, (ii) 암모늄근을 포함하는 용액 또는 슬러리(II액)를 조제하는 공정과, (iii) 상기 I액 또는 II액 중 어느 한쪽의 액(PR액)을 조(槽)(A조)에 장입하고, 해당 A조에 장입된 해당 PR액의 액면의 전체 면적에 대해 0.01∼10%의 면적을 갖는 연속하는 액면역에 다른 쪽의 상기 액(LA액)을 투입하여 I액 II액 혼합액을 조제하는 공정과, (iv) 상기 전체 촉매 성분을 함유하는 촉매 전구체를 포함하는 용액 또는 슬러리를 건조, 소성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 소정 원자를 소정의 원자 비율로 포함하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법이 개시되어 있다.As a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, for example, in Patent Document 1, as a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen, (i) at least molyb The process of preparing a solution or slurry (liquid I) containing denum (Mo), phosphorus (P) and vanadium (V), (ii) preparing a solution or slurry (liquid II) containing ammonium root, and , (iii) Charge either liquid (PR liquid) of liquid I or liquid II to the tank (Group A), and 0.01 to 10 with respect to the total area of the face value of the PR liquid charged to the relevant group A. A step of preparing a liquid I liquid II liquid mixture by adding the other liquid (LA liquid) to a continuous liquid immunity area having an area of %, and (iv) a solution containing a catalyst precursor containing the entire catalyst component, or Disclosed is a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid containing a predetermined atom in a predetermined atomic ratio, characterized by including a step of drying and firing a slurry.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 방법으로 제조되는 메타크릴산 제조용 촉매는, 해당 촉매를 메타크릴산 제조에 사용한 경우, 메타크릴산의 수율이 충분하지는 않아, 더한층의 개량이 요망되고 있다. 본 발명에서는, 메타크릴산 수율이 높은 메타크릴산 제조용 촉매를 제공하는 것을 목적으로 한다.However, when the catalyst for methacrylic acid production produced by the method disclosed in Patent Document 1 is used for producing methacrylic acid, the yield of methacrylic acid is not sufficient, and further improvement is desired. In the present invention, an object of the present invention is to provide a catalyst for producing methacrylic acid having a high methacrylic acid yield.
본 발명은, 이하의 [1] 내지 [18]이다.The present invention is the following [1] to [18].
[1] 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법으로서,[1] As a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid used in producing methacrylic acid by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen,
(1) 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 촉매 원료액 A를 준비하는 공정과,(1) a step of preparing a catalyst raw material solution A containing at least molybdenum, phosphorus and vanadium, and
(2) 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액 B를 준비하는 공정과,(2) a step of preparing a catalyst raw material liquid B containing a cation raw material, and
(3) 상기 촉매 원료액 A 및 상기 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제하는 공정을 포함하고,(3) adding and mixing the other liquid to either one of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B to prepare a liquid containing a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof,
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(i) 및 (ii)를 만족시키는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.In the step (3), a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid satisfying the following formulas (i) and (ii).
3.0≤T/(3√V)≤13.0 (i)3.0≤T/( 3 √V)≤13.0 (i)
0.01≤u1≤1.0 (ii) 0.01≤u1≤1.0 (ii)
(식(i) 및 (ii) 중, V는 상기 촉매 원료액 A의 용적[m3], T는 다른 쪽의 액을 첨가하기 위한 첨가구의 수, u1은 첨가하는 다른 쪽의 액의 체적 유속[L/분]을 나타낸다. 한편 T가 2 이상인 경우, u1은 각 첨가구로부터 첨가되는 다른 쪽의 액의 체적 유속의 평균값을 나타낸다.)(In formulas (i) and (ii), V is the volume of the catalyst raw material solution A [m 3 ], T is the number of addition ports for adding the other liquid, and u1 is the volume flow rate of the other liquid to be added. On the other hand, when T is 2 or more, u1 represents the average value of the volume flow rate of the other liquid added from each addition port.)
[2] 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법으로서,[2] As a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid used in producing methacrylic acid by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen,
(1) 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 촉매 원료액 A를 준비하는 공정과,(1) a step of preparing a catalyst raw material solution A containing at least molybdenum, phosphorus and vanadium, and
(2) 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액 B를 준비하는 공정과,(2) a step of preparing a catalyst raw material liquid B containing a cation raw material, and
(3) 상기 촉매 원료액 A에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제하는 공정을 포함하고,(3) adding and mixing the catalyst raw material liquid B to the catalyst raw material liquid A to prepare a liquid containing a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof,
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(i) 및 (iii)을 만족시키는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.In the step (3), the method for producing a catalyst for producing methacrylic acid satisfying the following formulas (i) and (iii).
3.0≤T/(3√V)≤13.0 (i)3.0≤T/( 3 √V)≤13.0 (i)
0.01≤u2≤8 (iii) 0.01≤u2≤8 (iii)
(식(i) 및 (iii) 중, V는 상기 촉매 원료액 A의 용적[m3], T는 상기 촉매 원료액 B를 첨가하기 위한 첨가구의 수, u2는 상기 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속[mol/분]을 나타낸다. 한편 T가 2 이상인 경우, u2는 각 첨가구로부터 첨가되는 상기 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속의 평균값을 나타낸다.)(In formulas (i) and (iii), V is the volume of the catalyst raw material liquid A [m 3 ], T is the number of addition ports for adding the catalyst raw material liquid B, and u2 is the cation raw material of the catalyst raw material liquid B. On the other hand, when T is 2 or more, u2 represents the average value of the flow rate of the cation raw material of the catalyst raw material liquid B added from each addition port.)
[3] 상기 식(i)에 있어서, T가 2 이상인 [1] 또는 [2]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[3] In the above formula (i), the method for producing a catalyst for methacrylic acid production according to [1] or [2], wherein T is 2 or more.
[4] 상기 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A 및 상기 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽이 들어간 하기 식(iv)를 만족시키는 용기 내에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하는 [1]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[4] In the step (3), in [1], the other liquid is added and mixed in a container satisfying the following formula (iv) in which either of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B is contained. Method for producing the catalyst for producing methacrylic acid described.
0.1≤S3/W2≤50 (iv)0.1≤S 3 /W 2 ≤50 (iv)
(식(iv) 중, S는 용기 내 액의 액면의 표면적[m2]을 나타내고, W는 용기 내 액의 용적[m3]을 나타낸다.)(In formula (iv), S represents the surface area [m 2 ] of the liquid level in the container, and W represents the volume of the liquid in the container [m 3 ].)
[5] 상기 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A가 들어간 하기 식(iv)를 만족시키는 용기 내에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하는 [2]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[5] In the step (3), the catalyst raw material liquid B is added and mixed in a container that satisfies the following formula (iv) in which the catalyst raw material liquid A is added, and the catalyst for producing methacrylic acid according to [2] is prepared. Way.
0.1≤S3/W2≤50 (iv) 0.1≤S 3 /W 2 ≤50 (iv)
(식(iv) 중, S는 용기 내 액의 액면의 표면적[m2]을 나타내고, W는 용기 내 액의 용적[m3]을 나타낸다.)(In formula (iv), S represents the surface area [m 2 ] of the liquid level in the container, and W represents the volume of the liquid in the container [m 3 ].)
[6] 상기 공정(3)에 있어서, 상기 용기 내 액의 액면의 상부에 상기 첨가구가 배치되어 있는 [4] 또는 [5]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[6] The method for producing a catalyst for methacrylic acid production according to [4] or [5] in the step (3), wherein the addition port is disposed above the liquid level of the liquid in the container.
[7] 상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(v)를 만족시키는 [6]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[7] In the step (3), the method for producing a catalyst for methacrylic acid production according to [6], which satisfies the following formula (v).
2≤T/S≤100 (v) 2≤T/S≤100 (v)
(식(v) 중, T는 상기 식(i)과 동의이고, S는 상기 식(iv)와 동의이다.)(In formula (v), T is synonymous with formula (i), and S is synonymous with formula (iv).)
[8] 상기 공정(3)에 있어서, 상기 용기 내 액의 액면의 중심으로부터, 중심각이 360°/T가 되도록, 해당 액면에 대략 평행으로 용기의 벽면을 향하여 그은 T본의 직선으로 분할되는 해당 액면의 영역을 각각 Y1∼YT로 할 때, 상기 첨가구가 각 Y1∼YT의 상부에 각각 1개씩 배치되어 있는 [6] 또는 [7]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[8] In the above step (3), from the center of the liquid level in the container, the center angle is 360°/T, and it is divided by a straight line of the T-bone drawn toward the wall surface of the container in approximately parallel to the liquid level. when the area of the liquid level by Y 1 ~Y T, respectively, the production method of the catalyst for producing methacrylic acid as set forth in [6] or [7], wherein the impregnated households that are arranged one on top of each Y 1 ~Y T .
[9] 상기 공정(3)에 있어서, 상기 첨가구가, 상기 용기 내 액의 액면의 중심을 중심으로 해서, 하기 식(vi)으로 산출되는 반경 R[m]로 그려지는 원형 영역 내의 상부에 존재하지 않는 [6] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[9] In the step (3), the addition port is centered on the center of the liquid level in the container, in the upper part of the circular area drawn by the radius R[m] calculated by the following formula (vi). The method for producing a catalyst for producing methacrylic acid according to any one of [6] to [8] which does not exist.
(식(vi) 중, S는 상기 식(iv)와 동의이다.)(In formula (vi), S is synonymous with the above formula (iv).)
[10] 상기 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A가 들어간 용기에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하는 [1]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[10] The method for producing a catalyst for methacrylic acid production according to [1], in which, in the step (3), the catalyst raw material liquid B is added and mixed in a container containing the catalyst raw material liquid A.
[11] 상기 공정(1)에서 준비하는 촉매 원료액 A와 상기 공정(2)에서 준비하는 촉매 원료액 B의 합계의 용적이 0.2m3 이상인 [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[11] The meta according to any one of [1] to [10], wherein the total volume of the catalyst raw material liquid A prepared in the step (1) and the catalyst raw material liquid B prepared in the step (2) is 0.2 m 3 or more. Method for producing a catalyst for producing acrylic acid.
[12] 상기 양이온 원료가, 알칼리 금속을 포함하는 화합물 및 암모늄 이온을 포함하는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[12] The method for producing a catalyst for methacrylic acid production according to any one of [1] to [11], wherein the cation raw material is at least one selected from the group consisting of a compound containing an alkali metal and a compound containing an ammonium ion. .
[13] 추가로, 상기 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 건조하여, 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는 [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[13] Further, of the catalyst for methacrylic acid production according to any one of [1] to [12], comprising the step of drying the liquid containing the heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof to obtain a catalyst precursor. Manufacturing method.
[14] 추가로, 상기 촉매 전구체를 열처리하는 공정을 포함하는 [13]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[14] The method for producing a catalyst for methacrylic acid production according to [13], further comprising a step of heat-treating the catalyst precursor.
[15] 상기 메타크릴산 제조용 촉매가, 하기 식(vii)로 표시되는 원소 조성을 갖는 [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[15] The method for producing a catalyst for producing methacrylic acid according to any one of [1] to [14], wherein the catalyst for producing methacrylic acid has an elemental composition represented by the following formula (vii).
MoaPbVcCudAeEfGgOh (vii)Mo a P b V c Cu d A e E f G g O h (vii)
(식(vii) 중, Mo, P, V, Cu 및 O는 각각 몰리브데넘, 인, 바나듐, 구리 및 산소를 나타내는 원소 기호이다. A는 안티모니, 비스무트, 비소, 저마늄, 지르코늄, 텔루륨, 은, 셀레늄, 규소, 텅스텐 및 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. E는 철, 아연, 크로뮴, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 탄탈럼, 코발트, 니켈, 망가니즈, 바륨, 타이타늄, 주석, 납, 나이오븀, 인듐, 황, 팔라듐, 갈륨, 세륨 및 란타넘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. G는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 탈륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. a, b, c, d, e, f, g 및 h는 각 원소의 원자 비율을 나타내고, a=12일 때, b=0.5∼3, c=0.01∼3, d=0.01∼2, e=0∼3, f=0∼3, g=0.01∼3이고, h는 상기 각 원소의 원자가를 만족하는 데에 필요한 산소의 원자 비율이다.)(In formula (vii), Mo, P, V, Cu, and O are element symbols representing molybdenum, phosphorus, vanadium, copper, and oxygen, respectively. A is antimony, bismuth, arsenic, germanium, zirconium, and teller. Represents at least one element selected from the group consisting of rulium, silver, selenium, silicon, tungsten and boron E is iron, zinc, chromium, magnesium, calcium, strontium, tantalum, cobalt, nickel, manganese, barium , Titanium, tin, lead, niobium, indium, sulfur, palladium, gallium, cerium and lanthanum represent at least one element selected from the group consisting of G is lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and thallium Represents at least one element selected from the group consisting of: a, b, c, d, e, f, g and h represent the atomic ratio of each element, and when a=12, b=0.5 to 3, c =0.01 to 3, d=0.01 to 2, e=0 to 3, f=0 to 3, g=0.01 to 3, and h is the atomic ratio of oxygen required to satisfy the valency of each of the above elements.)
[16] [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 제조된 메타크릴산 제조용 촉매의 존재하에서, 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하는 메타크릴산의 제조 방법.[16] A method for producing methacrylic acid in which methacrolein is gas-phase catalytically oxidized with molecular oxygen in the presence of a catalyst for producing methacrylic acid produced by the method according to any one of [1] to [15].
[17] [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 메타크릴산 제조용 촉매의 존재하에서 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하는 메타크릴산의 제조 방법.[17] A methacrylic acid production catalyst is prepared by the method according to any one of [1] to [15], and methacrolein is gas-phase catalytically oxidized with molecular oxygen in the presence of the methacrylic acid production catalyst. Method for producing acrylic acid.
[18] [16] 또는 [17]에 기재된 메타크릴산의 제조 방법에 의해 제조된 메타크릴산을 에스터화하는 메타크릴산 에스터의 제조 방법.[18] A method for producing a methacrylic acid ester in which methacrylic acid produced by the method for producing methacrylic acid according to [16] or [17] is esterified.
본 발명에 의하면, 메타크릴산 수율이 높은 메타크릴산 제조용 촉매를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a catalyst for producing methacrylic acid having a high methacrylic acid yield.
[메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법] [Method for producing catalyst for methacrylic acid production]
본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법은, 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법이다. 해당 방법의 제 1 실시형태는 이하의 공정(1)∼(3)을 포함한다.The method for producing a catalyst for producing methacrylic acid according to the present invention is a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid used when producing methacrylic acid by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen. The first embodiment of the method includes the following steps (1) to (3).
(1) 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 촉매 원료액 A를 준비하는 공정.(1) A step of preparing a catalyst raw material liquid A containing at least molybdenum, phosphorus and vanadium.
(2) 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액 B를 준비하는 공정.(2) A step of preparing a catalyst raw material liquid B containing a cation raw material.
(3) 상기 촉매 원료액 A 및 상기 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제하는 공정.(3) A step of adding and mixing the other liquid to either of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B to prepare a liquid containing a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof.
상기 공정(3)에서는, 하기 식(i) 및 (ii)를 만족시킨다.In the step (3), the following formulas (i) and (ii) are satisfied.
3.0≤T/(3√V)≤13.0 (i)3.0≤T/( 3 √V)≤13.0 (i)
0.01≤u1≤1.0 (ii) 0.01≤u1≤1.0 (ii)
식(i) 및 (ii) 중, V는 상기 촉매 원료액 A의 용적[m3], T는 다른 쪽의 액을 첨가하기 위한 첨가구의 수, u1은 첨가하는 다른 쪽의 액의 체적 유속[L/분]을 나타낸다. 한편 T가 2 이상인 경우, u1은 각 첨가구로부터 첨가되는 다른 쪽의 액의 체적 유속의 평균값을 나타낸다.In formulas (i) and (ii), V is the volume of the catalyst raw material solution A [m 3 ], T is the number of addition ports for adding the other liquid, and u1 is the volume flow rate of the other liquid added [ L/min]. On the other hand, when T is 2 or more, u1 represents the average value of the volume flow rate of the other liquid added from each addition port.
또한, 상기 방법의 제 2 실시형태는, 이하의 공정(1)∼(3)을 포함한다.In addition, the second embodiment of the method includes the following steps (1) to (3).
(1) 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 촉매 원료액 A를 준비하는 공정.(1) A step of preparing a catalyst raw material liquid A containing at least molybdenum, phosphorus and vanadium.
(2) 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액 B를 준비하는 공정.(2) A step of preparing a catalyst raw material liquid B containing a cation raw material.
(3) 상기 촉매 원료액 A에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제하는 공정.(3) A step of adding and mixing the catalyst raw material liquid B to the catalyst raw material liquid A to prepare a liquid containing a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof.
상기 공정(3)에서는, 하기 식(i) 및 (iii)을 만족시킨다.In the step (3), the following formulas (i) and (iii) are satisfied.
3.0≤T/(3√V)≤13.0 (i) 3.0≤T/( 3 √V)≤13.0 (i)
0.01≤u2≤8 (iii) 0.01≤u2≤8 (iii)
식(i) 및 (iii) 중, V는 상기 촉매 원료액 A의 용적[m3], T는 상기 촉매 원료액 B를 첨가하기 위한 첨가구의 수, u2는 상기 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속[mol/분]을 나타낸다. 한편 T가 2 이상인 경우, u2는 각 첨가구로부터 첨가되는 상기 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속의 평균값을 나타낸다.In formulas (i) and (iii), V is the volume of the catalyst raw material solution A [m 3 ], T is the number of addition ports for adding the catalyst raw material solution B, and u2 is the cation raw material of the catalyst raw material solution B. It represents the flow rate [mol/min]. On the other hand, when T is 2 or more, u2 represents the average value of the flow rate of the cation raw material of the catalyst raw material liquid B added from each addition port.
본 발명에 따른 방법의 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 상기 공정(1)∼(3)을 포함하고, 또한 상기 공정(3)에 있어서 상기 식(i) 및 (ii)를 만족시키는 것에 의해, 또는 상기 (i) 및 (iii)을 만족시키는 것에 의해, 높은 수율로 메타크릴산을 제조 가능한 메타크릴산 제조용 촉매를 제조할 수 있다. 그 상세한 메커니즘은 반드시 밝혀져 있지 않지만, 메타크릴산 수율 향상에 유효한 촉매 입자가 생성되기 쉬워지는 것이라고 추측된다.In the first and second embodiments of the method according to the present invention, by including the steps (1) to (3) and satisfying the formulas (i) and (ii) in the step (3), Or, by satisfying the above (i) and (iii), a catalyst for producing methacrylic acid capable of producing methacrylic acid in a high yield can be prepared. The detailed mechanism is not necessarily disclosed, but it is assumed that catalyst particles effective in improving the methacrylic acid yield are easily produced.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 메타크릴산 제조용 촉매는, 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하지만, 이들 이외에도 구리 등의 다른 원소를 추가로 포함할 수 있다. 해당 촉매는, 높은 수율로 메타크릴산을 제조할 수 있는 관점에서, 하기 식(vii)로 표시되는 원소 조성을 갖는 것이 바람직하다.The catalyst for methacrylic acid production prepared by the method according to the present invention includes at least molybdenum, phosphorus and vanadium, but may further include other elements such as copper in addition to these. From the viewpoint of being able to produce methacrylic acid in a high yield, the catalyst preferably has an elemental composition represented by the following formula (vii).
MoaPbVcCudAeEfGgOh (vii) Mo a P b V c Cu d A e E f G g O h (vii)
식(vii) 중, Mo, P, V, Cu 및 O는 각각 몰리브데넘, 인, 바나듐, 구리 및 산소를 나타내는 원소 기호이다. A는 안티모니, 비스무트, 비소, 저마늄, 지르코늄, 텔루륨, 은, 셀레늄, 규소, 텅스텐 및 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. E는 철, 아연, 크로뮴, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 탄탈럼, 코발트, 니켈, 망가니즈, 바륨, 타이타늄, 주석, 납, 나이오븀, 인듐, 황, 팔라듐, 갈륨, 세륨 및 란타넘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. G는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 탈륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. a, b, c, d, e, f, g 및 h는 각 원소의 원자 비율을 나타내고, a=12일 때, b=0.5∼3, c=0.01∼3, d=0.01∼2, e=0∼3, f=0∼3, g=0.01∼3이고, h는 상기 각 원소의 원자가를 만족하는 데에 필요한 산소의 원자 비율이다. 한편, 상기 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출되는 값이다.In formula (vii), Mo, P, V, Cu, and O are element symbols representing molybdenum, phosphorus, vanadium, copper, and oxygen, respectively. A represents at least one element selected from the group consisting of antimony, bismuth, arsenic, germanium, zirconium, tellurium, silver, selenium, silicon, tungsten and boron. E is the group consisting of iron, zinc, chromium, magnesium, calcium, strontium, tantalum, cobalt, nickel, manganese, barium, titanium, tin, lead, niobium, indium, sulfur, palladium, gallium, cerium and lanthanum It represents at least one element selected from. G represents at least one element selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and thallium. a, b, c, d, e, f, g and h represent the atomic ratio of each element, and when a=12, b=0.5 to 3, c=0.01 to 3, d=0.01 to 2, e= 0-3, f=0-3, g=0.01-3, and h is the atomic ratio of oxygen required to satisfy the valence of each of the above elements. Meanwhile, the elemental composition is a value calculated by analyzing a component obtained by dissolving a catalyst in aqueous ammonia by an ICP emission analysis method.
(공정(1)) (Step (1))
공정(1)에서는, 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 촉매 원료액 A를 준비한다. 예를 들면, 조제 용기를 이용하여, 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 촉매 성분의 원료 화합물을 용매에 용해 또는 현탁시키는 것에 의해, 촉매 원료액 A를 얻을 수 있다. 촉매 원료액 A가, 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 것에 의해, 메타크릴산 수율이 보다 높은 메타크릴산 제조용 촉매를 제조할 수 있다.In step (1), a catalyst raw material liquid A containing at least molybdenum, phosphorus, and vanadium is prepared. For example, a catalyst raw material liquid A can be obtained by dissolving or suspending a raw material compound of a catalyst component containing molybdenum, phosphorus, and vanadium in a solvent using a preparation container. When the catalyst raw material liquid A contains at least molybdenum, phosphorus and vanadium, a catalyst for producing methacrylic acid having a higher methacrylic acid yield can be produced.
상기 촉매 성분의 원료 화합물은 특별히 한정되지 않고, 촉매의 각 구성 원소의 질산염, 탄산염, 아세트산염, 암모늄염, 산화물, 할로젠화물, 옥소산, 옥소산염 등을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 몰리브데넘의 원료 화합물로서는, 예를 들면, 삼산화 몰리브데넘 등의 산화 몰리브데넘, 파라몰리브데넘산 암모늄, 다이몰리브데넘산 암모늄 등의 몰리브데넘산 암모늄 등을 들 수 있다. 인의 원료 화합물로서는, 예를 들면, 인산, 오산화 인, 인산 암모늄 등을 들 수 있다. 바나듐의 원료 화합물로서는, 예를 들면, 메타바나드산 암모늄, 오산화 바나듐, 옥살산 바나딜 등을 들 수 있다. 구리의 원료 화합물로서는, 예를 들면, 질산 구리, 산화 구리, 탄산 구리, 아세트산 구리 등을 들 수 있다. 촉매 성분의 원료 화합물은 촉매 성분을 구성하는 각 원소에 대해서 1종을 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.The raw material compound of the catalyst component is not particularly limited, and nitrate, carbonate, acetate, ammonium salt, oxide, halide, oxo acid, oxo acid salt, etc. of each constituent element of the catalyst can be used alone or in combination of two or more. I can. Examples of the raw material compound of molybdenum include molybdenum oxide such as molybdenum trioxide, ammonium paramolybdenum acid, and ammonium molybdenum acid such as ammonium dimolybdenum acid. Examples of the phosphorus raw material compound include phosphoric acid, phosphorus pentoxide, and ammonium phosphate. As a raw material compound of vanadium, ammonium metavanadate, vanadium pentoxide, vanadil oxalate, etc. are mentioned, for example. As a raw material compound of copper, copper nitrate, copper oxide, copper carbonate, copper acetate, etc. are mentioned, for example. The raw material compounds of the catalyst component may be used alone or in combination of two or more for each element constituting the catalyst component.
상기 용매로서는, 예를 들면, 물, 에틸 알코올, 아세톤 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 물을 이용하는 것이 바람직하다.Examples of the solvent include water, ethyl alcohol, and acetone. These may use 1 type and may use 2 or more types together. Among these, it is preferable to use water.
촉매 원료액 A는, 조제 용기를 이용하여, 용매에 촉매 성분의 원료 화합물을 가하고, 가열하면서 교반하여 조제하는 것이 바람직하다. 가열 온도는 80∼130℃가 바람직하고, 하한은 90℃ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 촉매 원료액 A의 pH는 3.0 이하가 바람직하고, 2.5 이하가 보다 바람직하다. 촉매 원료액 A의 pH를 3.0 이하로 하는 방법으로서는, 예를 들면 몰리브데넘 원료로서 삼산화 몰리브데넘을 사용하거나, 질산 이온이 많이 포함되도록 촉매 성분의 원료 화합물을 선택하는 등의 방법을 들 수 있다. 촉매 원료액 A 중의 촉매 성분의 원료 화합물의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 5∼90질량%일 수 있다.The catalyst raw material liquid A is preferably prepared by adding a raw material compound of a catalyst component to a solvent using a preparation container, and stirring while heating. The heating temperature is preferably 80 to 130°C, and more preferably 90°C or more as the lower limit. Further, the pH of the catalyst raw material liquid A is preferably 3.0 or less, and more preferably 2.5 or less. As a method of making the pH of the catalyst raw material solution A to be 3.0 or less, for example, molybdenum trioxide is used as the molybdenum raw material, or a raw material compound of the catalyst component is selected so that a large amount of nitrate ions is contained. have. The concentration of the raw material compound of the catalyst component in the catalyst raw material liquid A is not particularly limited, but may be, for example, 5 to 90% by mass.
(공정(2)) (Step (2))
공정(2)에서는, 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액 B를 준비한다. 예를 들면, 조제 용기를 이용하여, 양이온 원료를 용매에 용해 또는 현탁시키는 것에 의해, 촉매 원료액 B를 얻을 수 있다.In step (2), a catalyst raw material liquid B containing a cation raw material is prepared. For example, the catalyst raw material liquid B can be obtained by dissolving or suspending the cation raw material in a solvent using a preparation container.
여기에서, 「양이온 원료」란, 알칼리 금속을 포함하는 화합물, 알칼리 토류 금속을 포함하는 화합물, 전이 금속을 포함하는 화합물, 비(卑)금속을 포함하는 화합물 및 질소를 포함하는 화합물(암모니아, 암모늄 이온 또는 알킬암모늄 이온을 포함하는 화합물, 또는 함질소 헤테로환 화합물)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 알칼리 금속으로서는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘을 들 수 있다. 알칼리 토류 금속으로서는, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨을 들 수 있다. 알칼리 금속을 포함하는 화합물, 알칼리 토류 금속을 포함하는 화합물, 전이 금속을 포함하는 화합물, 비금속을 포함하는 화합물로서는, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 전이 금속 또는 비금속의 질산염, 탄산염, 중탄산염, 아세트산염, 황산염, 암모늄염, 산화물, 수산화물, 할로젠화물, 옥소산, 옥소산염 등을 들 수 있다. 암모늄 이온을 포함하는 화합물로서는, 중탄산 암모늄, 탄산 암모늄, 질산 암모늄, 인산 암모늄, 바나드산 암모늄 등을 들 수 있다. 알킬암모늄 이온을 포함하는 화합물로서는, 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라n-프로필암모늄, 테트라n-뷰틸암모늄, 트라이에틸메틸암모늄 등의 할로젠화물 또는 수산화물 등을 들 수 있다. 함질소 헤테로환 화합물로서는, 피리딘, 피페리딘, 피페라진, 피리미딘, 퀴놀린, 아이소퀴놀린 및 이들의 알킬 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 양이온 원료로서는, 메타크릴산 수율이 보다 높은 메타크릴산 제조용 촉매가 얻어지는 관점에서, 알칼리 금속을 포함하는 화합물 및 암모늄 이온을 포함하는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.Here, the term "cationic raw material" refers to a compound containing an alkali metal, a compound containing an alkaline earth metal, a compound containing a transition metal, a compound containing a non-metal, and a compound containing nitrogen (ammonia, ammonium At least one selected from the group consisting of an ion or a compound containing an alkylammonium ion, or a nitrogen-containing heterocyclic compound) is shown. Examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. Examples of alkaline earth metals include magnesium, calcium, strontium, and barium. Examples of the compound containing an alkali metal, a compound containing an alkaline earth metal, a compound containing a transition metal, and a compound containing a non-metal include alkali metal, alkaline earth metal, transition metal or non-metal nitrate, carbonate, bicarbonate, acetate, Sulfates, ammonium salts, oxides, hydroxides, halides, oxo acids, oxo acid salts, and the like. As a compound containing an ammonium ion, ammonium bicarbonate, ammonium carbonate, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium vanadate, etc. are mentioned. Examples of the compound containing an alkyl ammonium ion include halides or hydroxides such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetran-propylammonium, tetran-butylammonium, and triethylmethylammonium. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridine, piperidine, piperazine, pyrimidine, quinoline, isoquinoline, and alkyl derivatives thereof. These may use 1 type and may use 2 or more types together. Among these, the cationic raw material is preferably at least one selected from the group consisting of a compound containing an alkali metal and a compound containing an ammonium ion from the viewpoint of obtaining a catalyst for producing methacrylic acid having a higher methacrylic acid yield.
상기 용매로서는, 예를 들면, 물, 에틸 알코올, 아세톤 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 물을 이용하는 것이 바람직하다.Examples of the solvent include water, ethyl alcohol, and acetone. These may use 1 type and may use 2 or more types together. Among these, it is preferable to use water.
한편, 양이온 원료로서 복수의 종류를 이용하는 경우에는, 조제 용기를 복수 이용하여, 각 양이온 원료를 각각 용매에 용해 또는 현탁시키는 것에 의해, 촉매 원료액 B1, B2, …와 같이 복수의 촉매 원료액 B를 조제해도 된다. 촉매 원료액 A에 대해서 촉매 원료액 B를 첨가하는 경우는, 촉매 원료액 A에 대해서, 촉매 원료액 B1, B2, …를 순서무관하게 첨가해도 되고, 또한 동시에 첨가해도 된다. 제 1 실시형태에 있어서, 촉매 원료액 B에 대해서 촉매 원료액 A를 첨가하는 경우는, 어느 촉매 원료액 B에 대해서 촉매 원료액 A를 첨가하고, 얻어진 액체와 다른 촉매 원료액 B를 혼합해도 되고, 또한 촉매 원료액 A1, A2, …와 같이 복수의 촉매 원료액 A로 분할하여 촉매 원료액 B에 첨가한 후, 얻어진 각 액체를 혼합해도 된다. 또한, 촉매 원료액 B 중의 양이온 원료의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 5∼90질량%일 수 있다.On the other hand, in the case of using a plurality of types as the cation raw material, by using a plurality of preparation containers and dissolving or suspending each cation raw material in a solvent, respectively, the catalyst raw material liquids B1, B2, ... In this way, a plurality of catalyst raw material liquids B may be prepared. When adding the catalyst raw material liquid B to the catalyst raw material liquid A, with respect to the catalyst raw material liquid A, the catalyst raw material liquids B1, B2, ... May be added in any order, or may be added at the same time. In the first embodiment, when the catalyst raw material liquid A is added to the catalyst raw material liquid B, the catalyst raw material liquid A may be added to any catalyst raw material liquid B, and the obtained liquid and the other catalyst raw material liquid B may be mixed. , And catalyst raw material solutions A1, A2, ... As described above, after dividing into a plurality of catalyst raw material liquids A and adding to the catalyst raw material liquid B, the obtained liquids may be mixed. In addition, the concentration of the cation raw material in the catalyst raw material liquid B is not particularly limited, but may be, for example, 5 to 90% by mass.
또한, 상기 공정(1) 및 (2)에 있어서 촉매 원료액 A 및 B를 준비하는 경우, 공업적인 제조를 고려하면, 제조 비용의 관점에서, 상기 공정(1)에서 준비하는 촉매 원료액 A와 상기 공정(2)에서 준비하는 촉매 원료액 B의 합계의 용적은 0.2m3 이상인 것이 바람직하고, 0.8m3 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.5m3 이상인 것이 더 바람직하다. 한편, 해당 용적의 범위의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 5m3 이하일 수 있다.In addition, in the case of preparing the catalyst raw material liquids A and B in the steps (1) and (2), considering industrial production, from the viewpoint of production cost, the catalyst raw material liquid A prepared in the step (1) and volume of the total of the catalyst raw material solution B, prepared from the above-described step (2) is more preferably not less than, and preferably, less than 0.8m 3 to 0.2m 3, more preferably at least 1.5m 3. On the other hand, the upper limit of the range of the volume is not particularly limited, but may be, for example, 5 m 3 or less.
(공정(3))(Step (3))
제 1 실시형태에서는, 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A 및 상기 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제한다. 즉, 촉매 원료액 A에 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하거나, 또는 촉매 원료액 B에 촉매 원료액 A를 첨가하고 혼합한다. 전자에서는 촉매 원료액 B가, 후자에서는 촉매 원료액 A가, 각각 「다른 쪽의 액」에 해당한다. 이하, 「다른 쪽의 액」을 첨가액으로도 나타낸다. 또한, 제 2 실시형태에서는, 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제한다. 제 1 실시형태에서는, 공정(3)에 있어서, 하기 식(i) 및 (ii)의 조건을 양쪽 모두 만족시킬 필요가 있다. 또한, 제 2 실시형태에서는, 공정(3)에 있어서, 하기 식(i) 및 (iii)의 조건을 양쪽 모두 만족시킬 필요가 있다.In the first embodiment, in step (3), the other liquid is added to and mixed with either of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B to contain a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof. Prepare a liquid. That is, the catalyst raw material liquid B is added to the catalyst raw material liquid A and mixed, or the catalyst raw material liquid A is added to the catalyst raw material liquid B and mixed. In the former, the catalyst raw material liquid B and the latter, the catalyst raw material liquid A correspond to "the other liquid". Hereinafter, "the other liquid" is also shown as an additive liquid. Further, in the second embodiment, in step (3), the catalyst raw material liquid B is added to the catalyst raw material liquid A and mixed to prepare a liquid containing a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof. In the first embodiment, in the step (3), it is necessary to satisfy both the conditions of the following formulas (i) and (ii). In addition, in the second embodiment, in the step (3), it is necessary to satisfy both the conditions of the following formulas (i) and (iii).
3.0≤T/(3√V)≤13.0 (i) 3.0≤T/( 3 √V)≤13.0 (i)
0.01≤u1≤1.0 (ii) 0.01≤u1≤1.0 (ii)
0.01≤u2≤8 (iii) 0.01≤u2≤8 (iii)
식(i), (ii) 및 (iii) 중, V는 상기 촉매 원료액 A의 용적[m3], T는 다른 쪽의 액(상기 촉매 원료액 B)을 첨가하기 위한 첨가구의 수, u1은 첨가하는 다른 쪽의 액의 체적 유속[L/분], u2는 상기 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속[mol/분]을 나타낸다. 또한, 「첨가구」란, 촉매 원료액 A 및 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽(촉매 원료액 A)에 다른 쪽의 액(촉매 원료액 B)을 첨가하기 위해서 설치된 다른 쪽의 액(촉매 원료액 B)의 출구이다. 한편, T가 2 이상인 경우, u1 및 u2는 각각, 각 첨가구로부터 첨가되는 다른 쪽의 액의 체적 유속, 각 첨가구로부터 첨가되는 상기 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속의 평균값을 나타낸다. 한편, 첨가액이 복수 있는 경우, 각각이 상기 조건을 만족시킬 필요가 있다. 즉, 첨가액으로서 촉매 원료액 B1, B2, …가 있는 경우, 각 액의 첨가 각각 모두가 식(i) 및 (ii)의 조건을 양쪽 모두 만족시키거나, 또는 식(i) 및 (iii)의 조건을 양쪽 모두 만족시킬 필요가 있다. 또한, 제 1 실시형태에 있어서, 첨가액으로서 촉매 원료액 A1, A2, …가 있는 경우도 마찬가지로, 각 액의 첨가 각각 모두가 식(i) 및 (ii)의 조건을 양쪽 모두 만족시킬 필요가 있다.In formulas (i), (ii) and (iii), V is the volume of the catalyst raw material solution A [m 3 ], T is the number of addition ports for adding the other liquid (the catalyst raw material solution B), u1 The volume flow rate [L/min] of the other liquid to which silver is added, u2 represents the flow rate [mol/min] of the cation raw material of the catalyst raw material liquid B. In addition, "addition tool" means the other liquid (catalyst raw material liquid B) installed to add the other liquid (catalyst raw material liquid B) to either of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B (catalyst raw material liquid A). It is the exit of B). On the other hand, when T is 2 or more, u1 and u2 each represent the average value of the volume flow rate of the other liquid added from each addition port and the flow rate of the cation raw material of the catalyst raw material solution B added from each addition port. On the other hand, when there are a plurality of additive liquids, each needs to satisfy the above conditions. That is, catalyst raw material liquids B1, B2, ... as additive liquids. If there is, it is necessary that each addition of each liquid satisfies both conditions of equations (i) and (ii), or both conditions of equations (i) and (iii). In addition, in the first embodiment, catalyst raw material solutions A1, A2, ... Similarly, in the case where there is, it is necessary that each addition of each liquid satisfies both the conditions of formulas (i) and (ii).
촉매 원료액 A와 촉매 원료액 B를 혼합함으로써, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산(염)을 포함하는 액체가 얻어진다. 상기 식(i)에 있어서, T/(3√V)는 첨가구의 수 T를 촉매 원료액 A의 용적 V의 세제곱근으로 나눈 것이고, 촉매 원료액 A와 촉매 원료액 B를 혼합할 때의, 각 액의 접촉 상태에 영향을 준다. 그 때문에, 상기 식(i)에 있어서 T/(3√V)를 특정한 범위로 함으로써, 헤테로폴리산(염) 중에서도 메타크릴산 수율 향상에 유효한 헤테로폴리산(염)이 생성되기 쉬워진다고 추측된다. 한편, 얻어지는 헤테로폴리산(염)의 총량은 촉매 원료액 A에 포함되는 촉매 성분의 양에 관계한다. T/(3√V)의 값은 3.0≤T/(3√V)≤13.0을 만족시키고, 하한은 4.0 이상이 바람직하고, 5.0 이상이 보다 바람직하며, 6.0 이상이 더 바람직하다. 상한은 12.0 이하가 바람직하고, 11.0 이하가 보다 바람직하며, 9.0 이하가 더 바람직하다.By mixing the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B, a liquid containing a heteropolyacid (salt) having a Keggin type structure is obtained. In the above formula (i), T/( 3 √V) is the number of addition ports T divided by the cube root of the volume V of the catalyst raw material liquid A, and when mixing the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B, each It affects the contact state of the liquid. Thus, by a specific range of T / (3 √V) In the formula (i), the heteropoly acid (salt) is assumed among jindago easily heteropolyacid (salt) is effective for improving the yield of methacrylic acid is produced. On the other hand, the total amount of the heteropolyacid (salt) obtained is related to the amount of the catalyst component contained in the catalyst raw material solution A. The value of T / (3 √V) is satisfied 3.0≤T / (3 √V) ≤13.0, the lower limit is at least 4.0 and preferably, 5.0 or more, and more preferred, more than 6.0 is more preferred. The upper limit is preferably 12.0 or less, more preferably 11.0 or less, and still more preferably 9.0 or less.
T의 값은, 메타크릴산 수율이 보다 높은 메타크릴산 제조용 촉매가 얻어지는 관점에서, 2 이상이 바람직하고, 4 이상이 보다 바람직하며, 8 이상이 더 바람직하다. T의 값의 범위의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 20 이하로 할 수 있다. T의 값을 2 이상으로 하는 방법으로서는, 예를 들면 복수의 구멍을 갖는 배관을 이용하거나, 복수의 토출구를 갖는 다련(多連) 노즐을 이용하는 등을 들 수 있다. 첨가구의 직경은 0.5∼30mm가 바람직하고, 하한은 1mm 이상, 상한은 10mm 이하가 보다 바람직하다.The value of T is preferably 2 or more, more preferably 4 or more, and still more preferably 8 or more from the viewpoint of obtaining a catalyst for methacrylic acid production with a higher methacrylic acid yield. The upper limit of the range of the value of T is not particularly limited, but may be, for example, 20 or less. As a method of making the value of T 2 or more, for example, a pipe having a plurality of holes or a plurality of nozzles having a plurality of discharge ports may be used. The diameter of the addition port is preferably 0.5 to 30 mm, the lower limit is more preferably 1 mm or more, and the upper limit is more preferably 10 mm or less.
상기 식(ii)에 있어서, 첨가액의 체적 유속 u1은, 촉매 원료액 A와 촉매 원료액 B를 혼합할 때의, 양 액의 접촉 속도에 영향을 준다. 그 때문에 상기 식(ii)를 만족시키도록 촉매 원료액 A 및 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽에 다른 쪽의 액을 첨가함으로써, 메타크릴산 수율 향상에 유효한 촉매 입자가 생성되기 쉬워진다고 추측된다. u1의 값은 0.01≤u1≤1.0을 만족시키고, 하한은 0.05 이상이 바람직하며, 0.1 이상이 보다 바람직하다. 상한은 0.5 이하가 바람직하고, 0.4 이하가 보다 바람직하며, 0.3 이하가 더 바람직하다.In the above formula (ii), the volume flow rate u1 of the additive liquid affects the contact speed between the two liquids when the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B are mixed. Therefore, it is estimated that by adding the other liquid to either of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B so as to satisfy the above formula (ii), catalyst particles effective in improving the methacrylic acid yield are likely to be generated. The value of u1 satisfies 0.01≦u1≦1.0, and the lower limit is preferably 0.05 or more, and more preferably 0.1 or more. The upper limit is preferably 0.5 or less, more preferably 0.4 or less, and still more preferably 0.3 or less.
또한, 상기 식(iii)에 있어서, 첨가하는 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속 u2는, 촉매 원료액 A와 촉매 원료액 B를 혼합할 때의, 양 액의 접촉 속도에 영향을 준다. 그 때문에 상기 식(iii)을 만족시키도록 촉매 원료액 A에 대해서 촉매 원료액 B를 첨가함으로써, 메타크릴산 수율 향상에 유효한 촉매 입자가 생성되기 쉬워진다고 추측된다. u2의 값은 0.01≤u2≤8을 만족시키고, 하한은 0.1 이상이 바람직하며, 0.5 이상이 보다 바람직하다. 상한은 5 이하가 바람직하고, 4 이하가 보다 바람직하며, 2 이하가 더 바람직하다.In addition, in the above formula (iii), the flow rate u2 of the cation raw material of the catalyst raw material liquid B to be added affects the contact speed between the two liquids when the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B are mixed. Therefore, it is estimated that by adding the catalyst raw material liquid B to the catalyst raw material liquid A so as to satisfy the above formula (iii), catalyst particles effective in improving the methacrylic acid yield are easily produced. The value of u2 satisfies 0.01≦u2≦8, and the lower limit is preferably 0.1 or more, and more preferably 0.5 or more. As for the upper limit, 5 or less are preferable, 4 or less are more preferable, and 2 or less are still more preferable.
제 1 실시형태에 있어서, 공정(3)에서는, 촉매 원료액 A 및 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽이 들어간 하기 식(iv)를 만족시키는 용기 내에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 실시형태에 있어서, 공정(3)에서는, 촉매 원료액 A가 들어간 하기 식(iv)를 만족시키는 용기 내에 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하는 것이 바람직하다.In the first embodiment, in the step (3), it is preferable to add and mix the other liquid in a container that satisfies the following formula (iv) in which either of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B is contained. In addition, in the second embodiment, in the step (3), it is preferable to add and mix the catalyst raw material liquid B in a container that satisfies the following formula (iv) in which the catalyst raw material liquid A is contained.
0.1≤S3/W2≤50 (iv) 0.1≤S 3 /W 2 ≤50 (iv)
식(iv) 중, S는 용기 내 액의 액면의 표면적[m2]을 나타내고, W는 용기 내 액의 용적[m3]을 나타낸다. 여기에서, 「용기 내 액」이란 용기 내에 넣어져 있는 상기 촉매 원료액 A 또는 상기 촉매 원료액 B를 나타낸다.In formula (iv), S represents the surface area [m 2 ] of the liquid level in the container, and W represents the volume of the liquid in the container [m 3 ]. Here, "liquid in a container" refers to the catalyst raw material liquid A or the catalyst raw material liquid B put in the container.
S3/W2는 촉매 원료액 A와 촉매 원료액 B를 혼합하는 용기의 형상에 관련된 값이다. 상기 식(iv)를 만족시키도록 촉매 원료액 A와 촉매 원료액 B를 혼합하는 용기의 형상을 조정함으로써, 용기 내 액의 용적에 대한 액면의 표면적이 바람직한 범위가 되어, 안정된 교반 상태를 유지할 수 있다. S3/W2의 값은 하한은 0.5 이상이 보다 바람직하고, 0.8 이상이 더 바람직하다.S 3 /W 2 is a value related to the shape of a container in which the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B are mixed. By adjusting the shape of the container for mixing the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B so as to satisfy the above formula (iv), the surface area of the liquid surface relative to the volume of the liquid in the container becomes a desirable range, and a stable stirring state can be maintained. have. The lower limit of the value of S 3 /W 2 is more preferably 0.5 or more, and even more preferably 0.8 or more.
상기 공정(1) 및 (2)에 있어서 조제 용기를 이용하여 상기 촉매 원료액 A 및 상기 촉매 원료액 B를 각각 조제한 경우에는, 촉매 원료액 A 및 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽(촉매 원료액 A)을 그대로 해당 조제 용기에 넣어 두고, 다른 쪽의 액(촉매 원료액 B)을 첨가해도 되고, 상기 식(iv)를 만족시키도록 하기 위해, 새로 준비한 용기에 옮겨 담고, 첨가액을 첨가해도 된다. 또한, 용기를 복수 이용하여, 각각의 용기에 있어서 상기 식(iv)를 만족시키도록 용기 내 액에 첨가액을 첨가해도 된다.When the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B are each prepared using a preparation container in the steps (1) and (2), either of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B (catalyst raw material liquid A ) As it is in the corresponding preparation container, and the other liquid (catalyst raw material liquid B) may be added, or in order to satisfy the above formula (iv), it may be transferred to a newly prepared container, and the additive liquid may be added. . Further, a plurality of containers may be used, and an additive liquid may be added to the liquid in the container so as to satisfy the formula (iv) in each container.
S의 값은 특별히 한정되지 않지만, 0.01m2≤S≤3m2가 바람직하고, 하한은 0.05m2 이상, 상한은 2m2 이하가 보다 바람직하다. 또한, W의 값은 특별히 한정되지 않지만, 0.1m3≤W≤4.5m3이 바람직하고, 하한은 0.5m3 이상, 상한은 3.0m3 이하가 보다 바람직하다.The value of S is not particularly limited, but 0.01 m 2 ≤ S ≤ 3 m 2 is preferable, the lower limit is 0.05 m 2 or more, and the upper limit is 2 m 2 or less. Further, the value of W is not particularly limited, 0.1m 3 ≤W≤4.5m 3 are preferred, the lower limit is more preferably more than 0.5m 3, the upper limit is less than 3.0m 3.
공정(3)에 있어서, 상기 용기 내 액의 액면의 상부에 상기 첨가구가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, T/S의 값은 하기 식(v)를 만족시키는 것이 바람직하다.In the step (3), it is preferable that the addition port is disposed above the liquid level of the liquid in the container. In addition, it is preferable that the value of T/S satisfies the following formula (v).
2≤T/S≤100 (v) 2≤T/S≤100 (v)
식(v) 중, T는 상기 식(i)과 동의이고, S는 상기 식(iv)와 동의이다. T/S는 용기 내 액의 액면의 단위 표면적당 첨가구의 수를 나타내고, 상기 식(v)를 만족시키도록 조정함으로써, 안정된 교반 상태를 유지할 수 있다. T/S의 값은, 하한은 3 이상이 보다 바람직하고, 4 이상이 더 바람직하다. 상한은 80 이하가 보다 바람직하고, 60 이하가 더 바람직하다.In formula (v), T is the same as formula (i), and S is the same as formula (iv). T/S represents the number of addition ports per unit surface area of the liquid level in the container, and by adjusting so as to satisfy the above formula (v), a stable agitation state can be maintained. As for the value of T/S, 3 or more are more preferable and, as for the lower limit, 4 or more are still more preferable. As for the upper limit, 80 or less are more preferable, and 60 or less are still more preferable.
또, 상기 용기 내 액의 액면의 중심으로부터, 중심각이 360°/T가 되도록, 해당 액면에 대략 평행으로 용기의 벽면을 향하여 그은 T본의 직선으로 분할되는 해당 액면의 영역을 각각 Y1∼YT로 할 때, 상기 첨가구는 각 Y1∼YT의 상부에 각각 1개씩 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다. 상기 첨가구를 이와 같이 배치함으로써, 촉매 원료액 A와 촉매 원료액 B를 혼합할 때에, 양 액의 접촉면이 보다 균등해지고, 혼합 상태가 안정됨으로써 메타크릴산 수율 향상에 유효한 촉매 입자를 안정되게 생성할 수 있다. 한편, 「용기 내 액의 액면의 중심」이란, 용기 내 액의 액면의 중심을 나타내고, 예를 들면 액면의 형상이 원형인 경우에는 원의 중심, 액면의 형상이 장방형인 경우에는 대각선의 교점일 수 있다. 또한, 「대략 평행」이란 ±5°의 범위 내에서 평행인 것을 나타낸다. 특히, Y1의 상부에 존재하는 첨가구로부터 용기 내 액의 액면 상에 수선을 내렸을 때의 접점을 Z1로 할 때, 용기 내 액의 액면의 중심을 축으로 해서 360°/T씩 Z1을 회전 이동시킨 위치의 상부에, 모든 첨가구가 존재하는 것이 바람직하다.Also, from the center of the liquid level in the container, the area of the liquid surface divided by a straight line of the T-bone drawn toward the wall surface of the container substantially parallel to the liquid level so that the central angle is 360°/T is Y 1 ∼ Y, respectively. When it is set as T , it is more preferable that the said addition tool is arrange|positioned one by one each above each of Y 1- Y T. By arranging the addition port in this way, when the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B are mixed, the contact surface of both liquids becomes more even and the mixing state is stabilized, thereby stably producing catalyst particles effective for improving the methacrylic acid yield. can do. On the other hand, ``the center of the liquid level in the container'' refers to the center of the liquid level in the container, for example, when the shape of the liquid level is circular, the center of the circle, and when the shape of the liquid level is rectangular, it is the intersection of the diagonals. I can. In addition, "approximately parallel" means that it is parallel within the range of ±5 degrees. In particular, when the contact point of time from the addition port present in the Y 1 upper got off the perpendicular to the liquid level within the liquid container to the Z 1, by 360 ° / T to the center of the liquid level within the liquid container in the axial Z 1 It is preferable that all the addition openings are present in the upper part of the position in which the rotation is moved.
공정(3)에 있어서, 상기 첨가구는, 상기 용기 내 액의 액면의 중심을 중심으로 해서, 하기 식(vi)으로 산출되는 반경 R[m]로 그려지는 원형 영역 내의 상부에 존재하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 상기 첨가구는 상기 원형 영역의 범위 밖의 상부에 모두 존재하는 것이 바람직하다.In the step (3), it is preferable that the addition port does not exist in the upper part of the circular area drawn by the radius R[m] calculated by the following formula (vi) with the center of the liquid level in the container as the center. Do. That is, it is preferable that the addition orifice is present in the upper portion outside the range of the circular region.
식(vi) 중, S는 상기 식(iv)와 동의이다. 상기 용기 내 액의 액면이 원형인 경우, 하기 식(vi)에 있어서 R은 용기 내 액의 액면의 반경의 1/3이 된다. 첨가구를 이와 같이 배치함으로써, 촉매 원료액 A와 촉매 원료액 B를 혼합할 때에, 양 액의 접촉면이 더 균등해지고, 혼합 상태가 안정됨으로써 메타크릴산 수율 향상에 유효한 촉매 입자를 안정되게 생성할 수 있다.In formula (vi), S is synonymous with the above formula (iv). When the liquid level in the container is circular, in the following formula (vi), R is 1/3 of the radius of the liquid level in the container. By arranging the addition port in this way, when the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B are mixed, the contact surface of both liquids becomes more even and the mixed state is stabilized, thereby stably producing catalyst particles effective for improving the methacrylic acid yield. I can.
또한, 제 1 실시형태에서는, 공정(3)에 있어서, 촉매 원료액 A가 들어간 용기에 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하는 것이 바람직하다. 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액을 첨가액으로 해서 혼합함으로써, 보다 메타크릴산 수율 향상에 유효한 촉매 입자가 생성되기 쉬워진다고 추측된다.In addition, in the first embodiment, in the step (3), it is preferable to add and mix the catalyst raw material liquid B to a container containing the catalyst raw material liquid A. It is presumed that by mixing the catalyst raw material liquid containing the cation raw material as an additive liquid, catalyst particles effective in improving the methacrylic acid yield are more likely to be produced.
공정(3)에서 얻어지는 액체는 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함한다. 액체가 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 것에 의해, 생성된 촉매 입자가 변화하지 않고 안정되게 존재할 수 있기 때문에, 메타크릴산 수율이 높은 촉매를 얻을 수 있다. 한편, 상기 액체가 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 것은 상기 액체를 건조시킨 것을 적외 흡수 분석으로 측정하는 것에 의해 확인할 수 있다. 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 경우, 얻어지는 적외 흡수 스펙트럼은 1060, 960, 870, 780cm-1 부근에 특징적인 피크를 갖는다.The liquid obtained in step (3) contains a heteropolyacid having a Keggin type structure or a salt thereof. When the liquid contains a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof, the resulting catalyst particles can be stably present without change, so that a catalyst having a high methacrylic acid yield can be obtained. On the other hand, that the liquid contains a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof can be confirmed by measuring the dried liquid by infrared absorption analysis. In the case of including a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof, the obtained infrared absorption spectrum has characteristic peaks around 1060, 960, 870, and 780 cm -1.
공정(3)에서 얻어지는 액체의 pH는 3.0 이하인 것이 바람직하고, 2.5 이하인 것이 보다 바람직하다. 해당 pH가 3.0 이하인 것에 의해, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 간편하게 얻을 수 있다. 해당 pH를 3.0 이하로 하는 방법으로서는, 촉매 원료액 A의 pH를 미리 낮게 조절해 두는 방법 등을 들 수 있다.The pH of the liquid obtained in step (3) is preferably 3.0 or less, and more preferably 2.5 or less. When the pH is 3.0 or less, a liquid containing a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof can be conveniently obtained. As a method of making this pH 3.0 or less, a method of adjusting the pH of the catalyst raw material liquid A to low in advance, etc. are mentioned.
(건조 공정) (Drying process)
본 발명에 따른 방법은, 상기 공정(3)에서 얻어진 상기 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 건조하여, 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 액체의 건조 방법이나 건조 온도 등의 조건은 특별히 한정되지 않고, 원하는 건조물의 형상이나 크기에 따라 적절히 선택할 수 있다. 건조 방법으로서는, 예를 들면, 상자형 건조기를 이용한 건조 방법, 드럼 건조법, 기류 건조법, 증발 건고법, 분무 건조법 등을 들 수 있다. 건조 온도는, 예를 들면 120∼500℃로 할 수 있고, 하한은 140℃ 이상, 상한은 400℃ 이하가 바람직하다. 건조는 상기 액체가 건고될 때까지 행할 수 있다.The method according to the present invention preferably includes a step of obtaining a catalyst precursor by drying the liquid containing the heteropolyacid having the Keggin-type structure or a salt thereof obtained in the step (3). Conditions such as a drying method or a drying temperature of the liquid are not particularly limited, and may be appropriately selected according to the shape or size of a desired dried product. Examples of the drying method include a drying method using a box dryer, a drum drying method, an airflow drying method, an evaporation drying method, and a spray drying method. The drying temperature can be, for example, 120 to 500°C, and the lower limit is preferably 140°C or more and the upper limit is 400°C or less. Drying can be carried out until the liquid is dry.
(성형 공정)(Molding process)
본 발명에 따른 방법은, 후술하는 열처리 공정 전에, 상기 건조 공정에서 얻어진 상기 촉매 전구체를 성형하는 공정을 실시해도 된다. 성형 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 건식 또는 습식의 성형 방법을 적용할 수 있다. 예를 들면, 타정 성형, 프레스 성형, 압출 성형, 조립(造粒) 성형 등을 들 수 있다. 성형품의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 원주상, 링상, 구상 등을 들 수 있다. 또한, 성형 시에는 촉매 전구체에 담체나 바인더 등을 첨가하지 않고, 촉매 전구체를 단독으로 성형하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라서 예를 들면 그래파이트, 탤크 등의 공지의 첨가제나 유기물, 무기물 유래의 공지의 바인더를 첨가해도 된다. 이하, 상기 건조 공정에 의해 얻어지는 촉매 전구체 및 상기 성형 공정에 의해 얻어지는 촉매 전구체의 성형품을 통틀어 촉매 전구체로 나타낸다.In the method according to the present invention, before the heat treatment step described later, a step of shaping the catalyst precursor obtained in the drying step may be performed. The molding method is not particularly limited, and a known dry or wet molding method can be applied. For example, tablet molding, press molding, extrusion molding, granulation molding, etc. are mentioned. The shape of the molded article is not particularly limited, and examples thereof include a columnar shape, a ring shape, and a spherical shape. In addition, during molding, it is preferable to form the catalyst precursor alone without adding a carrier or a binder to the catalyst precursor, but if necessary, known additives such as graphite and talc, or known additives derived from organic or inorganic substances. You may add a binder. Hereinafter, the catalyst precursor obtained by the drying process and the molded article of the catalyst precursor obtained by the shaping process are collectively referred to as catalyst precursors.
(열처리 공정)(Heat treatment process)
본 발명에 따른 방법은, 상기 촉매 전구체를 열처리하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 촉매 전구체를 공기 및 불활성 가스 중 적어도 한쪽의 유통하에서 열처리할 수 있다. 상기 열처리는 공기 등의 산소 함유 가스 유통하에서 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 「불활성 가스」란 촉매 활성을 저하시키지 않는 기체인 것을 나타내고, 예를 들면 질소, 탄산 가스, 헬륨, 아르곤 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 열처리 용기의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 단면적이 2평방 센티미터 이상 100평방 센티미터 이하인 관상 열처리 용기를 이용하는 것이 바람직하다. 열처리 온도는 300℃ 이상 700℃ 이하가 바람직하고, 하한은 320℃ 이상, 상한은 450℃ 이하가 보다 바람직하다.The method according to the present invention preferably includes a step of heat-treating the catalyst precursor. For example, the catalyst precursor may be heat-treated in the flow of at least one of air and an inert gas. It is preferable that the heat treatment is carried out in the flow of an oxygen-containing gas such as air. In addition, "inert gas" indicates that it is a gas that does not decrease catalytic activity, and examples thereof include nitrogen, carbon dioxide gas, helium, argon, and the like. These may use 1 type, and may mix and use 2 or more types. The shape of the heat treatment container is not particularly limited, but it is preferable to use a tubular heat treatment container having a cross-sectional area of 2 square centimeters or more and 100 square centimeters or less. The heat treatment temperature is preferably 300°C or higher and 700°C or lower, more preferably 320°C or higher for the lower limit and 450°C or lower for the upper limit.
이와 같이 해서 얻어지는 메타크릴산 제조용 촉매는, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 것이, 메타크릴산 수율이 보다 높은 관점에서 바람직하다. 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 것은 전술한 바와 같이 적외 흡수 분석으로 측정하는 것에 의해 확인할 수 있다.It is preferable that the catalyst for methacrylic acid production obtained in this way contains a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof, from the viewpoint of a higher methacrylic acid yield. The inclusion of a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof can be confirmed by measuring by infrared absorption analysis as described above.
[메타크릴산의 제조 방법] [Method for producing methacrylic acid]
본 발명에 따른 메타크릴산의 제조 방법에서는, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 메타크릴산 제조용 촉매의 존재하에서, 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조한다. 또한, 본 발명에 따른 메타크릴산의 제조 방법에서는, 본 발명에 따른 방법에 의해 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 메타크릴산 제조용 촉매의 존재하에서 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조한다. 이들 방법에 의하면, 높은 수율로 메타크릴산을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 메타크롤레인 및 분자상 산소를 포함하는 원료 가스와 본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매를 접촉시킴으로써 메타크릴산을 제조할 수 있다. 이 반응은 고정상으로 행할 수 있다. 촉매층은 1층이어도 되고, 2층 이상이어도 된다. 메타크릴산 제조용 촉매는 담체에 담지되어 있어도 되고, 그 밖의 첨가제를 포함해도 된다. 원료 가스 중의 메타크롤레인의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 1∼20용량%가 바람직하고, 하한은 3용량% 이상, 상한은 10용량% 이하가 보다 바람직하다. 메타크롤레인은 저급 포화 알데하이드 등의 본 반응에 실질적으로 영향을 주지 않는 불순물을 소량 포함하고 있어도 된다. 원료 가스 중의 분자상 산소의 농도는, 메타크롤레인 1몰에 대해서 0.4∼4몰이 바람직하고, 하한은 0.5몰 이상, 상한은 3몰 이하가 보다 바람직하다. 한편, 분자상 산소원으로서는, 경제성의 관점에서 공기가 바람직하지만, 필요하다면, 공기에 순산소를 가하여 분자상 산소를 부화(富化)한 기체 등을 이용해도 된다. 원료 가스는 메타크롤레인 및 분자상 산소를 질소, 탄산 가스 등의 불활성 가스로 희석한 것이어도 된다. 추가로, 원료 가스에 수증기를 가해도 된다. 수증기의 존재하에서 반응을 행하는 것에 의해, 메타크릴산을 보다 높은 수율로 얻을 수 있다. 원료 가스 중의 수증기의 농도는 0.1∼50용량%가 바람직하고, 하한은 1용량% 이상, 상한은 40용량% 이하가 보다 바람직하다. 원료 가스와 메타크릴산 제조용 촉매의 접촉 시간은 1.5∼15초가 바람직하고, 하한은 2초 이상, 상한은 5초 이하가 보다 바람직하다. 반응 압력은 0.1MPa(G)∼1.0MPa(G)가 바람직하다. 한편, (G)는 게이지압인 것을 의미한다. 반응 온도는 200∼450℃가 바람직하고, 하한은 250℃ 이상, 상한은 400℃ 이하가 보다 바람직하다.In the method for producing methacrylic acid according to the present invention, in the presence of a catalyst for producing methacrylic acid prepared by the method according to the present invention, methacrylic acid is produced by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen. In addition, in the method for producing methacrylic acid according to the present invention, a catalyst for producing methacrylic acid is prepared by the method according to the present invention, and in the presence of the catalyst for producing methacrylic acid, methacrolein is gas-phase contacted with molecular oxygen. It is oxidized to produce methacrylic acid. According to these methods, methacrylic acid can be produced in high yield. Specifically, methacrylic acid can be produced by contacting a raw material gas containing methacrolein and molecular oxygen with a catalyst for producing methacrylic acid according to the present invention. This reaction can be carried out in a fixed bed. One catalyst layer may be sufficient, and two or more catalyst layers may be sufficient. The catalyst for methacrylic acid production may be supported on a support or may contain other additives. The concentration of methacrolein in the raw material gas is not particularly limited, but is preferably 1 to 20% by volume, the lower limit is more preferably 3% by volume or more, and the upper limit is more preferably 10% by volume or less. Methacrolein may contain a small amount of impurities that do not substantially affect the reaction, such as lower saturated aldehyde. The concentration of molecular oxygen in the raw material gas is preferably 0.4 to 4 moles per mole of methacrolein, more preferably 0.5 moles or more and 3 moles or less as the upper limit. On the other hand, as the molecular oxygen source, air is preferable from the viewpoint of economic efficiency, but if necessary, a gas obtained by adding pure oxygen to the air and enriching molecular oxygen may be used. The raw material gas may be one obtained by diluting methacrolein and molecular oxygen with an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide gas. Additionally, water vapor may be added to the raw material gas. By performing the reaction in the presence of water vapor, methacrylic acid can be obtained in a higher yield. The concentration of water vapor in the raw material gas is preferably 0.1 to 50% by volume, the lower limit is more preferably 1% by volume or more, and the upper limit is more preferably 40% by volume or less. The contact time between the raw material gas and the catalyst for methacrylic acid production is preferably 1.5 to 15 seconds, the lower limit is more preferably 2 seconds or more and the upper limit is more preferably 5 seconds or less. The reaction pressure is preferably 0.1 MPa (G) to 1.0 MPa (G). On the other hand, (G) means that it is a gauge pressure. The reaction temperature is preferably 200 to 450°C, the lower limit is more preferably 250°C or more and the upper limit is 400°C or less.
[메타크릴산 에스터의 제조 방법] [Method for producing methacrylic acid ester]
본 발명에 따른 메타크릴산 에스터의 제조 방법은, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 메타크릴산을 에스터화한다. 해당 방법에 의하면, 메타크롤레인의 기상 접촉 산화에 의해 얻어지는 메타크릴산을 이용하여, 메타크릴산 에스터를 얻을 수 있다. 메타크릴산과 반응시키는 알코올로서는, 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, n-뷰탄올, 아이소뷰탄올 등을 들 수 있다. 얻어지는 메타크릴산 에스터로서는, 예를 들면 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 뷰틸 등을 들 수 있다. 반응은 설폰산형 양이온 교환 수지 등의 산성 촉매의 존재하에서 행할 수 있다. 반응 온도는 50∼200℃가 바람직하다.In the method for producing methacrylic acid ester according to the present invention, methacrylic acid prepared by the method according to the present invention is esterified. According to this method, methacrylic acid ester can be obtained using methacrylic acid obtained by gas phase catalytic oxidation of methacrolein. Examples of alcohols reacted with methacrylic acid include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, and isobutanol. Examples of the obtained methacrylic acid ester include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, and butyl methacrylate. The reaction can be carried out in the presence of an acidic catalyst such as a sulfonic acid type cation exchange resin. The reaction temperature is preferably 50 to 200°C.
실시예Example
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 실시예 및 비교예 중의 「부」는 질량부를 의미한다. 촉매의 원소 조성의 몰비는 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 원료 가스 및 생성물의 분석은 가스 크로마토그래피를 이용하여 행했다. 가스 크로마토그래피의 결과로부터, 메타크롤레인의 전화율, 생성되는 메타크릴산의 선택률 및 메타크릴산의 단류(單流) 수율을 하기 식으로 구했다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. "Parts" in Examples and Comparative Examples mean parts by mass. The molar ratio of the elemental composition of the catalyst was calculated by analyzing a component obtained by dissolving the catalyst in aqueous ammonia by ICP emission analysis. Analysis of the raw material gas and the product was performed using gas chromatography. From the results of gas chromatography, the conversion rate of methacrolein, the selectivity of methacrylic acid to be produced, and the single flow yield of methacrylic acid were determined by the following formula.
메타크롤레인 전화율(%)=(B/A)×100 Metacrolein conversion rate (%) = (B/A) × 100
메타크릴산 선택률(%)=(C/B)×100 Methacrylic acid selectivity (%) = (C/B) × 100
메타크릴산 단류 수율=(C/A)×100 Methacrylic acid single flow yield = (C / A) × 100
식 중, A는 공급한 메타크롤레인의 탄소수, B는 반응한 메타크롤레인의 탄소수, C는 생성된 메타크릴산의 탄소수를 나타낸다.In the formula, A represents the number of carbon atoms of the supplied methacrolein, B represents the number of carbon atoms of the reacted methacrolein, and C represents the number of carbon atoms of the produced methacrylic acid.
또한, u2는 촉매 원료액 B의 몰 농도[mol/L]와 u1의 곱으로서 산출했다.In addition, u2 was calculated as the product of the molar concentration [mol/L] of the catalyst raw material liquid B and u1.
[실시예 1] [Example 1]
순수(純水) 400부에 삼산화 몰리브데넘 100부, 메타바나드산 암모늄 7.5부, 85질량% 인산 수용액 11.4부 및 질산 구리(II) 3수화물 7.0부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반하여 촉매 원료액 A를 얻었다. 촉매 원료액 A의 pH는 2.1이었다. 한편, 순수 20부에 중탄산 세슘 15.7부를 용해시켜 촉매 원료액 B1을 얻었다. 또한, 순수 20부에 중탄산 암모늄 20.0부를 용해시켜 촉매 원료액 B2를 얻었다. 상기 촉매 원료액 A, 상기 촉매 원료액 B1 및 상기 촉매 원료액 B2의 합계의 용적은 2.1m3였다.100 parts of molybdenum trioxide, 7.5 parts of ammonium metavanadate, 11.4 parts of 85% by mass phosphoric acid aqueous solution, and 7.0 parts of copper(II) nitrate trihydrate were dissolved in 400 parts of pure water. The temperature was raised to 95°C while stirring, and the mixture was stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95°C to obtain a catalyst raw material solution A. The pH of the catalyst raw material liquid A was 2.1. On the other hand, 15.7 parts of cesium bicarbonate was dissolved in 20 parts of pure water to obtain a catalyst raw material solution B1. Further, 20.0 parts of ammonium bicarbonate was dissolved in 20 parts of pure water to obtain a catalyst raw material solution B2. The total volume of the catalyst raw material liquid A, the catalyst raw material liquid B1, and the catalyst raw material liquid B2 was 2.1 m 3 .
용기 내의 촉매 원료액 A의 액온을 95℃로 유지한 채, 촉매 원료액 A를, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 촉매 원료액 B1을 첨가하고 15분 교반했다. 그 후, 촉매 원료액 B2를 첨가하고 15분 교반했다. 한편, 촉매 원료액 B1 및 B2를 첨가할 때에는, T=10, S=1.54m2, V=1.9m3, S3/W2=1.01, T/(3√V)=8.1, T/S=6.5, u1=0.20L/분으로 했다. 이때의 u2에 대해서는, 촉매 원료액 B1이 0.62mol/분, 촉매 원료액 B2가 1.40mol/분이었다. 또한, 직경 2mm의 첨가구가 등간격으로 설치된 반경 3×(√(S/π))/7[m]의 링상 배관을, 해당 링상 배관의 중심이 용기 내 액의 액면의 중심의 상부에 위치하도록, 또한 영역 Y1∼Y10의 상부에 첨가구가 각각 1개씩 배치되도록 배치했다. 해당 링상 배관의 첨가구로부터 촉매 원료액 B1 및 B2를 순차적으로 첨가했다. 얻어진 슬러리에는, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염이 포함되어 있었다. 그 후, 해당 슬러리를 분무 건조함으로써, 촉매 전구체를 얻었다.While maintaining the liquid temperature of the catalyst raw material liquid A in the container at 95°C, the catalyst raw material liquid A was stirred using a rotary blade stirrer, while the catalyst raw material liquid B1 was added and stirred for 15 minutes. Then, catalyst raw material liquid B2 was added, and it stirred for 15 minutes. On the other hand, when adding catalyst raw material liquids B1 and B2, T=10, S=1.54m 2 , V=1.9m 3 , S 3 /W 2 =1.01, T/( 3 √V)=8.1, T/S =6.5, u1 = 0.20L/min. For u2 at this time, the catalyst raw material liquid B1 was 0.62 mol/min, and the catalyst raw material liquid B2 was 1.40 mol/minute. In addition, a ring-shaped pipe with a radius of 3×(√(S/π))/7[m] in which 2mm diameter addition holes are installed at equal intervals is located in the upper part of the center of the liquid level in the container. So, it was arrange|positioned so that each addition sphere may be arrange|positioned one by one above the area|regions Y 1- Y 10. Catalyst raw material liquids B1 and B2 were sequentially added from the addition port of the ring-shaped pipe. The resulting slurry contained a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof. Thereafter, the slurry was spray-dried to obtain a catalyst precursor.
상기 촉매 전구체를 성형하고, 내경 3cm의 원통상 석영 유리제 소성 용기에 넣었다. 공기 유통하, 10℃/h로 승온하고, 380℃에서 2시간 열처리함으로써, 메타크릴산 제조용 촉매를 제조했다. 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 구조를 갖고 있었다. 또한, 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매의 산소 이외의 원소 조성은 Mo12P1.7V1.1Cu0.5Cs1.4였다.The catalyst precursor was molded and placed in a sintering container made of cylindrical quartz glass having an inner diameter of 3 cm. A catalyst for methacrylic acid production was prepared by raising the temperature at 10°C/h under air flow and heat treatment at 380°C for 2 hours. The obtained catalyst for methacrylic acid production had a Keggin type structure. In addition, the element composition other than oxygen of the obtained catalyst for methacrylic acid production was Mo 12 P 1.7 V 1.1 Cu 0.5 Cs 1.4 .
상기 메타크릴산 제조용 촉매를 반응관에 충전하고, 메타크롤레인 5용량%, 산소 10용량%, 수증기 30용량% 및 질소 55용량%로 이루어지는 원료 가스를 유통시키고, 반응 온도 300℃에서 반응을 행했다. 생성물을 포집하고, 가스 크로마토그래피로 분석하여, 메타크릴산 수율을 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.The catalyst for methacrylic acid production was charged into a reaction tube, and a raw material gas consisting of 5 vol% methacrolein, 10 vol% oxygen, 30 vol% steam and 55 vol% nitrogen was passed through, and the reaction was carried out at a reaction temperature of 300°C. . The product was collected and analyzed by gas chromatography to calculate the methacrylic acid yield. Table 1 shows the results.
[실시예 2][Example 2]
촉매 원료액 A, 촉매 원료액 B1 및 촉매 원료액 B2의 합계의 용적을 0.10m3, T=4, S=0.196m2, V=0.088m3, S3/W2=0.97, T/(3√V)=9.0, T/S=20.4, u1=0.03L/분으로 변경하고, 영역 Y1∼Y4의 상부에 첨가구가 각각 1개씩 배치되도록, 직경 2mm의 첨가구가 등간격으로 설치된 반경 3×(√(S/π))/5[m]의 링상 배관을 이용했다. 또한, 이때의 u2에 대해서는, 촉매 원료액 B1이 0.09mol/분, 촉매 원료액 B2가 0.21mol/분이었다. 이들 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 슬러리를 얻었다. 얻어진 슬러리에는, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염이 포함되어 있었다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산 제조용 촉매를 제조했다. 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 구조를 갖고 있었다. 또한, 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매의 산소 이외의 원소 조성은 Mo12P1.7V1.1Cu0.5Cs1.4였다. 또한, 해당 메타크릴산 제조용 촉매를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산을 제조했다. 결과를 표 1에 나타낸다.The total volume of the catalyst raw material liquid A, the catalyst raw material liquid B1, and the catalyst raw material liquid B2 is 0.10m 3 , T=4, S =0.196m 2 , V=0.088m 3 , S 3 /W 2 =0.97, T/( 3 Change to √V)=9.0, T/S=20.4, u1=0.03L/min, and add 2mm diameter holes at equal intervals so that 1 addition hole is placed at the top of the area Y 1 ∼ Y 4 A ring-shaped pipe having a radius of 3 × (√(S/π)) / 5 [m] installed was used. In addition, with respect to u2 at this time, the catalyst raw material liquid B1 was 0.09 mol/min, and the catalyst raw material liquid B2 was 0.21 mol/min. Except for these, a slurry was obtained by the same method as in Example 1. The resulting slurry contained a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof. After that, in the same manner as in Example 1, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared. The obtained catalyst for methacrylic acid production had a Keggin type structure. In addition, the element composition other than oxygen of the obtained catalyst for methacrylic acid production was Mo 12 P 1.7 V 1.1 Cu 0.5 Cs 1.4 . In addition, methacrylic acid was produced in the same manner as in Example 1, except that the catalyst for methacrylic acid production was used. Table 1 shows the results.
[실시예 3] [Example 3]
T=13, S=1.54m2, V=1.9m3, S3/W2=1.01, T/(3√V)=10.5, T/S=8.4, u1=0.26L/분으로 변경하고, 영역 Y1에 있어서, 용기 내 액의 액면의 중심으로부터 반경 5×(√(S/π))/7[m] 이상의 영역의 상부에 모든 첨가구를 배치했다. 또한, 이때의 u2에 대해서는, 촉매 원료액 B1이 0.80mol/분, 촉매 원료액 B2가 1.83mol/분이었다. 이들 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 슬러리를 얻었다. 얻어진 슬러리에는, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염이 포함되어 있었다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산 제조용 촉매를 제조했다. 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 구조를 갖고 있었다. 또한, 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매의 산소 이외의 원소 조성은 Mo12P1.7V1.1Cu0.5Cs1.4였다. 또한, 해당 메타크릴산 제조용 촉매를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산을 제조했다. 결과를 표 1에 나타낸다.T=13, S=1.54m 2 , V=1.9m 3 , S 3 /W 2 =1.01, T/( 3 √V)=10.5, T/S=8.4, u1=0.26L/min, In the region Y 1 , all the addition ports were arranged above the region of a radius of 5×(√(S/π))/7 [m] or more from the center of the liquid level in the container. In addition, with respect to u2 at this time, the catalyst raw material liquid B1 was 0.80 mol/min, and the catalyst raw material liquid B2 was 1.83 mol/minute. Except for these, a slurry was obtained by the same method as in Example 1. The resulting slurry contained a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof. After that, in the same manner as in Example 1, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared. The obtained catalyst for methacrylic acid production had a Keggin type structure. In addition, the element composition other than oxygen of the obtained catalyst for methacrylic acid production was Mo 12 P 1.7 V 1.1 Cu 0.5 Cs 1.4 . In addition, methacrylic acid was produced in the same manner as in Example 1, except that the catalyst for methacrylic acid production was used. Table 1 shows the results.
[비교예 1] [Comparative Example 1]
촉매 원료액 A, 촉매 원료액 B1 및 촉매 원료액 B2의 합계의 용적을 0.0014m3, T=1, S=0.0177m2, V=0.0013m3, S3/W2=3.28, T/(3√V)=9.2, T/S=56.5, u1=1.41L/분으로 변경하고, 용기 내 액의 액면의 중심으로부터 4×(√(S/π))/5[m]의 위치의 상부에 첨가구를 배치했다. 또한, 이때의 u2에 대해서는, 촉매 원료액 B1이 4.35mol/분, 촉매 원료액 B2가 9.90mol/분이었다. 이들 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 슬러리를 얻었다. 얻어진 슬러리에는, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염이 포함되어 있었다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산 제조용 촉매를 제조했다. 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 구조를 갖고 있었다. 또한, 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매의 산소 이외의 원소 조성은 Mo12P1.7V1.1Cu0.5Cs1.4였다. 또한, 해당 메타크릴산 제조용 촉매를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산을 제조했다. 결과를 표 1에 나타낸다.The total volume of the catalyst raw material liquid A, the catalyst raw material liquid B1, and the catalyst raw material liquid B2 is 0.0014m 3 , T=1, S=0.0177m 2 , V=0.0013m 3 , S 3 /W 2 =3.28, T/( 3 Change √V)=9.2, T/S=56.5, u1=1.41L/min, and the top of the position of 4×(√(S/π))/5[m] from the center of the liquid level in the container The addition sphere was placed on. In addition, with respect to u2 at this time, the catalyst raw material liquid B1 was 4.35 mol/min and the catalyst raw material liquid B2 was 9.90 mol/minute. Except for these, a slurry was obtained by the same method as in Example 1. The resulting slurry contained a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof. After that, in the same manner as in Example 1, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared. The obtained catalyst for methacrylic acid production had a Keggin type structure. In addition, the element composition other than oxygen of the obtained catalyst for methacrylic acid production was Mo 12 P 1.7 V 1.1 Cu 0.5 Cs 1.4 . In addition, methacrylic acid was produced in the same manner as in Example 1, except that the catalyst for methacrylic acid production was used. Table 1 shows the results.
[비교예 2] [Comparative Example 2]
촉매 원료액 A, 촉매 원료액 B1 및 촉매 원료액 B2의 합계의 용적을 0.00048m3, T=1, S=0.00785m2, V=0.00043m3, S3/W2=2.62, T/(3√V)=13.2, T/S=127.4, u1=0.07L/분으로 변경하고, 용기 내 액의 액면의 중심으로부터 2×(√(S/π))/5[m]의 위치의 상부에 첨가구를 배치했다. 또한, 이때의 u2에 대해서는, 촉매 원료액 B1이 0.22mol/분, 촉매 원료액 B2가 0.49mol/분이었다. 이들 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 슬러리를 얻었다. 얻어진 슬러리에는, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염이 포함되어 있었다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산 제조용 촉매를 제조했다. 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 구조를 갖고 있었다. 또한, 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매의 산소 이외의 원소 조성은 Mo12P1.7V1.1Cu0.5Cs1.4였다. 또한, 해당 메타크릴산 제조용 촉매를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산을 제조했다. 결과를 표 1에 나타낸다.The total volume of the catalyst raw material liquid A, the catalyst raw material liquid B1, and the catalyst raw material liquid B2 is 0.00048m 3 , T=1, S=0.00785m 2 , V=0.00043m 3 , S 3 /W 2 =2.62, T/( 3 Change √V)=13.2, T/S=127.4, u1=0.07L/min, and the top of the position of 2×(√(S/π))/5[m] from the center of the liquid level in the container The addition sphere was placed on. In addition, with respect to u2 at this time, the catalyst raw material liquid B1 was 0.22 mol/min, and the catalyst raw material liquid B2 was 0.49 mol/minute. Except for these, a slurry was obtained by the same method as in Example 1. The resulting slurry contained a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof. After that, in the same manner as in Example 1, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared. The obtained catalyst for methacrylic acid production had a Keggin type structure. In addition, the element composition other than oxygen of the obtained catalyst for methacrylic acid production was Mo 12 P 1.7 V 1.1 Cu 0.5 Cs 1.4 . In addition, methacrylic acid was produced in the same manner as in Example 1, except that the catalyst for methacrylic acid production was used. Table 1 shows the results.
[비교예 3] [Comparative Example 3]
순수 400부에 삼산화 몰리브데넘 100부, 메타바나드산 암모늄 7.5부, 85질량% 인산 수용액 11.4부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반하여 촉매 원료액 A를 제조했다. 촉매 원료액 A의 pH는 6.9였다. 한편, 순수 20부에 질산 세슘 15.8부를 용해시켜 촉매 원료액 B1을 제조했다. 또한, 순수 20부에 30질량%의 암모니아수 40.0부를 용해시켜 촉매 원료액 B2를 제조했다. 또한, 순수 40부에 질산 구리(II) 3수화물 7.0부를 용해시켜 촉매 원료액 B3을 제조했다. 상기 촉매 원료액 A, 상기 촉매 원료액 B1∼B3의 합계의 용적은 2.3m3였다.100 parts of molybdenum trioxide, 7.5 parts of ammonium metavanadate, and 11.4 parts of an 85% by mass phosphoric acid aqueous solution were dissolved in 400 parts of pure water. The temperature was raised to 95°C while stirring, and the mixture was stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95°C to prepare a catalyst raw material solution A. The pH of the catalyst raw material liquid A was 6.9. On the other hand, 15.8 parts of cesium nitrate was dissolved in 20 parts of pure water to prepare a catalyst raw material solution B1. Further, 40.0 parts of 30 mass% aqueous ammonia were dissolved in 20 parts of pure water to prepare a catalyst raw material solution B2. Further, 7.0 parts of copper (II) nitrate trihydrate was dissolved in 40 parts of pure water to prepare a catalyst raw material solution B3. The total volume of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquids B1 to B3 was 2.3 m 3 .
용기 내의 촉매 원료액 A의 액온을 50℃로 냉각하여 유지한 채, 촉매 원료액 A를, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 촉매 원료액 B1을 첨가하고 15분 교반했다. 그 후, 촉매 원료액 B2를 첨가하고 15분 교반했다. 추가로, 촉매 원료액 B3을 첨가했다. 한편, 촉매 원료 B1 내지 B3은 실시예 3과 마찬가지로 첨가했다. 또한, 이때의 u2에 대해서는, 촉매 원료액 B1이 0.80mol/분, 촉매 원료액 B2가 2.87mol/분, 촉매 원료액 B3이 0.18mol/분이었다. 얻어진 슬러리에는, 도슨형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염이 포함되어 있었다.The catalyst raw material liquid A was stirred using a rotary blade stirrer, while the liquid temperature of the catalyst raw material liquid A in the container was cooled to 50° C., while the catalyst raw material liquid B1 was added and stirred for 15 minutes. Then, catalyst raw material liquid B2 was added, and it stirred for 15 minutes. Furthermore, catalyst raw material liquid B3 was added. On the other hand, catalyst raw materials B1 to B3 were added in the same manner as in Example 3. In addition, with respect to u2 at this time, the catalyst raw material liquid B1 was 0.80 mol/minute, the catalyst raw material liquid B2 was 2.87 mol/minute, and the catalyst raw material liquid B3 was 0.18 mol/minute. The resulting slurry contained a heteropolyacid having a Dawson type structure or a salt thereof.
그 후, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산 제조용 촉매를 제조했다. 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매는 도슨형 구조를 갖고 있었다. 또한, 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매의 산소 이외의 원소 조성은 Mo12P1.7V1.1Cu0.5Cs1.4였다. 또한, 해당 메타크릴산 제조용 촉매를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산을 제조했다. 결과를 표 1에 나타낸다.After that, in the same manner as in Example 1, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared. The obtained catalyst for methacrylic acid production had a Dawson type structure. In addition, the element composition other than oxygen of the obtained catalyst for methacrylic acid production was Mo 12 P 1.7 V 1.1 Cu 0.5 Cs 1.4 . In addition, methacrylic acid was produced in the same manner as in Example 1, except that the catalyst for methacrylic acid production was used. Table 1 shows the results.
[비교예 4][Comparative Example 4]
비교예 3과 마찬가지로, 촉매 원료액 A, B1∼B3을 제조했다. 용기 내의 촉매 원료액 A의 액온을 50℃로 냉각하여 유지한 채, 촉매 원료액 A를, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 촉매 원료액 B1을 첨가하고 15분 교반했다. 그 후, 촉매 원료액 B2를 첨가하고 15분 교반했다. 추가로, 촉매 원료액 B3을 첨가했다. 한편, 촉매 원료 B1 내지 B3은 실시예 1과 마찬가지로 첨가했다. 또한, 이때의 u2에 대해서는, 촉매 원료액 B1이 0.62mol/분, 촉매 원료액 B2가 2.21mol/분, 촉매 원료액 B3이 0.14mol/분이었다. 얻어진 슬러리에는, 도슨형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염이 포함되어 있었다.In the same manner as in Comparative Example 3, catalyst raw material liquids A and B1 to B3 were prepared. The catalyst raw material liquid A was stirred using a rotary blade stirrer, while the liquid temperature of the catalyst raw material liquid A in the container was cooled to 50° C., while the catalyst raw material liquid B1 was added and stirred for 15 minutes. Then, catalyst raw material liquid B2 was added, and it stirred for 15 minutes. Furthermore, catalyst raw material liquid B3 was added. On the other hand, catalyst raw materials B1 to B3 were added in the same manner as in Example 1. In addition, with respect to u2 at this time, the catalyst raw material liquid B1 was 0.62 mol/minute, the catalyst raw material liquid B2 was 2.21 mol/minute, and the catalyst raw material liquid B3 was 0.14 mol/minute. The resulting slurry contained a heteropolyacid having a Dawson type structure or a salt thereof.
그 후, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산 제조용 촉매를 제조했다. 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매는 도슨형 구조를 갖고 있었다. 또한, 얻어진 메타크릴산 제조용 촉매의 산소 이외의 원소 조성은 Mo12P1.7V1.1Cu0.5Cs1.4였다. 또한, 해당 메타크릴산 제조용 촉매를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 메타크릴산을 제조했다. 결과를 표 1에 나타낸다.After that, in the same manner as in Example 1, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared. The obtained catalyst for methacrylic acid production had a Dawson type structure. In addition, the element composition other than oxygen of the obtained catalyst for methacrylic acid production was Mo 12 P 1.7 V 1.1 Cu 0.5 Cs 1.4 . In addition, methacrylic acid was produced in the same manner as in Example 1, except that the catalyst for methacrylic acid production was used. Table 1 shows the results.
실시예 1, 2 및 3에서는, T/(3√V)의 값, 및 u1 및 u2의 값이 본 발명의 범위 내에 있어, 수율이 높은 촉매인 것이 확인되었다. 한편, 실시예 3에서는, 첨가구가 영역 Y1의 상부에만 배치되어 있어, 실시예 1 및 2와 비교하면 수율이 약간 낮은 촉매가 되었다. 또한, 비교예 1에서는 u1 및 촉매 원료액 B2의 u2의 값이, 비교예 2에서는 T/(3√V)의 값이 각각 본 발명의 범위 밖이기 때문에, 실시예와 비교하여 수율이 낮았다. 또한, 비교예 3 및 4에서는, 얻어진 슬러리가 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하지 않았기 때문에, 실시예와 비교하여 수율이 낮았다. 한편, 본 실시예에서 얻어진 메타크릴산을 에스터화함으로써, 메타크릴산 에스터를 얻을 수 있다.In Examples 1, 2 and 3, the values of T/(3 √V) and values of u1 and u2 were within the range of the present invention, and it was confirmed that the catalyst was a high yield. On the other hand, in Example 3, the addition port was arranged only in the upper portion of the region Y 1 , and as compared with Examples 1 and 2, the yield was slightly lower than that of the catalyst. In addition, since the values of u1 and u2 of the catalyst raw material liquid B2 in Comparative Example 1 and the values of T/( 3 √V) in Comparative Example 2 were outside the range of the present invention, respectively, the yield was lower compared to the Example. In addition, in Comparative Examples 3 and 4, since the obtained slurry did not contain a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof, the yield was lower than in the examples. On the other hand, methacrylic acid ester can be obtained by esterifying the methacrylic acid obtained in this example.
이 출원은 2016년 8월 22일에 출원된 일본 출원 특원2016-161888을 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두를 여기에 원용한다.This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2016-161888 for which it applied on August 22, 2016, and uses all of the indication here.
이상, 실시형태 및 실시예를 참조하여 본원 발명을 설명했지만, 본원 발명은 상기 실시형태 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 구성이나 상세는 본원 발명의 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment and an Example, this invention is not limited to the said embodiment and an Example. The configuration and details of the present invention can be made various changes that can be understood by those skilled in the art within the scope of the present invention.
본 발명에 따른 방법에 의해 얻어지는 메타크릴산 제조용 촉매는, 높은 수율로 메타크릴산을 제조할 수 있기 때문에, 공업적으로 유용하다.The catalyst for methacrylic acid production obtained by the method according to the present invention is industrially useful because methacrylic acid can be produced in a high yield.
Claims (22)
(1) 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 촉매 원료액 A를 준비하는 공정과,
(2) 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액 B를 준비하는 공정과,
(3) 상기 촉매 원료액 A 및 상기 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제하는 공정을 포함하고,
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(i) 및 (ii)를 만족시키고,
3.0≤T/(3√V)≤13.0 (i)
0.01≤u1≤0.5 (ii)
(식(i) 및 (ii) 중, V는 상기 촉매 원료액 A의 용적[m3], T는 다른 쪽의 액을 첨가하기 위한 2 이상의 첨가구의 수, u1은 첨가하는 다른 쪽의 액의 체적 유속[L/분]을 나타낸다. 한편, u1은 각 첨가구로부터 첨가되는 다른 쪽의 액의 체적 유속의 평균값을 나타낸다.)
상기 공정(1)에서 준비하는 촉매 원료액 A와 상기 공정(2)에서 준비하는 촉매 원료액 B의 합계의 용적이 0.2m3 이상으로서,
상기 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A 및 상기 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽이 들어간 하기 식(iv)를 만족시키는 용기 내에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
0.1≤S3/W2≤50 (iv)
(식(iv) 중, S는 용기 내 액의 액면의 표면적[m2]을 나타내고, W는 용기 내 액의 용적[m3]을 나타낸다.) As a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid used when preparing methacrylic acid by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen,
(1) a step of preparing a catalyst raw material solution A containing at least molybdenum, phosphorus and vanadium, and
(2) a step of preparing a catalyst raw material liquid B containing a cation raw material, and
(3) adding and mixing the other liquid to either one of the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B to prepare a liquid containing a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof,
In the step (3), the following formulas (i) and (ii) are satisfied,
3.0≤T/( 3 √V)≤13.0 (i)
0.01≤u1≤0.5 (ii)
(In formulas (i) and (ii), V is the volume of the catalyst raw material solution A [m 3 ], T is the number of two or more addition ports for adding the other liquid, and u1 is the volume of the other liquid to be added. It represents the volume flow rate [L/min.] On the other hand, u1 represents the average value of the volume flow rate of the other liquid added from each addition port.)
The total volume of the catalyst raw material liquid A prepared in the step (1) and the catalyst raw material liquid B prepared in the step (2) is 0.2 m 3 or more,
In the step (3), the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B are added to a container that satisfies the following formula (iv), and the other liquid is added and mixed. Way.
0.1≤S 3 /W 2 ≤50 (iv)
(In formula (iv), S represents the surface area [m 2 ] of the liquid level in the container, and W represents the volume of the liquid in the container [m 3 ].)
(1) 적어도 몰리브데넘, 인 및 바나듐을 포함하는 촉매 원료액 A를 준비하는 공정과,
(2) 양이온 원료를 포함하는 촉매 원료액 B를 준비하는 공정과,
(3) 상기 촉매 원료액 A에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하여, 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 조제하는 공정을 포함하고,
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(i) 및 (iii)을 만족시키고,
3.0≤T/(3√V)≤13.0 (i)
0.01≤u2≤5 (iii)
(식(i) 및 (iii) 중, V는 상기 촉매 원료액 A의 용적[m3], T는 상기 촉매 원료액 B를 첨가하기 위한 2 이상의 첨가구의 수, u2는 상기 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속[mol/분]을 나타낸다. 한편, u2는 각 첨가구로부터 첨가되는 상기 촉매 원료액 B의 양이온 원료의 유속의 평균값을 나타낸다.)
상기 공정(1)에서 준비하는 촉매 원료액 A와 상기 공정(2)에서 준비하는 촉매 원료액 B의 합계의 용적이 0.2m3 이상으로서,
상기 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A가 들어간 하기 식(iv)를 만족시키는 용기 내에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
0.1≤S3/W2≤50 (iv)
(식(iv) 중, S는 용기 내 액의 액면의 표면적[m2]을 나타내고, W는 용기 내 액의 용적[m3]을 나타낸다.)As a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid used when preparing methacrylic acid by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen,
(1) a step of preparing a catalyst raw material solution A containing at least molybdenum, phosphorus and vanadium, and
(2) a step of preparing a catalyst raw material liquid B containing a cation raw material, and
(3) adding and mixing the catalyst raw material liquid B to the catalyst raw material liquid A to prepare a liquid containing a heteropolyacid having a Keggin-type structure or a salt thereof,
In the step (3), the following formulas (i) and (iii) are satisfied,
3.0≤T/( 3 √V)≤13.0 (i)
0.01≤u2≤5 (iii)
(In formulas (i) and (iii), V is the volume of the catalyst raw material liquid A [m 3 ], T is the number of two or more addition ports for adding the catalyst raw material liquid B, and u2 is the catalyst raw material liquid B It represents the flow rate [mol/min] of the cation raw material, while u2 represents the average value of the flow rate of the cation raw material of the catalyst raw material liquid B added from each addition port.)
The total volume of the catalyst raw material liquid A prepared in the step (1) and the catalyst raw material liquid B prepared in the step (2) is 0.2 m 3 or more,
In the step (3), the catalyst raw material liquid B is added and mixed in a container satisfying the following formula (iv) in which the catalyst raw material liquid A is added and mixed.
0.1≤S 3 /W 2 ≤50 (iv)
(In formula (iv), S represents the surface area [m 2 ] of the liquid level in the container, and W represents the volume of the liquid in the container [m 3 ].)
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(i-1)을 만족하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
4.0≤T/(3√V)≤12.0 (i-1)The method of claim 1,
In the step (3), a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid that satisfies the following formula (i-1).
4.0≤T/( 3 √V)≤12.0 (i-1)
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(i-1)을 만족하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
4.0≤T/(3√V)≤12.0 (i-1)The method of claim 2,
In the step (3), a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid that satisfies the following formula (i-1).
4.0≤T/( 3 √V)≤12.0 (i-1)
상기 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A 및 상기 촉매 원료액 B 중 어느 한쪽이 들어간 하기 식(iv)를 만족시키는 용기 내에 다른 쪽의 액을 첨가하고 혼합하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
0.5≤S3/W2≤50 (iv)
(식(iv) 중, S는 용기 내 액의 액면의 표면적[m2]을 나타내고, W는 용기 내 액의 용적[m3]을 나타낸다.) The method of claim 1,
In the step (3), the catalyst raw material liquid A and the catalyst raw material liquid B are added to a container that satisfies the following formula (iv), and the other liquid is added and mixed. Way.
0.5≤S 3 /W 2 ≤50 (iv)
(In formula (iv), S represents the surface area [m 2 ] of the liquid level in the container, and W represents the volume of the liquid in the container [m 3 ].)
상기 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A가 들어간 하기 식(iv)를 만족시키는 용기 내에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
0.5≤S3/W2≤50 (iv)
(식(iv) 중, S는 용기 내 액의 액면의 표면적[m2]을 나타내고, W는 용기 내 액의 용적[m3]을 나타낸다.)The method of claim 2,
In the step (3), the catalyst raw material liquid B is added and mixed in a container satisfying the following formula (iv) in which the catalyst raw material liquid A is added and mixed.
0.5≤S 3 /W 2 ≤50 (iv)
(In formula (iv), S represents the surface area [m 2 ] of the liquid level in the container, and W represents the volume of the liquid in the container [m 3 ].)
상기 공정(3)에 있어서, 상기 용기 내 액의 액면의 상부에 상기 첨가구가 배치되어 있는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.The method of claim 5,
In the step (3), the method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, wherein the addition port is disposed above the liquid level of the liquid in the container.
상기 공정(3)에 있어서, 상기 용기 내 액의 액면의 상부에 상기 첨가구가 배치되어 있는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.The method of claim 6,
In the step (3), the method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, wherein the addition port is disposed above the liquid level of the liquid in the container.
상기 공정(3)에 있어서, 상기 촉매 원료액 A가 들어간 용기에 상기 촉매 원료액 B를 첨가하고 혼합하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.The method of claim 1,
In the step (3), the catalyst raw material liquid B is added to and mixed with a container containing the catalyst raw material liquid A.
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(ii-1)을 만족하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
0.05≤u1≤0.4 (ii-1)The method of claim 1,
In the step (3), a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid that satisfies the following formula (ii-1).
0.05≤u1≤0.4 (ii-1)
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(iii-1)을 만족하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
0.1≤u2≤4 (iii-1)The method of claim 2,
In the step (3), a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid that satisfies the following formula (iii-1).
0.1≤u2≤4 (iii-1)
상기 공정(3)에 있어서, 하기 식(v)를 만족시키는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
2≤T/S≤100 (v)
(식(v) 중, T는 상기 식(i)과 동의이고, S는 상기 식(iv)와 동의이다.)The method according to claim 7 or 8,
In the step (3), the method for producing a catalyst for producing methacrylic acid that satisfies the following formula (v).
2≤T/S≤100 (v)
(In formula (v), T is synonymous with formula (i), and S is synonymous with formula (iv).)
상기 공정(3)에 있어서, 상기 용기 내 액의 액면의 중심으로부터, 중심각이 360°/T가 되도록, 해당 액면에 ±5°의 범위 내에서 평행으로 용기의 벽면을 향하여 그은 T본의 직선으로 분할되는 해당 액면의 영역을 각각 Y1∼YT로 할 때, 상기 첨가구가 각 Y1∼YT의 상부에 각각 1개씩 배치되어 있는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.The method according to claim 7 or 8,
In the process (3), from the center of the liquid level in the container, the center angle is 360°/T, in a straight line of the T-bone drawn toward the wall surface of the container in parallel within the range of ±5° to the liquid level. A method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, wherein, when each of the regions of the liquid surface to be divided is Y 1 to Y T , the addition port is disposed one by one above each of Y 1 to Y T.
상기 공정(3)에 있어서, 상기 첨가구가, 상기 용기 내 액의 액면의 중심을 중심으로 해서, 하기 식(vi)으로 산출되는 반경 R[m]로 그려지는 원형 영역 내의 상부에 존재하지 않는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
(식(vi) 중, S는 상기 식(iv)와 동의이다.)The method according to claim 7 or 8,
In the step (3), the addition port does not exist in the upper part of the circular area drawn by the radius R[m] calculated by the following formula (vi), centering on the center of the liquid level of the liquid in the container. Method for producing a catalyst for producing methacrylic acid.
(In formula (vi), S is synonymous with the above formula (iv).)
상기 양이온 원료가, 알칼리 금속을 포함하는 화합물 및 암모늄 이온을 포함하는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 11,
The method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, wherein the cationic raw material is at least one selected from the group consisting of a compound containing an alkali metal and a compound containing an ammonium ion.
추가로, 상기 케긴형 구조를 갖는 헤테로폴리산 또는 그의 염을 포함하는 액체를 건조하여, 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 11,
Further, a method for producing a catalyst for methacrylic acid production comprising a step of obtaining a catalyst precursor by drying the liquid containing the heteropoly acid having a Keggin-type structure or a salt thereof.
추가로, 상기 촉매 전구체를 열처리하는 공정을 포함하는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.The method of claim 16,
In addition, a method for producing a catalyst for producing methacrylic acid comprising the step of heat-treating the catalyst precursor.
상기 메타크릴산 제조용 촉매가, 하기 식(vii)로 표시되는 원소 조성을 갖는 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
MoaPbVcCudAeEfGgOh (vii)
(식(vii) 중, Mo, P, V, Cu 및 O는 각각 몰리브데넘, 인, 바나듐, 구리 및 산소를 나타내는 원소 기호이다. A는 안티모니, 비스무트, 비소, 저마늄, 지르코늄, 텔루륨, 은, 셀레늄, 규소, 텅스텐 및 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. E는 철, 아연, 크로뮴, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 탄탈럼, 코발트, 니켈, 망가니즈, 바륨, 타이타늄, 주석, 납, 나이오븀, 인듐, 황, 팔라듐, 갈륨, 세륨 및 란타넘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. G는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 탈륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다. a, b, c, d, e, f, g 및 h는 각 원소의 원자 비율을 나타내고, a=12일 때, b=0.5∼3, c=0.01∼3, d=0.01∼2, e=0∼3, f=0∼3, g=0.01∼3이고, h는 상기 각 원소의 원자가를 만족하는 데에 필요한 산소의 원자 비율이다.) The method according to any one of claims 1 to 11,
The method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, wherein the catalyst for producing methacrylic acid has an elemental composition represented by the following formula (vii).
Mo a P b V c Cu d A e E f G g O h (vii)
(In formula (vii), Mo, P, V, Cu, and O are element symbols representing molybdenum, phosphorus, vanadium, copper, and oxygen, respectively. A is antimony, bismuth, arsenic, germanium, zirconium, and teller. Represents at least one element selected from the group consisting of rulium, silver, selenium, silicon, tungsten and boron E is iron, zinc, chromium, magnesium, calcium, strontium, tantalum, cobalt, nickel, manganese, barium , Titanium, tin, lead, niobium, indium, sulfur, palladium, gallium, cerium and lanthanum represent at least one element selected from the group consisting of G is lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and thallium Represents at least one element selected from the group consisting of: a, b, c, d, e, f, g and h represent the atomic ratio of each element, and when a=12, b=0.5 to 3, c =0.01 to 3, d=0.01 to 2, e=0 to 3, f=0 to 3, g=0.01 to 3, and h is the atomic ratio of oxygen required to satisfy the valency of each of the above elements.)
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