KR20190042095A - METHOD FOR MANUFACTURING METHACRYLIC ACID AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING METHACRYLIC ACID AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, Download PDF

Info

Publication number
KR20190042095A
KR20190042095A KR1020197010279A KR20197010279A KR20190042095A KR 20190042095 A KR20190042095 A KR 20190042095A KR 1020197010279 A KR1020197010279 A KR 1020197010279A KR 20197010279 A KR20197010279 A KR 20197010279A KR 20190042095 A KR20190042095 A KR 20190042095A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
methacrylic acid
heteropoly acid
containing liquid
acid salt
Prior art date
Application number
KR1020197010279A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102216827B1 (en
Inventor
유키 가토
Original Assignee
미쯔비시 케미컬 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쯔비시 케미컬 주식회사 filed Critical 미쯔비시 케미컬 주식회사
Publication of KR20190042095A publication Critical patent/KR20190042095A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102216827B1 publication Critical patent/KR102216827B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/23Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups
    • C07C51/235Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups of —CHO groups or primary alcohol groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J27/195Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with vanadium, niobium or tantalum
    • B01J27/198Vanadium
    • B01J27/199Vanadium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04Mixing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C57/00Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C57/02Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms with only carbon-to-carbon double bonds as unsaturation
    • C07C57/03Monocarboxylic acids
    • C07C57/04Acrylic acid; Methacrylic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B61/00Other general methods

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

메타크릴산 수율이 높은 메타크릴산 제조용 촉매를 제공한다. 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는, 적어도 인, 몰리브데넘 및 바나듐을 포함하는 헤테로폴리산염을 포함하는 메타크릴산 제조용 촉매로서, 온도 30℃, 습도 90%로 유지된 환경하에 12시간 방치한 상기 메타크릴산 제조용 촉매의 Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴에 있어서, 헤테로폴리산염의 입방정 구조에 기인하는 (222)면의 피크 강도 I0의 절대값에 대한, 프로톤형 헤테로폴리산의 입방정 구조에 기인하는 (322)면의 피크 강도 I1의 절대값의 비(I1/I0)가, 0.01 이상 0.80 이하인, 메타크릴산 제조용 촉매.A catalyst for the production of methacrylic acid having a high yield of methacrylic acid. A catalyst for the production of methacrylic acid, which comprises at least phosphorus, molybdenum and vanadium-containing heteropoly acid salts, which is used for producing methacrylic acid by vapor phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen, In the X-ray diffraction pattern using the Cu-K? Line of the catalyst for the production of methacrylic acid which was allowed to stand for 12 hours under an environment where the humidity was kept at 90%, the absolute value of the peak intensity I 0 of the (222) plane attributed to the cubic structure of the heteropoly acid salt (I 1 / I 0 ) of the absolute value of the peak intensity I 1 of the (322) plane attributable to the cubic structure of the protonic heteropolyacid to the value of from 0.01 to 0.80.

Description

메타크릴산 제조용 촉매 및 그의 제조 방법, 및 메타크릴산 및 메타크릴산 에스터의 제조 방법METHOD FOR MANUFACTURING METHACRYLIC ACID AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME,

본 발명은 메타크릴산 제조용 촉매 및 그의 제조 방법, 및 메타크릴산 및 메타크릴산 에스터의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst for the production of methacrylic acid, a process for producing the same, and a process for producing methacrylic acid and methacrylic acid ester.

메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는 메타크릴산 제조용 촉매로서는, 몰리브데넘 원소 및 인 원소를 포함하는 헤테로폴리산계 촉매가 알려져 있다. 이와 같은 헤테로폴리산계 촉매로서는, 카운터 양이온이 프로톤인 프로톤형 헤테로폴리산, 및 그 프로톤의 일부를 프로톤 이외의 양이온으로 치환한 헤테로폴리산염을 들 수 있다. 헤테로폴리산염으로서는, 양이온이 알칼리 금속 이온인 알칼리 금속염이나, 양이온이 암모늄 이온인 암모늄염이 알려져 있다. 한편, 프로톤형 헤테로폴리산은 수용성이지만, 헤테로폴리산의 알칼리 금속염은 양이온의 이온 반경이 크기 때문에, 일반적으로 난용성이다(비특허문헌 1).Heteropoly acid catalysts including molybdenum element and phosphorus element are known as catalysts for the production of methacrylic acid used in the production of methacrylic acid by vapor phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen. Examples of such a heteropoly acid catalyst include a proton type heteropolyacid having a counter cation as a proton and a heteropoly acid salt in which a part of the proton is replaced 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. On the other hand, the proton-type heteropolyacid is water-soluble, but the alkali metal salt of heteropoly acid is generally poorly soluble because the ionic radius of the cation is large (Non-Patent Document 1).

특허문헌 1에는, 인 및 몰리브데넘을 포함하는 케긴형 헤테로폴리산의 산성염으로 이루어지고, X선 회절에 있어서의 면 간격 3.38∼3.41Å의 피크 강도에 대한 면 간격 3.24∼3.26Å의 피크 강도의 비가 0.001∼0.01인 것을 특징으로 하는 메타크릴산 제조용 촉매가 제안되어 있다.Patent Literature 1 discloses a method for producing a polylactic acid which comprises an acidic salt of ketene type heteropoly acid including phosphorus and molybdenum and has a peak intensity ratio of 3.24 to 3.26 ANGSTROM to a peak intensity to peak intensity of 3.38 to 3.41 ANGSTROM in X- 0.001 to 0.01. ≪ / RTI >

일본 특허공개 2005-131577호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-131577

오타케 마사유키, 오노다 다케시, 촉매, vol. 18, No. 6(1976) Masayuki Otake, Takeshi Onoda, Catalyst, vol. 18, No. 6 (1976)

그러나, 특허문헌 1에 기재된 촉매는, 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용한 경우, 공업용 촉매로서 메타크릴산 수율이 충분하지는 않아, 더한층의 개량이 요망되고 있다. 본 발명은 메타크릴산 수율이 높은 메타크릴산 제조용 촉매를 제공하는 것을 목적으로 한다.However, in the case of using the catalyst described in Patent Document 1 in the production of methacrylic acid by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen, the yield of methacrylic acid as an industrial catalyst is not sufficient, and further improvement is desired . An object of the present invention is to provide a catalyst for the production of methacrylic acid having a high yield of methacrylic acid.

본 발명은, 이하의 [1] 내지 [11]이다.The present invention is the following [1] to [11].

[1] 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는, 적어도 인, 몰리브데넘 및 바나듐을 포함하는 헤테로폴리산염을 포함하는 메타크릴산 제조용 촉매로서, 온도 30℃, 습도 90%로 유지된 환경하에 12시간 방치한 상기 메타크릴산 제조용 촉매의 Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴에 있어서, 헤테로폴리산염의 입방정 구조에 기인하는 (222)면의 피크 강도 I0의 절대값에 대한, 프로톤형 헤테로폴리산의 입방정 구조에 기인하는 (322)면의 피크 강도 I1의 절대값의 비(I1/I0)가, 0.01 이상 0.80 이하인, 메타크릴산 제조용 촉매.[1] A catalyst for the production of methacrylic acid, which comprises at least phosphorus, a molybdenum and a vanadium-containing heteropoly acid salt, which is used for producing methacrylic acid by vapor phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen, (222) plane attributable to the cubic structure of the heteropoly acid in the X-ray diffraction pattern using the Cu-K? Line of the catalyst for the production of methacrylic acid, which was allowed to stand for 12 hours under an environment maintained at 30 占 폚 and a humidity of 90% for an absolute value of 0, the ratio (I 1 / I 0) of the absolute value of the (322) peak intensity I 1 of the surface due to the cubic structure of the proton type heteropoly acid is, 0.01 or more 0.80 or less, a methacrylic acid-producing catalyst.

[2] I1/I0이 0.05 이상 0.75 이하인, [1]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매.[2] The catalyst for the production of methacrylic acid according to [1], wherein I 1 / I 0 is 0.05 or more and 0.75 or less.

[3] I1/I0이 0.40 이상 0.73 이하인, [2]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매.[3] The catalyst for the production of methacrylic acid according to [2], wherein I 1 / I 0 is 0.40 or more and 0.73 or less.

[4] [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하는 방법으로서, 적어도 인 원료 및 알칼리 금속 이온 원료를 포함하는 헤테로폴리산염 함유액 i과, 적어도 인 원료 및 암모늄 이온 원료를 포함하는 헤테로폴리산염 함유액 ii를 이용하여, 건조에 의해 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는, 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[4] A process for producing a catalyst for the production of methacrylic acid according to any one of [1] to [3], comprising a step of mixing a heteropoly acid salt-containing liquid i comprising at least a phosphorus raw material and an alkali metal ion raw material, A process for producing a catalyst for producing methacrylic acid, comprising a step of obtaining a catalyst precursor by drying using a heteropoly acid salt-containing liquid ii containing a raw material.

[5] 상기 헤테로폴리산염 함유액 i의 건조물과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii의 건조물을 혼합하여 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는, [4]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[5] The method for producing a catalyst for producing methacrylic acid according to [4], which comprises a step of mixing a dried product of the heteropoly acid salt-containing liquid i and a dried product of the heteropoly acid salt-containing liquid ii to obtain a catalyst precursor.

[6] 상기 헤테로폴리산염 함유액 i과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii를 혼합하여 헤테로폴리산염 함유액 iii을 얻고, 이것을 건조하여 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는, [4]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[6] The catalyst for the production of methacrylic acid according to [4], which comprises a step of mixing the heteropoly acid salt-containing liquid i and the heteropoly acid salt-containing liquid ii to obtain a heteropoly acid salt-containing liquid iii and drying it to obtain a catalyst precursor Gt;

[7] 상기 헤테로폴리산염 함유액 i과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii 중 어느 하나의 건조물을 다른 한쪽의 헤테로폴리산염 함유액에 혼합하여, 헤테로폴리산염 함유액 iv를 얻고, 이것을 건조하여 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는, [4]에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[7] A process for producing a heteropoly acid salt-containing liquid iv by mixing a solution of the heteropoly acid salt-containing liquid i and the solution of the heteropoly acid salt-containing liquid ii in one of the other heteropoly acid salt-containing liquids to obtain a catalyst precursor [4] The method for producing a catalyst for producing methacrylic acid according to [4].

[8] 상기 헤테로폴리산염 함유액 i 및 ii가 하기 식(1) 내지 (3)을 만족시키는, [4] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.[8] The process for producing a catalyst for producing methacrylic acid according to any one of [4] to [7], wherein the heteropoly acid salt-containing liquids i and ii satisfy the following formulas (1) to (3).

1.5≤AMi/Pi≤3.0 (1)   1.5? AMi / Pi? 3.0 (1)

4.0≤NH4ii/Pii≤5.0 (2)4.0? NH 4 ii / Pii? 5.0 (2)

1.0≤Pii/Pi≤2.0 (3)   1.0? Pii / Pi? 2.0 (3)

(식(1) 내지 (3) 중, AMi은 상기 헤테로폴리산 함유액 i에 포함되는 알칼리 금속 이온의 몰수, Pi은 상기 헤테로폴리산 함유액 i에 포함되는 인의 몰수, NH4ii는 상기 헤테로폴리산 함유액 ii에 포함되는 암모늄 이온의 몰수, Pii는 상기 헤테로폴리산 함유액 ii에 포함되는 인의 몰수를 각각 나타낸다.)A (wherein 1 to 3 of, AMi is the number of moles of alkali metal ions contained in the heteropolyacid-containing liquid i, Pi is a liquid containing phosphorus molar amount, NH 4 ii is the heteropolyacid contained in the heteropolyacid-containing liquid i ii The number of moles of ammonium ions contained, and Pii the number of moles of phosphorus contained in the heteropoly acid-containing liquid ii.

[9] [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 존재하에서 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조하는 메타크릴산의 제조 방법.[9] A process for producing methacrylic acid, wherein methacrylic acid is produced by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen in the presence of the catalyst for the production of methacrylic acid according to any one of [1] to [3].

[10] [9]에 기재된 메타크릴산의 제조 방법에 의해 제조된 메타크릴산을 에스터화하는 메타크릴산 에스터의 제조 방법.[10] A method for producing methacrylic acid ester by esterifying methacrylic acid produced by the methacrylic acid production method described in [9].

[11] [9]에 기재된 방법에 의해 메타크릴산을 제조하고, 해당 메타크릴산을 에스터화하는 메타크릴산 에스터의 제조 방법.[11] A method for producing methacrylic acid by producing methacrylic acid by the method described in [9] and esterifying the methacrylic acid.

본 발명에 의하면, 메타크릴산 수율이 높은 메타크릴산 제조용 촉매를 제공할 수 있다.According to the present invention, a catalyst for producing methacrylic acid having a high yield of methacrylic acid can be provided.

[메타크릴산 제조용 촉매][Catalyst for the Production of Methacrylic Acid]

본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매는, 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는, 적어도 인, 몰리브데넘 및 바나듐을 포함하는 헤테로폴리산염을 포함하는 촉매이다. 상기 촉매를, 온도 30℃, 습도 90%로 유지된 환경하에 12시간 방치한(이하, 전처리로도 나타냄) 후의 촉매(이하, 전처리 후 촉매로도 나타냄)의 Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴에 있어서, 헤테로폴리산염의 입방정 구조에 기인하는 (222)면의 피크 강도 I0의 절대값에 대한, 프로톤형 헤테로폴리산의 입방정 구조에 기인하는 (322)면의 피크 강도 I1의 절대값의 비(I1/I0)(이하, 피크 강도비(I1/I0)로도 나타냄)가, 0.01 이상 0.80 이하이다.The catalyst for the production of methacrylic acid according to the present invention comprises a heteropoly acid salt containing at least phosphorus, molybdenum and vanadium, which is used in producing methacrylic acid by vapor phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen, Catalyst. The catalyst was subjected to X-ray diffraction (XRD) using a Cu-K? Line of a catalyst (hereinafter also referred to as a catalyst after pretreatment) in which the catalyst was allowed to stand for 12 hours under an environment maintained at a temperature of 30 ° C. and a humidity of 90% The ratio of the absolute value of the peak intensity I 1 of the (322) plane due to the cubic structure of the protonic heteropoly acid to the absolute value of the peak intensity I 0 of the (222) plane attributable to the cubic structure of the heteropoly acid salt I 1 / I 0 ) (hereinafter, also referred to as peak intensity ratio (I 1 / I 0 )) is not less than 0.01 and not more than 0.80.

본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매의 원소 조성은, 적어도 인, 몰리브데넘 및 바나듐을 포함시키면 특별히 한정되지 않지만, 인, 몰리브데넘 및 바나듐 이외에도, 그 밖의 원소를 추가로 포함할 수 있다. 그 밖의 원소로서는, 예를 들면 구리, 세슘 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 추가로 포함해도 되고, 2종 이상을 추가로 포함해도 된다. 특히, 본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매는, 메타크릴산 수율의 관점에서 하기 식(4)로 표시되는 원소 조성을 갖는 것이 바람직하다.The elemental composition of the catalyst for the production of methacrylic acid according to the present invention is not particularly limited as long as it contains at least phosphorus, molybdenum and vanadium, but may further contain other elements in addition to phosphorus, molybdenum and vanadium. Examples of other elements include copper, cesium and the like. These may further include one species or two or more species. In particular, the catalyst for the production of methacrylic acid according to the present invention preferably has an elemental composition represented by the following formula (4) in view of the yield of methacrylic acid.

MoaPbVcCudAeEfGgOh (4)Mo a P b V c Cu d e E f G g O h (4)

식(4) 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=0.1∼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 the formula (4), Mo, P, V, Cu and O are each an atomic symbol representing molybdenum, phosphorus, vanadium, copper and oxygen. 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 a 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 ≪ / RTI > G represents at least one element selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and thallium. b = 0.5 to 3, c = 0.01 to 3, d = 0.01 to 2, and e = 1 to 12, wherein a, b, c, d, e, f, g and h represent atomic ratios of the respective elements. 0.1 to 3, f = 0 to 3, g = 0.01 to 3, and h is the atomic ratio of oxygen required to satisfy the valence of each element. On the other hand, the element composition is a value calculated by analyzing a component in which the catalyst is dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry.

본 발명에서는, 본 발명에 따른 촉매에 대해서 상기 전처리를 행한 후의 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정했을 때에, 상기 피크 강도비(I1/I0)가 0.01 이상 0.80 이하의 범위를 만족시킨다. 상기 피크 강도비(I1/I0)가 0.01 이상인 것에 의해, 촉매 표면에 있어서의 메타크롤레인의 흡착 사이트가 증가하여 촉매 활성이 향상된다. 또한 상기 피크 강도비(I1/I0)가 0.80 이하인 것에 의해, 메타크릴산의 축차 산화의 진행을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 촉매를 메타크릴산 제조에 이용한 경우, 높은 수율로 메타크릴산이 얻어진다. 또한, 본 발명과 같이 헤테로폴리산염과 프로톤형 헤테로폴리산을 소정의 비율로 가짐으로써, 촉매를 장기간 사용하더라도 높은 메타크릴산 수율을 유지하는 것을 기대할 수 있다.In the present invention, when the X-ray diffraction pattern of the catalyst according to the present invention is subjected to the pretreatment after the pretreatment and the X-ray diffraction pattern using the Cu-K? Ray is measured, the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) Or more and 0.80 or less. When the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) is 0.01 or more, the adsorption sites of methacrolein on the surface of the catalyst are increased and the catalytic activity is improved. Further, when the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) is 0.80 or less, progress of the sequential oxidation of methacrylic acid can be suppressed. Therefore, when the catalyst according to the present invention is used for the production of methacrylic acid, methacrylic acid is obtained in a high yield. In addition, by having the heteropoly acid salt and the protonic heteropoly acid at a predetermined ratio as in the present invention, it is expected that a high methacrylic acid yield can be maintained even when the catalyst is used for a long period of time.

X선 회절 패턴의 측정에 있어서는, 우선 메타크릴산 제조용 촉매에 대해서 전처리를 행한다. 전처리는, 촉매를 30℃의 온도하에서, 습도 90%로 유지된 환경하에 12시간 방치하는 것에 의해 행해진다. 해당 전처리를 행하는 것에 의해, 메타크릴산 제조용 촉매에 포함되는 헤테로폴리산 중에 물 분자가 수화되어, 프로톤형 헤테로폴리산의 입방정 구조가 형성된다. 해당 전처리를 행한 전처리 후 촉매를 X선 회절(대음극 Cu-Kα선)에 의해 회절 패턴을 취득하고, 헤테로폴리산염의 입방정 구조에 기인하는 (222)면의 피크 강도 I0의 절대값에 대한, 프로톤형 헤테로폴리산의 입방정 구조에 기인하는 (322)면의 피크 강도 I1의 절대값의 비(I1/I0)를 산출한다.In the measurement of the X-ray diffraction pattern, the catalyst for producing methacrylic acid is first pretreated. The pretreatment is carried out by allowing the catalyst to stand under an environment maintained at a humidity of 90% for 12 hours at a temperature of 30 占 폚. By carrying out the pretreatment, the water molecules are hydrated in the heteropoly acid contained in the catalyst for methacrylic acid production to form a cubic structure of the protonic heteropoly acid. The pre-treated catalyst subjected to the pretreatment was subjected to X-ray diffraction (large negative Cu-K? Line) to obtain a diffraction pattern. The absolute value of the peak intensity I 0 of the (222) plane attributed to the cubic structure of the heteropoly acid salt, (I 1 / I 0 ) of the absolute value of the peak intensity I 1 of the (322) plane attributed to the cubic structure of the heteropolyacid type heteropolyacid is calculated.

예를 들면, 세슘을 양이온으로서 포함하는 헤테로폴리산염인 Cs4PVMo11O40의 경우, (222)면의 피크는 2θ=26.241°의 위치에 나타난다(Troemel, M., Inst. f. Anorganische Chem, Frankfurt, Germany., ICDD Grant-in-Aid(1995)). 또한, 프로톤형 헤테로폴리산인 H4PVMo11O40·32H2O의 경우, (322)면의 피크는 2θ=26.801°의 위치에 나타난다(Troemel, M., Inst. f. Anorganische Chem, Frankfurt, Germany., ICDD Grant-in-Aid(1994)). 그 밖에, 헤테로폴리산의 폴리원자, 헤테로원자가 다른 원소로 치환된 경우나 헤테로폴리산염의 양이온의 당량수의 차이에 의해, 피크 위치는 반드시 일치하지 않지만, 피크 패턴을 봄으로써 면의 위치를 확인할 수 있다. 또한, 헤테로폴리산염으로서 복수의 염이 존재하고, 피크 패턴도 복수 확인할 수 있는 경우는, 헤테로폴리산염의 입방정 구조에 기인하는 (222)면의 피크 각각의 강도의 절대값의 합을 I0으로 한다. I1에 대해서도 마찬가지이다. X선 회절 패턴은 X선 구조 해석 장치(상품명: X'Pert PRO MPD, PANalytical사제)로 측정할 수 있다.For example, in the case of Cs 4 PVMo 11 O 40 , which is a heteropoly acid salt containing cesium as a cation, the peak of the (222) plane appears at a position of 2? = 26.241 ° (Troemel, M., Inst. Frankfurt, Germany, ICDD Grant-in-Aid (1995)). Further, in the case of H 4 PVMo 11 O 40 .32H 2 O, which is a protonic heteropoly acid, the peak of the (322) plane appears at 2θ = 26.801 ° (Troemel, M., Inst. , ICDD Grant-in-Aid (1994)). In addition, the positions of the peaks do not always coincide with each other due to the difference in the number of polyatomic and heteroatom-containing heteroatomic elements and the number of equivalents of cations of the heteropolyacid salt. However, the position of the surface can be confirmed by looking at the peak pattern. When a plurality of salts exist as the heteropoly acid salt and a plurality of peak patterns can be identified, the sum of the absolute values of the intensities of the respective peaks of the (222) plane caused by the cubic structure of the heteropoly acid salt is I 0 . The same is true for I 1 . The X-ray diffraction pattern can be measured with an X-ray structure analyzer (trade name: X'Pert PRO MPD, manufactured by PANalytical).

상기 피크 강도비(I1/I0)는 0.01 이상 0.80 이하이고, 보다 높은 메타크릴산 수율을 달성할 수 있는 관점에서, 하한은 0.05 이상이 바람직하고, 0.40 이상이 보다 바람직하며, 0.50 이상이 더 바람직하다. 상한은 0.75 이하가 바람직하고, 0.73 이하가 보다 바람직하며, 0.70 이하가 더 바람직하다.The peak intensity ratio (I 1 / I 0) is not less than 0.01 less than 0.80, the higher meth In view to achieve the methacrylic acid yield, and the lower limit or more is preferable, more than 0.40 preferably more than 0.05, more than 0.50 More preferable. The upper limit is preferably 0.75 or less, more preferably 0.73 or less, still more preferably 0.70 or less.

[메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법][Production method of catalyst for methacrylic acid production]

본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다. 해당 방법은, 적어도 인 원료, 몰리브데넘 원료 및 바나듐 원료를 용매에 용해 또는 현탁시켜 촉매 원료액을 조제하는 공정(이하, 촉매 원료액 조제 공정으로도 나타냄)과, 상기 촉매 원료액에 양이온 원료를 첨가하여 헤테로폴리산염 함유액을 얻는 공정(이하, 양이온 첨가 공정으로도 나타냄)과, 상기 헤테로폴리산염 함유액을 건조하여 촉매 전구체를 얻는 공정(이하, 건조 공정으로도 나타냄)과, 상기 촉매 전구체를 열처리하여 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하는 공정(이하, 열처리 공정으로도 나타냄)을 포함한다. 여기에서, 열처리 공정 전에 촉매 전구체를 성형하는 공정(이하, 성형 공정으로도 나타냄)을 포함해도 된다. 특히 본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법은, 적어도 인 원료 및 알칼리 금속 이온 원료를 포함하는 헤테로폴리산염 함유액 i과, 적어도 인 원료 및 암모늄 이온 원료를 포함하는 헤테로폴리산염 함유액 ii를 이용하여, 건조에 의해 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.The method for producing the catalyst for the production of methacrylic acid according to the present invention is not particularly limited, but can be produced, for example, by the following method. The method includes a step of dissolving or suspending at least a phosphorus raw material, a molybdenum raw material and a vanadium raw material in a solvent to prepare a catalyst raw material liquid (hereinafter also referred to as a catalyst raw material liquid preparing step), and a step of adding a cation raw material (Hereinafter also referred to as a step of adding a cation), a step of drying the heteropoly acid salt-containing liquid to obtain a catalyst precursor (hereinafter also referred to as a drying step), a step of adding the catalyst precursor And a step of producing a catalyst for producing methacrylic acid by heat treatment (hereinafter also referred to as a heat treatment step). Here, the step of forming the catalyst precursor before the heat treatment step (hereinafter also referred to as a molding step) may be included. Particularly, the process for producing a catalyst for the production of methacrylic acid according to the present invention is characterized in that a heteropoly acid salt containing liquid i containing at least a phosphorus raw material and an alkali metal ion raw material and a heteropoly acid salt containing liquid ii containing at least a phosphorus raw material and an ammonium ion raw material are used And a step of obtaining a catalyst precursor by drying.

(촉매 원료액 조제 공정)(Catalyst raw material liquid preparation step)

본 공정에서는, 적어도 인 원료, 몰리브데넘 원료 및 바나듐 원료를 용매에 용해 또는 현탁시켜 촉매 원료액을 조제한다.In this step, at least a phosphorus raw material, a molybdenum raw material, and a vanadium raw material are dissolved or suspended in a solvent to prepare a catalyst raw material liquid.

각 원소의 원료 화합물은 특별히 한정되지 않고, 각 원소의 질산염, 탄산염, 아세트산염, 암모늄염, 산화물, 할로젠화물, 옥소산, 옥소산염 등을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들면 인 원료로서는, 인산, 오산화 인, 인산 암모늄 등을 이용할 수 있다. 몰리브데넘 원료로서는, 삼산화 몰리브데넘, 파라몰리브데넘산 암모늄, 몰리브데넘산, 염화 몰리브데넘 등을 이용할 수 있다. 바나듐 원료로서는, 메타바나드산 암모늄, 인 바나드몰리브데넘산, 오산화 바나듐 등을 이용할 수 있다. 이들은 1종을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.The raw material compound of each element is not particularly limited, and nitrates, carbonates, acetates, ammonium salts, oxides, halides, oxo acids and oxoates of the respective elements may be used alone or in combination of two or more. For example, as the phosphorus raw material, phosphoric acid, phosphorus pentoxide, ammonium phosphate and the like can be used. As the molybdenum raw material, molybdenum trioxide, ammonium paramolybdodecanoate, molybdenum acid, molybdenum chloride and the like can be used. As the vanadium raw material, ammonium metavanadate, in vanadium molybdenum acid, vanadium pentoxide and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

상기 원료 화합물을 용해 또는 현탁시키는 용매로서는, 물, 에틸 알코올, 아세톤 등을 이용할 수 있다. 이들은 1종을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 용매로서는 물이 바람직하다.As the solvent for dissolving or suspending the raw material, water, ethyl alcohol, acetone and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, water is preferable as a solvent.

한편, 본 공정에서는, 촉매 원료액을 1종 조제해도 되고, 2종 이상 조제해도 된다. 특히, 촉매 원료액을 2종 이상 조제하고, 후술하는 건조 공정의 전후에서 혼합하는 것이, 상기 피크 강도비(I1/I0)를 본 발명의 범위 내로 제어하기 쉬운 관점에서 바람직하다.On the other hand, in the present step, one kind of catalyst raw material liquid may be prepared, or two or more kinds may be prepared. Particularly, it is preferable to prepare two or more catalyst raw material liquids and mix them before and after the drying step described later from the viewpoint of easily controlling the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) within the range of the present invention.

(양이온 첨가 공정)(Cation addition process)

본 공정에서는, 상기 촉매 원료액 조제 공정에 의해 얻어진 상기 촉매 원료액에 양이온 원료를 첨가하여 헤테로폴리산염 함유액을 얻는다.In this step, a cationic raw material is added to the catalyst raw material liquid obtained by the above-described process for preparing a raw material liquid to obtain a heteropoly acid salt-containing liquid.

여기에서 양이온이란, 입방정의 결정 구조를 갖는 헤테로폴리산염을 형성할 수 있는 것이고, 특히 칼륨, 루비듐, 세슘 등의 알칼리 금속 이온, 및 암모늄 이온이 바람직하다. 양이온이 알칼리 금속 이온인 경우, 양이온 원료로서는, 알칼리 금속의 탄산염, 탄산수소염, 수산화물, 염화물염, 황산염, 질산염 등을 들 수 있다. 양이온이 암모늄 이온인 경우, 양이온 원료로서는, 탄산수소 암모늄, 탄산 암모늄, 질산 암모늄, 암모니아수 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용할 수 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 한편, 상기 촉매 원료액 조제 공정에 있어서, 각 원소의 원료로서 각 원소의 알칼리 금속염이나 암모늄염을 이용하는 것에 의해, 촉매 원료액에 양이온이 포함되도록 해도 된다. 양이온 원료로서는, 알칼리 금속 이온 원료 및 암모늄 이온 원료의 양쪽을 이용하는 것이, 메타크릴산 수율의 관점에서 바람직하다.Here, the cation is capable of forming a heteropoly acid salt having a cubic crystal structure, and is preferably an alkali metal ion such as potassium, rubidium, cesium and the like, and an ammonium ion. When the cation is an alkali metal ion, examples of the cationic raw material include a carbonate, a hydrogencarbonate, a hydroxide, a chloride salt, a sulfate, and a nitrate of an alkali metal. When the cation is an ammonium ion, examples of the cationic raw material include ammonium hydrogencarbonate, ammonium carbonate, ammonium nitrate, ammonia water and the like. These may be used alone or in combination of two or more. On the other hand, in the process of preparing the catalyst raw material liquid, cations may be contained in the catalyst raw material liquid by using an alkali metal salt or an ammonium salt of each element as a raw material of each element. As the cation raw material, it is preferable to use both the alkali metal ion raw material and the ammonium ion raw material from the viewpoint of the yield of methacrylic acid.

상기 양이온 원료를 상기 촉매 원료액에 첨가할 때에는, 상기 촉매 원료액을 교반하면서 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 양이온 원료를 첨가할 때의 온도는 1∼100℃가 바람직하다. 그리고, 상기 양이온 원료의 전부 또는 일부를 첨가한 후에, 90∼150℃에서 1∼10시간 가열 교반하는 것이 바람직하다.When the cation raw material is added to the catalyst raw material liquid, it is preferable to add the catalyst raw material liquid while stirring. The temperature for adding the cationic raw material is preferably 1 to 100 占 폚. After the addition of all or a part of the cationic raw material, the mixture is preferably heated and stirred at 90 to 150 캜 for 1 to 10 hours.

본 공정에 있어서 첨가하는 양이온 원료의 양을 변경하는 것에 의해, 상기 피크 강도비(I1/I0)를 0.01 이상 0.80 이하로 조정할 수 있다. 또한, 상기 촉매 원료액 조제 공정에 있어서 상기 촉매 원료액을 2종 이상 조제하는 경우, 본 공정에 있어서 적어도 1종의 촉매 원료액에 양이온 원료를 첨가하여 헤테로폴리산염 함유액을 조제할 수 있다. 특히, 적어도 인 원료 및 알칼리 금속 이온 원료를 포함하는 헤테로폴리산염 함유액 i과, 적어도 인 원료 및 암모늄 이온 원료를 포함하는 헤테로폴리산염 함유액 ii를 조제하는 것이, 상기 피크 강도비(I1/I0)를 제어하기 쉬운 관점에서 바람직하다. 또, 상기 헤테로폴리산염 함유액 i 및 ii가 하기 식(1) 내지 (3)을 만족시키는 것이, 상기 피크 강도비(I1/I0)를 제어하기 쉬운 관점에서 보다 바람직하다.By changing the amount of the cation raw material to be added in the present step, the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) can be adjusted to 0.01 or more and 0.80 or less. When two or more kinds of catalyst raw material liquids are prepared in the above-described process for preparing a raw material liquid for catalyst, a heteropoly acid salt-containing liquid can be prepared by adding a cationic raw material to at least one kind of catalyst raw material liquid in this step. In particular, the heteropoly acid salt-containing liquid i and, to prepare a heteropoly acid salt-containing liquid ii comprises at least the raw materials and the ammonium ion material, the peak intensity ratio (I 1 / I 0, which includes at least a raw material and an alkali metal ion material From the viewpoint of easy control. It is more preferable that the heteropoly acid salt-containing liquids i and ii satisfy the following formulas (1) to (3) from the viewpoint of easily controlling the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ).

1.5≤AMi/Pi≤3.0 (1)   1.5? AMi / Pi? 3.0 (1)

4.0≤NH4ii/Pii≤5.0 (2)4.0? NH 4 ii / Pii? 5.0 (2)

1.0≤Pii/Pi≤2.0 (3)   1.0? Pii / Pi? 2.0 (3)

식(1) 내지 (3) 중, AMi은 상기 헤테로폴리산 함유액 i에 포함되는 알칼리 금속 이온의 몰수, Pi은 상기 헤테로폴리산 함유액 i에 포함되는 인 원소의 몰수, NH4ii는 상기 헤테로폴리산 함유액 ii에 포함되는 암모늄 이온의 몰수, Pii는 상기 헤테로폴리산 함유액 ii에 포함되는 인 원소의 몰수를 각각 나타낸다. 상기 식(1)에 있어서, AMi/Pi은 헤테로폴리산 함유액 i에 있어서의 인 원소에 대한 알칼리 금속 이온의 몰수의 비를 나타낸다. AMi/Pi의 하한은 1.7 이상, 상한은 2.8 이하가 바람직하고, 하한은 1.9 이상, 상한은 2.6 이하가 보다 바람직하다. 상기 식(2)에 있어서, NH4ii/Pii는 헤테로폴리산 함유액 ii에 있어서의 인 원소에 대한 암모늄 이온의 몰수의 비를 나타낸다. NH4ii/Pii의 하한은 4.1 이상, 상한은 4.9 이하가 바람직하고, 하한은 4.2 이상, 상한은 4.8 이하가 보다 바람직하다. 상기 식(3)에 있어서, Pii/Pi은 헤테로폴리산 함유액 i 및 ii의 혼합비를 나타낸다. Pii/Pi의 하한은 1.1 이상, 상한은 1.9 이하가 바람직하고, 하한은 1.2 이상, 상한은 1.8 이하가 보다 바람직하다.Equation (1) to (3) of, AMi is the number of moles of alkali metal ions contained in the heteropolyacid-containing liquid i, Pi is the number of moles of the element, NH 4 ii is the heteropoly acid-containing liquid contained in the liquid i containing the heteropoly ii And Pii represents the number of moles of phosphorus contained in the heteropoly acid-containing liquid ii. In the above formula (1), AMi / Pi represents the ratio of the number of moles of the alkali metal ion to the phosphorus element in the heteropoly acid-containing liquid i. The lower limit of AMi / Pi is preferably 1.7 or more and the upper limit is preferably 2.8 or less, more preferably 1.9 or more, and the upper limit is 2.6 or less. In the formula (2), NH 4 ii / Pii represents the ratio of the number of moles of ammonium ions to the phosphorus element in the heteropoly acid-containing liquid ii. The lower limit of NH 4 ii / Pii is preferably at least 4.1 and the upper limit is preferably at most 4.9, and the lower limit is more preferably at least 4.2 and the upper limit is preferably at most 4.8. In the formula (3), Pii / Pi represents the mixing ratio of the heteropoly acid-containing liquids i and ii. The lower limit of Pii / Pi is preferably 1.1 or more and the upper limit is preferably 1.9 or less, more preferably 1.2 or less and the upper limit is 1.8 or less.

상기 피크 강도비(I1/I0)를 조정하는 방법으로서, 예를 들면 상기 헤테로폴리산염 함유액 i 및 ii가 상기 식(1) 내지 (3)을 만족시키는 범위 내에서, Pii/Pi의 값을 증감시키는 방법을 들 수 있다. Pii/Pi을 증가시키면 피크 강도비(I1/I0)는 증가하고, Pii/Pi을 감소시키면 피크 강도비(I1/I0)는 감소하는 경향이 있다.As a method for adjusting the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ), for example, a method of adjusting the value of Pii / Pi within the range in which the heteropoly acid salt-containing liquids i and ii satisfy the above formulas (1) . The peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) increases when Pii / Pi is increased, and the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) decreases when Pii / Pi is decreased.

(건조 공정)(Drying step)

본 공정에서는, 상기 양이온 첨가 공정에 의해 얻어지는 상기 헤테로폴리산염 함유액을 건조하여, 촉매 전구체를 얻는다.In this step, the heteropoly acid salt-containing liquid obtained by the cation addition step is dried to obtain a catalyst precursor.

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 헤테로폴리산염 함유액이 건고될 때까지 행할 수 있다.The conditions such as the drying method and the drying temperature are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the shape and size of the desired dried material. Examples of the drying method include a drying method using a box-type dryer, a drum drying method, an air flow drying method, a vapor drying method, and a spray drying method. The drying temperature may be, for example, 120 to 500 DEG C, and the lower limit is preferably 140 DEG C or more and the upper limit is preferably 400 DEG C or less. The drying can be carried out until the heteropoly acid salt-containing liquid is dried.

얻어진 촉매 전구체의 구조는 적외 흡수 분석으로 측정하는 것에 의해 확인할 수 있다. 해당 촉매 전구체는 케긴형 헤테로폴리산 구조를 갖는 것이 바람직하다. 해당 촉매 전구체가 케긴형 헤테로폴리산 구조를 갖는 경우, 얻어지는 적외 흡수 스펙트럼은 1060, 960, 870, 780cm-1 부근에 특징적인 피크를 갖는다.The structure of the obtained catalyst precursor can be confirmed by measuring by infrared absorption analysis. Preferably, the catalyst precursor has a keel type heteropoly acid structure. When the catalyst precursor has a keel type heteropoly acid structure, the obtained infrared absorption spectrum has a characteristic peak near 1060, 960, 870, 780 cm -1 .

한편, 상기 양이온 첨가 공정에 있어서 얻어지는 헤테로폴리산염 함유액이 2종 이상 있는 경우, 본 공정의 전후에 있어서 이들을 혼합할 수 있다. 즉, 혼합은 건조를 행하기 전의 헤테로폴리산염 함유액 상태로 행해도 되고, 건조를 행한 후의 촉매 전구체 상태로 행해도 된다. 또한, 1종 이상의 헤테로폴리산염 함유액을 건조한 후에, 그 밖의 헤테로폴리산염 함유액과 혼합한 것을 재차 건조하여, 촉매 전구체를 얻어도 된다. 원자 비율이 상이한 헤테로폴리산염을 포함하는 2종류 이상의 헤테로폴리산염 함유액, 또는 촉매 전구체를 혼합함으로써, 얻어지는 촉매에 있어서의 상기 피크 강도비(I1/I0)를 본 발명의 범위 내로 제어하는 것이, 메타크릴산 수율의 관점에서 바람직하다. 특히, 원자 비율이 상이한 헤테로폴리산염을 포함하는 2종류 이상의 촉매 전구체를 혼합함으로써, 보다 메타크릴산 수율이 높은 촉매를 얻을 수 있다.On the other hand, when there are two or more heteropoly acid salt-containing liquids obtained in the cation addition step, they can be mixed before and after the present step. That is, the mixing may be carried out in the liquid containing the heteropoly acid salt before drying, or in the state of the catalyst precursor after drying. Further, after the liquid containing at least one heteropoly acid salt is dried, it may be mixed again with another heteropoly acid salt-containing liquid and dried again to obtain a catalyst precursor. Controlling the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) in the resulting catalyst by mixing two or more kinds of heteropoly acid salt-containing liquids containing a heteropoly acid salt having different atomic ratios or a catalyst precursor within the range of the present invention, Is preferable in view of the yield of methacrylic acid. In particular, by mixing two or more kinds of catalyst precursors including heteropoly acid salts having different atomic ratios, a catalyst having a higher yield of methacrylic acid can be obtained.

상기 헤테로폴리산염 함유액 i 및 ii를 이용하는 경우에는, 상기 건조에 의해 촉매 전구체를 얻을 수 있다. 예를 들면, 상기 헤테로폴리산염 함유액 i의 건조물과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii의 건조물을 혼합하여 촉매 전구체를 얻을 수 있다. 또한, 상기 헤테로폴리산염 함유액 i과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii를 혼합하여 헤테로폴리산염 함유액 iii을 얻고, 이것을 건조하여 촉매 전구체를 얻을 수 있다. 또한, 상기 헤테로폴리산염 함유액 i과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii 중 어느 하나의 건조물을 다른 한쪽의 헤테로폴리산염 함유액에 혼합하여, 헤테로폴리산염 함유액 iv를 얻고, 이것을 건조하여 촉매 전구체를 얻을 수 있다.When the heteropoly acid salt-containing liquids i and ii are used, the catalyst precursor can be obtained by the above drying. For example, a catalyst precursor can be obtained by mixing the dried product of the heteropoly acid salt-containing liquid i and the dried product of the heteropoly acid salt-containing liquid ii. Further, the heteropoly acid salt-containing liquid i and the heteropoly acid salt-containing liquid ii are mixed to obtain a heteropoly acid salt-containing liquid iii, which is then dried to obtain a catalyst precursor. In addition, a dried product of the heteropoly acid salt-containing liquid i and the heteropoly acid salt-containing liquid ii is mixed with the other heteropoly acid salt-containing liquid to obtain a heteropoly acid salt-containing liquid iv, which is then dried to obtain a catalyst precursor.

(성형 공정)(Molding step)

후술하는 열처리 공정 전에, 상기 건조 공정에 의해 얻어진 촉매 전구체를 성형해도 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 전구체만을 성형하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라서 예를 들면 그래파이트, 탤크 등의 공지의 첨가제나 유기물, 무기물 유래의 공지의 바인더를 첨가해도 된다.The catalyst precursor obtained by the drying step may be formed before the heat treatment step described later. 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, and granulation molding. The shape of the molded article is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical shape, a ring shape, and a spherical shape. In molding, it is preferable to form only the catalyst precursor without adding a carrier or a binder to the catalyst precursor. However, if necessary, known additives such as graphite and talc, a known binder derived from an organic material and an inorganic material, May be added.

(열처리 공정)(Heat treatment process)

본 공정에서는, 상기 건조 공정에 의해 얻어지는 촉매 전구체, 또는 상기 성형 공정에 의해 얻어지는 촉매 전구체의 성형품(이하, 통틀어 촉매 전구체로 나타냄)을 열처리하여 메타크릴산 제조용 촉매를 제조한다. 예를 들면, 상기 촉매 전구체를 공기 및 불활성 가스 중 적어도 한쪽의 유통하에서 열처리할 수 있다. 여기에서, 불활성 가스란 촉매 활성을 저하시키지 않는 기체를 나타내고, 예를 들면 질소, 탄산 가스, 헬륨, 아르곤 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 열처리는 공기 등의 산소 함유 가스 유통하에서 행해지는 것이 바람직하다.In this step, a catalyst precursor obtained by the above-mentioned drying step or a formed product of a catalyst precursor obtained by the above-mentioned molding step (hereinafter referred to as a medium catalytic precursor) is heat-treated to prepare a catalyst for methacrylic acid production. For example, the catalyst precursor can be heat-treated under the flow of at least one of air and an inert gas. Herein, the inert gas means a gas which does not lower the catalytic activity, and examples thereof include nitrogen, carbon dioxide gas, helium, argon and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The heat treatment is preferably carried out under the flow of an oxygen-containing gas such as air.

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 shape of the heat treatment vessel is not particularly limited, but it is preferable to use a tubular heat treatment vessel having a sectional area of 2 to 100 cm 2. The heat treatment temperature is preferably not less than 300 ° C and not more than 700 ° C, more preferably not less than 320 ° C and not more than 450 ° C.

얻어진 메타크릴산 제조용 촉매의 구조는 적외 흡수 분석으로 측정하는 것에 의해 확인할 수 있다. 해당 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 헤테로폴리산 구조를 갖는 것이 바람직하다. 해당 메타크릴산 제조용 촉매가 케긴형 헤테로폴리산 구조를 갖는 경우, 얻어지는 적외 흡수 스펙트럼은 1060, 960, 870, 780cm-1 부근에 특징적인 피크를 갖는다.The structure of the obtained catalyst for methacrylic acid production can be confirmed by measuring by infrared absorption analysis. The catalyst for producing methacrylic acid preferably has a ketal type heteropoly acid structure. When the catalyst for producing methacrylic acid has a ketal type heteropoly acid structure, the obtained infrared absorption spectrum has a characteristic peak near 1060, 960, 870 and 780 cm -1 .

[메타크릴산의 제조 방법][Method for producing methacrylic acid]

본 발명에 따른 메타크릴산의 제조 방법은, 본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매의 존재하에서 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조한다. 해당 방법에 의하면, 높은 수율로 메타크릴산을 제조할 수 있고, 또한 높은 메타크릴산 수율을 장기간 유지할 수 있다.The method for producing methacrylic acid according to the present invention is a method for producing methacrylic acid by vapor phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen in the presence of the catalyst for the production of methacrylic acid according to the present invention. According to this method, methacrylic acid can be produced at a high yield and the yield of high methacrylic acid can be maintained for a long time.

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 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 실질적인 영향을 주지 않는 불순물을 소량 포함하고 있어도 된다. 원료 가스 중의 분자상 산소의 농도는 메타크롤레인 1.0몰에 대해서 0.4∼4.0몰이 바람직하고, 하한은 0.5몰 이상, 상한은 3.0몰 이하가 보다 바람직하다. 한편, 분자상 산소원으로서는, 경제성의 관점에서 공기가 바람직하다. 필요하다면, 공기에 순산소를 가하여 분자상 산소를 부화(富化)한 기체 등을 이용해도 된다.More specifically, methacrylic acid can be produced by bringing a raw material gas containing methacrolein and molecular oxygen into contact with the catalyst for the production of methacrylic acid according to the present invention. This reaction can be carried out in a fixed phase. The catalyst layer may be a single layer or two or more layers. The catalyst for producing methacrylic acid 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, more preferably 3% by volume or more, and more preferably 10% by volume or less. The methacrolein may contain a small amount of an impurity such as a lower saturated aldehyde that does not substantially affect the present reaction. The concentration of molecular oxygen in the raw material gas is preferably 0.4 to 4.0 moles with respect to 1.0 moles of methacrolein, more preferably 0.5 mole or more, and most preferably 3.0 mole or less. On the other hand, as a molecular oxygen source, air is preferable from the viewpoint of economical efficiency. If necessary, a gas obtained by enriching molecular oxygen by adding pure oxygen to air may be used.

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 선택률로 얻을 수 있다. 원료 가스 중의 수증기의 농도는 0.1∼50.0용량%가 바람직하고, 하한은 1.0용량% 이상, 상한은 40.0용량% 이하가 보다 바람직하다. 원료 가스와 메타크릴산 제조용 촉매의 접촉 시간은 1.5∼15.0초가 바람직하고, 하한은 2.0초 이상, 상한은 5.0초 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.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. In addition, steam may be added to the raw material gas. By conducting the reaction in the presence of water vapor, methacrylic acid can be obtained at a higher selectivity. The concentration of water vapor in the raw material gas is preferably 0.1 to 50.0% by volume, more preferably 1.0% by volume or more, and more preferably 40.0% by volume or less. The contact time of the raw material gas with the catalyst for producing methacrylic acid is preferably 1.5 to 15.0 seconds, more preferably 2.0 seconds or more, and 5.0 seconds or less. The reaction pressure is preferably 0.1 MPa (G) to 1.0 MPa (G). On the other hand, (G) means a gauge pressure. The reaction temperature is preferably 200 to 450 占 폚, more preferably 250 占 폚 or higher and the upper limit is 400 占 폚 or lower.

[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 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 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.The process for the preparation of methacrylic acid esters according to the present invention esterifies the methacrylic acid produced by the process according to the invention. According to this method, a methacrylic acid ester can be obtained by using methacrylic acid obtained by gas phase catalytic oxidation of methacrolein. The alcohol to be reacted with methacrylic acid is not particularly limited, and examples thereof include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol and isobutanol. As the methacrylic acid ester to be obtained, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate and the like can be given. 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 占 폚.

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. X선 회절 패턴은 X선 구조 해석 장치(상품명: X'Pert PRO MPD, PANalytical사제)로 측정했다. 원료 가스 및 생성물의 분석은 가스 크로마토그래피를 이용하여 행했다. 가스 크로마토그래피의 결과로부터, 메타크롤레인의 전화율, 생성되는 메타크릴산의 선택률 및 메타크릴산의 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. In the Examples and Comparative Examples means " part (s) by mass ". The X-ray diffraction pattern was measured with an X-ray structure analyzer (trade name: X'Pert PRO MPD, manufactured by PANalytical). The analysis of the raw material gas and the product was carried out by gas chromatography. From the results of the gas chromatography, the conversion of methacrolein, the selectivity of methacrylic acid to be produced, and the yield of methacrylic acid were determined by the following formulas.

메타크롤레인 전화율(%)=(β/α)×100  Methacrolein conversion rate (%) = (? /?) × 100

메타크릴산 선택률(%)=(γ/β)×100  Methacrylic acid selectivity (%) = (? /?) X 100

메타크릴산 수율(%)=(γ/α)×100  (%) Of methacrylic acid = (? /?) × 100

식 중, α는 공급한 메타크롤레인 중의 탄소수, β는 반응한 메타크롤레인 중의 탄소수, γ는 생성된 메타크릴산 중의 탄소수를 나타낸다.In the formula,? Represents the number of carbon atoms in the supplied methacrolein,? Represents the number of carbon atoms in the methacrolein reacted, and? Represents the number of carbon atoms in the produced methacrylic acid.

[실시예 1][Example 1]

순수(純水) 132부에 삼산화 몰리브데넘 33부, 메타바나드산 암모늄 2.5부, 85질량% 인산 수용액 2.2부 및 질산 구리(II) 3수화물 2.3부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 20부에 용해시킨 중탄산 세슘 8.6부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 세슘염을 석출시켰다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 i-1을 증발 건고함으로써, 촉매 전구체 A1을 얻었다. 한편, 순수 216부에 삼산화 몰리브데넘 54부, 메타바나드산 암모늄 4.1부, 85질량% 인산 수용액 3.6부 및 질산 구리(II) 3수화물 3.8부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 20부에 용해시킨 탄산 암모늄 4.8부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 암모늄염을 석출시켰다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 ii-1을 증발 건고함으로써, 촉매 전구체 B1을 얻었다. 다음으로, 상기 촉매 전구체 A1 및 B1을 혼합하여, 촉매 전구체를 얻었다.33 parts of molybdenum trioxide, 2.5 parts of ammonium metavanadate, 2.2 parts of an 85 mass% aqueous phosphoric acid solution and 2.3 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved in 132 parts of pure water. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. While maintaining the liquid temperature at 95 캜, 8.6 parts of cesium bicarbonate dissolved in 20 parts of pure water was added with stirring using a rotary blade stirrer and stirred for 15 minutes to precipitate a cesium salt of heteropoly acid. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid i-1 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor A1. On the other hand, in 216 parts of pure water, 54 parts of molybdenum trioxide, 4.1 parts of ammonium metavanadate, 3.6 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution and 3.8 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. While maintaining the liquid temperature at 95 캜, 4.8 parts of ammonium carbonate dissolved in 20 parts of pure water was added with stirring using a rotary blade stirrer and stirred for 15 minutes to precipitate the ammonium salt of heteropoly acid. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid ii-1 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor B1. Next, the catalyst precursors A1 and B1 were mixed to obtain a catalyst precursor.

얻어진 촉매 전구체를 성형하고, 내경 3센티미터의 원통상 석영 유리제 소성 용기에 성형물을 넣었다. 공기 유통하, 10℃/h로 승온하고, 380℃에서 5시간 소성하여 메타크릴산 제조용 촉매를 조제했다. 이 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 헤테로폴리산 구조를 갖고 있었다. 해당 촉매의 조성은 Mo12P1.0V1.1Cu0.5Cs0.9였다. 한편, 해당 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 또한, 해당 촉매를, 온도 30℃, 습도 90%로 유지된 환경하에 12시간 방치한 후의 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정한 결과, I0은 2θ=26.1°, I1은 2θ=26.3°의 위치에 확인되고, 피크 강도비 I1/I0은 0.43이었다.The obtained catalyst precursor was molded, and a molded product was placed in a cylindrical quartz glass firing container having an inner diameter of 3 cm. The temperature was raised to 10 ° C / h under air circulation, and the mixture was calcined at 380 ° C for 5 hours to prepare a catalyst for methacrylic acid production. The catalyst for the production of methacrylic acid had a ketal type heteropoly acid structure. The composition of the catalyst was Mo 12 P 1.0 V 1.1 Cu 0.5 Cs 0.9 . On the other hand, the composition of the element was calculated by analyzing the component in which the catalyst was dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry. Further, when the catalyst was allowed to stand for 12 hours in an environment maintained at a temperature of 30 ° C and a humidity of 90%, the catalyst after the pretreatment was measured for an X-ray diffraction pattern using a Cu-Kα line. As a result, I 0 was 2θ = 26.1 ° and I 1 were found at 2θ = 26.3 °, and the peak intensity ratio I 1 / I 0 was 0.43.

얻어진 메타크릴산 제조용 촉매를 반응관에 충전하고, 메타크롤레인 5용량%, 산소 10용량%, 수증기 30용량% 및 질소 55용량%로 이루어지는 원료 가스를 통하여, 반응 온도 300℃에서 반응을 행했다. 생성물을 포집하고, 가스 크로마토그래피로 분석하여, 메타크릴산 수율 등을 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.The obtained methacrylic acid-producing catalyst was charged in a reaction tube and reacted at a reaction temperature of 300 占 폚 through a feed gas comprising 5% by volume of methacrolein, 10% by volume of oxygen, 30% by volume of steam and 55% by volume of nitrogen. The product was collected and analyzed by gas chromatography to calculate the yield of methacrylic acid and the like. The results are shown in Table 1.

[실시예 2][Example 2]

실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체 A1을 얻었다. 한편, 순수 240부에 삼산화 몰리브데넘 60부, 메타바나드산 암모늄 4.6부, 85질량% 인산 수용액 4.0부 및 질산 구리(II) 3수화물 4.2부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 22.2부에 용해시킨 탄산 암모늄 5.3부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 암모늄염을 석출시켰다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 ii-2를 증발 건고함으로써, 촉매 전구체 B2를 얻었다. 다음으로, 상기 촉매 전구체 A1 및 B2를 혼합하여, 촉매 전구체를 얻었다.Catalyst precursor A1 was obtained in the same manner as in Example 1. [ On the other hand, in 240 parts of pure water, 60 parts of molybdenum trioxide, 4.6 parts of ammonium metavanadate, 4.0 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution and 4.2 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. While maintaining the liquid temperature at 95 캜, 5.3 parts of ammonium carbonate dissolved in 22.2 parts of pure water was added with stirring using a rotary blade stirrer and stirred for 15 minutes to precipitate the ammonium salt of heteropoly acid. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid ii-2 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor B2. Next, the catalyst precursors A1 and B2 were mixed to obtain a catalyst precursor.

그 후, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체로부터 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 촉매를 이용하여 메타크릴산의 제조를 행했다. 이 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 헤테로폴리산 구조를 갖고 있었다. 촉매의 조성은 Mo12P1.0V1.1Cu0.5Cs0.8이었다. 한편, 해당 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 전처리 후 촉매를 조제하고, 해당 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정한 결과, I0은 2θ=26.1°, I1은 2θ=26.5°의 위치에 확인되고, 피크 강도비 I1/I0은 0.69였다. 결과를 표 1에 나타낸다.Thereafter, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared from the catalyst precursor by the same method as in Example 1, and methacrylic acid was produced using the catalyst. The catalyst for the production of methacrylic acid had a ketal type heteropoly acid structure. The composition of the catalyst was Mo 12 P 1.0 V 1.1 Cu 0.5 Cs 0.8 . On the other hand, the composition of the element was calculated by analyzing the component in which the catalyst was dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry. The catalyst after the pretreatment was prepared in the same manner as in Example 1, and the X-ray diffraction pattern of the catalyst after the pretreatment using the Cu-K? Ray was measured. As a result, I 0 was 2? = 26.1 ° and I 1 was 2? °, and the peak intensity ratio I 1 / I 0 was 0.69. The results are shown in Table 1.

[실시예 3][Example 3]

순수 200부에 삼산화 몰리브데넘 50부, 메타바나드산 암모늄 3.8부, 85질량% 인산 수용액 3.3부 및 질산 구리(II) 3수화물 3.5부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 20부에 용해시킨 중탄산 세슘 13.0부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 세슘염을 석출시켜, 헤테로폴리산염 함유액 i-2를 얻었다. 한편, 순수 280부에 삼산화 몰리브데넘 70부, 메타바나드산 암모늄 5.3부, 85질량% 인산 수용액 4.7부 및 질산 구리(II) 3수화물 4.9부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 20부에 용해시킨 탄산 암모늄 6.8부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 암모늄염을 석출시켜, 헤테로폴리산염 함유액 ii-3을 얻었다. 상기 헤테로폴리산염 함유액 i-2 및 ii-3을 혼합하고, 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 iii-1을 95℃로 유지하면서 15분 교반한 후, 증발 건고함으로써, 촉매 전구체를 얻었다.50 parts of molybdenum trioxide, 3.8 parts of ammonium metavanadate, 3.3 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution and 3.5 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved in 200 parts of pure water. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. While maintaining the liquid temperature at 95 캜, 13.0 parts of cesium bicarbonate dissolved in 20 parts of pure water was added with stirring using a rotating blade stirrer and stirred for 15 minutes to precipitate a cesium salt of heteropoly acid to obtain a heteropoly acid salt-containing liquid i-2 . On the other hand, in 280 parts of pure water, 70 parts of molybdenum trioxide, 5.3 parts of ammonium metavanadate, 4.7 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution and 4.9 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. While maintaining the liquid temperature at 95 占 폚, 6.8 parts of ammonium carbonate dissolved in 20 parts of pure water was added with stirring using a rotary blade stirrer and stirred for 15 minutes to precipitate the ammonium salt of heteropoly acid to obtain heteropoly acid salt-containing liquid ii-3 . The heteropoly acid salt-containing liquids i-2 and ii-3 were mixed, and the resulting heteropoly acid salt-containing liquid iii-1 was stirred for 15 minutes while being maintained at 95 캜, followed by evaporating and drying to obtain a catalyst precursor.

그 후, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체로부터 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 촉매를 이용하여 메타크릴산의 제조를 행했다. 이 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 헤테로폴리산 구조를 갖고 있었다. 촉매의 조성은 Mo12P1.0V1.1Cu0.5Cs1.0이었다. 한편, 해당 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 전처리 후 촉매를 조제하고, 해당 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정한 결과, I0은 2θ=26.2°, I1은 2θ=26.5°의 위치에 확인되고, 피크 강도비 I1/I0은 0.09였다. 결과를 표 1에 나타낸다.Thereafter, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared from the catalyst precursor by the same method as in Example 1, and methacrylic acid was produced using the catalyst. The catalyst for the production of methacrylic acid had a ketal type heteropoly acid structure. The composition of the catalyst was Mo 12 P 1.0 V 1.1 Cu 0.5 Cs 1.0 . On the other hand, the composition of the element was calculated by analyzing the component in which the catalyst was dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry. The catalyst after the pretreatment was prepared in the same manner as in Example 1, and the X-ray diffraction pattern of the catalyst after the pretreatment using the Cu-K? Ray was measured. As a result, I 0 was 2? = 26.2 占 and I 1 was 2? °, and the peak intensity ratio I 1 / I 0 was 0.09. The results are shown in Table 1.

[실시예 4][Example 4]

순수 100부에 삼산화 몰리브데넘 25부, 메타바나드산 암모늄 1.9부, 85질량% 인산 수용액 1.7부 및 질산 구리(II) 3수화물 1.8부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 10부에 용해시킨 중탄산 세슘 6.5부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 세슘염을 석출시켰다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 i-3을 증발 건고함으로써, 촉매 전구체 A2를 얻었다. 한편, 순수 300부에 삼산화 몰리브데넘 75부, 메타바나드산 암모늄 5.6부, 85질량% 인산 수용액 5.0부 및 질산 구리(II) 3수화물 5.3부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 ii-4를 증발 건고함으로써, 촉매 전구체 B3을 얻었다. 다음으로, 상기 촉매 전구체 A2 및 B3을 혼합하여, 촉매 전구체를 얻었다.25 parts of molybdenum trioxide, 1.9 parts of ammonium metavanadate, 1.7 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution and 1.8 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved in 100 parts of pure water. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. While maintaining the liquid temperature at 95 占 폚, 6.5 parts of cesium bicarbonate dissolved in 10 parts of pure water was added with stirring using a rotary blade stirrer and stirred for 15 minutes to precipitate a cesium salt of heteropoly acid. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid i-3 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor A2. On the other hand, 75 parts of molybdenum trioxide, 5.6 parts of ammonium metavanadate, 5.0 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution, and 5.3 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved in 300 parts of pure water. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid ii-4 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor B3. Next, the catalyst precursors A2 and B3 were mixed to obtain a catalyst precursor.

그 후, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체로부터 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 촉매를 이용하여 메타크릴산의 제조를 행했다. 이 메타크릴산 제조용 촉매는 케긴형 헤테로폴리산 구조를 갖고 있었다. 촉매의 조성은 Mo12P1.0V1.1Cu0.5Cs0.6이었다. 한편, 해당 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 전처리 후 촉매를 조제하고, 해당 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정한 결과, I0은 2θ=26.1°, I1은 2θ=26.5°의 위치에 확인되고, 피크 강도비 I1/I0은 0.75였다. 결과를 표 1에 나타낸다.Thereafter, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared from the catalyst precursor by the same method as in Example 1, and methacrylic acid was produced using the catalyst. The catalyst for the production of methacrylic acid had a ketal type heteropoly acid structure. The composition of the catalyst was Mo 12 P 1.0 V 1.1 Cu 0.5 Cs 0.6 . On the other hand, the composition of the element was calculated by analyzing the component in which the catalyst was dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry. The catalyst after the pretreatment was prepared in the same manner as in Example 1, and the X-ray diffraction pattern of the catalyst after the pretreatment using the Cu-K? Ray was measured. As a result, I 0 was 2? = 26.1 ° and I 1 was 2? °, and the peak intensity ratio I 1 / I 0 was 0.75. The results are shown in Table 1.

[비교예 1][Comparative Example 1]

순수 400부에 삼산화 몰리브데넘 100부, 메타바나드산 암모늄 7.5부, 85질량% 인산 수용액 6.7부 및 질산 구리(II) 3수화물 7.0부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 40부에 용해시킨 중탄산 세슘 26.0부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 세슘염을 석출시켰다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 i-4를 증발 건고함으로써, 촉매 전구체를 얻었다.100 parts of molybdenum trioxide, 7.5 parts of ammonium metavanadate, 6.7 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution, and 7.0 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved in 400 parts of pure water. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. While maintaining the liquid temperature at 95 占 폚, 26.0 parts of cesium bicarbonate dissolved in 40 parts of pure water was added with stirring using a rotary blade stirrer and stirred for 15 minutes to precipitate a cesium salt of heteropoly acid. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid i-4 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor.

그 후, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체로부터 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 촉매를 이용하여 메타크릴산의 제조를 행했다. 촉매의 조성은 Mo12P1.0V1.1Cu0.5Cs2.3이었다. 한편, 해당 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 전처리 후 촉매를 조제하고, 해당 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정한 결과, I0은 2θ=26.0°의 위치에 확인되었다. 한편, I1은 확인할 수 없었기 때문에 0으로 했다. 따라서 피크 강도비 I1/I0은 0.00이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.Thereafter, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared from the catalyst precursor by the same method as in Example 1, and methacrylic acid was produced using the catalyst. The composition of the catalyst was Mo 12 P 1.0 V 1.1 Cu 0.5 Cs 2.3 . On the other hand, the composition of the element was calculated by analyzing the component in which the catalyst was dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry. The catalyst after the pretreatment was prepared in the same manner as in Example 1, and the X-ray diffraction pattern of the catalyst after the pretreatment using the Cu-K? Ray was measured. As a result, I 0 was found at 2θ = 26.0 °. On the other hand, since I 1 could not be confirmed, it was set to zero. Therefore, the peak intensity ratio I 1 / I 0 was 0.00. The results are shown in Table 1.

[비교예 2][Comparative Example 2]

실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체 A1을 얻었다. 한편, 순수 280부에 삼산화 몰리브데넘 70부, 메타바나드산 암모늄 5.3부, 85질량% 인산 수용액 4.7부 및 질산 구리(II) 3수화물 4.9부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 25.9부에 용해시킨 탄산 암모늄 6.2부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 암모늄염을 석출시켰다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 ii-5를 증발 건고함으로써, 촉매 전구체 B4를 얻었다. 다음으로, 상기 촉매 전구체 A1 및 B4를 혼합하여, 촉매 전구체를 얻었다.Catalyst precursor A1 was obtained in the same manner as in Example 1. [ On the other hand, in 280 parts of pure water, 70 parts of molybdenum trioxide, 5.3 parts of ammonium metavanadate, 4.7 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution and 4.9 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. While maintaining the liquid temperature at 95 占 폚, 6.2 parts of ammonium carbonate dissolved in 25.9 parts of pure water was added with stirring using a rotary blade stirrer and stirred for 15 minutes to precipitate an ammonium salt of heteropoly acid. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid ii-5 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor B4. Next, the catalyst precursors A1 and B4 were mixed to obtain a catalyst precursor.

그 후, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체로부터 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 촉매를 이용하여 메타크릴산의 제조를 행했다. 촉매의 조성은 Mo12P1.0V1.1Cu0.5Cs0.7이었다. 한편, 해당 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 전처리 후 촉매를 조제하고, 해당 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정한 결과, I0은 2θ=26.1°, I1은 2θ=26.5°의 위치에 확인되고, 피크 강도비 I1/I0은 0.81이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.Thereafter, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared from the catalyst precursor by the same method as in Example 1, and methacrylic acid was produced using the catalyst. The composition of the catalyst was Mo 12 P 1.0 V 1.1 Cu 0.5 Cs 0.7 . On the other hand, the composition of the element was calculated by analyzing the component in which the catalyst was dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry. The catalyst after the pretreatment was prepared in the same manner as in Example 1, and the X-ray diffraction pattern of the catalyst after the pretreatment using the Cu-K? Ray was measured. As a result, I 0 was 2? = 26.1 ° and I 1 was 2? °, and the peak intensity ratio I 1 / I 0 was 0.81. The results are shown in Table 1.

[비교예 3][Comparative Example 3]

실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체 A1을 얻었다. 한편, 순수 455.2부에 삼산화 몰리브데넘 114부, 메타바나드산 암모늄 8.6부, 85질량% 인산 수용액 7.6부 및 질산 구리(II) 3수화물 8.0부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 액온을 95℃로 유지하고, 회전 날개 교반기를 이용하여 교반하면서, 순수 42.1부에 용해시킨 탄산 암모늄 10.1부를 첨가해서 15분 교반하여, 헤테로폴리산의 암모늄염을 석출시켰다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 ii-6을 증발 건고함으로써, 촉매 전구체 B5를 얻었다. 다음으로, 상기 촉매 전구체 A1 및 B5를 혼합하여, 촉매 전구체를 얻었다.Catalyst precursor A1 was obtained in the same manner as in Example 1. [ On the other hand, 1145 parts of molybdenum trioxide, 8.6 parts of ammonium metavanadate, 7.6 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution and 8.0 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved in 455.2 parts of pure water. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. The solution temperature was maintained at 95 캜, and 10.1 parts of ammonium carbonate dissolved in 42.1 parts of pure water was added while stirring with a rotary blade stirrer, followed by stirring for 15 minutes to precipitate an ammonium salt of heteropoly acid. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid ii-6 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor B5. Next, the catalyst precursors A1 and B5 were mixed to obtain a catalyst precursor.

그 후, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체로부터 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 촉매를 이용하여 메타크릴산의 제조를 행했다. 촉매의 조성은 Mo12P1.0V1.1Cu0.5Cs0.5였다. 한편, 해당 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 전처리 후 촉매를 조제하고, 해당 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정한 결과, I0은 2θ=26.2°, I1은 2θ=26.4°의 위치에 확인되고, 피크 강도비 I1/I0은 2.25였다. 결과를 표 1에 나타낸다.Thereafter, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared from the catalyst precursor by the same method as in Example 1, and methacrylic acid was produced using the catalyst. The composition of the catalyst was Mo 12 P 1.0 V 1.1 Cu 0.5 Cs 0.5 . On the other hand, the composition of the element was calculated by analyzing the component in which the catalyst was dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry. The catalyst after the pretreatment was prepared in the same manner as in Example 1, and the X-ray diffraction pattern of the catalyst after the pretreatment using Cu-K? Ray was measured. As a result, I 0 was 2? = 26.2 占 and I 1 was 2? = 26.4 °, and the peak intensity ratio I 1 / I 0 was 2.25. The results are shown in Table 1.

[비교예 4][Comparative Example 4]

순수 400부에 삼산화 몰리브데넘 100부, 메타바나드산 암모늄 7.5부, 85질량% 인산 수용액 6.7부 및 질산 구리(II) 3수화물 7.0부를 용해시켰다. 이것을 교반하면서 95℃로 승온하고, 액온을 95℃로 유지하면서 2시간 교반했다. 얻어진 헤테로폴리산염 함유액 ii-7을 증발 건고함으로써, 촉매 전구체를 얻었다.100 parts of molybdenum trioxide, 7.5 parts of ammonium metavanadate, 6.7 parts of an 85% by mass aqueous phosphoric acid solution, and 7.0 parts of copper (II) nitrate trihydrate were dissolved in 400 parts of pure water. This was heated to 95 ° C while stirring, and stirred for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. The resulting heteropoly acid salt-containing liquid ii-7 was evaporated to dryness to obtain a catalyst precursor.

그 후, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 촉매 전구체로부터 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하고, 해당 촉매를 이용하여 메타크릴산의 제조를 행했다. 촉매의 조성은 Mo12P1.0V1.1Cu0.5였다. 한편, 해당 원소 조성은 촉매를 암모니아수에 용해시킨 성분을 ICP 발광 분석법으로 분석하는 것에 의해 산출했다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로 전처리 후 촉매를 조제하고, 해당 전처리 후 촉매에 대하여, Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴을 측정한 결과, I1은 2θ=26.5°의 위치에 확인되었다. 한편, I0은 관찰되지 않았기 때문에 0으로 했다. 따라서 피크 강도비 I1/I0을 산출할 수는 없었다. 결과를 표 1에 나타낸다.Thereafter, a catalyst for producing methacrylic acid was prepared from the catalyst precursor by the same method as in Example 1, and methacrylic acid was produced using the catalyst. The composition of the catalyst was Mo 12 P 1.0 V 1.1 Cu 0.5 . On the other hand, the composition of the element was calculated by analyzing the component in which the catalyst was dissolved in ammonia water by ICP emission spectrometry. The catalyst after the pretreatment was prepared in the same manner as in Example 1, and the X-ray diffraction pattern of the catalyst after the pretreatment using Cu-K? Ray was measured. As a result, I 1 was found at 2θ = 26.5 °. On the other hand, I 0 was set because I 0 was not observed. Therefore, the peak intensity ratio I 1 / I 0 could not be calculated. The results are shown in Table 1.

Figure pct00001
Figure pct00001

실시예 1∼4에서는, 피크 강도비(I1/I0)가 본 발명에 있어서의 규정의 범위 내이고, 메타크릴산 수율이 높은 촉매인 것이 확인되었다. 그 중에서도, 피크 강도비(I1/I0)가 0.69인 실시예 2에 있어서 가장 높은 메타크릴산 수율이 얻어져 있고, 피크 강도비(I1/I0)로서 최적한 범위가 있는 것을 알 수 있었다.In Examples 1 to 4, it was confirmed that the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) was within the range specified in the present invention and the catalyst had a high methacrylic acid yield. Among them, the highest methacrylic acid yield was obtained in Example 2 in which the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) was 0.69, and the optimum range of peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) I could.

한편, 비교예 1∼4에서는, 피크 강도비(I1/I0)가 본 발명에 있어서의 규정의 범위 밖이고, 실시예 1∼4보다도 메타크릴산 수율이 낮았다. 한편, 비교예 4에서는, 헤테로폴리산염에 기인하는 피크 패턴이 확인되지 않고, I0이 0이기 때문에, 피크 강도비(I1/I0)를 산출할 수 없었다. 이와 같은 경우에도 메타크릴산 수율은 낮고, 피크 강도비(I1/I0)가 본 발명에 있어서의 규정의 범위 밖인 경우에는, 메타크릴산 수율이 낮은 것이 확인되었다. 한편, 본 실시예에서 얻어진 메타크릴산을 에스터화함으로써, 메타크릴산 에스터를 얻을 수 있다.On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) was out of the range specified in the present invention, and the yield of methacrylic acid was lower than in Examples 1 to 4. On the other hand, in Comparative Example 4, the peak pattern due to the heteropoly acid salt was not confirmed, and I 0 was 0, so that the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) could not be calculated. Even in such a case, the yield of methacrylic acid was low, and it was confirmed that the yield of methacrylic acid was low when the peak intensity ratio (I 1 / I 0 ) was out of the range specified in the present invention. On the other hand, the methacrylic acid obtained in this embodiment is esterified to obtain methacrylic acid ester.

이 출원은 2016년 9월 14일에 출원된 일본 출원특원 2016-179403을 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 전부를 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-179403, filed on September 14, 2016, the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference.

이상, 실시형태 및 실시예를 참조하여 본원 발명을 설명했지만, 본원 발명은 상기 실시형태 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 구성이나 상세에는, 본원 발명의 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments and the examples, the present invention is not limited to the embodiments and examples. The structure and details of the present invention can be variously modified by those skilled in the art within the scope of the present invention.

본 발명에 따른 메타크릴산 제조용 촉매는, 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용한 경우, 높은 메타크릴산 수율을 나타내기 때문에, 공업적으로 유용하다. 또한, 이와 같이 헤테로폴리산염과 프로톤형 헤테로폴리산의 결정 구조로 함으로써, 헤테로폴리산염의 안정성을 가지면서, 프로톤형 헤테로폴리산이 활성점으로서 유효하게 기능함으로써, 장기간 높은 메타크릴산 수율을 발현하는 것을 기대할 수 있다.The catalyst for the production of methacrylic acid according to the present invention is industrially useful because it exhibits a high yield of methacrylic acid when it is used in the production of methacrylic acid by vapor phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen. In addition, by using the crystal structure of the heteropoly acid salt and the proton-type heteropoly acid, it is expected that the proton-type heteropoly acid effectively functions as the active site while maintaining the stability of the heteropoly acid salt, thereby exhibiting a high yield of methacrylic acid for a long period of time.

Claims (11)

메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조할 때에 이용되는, 적어도 인, 몰리브데넘 및 바나듐을 포함하는 헤테로폴리산염을 포함하는 메타크릴산 제조용 촉매로서, 온도 30℃, 습도 90%로 유지된 환경하에 12시간 방치한 상기 메타크릴산 제조용 촉매의 Cu-Kα선을 이용한 X선 회절 패턴에 있어서, 헤테로폴리산염의 입방정 구조에 기인하는 (222)면의 피크 강도 I0의 절대값에 대한, 프로톤형 헤테로폴리산의 입방정 구조에 기인하는 (322)면의 피크 강도 I1의 절대값의 비(I1/I0)가, 0.01 이상 0.80 이하인, 메타크릴산 제조용 촉매.A catalyst for the production of methacrylic acid, which comprises at least phosphorus, molybdenum and vanadium-containing heteropoly acid salts, which is used for producing methacrylic acid by vapor phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen, In the X-ray diffraction pattern using the Cu-K? Line of the catalyst for the production of methacrylic acid which was allowed to stand for 12 hours under an environment where the humidity was kept at 90%, the absolute value of the peak intensity I 0 of the (222) plane attributed to the cubic structure of the heteropoly acid salt (I 1 / I 0 ) of the absolute value of the peak intensity I 1 of the (322) plane attributable to the cubic structure of the protonic heteropolyacid to the value of from 0.01 to 0.80. 제 1 항에 있어서,
I1/I0이 0.05 이상 0.75 이하인 메타크릴산 제조용 촉매.
The method according to claim 1,
A catalyst for the production of methacrylic acid, wherein I 1 / I 0 is 0.05 or more and 0.75 or less.
제 2 항에 있어서,
I1/I0이 0.40 이상 0.73 이하인 메타크릴산 제조용 촉매.
3. The method of claim 2,
Wherein I 1 / I 0 is 0.40 or more and 0.73 or less.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매를 제조하는 방법으로서, 적어도 인 원료 및 알칼리 금속 이온 원료를 포함하는 헤테로폴리산염 함유액 i과, 적어도 인 원료 및 암모늄 이온 원료를 포함하는 헤테로폴리산염 함유액 ii를 이용하여, 건조에 의해 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는, 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.A process for producing a catalyst for the production of methacrylic acid according to any one of claims 1 to 3, comprising the steps of: preparing a heteropoly acid salt-containing liquid i comprising at least a phosphorus raw material and an alkali metal ion raw material; Containing solution ii containing a heteropoly acid salt to obtain a catalyst precursor by drying. 제 4 항에 있어서,
상기 헤테로폴리산염 함유액 i의 건조물과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii의 건조물을 혼합하여 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는, 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
And a step of mixing the dried product of the heteropoly acid salt-containing liquid i and the dried product of the heteropoly acid salt-containing liquid ii to obtain a catalyst precursor.
제 4 항에 있어서,
상기 헤테로폴리산염 함유액 i과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii를 혼합하여 헤테로폴리산염 함유액 iii을 얻고, 이것을 건조하여 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는, 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
A step of mixing the heteropoly acid salt-containing liquid i and the heteropoly acid salt-containing liquid ii to obtain a heteropoly acid salt-containing liquid iii, and drying the solution to obtain a catalyst precursor.
제 4 항에 있어서,
상기 헤테로폴리산염 함유액 i과 상기 헤테로폴리산염 함유액 ii 중 어느 하나의 건조물을 다른 한쪽의 헤테로폴리산염 함유액에 혼합하여, 헤테로폴리산염 함유액 iv를 얻고, 이것을 건조하여 촉매 전구체를 얻는 공정을 포함하는, 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Mixing a solution of the heteropoly acid salt-containing liquid i and the solution of the heteropoly acid salt-containing liquid ii in one of the other heteropoly acid salt-containing liquid to obtain a heteropoly acid salt-containing liquid iv and drying it to obtain a catalyst precursor; A process for producing a catalyst for the production of methacrylic acid.
제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤테로폴리산염 함유액 i 및 ii가 하기 식(1) 내지 (3)을 만족시키는, 메타크릴산 제조용 촉매의 제조 방법.
1.5≤AMi/Pi≤3.0 (1)
4.0≤NH4ii/Pii≤5.0 (2)
1.0≤Pii/Pi≤2.0 (3)
(식(1) 내지 (3) 중, AMi은 상기 헤테로폴리산 함유액 i에 포함되는 알칼리 금속 이온의 몰수, Pi은 상기 헤테로폴리산 함유액 i에 포함되는 인의 몰수, NH4ii는 상기 헤테로폴리산 함유액 ii에 포함되는 암모늄 이온의 몰수, Pii는 상기 헤테로폴리산 함유액 ii에 포함되는 인의 몰수를 각각 나타낸다.)
8. The method according to any one of claims 4 to 7,
Wherein the heteropoly acid salt-containing liquids i and ii satisfy the following formulas (1) to (3).
1.5? AMi / Pi? 3.0 (1)
4.0? NH 4 ii / Pii? 5.0 (2)
1.0? Pii / Pi? 2.0 (3)
A (wherein 1 to 3 of, AMi is the number of moles of alkali metal ions contained in the heteropolyacid-containing liquid i, Pi is a liquid containing phosphorus molar amount, NH 4 ii is the heteropolyacid contained in the heteropolyacid-containing liquid i ii The number of moles of ammonium ions contained, and Pii the number of moles of phosphorus contained in the heteropoly acid-containing liquid ii.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 메타크릴산 제조용 촉매의 존재하에서 메타크롤레인을 분자상 산소에 의해 기상 접촉 산화하여 메타크릴산을 제조하는 메타크릴산의 제조 방법.A process for producing methacrylic acid, wherein methacrylic acid is produced by gas-phase catalytic oxidation of methacrolein with molecular oxygen in the presence of the catalyst for the production of methacrylic acid according to any one of claims 1 to 3. 제 9 항에 기재된 메타크릴산의 제조 방법에 의해 제조된 메타크릴산을 에스터화하는 메타크릴산 에스터의 제조 방법.A process for producing a methacrylic acid ester by esterifying methacrylic acid produced by the process for producing methacrylic acid according to claim 9. 제 9 항에 기재된 방법에 의해 메타크릴산을 제조하고, 해당 메타크릴산을 에스터화하는 메타크릴산 에스터의 제조 방법.A process for producing methacrylic acid by producing methacrylic acid by the method according to claim 9 and for esterifying the methacrylic acid.
KR1020197010279A 2016-09-14 2017-09-05 Catalyst for producing methacrylic acid and method for producing the same, and method for producing methacrylic acid and methacrylic acid ester KR102216827B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-179403 2016-09-14
JP2016179403 2016-09-14
PCT/JP2017/031885 WO2018051840A1 (en) 2016-09-14 2017-09-05 Methacrylic acid production catalyst and method for producing same, and method for producing methacrylic acid and methacrylic acid ester

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190042095A true KR20190042095A (en) 2019-04-23
KR102216827B1 KR102216827B1 (en) 2021-02-17

Family

ID=61619401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197010279A KR102216827B1 (en) 2016-09-14 2017-09-05 Catalyst for producing methacrylic acid and method for producing the same, and method for producing methacrylic acid and methacrylic acid ester

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JP6414343B2 (en)
KR (1) KR102216827B1 (en)
CN (1) CN109641192B (en)
MY (1) MY189907A (en)
SA (1) SA519401149B1 (en)
SG (1) SG11201900754XA (en)
WO (1) WO2018051840A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6769557B2 (en) * 2017-07-31 2020-10-14 三菱ケミカル株式会社 Catalyst precursor, catalyst production method, methacrylic acid and acrylic acid production method, and methacrylic acid ester and acrylic acid ester production method.
US10940463B2 (en) 2018-03-30 2021-03-09 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Catalyst, method for producing catalyst, and method for producing acrylonitrile
JP7006477B2 (en) * 2018-04-18 2022-02-10 三菱ケミカル株式会社 A method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, and a method for producing methacrylic acid.
KR102463952B1 (en) * 2018-04-26 2022-11-04 미쯔비시 케미컬 주식회사 Method for producing catalyst for methacrylic acid production, and method for producing methacrylic acid and methacrylic acid ester
CN113893879B (en) * 2021-11-04 2024-02-06 淄博市翔力致高新材料有限责任公司 Heteropoly acid catalyst and preparation method and application thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55122734A (en) * 1979-03-16 1980-09-20 Nippon Kayaku Co Ltd Preparation of methacrylic acid and its catalyst
JP2005131577A (en) 2003-10-31 2005-05-26 Sumitomo Chemical Co Ltd Process for producing methacrylic acid producing catalyst, catalyst for producing methacrylic acid and process for producing metacrylic acid
JP2011092882A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Sumitomo Chemical Co Ltd Method for producing catalyst for preparation of methacrylic acid, and method for preparing methacrylic acid

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6035178B2 (en) * 1981-04-17 1985-08-13 株式会社日本触媒 Oxidation catalyst and its preparation method
JPH05177141A (en) * 1991-12-27 1993-07-20 Tosoh Corp Preparation of methacrylic acid
JP4811977B2 (en) * 2001-06-20 2011-11-09 三菱レイヨン株式会社 Method for producing catalyst for synthesis of methacrylic acid
JP2004008834A (en) * 2002-06-03 2004-01-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for producing catalyst for use in manufacturing methacrylic acid
CN100518935C (en) * 2003-05-30 2009-07-29 日本化药株式会社 Process for producing catalyst for methacrylic acid production
US7557061B2 (en) * 2004-06-28 2009-07-07 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Process for producing catalyst for methacrylic acid synthesis
JP5560596B2 (en) * 2008-07-01 2014-07-30 三菱レイヨン株式会社 Method for producing a catalyst for methacrylic acid production
JP5593605B2 (en) * 2008-11-21 2014-09-24 三菱レイヨン株式会社 Catalyst for producing methacrylic acid, method for producing the same, and method for producing methacrylic acid
JP5214500B2 (en) * 2009-03-09 2013-06-19 住友化学株式会社 Method for producing catalyst for producing methacrylic acid and method for producing methacrylic acid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55122734A (en) * 1979-03-16 1980-09-20 Nippon Kayaku Co Ltd Preparation of methacrylic acid and its catalyst
JP2005131577A (en) 2003-10-31 2005-05-26 Sumitomo Chemical Co Ltd Process for producing methacrylic acid producing catalyst, catalyst for producing methacrylic acid and process for producing metacrylic acid
JP2011092882A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Sumitomo Chemical Co Ltd Method for producing catalyst for preparation of methacrylic acid, and method for preparing methacrylic acid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
오타케 마사유키, 오노다 다케시, 촉매, vol. 18, No. 6(1976)

Also Published As

Publication number Publication date
SA519401149B1 (en) 2022-11-14
JPWO2018051840A1 (en) 2018-09-13
KR102216827B1 (en) 2021-02-17
CN109641192A (en) 2019-04-16
SG11201900754XA (en) 2019-02-27
MY189907A (en) 2022-03-21
CN109641192B (en) 2022-05-03
JP6414343B2 (en) 2018-10-31
WO2018051840A1 (en) 2018-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102216827B1 (en) Catalyst for producing methacrylic acid and method for producing the same, and method for producing methacrylic acid and methacrylic acid ester
KR101593723B1 (en) Catalyst for methacrylic acid production, process for producing same, and process for producing methacrylic acid
US20140316160A1 (en) Catalyst For Methacrylic Acid Production And Process For Producing Methacrylic Acid
JP6819699B2 (en) Methacrylic acid production catalyst, methacrylic acid production catalyst precursor, and their production methods, methacrylic acid production method, and methacrylic acid ester production method.
JP5560596B2 (en) Method for producing a catalyst for methacrylic acid production
JP7003974B2 (en) Method for producing catalyst for producing methacrylic acid, method for producing methacrylic acid, and method for producing methacrylic acid ester.
KR102242614B1 (en) Method for producing a catalyst precursor for producing α,β-unsaturated carboxylic acid, method for producing a catalyst for producing α,β-unsaturated carboxylic acid, method for producing α,β-unsaturated carboxylic acid, and method for producing α,β-unsaturated carboxylic acid ester
JP5626583B2 (en) Catalyst for producing methacrylic acid, method for producing the same, and method for producing methacrylic acid
JP7031737B2 (en) A method for producing a catalyst for producing methacrylic acid, and a method for producing methacrylic acid and a methacrylic acid ester.
JP6769557B2 (en) Catalyst precursor, catalyst production method, methacrylic acid and acrylic acid production method, and methacrylic acid ester and acrylic acid ester production method.
JP5593605B2 (en) Catalyst for producing methacrylic acid, method for producing the same, and method for producing methacrylic acid
CN111770795B (en) Method for producing catalyst for producing alpha, beta-unsaturated carboxylic acid, and method for producing alpha, beta-unsaturated carboxylic acid
WO2023182425A1 (en) Catalyst for methacrylic acid production, method for producing same, and method for producing methacrylic acid and methacrylic acid esters using catalyst
WO2023182426A1 (en) Catalyst for methacrylic acid production, method for producing same, and method for producing methacrylic acid and methacrylic acid esters using catalyst
JP5691252B2 (en) Method for producing heteropolyacid catalyst for production of methacrylic acid, and method for producing methacrylic acid
CN117042877A (en) Catalyst, method for producing catalyst, and method for producing alpha, beta-unsaturated aldehyde, alpha, beta-unsaturated carboxylic acid, and alpha, beta-unsaturated carboxylic acid ester

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant